アクチュエータ
【課題】 アクチュエータを小型化する。
【解決手段】 柱状の磁石２２を挟んで同一軸線上に、磁石のＮ極側に磁性体からなる第１ピース１８が、磁石のＳ極側に第２ピース２０が配置されている。第１ピース１８及び第２ピース２０の外側には、磁石２２の軸方向へ突設されたホルダー１６が設けられている。磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０のそれぞれの外面は、これらの外面と所定の隙間を開けて、非磁性体の材料で筒状に形成されたコイルボビン１２で覆われている。このコイルボビン１２の外面上の、第１ピース１８の外面及び第２ピース２０の外面と対向する位置には、コイル２４が設けられている。また、コイルボビン１２の内面は、ホルダー１６に設けられ、軸方向に可撓性を有するダンパー１４で保持されている。
【解決手段】 柱状の磁石２２を挟んで同一軸線上に、磁石のＮ極側に磁性体からなる第１ピース１８が、磁石のＳ極側に第２ピース２０が配置されている。第１ピース１８及び第２ピース２０の外側には、磁石２２の軸方向へ突設されたホルダー１６が設けられている。磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０のそれぞれの外面は、これらの外面と所定の隙間を開けて、非磁性体の材料で筒状に形成されたコイルボビン１２で覆われている。このコイルボビン１２の外面上の、第１ピース１８の外面及び第２ピース２０の外面と対向する位置には、コイル２４が設けられている。また、コイルボビン１２の内面は、ホルダー１６に設けられ、軸方向に可撓性を有するダンパー１４で保持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力を利用したアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への配慮から、ファクシミリやプリンタ等の画像形成装置では、使用される画像形成用のトナーの供給ができない、という理由のみで新しいトナー容器に安易に交換することは許されず、トナー容器に収納されたトナーを使い切る工夫が求められている。
この問題を解消するために、トナー容器の近傍に衝撃付与手段を備え、必要に応じて固まったトナーに衝撃を与える方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この衝撃付与手段として、電気信号に忠実な機械振動が得られる電磁力を利用したアクチュエータが考えられる。
しかし、狭い空間に配置して必要とする強さの機械振動を与えるには、小型化を図り、かつ所定量の電磁力を確保する必要がある。小型化のため磁石を小さくすれば、どうしても得られる電磁力は低下する。このため、構造上の制約からアクチュエータの小型化には限界があった。
【特許文献１】特開２００４−３３３７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実に鑑み、アクチュエータの小型化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係るアクチュエータは、柱状の磁石と、前記磁石のＮ極側に配置され、磁性体からなる第１ピースと、前記磁石のＳ極側に配置され、磁性体からなる第２ピースと、前記第１ピース及び第２ピースから、それぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて該外面を覆う筒状のコイルボビンと、前記コイルボビンの外面上で、前記第１ピース及び第２ピースの外面と対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、前記ホルダーに設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、を有することを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、柱状の磁石を挟んで同一軸線上に、磁石のＮ極側に磁性体からなる第１ピースが配置され、磁石のＳ極側に磁性体からなる第２ピースが配置されている。
このため、磁石周囲の磁力線は、磁石の外面を跨いで、Ｎ極となる第１ピースの外面からＳ極となる第２ピースの外面の間を結ぶ形で形成される。
また、第１ピース及び第２ピースの外側には、それぞれ磁石の軸方向へ突設されたホルダーが設けられている。
【０００７】
また、磁石、第１ピース及び第２ピースのそれぞれの外面は、これらの外面と所定の隙間を開けて、非磁性体の材料で筒状に形成されたコイルボビンで覆われている。
このコイルボビンの外面上の、第１ピースの外面及び第２ピースの外面と対向する位置には、コイルが設けられている。
また、コイルボビンの内面は、ホルダーに設けられ、軸方向に可撓性を有するダンパーで保持されている。
【０００８】
この結果、コイルに電流を流せば、電流の方向によって決定される向きの電磁力がコイルボビンに作用する。コイルボビンを支持するダンパーは、軸方向に可撓性を有するため、作用する電磁力に応じて、コイルボビンは軸方向に移動する。
【０００９】
なお、コイルボビンには、第１ピース及び第２ピースのそれぞれの外面と対応する２ヶ所にコイルが巻かれており、電磁力は２ヶ所で発生する。このため、１ヶ所のみにコイルが巻かれているものに比べ、より大きな電磁力を発生させることができる。
また、ダンパーは、ホルダーを介して磁石に保持されている。このため、ダンパーを取り付けるフレームが不要となり、部品点数が削減され、小型化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記ダンパーは、前記第１ピース及び第２ピースの外側にそれぞれ配置され、すべての前記ダンパーが、前記コイルボビンの内面に配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ダンパーは、第１ピース及び第２ピースの外側にそれぞれ配置され、すべてのダンパーがコイルボビンの筒状の内面に配置されている。
