(57)【要約】【課題】出力特性をさらに改良したリニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置を提供すること。【解決手段】リニアアクチュエータ１は、第１のヨーク部１１と、この第１のヨーク部１１に対して軸線方向と直交する位置で対向する第２のヨーク部１２と、第２のヨーク部１２の側から軸線方向で離間する両側を通って第１のヨーク部１１との間に軸線方向で離間する第１の隙間６および第２の隙間７を形成する中間ヨーク部２０と、中間ヨーク部２０および第２のヨーク部１２によって区画形成された空間内に配置されたコイル６０と、コイル６０に対して軸線方向の一方側に配置されたマグネット３０と、第１隙間６および第２の隙間７において軸線方向に移動可能に配置された磁性体５１を備えた可動体５０とを有している。【選択図】　　　図１
2004056850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のヨーク部と、該第１のヨーク部に対して軸線方向と直交する位置で対向する第２のヨーク部と、前記第２のヨーク部の側から軸線方向で離間する両側を通って前記第１のヨーク部との間に軸線方向で離間する第１の隙間および第２の隙間を形成する中間ヨーク部と、前記中間ヨーク部および前記第２のヨーク部によって区画形成された空間内に配置され、前記第１の隙間と前記第２の隙間とで逆向きの磁界を前記第１のヨーク部と前記中間ヨーク部との間に形成するとともに、当該磁界の向きを交番させるコイルと、前記コイルに対して軸線方向の一方側に配置され、前記第１の隙間および前記第２の隙間に前記中間ヨーク部から前記第１のヨーク部に向かう固定磁界あるいは前記第１のヨーク部から前記中間ヨーク部に向かう固定磁界を形成するマグネットと、前記第１隙間および前記第２の隙間において軸線方向に移動可能に配置された磁性体を備えた可動体とを有することを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、前記第１のヨーク部、前記第１および第２の隙間、前記中間ヨーク部、および前記第２のヨーク部は、内側から外側にこの順に配置され、かつ、軸線方向からみたときに円形あるいは略多角形となるように構成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項３】
請求項２において、前記コイルに対して前記マグネットが配置されている側には、前記第１のヨーク部および前記第２のヨーク部のうちの一方のヨーク部に隣接する一方、他方のヨーク部と離間する渡りヨーク部が形成され、
当該渡りヨーク部と前記他方のヨーク部との間には、これらのヨーク部に異なる磁極を向けて前記マグネットが配置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３において、前記渡りヨーク部および前記マグネットと前記中間ヨーク部との間には非磁性体が介在していることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項５】
請求項２において、前記コイルに対して前記マグネットが配置されている側には、前記第１のヨーク部に隣接する一方、前記第２のヨーク部と離間する渡りヨーク部が形成され、
当該渡りヨーク部と前記中間ヨーク部との間には、これらのヨーク部に異なる磁極を向けて前記マグネットが配置されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかにおいて、前記渡りヨーク部は、該渡りヨーク部が隣接する前記第１のヨーク部あるいは前記第２のヨーク部と一体に形成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれかにおいて、前記第２のヨーク部は、前記中間ヨーク部と一体に形成されていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに規定するリニアアクチュエータを用いたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに規定するリニアアクチュエータを用いたことを特徴とするコンプレッサー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダ内でピストンが直線運動するようなポンプ装置やコンプレッサー装置でも、それに使用されるアクチュエータは、回転運動を出力するモータが使用されており、モータの出力軸とピストンとの間にクランクシャフトを設けて回転運動を直線運動に変換している。このため、力の伝達効率が低いという問題点がある
