(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
鉄片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、
前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、
該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、
前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチュエータであって、
前記往複動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、
前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往複動可能に配されており、
前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられ、
前記鉄片は、前記第一の磁極部材に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面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】
固定子と、
鉄片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、
前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、
該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、
前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチュエータであって、
前記往複動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、
前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往複動可能に配されており、
前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられ、
前記第一の磁極部材は、前記鉄片に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾斜する磁極部材側テーパ面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３】
前記鉄片は、前記磁極部材に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面を有することを特徴とする請求項２記載のリニアアクチュエータ。
【請求項４】
前記鉄片側テーパ面は、前記鉄片の前記往復動の方向における両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または３記載のリニアアクチュエータ。
【請求項５】
前記磁極部材側テーパ面は、前記一対の磁極部材の両方にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２または３記載のリニアアクチュエータ。
【請求項６】
前記固定子には前記永久磁石および前記一対の磁極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられており、前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のリニアアクチュエータ。
【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に関し、特にその信頼性向上および性能向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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としては、ボイスコイルモータがある。このボイスコイルモータは、永久磁石により作られた磁界の中でコイルに電流を流すことによりコイルに生じる力で駆動を行うもので、コイルを含む可動子が動く可動コイル型とも呼ばれている。
【０００４】
また、他のリニアアクチュエータとして、上記可動コイル型のものに対して永久磁石とコイルとを入れ替えた構造であって、永久磁石を含む可動子が動く可動磁石型と呼ばれるものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した可動コイル型のものは、可動子にコイルが含まれることから、可動子に電流を流さなければならず、このための給電線に可動子の移動で断線を生じてしまうことがあり、信頼性に劣るという問題があった。
【０００６】
また、上記した可動磁石型のものは、性能向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大することになり、その結果、可動子の重量が増加することになるため、望むように性能向上が図れないという問題があった。
【０００７】
このため、本出願人は、固定子と、鉄片を有し固定子に対し往復動可能に設けられた可動子と、鉄片に対向した状態で固定子に設けられた永久磁石と、固定子に設けられたコイルとを備え、電流の方向が変わる固定子側のコイルと永久磁石とで鉄片を通る磁束を移動させることにより鉄片すなわち可動子を往復動させるリニアアクチュエータを開発し先の出願を行っている（特願２００１−３６９３７８号）。このリニアアクチュエータは、コイルと永久磁石とがともに固定子に設けられるため、可動子側に給電する必要がなくなって、移動する可動子がコイルへの給電線に断線を生じさせてしまうことがなくなるとともに、性能向上を図るために高い磁束密度を得ようとした場合に永久磁石の重量が増大しても、可動子の重量が増加することがなく、さらに、可動子に磁石がないことから、可動子への着磁が作業が不要となる非常に優れたものである。
【０００８】
しかしながら、このリニアアクチュエータにおいて、永久磁石により生じる磁束が可動子の移動に対し有効に使われなければ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができないことになり、この点でさらなる改善の余地があった。
【０００９】
したがって、本発明は、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるリニアアクチュエータの提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、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、鉄片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、前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチュエータであって、前記往複動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往複動可能に配されており、前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられ、前記鉄片は、前記第一の磁極部材に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面を有することを特徴としている。