この結果、磁気回路をコイルボビンの筒状の内部で完結できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係るアクチュエータは、前記コイルボビンの外面を覆い、前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置にヨークを配置したことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載のコイルボビンの外面に、ヨークが配置されている。
この結果、Ｎ極となる第１ピースからＳ極となる第２ピースへ向かう磁力線は、損失の少ないヨーク内部を流れる。このため、空気中を流れる場合に較べ磁力線の減衰が押さえられ、磁束密度が上がる。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るアクチュエータは、柱状の磁石と、前記磁石のＮ極側に配置され磁性体からなる第１ピースと、前記磁石のＳ極側に配置され磁性体からなる第２ピースと、前記第１ピース及び第２ピースからそれぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、を有する磁石ピース結合部と、前記磁石ピース結合部を、それぞれの磁石の軸線を一致させて複数個配置した磁石ピース結合ユニットと、前記磁石ピース結合ユニットを覆い、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて配置された筒状の長尺コイルボビンと、前記長尺コイルボビンの外面上で、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、前記ホルダーの先端部に設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、磁石、第１ピース、第２ピース及びホルダーで磁石ピース結合部を形成している。また、それぞれの磁石ピース結合部を磁石の軸線上に配置して、複数の磁石ピース結合部の集合を１つの磁石ピース結合ユニットとしている。
【００１５】
更に、それぞれの磁石ピース結合部における第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて、これらを覆う長尺コイルボビンが設けられている。
この長尺コイルボビンの外面には、それぞれの第１ピース及び第２ピースに対応する位置に、それぞれコイルが設けられている。
この結果、それぞれの磁石ピース結合部に生じる電磁力が、１つの長尺コイルボビンに加算して加えられ、長尺コイルボビンに大きな電磁力を与えることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係るアクチュエータは、前記長尺コイルボビンの外面を覆い、それぞれの前記磁石ピース結合部の前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置に、それぞれヨークを配置したことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、長尺コイルボビンの内部には、請求項３に記載した複数の磁石ピース結合部が配置されており、長尺コイルボビンの外面には、それぞれの磁石ピース結合部に対向する位置に、それぞれヨークが配置されている。
この結果、Ｎ極となる第１ピースからＳ極となる第２ピースへ向かう磁力線は、損失の少ないヨーク内部を流れる。このため、空気中を流れることによる磁力線の減衰が押さえられ、磁束密度が上がる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のアクチュエータにおいて、前記磁石ピース結合部同士が隣接する位置における前記ダンパー及び前記ホルダーは、非磁性体材料で柱状に形成されたスペーサであり、前記スペーサは、前記第1ピースと前記第２ピースとの間に配置されることを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、磁石ピース結合部同士が隣接する位置におけるダンパー及びホルダーは、非磁性体材料で柱状に形成されたスペーサとされている。
このスペーサは、磁石ピース結合部同士が隣接する位置における隣り合う第1ピースと第２ピースとの間に配置されている。
【００２０】
このため、部品点数が削減される。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアクチュエータにおいて、前記スペーサは磁石で柱状に形成された磁石スペーサであり、前記磁石スペーサのＮ極側の側面は前記第1ピースの側面に当接され、前記磁石スペーサのＳ極側の側面は前記第２ピースの側面に当接されたことを特徴としている。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、スペーサは磁石で柱状に形成された磁石スペーサとされている。また、磁石スペーサのＮ極側の側面は第1ピースの側面に当接され、磁石スペーサのＳ極側の側面は第２ピースの側面に当接されている。
このため、第1ピースから第２ピースへ向かう磁束密度が上がる。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明は、上記構成としてあるのでアクチュエータの小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第1の実施の形態）
図１に示すように、第1の実施の形態に係るアクチュエータ１０は、円筒状のコイルボビン１２を備えている。
コイルボビン１２は非磁性体材料からなり、円筒内部には磁石２２が配置されている。
磁石２２は永久磁石で円柱状に形成され、コイルボビン１２の軸線と同一軸線上に配置されている。磁石２２のＮ極側には第１ピース１８が、磁石２２のＳ極側には、第２ピース２０が、それぞれ磁石２２の軸線と同一軸線上に配置されている。
【００２４】
第１ピース１８は、磁性体材料で円柱状に形成され、磁石２２と同径若しくは磁石２２より大径とされている。
第２ピース２０は、磁性体材料で円柱状に形成され、第１ピース１８と同一寸法、同一形状とされている。
第１ピース１８及び第２ピース２０両側面には、円柱状に形成され、円柱の片方の端部には、フランジ部１６Ｆが形成されたホルダー１６が設けられている。
【００２５】
ホルダー１６は、フランジ部１６Ｆが第１ピース１８及び第２ピース２０の両側面にそれぞれ当接される向きで、磁石２２の軸線と同一軸線上に配置されている。
