【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイスコイルモータを用いたリニアアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイスコイルモータを用いたリニアアクチュエータは、互いに対向する２つのサイドヨークと該２つのサイドヨークの間を接続する外ヨークとを備えた略円筒形又は箱形のハウジングと、外ヨークの内側表面に取り付けられた永久磁石と、２つのサイドヨークによって両端部を支持されており、モータハウジングの内部に永久磁石と離間して配置された内ヨークとを備える。内ヨーク周りには、ボビンが挿入され、ボビンに巻かれた巻線によってコイルが形成される。そして、このコイルに通電されたときに、永久磁石と内ヨークとの間に生じている磁界の作用でコイルが内ヨークに沿って移動するようになっている。
【０００３】
このようなリニアアクチュエータでは、磁界の作用により生じたコイルの推力を外部に出力するため並びにコイルの移動を円滑に行わせるために、ガイドに沿って移動可能なホルダによってボビン又はコイルを保持し、このホルダに外部機器を結合させるようにする必要がある。
【０００４】
その１つの方法は、特許文献１に記載されているように、外ヨーク上にボビンの移動方向に沿ってガイドレールを設け、上下方向に対向して配置された２つの外ヨークの間の両側開口部において、固定側ガイド（ガイドレール）によって案内される可動側ガイド（可動台）とセンタヨークに沿って移動するボビンとを連結部材によって接続し、連結部材を介してボビンを固定側ガイドに案内支持させ、可動側ガイドに外部機器を結合することである。
【０００５】
また、他の方法は、リニアアクチュエータの小型化を図るために、特許文献２に記載されているように、コイルを巻き回したボビンをリニア軸受として内ヨークに摺動可能に係合させ、内ヨークをガイドとして内ヨークに沿ってボビンを摺動させると共に、ホルダ（アーム）の一端をボビンに取り付け、ホルダの他端に設けられた当接部を内ヨークと平行に設けられたガイドレールに線接触させて、コイル、ボビン及びホルダからなる走行子の移動を安定化させ、ホルダに外部機器を結合することである。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−１６３５５０号公報（特許請求の範囲、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−５５９２５号公報（第３〜４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のリニアアクチュエータでは、一方の外ヨーク上に取り付けられた可動側ガイドの両側部からハウジング内へ対向する２つの外ヨークの両側部の隙間を通って延びる２つの結合部材によってコイル及びボビンが両側から支持されており、結合部材は外ヨーク等からなるハウジングの周囲を迂回してハウジング内部のボビン及びコイルまで延びている。このため、結合部材が長くならざるを得ず、しかも結合部材の数が多くなり、可動台、結合部材、ボビン及びコイルからなる可動部の重量が大きくなって、リニアアクチュエータ出力の低下を招く問題を生じていた。このことは、大きな出力を確保できない小型リニアアクチュエータにおいて特に問題となる。
【０００８】
また、特許文献２に記載のリニアアクチュエータでは、外部機器を接続するためのホルダがボビン片側からガイドレールに向かって延び且つ端部においてガイドレールに接触しており、ホルダの数も１つのみで足りるので、特許文献１に記載のものと比較して可動部を軽量化させることが可能であるが、リニア軸受として機能するボビンは、磁石と内ヨークとの間に配置されるので、内ヨークとの磁力吸着を防止するために非磁性材料から形成する必要がある。さらに、ボビンは内ヨーク上を摺動するので、摩擦による摩耗に耐えるために耐摩耗性の材料を使用することを要するが、安価な非磁性材料は耐摩耗性に乏しく、耐摩耗性の高いセラミックなどの非磁性材料は高価であるという問題がある。また、ボビンが内ヨーク上を摺動するため、摩擦抵抗によりアクチュエータとしての出力を低下させる問題も生じる。加えて、ボビンは、ボビンと内ヨークとの摺動性を高めるために両者の間に一定の間隙を形成せざるを得ないが、この間隙はピッチングやヨーイングの発生につながり、リニアアクチュエータの位置決め精度に悪影響を及ぼし得る。
【０００９】
よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解消して、ボイスコイルモータを用いたリニアアクチュエータにおいて、製造コストの上昇及び耐久性の低下を伴うことなく、可動部の軽量化により出力を向上させると共に、高精度の位置決めを可能とさせることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、互いに対向する２つのサイドヨークと該２つのサイドヨークの間を接続する外ヨークとを備えたハウジングと、前記外ヨークの内側表面上に配設された磁石と、前記２つのサイドヨークによって両端部を支持され且つ前記ハウジングの内部に前記磁石と離間して配置された内ヨークと、該内ヨーク周りに挿入されたコイルとを備えたリニアアクチュエータにおいて、前記ハウジングに前記内ヨークの軸線方向に沿って延びる開口部が形成されており、該開口部の外側にガイドを配設すると共に該ガイド上に該ガイドに沿って移動可能な可動台を取り付け、前記可動台から前記開口部を通って前記ハウジング内に延びるアームの先端に前記コイル又は前記コイルのボビンを結合して、前記コイル又は前記ボビンの内周がその全周に亘り前記内ヨークから離間するように前記コイル又は前記ボビンを前記可動台によって片持ち支持し、前記内ヨークに沿った前記コイルの移動により前記可動台を移動させるようにしたリニアアクチュエータを提供する。
【００１１】
本発明のリニアアクチュエータでは、コイル又はボビンが可動台によって内ヨークの外周から浮いた状態となるように支持されており、可動台がハウジングの開口部の外側に配設されたガイドに沿って移動しコイル又はボビンを内ヨークの軸線に沿って案内するので、コイルに通電させて内ヨークと磁石との間に生じている磁界がコイルに力を作用させたときに、コイル又はボビンは内ヨークと接触することなくコイル又はボビンの内周全体に亘って内ヨークから離れた状態で内ヨークに沿って移動することができる。これにより、コイル又はボビンの内周面と内ヨークの外周面との間の接触、摩擦がなくなりリニアアクチュエータの出力が増加する。
【００１２】
また、コイル又はボビンは、ガイドによって案内される可動台によって支持されているので、ヨーイングやピッチングなどを起こすことがなく、高精度の直線性を維持することができ、位置決め精度の向上にも効果を奏する。
【００１３】
さらに、コイル又はボビンはアームを介して可動台によって片持ち支持されているので、両持ち支持されている場合と比較してアームの数は半分でよく、また、ハウジングの開口部の外側にガイドが設けられているので、アームの長さを短くし得る。これにより、可動部（すなわち、ボビン、コイル、アーム及び可動台からなる部分）の小型軽量化が可能となり、リニアアクチュエータの出力を増加させることができる。これは、出力が小さくなりがちな小型リニアアクチュエータの出力を増加させる際に特に有効となる。
【００１４】
加えて、ボビンを摺動部材として利用する従来技術では、摺動部材が内ヨークと磁石との間に配置されているので、磁石又は内ヨークに引き付けられることがないようにボビンを非磁性材料から作製する必要があるが、本発明のリニアアクチュエータでは、摺動部であるガイド及び可動台がハウジングの外側に配置され、コイル及び磁石から離れているので、ガイド及び可動台は磁力の影響を受けにくく、通常の材料から製造されたガイド及び可動台を使用することが可能である。したがって、ガイド及び可動台の耐久性を高く維持しながら製造費用を安価にすることができる。
【００１５】
上記リニアアクチュエータにおいては、前記コイル又は前記ボビン若しくは前記可動台の位置を検出し、フィードバック制御を行うことによって、前記可動台の位置決めを行うことが可能である。
【００１６】
これにより、上記リニアアクチュエータを位置決め装置として使用することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のリニアアクチュエータの実施形態について説明する。
【００１８】
図１は外ヨーク及びそれに取り付けられた磁石を除去して内部を示している本発明のリニアアクチュエータの切欠平面図、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図、図３は図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【００１９】