【００１１】
このように、鉄片が、磁極部材に対向する側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。
【００１２】
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、鉄片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、前記鉄片に対向しかつ前記往復動の方向に沿って磁極を並べた状態で前記固定子に設けられた永久磁石と、該永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられた一対の第一の磁極部材と、前記固定子に設けられたコイルとを有するリニアアクチュエータであって、前記往複動の方向に直交する方向に前記第一の磁極部材に対向して第二の磁極部材が設けられ、前記第一の磁極部材と前記第二の磁極部材との間に前記鉄片が往複動可能に配されており、前記固定子と前記永久磁石と前記一対の第一の磁極部材と前記第二の磁極部材とに前記永久磁石の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる一対の磁気抵抗手段が、前記固定子と前記一対の第一の磁極部材との間のうち、前記永久磁石の前記往復動の方向における両側に設けられ、前記磁極部材は、前記鉄片に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾斜する磁極部材側テーパ面を有することを特徴としている。
【００１３】
このように、磁極部材が、鉄片に対向する側に磁極部材側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この磁極部材側テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。
【００１４】
本発明の請求項３記載のリニアアクチュエータは、請求項２記載のものに関して、前記鉄片は、前記磁極部材に対向する側に、前記往復動の方向に対し傾斜する鉄片側テーパ面を有することを特徴としている。
【００１５】
このように、鉄片も、磁極部材に対向する側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数をさらに増加させることができる。
【００１６】
本発明の請求項４記載のリニアアクチュエータは、請求項１または３記載のものに関して、前記鉄片側テーパ面は、前記鉄片の前記往復動の方向における両側にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このように、鉄片側テーパ面が、鉄片の前記往復動の方向における両側にそれぞれ設けられているため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を確実に増加させることができる。
【００１８】
本発明の請求項５記載のリニアアクチュエータは、請求項２または３記載のものに関して、前記磁極部材側テーパ面は、前記一対の磁極部材の両方にそれぞれ設けられていることを特徴としている。
【００１９】
このように、磁極部材側テーパ面が、一対の磁極部材の両方にそれぞれ設けられているため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を確実に増加させることができる。
【００２０】
本発明の請求項６記載のリニアアクチュエータは、請求項１乃至５のいずれか一項記載のものに関して、前記固定子には前記永久磁石および前記一対の磁極部材の組が前記往復動の方向に複数設けられており、前記可動子には前記鉄片が前記往復動の方向に複数設けられていることを特徴としている。
【００２１】
このように、固定子には永久磁石および一対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動子にさらに大きな推力を発生させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態のリニアアクチュエータを図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００２３】
第１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、このヨーク１２に往復動可能に設けられた可動子１３と、ヨーク１２に固定された永久磁石１４と、ヨーク１２に固定されたコイル１５とを備えている。
【００２４】
上記ヨーク１２は、円筒状の外円筒部１７と、この外円筒部１７の軸線方向における一端側に設けられた薄板リング状の底板部１８と、この底板部１８の内側部分に軸線方向に沿って外円筒部１７と同じ側に突出するリング状の連結部２０と、この連結部２０に外円筒部１７と同軸をなして設けられた円筒状のインナー磁極１９とを有している。
【００２５】
外円筒部１７、底板部１８、連結部２０およびインナー磁極１９を有するヨーク１２は、共通の磁性材料である焼結材で焼結により一体成形されている。
【００２６】
上記コイル１５は、リング状をなしており、ヨーク１２の底板部１８と外円筒部１７との境界の角部内側にヨーク１２と同軸をなして固定されている。
【００２７】
上記永久磁石１４は、その両磁極すなわちＮ極１４ａとＳ極１４ｂとが軸線方向に並べられた薄板リング状の一定厚のもので、フェライト磁石からなっている。この永久磁石１４の軸線方向における両側には、一定厚の環状のアウター磁極（磁極部材）２２およびアウター磁極（磁極部材）２３が、永久磁石１４を挟むようにして配置されている。これらの一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３も焼結材からなっている。
【００２８】
ここで、永久磁石１４の外径はヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入固定される大きさとされており、他方、一対のアウター磁極２２およびアウター磁極２３の外径は、ヨーク１２の外円筒部１７の内径よりも小径とされている。
【００２９】
そして、永久磁石１４、アウター磁極２２およびアウター磁極２３を、同軸に配置しつつ永久磁石１４の磁極１４ａ，１４ｂの並びの方向における両側をアウター磁極２２，２３でサンドイッチするようにして一体に固定する。
【００３０】
このように一体化されたものが、永久磁石１４の外径側においてヨーク１２の外円筒部１７の内側に圧入されることにより、これら永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、ヨーク１２と同軸に固定される。
【００３１】
その結果、この固定状態で、アウター磁極２２とヨーク１２の外円筒部１７との間と、アウター磁極２３とヨーク１２の外円筒部１７との間とには、それぞれ、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対して磁気抵抗となる磁気抵抗手段としての環状のギャップ（磁気的ギャップ）５０が形成されることになる。