また、フランジ部１６Ｆ、磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０には、それぞれボルト２５用を挿入するための貫通孔が、磁石２２の軸線と平行に設けられている。
【００２６】
フランジ部１６Ｆ、磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０は、ボルト２５で、それぞれの貫通孔を利用して一体化されている。
ホルダー１６のフランジ部１６Ｆが設けられていない側の端部には、それぞれダンパー１４が設けられている。
【００２７】
ダンパー１４は、金属板で円盤状に形成され、周方向に沿って同心円上に複数のスリット１１が形成されている。これにより、軸方向に可撓性を有している。
また、ダンパー１４は、磁石２２の軸線と同一軸線上に配置され、ダンパー１４の中心部はネジ２８でホルダー１６の先端部と接合され、外周部はコイルボビン１２の円筒内面と接合されている。このとき、すべてのダンパー１４はコイルボビン１２の円筒内面に配置されている。
【００２８】
コイルボビン１２の内面と、第１ピース１８及び第２ピース２０の外面とは隙間Ｓを開けて対向しており、隙間Ｓはダンパー１４で一定に維持されている。
コイルボビン１２の外周面の、第１ピース１８及び第２ピース２０の外面と対向する位置には、それぞれコイル２４が巻かれている。それぞれのコイル２４は、コイルボビン１２の外周面に沿って巻きつけられており、図示しない電源回路から電流を流す構成とされている。
【００２９】
なお、ダンパー１４は、金属板に限定されることはなく、コイルボビン１２の内面と、第１ピース１８及び第２ピース２０の外面との隙間Ｓを一定に維持し、かつ、コイルボビン１２を軸方向に平行に移動可能に支持できる材料（例えばゴム、樹脂）であればよい。
【００３０】
次に、アクチュエータ１０の作用について説明する。
図２に示すように、磁石２２のＮ極側に配置された第１ピース１８の外周面から、磁石２２のＳ極側に配置された第２ピース２０の外周面に向けて、大気中に磁力線Ｋが形成されている。
【００３１】
第１ピース１８及び第２ピース２０の外周面から隙間Ｓだけ離れた位置には、コイルボビン１２と、コイルボビン１２の外周面に巻かれたコイル２４が配置されている。
このコイル２４が配置されている位置には、磁力線Ｋが集中している。
【００３２】
この状態で、コイル２４に電流を流せば、コイル２４には電磁力Ｆが発生する。コイル２４に発生した電磁力Ｆは、コイルボビン１２を磁石２２の軸線に平行な方向に動かすよう作用する。コイルボビン１２はダンパー１４で、軸方向に移動可能に支持されている。このため、コイルボビン１２は軸方向に移動できる。
この電磁力Ｆは、コイル２４を流れる電流の方向によりコイルボビン１２に作用する向きが異なる。このため、電流の方向を制御することにより、軸方向の任意の向きにコイルボビン１２を移動させることができる。
【００３３】
図３に示すように、コイルボビン１２の第１ピース１８側の端部には、対象物に接して作用を及ぼすリング３０が接合されている。このため、コイルボビン１２を、軸方向に移動させることにより、同時に、同じ量だけリング３０も軸方向に移動する。
【００３４】
また、第２ピース２０側のホルダー１６の端部には、支持部材３２の一端が取り付けられており、支持部材３２の他端は固定板３４に取り付けられている。このため、コイルボビン１２を、軸方向に移動させる時の反力を固定板３４で受けることができる。即ち、磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０が固定板３４で支持され、コイルボビン１２と共に移動するリング３０で対象物に作用を及ぼすことができる。
【００３５】
このように、アクチュエータ１０は、ダンパー１４をコイルボビン１２の円筒内部のホルダー１６に取り付ける構造上であるため、ダンパー１４を取り付けるフレームが不要となり、アクチュエータ１０の小型化が実現できる。即ち、外径の最大寸法はコイル２４の外形寸法となる。
また、近年の永久磁石における着磁技術の向上から、必要な磁力を確保するための磁石の寸法は小さくなっている。この面からもアクチュエータ１０の小型化が可能となる。
【００３６】
更に、アクチュエータ１０の小型化が実現できれば、材料費もその分削減でき、アクチュエータ１０の低価格化につながる。
次に、アクチュエータ１０の応用例について、図４−１、図４−２、図４−３を用いて説明する。
【００３７】
先ず、トナーケース４０を直接振動させる第1実施例について説明する。
図４−１に示すように、トナー４２はトナーケース４０に充填されている。
トナーケース４０は、ファクシミリやプリンタ等の画像形成装置に設けられたトナー収納部４６は、に配置されている。このトナーケース４０をトナー収納部４６に配置した状態で、トナー４２は、トナー排出口５６から排出ホッパー５２を介して、画像形成装置（図示せず）に供給される。
【００３８】
トナー収納部４６はバネ４８で、トナー取付台４４に振動可能に支持されている。トナー収納部４６とトナー取付台４４は隙間（側面はＳ３、底面はＳ４）を設けて配置されている。
底面の隙間部Ｓ４には、アクチュエータ１０が配置されている。アクチュエータ１０の固定板３４は、トナー取付台４４に固定され、リング３０はトナー収納部４６の底面に開けた開口孔を介して、トナーケース４０の底面に直接当接している。
【００３９】
この状態で、アクチュエータ１０のリング３０を振動させると、トナーケース４０の底面に振動が加えられ、トナーケース４０の中のトナー４２が振動する。トナー４２に適宜振動を与えることで、トナー４２の粒子同士が集合し、固まるのを防ぐことができる。
この結果、トナー４２は、トナー排出口５６から排出ホッパー５２を介して安定して供給される。また、バネ４８により、リング３０の振動がトナー取付台４４に伝わるのを防ぐことができる。
【００４０】
次に、トナーケース４０の内部にアクチュエータ１０を配置し、トナー４２を直接振動させる第２の実施例について説明する。
【００４１】
図４−２に示すように、トナーケース４０の側面の一部にアクチュエータ１０の取付部５８が形成されている。