本発明のリニアアクチュエータ１０は、駆動部をなすボイスコイルモータ１２と、ボイスコイルモータ１２によって駆動される出力部をなす可動台１４とを備える。
【００２０】
ボイスコイルモータ１２のハウジング１６は、互いに対向する２つの外ヨーク１８と、互いに対向し且つ２つの外ヨーク１８の両端部を互いに接続する２つのサイドヨーク２０とを備えている。また、２つのサイドヨーク２０の間には、軸方向に一定の断面形状を有した板状の内ヨーク２２が延びており、内ヨーク２２の各端部は、サイドヨーク２０に支持されている。
【００２１】
サイドヨーク２０の内側表面には凸部が形成されており、この凸部上に磁石２４が内ヨーク２２と平行に離間した状態で載置され、磁石２４の外側表面（外ヨーク１８側の表面）がサイドヨーク２０の端面と面一となるようになっている。
そして、サイドヨーク２０に外ヨーク１８を取り付けたときに、磁石２４は、その端部をサイドヨーク２０の凸部と外ヨーク１８の内側表面との間に挟持され、磁石２４の外側表面と外ヨーク１８の内側表面とが密着した状態になる。
【００２２】
なお、これら外ヨーク１８、サイドヨーク２０及び内ヨーク２２は、磁石２４から発せられる磁束が通りやすいように、強磁性材料、特に好ましくは純鉄などの軟磁性体から形成されており、磁気回路を構成するようになっている。また、磁石２４としては、永久磁石や電磁石などを使用することが可能である。
【００２３】
内ヨーク２２周りには、ボビン２６が挿入されており、このボビン２６の周囲に巻線を巻き付けることによってコイル２８が形成されている。こうして形成されたコイル２８は、内ヨーク２２と磁石２４との間の空間内に配置され、通電されたときに、内ヨーク２２と磁石２４との間に形成された磁界による力の作用を受けて、内ヨーク２２に沿って移動できるようになっている。なお、ボビン２６は、内ヨーク２２と磁石２４との間の空間内に配置されるので、磁界により帯磁して内ヨーク２２又は磁石２４に引き付けられる恐れがあるので、非磁性材料から形成されていることが好ましい。また、ボビン２６の両端部には、巻線が巻回されていない非巻線領域が設けられており、後述するようにボビン２６と可動台１４とを連結するために使用される。
【００２４】
このようにして構成されたボイスコイルモータ１２のハウジング１６の側面には、コイル２８の推力を外部に出力できるようにするために、内ヨーク２２の軸線方向に沿って延びる開口部３０が形成されている。図示されている実施形態では、この開口部３０が対向する２つの外ヨーク１８の間隙によって形成されている。
【００２５】
この開口部３０の外側には、ボイスコイルモータ１２と隣接して、内ヨーク２２と平行に延びるガイド３２が設けられており、このガイド３２上には、可動台１４が取り付けられ、可動台１４がガイド３２に沿って移動できるようになっている。
【００２６】
さらに、可動台１４にはアーム３４が設けられており、このアーム３４が可動台１４からボイスコイルモータ１２のハウジング１６の開口部３０を通ってハウジング１６の内部に延びている。アーム３４の先端はコイル２８のボビン２６に結合されており、ボビン２６の内周がその全周に亘り内ヨーク２２から離間するようにボビン２６が可動台１４によって片持ち支持されている。詳細には、アームは、ボビン２６の軸線方向にボビン２６とほぼ等しい長さを有しており、その長手方向（すなわち、ボビン２６の軸線方向と等しい方向）両端部にコの字形状把持部を有しており、このコの字形状把持部によって、コイル２８のボビン２６の両端部に位置する非巻線領域２６ａを把持している。なお、アーム３４は、その一部が内ヨーク２２と磁石２４との間に形成された空間内に位置しており、帯磁して可動台１４に磁気的影響を与える可能性があるので、ボビン２６と同様に非磁性材料から形成されていることが好ましい。
【００２７】
巻線が巻かれた領域にアーム３４を取り付けると、把持部でコイル２８の外周を覆うように把持しなくてはならないので、コイル２８の外周と磁石２４との間に、アーム３４を結合させるための付加的スペースが必要になり、内ヨーク２２と磁石２４との距離が離れ、ボイスコイルモータ１２の出力低下の原因となる。
一方、図示されている実施形態のようにアーム３４が非巻線領域に結合されていれば、ボビン２６とアーム３４との結合部がコイル２８の外周面から磁石２４側に突出しないようにすることができ、内ヨーク２２と磁石２４との間の空間を狭く維持できるので、ボイスコイルモータ１２の出力低下を回避させ得る。
【００２８】