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここに、本願発明者等は、図６（Ａ）に示すように、第１のヨーク部５１１、および第１のヨーク部５１１に対して軸線方向と直交する位置で対向する第２のヨーク部５１２を備えたヨーク体５１０と、このヨーク体５１０に交番磁界を発生させるコイル５６０と、第１のヨーク部５１１と第２のヨーク部５１２との間に配置され、軸線方向にＮ極およびＳ極が形成されたマグネット５３０と、マグネット５３０を軸線方向の両側で挟むように第１のヨーク部５１１と第２のヨーク部５１２との間に配置されて第１のヨーク部５１１との間に第１の隙間５０６および第２の隙間５０７を形成する中間ヨーク部５２１、５２２と、隙間５０６、５０７に対して軸線方向に移動可能に配置された磁性体５５１とを用いた新たなリニアアクチュエータを検討している。ここで、第２のヨーク部５１２と中間ヨーク部５２１、５２２との間には隙間５１９が設けられている。
【０００４】
このようなアクチュエータにおいては、図６（Ａ）に実線の矢印Ｂ１、Ｂ２で示す磁界が発生している。この状態でコイル５６０に交流電流を流したとき、図面の向こう側から手前側に電流が流れている期間では、点線の矢印Ｂ３１で示す磁界が発生し、隙間５０６、５０７のうち、第１の中間ヨーク部５２１の側の隙間５０６では、マグネット５３０からの磁界とコイル５６０からの磁力線の向きが反対であるに対して、第２の中間ヨーク部５２２の側の隙間５０７ではマグネット５３０からの磁界とコイル５６０からの磁力線の向きが一致する。従って、磁性体５５１には下方に向かう力が作用する。
【０００５】
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、コイル５６０に対して、図面の手前側から向こう側に電流が流れている期間では、点線の矢印Ｂ３２で示す磁界が発生し、第１の中間ヨーク部５２１の側の隙間５０６では、マグネット５３０からの磁界とコイル５６０からの磁力線の向きが一致しているのに対して、第２の中間ヨーク部５２２の側の隙間５０７ではマグネット５３０からの磁界とコイル５６０からの磁力線の向きが反対となる。従って、磁性体５５１には上方に向かう力が作用する。
【０００６】
そして、コイル５６０に流れる電流の極性が反転するたびに磁性体５５１に対して軸線方向に加わる力の向きが入れ代わるので、それと一体の可動体（図示せず）が軸線方向に振動するので、往復直線運動を出力することができる。
【０００７】
しかしながら、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明したリニアアクチュエータでは、第２のヨーク部５１２と中間ヨーク部５２１、５２２との間に隙間５１９を設ける必要があるため、コイル５６０で得られた起磁力が隙間５１９でかなり消費されてしまうなど、磁気効率が低い。それ故、出力が小さいので、実用化するには至っておらず、さらなる改良が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、出力特性をさらに改良したリニアアクチュエータ、それを用いたポンプ装置並びにコンプレッサー装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、第１のヨーク部と、該第１のヨーク部に対して軸線方向と直交する位置で対向する第２のヨーク部と、前記第２のヨーク部の側から軸線方向で離間する両側を通って前記第１のヨーク部との間に軸線方向で離間する第１の隙間および第２の隙間を形成する中間ヨーク部と、前記中間ヨーク部および前記第２のヨーク部によって区画形成された空間内に配置され、前記第１の隙間と前記第２の隙間とで逆向きの磁界を前記第１のヨーク部と前記中間ヨーク部との間に形成するとともに、当該磁界の向きを交番させるコイルと、前記コイルに対して軸線方向の一方側に配置され、前記第１の隙間および前記第２の隙間に前記中間ヨーク部から前記第１のヨーク部に向かう固定磁界あるいは前記第１のヨーク部から前記中間ヨーク部に向かう固定磁界を形成するマグネットと、前記第１隙間および前記第２の隙間において軸線方向に移動可能に配置された磁性体を備えた可動体とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、コイルに交流を印加すると、コイルを囲む第２のヨーク部、中間ヨーク部、第１の隙間、第１のヨーク部、第２の隙間、中間ヨーク部および第２のヨーク部からなる磁路に交番磁界が発生し、かつ、第１の隙間と第２の隙間とでは逆向きの磁界が発生する。