(57)【要約】【課題】  リニアアクチュエータ１個当たりの製造単価に占める永久磁石の割合を低減することでリニアアクチュエータの製造コストを削減する。【解決手段】  ヨーク１２と、ヨーク１２に対し往復動可能に設けられた鉄部材の可動子１３と、ヨーク１２に前記可動子を挟んだ状態で離間して設けられた一対の永久磁石１４，１５と、ヨーク１２に設けられたコイル１６とを備え、一対の永久磁石１４，１５は、永久磁石１４が可動子１３の往復動方向の一方に、永久磁石１５が同方向の他方にそれぞれ寄せて配置され、かつ双方の永久磁石１４，１５が、可動子１３に磁極を同じくしているリニアアクチュエータを採用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
少なくとも一部に鉄部材を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、
前記固定子に前記可動子を挟んだ状態で離間して設けられた一対の永久磁石と、
前記固定子に設けられたコイルとを備え、
前記一対の永久磁石は、一方の永久磁石が前記往復動方向の一方に、他方の永久磁石が前記往復動方向の他方にそれぞれ寄せて配置され、
かつ双方の永久磁石は、前記鉄部材に対向させる磁極を同じく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２】
固定子と、
少なくとも一部に鉄部材を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、
前記固定子に前記可動子を取り囲むようにして等間隔に配置された偶数個の第１の永久磁石と、
等間隔に離間する前記第１の永久磁石の間にひとつずつ配置された同数個の第２の永久磁石と、
前記固定子に設けられたコイルとを備え、
前記第１の永久磁石は、前記鉄部材に対向させる磁極をすべて同じくして前記往復動方向の一方に寄せて配置され、
前記第２の永久磁石は、前記鉄部材に対向させる磁極をすべて前記第１の永久磁石と同じくし、前記第１の一対の永久磁石よりも前記往復動方向の他方に寄せて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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアアクチュエータに関し、特にその構造の簡素化に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアアクチュエータは、バネを併用し共振させることによって少ない損失で駆動できることから、コンプレッサモータ等として利用されている。そして、このリニアアクチュエータを用いたコンプレッサは高効率である等優れた性能を発揮できることから、冷蔵庫や、冷凍庫、あるいはエアコンディショナ用としての利用が期待されている。
【０００３】
リニアアクチュエータには、コイルを含む可動子が動く可動コイル型（例えば、ボイスコイルモータ）や、永久磁石を含む可動子が動く可動磁石型等がある（例えば下記の非特許文献）。
【非特許文献１】「リニア振動アクチュエータの分類と研究開発の現状」、電気学会リニアドライブ研究会、平成９年１月２０日、第４１頁〜第４６頁
【非特許文献２】「３次元磁気回路を採用したレシプロモータの開発と応用」、月刊フードケミカル、２００３年７月号、第６５頁〜第６９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リニアアクチュエータを製造するうえで常に課題となるのは、永久磁石が非常に高価な点である。リニアアクチュエータを如何に安価に製造できるかは、永久磁石の数や大きさを如何に減少させることができるかにかかっているといっても過言ではない。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、永久磁石の数や大きさを減らし、リニアアクチュエータ１個当たりの製造単価に占める永久磁石の割合を低減することでリニアアクチュエータの製造コストを削減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成のリニアアクチュエータを採用する。
すなわち、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータは、固定子と、少なくとも一部に鉄部材を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、前記固定子に前記可動子を挟んだ状態で離間して設けられた一対の永久磁石と、前記固定子に設けられたコイルとを備え、