本発明のリニアアクチュエータ１０では、上述のように、ボビン２６の内周がその全周に亘り内ヨーク２２から離間するように、ボビン２６が可動台１４によって片持ち支持されている。このような構成により、コイル２８が磁界による力の作用を受けて移動するときに、コイル２８は、可動台１４及びアーム３４を介して、内ヨーク２２と平行に延びるガイド３２によって案内され、ボビン２６は内ヨーク２２から離れて浮いた状態を維持したまま内ヨーク２２に沿って移動する。したがって、内ヨーク２２とボビン２６との摩擦によるボイスコイルモータ１２の出力低下は発生しなくなる。
【００２９】
また、可動台１４はハウジング１６の開口部に隣接して設けられたガイド３２上を移動するので、ボビン２６と可動台１４とを結合するアーム３４の長さは極めて短くなり、しかもボビン２６を片持ち支持しているのでアーム３４はボビン２６の片側のみに設けられ、可動台１４、アーム３４、ボビン２６及びコイル２８からなる可動部においてアーム３４が占める重量の割合は従来のリニアアクチュエータに比較して非常に小さくなる。これにより、可動部の軽量化及びリニアアクチュエータ１０の出力増加を可能とさせる。
【００３０】
さらに、ガイド３２は、ハウジング１６の外部に設けられており、磁石２４の影響を受けにくいことから、ガイド３２及び可動台１４を非磁性材料から形成せず通常の安価な材料から形成しても、帯磁による摺動性の低下は発生しにくくなり、安価にリニアアクチュエータ１０を製造することが可能となる。
【００３１】
加えて、本発明のリニアアクチュエータ１０は、センサ等（図示せず）を用いてボビン２６又は可動台１４の位置を検出し、検出した位置に基づいて制御装置３６によりフィードバック制御を行えば、可動台１４を位置決めすることができる。すなわち、リニアアクチュエータ１０を位置決め装置として使用することも可能である。
【００３２】
このように位置決め装置として使用する場合にも、ボビン２６が可動台１４によって支持されており、従来のリニアアクチュエータのようにボビン２６又はコイル２８の移動時にヨーイングやピッチングを起こすことがないので、位置決め精度を向上させる効果を奏する。
【００３３】
以上、図示される実施形態に基づいて本発明のリニアアクチュエータ１０について説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、板状の内ヨーク２２を使用しているが、円柱状の内ヨークを使用することも可能である。この場合、ハウジング１６も円筒状にすることが好ましい。また、図示されている実施形態では、１つのアーム３４の長手方向両端部にそれぞれ把持部を有したアーム３４によって可動台１４とボビン２６とを連結させているが、ボビン２６の軸線方向両端部からそれぞれ可動体１４へ延びる２つのアームによって可動台１４とボビン２６とを連結してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のリニアアクチュエータによれば、内ヨークと平行に延びるハウジング開口部に沿ってガイドを設け、このガイドに沿って移動可能な可動台を取り付け、ボビンの内周がその全周に亘り内ヨークから離間するように、可動台によってボビンが片持ち支持されている構成により、ボビンと内ヨークとの摩擦をなくし且つアームを軽量化させてリニアアクチュエータの出力の向上をさせると共に、ボビンの移動の際にヨーイングやピッチングが発生しないようにして位置決め性を向上させている。また、ハウジングの外部にガイドを設けたことにより、ガイド及び可動台が磁力の影響を受けにくくして、製造コストの上昇及び耐久性の低下を回避させている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリニアアクチュエータの平面図であり、リニアアクチュエータに使用されるボイスコイルモータの内部を示すために、外ヨーク及びそれに取り付けられた磁石が除去された状態で示されている。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【符号の説明】
１０…リニアアクチュエータ
１２…ボイスコイルモータ
１４…可動台
１６…ハウジング
１８…外ヨーク
２０…サイドヨーク
２２…内ヨーク
２４…磁石
２６…ボビン
２８…コイル
３０…開口部
３２…ガイド
３４…アーム
３８…制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear actuator using a voice coil motor.
