(57)【要約】【課題】  永久磁石が損傷したり割れたりするのを防止でき、固定子に対して簡単かつ確実に固定でき、アンバランスを生じることなく良好なギャップ寸法を得ること。【解決手段】  永久磁石１４〜１７がヨーク１２の磁路形成突起１８、１９の内部に挿入されて固定されている。即ち、磁路形成突起１８、１９の先端部に、それぞれの永久磁石１４〜１７を挿入し得る大きさの挿入空間３０が形成される。挿入空間３０は、永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７に対応する形状の円弧状をなす。そして、ヨーク１２に挿入空間３０が形成された後、その挿入空間３０に永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７を挿入することで、磁路形成突起１８に永久磁石１４、１５が、磁路形成突起１９に永久磁石１６、１７がそれぞれ固定される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁路形成突起を有する固定子と、該固定子の前記磁路形成突起に沿って進退可能に支持された可動子と、前記固定子の磁路形成突起に固定された磁気回路形成用の永久磁石とを備えたリニアアクチュエータにおいて、
前記固定子の前記磁路形成突起に挿入空間が形成され、該挿入空間に前記磁石が挿入して固定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２】
請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記磁石は、前記進退する方向と直交する方向の断面を視たときに円弧状をな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３】
請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記磁石は、前記進退する方向と直交する方向の断面を視たときに直線状をな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４】
請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、
前記磁石は、前記進退する方向と直交する方向の断面を視たときにハ字状をなしていることを特徴とするリニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リニアアクチュエータに係り、特に固定子の磁路形成突起に磁石が固定されているリニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアアクチュエータにあっては、たとえばコイルを含む可動子が動く可動コイル型、また永久磁石を含む可動子が動く可動磁石型があるが、それ以外として、それらの有する問題を解消するため、例えば、特願２００２−１４８９５４号明細書（以下、従来例という）に開示されているように、コイルや永久磁石のいずれも有しておらず、少なくとも一部に鉄部材を有する可動子のみが単独で動くタイプのものがある。
【０００３】
図７から図１０に示す従来例のリニアアクチュエータ１１は、固定子としてのヨーク１２と、このヨーク１２の内側に軸方向に沿い進退可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２の内側の上部側に固定された永久磁石１４、１５と、ヨーク１２の内側の下部側に固定された永久磁石１６、１７とが備えられている。
【０００４】
永久磁石１４、１５は、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１８の先端面（下面）に接着剤によって取り付けられ、また永久磁石１６、１７は、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１９の先端面（上面）に接着剤によって取り付けられている。これら磁路形成突起１８及び１９は、ヨーク１２の中央部に軸方向に設けられている貫通孔２１の相対向する上下位置に、互いに径方向に沿いながら所定の幅をもって突設されている。即ち、図７、図９に示すように、磁路形成突起１８は、ヨーク１２の内側の上部側から貫通孔２１に向かって突設され、その先端面が可動子１３の周面と対応する円弧状に凹んでいる。磁路形成突起１９は、ヨーク１２の内側の下部側から貫通孔２１に向かって突設され、その先端面が可動子１３の周面する円弧上に凹んでいる。
【０００５】
永久磁石１４、１５は、円筒を所定の間隔をあけて二カ所その軸線に平行に切断した形状をなす同径同長同幅のフェライト磁石からなるものであって、互いに同軸をなすと共に、円周方向の位置を合わせて軸線方向に隣り合った状態で並べられている。つまり、図８及び図１０に示す左側に永久磁石１４が、その右側に永久磁石１５が並べられている。これら永久磁石１４、１５は、軸線方向に直交する方向に磁極を並べたラジアル異方性のもので、互いの磁極の並びを逆にしている。具体的には、永久磁石１４は、Ｎ極が外径側にかつＳ極が内径側に配置されており、永久磁石１５は、Ｎ極が内径側にかつＳ極が外径側に配置されている。
【０００６】
