本發(fā)明涉及導(dǎo)出直線運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器、以及使用于該致動(dòng)器的動(dòng)子和電樞。

背景技術(shù)：

電子電路基板等的開(kāi)孔機(jī)中使用的鉆頭的垂直移動(dòng)裝置、或取放(抓住零件放在規(guī)定的位置)式機(jī)器人中的垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)等，被要求高速移動(dòng)且高精度定位。因此，以往的將旋轉(zhuǎn)型電機(jī)的輸出用滾珠螺桿變換成直線運(yùn)動(dòng)(垂直運(yùn)動(dòng))這樣的方法，由于移動(dòng)速度慢而不能滿足上述要求。

因此，對(duì)這樣的垂直移動(dòng)，開(kāi)始使用能直接導(dǎo)出平行運(yùn)動(dòng)輸出的致動(dòng)器(直線電機(jī))。例如，以配設(shè)有多個(gè)平板狀永久磁鐵的永久磁鐵構(gòu)造體為動(dòng)子、以具有驅(qū)動(dòng)線圈的電樞為定子的、具有動(dòng)子貫通定子的結(jié)構(gòu)的致動(dòng)器被提出(專利文獻(xiàn)1)。該專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的致動(dòng)器，具有難以產(chǎn)生使異性磁極間短路的磁通的構(gòu)造，并且能夠通過(guò)雙極性驅(qū)動(dòng)得到大的最大推力，能提高推力磁動(dòng)勢(shì)比。另外，作為現(xiàn)有技術(shù)，還公開(kāi)了包括定子和動(dòng)子的直線電機(jī)，其中，定子上交替配置有磁極不同的多個(gè)永久磁鐵，動(dòng)子與該定子隔著磁路氣隙配置，并且構(gòu)成在具有槽的鐵芯上纏繞多個(gè)線圈而成的電樞(專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

【專利文獻(xiàn)1】國(guó)際公開(kāi)第2011/118568號(hào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2002-165433號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

近些年，除了要求提高加工精度，還要求提高剛性，以減小垂直型致動(dòng)器的彎曲造成的誤差。這樣的情況下，如果致動(dòng)器的整體高度高，那么其重心位置也會(huì)變高，彎矩造成的動(dòng)子彎曲變大，成為加工精度變差的原因。因此，在縮短致動(dòng)器長(zhǎng)度來(lái)作為垂直型致動(dòng)器使用時(shí)，對(duì)降低整體高度、減小移動(dòng)時(shí)的彎矩造成的動(dòng)子彎曲的要求有所提高。專利文獻(xiàn)1中記載的磁鐵可動(dòng)型致動(dòng)器雖然能得到上述那樣優(yōu)異的推力特性，但是，三相驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于是各相的電樞串聯(lián)配置的結(jié)構(gòu)，因此全長(zhǎng)變長(zhǎng)，當(dāng)作為垂直型致動(dòng)器使用時(shí)，存在難以降低整體高度的問(wèn)題。另一方面，作為專利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)，為了增大推力需要增加線圈的匝數(shù)或加粗繞組，結(jié)果，動(dòng)子變大變重，存在推力體積比降低的問(wèn)題。

本發(fā)明鑒于上述情況而作出，其目的在于提供一種致動(dòng)器、以及使用于該致動(dòng)器的動(dòng)子和電樞，該致動(dòng)器具有難以產(chǎn)生使異性磁極間短路的磁通的構(gòu)造，并且僅用一個(gè)電樞就能得到在時(shí)間上連續(xù)的推力。

本發(fā)明的其他目的在于提供一種致動(dòng)器、以及使用于該致動(dòng)器的動(dòng)子和電樞，該致動(dòng)器無(wú)需將各相的電樞串聯(lián)配置，能夠縮短全長(zhǎng)，在應(yīng)用于垂直型致動(dòng)器時(shí)能夠降低整體高度，減小動(dòng)子的彎曲。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的致動(dòng)器，其特征在于:在電樞的第一鐵芯單元和第二鐵芯單元的開(kāi)口部貫通有動(dòng)子，所述動(dòng)子中，在十字狀正交的兩個(gè)平面上分別配設(shè)有平板狀的多個(gè)磁鐵，在所述兩個(gè)平面中的一個(gè)平面上，在所述兩個(gè)平面的交線方向上配置有在厚度方向上被磁化的所述多個(gè)磁鐵，且相鄰的磁鐵的磁化方向相反，在所述兩個(gè)平面中的另一個(gè)平面上，在所述交線方向上配置有在厚度方向上被磁化的所述多個(gè)磁鐵，且相鄰的磁鐵的磁化方向相反，所述一個(gè)平面上的所述多個(gè)磁鐵的排列和所述另一個(gè)平面上的所述多個(gè)磁鐵的排列在所述交線方向上錯(cuò)開(kāi)勵(lì)磁周期的四分之一，所述電樞通過(guò)將軟質(zhì)磁性體制的所述第一鐵芯單元和軟質(zhì)磁性體制的所述第二鐵芯單元夾著軟質(zhì)磁性體制的間隔鐵芯單元交替重疊、并在疊合的所述第一鐵芯單元和所述第二鐵芯單元的芯部設(shè)置繞組而成，所述第一鐵芯單元被所述動(dòng)子貫通的十字狀的所述開(kāi)口部劃分為四個(gè)區(qū)域，各劃分區(qū)域具有與所述開(kāi)口部對(duì)置的兩個(gè)磁極部、配置在外側(cè)邊緣的軛部、和連接該軛部與所述磁極部的所述芯部，所述第二鐵芯單元被所述動(dòng)子貫通的十字狀的所述開(kāi)口部劃分為四個(gè)區(qū)域，各劃分區(qū)域具有與所述開(kāi)口部對(duì)置的兩個(gè)磁極部、配置在外側(cè)邊緣的軛部、和連接該軛部與所述磁極部的所述芯部，所述第二鐵芯單元與所述第一鐵芯單元的正反面相反。

本發(fā)明的致動(dòng)器，在一個(gè)電樞內(nèi)位于兩個(gè)方向(互相正交的兩個(gè)方向)上的十字狀的間隙產(chǎn)生獨(dú)立的交變磁場(chǎng)，使這些磁場(chǎng)的相位錯(cuò)開(kāi)90°，在該十字狀的間隙中插入有截面為十字狀的動(dòng)子，該動(dòng)子上，磁鐵的排列在互相正交的兩個(gè)方向上錯(cuò)開(kāi)勵(lì)磁周期的四分之一。因此，即使是相統(tǒng)一集中繞組結(jié)構(gòu)(對(duì)同一相的磁極齒用一個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈統(tǒng)一勵(lì)磁的結(jié)構(gòu))，也能用一個(gè)電樞獲得在時(shí)間上連續(xù)的推力。相統(tǒng)一集中繞組結(jié)構(gòu)具有繞組電阻低的特征，所以具有銅損小的優(yōu)點(diǎn)，并且致動(dòng)器的全長(zhǎng)變短。