取付部５８には、リング３０に固定した円盤３１を挿入するための挿入部５９が開口され、円盤３１を挿入した状態で挿入部５９を塞ぐゴム製の蓋部５７が設けられている。また、固定板３４を取り付けるための取付部５５がトナーケース４０の側面に設けてある。尚、アクチュエータ１０の外周は、トナー４２の進入を防ぐための保護ケース５１で覆われている。
【００４２】
このため、円盤３１を挿入孔５９からトナーケース４０の内部に挿入した状態で、円盤３１を取付部５５に取り付けて固定し、アクチュエータ１０を取り付けた状態で挿入孔５９を蓋部５７で密閉できる。
【００４３】
この状態でトナー４２をトナーケース４０に充填する。必要に応じてアクチュエータ１０に通電し、円盤３１を振動させることで、トナー４２に直接振動を与えることができる。この結果、トナーケース４０の中のトナー４２が固まるのを防ぐことができ、トナー４２は、トナー排出口５６から、排出ホッパー５２を介して安定して供給される。
【００４４】
次に、トナー４２が通過するダクト４１の内部にアクチュエータ１０を配置する第３の実施例について説明する。
図４−３に示すように、トナー４２が通過途中で堆積する可能性のあるダクト４１の曲がり部に、アクチュエータ１０の取付部４５が形成されている。
取付部４５は、円盤３１を挿入するための挿入部４４が開口され、円盤３１を挿入した状態で挿入部４４を塞ぐゴム製の蓋部４３が設けられている。また、固定板３４を取り付けるための取付部４７がダクト４１に設けてある。尚、アクチュエータ１０の外周はトナー４２の進入を防ぐ保護ケース５１で覆われている。
このため、円盤３１をダクト４１の挿入部４４に挿入し、固定板３４をダクト４１の取付部４７に取り付け、円盤３１を挿入した状態で挿入部４４を蓋部４３で塞ぐことができる。
【００４５】
このダクト４１の内部に円盤３１を挿入した状態でトナー４２を通過させ、必要に応じて円盤３１を振動させることで、ダクト４１の内部に堆積したトナー４２を直接振動させることができる。この結果、トナー４２がダクト４１の内部で固まり、堆積するのを防止することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図５に示すように、第２の実施の形態に係るアクチュエータ６０は、コイルボビン１２の外周にヨーク６１が配置されている。
【００４７】
ヨーク６１は、磁性体材料で中空円柱状に形成され、磁石２２と軸線を一致させてコイルボビン１２の外周に配置されている。
ヨーク６１の中空部の内周面には、コ字状断面を形成する凹部が設けられ、凹部の両側にできる第１凸部６２は第１ピース１８の外周面と、第２凸部６３は第２ピース２０の外周面と、それぞれ所定の隙間Ｓ２を開けて対向している。
【００４８】
ヨーク６１の両側面には、中空円柱状に形成され、磁石２２と軸線を一致させてコイルボビン１２の外周に配置されたネジ座６５が設けられている。
ネジ座６５はフランジ部６５Ｆを有している。フランジ部６５Ｆにはネジ６６用の貫通孔が設けられている。また、ヨーク６１にもネジ６６用の貫通孔が設けられており、ネジ座６５は、ネジ６６を用いてヨーク６１の両側に取り付けられている。
【００４９】
ネジ座６５の円柱部には、ネジ溝が設けられており、このネジ溝に取り付けた調整ネジ６４でフランジ部１６Ｆの側面を押し、ヨーク６１の位置を一定に調整している。即ち、隙間Ｓ２に維持している。このとき、コイルボビン１２の一部には、調整ネジ６４を通すための切り欠き部が設けられている。
【００５０】
隙間Ｓ２には、コイルボビン１２と、コイルボビン１２の外周に巻かれたコイル２４が配置されている。
上述のヨーク６１以外は、既に説明した第１の実施の形態と同一であり、同一部分の説明は省略する。
この結果、第１ピース１８の外周面から第２ピース２０の外周面に向かう磁力線Ｋは、磁性体材料で構成され、損失の少ないヨーク６１を通ることとなる。このため、空気中を通る場合に比べ、コイル２４を横切る磁束密度が上がる。即ち、同じ電流をコイル２４に流しても、コイル２４が磁力線Ｋの中で受ける電磁力は大きくなる。このため、コイルボビン１２及ぼす電磁力を増すことができる。
【００５１】
従って、第１の実施の形態で説明したように、コイルボビン１２に作用板３０を接合し、ホルダー１６に固定板３４を接合することで、より強い電磁力を有するアクチュエータとして利用することができる。
アクチュエータとしての具体的な応用例は、既述した第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図６に示すように、第３の実施の形態に係るアクチュエータ７０は、長尺コイルボビン７２を備えている。
長尺コイルボビン７２は非磁性体材料で円筒状に形成され、円筒内部には第１の実施の形態で説明した、磁石２２、第１ピース１８、第２ピース２０及びホルダー１６からなる第１磁石ピース結合部７４、第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第２磁石ピース結合部７５、同じく、第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第３磁石ピース結合部７６が配置されている。
【００５３】
これら、第１磁石ピース結合部７４、第２磁石ピース結合部７５及び第３磁石ピース結合部７６は、それぞれの磁石２２の軸線を一致させて、一列に配置され、磁石ピース結合ユニット７７を構成している。
なお、第１磁石ピース結合部７４と第２磁石ピース結合部７５は、隣接するフランジ部１６同士の間に連接部材７８を配置し、この連接部材７８で所定の距離を維持した状態で接合されている。
【００５４】
同様に、第２磁石ピース結合部７５と第３磁石ピース結合部７６は、隣接するフランジ部１６同士の間に連接部材７８を配置し、この連接部材７８で所定の距離を維持した状態で接合されている。
また、磁石ピース結合ユニット７７は、それぞれのホルダー１６に接合したダンパー１４で、長尺コイルボビン７２の内部を支持している。
【００５５】
また、磁石ピース結合ユニット７７の、それぞれの第１ピース１８の外周面及び第２ピース２０の外周面と、長尺コイルボビン７２の内面とは、隙間Ｓを開けて対向している。
また、長尺コイルボビン７２の外周面には、磁石ピース結合ユニット７７のそれぞれの第１ピース１８の外周面及び第２ピース２０の外周面と対応する位置に、それぞれコイル２４が巻かれている。