【００３２】
また、この固定状態で、永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともに、一方のアウター磁極２２が軸線方向においてコイル１５と隣り合う状態となる。
【００３３】
さらに、この固定状態で、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３は、全体としてヨーク１２の円筒状のインナー磁極１９の外側にこれと同軸をなし、しかもこのインナー磁極１９と軸線方向の位置および長さを合わせて配置されることになって、このインナー磁極１９との間に環状のギャップ２５を形成することになる。
【００３４】
ヨーク１２のインナー磁極１９の内周側には、シャフト２６を軸線方向に移動可能にブッシュ２７により支持するボールブッシュ２８がそのブッシュ２７において同軸に固定されている。そして、このブッシュ２７に移動可能に保持されたシャフト２６に上記した可動子１３が固定されている。そして、ヨーク１２に固定されたブッシュ２７に対しシャフト２６と可動子１３とが軸線方向に沿って一体に往復動する。
【００３５】
可動子１３は、シャフト２６に固定される略円板状の基部３０と、この基部３０でシャフト２６に固定された状態において上記環状のギャップ２５に入り込むように設けられる円筒部３１と、この円筒部３１の基部３０に対し反対側に同軸同径をなして固定される円筒状の可動磁極としての鉄片３２とを有している。これにより、可動子１３の鉄片３２は、環状のギャップ２５内に同軸に配置されることになるが、その軸線方向における中央位置を永久磁石１４の軸線方向における中央位置とほぼ合わせるように配置されている。
【００３６】
ここで、鉄片３２は、アウター磁極２２に対向する外径側であって、しかも往復動の方向すなわち軸線方向においてはアウター磁極２２に近接する一端側に、往復動の方向における中央側ほど永久磁石１４に近接するように傾斜するテーパ面（鉄片側テーパ面）５１が形成されている。また、鉄片３２は、アウター磁極２３に対向する外径側であって、しかも往復動の方向すなわち軸線方向においてはアウター磁極２３に近接する他端側にも、往復動の方向における中央側ほど永久磁石１４に近接するように傾斜するテーパ面（鉄片側テーパ面）５２が形成されている。
【００３７】
上記可動子１３は、基部３０と円筒部３１と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、鉄片３２は、磁化されていない磁性材料からなるもので焼結材からなっている。可動子１３は、鉄片３２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。
【００３８】
そして、以上の結果、可動子１３は、鉄片３２を有し軸線方向（各図面における左右方向）に沿って往復動可能となるようにヨーク１２に支持されることになり、永久磁石１４は可動子１３の鉄片３２の外径側に対向した状態で、しかも可動子１３の往復動の方向に沿って磁極１４ａ，１４ｂを並べた状態でヨーク１２に固定されることになる。そして、可動子１３の往復動の方向における永久磁石１４の両側に一対のアウター磁極２２，２３が設けられることになり、ヨーク１２には、鉄片３２に永久磁石１４とは逆側で対向するインナー磁極１９が一体成形されていることになる。さらに、永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組は、鉄片３２に対し一側にのみ設けられており、具体的には円筒状の鉄片３２に対し半径方向外側にのみ設けられている。
【００３９】
上記構造のリニアアクチュエータ１１においては、コイル１５に交流電流（正弦波電流、矩形波電流）を流すと、コイル１５に所定方向の電流が流れる状態では、図２に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることにより、ヨーク１２の外円筒部１７、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２２、可動子１３の鉄片３２、ヨーク１２のインナー磁極１９、連結部２０、底板部１８、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することになり、その結果、可動子１３は、アウター磁極２２側へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。一方、コイル１５に上記所定方向とは逆方向の電流が流れる状態では、図３に二点鎖線で示すように、磁束が、永久磁石１４でＳ極１４ｂからＮ極１４ａ側に導かれることにより、ヨーク１２の外円筒部１７、底板部１８、連結部２０、インナー磁極１９、可動子１３の鉄片３２、アウター磁極２３、永久磁石１４、アウター磁極２２、外円筒部１７の順の磁束ループを形成することになり、その結果、可動子１３は、逆のアウター磁極２３側へ移動する方向に力Ｆが加わってこの方向に移動する。
【００４０】
交流電流によるコイル１５への電流の流れの方向が交互に変化することにより、以上の作動を繰り返して、可動子１３はヨーク１２に対して軸線方向に往復動することになる。
【００４１】
そして、可動子１３の鉄片３２が、アウター磁極２２，２３に対向する外径側の両端部にそれぞれテーパ面５１，５２を有しているため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束が、これらテーパ面５１，５２によって導かれやすくなり、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数が増加する。
【００４２】
しかも、ヨーク１２の外円筒部１７と永久磁石１４と一対のアウター磁極２２，２３とに永久磁石１４の磁力によって形成される磁束ループに対してギャップ５０が磁気抵抗となることから、この点においても、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数が増加する。
【００４３】
以上に述べた第１実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、鉄片３２が、アウター磁極２２，２３に対向する外径側にテーパ面５１，５２を有するため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束が、これらテーパ面５１，５２によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００４４】
しかも、テーパ面５１，５２が、鉄片３２の往復動の方向における両側にそれぞれ設けられているため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を確実に増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるという効果がより一層高まる。
【００４５】
なお、可動子１３の基部３０および円筒部３１は非磁性材料であれば合成樹脂ではなくアルミダイキャストや非磁性ステンレス等で形成してもよく、この場合、剛性を向上できるメリットがある。しかしながら、合成樹脂で形成する方が軽量化の観点からより好ましい。