本發(fā)明的致動(dòng)器，其特征在于：具有支承固定所述多個(gè)磁鐵的框架構(gòu)件。

本發(fā)明的致動(dòng)器，用框架構(gòu)件支承固定動(dòng)子的磁鐵。因此，能夠可靠地得到磁鐵的正確排列。

本發(fā)明的致動(dòng)器，其特征在于：所述芯部的寬度與厚度的乘積大于所述軛部的寬度與厚度的乘積。

本發(fā)明的致動(dòng)器，電樞的各劃分區(qū)域中的芯部的寬度與厚度的乘積大于軛部寬度與厚度的乘積。因此，在芯部也能夠獲得足夠的磁通。

本發(fā)明的致動(dòng)器，其特征在于：所述第一鐵芯單元的相鄰的劃分區(qū)域的軛部通過(guò)非磁性材料連接，所述第二鐵芯單元的相鄰的劃分區(qū)域的軛部通過(guò)非磁性材料連接。

本發(fā)明的致動(dòng)器，電樞的相鄰的劃分區(qū)域的軛部彼此通過(guò)非磁性材料連接。因此，能夠可靠地防止相鄰的劃分區(qū)域間的磁短路。

本發(fā)明的動(dòng)子，用于具有平板狀的多個(gè)磁鐵的致動(dòng)器，其特征在于：所述多個(gè)磁鐵分別配設(shè)在十字狀正交的兩個(gè)平面上，在所述兩個(gè)平面中的一個(gè)平面上，在所述兩個(gè)平面的交線方向上配置有在厚度方向上被磁化的所述多個(gè)磁鐵，且相鄰的磁鐵的磁化方向相反，在所述兩個(gè)平面中的另一個(gè)平面上，在所述交線方向上配置有在厚度方向上被磁化的所述多個(gè)磁鐵，且相鄰的磁鐵的磁化方向相反，所述一個(gè)平面上的多個(gè)磁鐵的排列和所述另一個(gè)平面上的多個(gè)磁鐵的排列在所述交線方向上錯(cuò)開(kāi)勵(lì)磁周期的四分之一。

本發(fā)明的電樞，呈立方體狀，用于動(dòng)子貫通的致動(dòng)器，其特征在于：所述電樞通過(guò)將軟質(zhì)磁性體制的第一鐵芯單元和軟質(zhì)磁性體制的第二鐵芯單元夾著軟質(zhì)磁性體制的間隔鐵芯單元交替重疊、并在疊合的所述第一鐵芯單元和所述第二鐵芯單元的芯部設(shè)置繞組而成，所述第一鐵芯單元被所述動(dòng)子貫通的十字狀的開(kāi)口部劃分為四個(gè)區(qū)域，各劃分區(qū)域具有與所述開(kāi)口部對(duì)置的兩個(gè)磁極部、配置在外側(cè)邊緣的軛部、和連接該軛部與所述磁極部的所述芯部，所述第二鐵芯單元被所述動(dòng)子貫通的十字狀的開(kāi)口部劃分為四個(gè)區(qū)域，各劃分區(qū)域具有與所述開(kāi)口部對(duì)置的兩個(gè)磁極部、配置在外側(cè)邊緣的軛部、和連接該軛部與所述磁極部的所述芯部，所述第二鐵芯單元與所述第一鐵芯單元的正反面相反。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的致動(dòng)器，具有難以產(chǎn)生使異性磁極間短路的磁通的構(gòu)造，并且只用一個(gè)電樞就能夠獲得在時(shí)間上連續(xù)的推力。由于不需要將各相的電樞串聯(lián)配置，所以全長(zhǎng)短，在應(yīng)用于垂直型致動(dòng)器時(shí)整體高度低。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)整體高度的降低，因此能夠減小加在動(dòng)子上的彎矩，能夠減少?gòu)澢?，兼顧加工裝置的高精度化和小型化。另外，由于能實(shí)現(xiàn)小型化，所以可進(jìn)行高效率的驅(qū)動(dòng)，能夠獲得大的推力磁動(dòng)勢(shì)比。

附圖說(shuō)明

圖1是表示動(dòng)子的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖2是表示動(dòng)子中使用的磁鐵排列框的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖3A～3C是表示電樞中使用的鐵芯單元的平面圖。

圖4是表示電樞鐵芯的形狀的平面圖。

圖5是表示電樞鐵芯的構(gòu)成方法的立體圖。

圖6是表示電樞中使用的驅(qū)動(dòng)線圈的立體圖。

圖7是表示電樞的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖8是表示致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖9A～9C是表示電樞鐵芯中使用的區(qū)塊單元的立體圖。

圖10是表示電樞鐵芯中使用的1/4區(qū)塊的立體圖。

圖11是表示電樞鐵芯的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖12A～12D是表示電樞中發(fā)生的磁通流動(dòng)的圖。

圖13是表示磁鐵排列框的實(shí)施例的立體圖。

圖14是表示動(dòng)子的實(shí)施例的立體圖。

圖15A、圖15B是表示實(shí)施例的電樞的制作中使用的電樞素材的平面圖。

圖16是表示1/4區(qū)塊的實(shí)施例的立體圖。

圖17是表示電樞鐵芯的實(shí)施例的立體圖。

圖18是表示驅(qū)動(dòng)線圈的實(shí)施例的立體圖。

圖19是表示電樞的實(shí)施例的立體圖。

圖20是表示實(shí)施例的致動(dòng)器中驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)與產(chǎn)生的推力的關(guān)系的曲線圖。

圖21是表示實(shí)施例的致動(dòng)器的推力變動(dòng)的曲線圖。

圖22是表示比較例的致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖23是表示比較例的致動(dòng)器的尺寸的圖。

圖24是表示比較例的致動(dòng)器的特性的曲線圖。

圖25是表示動(dòng)子中使用的磁鐵排列框的其它例子的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖26是表示動(dòng)子中使用的磁鐵排列框的又一例子的結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖27A～27C是表示電樞鐵芯中使用的區(qū)塊單元的其它例子的立體圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于表示實(shí)施方式的附圖詳述本發(fā)明。