前記一対の永久磁石は、一方の永久磁石が前記往復動方向の一方に、他方の永久磁石が前記往復動方向の他方にそれぞれ寄せて配置され、かつ双方の永久磁石は、前記鉄部材に対向させる磁極を同じくしていることを特徴としている。
【０００７】
上記のリニアアクチュエータにおいては、電流がコイルにある方向に向けて流れた状態では、例えば、固定子、一方の永久磁石、鉄部材、可動子を挟んで一方の永久磁石に対向する固定子を順に巡る磁束のループが形成され、電流がコイルに逆方向に向けて流れた状態では、固定子、他方の永久磁石、鉄部材、可動子を挟んで他方の永久磁石に対向する固定子を順に巡る磁束のループが形成される。
電流がコイルにある方向に向けて流れた状態では、磁束は往復動方向の一方に可動子を付勢する力を発生し、電流がコイルに逆方向に向けて流れた状態では、磁束は往復動の他方に可動子を付勢する力を発生する。したがって、コイルに流れる電流の向きを交互に切り換えることにより、可動子を往復動させることが可能である。
【０００８】
本発明の請求項２記載のリニアアクチュエータは、固定子と、少なくとも一部に鉄部材を有し前記固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、前記固定子に前記可動子を取り囲むようにして等間隔に配置された偶数個の第１の永久磁石と、等間隔に離間する前記第１の永久磁石の間にひとつずつ配置された同数個の第２の永久磁石と、前記固定子に設けられたコイルとを備え、
前記第１の永久磁石は、前記鉄部材に対向させる磁極をすべて同じくして前記往復動方向の一方に寄せて配置され、前記第２の永久磁石は、前記鉄部材に対向させる磁極をすべて前記第１の永久磁石と同じくし、前記第１の一対の永久磁石よりも前記往復動方向の他方に寄せて配置されていることを特徴としている。
【０００９】
上記のリニアアクチュエータにおいては、電流がコイルにある方向に向けて流れた状態では、例えば、固定子、第１の永久磁石、鉄部材、第１の永久磁石と隣り合う固定子（第２の永久磁石が設けられていない部分）を順に巡る磁束のループが形成され、電流がコイルに逆方向に向けて流れた状態では、固定子、第２の永久磁石、鉄部材、第２の永久磁石と隣り合う固定子（第１の永久磁石が設けられていない部分）を順に巡る磁束のループが形成される。
電流がコイルにある方向に向けて流れた状態では、磁束は可動子を往復動方向の一方に付勢する力を発生し、電流がコイルに逆方向に向けて流れた状態では、磁束は可動子を往復動の他方に付勢する力を発生する。したがって、コイルに流れる電流の向きを交互に切り換えることにより、可動子を往復動させることが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のリニアアクチュエータによれば、固定子側に、軸方向（可動子の往復動方向）の全域にわたって永久磁石を設けなくても、従来と同様に可動子を往復動させることが可能である。したがって、永久磁石の数や大きさを減らし、リニアアクチュエータ１個当たりの製造単価に占める永久磁石の割合を低減することができ、結果的にリニアアクチュエータの製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のリニアアクチュエータの第１の実施形態を図１ないし図６に示して説明する。
本実施形態のリニアアクチュエータ１１は、ヨーク（固定子）１２と、ヨーク１２の内側に往復動可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２に固定された一対の永久磁石１４，１５と、ヨーク１２に固定された二つのコイル１６とを備えている。
【００１２】
ヨーク１２は、中央に貫通穴２１が形成されることにより全体として角筒形状をなしている。貫通穴２１は、円筒の内周面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し互いに離間状態で対向する二カ所の円筒面部２２と、各円筒面部２２のそれぞれの両端縁部から円筒面部２２どうしを結ぶ方向に沿って外側に延出する平面部２３と、各平面部２３のそれぞれの円筒面部２２に対し反対側の端縁部から平面部２３と直交して外側に延出する平面部２４と、円筒面部２２どうしを結ぶ方向に延在して各平面部２４の対応するものどうしをそれぞれ連結させる平面状の内面部２５とを有している。ここで、二カ所の円筒面部２２は、同径同長同幅をなしており同軸に配置されている。また、平面部２３、平面部２４および内面部２５で、各円筒面部２２の円周方向における両側に半径方向に凹む凹部３０がそれぞれ形成されている。
【００１３】