【００５６】
この結果、それぞれのコイル２４に電流を流すことにより、コイル２４にそれぞれ同時に発生する電磁力Ｆは、１つの長尺コイルボビン７２に同時に、かつ同一方向に作用させることができる。このため、第１の実施の形態で説明した、コイルボビン１２に１つの磁石ピース結合部７４が作用した場合に比べ、より大きな電磁力を得ることができる。
【００５７】
同じように、長尺コイルボビン７２の片方の端部にリング３０を接合し、リング３０を接合した方向とは反対側のホルダー１６に固定板３４を固定すれば、より強い電磁力Ｆが得られるアクチュエータ７０を提供することがでる。
アクチュエータとしての具体的な応用例は、第1の実施の形態で説明したものと同じであり、説明は省略する。
【００５８】
なお、以上の説明は、磁石ピース結合部を３つ、軸線を一致させて並べた場合について説明したが、３つに限定されることはなく、要求する電磁力に応じて、任意の個数とすることができる。
また、磁石ピース結合部は、すべてダンパー１４とホルダー１６を備えた状態で並べた場合について説明したが、図７に示すように、磁石ピース結合部７４、磁石ピース結合部７５及び磁石ピース結合部７６が隣り合う位置では、非磁性体材料で円板状に形成されたスペーサ９０を、ダンパー１４とホルダー１６の代りに配置することができる。
【００５９】
このことにより、ダンパー１４とホルダー１６の点数が削減される。
また、このスペーサ９０を磁石で形成し、磁石スペーサとし、磁石スペーサを、ダンパー１４とホルダー１６の代りに配置することができる。
このとき、磁石スペーサは、Ｎ極側の側面を第1ピース１８（Ｎ極側）の側面に当接させ、Ｓ極側の側面を第２ピース２０（Ｎ極側）の側面に当接させる。
このことにより、第1ピース１８から第２ピース２０へ向かう磁束密度が上がる。
（第４の実施の形態）
【００６０】
図８に示すように、第４の実施の形態に係るアクチュエータ８０は、長尺コイルボビン７２を有している。長尺コイルボビン７２は、第３の実施の形態で説明したものと同一であり、説明は省略する。
【００６１】
長尺コイルボビン７２の円筒内部には、磁石２２、第１ピース１８、第２ピース２０及びホルダー１６からなる第１磁石ピース結合部７４、第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第２磁石ピース結合部７５、同じく第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第３磁石ピース結合部７６が配置されている。
【００６２】
更に、これら３つの磁石ピース結合部を連結して、１つの磁石ピース結合ユニット７７を構成している。
この構成は、第３の実施の形態と同一である。第３の実施の形態で既に説明した部分についての説明は、省略する。
長尺コイルボビン７２の外周には、第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６が、磁石２２と同一軸線上に配置されている。
【００６３】
第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６の構成は第２の実施の形態で説明したヨーク６１と同一であり、説明は省略する。
【００６４】
また、第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６の内周面は、それぞれ第１磁石ピース結合部７４、第２磁石ピース結合部７５、第３磁石ピース結合部７６のそれぞれの、第１ピース１８の外周面及び第２ピース２０の外周面と、所定の隙間Ｓ２を開けて対向している。
【００６５】
隙間Ｓ２には、長尺コイルボビン７２と、長尺コイルボビン７２に巻かれたコイル２４が配置されている。
【００６６】
この結果、１つの長尺コイルボビン７２に対し、磁石ピース結合ユニットで、それぞれ同一方向の電磁力を及ぼすこととなり、長尺コイルボビン７２に大きな電磁力を加えることができる。
更に、第１磁石ピース結合部７４、第２磁石ピース結合部７５及び第３磁石ピース結合部７６のそれぞれに第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６をそれぞれ配置してあり、それぞれのコイルを横切る磁束密度を上げることができる。この結果、長尺コイルボビン７２に、より大きな電磁力を加えることができる。
【００６７】
従って、長尺コイルボビン７２の片側にリング３０を接合し、リング３０を接合した側とは反対側のホルダー１６に固定板３４を固定すれば、より強い電磁力を持つアクチュエータ８６を提供することができる。
【００６８】
なお、アクチュエータとしての具体的な応用例は、第1の実施の形態で説明したのと同じであり、説明は省略する。
以上の説明は、磁石ピース結合部及びヨークをそれぞれ３つずつ並べた場合について説明したが、３つに限定されることはなく、要求する電磁力に応じて、任意の個数を並べることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの磁束の流れを示す断面図である。
【図３】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図４−１】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの第１の応用例を示す図である。
【図４−２】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの第２の応用例を示す図である。
【図４−３】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの第３の応用例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る、ヨークを配置したアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータの他の応用例を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る、ヨークを配置したアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ アクチュエータ
１２ コイルボビン
１４ ダンパー