首先說(shuō)明動(dòng)子的結(jié)構(gòu)。圖1是表示動(dòng)子的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖2是表示動(dòng)子中使用的磁鐵排列框的結(jié)構(gòu)的立體圖。動(dòng)子1具有在圖2所示的磁鐵排列框10上排列有多個(gè)平板狀的永久磁鐵的結(jié)構(gòu)。

作為支承固定磁鐵的框架構(gòu)件的磁鐵排列框10，例如由鋁等非磁性體形成。關(guān)于磁鐵排列框10，在以動(dòng)子1的可動(dòng)方向(長(zhǎng)邊方向)的中心軸為交線正交的兩個(gè)平面中的一個(gè)面(圖2中上下方向上的面)上，多個(gè)框部件10a關(guān)于中心軸對(duì)稱地以等間隔配設(shè)在可動(dòng)方向上，在所述兩個(gè)平面中的另一個(gè)面(圖2中左右方向上的面)上，多個(gè)框部件10b關(guān)于中心軸對(duì)稱地以等間隔配設(shè)在可動(dòng)方向上。

動(dòng)子1中的平板狀的永久磁鐵在厚度方向上被磁化(磁化方向參照?qǐng)D1的空心箭頭)，分別插入磁鐵排列框10的相鄰的框部件10a、10a間以及10b、10b間，并粘結(jié)固定。因此，動(dòng)子1整體呈十字截面形狀。

以動(dòng)子1的可動(dòng)方向(長(zhǎng)邊方向)的中心軸為交線正交的兩個(gè)平面中的一個(gè)面(圖1中上下方向的面)上，厚度方向上的磁化方向(圖1的空心箭頭方向)相反的第一磁鐵11a、第三磁鐵11c各八個(gè)關(guān)于中心軸對(duì)稱地在可動(dòng)方向(兩個(gè)平面的交線方向)上交替配置。關(guān)于可動(dòng)方向的中心軸對(duì)稱的位置上的兩個(gè)第一磁鐵11a彼此的磁化方向相同，關(guān)于可動(dòng)方向的中心軸對(duì)稱的位置上的兩個(gè)第三磁鐵11c彼此的磁化方向也相同。

另外，兩個(gè)平面中的另一個(gè)面(圖1中左右方向的面)上，厚度方向上的磁化方向(圖1的空心箭頭方向)相反的第二磁鐵11b、第四磁鐵11d各八個(gè)關(guān)于中心軸對(duì)稱地在可動(dòng)方向上交替配置。關(guān)于可動(dòng)方向的中心軸對(duì)稱的位置上的兩個(gè)第二磁鐵11b彼此的磁化方向相同，關(guān)于可動(dòng)方向的中心軸對(duì)稱的位置上的兩個(gè)第四磁鐵11d彼此的磁化方向也相同。

而且，在以永久磁鐵的S極、N極對(duì)為勵(lì)磁周期(λ、360°)的情況下，一個(gè)面上的八個(gè)第一磁鐵11a和八個(gè)第三磁鐵11c的排列相比于另一個(gè)面上的八個(gè)第二磁鐵11b和八個(gè)第四磁鐵11d的排列在可動(dòng)方向(長(zhǎng)邊方向)上錯(cuò)開(kāi)勵(lì)磁周期的四分之一(λ/4、90°)。在此，勵(lì)磁周期是指，厚度方向上彼此反向地被磁化的第一磁鐵11a和第三磁鐵11c這一對(duì)磁鐵、或第二磁鐵11b和第四磁鐵11d這一對(duì)磁鐵的排列周期。

接下來(lái)說(shuō)明電樞的結(jié)構(gòu)。圖3A～3C是表示電樞中使用的鐵芯單元的平面圖，圖3A示出了第一鐵芯單元21a，圖3B示出了第二鐵芯單元21b，圖3C示出了間隔鐵芯單元21c。

第一鐵芯單元21a具有十字狀的開(kāi)口部22a，動(dòng)子1能貫通開(kāi)口部22a。第一鐵芯單元21a被該開(kāi)口部22a劃分為四個(gè)區(qū)域。各劃分區(qū)域由軟質(zhì)磁性體形成，并具有與開(kāi)口部22a對(duì)置的兩個(gè)磁極部23a、23a、配置在外側(cè)邊緣的軛部24a、以及連接軛部24a和磁極部23a、23a的芯部25a。芯部25a的寬度比軛部24a的寬度大，芯部25a的寬度與厚度的乘積比軛部24a的寬度與厚度的乘積大。相鄰的劃分區(qū)域呈繞十字狀的開(kāi)口部22a的中心旋轉(zhuǎn)90°而成的結(jié)構(gòu)。另外，在相鄰的劃分區(qū)域，其軛部24a、24a的端部彼此用非磁性間隔件26a連接。因此，相鄰的劃分區(qū)域彼此磁絕緣。

第二鐵芯單元21b與第一鐵芯單元21a的正反面相反。第二鐵芯單元21b具有十字狀的開(kāi)口部22b，動(dòng)子1能貫通開(kāi)口部22b，第二鐵芯單元21b被該開(kāi)口部22b劃分為四個(gè)區(qū)域。各劃分區(qū)域由軟質(zhì)磁性體形成，并具有與開(kāi)口部22b對(duì)置的兩個(gè)磁極部23b、23b、配置在外側(cè)邊緣的軛部24b、以及連接軛部24b和磁極部23b、23b的芯部25b。芯部25b的寬度比軛部24b的寬度大，芯部25b的寬度與厚度的乘積比軛部24b的寬度與厚度的乘積大。相鄰的劃分區(qū)域呈繞十字狀的開(kāi)口部22b的中心旋轉(zhuǎn)90°而成的結(jié)構(gòu)。另外，在相鄰的劃分區(qū)域，其軛部24b，24b的端部彼此用非磁性間隔件26b連接。因此，相鄰的劃分區(qū)域彼此磁絕緣。

間隔鐵芯單元21c的邊緣具有被劃分為四部分的軛部24c。軛部24c由軟質(zhì)磁性體形成，相鄰的軛部24c彼此由非磁性間隔件26c連接。間隔鐵芯單元21c的中央部成為動(dòng)子1能貫通的、比開(kāi)口部22a、22b大的矩形狀的開(kāi)口部22c。另外，軛部24c具有與軛部24a、24b相同的寬度。

開(kāi)口部22a、22b在平面視圖中被設(shè)于同一位置，在將第一鐵芯單元21a、間隔鐵芯單元21c、第二鐵芯單元21b層疊后，這些開(kāi)口部22a、22b隔著開(kāi)口部22c疊合。另外，非磁性間隔件26a、26b、26c在平面視圖中被設(shè)于同一位置，在將第一鐵芯單元21a、間隔鐵芯單元21c、第二鐵芯單元21b層疊后，這些非磁性間隔件26a、26b、26c疊合。