[0002]
[Prior art]
A linear actuator using a voice coil motor includes a substantially cylindrical or box-shaped housing having two side yokes facing each other and an outer yoke connecting between the two side yokes, and an inner surface of the outer yoke. Both end portions are supported by the attached permanent magnet and two side yokes, and an inner yoke is provided inside the motor housing and is spaced apart from the permanent magnet. A bobbin is inserted around the inner yoke, and a coil is formed by a winding wound around the bobbin. When the coil is energized, the coil moves along the inner yoke by the action of a magnetic field generated between the permanent magnet and the inner yoke.
[0003]
In such a linear actuator, in order to output the thrust of the coil generated by the action of the magnetic field to the outside and to smoothly move the coil, the bobbin or the coil is held by a holder movable along the guide, It is necessary to connect an external device to this holder.
[0004]
One method is that, as described in Patent Document 1, guide rails are provided on the outer yoke along the moving direction of the bobbin, and both sides between the two outer yokes arranged opposite to each other in the vertical direction. At the opening, a movable side guide (movable base) guided by a fixed side guide (guide rail) and a bobbin moving along the center yoke are connected by a connecting member, and the bobbin is connected to the fixed side guide via the connecting member. The guide is supported and an external device is coupled to the movable guide.
[0005]
In another method, as described in Patent Document 2, in order to reduce the size of the linear actuator, a bobbin around which a coil is wound is slidably engaged with an inner yoke as a linear bearing. The bobbin is slid along the inner yoke using the yoke as a guide, one end of the holder (arm) is attached to the bobbin, and a contact portion provided at the other end of the holder is attached to a guide rail provided parallel to the inner yoke. By making line contact, the movement of the traveling element composed of the coil, bobbin and holder is stabilized, and an external device is coupled to the holder.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 62-163550 A (Claims, Fig. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-55925 (pages 3 to 4, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the linear actuator described in Patent Document 1, a coil is formed by two coupling members extending through gaps between both side portions of two outer yokes facing into the housing from both side portions of the movable side guide mounted on one outer yoke. The bobbin is supported from both sides, and the coupling member bypasses the periphery of the housing including the outer yoke and extends to the bobbin and the coil inside the housing. For this reason, the length of the coupling member is inevitably increased, and the number of coupling members increases, and the weight of the movable part including the movable base, the coupling member, the bobbin, and the coil increases, resulting in a decrease in linear actuator output. Was produced. This becomes a problem particularly in a small linear actuator that cannot secure a large output.
[0008]
Further, in the linear actuator described in Patent Document 2, a holder for connecting an external device extends from one side of the bobbin toward the guide rail and contacts the guide rail at the end, and the number of holders is only one. Therefore, it is possible to reduce the weight of the movable part as compared with that described in Patent Document 1. However, since the bobbin that functions as a linear bearing is disposed between the magnet and the inner yoke, It is necessary to form the nonmagnetic material in order to prevent magnetic adsorption. In addition, since the bobbin slides on the inner yoke, it is necessary to use a wear-resistant material in order to withstand wear due to friction, but inexpensive non-magnetic materials have poor wear resistance and high wear resistance. There is a problem that nonmagnetic materials such as ceramics are expensive. Further, since the bobbin slides on the inner yoke, there arises a problem that the output as the actuator is lowered due to the frictional resistance. In addition, the bobbin is forced to form a certain gap between the bobbin and the inner yoke in order to improve the slidability, but this gap leads to the occurrence of pitching and yawing, and positioning of the linear actuator. Accuracy can be adversely affected.