【００４６】
また、永久磁石１４としては、上記したフェライト磁石以外にも、ネオジウム、サマリウムコバルト等の希土類系のものを用いたり、プラスチック磁石を用いることも可能であるが、フェライト磁石を用いるのがコスト低減の観点からより好ましい。
【００４７】
加えて、可動子１３の軸受けは、ボールブッシュ以外にも、空気軸受け（気体軸受け）や滑り軸受け等を使用しても良い。しかしながら、ボールブッシュ２８を用いる方が、可動子１３をより正確に往復動させることができるため、より好ましい。
【００４８】
さらに、このリニアアクチュエータ１１は、可動部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。
【００４９】
また、このリニアアクチュエータ１１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。
【００５０】
さらに、変位特性等の性能改善のためにインナー磁極１９やアウター磁極２２，２３の端部に面取り等を施しても良い。
【００５１】
加えて、インナー磁極１９、アウター磁極２２，２３、鉄片３２は、焼結材以外にも、高速運転時の鉄損低減のためにこれらの材料を電気鉄板の積層構造としてもよい。
【００５２】
さらに、可動子１４をヨーク１２に対しボールブッシュ２８等によって支持しない構造とすることも可能である。
【００５３】
さらに、ギャップ５０は、アウター磁極２２，２３とヨーク１２の外円筒部１７との間に磁気的なギャップを設ければよいものであることから、エアギャップとしたり、非磁性のスペーサとしてもよい。アウター磁極２２，２３と外円筒部１７との間に磁気的なギャップとして非磁性のスペーサを介在させるようにすれば、スペーサでアウター磁極２２，２３を外円筒部１７に機械的に固定することができる。このスペーサはプラスチック、アルミニウム、ステンレス、銅等で形成することができる。
【００５４】
次に、本発明の第２実施形態のリニアアクチュエータを図４を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００５５】
第２実施形態のリニアアクチュエータ１１においては、可動子１３の鉄片３２がテーパ面をもたず、単なる円筒状とされている。
【００５６】
一方で、第２実施形態のリニアアクチュエータ１１においては、アウター磁極２２の鉄片３２に対向する内径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち軸線方向における永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３２に近接するように傾斜するテーパ面（磁極部材側テーパ面）５４が軸線方向における全長にわたって形成されている。また、アウター磁極２３の鉄片３２に対向する内径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち軸線方向における永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３２に近接するように傾斜するテーパ面（磁極部材側テーパ面）５５が軸線方向における全長にわたって形成されている。
【００５７】
このような第２実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、アウター磁極２２，２３が、それぞれ、鉄片３２に対向する内径側にテーパ面５４，５５を有しているため、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束が、これらテーパ面５４，５５によって導かれやすくなり、永久磁石１４によって生じアウター磁極２２，２３と鉄片３２との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石１４により生じる磁束を可動子１３の移動に有効に使用することができ、可動子１３に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００５８】
次に、本発明の第３実施形態のリニアアクチュエータを図５を参照して第２実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第２実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００５９】
第３実施形態のリニアアクチュエータ１１においては、永久磁石１４の軸線方向における両端面が、内径側ほど互いに近接するように傾斜しており、この永久磁石１４の軸線方向における両側に配置されるアウター磁極２２，２３は、それぞれ永久磁石１４の端面の傾斜に合わせて傾斜する形状をなしている。
【００６０】
その結果、アウター磁極２２の鉄片３２に対向する内径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち軸線方向における永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３２に近接するように傾斜するテーパ面（磁極部材側テーパ面）５４が形成されている。また、アウター磁極２３の鉄片３２に対向する内径側に、可動子１３の往復動の方向すなわち軸線方向における永久磁石１４に対し反対側ほど鉄片３２に近接するように傾斜するテーパ面（磁極部材側テーパ面）５５が形成されている。
【００６１】
このような第３実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、アウター磁極２２，２３が、それぞれ、鉄片３２に対向する内径側にテーパ面５４，５５を有しているため、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
次に、本発明の第４実施形態のリニアアクチュエータを図６を参照して第３実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第３実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００６３】
第４実施形態のリニアアクチュエータ１１においては、アウター磁極２２の鉄片３２に対し反対側である外径側であって永久磁石１４に対し反対側に切欠部５６が形成されており、アウター磁極２３の鉄片３２に対し反対側である外径側であって永久磁石１４に対し反対側にも切欠部５７が形成されている。
【００６４】
このような第４実施形態のリニアアクチュエータ１１によれば、第３実施形態と同様の効果を奏するとともに、アウター磁極２２，２３に切欠部５６，５７が形成されているため、アウター磁極２２，２３を小型化することができる。
【００６５】
次に、本発明の第５実施形態のリニアアクチュエータを図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
【００６６】
第５実施形態においては、ヨーク１４の外円筒部１７に、第１実施形態と同様の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組が、可動子１３の往復動の方向に複数組、具体的には二組設けられており、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数、具体的には二個設けられている。ただし、隣り合う永久磁石１４同士は、互いに磁極の方向を異ならせている。