電樞鐵芯通過(guò)層疊這樣的第一鐵芯單元21a、間隔鐵芯單元21c、第二鐵芯單元21b而構(gòu)成。圖4是表示電樞鐵芯的形狀的平面圖，圖5是表示電樞鐵芯的構(gòu)成方法的立體圖。

電樞鐵芯30通過(guò)層疊兩個(gè)第一鐵芯單元21a、21a、兩個(gè)第二鐵芯單元21b、21b、三個(gè)間隔鐵芯單元21c、21c、21c而構(gòu)成。具體來(lái)說(shuō)，如圖5所示，電樞鐵芯30通過(guò)按順序?qū)盈B第一鐵芯單元21a、間隔鐵芯單元21c、第二鐵芯單元21b、間隔鐵芯單元21c、第一鐵芯單元21a、間隔鐵芯單元21c、第二鐵芯單元21b而構(gòu)成。

此時(shí)，相鄰的第一鐵芯單元21a和第二鐵芯單元21b中，軛部24a和軛部24b通過(guò)間隔鐵芯單元21c的軛部24c磁耦合，但磁極部23a、23a與磁極部23b、23b隔著與間隔鐵芯單元21c的厚度相當(dāng)?shù)目障洞沤^緣，芯部25a與芯部25b隔著與間隔鐵芯單元21c的厚度相當(dāng)?shù)目障洞沤^緣。這些軛部24a、軛部24b和軛部24c起到磁通的返回路徑的作用。磁極部23a與磁極部23b隔著間隙，芯部25a與芯部25b隔著間隙，因此防止了磁短路。

通過(guò)層疊這些鐵芯單元，各鐵芯單元的開(kāi)口部22a、22b、22c連通，成為動(dòng)子1能插入的十字狀的貫通孔22。另外，各鐵芯單元的非磁性間隔件26a、26b、26c連結(jié)，從而成為具有切斷磁耦合的功能和固定保持各鐵芯單元的功能的非磁性體制的間隔件支承框26。

圖6是表示電樞中使用的驅(qū)動(dòng)線圈的立體圖。作為驅(qū)動(dòng)線圈，使用施加正弦波狀電流的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈(第一驅(qū)動(dòng)線圈41a和第二驅(qū)動(dòng)線圈41b)、和施加余弦波狀電流的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈(第三驅(qū)動(dòng)線圈41c和第四驅(qū)動(dòng)線圈41d)。成對(duì)的第一驅(qū)動(dòng)線圈41a和第二驅(qū)動(dòng)線圈41b在圖6的左右方向上離開(kāi)設(shè)置，成對(duì)的第三驅(qū)動(dòng)線圈41c和第四驅(qū)動(dòng)線圈41d在圖6的上下方向上離開(kāi)設(shè)置。向成對(duì)的第一驅(qū)動(dòng)線圈41a和第二驅(qū)動(dòng)線圈41b施加同一方向的電流，向成對(duì)的第三驅(qū)動(dòng)線圈41c和第四驅(qū)動(dòng)線圈41d施加同一方向的電流。

電樞2通過(guò)將這樣的四個(gè)第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d以纏繞在芯部25a、25b上的方式配置在電樞鐵芯30中而構(gòu)成。圖7是表示電樞2的結(jié)構(gòu)的立體圖。

致動(dòng)器3通過(guò)將圖1所示的具有十字截面形狀的動(dòng)子1插入圖7所示的電樞2中央的十字狀的貫通孔22而構(gòu)成。圖8是表示致動(dòng)器3的結(jié)構(gòu)的立體圖。

在此，說(shuō)明具有如上所述結(jié)構(gòu)的電樞2的制作方法。

圖9A～9C是表示電樞鐵芯30中使用的區(qū)塊單元的立體圖，圖9A示出了第一區(qū)塊單元31a，圖9B示出了第二區(qū)塊單元31b，圖9C示出了返回區(qū)塊單元31c。

第一區(qū)塊單元31a與前述第一鐵芯單元21a的一個(gè)劃分區(qū)域?qū)?yīng)，由軟質(zhì)磁性體形成。第一區(qū)塊單元31a具有兩個(gè)磁極部33a、33a、配置在外側(cè)邊緣的軛部34a、以及連接軛部34a與磁極部33a、33a的芯部35a。

第二區(qū)塊單元31b，其與第一區(qū)塊單元31a的正反面相反，并以對(duì)于紙面的法線為軸旋轉(zhuǎn)了90°，其與前述的第二鐵芯單元21b的一個(gè)劃分區(qū)域?qū)?yīng)，由軟質(zhì)磁性體形成。第二區(qū)塊單元31b具有兩個(gè)磁極部33b、33b、配置在外側(cè)邊緣的軛部34b、連接軛部34b和磁極部33b、33b的芯部35b。

返回區(qū)塊單元31c與前述的間隔鐵芯單元21c的一個(gè)劃分區(qū)域?qū)?yīng)，由軟質(zhì)磁性體形成。返回區(qū)塊單元31c具有軛部34c。

然后，按照第一區(qū)塊單元31a、返回區(qū)塊單元31c、第二區(qū)塊單元31b的順序，將它們的軛部34a、34b、34c對(duì)位層疊，制作1/4區(qū)塊37。圖10示出了所制作的1/4區(qū)塊37的結(jié)構(gòu)。

接下來(lái)，將八個(gè)1/4區(qū)塊37用非磁性體制的間隔件支承框36結(jié)合起來(lái)，制作具有動(dòng)子貫通的十字狀開(kāi)口部的電樞鐵芯30。圖11示出了所制作的電樞鐵芯30的結(jié)構(gòu)。

最后，配置如圖6所示的四個(gè)第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d使其在電樞鐵芯30的四個(gè)角的貫通間隙中穿繞，制作如圖7所示的電樞2。

以下，說(shuō)明本發(fā)明中的致動(dòng)器3的動(dòng)作。

對(duì)四個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈施加電流后在電樞中發(fā)生的磁通流動(dòng)如圖12A～12D所示。圖12A、圖12B、圖12C、圖12D分別示出了電角度為0°、電角度為90°、電角度為180°、電角度為270°時(shí)的磁通流動(dòng)。此外，圖12A～12D中，各驅(qū)動(dòng)線圈用剖面表示，鐵芯單元用平面表示。