ヨーク１２は、上記二カ所の円筒面部２２と四カ所の平面部２３と四カ所の平面部２４と二カ所の内面部２５とを有する形状に薄板状の鋼板をプレスで打ち抜いて基部材２７を形成し、この基部材２７を貫通穴２１の貫通方向に複数、位置を合わせながら積層しつつ接合させた積層鋼板からなっている。
なお、ヨーク１２には、可動子１３の内側に延出する形状のバックヨークは設けられていない。
【００１４】
ヨーク１２においては、各内面部２５と各内面部２５に平行をなしてそれぞれ近接する外面部２６との間の部分がコイル巻回部２８とされており、その結果、このようなコイル巻回部２８が二カ所互いに平行に設けられている。コイル巻回部２８には内面部２５の全幅にわたってコイル１６が巻き付けられ、その結果、各コイル１６はリング状をなしてヨーク１２に固定されている。
【００１５】
永久磁石１４，１５は、いずれも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ネオジウム磁石からなる。永久磁石１４は、可動子１３の往復動方向の一方（図１では手前側）に寄せて配置され、凸状に湾曲する側面１４ａを一方の円筒面部２２に接して固定されている。永久磁石１５は、永久磁石１４とは可動子１３を挟んで向かい合い、可動子１３の往復動方向の他方（図１では奥側）に寄せて配置され、凸状に湾曲する側面１５ａを他方の円筒面部２２に接して固定されている。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異方性のもので、可動子１３に対向させる磁極を同じくしている。具体的には、両磁石ともＮ極を可動子１３に向けている。
【００１６】
可動子１３は、中央に貫通穴３１が形成されることにより円筒状をなしており、その外径が永久磁石１４、１５の内径よりも若干小径とされている。可動子１３は、永久磁石１４，１５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によって、ヨーク１２に対して貫通穴２１の貫通方向に往復動可能に設けられている。ここで、可動子１３の軸線方向における長さは、ヨーク１２の貫通穴２１の貫通方向における長さよりも短くなっている。
【００１７】
可動子１３は、薄板状の鋼板をプレスで打ち抜いて内側に貫通穴３１を有する円環状の基部材３２を形成し、この基部材３２を貫通穴３１の貫通方向に複数、位置を合わせながら積層させて接合させた積層鋼板からなっている。これにより可動子１３は全体が鉄部材からなっている。
【００１８】
上記のように構成されたリニアアクチュエータ１１においては、両側のコイル１６に電流を流していない状態では、永久磁石１４によって、図２に二点鎖線で示すように、ヨーク１２、永久磁石１４、可動子１３、永久磁石１４よりも可動子１３の往復動方向の他方に位置して可動子１３に対向するヨーク１２（永久磁石１４が設けられていない部分、図２では左側）を順に巡る磁束ループが形成されるとともに、永久磁石１５によって、ヨーク１２、永久磁石１５、可動子１３、永久磁石１４よりも可動子１３の往復動方向の一方に位置して可動子１３に対向するヨーク１２（永久磁石１５が設けられていない部分、図２では右側）を順に巡る磁束ループが形成される。このとき、永久磁石１４によって形成される磁束ループは可動子１３を往復動方向の一方に付勢する力を発生し、永久磁石１５によって形成される磁束ループは可動子１３を往復動方向の他方に付勢する力を発生するので、可動子１３は相反する方向の力に引っ張られて定位置に停止した状態を保つ。
【００１９】
そして、両側のコイル１６に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を同期して流すと、リニアアクチュエータ１１は可動子１３を次のように駆動させる。
まず、図３に示すように、一方（図３では左側）のコイル１６に、その可動子１３側に貫通穴２１の貫通方向の一方（図３を手前から奥に貫く方向）に流れるように電流を流すと、その内側のコイル巻回部２８に可動子１３の軸方向に直交する向き（図３では下向き）の起磁力が生じる。この方向に起磁力が生じると、この一方のコイル１６側には、永久磁石１４によって、ヨーク１２、永久磁石１４、可動子１３、可動子１３を挟んで永久磁石１４に対向するヨーク１２を順に巡る磁束ループ（図３の左側の二点鎖線）が形成される。
これと同時に、他方（図３の右側）のコイル１６に、その可動子１３側に貫通穴２１の貫通方向の他方（図３を奥から手前に貫く方向）に流れるように電流を流すと、その内側のコイル巻回部２８に可動子１３の軸方向に直交する向き（図３では下向き）の起磁力が生じる。この方向に起磁力が生じると、この他方のコイル１６側には、永久磁石１４によって、ヨーク１２、永久磁石１４、可動子１３、可動子１３を挟んで永久磁石１４に対向するヨーク１２を順に巡る磁束ループ（図３の右側の二点鎖線）が形成される。