[0009]
Therefore, the object of the present invention is to solve the problems existing in the prior art, and in a linear actuator using a voice coil motor, the output is achieved by reducing the weight of the movable part without increasing the manufacturing cost and decreasing the durability. In addition to improving, it is possible to perform highly accurate positioning.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-described object, the present invention provides a housing including two side yokes facing each other and an outer yoke connecting between the two side yokes, and a magnet disposed on the inner surface of the outer yoke. A linear actuator comprising: an inner yoke supported at both ends by the two side yokes and disposed apart from the magnet in the housing; and a coil inserted around the inner yoke. An opening extending along the axial direction of the inner yoke is formed, a guide is disposed outside the opening, and a movable base movable along the guide is mounted on the guide, and the movable The coil or the bobbin of the coil is coupled to the tip of an arm extending from the base through the opening into the housing, The coil or the bobbin is cantilevered by the movable base so as to be separated from the inner yoke over the entire circumference, and the movable base is moved by the movement of the coil along the inner yoke. An actuator is provided.
[0011]
In the linear actuator of the present invention, the coil or bobbin is supported by the movable base so as to float from the outer periphery of the inner yoke, and the movable base moves along a guide disposed outside the opening of the housing. Since the coil or bobbin is guided along the axis of the inner yoke, when the magnetic field generated between the inner yoke and the magnet acts on the coil when the coil is energized, the coil or bobbin is moved to the inner yoke. Without moving to the inner yoke, the entire inner circumference of the coil or bobbin can be moved along the inner yoke while being separated from the inner yoke. This eliminates contact and friction between the inner peripheral surface of the coil or bobbin and the outer peripheral surface of the inner yoke, and increases the output of the linear actuator.
[0012]
In addition, since the coil or bobbin is supported by a movable table guided by a guide, high accuracy linearity can be maintained without causing yawing or pitching, which is also effective in improving positioning accuracy. Play.
[0013]
Furthermore, since the coil or bobbin is cantilevered by the movable base via the arm, the number of arms may be half that of the case where the coil or bobbin is supported by both ends, and the guide or guide is provided outside the opening of the housing. Is provided, the length of the arm can be shortened. Thereby, a movable part (namely, the part which consists of a bobbin, a coil, an arm, and a movable stand) can be reduced in size and weight, and the output of a linear actuator can be increased. This is particularly effective when increasing the output of a small linear actuator whose output tends to be small.
[0014]
In addition, in the prior art using the bobbin as a sliding member, the sliding member is disposed between the inner yoke and the magnet, so that the bobbin is not attracted to the magnet or the inner yoke. However, in the linear actuator of the present invention, since the guide and the movable base which are sliding parts are arranged outside the housing and away from the coil and the magnet, the guide and the movable base are affected by the magnetic force. It is difficult to receive, and it is possible to use a guide and a movable base manufactured from ordinary materials. Therefore, the manufacturing cost can be reduced while maintaining the durability of the guide and the movable table high.
[0015]
In the linear actuator, the movable base can be positioned by detecting the position of the coil, the bobbin or the movable base and performing feedback control.
[0016]
Thereby, the linear actuator can be used as a positioning device.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a linear actuator of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a cutaway plan view of the linear actuator of the present invention showing the inside with the outer yoke and the magnet attached thereto removed, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG.
[0019]
The linear actuator 10 of the present invention includes a voice coil motor 12 that forms a drive unit, and a movable base 14 that forms an output unit that is driven by the voice coil motor 12.