一方、マグネットは、第１の隙間および第２の隙間に中間ヨーク部から第１のヨーク部に向かう固定磁界あるいは第１のヨーク部から中間ヨーク部に向かう固定磁界を発生させる。このため、コイルが発生させる磁界と、マグネットが発生させる磁界は、第１の隙間および第２の隙間のうちの一方の隙間では強め合う一方、他方の隙間では弱め合う。このため、磁性片は、上記の２つの磁界が強め合う方に移動するが、コイルは交番磁界を発生するので、磁性片は軸線方向で振動することになる。ここで、コイルの周りに磁路を構成する第１のヨーク部、中間ヨーク部、および第２のヨーク部では、第１のヨーク部と中間ヨーク部との間に磁性体が配置される第１の隙間および第２の隙間が形成されるのみで、第２のヨーク部と中間ヨーク部との間に隙間が不要である。それ故、コイルおよびマグネットで得られる起磁力が不要な隙間で消費されることがないので、磁気効率が高い。それ故、本発明によれば、大きな出力を得ることができる。
【００１１】
本発明において、前記第１のヨーク部、前記第１および第２の隙間、前記中間ヨーク部、および前記第２のヨーク部は、内側から外側にこの順に配置され、かつ、軸線方向からみたときに円形あるいは略多角形となるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記コイルに対して前記マグネットが配置されている側には、前記第１のヨーク部および前記第２のヨーク部のうちの一方のヨーク部に隣接する一方、他方のヨーク部と離間する渡りヨーク部が形成され、当該渡りヨーク部と前記他方のヨーク部との間には、これらのヨーク部に異なる磁極を向けて前記マグネットが配置されている構成を採用することができる。このように構成すると、第１のヨーク部と第２のヨーク部とを容易に磁気的に結合させることができる。
【００１３】
本発明において、前記渡りヨーク部および前記マグネットと、前記中間ヨーク部との間には非磁性体が介在していることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記コイルに対して前記マグネットが配置されている側には、前記第１のヨーク部に隣接する一方、前記第２のヨーク部と離間する渡りヨーク部が形成され、当該渡りヨーク部と前記中間ヨーク部との間には、これらのヨーク部に異なる磁極を向けて前記マグネットが配置されている構成を採用することができる。このように構成すると、第１のヨーク部と第２のヨーク部とを容易に磁気的に結合させることができる。また、このように構成すると、マグネットに高い面精度が要求されるのは、軸線方向に位置する端面であり、このような端面は、平面状であるため、研磨によって面精度を容易に出すことができる。また、マグネットに対する着磁も容易である。
【００１５】
本発明において、前記渡りヨーク部は、該渡りヨーク部が隣接する前記第１のヨーク部あるいは前記第２のヨーク部と一体に形成されていることが好ましい。このように構成すると、使用部品点数を削減することができる。
【００１６】
本発明において、前記第２のヨーク部は、前記中間ヨーク部と一体に形成されていることが好ましい。このように構成すると、使用部品点数を削減することができる。
【００１７】
本発明に係るリニアアクチュエータは、各種流体を供給するためのポンプ装置、あるいはコンプレッサー装置として利用できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明を適用したリニアアクチュエータを説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
（リニアアクチュエータの構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るリニアアクチュエータの構成、および動作を示す縦断面図である。
【００２０】
図１（Ａ）において、本形態のリニアアクチュエータ１は、各種流体を供給するためのポンプ装置、あるいはコンプレッサー装置に用いられるものである。
【００２１】
本形態のリニアアクチュエータ１は、第１のヨーク部１１と、この第１のヨーク部１１に対して軸線方向と直交する位置で対向する第２のヨーク部１２と、第２のヨーク部１２の側から軸線方向で離間する両側を通って第１のヨーク部１１との間に軸線方向で離間する第１の隙間６および第２の隙間７を形成する中間ヨーク部２０と、中間ヨーク部２０および第２のヨーク部１２によって区画形成された空間内に配置されたコイル６０と、コイル６０に対して軸線方向の一方側（図１（Ａ）に向かって下側）に配置されたマグネット３０と、第１隙間６および第２の隙間７において軸線方向に移動可能に配置された磁性体５１を備えた可動体５０とを有している。
【００２２】