圖12A～12D中，各驅(qū)動(dòng)線圈中的●記號(hào)表示從紙面背面向正面流動(dòng)的電流的方向，×記號(hào)表示從紙面的正面向背面流動(dòng)的電流的方向。另外，空心箭頭表示在紙面的前方側(cè)的鐵芯單元(第一鐵芯單元21a)上的磁通流動(dòng)(路徑和方向)，虛線箭頭表示在紙面的后方側(cè)的鐵芯單元(第二鐵芯單元21b)上的磁通流動(dòng)(路徑和方向)。

在圖12A所示的電角度為0°的狀態(tài)下，流到第一驅(qū)動(dòng)線圈41a和第二驅(qū)動(dòng)線圈41b的正弦波(sin波)電流為零，流到第三驅(qū)動(dòng)線圈41c和第四驅(qū)動(dòng)線圈41d的余弦波(cos波)電流為最大值。此時(shí)，如圖12A所示，在沿紙面上下方向延伸的間隙產(chǎn)生方向彼此相差180°的磁通，而在沿紙面左右方向延伸的間隙不產(chǎn)生磁通。

接下來(lái)，在圖12B所示的電角度為90°的狀態(tài)下，流到第一驅(qū)動(dòng)線圈41a和第二驅(qū)動(dòng)線圈41b的正弦波電流為最大值，流到第三驅(qū)動(dòng)線圈41c和第四驅(qū)動(dòng)線圈41d的余弦波電流為零。此時(shí)，如圖12B所示，在沿紙面左右方向延伸的間隙產(chǎn)生方向彼此相差180°的磁通，而在沿紙面上下方向延伸的間隙不產(chǎn)生磁通。

接下來(lái)，在圖12C所示的電角度180°的狀態(tài)下，正弦波電流為零，余弦波電流為最大值，在沿紙面上下方向延伸的間隙產(chǎn)生方向彼此相差180°的磁通，而在沿紙面左右方向延伸的間隙不產(chǎn)生磁通。這種情況下產(chǎn)生的磁通的方向與圖12A所示的電角度為0°時(shí)的磁通的方向相差180°。

接下來(lái)，在圖12D所示的電角度為270°的狀態(tài)下，正弦波電流為最大值，余弦波電流為零，在沿紙面左右方向延伸的間隙產(chǎn)生方向相差180°的磁通，而在沿紙面上下方向延伸的間隙不產(chǎn)生磁通。此時(shí)產(chǎn)生的磁通的方向與圖12B所示的電角度為90°時(shí)的磁通的方向相差180°。

在電樞2內(nèi)部，上述那樣的磁通流動(dòng)的變化以360°為周期重復(fù)。

另一方面，如前所述，動(dòng)子1中的板狀磁鐵如下排列。即，在圖1中上下方向的面上，厚度方向上的磁化方向相反的第一磁鐵11a、第三磁鐵11c關(guān)于可動(dòng)方向(長(zhǎng)邊方向)的中心軸對(duì)稱地在可動(dòng)方向上交替配置，在圖1中左右方向的面上，厚度方向上的磁化方向相反的第二磁鐵11b、第四磁鐵11d關(guān)于可動(dòng)方向的中心軸對(duì)稱地在可動(dòng)方向上交替配置，上下方向的面上的第一磁鐵11a和第三磁鐵11c的排列相比于左右方向的面上的第二磁鐵11b和第四磁鐵11d的排列在可動(dòng)方向上錯(cuò)開(kāi)λ/4(λ：勵(lì)磁周期)。

通過(guò)組合具有這樣結(jié)構(gòu)的動(dòng)子1和電樞2，即便在使用了一個(gè)電樞2的情況下也能獲得在時(shí)間上連續(xù)的推力。以下說(shuō)明其作用。

將截面呈十字狀的動(dòng)子1插入電樞2的十字狀的貫通孔22后，首先配置動(dòng)子1，使得第一磁鐵11a位于圖12A～12D的紙面前方側(cè)的磁極齒(第一鐵芯單元21a的磁極部23a)和紙面后方側(cè)的磁極齒(第二鐵芯單元21b的磁極部23b)之間。在這種狀態(tài)下，當(dāng)將如圖12A所示的電角度為0°的電流施加到第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d上時(shí)，在第一磁鐵11a與紙面前方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生排斥力，在第一磁鐵11a與紙面后方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生吸引力。結(jié)果，動(dòng)子1向紙面里側(cè)方向移動(dòng)。

在第一磁鐵11a到達(dá)與紙面后方側(cè)的磁極齒在軸心方向上相同的位置的時(shí)刻，第二磁鐵11b位于紙面后方側(cè)的磁極齒(第二鐵芯單元21b的磁極部23b)和紙面前方側(cè)的磁極齒(第一鐵芯單元21a的磁極部23a)之間。在這種狀態(tài)下，當(dāng)將如圖12B所示的電角度為90°的電流施加在第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d上時(shí)，在第二磁鐵11b與紙面前方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生排斥力，在第二磁鐵11b與紙面后方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生吸引力。結(jié)果，動(dòng)子1向紙面里側(cè)方向移動(dòng)。

然后，在第二磁鐵11b到達(dá)與紙面后方側(cè)的磁極齒在軸心方向上相同的位置的時(shí)刻，第三磁鐵11c位于紙面后方側(cè)的磁極齒(第二鐵芯單元21b的磁極部23b)和紙面前方側(cè)的磁極齒(第一鐵芯單元21a的磁極部23a)之間。在這種狀態(tài)下，當(dāng)將如圖12C所示的電角度為180°的電流施加在第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d上時(shí)，雖然在電樞2上產(chǎn)生與電角度為0°時(shí)反向的磁通(參照?qǐng)D12C)，但第三磁鐵11c的磁化方向也與第一磁鐵11a反向，所以，在第三磁鐵11c與紙面前方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生排斥力，在第三磁鐵11c與紙面后方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生吸引力。結(jié)果，動(dòng)子1向紙面里側(cè)方向移動(dòng)。

在第三磁鐵11c到達(dá)與紙面后方側(cè)的磁極齒在軸心方向上相同的位置的時(shí)刻，第四磁鐵11d位于紙面后方側(cè)的磁極齒(第二鐵芯單元21b的磁極部23b)和紙面前方側(cè)的磁極齒(第一鐵芯單元21a的磁極部23a)之間。在這種狀態(tài)下，當(dāng)將如圖12D所示的電角度為270°的電流施加在第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d上時(shí)，雖然在電樞2上產(chǎn)生與電角度為90°時(shí)反向的磁通(參照?qǐng)D12D)，但第四磁鐵11d的磁化方向也與第二磁鐵11b反向，所以，在第四磁鐵11d與紙面前方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生排斥力，在第四磁鐵11d與紙面后方側(cè)的磁極齒之間產(chǎn)生吸引力。結(jié)果，動(dòng)子1向紙面里側(cè)方向移動(dòng)。