永久磁石１６、１７も上記永久磁石１４、１５と同様に形成されてかつ同径同長同幅のフェライト磁石からなるものであって、互いに同軸をなすと共に、円周方向の位置を合わせて軸線方向に隣り合った状態で並べられている。つまり、図８及び図１０に示す左側に永久磁石１６が、その右側に永久磁石１７が並べられている。これら永久磁石１６、１７も軸線方向に直交する方向に磁極を並べたラジアル異方性のもので、互いの磁極の並びを逆にしている。具体的には、永久磁石１６は、Ｎ極が内径側にかつＳ極が外径側に配置されており、永久磁石１７は、Ｎ極が外径側にかつＳ極が内径側に配置されている。
【０００７】
以上により、貫通孔２１の貫通方向に位置が合う永久磁石１４及び永久磁石１６は互いに内径側の磁極を逆にしており、貫通孔２１の軸線方向に位置が合う永久磁石１５及び永久磁石１７も互いに内径側の磁極を逆にしている。
【０００８】
可動子１３は、中央に貫通孔２０が形成されることで円筒状をなしており、その外径が永久磁石１４〜１７の内径よりも若干小径とされている。この可動子１３は、ヨーク１２の磁路形成突起１８、１９間に、即ち、永久磁石１４〜１７の内径側に、これらと対向しつつ同軸をなすように挿入されることで、ヨーク１２に対して貫通孔２１の貫通方向に往復移動可能に設けられる。従って、永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７と、可動子１３との間は、所定のギャップを有することとなる。また、可動子１３の軸線方向における長さは、ヨーク１２の貫通孔２１の貫通方向における長さよりも短くなっている。
なお、ヨーク１２は、例えばケイ素鋼板を軸方向に積層することで形成され、可動子１３も同一材質により同様にして形成されている。
【０００９】
また、図７及び図９に示すように、磁路形成突起１８、１９を取り囲むようにコイル２２が巻回されている。従って、ヨーク１２には磁路形成突起１８、１９及びコイル２２が設けられている。
【００１０】
上記構造のリニアアクチュエータ１１においては、両側のコイル２２に電流を同期して流す。ここで、図７〜図１０において、双方のコイル２２に通電することにより、矢印ａ又はｂ方向の磁路を形成し、これによって、可動子１３を図８に示す矢印方向Ｆ又は図１０に示す矢印Ｇ方向に前進・後退させる。
【００１１】
なお、図７及び図９は正面から見た説明図であるため、それらの図面上には正面側の永久磁石１４、１６の極性が表記されている他、背面側の永久磁石１５、１７の極性が括弧の中に表記されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、従来のリニアアクチュエータ１１においては、ヨーク１２の内側に形成された磁路形成突起１８、１９の先端面に永久磁石１４〜１７が設けられ、該永久磁石１４〜１７が可動子１３との間でギャップを隔てているので、そのギャップ間に異物が入り込んで永久磁石１４〜１７を損傷させたりするばかりでなく、著しいときは割れたりして永久磁石の機能を損なう問題があった。
【００１３】
また、永久磁石１４〜１７は、磁路形成突起１８、１９の表面に接着剤によって固定されているものの、磁路形成突起１８、１９から剥がれることがあり、磁路形成突起に良好に固定させておくことが難しく、組立の信頼性に乏しい問題があった。
更に、永久磁石１４〜１７は、磁路形成突起１８、１９の表面から所定のギャップを有するように取り付けられているが、上述のように、接着剤によって固定されると、接着剤の塗布量の違いなどによって接着剤の厚みに微妙な差が生じることとなり、そのため、ギャップ寸法を精密に管理するのが困難な問題があった。
【００１４】
従って、場合によっては永久磁石１４、１５側のギャップ寸法と、永久磁石１６、１７側のギャップ寸法とが異なるばかりでなく、永久磁石１４、１５同士側或いは永久磁石１６、１７同士側においてもギャップ寸法が異なることもあり、そのアンバランスによる磁力のばらつきが起こって可動子１３を良好に進退させることができなくなるおそがあった。その上、永久磁石１４〜１７が薄肉の円弧状に形成されているので、製造コストが高くつくという問題もあった。
【００１５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、永久磁石が損傷したり割れたりするのを防止できるのは勿論、固定子に対して簡単かつ確実に固定することができ、しもかアンバランスを生じることなく良好なギャップ寸法を得ることができるリニアアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、磁路形成突起を有する固定子と、該固定子の前記磁路形成突起に沿って進退可能に支持された可動子と、前記固定子の磁路形成突起に固定された磁気回路形成用の永久磁石とを備えたリニアアクチュエータにおいて、前記固定子の前記磁路形成突起に挿入空間が形成され、該挿入空間に前記磁石が挿入して固定されていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、前記磁石は、前記進退する方向と直交する方向の断面を視たときに円弧状をなしていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、前記磁石は、前記進退する方向と直交する方向の断面を視たときに直線状をなしていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１記載のリニアアクチュエータにおいて、前記磁石は、前記進退する方向と直交する方向の断面を視たときにハ字状をなしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、永久磁石が、ヨークの磁路形成突起にそれぞれ挿入して固定されるので、例えば磁路形成突起の先端と可動部間のギャップ間に異物が入り込んでも、その異物によって永久磁石が損傷したり割れたりするのを防止することができ、従って、永久磁石の機能を良好に維持することができる。