本形態において、第１のヨーク部１１、第１および第２の隙間６、７、中間ヨーク部２０、および第２のヨーク部１２は、内側から外側にこの順に配置され、かつ、軸線方向からみたときに円環状の平面形状を有している。従って、第１のヨーク部１１は、円環状のインナーヨークを構成し、第２のヨーク部１２は円環状のアウターヨークを構成している。また、コイル６０は、円筒状のボビン６１に巻回された後、ボビン６１の外周面にカバー６２が被せられた状態にある。なお、第１のヨーク部１１、第１および第２の隙間６、７、中間ヨーク部２０、および第２のヨーク部１２は、内側から外側にこの順に配置され、かつ、軸線方向からみたときに略多角形を構成するように配置されていてもよい。
【００２３】
本形態において、可動体５０は、磁性体５１がインサート成形された樹脂成形品からなる。このため、磁性体５１の上端部分は、樹脂に確実に埋め込まれるようにフック形状を有している。なお、可動体５０において、磁性体５１は接着などの方法で可動体５０と一体化される場合もある。
【００２４】
中間ヨーク部２０は、断面Ｌ字形状の上下、２つの磁性片２１、２２から構成され、これらの磁性片２１、２２の間にコイル６０が挟まれた状態にある。
【００２５】
第２のヨーク部１２の下端部から内側には、渡りヨーク部１３が突き出ており、この渡りヨーク部１３は、第１のヨーク部１１とは離間している。
【００２６】
渡りヨーク部１３の内周面と第１のヨーク部１１の下端部の外周面との間には、円筒状のマグネット３０が配置され、このマグネット３０は、第１のヨーク部１１の方に位置する内周面がＳ極に着磁され、渡りヨーク部１３に向く外周面がＮ極に着磁されている。なお、マグネット３０は、内周面がＮ極に着磁され、外周面がＳ極に着磁されていてもよく、いずれの場合も、第１の隙間６および第２の隙間７に中間ヨーク部２０から第１のヨーク部１１に向かう固定磁界、あるいは第１のヨーク部１１から中間ヨーク部２０に向かう固定磁界を形成する。
【００２７】
渡りヨーク部１３およびマグネット３０は、例えば、双方の上面が同一平面に含まれるように、その厚さ寸法や高さ寸法が規定されている。
【００２８】
また、渡りヨーク部１３およびマグネット３０は、中間ヨーク部２０に対して軸線方向に重なるように配置されているが、渡りヨーク部１３およびマグネット３０と、中間ヨーク部２０の間には非磁性体からなるスペーサ４０が配置されている。このため、マグネット３０が形成する磁界は、その外周面から出て、渡りヨーク部１３、第２のヨーク部１２、中間ヨーク部２０、第１および第２の隙間６、７、第１のヨーク部１１から構成される磁路を経て、マグネット３０の内周面に戻るように形成され、マグネット３０から中間ヨーク部２０に漏れることがない。
【００２９】
また、スペーサ４０は、第１のヨーク１１の下端側に形成されている細径部に対して下方から嵌めるだけで、第１のヨーク１１に形成されている段差１９に突き当たって自動的に軸線方向に位置決めされるとともに、下方にマグネット３０および渡りヨーク部１３が配置される空間を構成する。従って、スペーサ４０は、リニアアクチュエータ１の組み立てを容易にする機能も担っている。
【００３０】
このように構成したアクチュエータ１においては、マグネット３０によって、図１（Ａ）、（Ｂ）に点線の矢印Ｂ１、Ｂ２で示す磁界が発生している。
【００３１】
この状態でコイル６０に交流電流を流したとき、図面の左側において手前側から向こう側に電流が流れている期間では、実線の矢印Ｂ３１で示す磁界が発生し、第１の隙間６では、マグネット３０からの磁界とコイル６０からの磁力線の向きが一致しているのに対して、第２の隙間７では、マグネット３０からの磁界とコイル６０からの磁力線の向きが反対である。従って、可動体５０の磁性体５１には上方に向かう力が作用する。
【００３２】
これに対して、図１（Ｂ）に示すように、コイル６０に対して、図面の左側において向こう側から手前側に電流が流れている期間では、実線の矢印Ｂ３２で示す磁界が発生し、第１の隙間６では、マグネット３０からの磁界とコイル６０からの磁力線の向きが反対であるのに対して、第２の隙間７ではマグネット３０からの磁界とコイル６０からの磁力線の向きが一致する。従って、可動体５０の磁性体５１には下方に向かう力が作用する。
【００３３】
そして、コイル６０に流れる電流の極性が反転するたびに、可動体５０の磁性体５１には、軸線方向において向きが入れ代わる力が作用するので、それと一体の可動体５０が軸線方向に振動し、可動体５０に取り付けられたピストンなどから往復直線運動を出力することができる。
【００３４】