【００２０】
両方のコイル１６に上記のように通電することによって生じる２つの起磁力の合力ｆ１は、図４に示すように、上下のヨーク１２間を可動子１３を貫くように下方向に作用する。この力とは別に、永久磁石１４によって励起された起磁力ｆ２は、可動子１３の往復動方向の一方（永久磁石１４が設けられた部分、図４では左側）において下方向に作用する。この部分では、２つの力ｆ１，ｆ２が同方向に作用するために磁束密度が高まる。
その一方で、永久磁石１５によって励起された起磁力ｆ３は、可動子１３の往復動方向の他方（永久磁石１５が設けられた部分、図４では右側）において上方向に作用する。この部分では、２つのｆ１，ｆ３が相反する方向に作用するために磁束密度が低められてしまう。
その結果、上記の磁束ループは可動子１３の往復動方向の一方に集中して形成されることになり、可動子１３には往復動方向の一方（図４の左方向）に向けて力Ｆが作用する。可動子１３は、この力Ｆに付勢されて往復動方向の一方に移動する。
【００２１】
また、図５に示すように、一方（図５では左側）のコイル１６に、その可動子１３側に貫通穴２１の貫通方向の他方（図５を奥から手前に貫く方向）に流れるように電流を流すと、その内側のコイル巻回部２８に可動子１３の軸方向に直交する向き（図５では上向き）の起磁力が生じる。この方向に起磁力が生じると、この一方のコイル１６側には、永久磁石１５によって、ヨーク１２、永久磁石１５、可動子１３、ヨーク１２を順に巡る磁束ループ（図５の左側の二点鎖線）が形成される。
これと同時に、他方（図５では右側）のコイル１６に、その可動子１３側に貫通穴２１の貫通方向の一方（図５を手前から奥に貫く方向）に流れるように電流を流すと、その内側のコイル巻回部２８に可動子１３の軸方向に直交する向き（図５では上向き）の起磁力が生じる。この方向に起磁力が生じると、この他方のコイル１６側にも、永久磁石１５によって、ヨーク１２、永久磁石１５、可動子１３、ヨーク１２を順に巡る磁束ループ（図５では右側の二点鎖線）が形成される。
【００２２】
両方のコイル１６に上記のように通電することによって生じる２つの起磁力の合力ｒ１は、図６に示すように、上下のヨーク１２間を可動子１３を貫くように上方向に作用する。この力とは別に、永久磁石１５によって励起された起磁力ｒ２は、可動子１３の往復動方向の他方（永久磁石１５が設けられた部分、図６では右側）において上方向に作用する。この部分では、２つの起磁力ｒ１，ｒ２が同方向に作用するために磁束密度が高まる。
その一方で、永久磁石１４によって励起された起磁力ｒ３は、可動子１３の往復動方向の一方（永久磁石１４が設けられた部分、図６では左側）において下方向に作用する。この部分では、２つの起磁力ｒ１，ｒ３が相反する方向に作用するために磁束密度が低められてしまう。
その結果、上記の磁束ループは可動子１３の往復動方向の他方に集中して形成されることになり、可動子１３には往復動方向の他方（図６では右方向）に向けて力Ｒが作用する。可動子１３は、この力Ｒに付勢されて往復動方向の他方に移動する。
【００２３】
上記したように、コイル１６には交流電流が流されるので、両コイル１６の電流の流れの方向は所定の周期で交互に切り換わる。可動子１３は、電流の流れる方向が切り換わるたびに上記の動作を繰り返し、所定のストロークで軸方向に往復動することになる。
【００２４】
上記のように構成されたリニアアクチュエータ１１によれば、ヨーク１２側に、軸方向の全域にわたって永久磁石１４，１５を設けなくても、従来と同様に可動子１３を往復動させることが可能である。したがって、永久磁石の数や大きさを減らし、リニアアクチュエータ１個当たりの製造単価に占める永久磁石の割合を低減することができ、結果的にリニアアクチュエータの製造コストを削減することができる。
【００２５】
加えて、可動子１３に永久磁石がないことから、可動子１３への着磁が作業が不要となり、また、可動子１３の製造時に可動子１３には吸引力が働かないため、可動子１３の製造が容易となる。したがって、製造が容易となってコストダウンを図ることができる。
【００２６】
加えて、ヨーク１２は可動子１３の往復動の方向に積層された積層鋼板からなるため、ムク材から削り出されて形成される場合に比して渦電流損失を低減することができる一方、焼結で形成される場合に比してヒステリシス損を低減することができる。したがって、性能を向上させることができる。また、特にヨーク１２を大型化する場合に、ムク材からの削り出しおよび焼結に比して製造が容易となる。したがって、全体の大型化に伴うヨーク１２の大型化に容易に対応することができる。
【００２７】