通過(guò)使如上所述的動(dòng)作周期性重復(fù)，對(duì)于動(dòng)子1的移動(dòng)，能夠獲得在時(shí)間上連續(xù)的推力。

此外，通過(guò)使施加到第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d上的電流的方向與上述情況相反，能夠與上述情況反向、即向紙面外側(cè)方向移動(dòng)動(dòng)子1。

本發(fā)明的致動(dòng)器3，在一個(gè)電樞2的位于兩個(gè)方向(相互正交的兩個(gè)方向)上的十字狀的貫通孔22產(chǎn)生相位各錯(cuò)開(kāi)90°的獨(dú)立的交變磁場(chǎng)，在該十字狀的貫通孔22中插入有截面為十字狀的動(dòng)子1，該動(dòng)子1中，磁鐵的排列在相互正交的兩個(gè)方向上錯(cuò)開(kāi)勵(lì)磁周期的四分之一。

因此，本發(fā)明的致動(dòng)器3，即使使用一個(gè)電樞2，也能在時(shí)間上連續(xù)地提供用于使動(dòng)子1移動(dòng)的推力。由于不需要像以往那樣將各相的電樞排成一列配置，所以能縮短全長(zhǎng)。

因此，由于能夠縮短本發(fā)明的致動(dòng)器3的全長(zhǎng)，所以在應(yīng)用于垂直型致動(dòng)器中時(shí)，能夠降低整體的高度，由于高度降低，所以動(dòng)子1的彎曲量變少，能得到高的剛性。結(jié)果，能相對(duì)于被加工物進(jìn)行精密的對(duì)位，能實(shí)現(xiàn)加工精度的提高。

本發(fā)明的致動(dòng)器3由于具有相統(tǒng)一集中繞組結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d的電阻低，因此具有銅損小的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠縮短全長(zhǎng)。

本發(fā)明的致動(dòng)器3，由于能實(shí)現(xiàn)小型化，所以能夠進(jìn)行高效率的驅(qū)動(dòng)，從而獲得大的推力磁動(dòng)勢(shì)比。另外，本發(fā)明的致動(dòng)器3，與磁路的交鏈面大，在這一點(diǎn)上也有助于推力磁動(dòng)勢(shì)比的提高。由于推力磁動(dòng)勢(shì)比變大，所以獲得同樣推力所需的電流小，能夠?qū)l(fā)熱量抑制得較低。

后述比較例中的三相結(jié)構(gòu)的致動(dòng)器，存在各相電樞的芯部產(chǎn)生基于驅(qū)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)(施加電流×線圈匝數(shù))的磁通的時(shí)間帶、和各相的電樞的芯部不產(chǎn)生基于驅(qū)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)(施加電流×線圈匝數(shù))的磁通的時(shí)間帶。與此相對(duì)，本發(fā)明的致動(dòng)器3在電樞2的芯部25a、25b隨時(shí)間變化始終產(chǎn)生磁通(參照?qǐng)D12A～12D)。因此，本發(fā)明由于鐵芯材料始終被磁化，故能夠隨時(shí)間變化有效地利用鐵芯材料的飽和磁化。結(jié)果，能夠減少所使用的鐵芯材料的量。

以下，說(shuō)明本發(fā)明人制作的致動(dòng)器的具體結(jié)構(gòu)和所制作的致動(dòng)器的特性。

對(duì)致動(dòng)器中使用的動(dòng)子1的制作例進(jìn)行說(shuō)明。首先，制作出如圖13所示的鋁制的磁鐵排列框10。

使用的平板狀的永久磁鐵是Nd-Fe-B類燒結(jié)磁鐵，將最大能積為370kJ/m³、剩余磁通密度為Br＝1.4T的材料切割出長(zhǎng)度24mm、寬度10mm、厚度4.5mm的形狀而得到。將切割出的磁鐵在厚度方向上磁化之后，按照如前所述的排列(參照?qǐng)D1)，將一個(gè)面上各十六個(gè)共計(jì)32個(gè)磁鐵(第一磁鐵11a、第二磁鐵11b、第三磁鐵11c、第四磁鐵11d)用環(huán)氧類粘結(jié)劑粘結(jié)在磁鐵排列框10上制作出動(dòng)子1。制作的動(dòng)子1的結(jié)構(gòu)示于圖14。這種情況下，勵(lì)磁周期(動(dòng)子1的磁鐵的S極N極對(duì)的周期的長(zhǎng)度)λ為24mm，因此，第一磁鐵11a和第三磁鐵11c的排列相比于第二磁鐵11b和第四磁鐵11d錯(cuò)開(kāi)6mm(＝λ/4)。

接下來(lái)，制作電樞鐵芯30。將具有如圖15A所示的形狀的電樞素材從0.5mm厚的硅鋼板上切割出二十塊，將切割出的這二十塊重疊并經(jīng)樹(shù)脂浸漬使其一體化，制作出厚度10mm的區(qū)塊單元。制作出十六個(gè)同一形狀的區(qū)塊單元。將所制作的十六個(gè)區(qū)塊單元中的八個(gè)原樣作為第一區(qū)塊單元31a(參照?qǐng)D9A)，將其余八個(gè)區(qū)塊單元翻過(guò)來(lái)作為第二區(qū)塊單元31b(參照?qǐng)D9B)。

另外，將具有如圖15B所示形狀的電樞素材從0.5mm厚的硅鋼板切割出四塊，將切割出的這四塊重疊，經(jīng)樹(shù)脂浸漬使其一體化，制作出兩個(gè)厚度為2mm的第一返回區(qū)塊單元31d作為返回區(qū)塊單元31c(參照?qǐng)D9C)，并且，將具有如圖15B所示形狀的電樞素材從0.5mm厚的硅鋼板切割出十塊，將切割出的這十塊重疊，經(jīng)樹(shù)脂浸漬使其一體化，制作出一個(gè)厚度為5mm的第二返回區(qū)塊單元31e作為返回區(qū)塊單元31c(參照?qǐng)D9C)。

然后，按第一區(qū)塊單元31a、第一返回區(qū)塊單元31d、第二區(qū)塊單元31b、第二返回區(qū)塊單元31e、第一區(qū)塊單元31a、第一返回區(qū)塊單元31d、第二區(qū)塊單元31b的順序?qū)盈B，用環(huán)氧類粘結(jié)劑使其一體化，制作出如圖16所示的1/4區(qū)塊37。