[0020]
The housing 16 of the voice coil motor 12 includes two outer yokes 18 that face each other and two side yokes 20 that face each other and connect both ends of the two outer yokes 18 to each other. A plate-like inner yoke 22 having a constant cross-sectional shape in the axial direction extends between the two side yokes 20, and each end of the inner yoke 22 is supported by the side yoke 20. .
[0021]
A convex portion is formed on the inner surface of the side yoke 20, and the magnet 24 is placed on the convex portion in a state of being separated in parallel with the inner yoke 22, and the outer surface of the magnet 24 (the surface on the outer yoke 18 side). ) Is flush with the end face of the side yoke 20.
When the outer yoke 18 is attached to the side yoke 20, the end of the magnet 24 is sandwiched between the convex portion of the side yoke 20 and the inner surface of the outer yoke 18, and the outer surface of the magnet 24 is The yoke 18 is in close contact with the inner surface.
[0022]
The outer yoke 18, the side yoke 20 and the inner yoke 22 are made of a ferromagnetic material, particularly preferably a soft magnetic material such as pure iron, so that the magnetic flux emitted from the magnet 24 can easily pass through the magnetic circuit. Is configured. As the magnet 24, a permanent magnet, an electromagnet, or the like can be used.
[0023]
A bobbin 26 is inserted around the inner yoke 22, and a coil 28 is formed by winding a winding around the bobbin 26. The coil 28 formed in this manner is disposed in the space between the inner yoke 22 and the magnet 24, and when energized, the coil 28 receives the action of a force due to the magnetic field formed between the inner yoke 22 and the magnet 24. Thus, it can move along the inner yoke 22. Since the bobbin 26 is disposed in the space between the inner yoke 22 and the magnet 24, the bobbin 26 may be magnetized by a magnetic field and attracted to the inner yoke 22 or the magnet 24. Therefore, the bobbin 26 is formed of a nonmagnetic material. Preferably it is. Further, at both ends of the bobbin 26, a non-winding region in which no winding is wound is provided and used to connect the bobbin 26 and the movable base 14 as described later.
[0024]
An opening 30 extending along the axial direction of the inner yoke 22 is formed on the side surface of the housing 16 of the voice coil motor 12 thus configured so that the thrust of the coil 28 can be output to the outside. ing. In the illustrated embodiment, the opening 30 is formed by a gap between two opposing outer yokes 18.
[0025]
A guide 32 extending parallel to the inner yoke 22 is provided on the outside of the opening 30 so as to be adjacent to the voice coil motor 12, and the movable base 14 is attached on the guide 32. Can move along the guide 32.
[0026]
Further, the movable table 14 is provided with an arm 34, and this arm 34 extends from the movable table 14 through the opening 30 of the housing 16 of the voice coil motor 12 into the housing 16. The tip of the arm 34 is coupled to the bobbin 26 of the coil 28, and the bobbin 26 is cantilevered by the movable base 14 so that the inner circumference of the bobbin 26 is separated from the inner yoke 22 over the entire circumference. Specifically, the arm has a length substantially equal to that of the bobbin 26 in the axial direction of the bobbin 26, and a U-shaped gripping portion at both ends in the longitudinal direction (that is, the direction equal to the axial direction of the bobbin 26). The U-shaped gripping portion grips the non-winding region 26a located at both ends of the bobbin 26 of the coil 28. Note that the arm 34 is partly located in a space formed between the inner yoke 22 and the magnet 24 and may be magnetized to magnetically affect the movable base 14. It is preferable that it is formed from a nonmagnetic material as in the case of 26.
[0027]
When the arm 34 is attached to the region where the winding is wound, the arm 34 is coupled between the outer periphery of the coil 28 and the magnet 24 because the gripping portion must be gripped so as to cover the outer periphery of the coil 28. Therefore, an additional space is required, the distance between the inner yoke 22 and the magnet 24 is increased, and the output of the voice coil motor 12 is reduced.