１６ ホルダー
１８ 第１ピース
２０ 第２ピース
２２ 磁石
２４ コイル
３０ リング
３４ 固定板
６１ ヨーク
７２ 長尺コイルボビン
７４ 第１磁石ピース結合部
７５ 第２磁石ピース結合部
７６ 第３磁石ピース結合部
７７ 磁石ピース結合ユニット
９０ スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁力を利用したアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への配慮から、ファクシミリやプリンタ等の画像形成装置では、使用される画像形成用のトナーの供給ができない、という理由のみで新しいトナー容器に安易に交換することは許されず、トナー容器に収納されたトナーを使い切る工夫が求められている。
この問題を解消するために、トナー容器の近傍に衝撃付与手段を備え、必要に応じて固まったトナーに衝撃を与える方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この衝撃付与手段として、電気信号に忠実な機械振動が得られる電磁力を利用したアクチュエータが考えられる。
しかし、狭い空間に配置して必要とする強さの機械振動を与えるには、小型化を図り、かつ所定量の電磁力を確保する必要がある。小型化のため磁石を小さくすれば、どうしても得られる電磁力は低下する。このため、構造上の制約からアクチュエータの小型化には限界があった。
【特許文献１】特開２００４−３３３７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実に鑑み、アクチュエータの小型化を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係るアクチュエータは、柱状の磁石と、前記磁石のＮ極側に配置され、磁性体からなる第１ピースと、前記磁石のＳ極側に配置され、磁性体からなる第２ピースと、前記第１ピース及び第２ピースから、それぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて該外面を覆う筒状のコイルボビンと、前記コイルボビンの外面上で、前記第１ピース及び第２ピースの外面と対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、前記ホルダーに設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、を有することを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、柱状の磁石を挟んで同一軸線上に、磁石のＮ極側に磁性体からなる第１ピースが配置され、磁石のＳ極側に磁性体からなる第２ピースが配置されている。
このため、磁石周囲の磁力線は、磁石の外面を跨いで、Ｎ極となる第１ピースの外面からＳ極となる第２ピースの外面の間を結ぶ形で形成される。
また、第１ピース及び第２ピースの外側には、それぞれ磁石の軸方向へ突設されたホルダーが設けられている。
【０００７】
また、磁石、第１ピース及び第２ピースのそれぞれの外面は、これらの外面と所定の隙間を開けて、非磁性体の材料で筒状に形成されたコイルボビンで覆われている。
このコイルボビンの外面上の、第１ピースの外面及び第２ピースの外面と対向する位置には、コイルが設けられている。
また、コイルボビンの内面は、ホルダーに設けられ、軸方向に可撓性を有するダンパーで保持されている。
【０００８】
この結果、コイルに電流を流せば、電流の方向によって決定される向きの電磁力がコイルボビンに作用する。コイルボビンを支持するダンパーは、軸方向に可撓性を有するため、作用する電磁力に応じて、コイルボビンは軸方向に移動する。
【０００９】
なお、コイルボビンには、第１ピース及び第２ピースのそれぞれの外面と対応する２ヶ所にコイルが巻かれており、電磁力は２ヶ所で発生する。このため、１ヶ所のみにコイルが巻かれているものに比べ、より大きな電磁力を発生させることができる。
また、ダンパーは、ホルダーを介して磁石に保持されている。このため、ダンパーを取り付けるフレームが不要となり、部品点数が削減され、小型化を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記ダンパーは、前記第１ピース及び第２ピースの外側にそれぞれ配置され、すべての前記ダンパーが、前記コイルボビンの内面に配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、ダンパーは、第１ピース及び第２ピースの外側にそれぞれ配置され、すべてのダンパーがコイルボビンの筒状の内面に配置されている。
この結果、磁気回路をコイルボビンの筒状の内部で完結できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明に係るアクチュエータは、前記コイルボビンの外面を覆い、前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置にヨークを配置したことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載のコイルボビンの外面に、ヨークが配置されている。
この結果、Ｎ極となる第１ピースからＳ極となる第２ピースへ向かう磁力線は、損失の少ないヨーク内部を流れる。このため、空気中を流れる場合に較べ磁力線の減衰が押さえられ、磁束密度が上がる。
【００１３】
請求項４に記載の発明に係るアクチュエータは、柱状の磁石と、前記磁石のＮ極側に配置され磁性体からなる第１ピースと、前記磁石のＳ極側に配置され磁性体からなる第２ピースと、前記第１ピース及び第２ピースからそれぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、を有する磁石ピース結合部と、前記磁石ピース結合部を、それぞれの磁石の軸線を一致させて複数個配置した磁石ピース結合ユニットと、前記磁石ピース結合ユニットを覆い、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて配置された筒状の長尺コイルボビンと、前記長尺コイルボビンの外面上で、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、前記ホルダーの先端部に設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、磁石、第１ピース、第２ピース及びホルダーで磁石ピース結合部を形成している。また、それぞれの磁石ピース結合部を磁石の軸線上に配置して、複数の磁石ピース結合部の集合を１つの磁石ピース結合ユニットとしている。