なお、永久磁石１４，１５としては、上記したネオジウム磁石以外にも、サマリウムコバルト等の希土類系のものや、プラスチック磁石を用いることも可能である。
可動子１３にバネを組み込んだり、外部に置かれたバネとの併用で共振させて使用されるのが一般的であるが、勿論、このまま使用することも可能である。
可動子１３に位置、速度等を検出するセンサを設け、閉ループ制御を行うことで速度や位置の制御が可能なリニアサーボアクチュエータとして利用できる。
【００２８】
次に、本発明のリニアアクチュエータの第２の実施形態を図７ないし図１２に示して説明する。
本実施形態のリニアアクチュエータ５１は、ヨーク（固定子）５２と、このヨーク５２の内側に往復動可能に設けられた可動子５３と、ヨーク５２に固定された４つの永久磁石（第１の永久磁石）５４と、同じヨーク５２に固定された４つの永久磁石（第２の永久磁石）５５と、ヨーク５２に固定された８つのコイル５８とを備えている。
【００２９】
ヨーク５２は、中央に貫通穴６１が形成されることにより全体として円筒形状をなしている。貫通穴６１は、円筒の内周面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し円周方向に等間隔で配置される八カ所の円筒面部６２を有している。ここで、円周方向に隣り合う円筒面部６２どうしの間は、半径方向外方に凹む凹部６３とされており、その結果、円周方向に隣り合う凹部６３どうしの間には、円筒面部６２を有する凸部６４が形成されている。ここで、八カ所の円筒面部６２は、同径同長同幅をなしており同軸に配置されている。
なお、ヨーク５２は、図示は略すが、第１実施形態と同様に、上記八カ所の凹部６３および凸部６４を有する形状に薄板状の鋼板をプレスで打ち抜いて基部材を形成し、この基部材を貫通穴６１の貫通方向に複数、位置を合わせながらを積層させつつ接合させた積層鋼板からなっている。
また、このヨーク５２には、可動子５３の内側に延出する形状のバックヨークは設けられていない。
【００３０】
本実施形態において、ヨーク５２の各凸部６４には、軸線方向と円周方向とに交互に延在するようにコイル５８が巻き付けられ、その結果、各コイル５８はリング状をなしてヨーク５２に固定されている。
【００３１】
４つの永久磁石５４、および４つの永久磁石５５は、すべて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ネオジウム磁石からなる。４つの永久磁石５４は、八カ所の円筒面部６２のうちのひとつおきにならぶ四ヶ所の円筒面部６２に、可動子５３の往復動方向の一方（図７では手前側）に寄せて個々に配置され、凸状に湾曲する側面５４ａを一方の円筒面部６２に接して固定されている。また、４つの永久磁石５５は、八カ所の円筒面部６２のうち永久磁石５４を固定されていない四ヶ所の円筒面部６２に、可動子５３の往復動方向の他方（図７では奥側）に寄せて個々に配置され、凸状に湾曲する側面５５ａを一方の円筒面部６２に接して固定されている。これにより、永久磁石５４，５５は、同軸に配置された八カ所の円筒面部６２に、周方向に互い違いに、かつ千鳥状に位置をずらして配列されている。永久磁石５４，５５は、軸線方向に直交する方向に磁極を並べた異方性のもので、可動子５３に対向させる磁極を同じくしている。具体的には、両磁石ともすべてＮ極を可動子５３に向けている。
【００３２】
可動子５３は、中央に貫通穴７１が形成されることにより円筒状をなす鉄部材７２とこの鉄部材７２の軸線方向における一側に設けられた主部７３とを有しており、主部７３は鉄部材７２と同軸同径をなして隣り合う大径円筒部７５と、この大径円筒部７５の鉄部材７２に対し反対側にこれよりも小径をなして同軸に設けられた小径円筒部７６とを有している。なお、鉄部材７２および大径円筒部７５の外径が、周方向に配列された永久磁石５４，５５の内径よりも若干小径とされている。この可動子５３はヨーク５２の円筒面部６２の内側すなわち永久磁石５４，５５の内径側に、これらと同軸をなすように挿入されることにより、ヨーク５２に対して貫通穴６１の貫通方向に往復動可能に設けられる。ここで、鉄部材７２の軸線方向における長さは、ヨーク５２の貫通穴６１の貫通方向における長さよりも短くされている。また、小径円筒部７６には内径側に通した軸等を固定するためのボルト７８が半径方向に螺合されている。
【００３３】
なお、この可動子５３は、主部７３が非磁性材料であるエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂からなっており、鉄部材７２は焼結材からなっている。可動子５３は、鉄部材７２を入れ子とする合成樹脂のインサート成形により形成されている。
【００３４】