On the other hand, if the arm 34 is coupled to the non-winding region as in the illustrated embodiment, the coupling portion between the bobbin 26 and the arm 34 is prevented from projecting from the outer peripheral surface of the coil 28 to the magnet 24 side. Since the space between the inner yoke 22 and the magnet 24 can be kept narrow, it is possible to avoid a decrease in the output of the voice coil motor 12.
[0028]
In the linear actuator 10 of the present invention, as described above, the bobbin 26 is cantilevered by the movable base 14 so that the inner circumference of the bobbin 26 is separated from the inner yoke 22 over the entire circumference. With such a configuration, when the coil 28 moves under the action of the force of the magnetic field, the coil 28 is guided by the guide 32 extending in parallel with the inner yoke 22 via the movable base 14 and the arm 34, and the bobbin 26 moves along the inner yoke 22 while maintaining a floating state away from the inner yoke 22. Therefore, a decrease in the output of the voice coil motor 12 due to friction between the inner yoke 22 and the bobbin 26 does not occur.
[0029]
Further, since the movable table 14 moves on a guide 32 provided adjacent to the opening of the housing 16, the length of the arm 34 that couples the bobbin 26 and the movable table 14 becomes extremely short. Since it is cantilevered, the arm 34 is provided only on one side of the bobbin 26, and the proportion of the weight occupied by the arm 34 in the movable part composed of the movable base 14, the arm 34, the bobbin 26 and the coil 28 is compared with the conventional linear actuator. And very small. Thereby, the weight of the movable part can be reduced and the output of the linear actuator 10 can be increased.
[0030]
Further, since the guide 32 is provided outside the housing 16 and is not easily affected by the magnet 24, the guide 32 and the movable base 14 may be formed from a normal inexpensive material without being formed from a nonmagnetic material. As a result, a decrease in slidability due to magnetism is less likely to occur, and the linear actuator 10 can be manufactured at a low cost.
[0031]
In addition, the linear actuator 10 of the present invention is movable if the position of the bobbin 26 or the movable base 14 is detected using a sensor or the like (not shown) and feedback control is performed by the control device 36 based on the detected position. The platform 14 can be positioned. That is, the linear actuator 10 can be used as a positioning device.
[0032]
Even when used as a positioning device in this manner, the bobbin 26 is supported by the movable base 14 and does not cause yawing or pitching when the bobbin 26 or the coil 28 is moved unlike the conventional linear actuator. There is an effect of improving accuracy.
[0033]
Although the linear actuator 10 of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
In the above embodiment, the plate-like inner yoke 22 is used, but a cylindrical inner yoke can also be used. In this case, the housing 16 is also preferably cylindrical. In the illustrated embodiment, the movable base 14 and the bobbin 26 are connected to each other by the arms 34 having grip portions at both ends in the longitudinal direction of one arm 34, but both ends in the axial direction of the bobbin 26. The movable base 14 and the bobbin 26 may be connected by two arms that respectively extend from the movable body 14 to the movable body 14.
[0034]
【The invention's effect】
According to the linear actuator of the present invention, a guide is provided along the housing opening extending in parallel with the inner yoke, a movable base movable along the guide is attached, and the inner circumference of the bobbin extends over the entire circumference of the inner yoke. The bobbin is supported in a cantilevered manner by the movable base so as to be away from the center, eliminating friction between the bobbin and the inner yoke, reducing the weight of the arm, improving the output of the linear actuator, and reducing the movement of the bobbin. In this case, the positioning is improved so that yawing and pitching do not occur. Further, by providing the guide outside the housing, the guide and the movable base are not easily affected by the magnetic force, thereby avoiding an increase in manufacturing cost and a decrease in durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a linear actuator of the present invention, in which an outer yoke and a magnet attached thereto are removed in order to show the inside of a voice coil motor used in the linear actuator.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Linear actuator 12 ... Voice coil motor 14 ... Movable stand 16 ... Housing 18 ... Outer yoke 20 ... Side yoke 22 ... Inner yoke 24 ... Magnet 26 ... Bobbin 28 ... Coil 30 ... Opening 32 ... Guide 34 ... Arm 38 ... Control apparatus