また、ヨークに対する永久磁石の組立を簡単に行うことができると共に、永久磁石と可動子間のギャップ寸法を高精度に保つことができる。これにより、永久磁石が脱落せず、永久磁石と可動子間の良好なギャップ寸法を得ることができる結果、リニアアクチュエータとしての信頼性を高めることができる効果が得られる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、永久磁石が断面視円弧状をなしているので、可動子の周面部に沿わせることができ、可動子の進退移動を良好に行わせることができる効果が得られる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、永久磁石が断面視平板状をなしているので、円弧状のものと異なり、安価に製作することができ、それだけ低廉化を図ることができる効果が得られる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、永久磁石がハ字状に設けられると、その分だけ磁気量を増大させることもできるので、使用できる磁束量を多くでき、可動子の移動速度を上げることができ、応答速度をより高めることもできる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明する。図１から図３はこの発明の第１の実施の形態に係るリニアアクチュエータを示している。
図１及び図２に示すリニアアクチュエータ１１は、固定子としてのヨーク１２と、このヨーク１２の内側に軸方向に沿い進退可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２の内側に設けられた磁路形成突起１８及び１９間に固定された永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７とが備えられている。
【００２２】
ヨーク１２は、ケイ素鋼板を軸方向に積層することで形成され、可動子１３も同様にして形成されている。また、ヨーク１２の両側にはコイル巻回部２８が平行に設けられ、このコイル巻回部２８にコイル２２が巻き付けられている。
そして、コイル２２への通電によって起磁力を発生させ（図７〜図１０参照）、ヨーク１２と永久磁石１４、１５と可動部１３と永久磁石１６、１７とヨーク１２間で閉ループの磁束が生じ、その際、起磁力の方向によって可動子１３が例えば図２における右側方向に後退移動したり、左側方向に前進移動したりするようになっている。
この点は、図７から図１０に示す従来例と同様であり、従来例と同一部分には同一符号を付している。
【００２３】
この実施形態のリニアアクチュエータ１１は、永久磁石１４〜１７がヨーク１２の磁路形成突起１８、１９の内部に挿入されて固定されている。
即ち、図３に示すように、磁路形成突起１８、１９の先端部に、それぞれの永久磁石１４〜１７を挿入し得る大きさの挿入空間３０が形成されている。そのため、ヨーク１２の形成に際し、予め、ケイ素鋼板に挿入空間３０に対応する部分をプレスで打ち抜いておき、そのケイ素鋼板を所望枚数積層してヨーク１２を形成することで、磁路形成突起１８、１９の先端部に挿入空間３０が形成されることとなる。
なお、図３では、一方の磁路形成突起１８だけが図示され、他方の磁路形成突起１９が図示省略されている。
【００２４】
この挿入空間３０は、永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７に対応する形状の円弧状をなしている。そして、ヨーク１２に挿入空間３０が形成された後、その挿入空間３０に永久磁石１４、１５及び永久磁石１６、１７を挿入することで、一方の磁路形成突起１８に永久磁石１４、１５が、他方の磁路形成突起１９に永久磁石１６、１７がそれぞれ軸方向に沿って固定されることとなる。
この場合、永久磁石１４〜１７と、ヨーク１２内の可動子１３との間においては、可動子１３を起磁力によって進退移動し得るよう、所望の寸法に隔ててられるのはいうまでもない。
【００２５】
また、図２に示すように、永久磁石１４は、Ｎ極が外径側にかつＳ極が内径側に配置され、永久磁石１５は、Ｎ極が内径側にかつＳ極が外径側に配置される。永久磁石１６は、Ｎ極が内径側にかつＳ極が外径側に配置され、永久磁石１７は、Ｎ極が外径側にかつＳ極が内径側に配置される。
なお、図１は正面から見た説明図であるため、その図面上には正面側の永久磁石１４、１６の極性が表記されている他、背面側の永久磁石１５、１７の極性が括弧の中に表記されている。
【００２６】
この実施形態のリニアアクチュエータ１１は、上記のように、永久磁石１４、１５及び１６、１７が、ヨーク１２の内側の貫通孔２１に相対向して設けられた磁路形成突起１８、１９の先端部にそれぞれ挿入して固定されるので、例えば磁路形成突起１８、１９の先端と可動部１３間のギャップ間に異物が入り込んでも、その異物によって永久磁石１４〜１７が損傷したり割れたりするのを防止することができ、永久磁石１４〜１７の機能を良好に維持することができる。