上記のように構成されたリニアアクチュエータ５１においては、８つのコイル５８に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を同期して流すと、リニアアクチュエータは可動子５３を次のように駆動させる。
まず、各コイル５８に、可動子５３側から見て時計回りに電流を流すと、図９に示すように、各コイル５８の内側の凸部６４に可動子５３の軸方向に直交する向き（図８では可動子５３を中心とする周方向）の起磁力が生じる。この方向に起磁力が生じると、隣り合うコイル５８，５８間には、永久磁石５４によって、ヨーク５２、永久磁石５４、可動子５３、永久磁石５４と隣り合う凸部６４を順に巡る磁束ループ（図９の二点鎖線）が形成される。
【００３５】
各コイル５８に上記のように通電することによって生じるコイル起磁力ｆ１は、図１０に示すように、隣り合う凸部６４間に可動子５３の周方向と同じ向き（図１０では下向き）に作用する。この力とは別に、永久磁石５４によって励起された起磁力ｆ２は、可動子５３の往復動方向の一方（永久磁石５４が設けられた部分）において起磁力ｆ１と同じ方向に作用する。この部分では、２つの力ｆ１，ｆ２が同方向に作用するために磁束密度が高まる。
その一方で、永久磁石５５によって励起された起磁力ｆ３は、可動子５３の往復動方向の他方（永久磁石５５が設けられた部分）において起磁力ｆ１とは逆の方向に作用する。この部分では、２つのｆ１，ｆ３が相反する方向に作用するために磁束密度が低められてしまう。
その結果、上記の磁束ループは可動子５３の往復動方向の一方（図１０では左側）に集中して形成されることになり、可動子５３には往復動方向の一方（図１０では左方向）に向けて力Ｆが作用する。可動子５３は、この力Ｆに付勢されて往復動方向の一方に移動する。
【００３６】
また、各コイル５８に、可動子５３側から見て半時計回りに電流を流すと、図１１に示すように、各コイル５８の内側の凸部６４に可動子５３の軸方向に直交する向き（図９とは逆方向）の起磁力が生じる。この方向に起磁力が生じると、隣り合うコイル５８，５８間には、永久磁石５５によって、ヨーク５２、永久磁石５４、可動子５３、永久磁石５５と隣り合う凸部６４を順に巡る磁束ループ（図中の二点鎖線）が形成される。
【００３７】
各コイル５８に上記のように通電することによって生じるコイル起磁力ｒ１は、図１２に示すように、隣り合う凸部６４間に可動子５３の周方向と同じ向き（図１２では上向き）に作用する。この力とは別に、永久磁石５５によって励起された起磁力ｒ２は、可動子５３の往復動方向の他方（永久磁石５５が設けられた部分）において起磁力ｒ１と同じ方向に作用する。この部分では、２つの力ｒ１，ｒ２が同方向に作用するために磁束密度が高まる。
その一方で、永久磁石５４によって励起された起磁力ｒ３は、可動子５３の往復動方向の一方（永久磁石５４が設けられた部分）において起磁力ｒ１とは逆の方向に作用する。この部分では、２つのｒ１，ｒ３が相反する方向に作用するために磁束密度が低められてしまう。
その結果、上記の磁束ループは可動子５３の往復動方向の他方（図１２では右側）に集中して形成されることになり、可動子５３には往復動方向の他方（図１２では右方向）に向けて力Ｒが作用する。可動子５３は、この力Ｒに付勢されて往復動方向の他方に移動する。
【００３８】
上記第１実施形態と同じく、コイル５８には交流電流が流されるので、両コイル５８の電流の流れの方向は所定の周期で交互に切り換わる。可動子５３は、電流の流れる方向が切り換わるたびに上記の動作を繰り返し、所定のストロークで軸方向に往復動することになる。
【００３９】
上記のように構成されたリニアアクチュエータ５１によれば、上記第１実施形態のリニアアクチュエータ１１と同様の効果が得られる。しかも、ヨーク５２内面の利用効率が向上するので、永久磁石の使用量を減らしても推力の増大が可能になる。さらに、永久磁石が複数、具体的には８つに分けて配設されることから、ヨーク厚さを薄くでき、軽量化が図れる。また、可動子５３の軽量化が図れることから、応答性が改善される。
【００４０】
図１３には、第２実施形態の変形例を示す。当該のリニアアクチュエータ８１は、ヨーク（固定子）８２と、このヨーク８２の内側に往復動可能に設けられた可動子８３と、ヨーク８２に固定された２つの永久磁石（第１の永久磁石）８４と、同じヨーク８２に固定された２つの永久磁石（第２の永久磁石）８５と、ヨーク８２に固定された４つのコイル８８とを備えている。
【００４１】