將這樣制作的四個(gè)1/4區(qū)塊37以層疊方向?yàn)檩S各旋轉(zhuǎn)90°配置，在其外周配置四個(gè)鋁制的間隔件支承框36(長(zhǎng)：49mm、寬：6mm、高：5mm)并將其粘結(jié)，制作出如圖17所示的電樞鐵芯30。在此，電樞鐵芯30的可動(dòng)方向(長(zhǎng)邊方向)上的長(zhǎng)度為49mm(＝10mm+2mm+10mm+5mm+10m+2mm+10mm)。

使區(qū)塊單元中的芯部的寬度(17mm)比軛部的寬度(5mm)大，從而使芯部的寬度與厚度的乘積比軛部的寬度與厚度的乘積大。這是因?yàn)?，層疊時(shí)，多個(gè)軛部被連續(xù)層疊，而芯部被隔開(kāi)間隙層疊，所以用寬度彌補(bǔ)其厚度的不足，從而在芯部獲得足夠的磁通。

第一返回區(qū)塊單元31d的厚度為2mm，而第二返回區(qū)塊單元31e的厚度為5mm。這是為了實(shí)現(xiàn)磁阻力的降低。第二返回區(qū)塊單元31e的厚度比第一返回區(qū)塊單元31d的厚度大3mm，使得圖17中的前方的第一區(qū)塊單元31a、第一返回區(qū)塊單元31d、第二區(qū)塊單元31b構(gòu)成的組與后方的第一區(qū)塊單元31a、第一返回區(qū)塊單元31d、第二區(qū)塊單元31b構(gòu)成的組中的磁阻力的4次諧波成分相抵消。

接下來(lái)，制作出如圖18所示的四個(gè)第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d。將直徑0.7mm的琺瑯被覆銅線在圖17所示的電樞鐵芯30的芯部的貫通空隙纏繞100次，經(jīng)清漆浸漬后凝固，制作出第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d。這樣，將四個(gè)第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d配置在電樞鐵芯30而制作出電樞2。制作出的電樞2示于圖19。

在如上所述制作出的電樞2的十字狀的貫通孔22的各頂端部分別設(shè)置導(dǎo)輥(未圖示)，沿著該導(dǎo)輥，將制作出的圖14所示的動(dòng)子1插入電樞2的十字狀的貫通孔22，構(gòu)成致動(dòng)器3。利用該導(dǎo)輥，動(dòng)子1被保持在電樞2的十字狀的貫通孔22的中央，成為動(dòng)子1能夠在貫通孔22的軸心方向(可動(dòng)方向)上自由移動(dòng)的構(gòu)造。在此，被插入的動(dòng)子1的截面呈十字狀，因此，各導(dǎo)輥只要僅限制可動(dòng)方向以外的一個(gè)方向上的移動(dòng)即可，所以即便使用具有簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)的平板狀導(dǎo)輥也能進(jìn)行動(dòng)子1的定位。

接下來(lái)，配置動(dòng)子1，使得動(dòng)子1的上下方向的第一磁鐵11a、第三磁鐵11c各極的中心位于電樞2的相鄰的磁極部23a和磁極部23b之間(磁極部23a、磁極部23b間的間隙的中央)。將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與各驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d連接，使得將該位置的電角度為0°且勵(lì)磁周期為360°的正弦波狀的電流以同一方向施加到第一驅(qū)動(dòng)線圈41a和第二驅(qū)動(dòng)線圈411b、余弦波狀的電流以同一方向施加到第三驅(qū)動(dòng)線圈41c和第四驅(qū)動(dòng)線圈41d。

然后，將致動(dòng)器3固定在推力試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)定了推力特性。圖20示出了施加在驅(qū)動(dòng)線圈上的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)(施加電流×線圈匝數(shù))與產(chǎn)生的推力之間的關(guān)系。圖20中，曲線(a)表示推力(N)，曲線(b)表示推力磁動(dòng)勢(shì)比(N/A)。如圖20所示，當(dāng)以推力磁動(dòng)勢(shì)比降低10％的點(diǎn)為推力比例極限時(shí)，能得到比例極限的推力為120N的致動(dòng)器3。另外，比例極限的推力為120N時(shí)的推力磁動(dòng)勢(shì)比為0.24N/A。

另外，圖21示出使動(dòng)子1的位置從起點(diǎn)移動(dòng)了50mm時(shí)的推力變動(dòng)的測(cè)定結(jié)果。圖21中，曲線(a)、(b)、(c)、(d)分別示出了施加到各驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)為0A、100A、200A、400A時(shí)的測(cè)定結(jié)果。如圖21所示，可知：當(dāng)驅(qū)動(dòng)磁動(dòng)勢(shì)為400A時(shí)，可見(jiàn)±10％程度的推力波動(dòng)，但在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的范圍內(nèi)能夠獲得連續(xù)的推力。

以下，說(shuō)明如上所述的本發(fā)明的致動(dòng)器和比較例的致動(dòng)器的對(duì)比。

圖22是表示與本發(fā)明的致動(dòng)器的額定值大致相同的比較例的致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖23是表示該比較例的致動(dòng)器的尺寸的圖。比較例的致動(dòng)器是三相驅(qū)動(dòng)式致動(dòng)器，其使用與本發(fā)明同等的電樞鐵芯材質(zhì)和磁鐵材質(zhì)，并具有如下結(jié)構(gòu)：具有電樞鐵芯51和驅(qū)動(dòng)線圈52a、52b的三個(gè)電樞(U相單元53a、V相單元53b、W相單元53c)隔開(kāi)規(guī)定距離排成一列配置，平板狀的磁鐵61a(長(zhǎng)：20mm、寬：4mm、厚：4mm)和平板狀的鐵軛(長(zhǎng)：26mm、寬：3.5mm、厚：4mm)61b交替地在可動(dòng)方向上排列設(shè)置而成的動(dòng)子60貫通這三個(gè)電樞。在此，動(dòng)子60的磁鐵61a的磁化方向是動(dòng)子60的可動(dòng)方向，隔著鐵軛61b相鄰的磁鐵61a、61a的磁化方向彼此相反。

圖24示出了該比較例的致動(dòng)器的特性(推力和推力磁動(dòng)勢(shì)比)。圖24中，曲線(a)表示推力(N)，曲線(b)表示推力磁動(dòng)勢(shì)比(N/A)。如圖24所示，當(dāng)以推力磁動(dòng)勢(shì)比下降10％的點(diǎn)為推力比例極限時(shí)，比例極限的推力為205N，比例極限的推力為205N時(shí)的推力磁動(dòng)勢(shì)比為0.08～0.09N/A。