【００２７】
また、永久磁石１４、１５及び１６、１７が磁路形成突起１８、１９に挿入して固定されるので、ヨーク１２に対する永久磁石１４〜１７の組立を簡単に行うことができると共に、永久磁石１４〜１７と可動子１３間のギャップ寸法を高精度に保つことができる。そのため、磁路形成突起の先端面に接着剤で永久磁石を固定する従来例に比較すると、接着剤の剥がれによって永久磁石が脱落すること、及び接着剤の厚みの際によって永久磁石と可動子間のギャップ寸法に差が生じてギャップ寸法のアンバランスを生じることなど、従来の問題点を解消することができる。
そして、永久磁石１４〜１７が断面視円弧状をなしているので、可動子１３の周面部に沿わせることができ、可動子１３の進退移動を良好に行わせることができる。
【００２８】
図４及び図５は、この発明の第２の実施の形態に係るリニアアクチュエータ１１を示している。
この実施形態において前記第１の実施形態と異なるのは、永久磁石１４〜１７が断面視で平板状（直線状）に形成された点にある。
即ち、この場合の永久磁石１４〜１７は、いずれもヨーク１２の磁路形成突起の幅（厚み）より若干小さめの板幅をなす平板として形成されている。そして、この永久磁石１４〜１７が、磁路形成突起の先端部に軸方向に沿い細長形状に形成された挿入空間に挿入されることで、永久磁石１４〜１７が図４に示すように水平に設けられるようになっている。
なお、図４及び図５において、図１〜図３と同一部分には同一符号を付している。
【００２９】
この実施形態によれば、ヨーク１２の磁路形成突起に永久磁石１４〜１７が挿入し固定されているので、基本的には第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、永久磁石１４〜１７が断面視平板状をなしているので、従来例の円弧状のものと異なり、安価に製作することができ、それだけ低廉化を図ることができる。
【００３０】
図６は、この発明の第３の実施の形態に係るリニアアクチュエータ１１を示している。
この実施形態において前記第１及び第２の実施形態と異なるのは、永久磁石１４〜１７が断面視でハ字状に形成された点にある。
即ち、永久磁石１４〜１７は、各々が、板状からなる第１磁石部Ｘと第２磁石部Ｙとからなっており、第１磁石部Ｘを右肩上がりにしたとき、これと対称形状となるよう第２磁石部Ｙを左肩上がりに配置することでハ字状をなしている。
そのため、ヨーク１２の磁路形成突起１８、１９の先端部にはハ字状をなす挿入空間３０が形成され、該挿入空間３０に上記永久磁石１４〜１７が挿入されて固定される。
【００３１】
この実施形態によれば、ヨーク１２の磁路形成突起１８、１９に永久磁石１４〜１７が挿入し固定されるので、基本的には第１及び第２の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、永久磁石１４〜１７がハ字状に設けられた場合、その分だけ磁気量を増大させることもできるので、使用できる磁束量を多くでき、可動子１３の移動速度を上げることができ、応答速度をより高めることもできる。
なお、図６では、コストの関係から、板状からなる第１、第２磁石部Ｘ、Ｙをハ字状に配置することで永久磁石１４〜１７を構成した例を示したが、ハ字状に一体に形成された永久磁石を用いることもできるのは勿論である。
【００３２】
そして、上記いずれもの実施の形態において、永久磁石１４〜１７として、フェライト磁石を用いたが、それ以外のもの、例えばネオジウム、サマリウムコバルト等のような希土類系を用いることは勿論、プラスチック磁石等を用いることも可能である。また、本発明においては、初期の機能を得ることができればよく、その具体的構成は図示例に限定されるものではない。このようなリニアアクチュエータは、例えば冷蔵庫、冷凍庫、或いはエアコンディショナー用のコンプレッサのモータ等に利用されることで、信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るリニアアクチュエータを示す正面図である。
【図２】図１の側面断面図である。
【図３】図１の要部を示す拡大説明図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態に係るリニアアクチュエータを示す正面図である。
【図５】図１の側面断面図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態に係るリニアアクチュエータを示す正面図である。
【図７】従来のリニアアクチュエータを正面から見た図であって、可動子が後退するときの起磁力の方向を示す説明図である。
【図８】可動子が後退するときの側面から見た説明図である。
【図９】同じく従来のリニアアクチュエータを正面から見た図であって、可動子が前進するときの起磁力の方向を示す説明図である。
【図１０】可動視が前進するときの側面から見た説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１    リニアアクチュエータ
１２    ヨーク（固定子）
１３    可動子
１４〜１７    永久磁石
１８、１９    磁路形成突起
３０    挿入空間
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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