このように本形態のリニアアクチュエータ１では、コイル６０の周りに磁路を構成する第１のヨーク部１１、中間ヨーク部２０、および第２のヨーク部１２では、第１のヨーク部１１と中間ヨーク部２０との間に磁性体５１が配置される第１の隙間６および第２の隙間７が形成されるのみで、第２のヨーク部１２と中間ヨーク部２０との間に隙間が不要である。それ故、コイル６０およびマグネット３０で得られる起磁力が不要な隙間で消費されることがないので、磁気効率が高い。それ故、本形態のリニアアクチュエータ１では、大きな出力を得ることができる。
【００３５】
（ポンプ装置並びにコンプレッサー装置への搭載例）
本発明を適用したリニアアクチュエータ１については、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して以下に説明するように、ポンプ装置並びにコンプレッサー装置に適用できる。
【００３６】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図１に示すリニアアクチュエータ１を用いたエアーポンプ装置の平面図、断面図、および底面図であり、図２（Ｂ）において、リニアアクチュエータ１に相当する部分は太線で囲ってある。
【００３７】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）において、本形態のエアーポンプ装置１００では、リニアアクチュエータ１の可動体５０に対して作動軸１１０の基端側がワッシャ１５１、１５２を介してナット１５３で連結され、第１のヨーク部１１の穴１６を貫通する状態にある。作動軸１１０の基端側は、第１のヨーク部１１に保持された軸受１５４によって支持され、かつ、作動軸１１０の周りには２本のスプリング１６１、１６２が装着されている。２本のスプリング１６１、１６２のうち、作動軸１１０の基端側に装着されたスプリング１６１は、第１のヨーク部１１の穴１６内に形成されている段差１７と、作動軸１１０に装着されたＥ型止め輪１６３で両端が支持され、作動軸１１０の先端側に装着されたスプリング１６２は、Ｅ型止め輪１６３と、ヨーク体１０の底部に固定されたスプリング押さえ１６４とによって両端が支持されている。
【００３８】
渡りヨーク部１３には、エアー吸い込み口１７１およびエアー吐出口１７２を備えたケース１７０がボルト１７３で固定され、エアー吸い込み口１７１にはフィルタ１７４が装着されている。ケース１７０の内側にはシリンダケース１２０が配置され、シリンダケース１２０の底部において、エアー吸い込み口１７１と対峙する部分には、バルブ押さえ１４３によってバルブ１４１が固定され、エアー吐出口１７２と対峙する部分にはバルブ押さえ１４４によってバルブ１４２が固定されている。
【００３９】
シリンダケース１２０の内部は、シリンダケース１２０の底部との間にシリンダ室１２２を構成するピストン１３０が配置され、このピストン１３０の側面には、シリンダケース１２０の内周側面との気密を確保するための加圧リング１３５が装着されている。
【００４０】
ピストン１３０に対しては、作動軸１１０の先端部分がワッシャ１３７、１３８およびＯリング１３６を介してナット１３９で固定されており、作動軸１１０の振動によって、ピストン１３０が軸線方向に駆動される。従って、リニアアクチュエータ１によって作動軸１１０が軸線方向の基端側（図面に向かって上方）に移動すると、エアー吸い込み口１７１からシリンダ室１２２内に空気が吸い込まれ、リニアアクチュエータ１によって作動軸１１０が軸線方向の先端側（図面に向かって下方）に移動すると、シリンダ室１２２内の空気がエアー吐出口１７２から吐出される。また、このような作動軸１１０の振動に対してスプリング１６１、１６２が共振するので、小型のリニアアクチュエータ１を用いたエアーポンプ装置１００であっても、優れたポンプ特性を備えている。
【００４１】
［実施の形態２］
図３はそれぞれ、本発明に係るリニアアクチュエータを備えたエアーポンプ装置の縦断面図である。なお、本形態のリニアアクチュエータ、およびエアーポンプ装置は、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分の説明を省略し、その特徴部分のみについて説明する。
【００４２】
（リニアアクチュエータの構成）
図３において、本形態のリニアアクチュエータ１は、切削品からなる第１のヨーク部１１と、この第１のヨーク部１１に対して軸線方向と直交する位置で対向する第２のヨーク部１２と、第２のヨーク部１２の側から軸線方向で離間する両側を通って第１のヨーク部１１との間に軸線方向で離間する第１の隙間６および第２の隙間７を形成する中間ヨーク部２０と、中間ヨーク部２０および第２のヨーク部１２によって区画形成された空間内に配置されたコイル６０と、コイル６０に対して軸線方向の一方側（図３に向かって下側）に配置されたマグネット３０と、第１隙間６および第２の隙間７において軸線方向に移動可能に配置された磁性体５１を備えた可動体５０とを有している。