當(dāng)比較圖24所示的比較例的特性和前述圖20所示的本發(fā)明例的特性時(shí)，本發(fā)明例無(wú)論是推力磁動(dòng)勢(shì)比相同時(shí)的推力、還是推力相同時(shí)的推力磁動(dòng)勢(shì)比都優(yōu)于現(xiàn)有例。在此，比較例需要全長(zhǎng)86mm的電樞的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D23)，而本發(fā)明例用全長(zhǎng)49mm的電樞2的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D19)就能獲得足夠的特性。

眾所周知，垂直型致動(dòng)器中，彎曲量與其高度的立方成比例。本發(fā)明例由于全長(zhǎng)能夠縮短到比較例的1/2左右，所以當(dāng)對(duì)垂直型致動(dòng)器應(yīng)用本發(fā)明例時(shí)，與應(yīng)用比較例時(shí)相比，彎曲量能降低到1/8左右。

這樣，本發(fā)明的致動(dòng)器3能夠用一個(gè)電樞2獲得連續(xù)的推力，因此能夠使全長(zhǎng)較現(xiàn)有的同一額定值的致動(dòng)器縮短到大致一半。因此，當(dāng)將本發(fā)明的致動(dòng)器3用于垂直型致動(dòng)器時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)整體高度的降低，能夠減輕彎矩給加工裝置造成的負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)小型輕量化。

另外，本發(fā)明的致動(dòng)器3，動(dòng)子1的截面為十字形狀，電樞2的磁極齒準(zhǔn)確地與動(dòng)子1的磁鐵對(duì)置，從而能夠確保動(dòng)子1(磁鐵)和電樞2(磁極齒)的交鏈面積大。結(jié)果，能夠獲得與比較例的致動(dòng)器相比大三倍左右的推力磁動(dòng)勢(shì)比(參照?qǐng)D20和圖24)，所以驅(qū)動(dòng)電力少，能夠提高電力的利用效率，并能減少發(fā)熱，所以，本發(fā)明的致動(dòng)器3尤其適于高速的連續(xù)驅(qū)動(dòng)。

此外，雖然說(shuō)明了對(duì)動(dòng)子使用平板狀永久磁鐵的方式，但例如使用棒狀的永久磁鐵也可以。另外，在驅(qū)動(dòng)了致動(dòng)器時(shí)，只要在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的范圍內(nèi)確保在時(shí)間上連續(xù)的推力，與永久磁鐵的磁化方向垂直的面彎曲也沒(méi)關(guān)系。

作為非磁性材料使用了硅鋼板，但材料并不限定于硅鋼板?？梢愿鶕?jù)用途選擇非晶態(tài)金屬、鐵、或者錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體等鐵氧體等。

圖25是表示動(dòng)子1中使用的磁鐵排列框10的其它例子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖25中，對(duì)與圖2相同的結(jié)構(gòu)要素賦予同一附圖標(biāo)記，其說(shuō)明從略。圖25所示的磁鐵排列框10的結(jié)構(gòu)是：在可動(dòng)方向(長(zhǎng)邊方向)上等間隔配置的多個(gè)框部件10a、10b的端部分別一體地固定設(shè)置于在可動(dòng)方向上長(zhǎng)的框部件10c。這樣，成為全體被框包圍的結(jié)構(gòu)，磁鐵排列框10的剛性變高。

另外，圖25的結(jié)構(gòu)例中，四個(gè)框部件10c各自的周緣部成為截面呈大致圓形狀的在可動(dòng)方向上長(zhǎng)的線性導(dǎo)軌10d。此外，雖然省略了圖示，但用于使該線性導(dǎo)軌10d通過(guò)的線性導(dǎo)向滑塊設(shè)置在電樞2的非磁性體制的各間隔件支承框26(參照?qǐng)D7)的內(nèi)表面?zhèn)?。通過(guò)設(shè)置這樣的線性導(dǎo)軌10d，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)子1的平滑移動(dòng)，在致動(dòng)器高速驅(qū)動(dòng)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生大的振動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)晃動(dòng)的、穩(wěn)定的動(dòng)子1的高速直線移動(dòng)。

圖26是表示動(dòng)子1中使用的磁鐵排列框10的又一例子的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖26中，對(duì)與圖25相同的結(jié)構(gòu)要素賦予同一號(hào)碼，其說(shuō)明從略。在圖26所示的磁鐵排列框10的結(jié)構(gòu)中，框部件10a、10b被設(shè)置成框部件10a、10b的與磁鐵接觸的在長(zhǎng)邊方向上延伸的面從與動(dòng)子10的可動(dòng)方向垂直的方向稍稍挪動(dòng)(偏斜)。挪動(dòng)的角度(偏斜角)為幾度的程度。通過(guò)預(yù)先做成這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒂谰么盆F11a～11d設(shè)置成相對(duì)于移動(dòng)方向的垂直方向傾斜規(guī)定角(偏斜角)度的偏斜配置。通過(guò)偏斜配置永久磁鐵11a～11d，能夠抑制在致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)由于磁阻力而產(chǎn)生的振動(dòng)。

圖27A～27C是表示電樞鐵芯30中使用的區(qū)塊單元的其它例子的立體圖。圖27A示出了第一區(qū)塊單元31a，圖27B示出了第二區(qū)塊單元31b，圖27C示出了返回區(qū)塊單元31c。圖27A～27C所示的例子中，與前述的例子(參照?qǐng)D9A～9C)不同，芯部35a、35b、軛部34a、34b、34c的內(nèi)側(cè)面不是平面，而是曲面。利用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)第一～第四驅(qū)動(dòng)線圈41a～41d各自的繞組數(shù)的增加。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 動(dòng)子

2 電樞

3 致動(dòng)器

10 磁鐵排列框

11a 第一磁鐵

11b 第二磁鐵

11c 第三磁鐵

11d 第四磁鐵

21a 第一鐵芯單元

21b 第二鐵芯單元

21c 間隔鐵芯單元

22 貫通孔

22a、22b 開(kāi)口部

23a、23b 磁極部

24a、24b、24c 軛部

25a、25b 芯部

26、36 間隔件支承框

26a、26b、26c 非磁性間隔件

30 電樞鐵芯

31a 第一區(qū)塊單元

31b 第二區(qū)塊單元

31c 返回區(qū)塊單元

33a、33b 磁極部

34a、34b、34c 軛部

35a、35b 芯部

37 1/4區(qū)塊

41a 第一驅(qū)動(dòng)線圈

41b 第二驅(qū)動(dòng)線圈

41c 第三驅(qū)動(dòng)線圈

41d 第四驅(qū)動(dòng)線圈