【００１５】
更に、それぞれの磁石ピース結合部における第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて、これらを覆う長尺コイルボビンが設けられている。
この長尺コイルボビンの外面には、それぞれの第１ピース及び第２ピースに対応する位置に、それぞれコイルが設けられている。
この結果、それぞれの磁石ピース結合部に生じる電磁力が、１つの長尺コイルボビンに加算して加えられ、長尺コイルボビンに大きな電磁力を与えることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係るアクチュエータは、前記長尺コイルボビンの外面を覆い、それぞれの前記磁石ピース結合部の前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置に、それぞれヨークを配置したことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、長尺コイルボビンの内部には、請求項３に記載した複数の磁石ピース結合部が配置されており、長尺コイルボビンの外面には、それぞれの磁石ピース結合部に対向する位置に、それぞれヨークが配置されている。
この結果、Ｎ極となる第１ピースからＳ極となる第２ピースへ向かう磁力線は、損失の少ないヨーク内部を流れる。このため、空気中を流れることによる磁力線の減衰が押さえられ、磁束密度が上がる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のアクチュエータにおいて、前記磁石ピース結合部同士が隣接する位置における前記ダンパー及び前記ホルダーは、非磁性体材料で柱状に形成されたスペーサであり、前記スペーサは、前記第1ピースと前記第２ピースとの間に配置されることを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、磁石ピース結合部同士が隣接する位置におけるダンパー及びホルダーは、非磁性体材料で柱状に形成されたスペーサとされている。
このスペーサは、磁石ピース結合部同士が隣接する位置における隣り合う第1ピースと第２ピースとの間に配置されている。
【００２０】
このため、部品点数が削減される。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアクチュエータにおいて、前記スペーサは磁石で柱状に形成された磁石スペーサであり、前記磁石スペーサのＮ極側の側面は前記第1ピースの側面に当接され、前記磁石スペーサのＳ極側の側面は前記第２ピースの側面に当接されたことを特徴としている。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、スペーサは磁石で柱状に形成された磁石スペーサとされている。また、磁石スペーサのＮ極側の側面は第1ピースの側面に当接され、磁石スペーサのＳ極側の側面は第２ピースの側面に当接されている。
このため、第1ピースから第２ピースへ向かう磁束密度が上がる。
【発明の効果】
【００２２】
本願発明は、上記構成としてあるのでアクチュエータの小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第1の実施の形態）
図１に示すように、第1の実施の形態に係るアクチュエータ１０は、円筒状のコイルボビン１２を備えている。
コイルボビン１２は非磁性体材料からなり、円筒内部には磁石２２が配置されている。
磁石２２は永久磁石で円柱状に形成され、コイルボビン１２の軸線と同一軸線上に配置されている。磁石２２のＮ極側には第１ピース１８が、磁石２２のＳ極側には、第２ピース２０が、それぞれ磁石２２の軸線と同一軸線上に配置されている。
【００２４】
第１ピース１８は、磁性体材料で円柱状に形成され、磁石２２と同径若しくは磁石２２より大径とされている。
第２ピース２０は、磁性体材料で円柱状に形成され、第１ピース１８と同一寸法、同一形状とされている。
第１ピース１８及び第２ピース２０両側面には、円柱状に形成され、円柱の片方の端部には、フランジ部１６Ｆが形成されたホルダー１６が設けられている。
【００２５】
ホルダー１６は、フランジ部１６Ｆが第１ピース１８及び第２ピース２０の両側面にそれぞれ当接される向きで、磁石２２の軸線と同一軸線上に配置されている。
また、フランジ部１６Ｆ、磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０には、それぞれボルト２５用を挿入するための貫通孔が、磁石２２の軸線と平行に設けられている。
【００２６】
フランジ部１６Ｆ、磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０は、ボルト２５で、それぞれの貫通孔を利用して一体化されている。
ホルダー１６のフランジ部１６Ｆが設けられていない側の端部には、それぞれダンパー１４が設けられている。
【００２７】
ダンパー１４は、金属板で円盤状に形成され、周方向に沿って同心円上に複数のスリット１１が形成されている。これにより、軸方向に可撓性を有している。
また、ダンパー１４は、磁石２２の軸線と同一軸線上に配置され、ダンパー１４の中心部はネジ２８でホルダー１６の先端部と接合され、外周部はコイルボビン１２の円筒内面と接合されている。このとき、すべてのダンパー１４はコイルボビン１２の円筒内面に配置されている。
【００２８】
コイルボビン１２の内面と、第１ピース１８及び第２ピース２０の外面とは隙間Ｓを開けて対向しており、隙間Ｓはダンパー１４で一定に維持されている。
コイルボビン１２の外周面の、第１ピース１８及び第２ピース２０の外面と対向する位置には、それぞれコイル２４が巻かれている。それぞれのコイル２４は、コイルボビン１２の外周面に沿って巻きつけられており、図示しない電源回路から電流を流す構成とされている。