【００６７】
具体的には、底板部１８側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８に対し反対側に配置し、底板部１８に対し反対側の永久磁石１４はＮ極１４ａを底板部１８に対し反対側に配置するとともにＳ極１４ｂを底板部１８側に配置している。
【００６８】
そして、一方の鉄片３２は永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の一方の組に対向して設けられ、他方の鉄片３２は永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の他方の組に対向して設けられている。
【００６９】
これに合わせて、一方の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組と、他方の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組との間の外円筒部１７の内側に、コイル１５が配置されており、また、ボールブッシュ２８がブッシュ２７を複数、具体的には二個有している。
【００７０】
このような第５実施形態によれば、ヨーク１４には永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子１３には鉄片３２が往復動の方向に複数設けられているため、可動子１３にさらに大きな推力を発生させることができる。
【００７１】
ここで、第５実施形態は、第１実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設ける場合を例にとり説明したが、第２実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、第３実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたり、第４実施形態の永久磁石１４および一対のアウター磁極２２，２３の組を、可動子１３の往復動の方向に複数設けるとともに、可動子１３に鉄片３２を往復動の方向に複数設けたりすることも勿論可能である。
【００７２】
さらに、上記第１実施形態のテーパ面５１，５２を有する鉄片３２を第２〜第４実施形態のいずれかに組み合わせることも可能である。このように組み合わせれば、鉄片３２にテーパ面５１，５２が設けられ、アウター磁極２２，２３にもテーパ面５４，５５が設けられるため、効果がさらに高まることになる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項１記載のリニアアクチュエータによれば、鉄片が、磁極部材に対向する側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００７４】
本発明の請求項２記載のリニアアクチュエータによれば、磁極部材が、鉄片に対向する側に磁極部材側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この磁極部材側テーパ面によって導かれやすくなり、その結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができる。
【００７５】
本発明の請求項３記載のリニアアクチュエータによれば、鉄片も、磁極部材に対向する側に鉄片側テーパ面を有するため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束が、この鉄片側テーパ面によって鉄片に導かれやすくなり、その結果、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるという効果が一層高まる。
【００７６】
本発明の請求項４記載のリニアアクチュエータによれば、鉄片側テーパ面が、鉄片の前記往復動の方向における両側にそれぞれ設けられているため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を確実に増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるという効果がより一層高まる。
【００７７】
本発明の請求項５記載のリニアアクチュエータによれば、磁極部材側テーパ面が、一対の磁極部材の両方にそれぞれ設けられているため、永久磁石によって生じ磁極部材と鉄片との間で導かれる磁束数を確実に増加させることができる。したがって、永久磁石により生じる磁束を可動子の移動に有効に使用することができ、可動子に十分かつ安定して推力を発生させることができるという効果がより一層高まる。
【００７８】
本発明の請求項６記載のリニアアクチュエータによれば、固定子には永久磁石および一対の磁極部材の組が往復動の方向に複数設けられており、可動子には鉄片が往復動の方向に複数設けられているため、可動子にさらに大きな推力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【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側断面図であって、コイルに電流が流れていない状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【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、コイルに電流が一方向に流れている状態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側断面図であって、コイルに電流が逆方向に流れている状態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２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状態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３実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図である。
【図６】  本発明の第４実施形態のリニアアクチュエータを示す側断面図である。
【図７】  本発明の第５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状態の磁束の状態を二点鎖線で示すものである。
【符号の説明】
１１  リニアアクチュエータ
１２  ヨーク（固定子）
１３  可動子
１４  永久磁石
１４ａ  Ｎ極（磁極）
１４ｂ  Ｓ極（磁極）
１５  コイル
２２，２３  アウター磁極（磁性部材）
３２  鉄片
５１，５２  テーパ面（鉄片側テーパ面）
５４，５５  テーパ面（磁性部材側テーパ面）
【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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