【００４３】
本形態においても、第１のヨーク部１１、第１および第２の隙間６、７、中間ヨーク部２０、および第２のヨーク部１２は、内側から外側にこの順に配置され、かつ、軸線方向からみたときに円環状の平面形状を有している。従って、第１のヨーク部１１は、円環状のインナーヨークを構成し、第２のヨーク部１２は円環状のアウターヨークを構成している。なお、第１のヨーク部１１、第１および第２の隙間６、７、中間ヨーク部２０、および第２のヨーク部１２は、内側から外側にこの順に配置され、かつ、軸線方向からみたときに略多角形を構成するように配置されていてもよい。
【００４４】
本形態において、中間ヨーク部２０および第２のヨーク部１２は、断面Ｕ字形状の２つの磁性片２１、２２に対して一体に構成され、これらの磁性片２１、２２の間にコイル６０が挟まれた状態にある。これらの磁性片２１、２２は、プレス加工品である。
【００４５】
第１のヨーク部１１の下端部の細径部分には、環状の渡りヨーク部１３が圧入固定され、この渡りヨーク部１３と中間ヨーク部２０との間に環状のマグネット３０が配置されている。ここで、マグネット３０は、例えば、下面がＳ極に着磁され、上面がＮ極に着磁されている。従って、マグネット３０の上面から出た磁力線は、中間ヨーク部２０から第２のヨーク部１２を経た後、再び中間ヨーク２０を経て、第１の隙間６に中間ヨーク部２０から第１のヨーク部１１に向かう固定磁界を形成し、しかる後に、第１のヨーク部１１および渡りヨーク部１３を経てマグネット３０の下面に戻る。また、マグネット３０の上面から出た磁力線は、中間ヨーク部２０から直接、第２の隙間７に中間ヨーク部２０から第１のヨーク部１１に向かう固定磁界を形成し、しかる後に、第１のヨーク部１１および渡りヨーク部１３を経てマグネット３０の下面に戻る。
【００４６】
従って、本形態のアクチュエータ１においても、マグネット３０によって、図３に実線の矢印Ｂ１、Ｂ２で示す磁界が発生しているので、実施の形態１と同様、コイル６０に流れる電流の極性が反転するたびに、可動体５０の磁性体５１には、軸線方向において向きが入れ代わる力が作用するので、それと一体の可動体５０が軸線方向に振動し、可動体５０に取り付けられたピストンなどから往復直線運動を出力することができる。
【００４７】
また、本形態のリニアアクチュエータ１でも、実施の形態１と同様、コイル６０の周りに磁路を構成する第１のヨーク部１１、中間ヨーク部２０、および第２のヨーク部１２では、第１のヨーク部１１と中間ヨーク部２０との間に磁性体５１が配置される第１の隙間６および第２の隙間７が形成されるのみで、第２のヨーク部１２と中間ヨーク部２０との間に隙間が不要である。それ故、コイル６０およびマグネット３０で得られる起磁力が不要な隙間で消費されることがないので、磁気効率が高い。それ故、本形態のリニアアクチュエータ１では、大きな出力を得ることができる。
【００４８】
さらに、中間ヨーク部２０および第２のヨーク部１２が、磁性片２１、２２として一体に形成されているので、部品点数の削減を図ることができる。
【００４９】
しかも、マグネット３０に高い面精度が要求されるのは、軸線方向に位置する端面であり、このような端面は、内周面や外周面と違って平面であるため、研磨によって面精度を容易に出すことができる。また、マグネット３０に対する着磁も容易である。
【００５０】
（エアーポンプ装置の構成）
本形態のエアーポンプ装置１００でも、リニアアクチュエータ１の可動体５０に対して作動軸１１０の基端側がナット１５３で連結され、第１のヨーク部１１の穴１６を貫通する状態にある。
【００５１】
本形態において、ケース１７０はリニアアクチュエータ１も含めて全体を覆うように形成され、ケース１７０には、リニアアクチュエータエアー吸い込み口１７１、およびエアー吐出口１７２が形成されている。
【００５２】
ケース１７０の内部では、内ケース１８０によってダイヤフラム１９０が固定され、ダイアフラム１９０には、作動軸１１０の先端部分がナット１３９で固定されている。このため、作動軸１１０の振動によって、ダイヤフラム１９０が軸線方向に駆動される。従って、リニアアクチュエータ１によって作動軸１１０が軸線方向の基端側（図面に向かって上方）に移動すると、エアー吸い込み口１７１から内ケース１８０とダイヤフラム１９０で区画された空間内に空気が吸い込まれ、リニアアクチュエータ１によって作動軸１１０が軸線方向の先端側（図面に向かって下方）に移動すると、内ケース１８０とダイヤフラム１９０で区画された空間内の空気がエアー吐出口１７２から吐出される。