２つの永久磁石８４は、四カ所の円筒面部９２のうちのひとつおきにならぶ二ヶ所の円筒面部９２に、可動子８３の往復動方向の一方（図１３では手前側）に寄せて個々に配置され、凸状に湾曲する側面８４ａを一方の円筒面部９２に接して固定されている。また、２つの永久磁石８５は、四カ所の円筒面部９２のうち永久磁石８４を固定されていない二ヶ所の円筒面部９２に、可動子８３の往復動方向の他方（図１３では奥側）に寄せて個々に配置され、凸状に湾曲する側面８５ａを一方の円筒面部９２に接して固定されている。これにより、永久磁石８４，８５は、同軸に配置された四カ所の円筒面部９２に、周方向に互い違いに、かつ千鳥状に位置をずらして配列されている。永久磁石８４，８５は、軸線方向に直交する方向に磁極を並べた異方性のもので、可動子８３に対向させる磁極を同じくしている。具体的には、両磁石ともすべてＮ極を可動子８３に向けている。
【００４２】
上記のリニアアクチュエータ８１も、作動原理は上記第二実施形態と同じであり、可動子５３は、コイル８８を流れる電流の方向が切り換わるたびに上記の動作を繰り返し、所定のストロークで軸方向に往復動することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す正断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が流れていないときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図３】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す正断面図であって、コイルに電流が一方向に流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図４】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が一方向に流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図５】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す正断面図であって、コイルに電流が逆方向に流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図６】本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図であって、コイルに電流が逆方向に流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図７】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す正断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す図７に示すＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す正断面図であって、コイルに電流が時計回りに流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図１０】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す断面図（図７に示すＸ−Ｘ線に沿う断面図）であって、コイルに電流が時計回りに流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図１１】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す正断面図であって、コイルに電流が反時計回りに流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図１２】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを示す断面図（図７に示すＸ−Ｘ線に沿う断面図）であって、コイルに電流が反時計回りに流れているときの磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【図１３】本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータの変形例を示す正断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１１  リニアアクチュエータ
１２  ヨーク（固定子）
１３  可動子
１４，１５  永久磁石（一対の永久磁石）
１６  コイル
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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