【００５３】
また、このような作動軸１１０の振動に対してスプリング１６１、１６２が共振するので、小型のリニアアクチュエータ１を用いたエアーポンプ装置１００であっても、優れたポンプ特性を備えている。
【００５４】
［その他の実施の形態］
なお、図３を参照して説明した実施の形態２に係るリニアアクチュエータ１については、図４に示すように、渡りヨーク部１３を第１のヨーク部１１の下端部から外周側にフランジ状に張り出すように形成して、渡りヨーク部１３と第１のヨーク部１１とを一体に形成してもよい。このように構成すると、部品点数を削減できるので、コストの低減を図ることができる。
【００５５】
また、図３を参照して説明した実施の形態２に係るエアーポンプ装置１００については、図５に示すように、第１のヨーク部１１の基端側開口と可動体５０との間にスプリング１６１を配置するとともに、第１のヨーク部１１の先端側開口とダイヤフラム１９０との間にスプリング１６２に配置してもよい。このように構成すると、スプリング１６１、１６２によって軸受１５４を保持することができ、かつ、作動軸１１０に止め輪を固定するための溝（図２および図３を参照）を形成する必要がないなど、構成の簡略化を図ることができる。
【００５６】
また、上記形態では、マグネット３０として永久磁石を用いたが、電磁石を用いてもよい。
【００５７】
さらに、第１のヨーク部１１、第２のヨーク部１２、中間ヨーク部２０、および渡りヨーク部１３の材質については、焼結体、純鉄の切削品、珪素鋼板の積層体のいずれを用いてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のリニアアクチュエータでは、コイルに交流を印加すると、コイルを囲む第２のヨーク部、中間ヨーク部、第１の隙間、第１のヨーク部、第２の隙間、中間ヨーク部および第２のヨーク部からなる磁路に交番磁界が発生し、かつ、第１の隙間と第２の隙間とでは逆向きの磁界が発生する。一方、マグネットは、第１の隙間および第２の隙間に中間ヨーク部から第１のヨーク部に向かう固定磁界あるいは第１のヨーク部から中間ヨーク部に向かう固定磁界を発生させる。このため、コイルが発生させる磁界と、マグネットが発生させる磁界は、第１の隙間および第２の隙間のうちの一方の隙間では強め合う一方、他方の隙間では弱め合う。このため、磁性片は、上記の２つの磁界が強め合う方に移動するが、コイルは交番磁界を発生するので、磁性片は軸線方向で振動することになる。ここで、コイルの周りに磁路を構成する第１のヨーク部、中間ヨーク部、および第２のヨーク部では、第１のヨーク部と中間ヨーク部との間に磁性体が配置される第１の隙間および第２の隙間が形成されるのみで、第２のヨーク部と中間ヨーク部との間に隙間が不要である。それ故、コイルおよびマグネットで得られる起磁力が不要な隙間で消費されることがないので、磁気効率が高い。それ故、本発明によれば、大きな出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係るリニアアクチュエータの構成、および動作を示す縦断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図１に示すリニアアクチュエータを用いたエアーポンプ装置の平面図、縦断面図、および底面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るリニアアクチュエータ、およびそれを用いたエアーポンプ装置の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の変形例に係るリニアアクチュエータの縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の別の変形例に係るリニアアクチュエータの縦断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、参考例に係るリニアアクチュエータの説明図である。
【符号の説明】
１　リニアアクチュエータ
６　第１の隙間
７　第２の隙間
１１　第１のヨーク部
１２　第２のヨーク部
１３　渡りヨーク部
２０　中間ヨーク部
３０　マグネット
４０　非磁性体
５０　可動体
５１　磁性体
６０　コイル
１００　エアーポンプ装置
１１０　作動軸
１７１　エアー吸い込み口
１７２　エアー吐出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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