【００２９】
なお、ダンパー１４は、金属板に限定されることはなく、コイルボビン１２の内面と、第１ピース１８及び第２ピース２０の外面との隙間Ｓを一定に維持し、かつ、コイルボビン１２を軸方向に平行に移動可能に支持できる材料（例えばゴム、樹脂）であればよい。
【００３０】
次に、アクチュエータ１０の作用について説明する。
図２に示すように、磁石２２のＮ極側に配置された第１ピース１８の外周面から、磁石２２のＳ極側に配置された第２ピース２０の外周面に向けて、大気中に磁力線Ｋが形成されている。
【００３１】
第１ピース１８及び第２ピース２０の外周面から隙間Ｓだけ離れた位置には、コイルボビン１２と、コイルボビン１２の外周面に巻かれたコイル２４が配置されている。
このコイル２４が配置されている位置には、磁力線Ｋが集中している。
【００３２】
この状態で、コイル２４に電流を流せば、コイル２４には電磁力Ｆが発生する。コイル２４に発生した電磁力Ｆは、コイルボビン１２を磁石２２の軸線に平行な方向に動かすよう作用する。コイルボビン１２はダンパー１４で、軸方向に移動可能に支持されている。このため、コイルボビン１２は軸方向に移動できる。
この電磁力Ｆは、コイル２４を流れる電流の方向によりコイルボビン１２に作用する向きが異なる。このため、電流の方向を制御することにより、軸方向の任意の向きにコイルボビン１２を移動させることができる。
【００３３】
図３に示すように、コイルボビン１２の第１ピース１８側の端部には、対象物に接して作用を及ぼすリング３０が接合されている。このため、コイルボビン１２を、軸方向に移動させることにより、同時に、同じ量だけリング３０も軸方向に移動する。
【００３４】
また、第２ピース２０側のホルダー１６の端部には、支持部材３２の一端が取り付けられており、支持部材３２の他端は固定板３４に取り付けられている。このため、コイルボビン１２を、軸方向に移動させる時の反力を固定板３４で受けることができる。即ち、磁石２２、第１ピース１８及び第２ピース２０が固定板３４で支持され、コイルボビン１２と共に移動するリング３０で対象物に作用を及ぼすことができる。
【００３５】
このように、アクチュエータ１０は、ダンパー１４をコイルボビン１２の円筒内部のホルダー１６に取り付ける構造上であるため、ダンパー１４を取り付けるフレームが不要となり、アクチュエータ１０の小型化が実現できる。即ち、外径の最大寸法はコイル２４の外形寸法となる。
また、近年の永久磁石における着磁技術の向上から、必要な磁力を確保するための磁石の寸法は小さくなっている。この面からもアクチュエータ１０の小型化が可能となる。
【００３６】
更に、アクチュエータ１０の小型化が実現できれば、材料費もその分削減でき、アクチュエータ１０の低価格化につながる。
次に、アクチュエータ１０の応用例について、図４−１、図４−２、図４−３を用いて説明する。
【００３７】
先ず、トナーケース４０を直接振動させる第1実施例について説明する。
図４−１に示すように、トナー４２はトナーケース４０に充填されている。
トナーケース４０は、ファクシミリやプリンタ等の画像形成装置に設けられたトナー収納部４６は、に配置されている。このトナーケース４０をトナー収納部４６に配置した状態で、トナー４２は、トナー排出口５６から排出ホッパー５２を介して、画像形成装置（図示せず）に供給される。
【００３８】
トナー収納部４６はバネ４８で、トナー取付台４４に振動可能に支持されている。トナー収納部４６とトナー取付台４４は隙間（側面はＳ３、底面はＳ４）を設けて配置されている。
底面の隙間部Ｓ４には、アクチュエータ１０が配置されている。アクチュエータ１０の固定板３４は、トナー取付台４４に固定され、リング３０はトナー収納部４６の底面に開けた開口孔を介して、トナーケース４０の底面に直接当接している。
【００３９】
この状態で、アクチュエータ１０のリング３０を振動させると、トナーケース４０の底面に振動が加えられ、トナーケース４０の中のトナー４２が振動する。トナー４２に適宜振動を与えることで、トナー４２の粒子同士が集合し、固まるのを防ぐことができる。
この結果、トナー４２は、トナー排出口５６から排出ホッパー５２を介して安定して供給される。また、バネ４８により、リング３０の振動がトナー取付台４４に伝わるのを防ぐことができる。
【００４０】
次に、トナーケース４０の内部にアクチュエータ１０を配置し、トナー４２を直接振動させる第２の実施例について説明する。
【００４１】
図４−２に示すように、トナーケース４０の側面の一部にアクチュエータ１０の取付部５８が形成されている。
取付部５８には、リング３０に固定した円盤３１を挿入するための挿入部５９が開口され、円盤３１を挿入した状態で挿入部５９を塞ぐゴム製の蓋部５７が設けられている。また、固定板３４を取り付けるための取付部５５がトナーケース４０の側面に設けてある。尚、アクチュエータ１０の外周は、トナー４２の進入を防ぐための保護ケース５１で覆われている。
【００４２】
このため、円盤３１を挿入孔５９からトナーケース４０の内部に挿入した状態で、円盤３１を取付部５５に取り付けて固定し、アクチュエータ１０を取り付けた状態で挿入孔５９を蓋部５７で密閉できる。
【００４３】
この状態でトナー４２をトナーケース４０に充填する。必要に応じてアクチュエータ１０に通電し、円盤３１を振動させることで、トナー４２に直接振動を与えることができる。この結果、トナーケース４０の中のトナー４２が固まるのを防ぐことができ、トナー４２は、トナー排出口５６から、排出ホッパー５２を介して安定して供給される。
【００４４】
次に、トナー４２が通過するダクト４１の内部にアクチュエータ１０を配置する第３の実施例について説明する。
図４−３に示すように、トナー４２が通過途中で堆積する可能性のあるダクト４１の曲がり部に、アクチュエータ１０の取付部４５が形成されている。
取付部４５は、円盤３１を挿入するための挿入部４４が開口され、円盤３１を挿入した状態で挿入部４４を塞ぐゴム製の蓋部４３が設けられている。また、固定板３４を取り付けるための取付部４７がダクト４１に設けてある。尚、アクチュエータ１０の外周はトナー４２の進入を防ぐ保護ケース５１で覆われている。
このため、円盤３１をダクト４１の挿入部４４に挿入し、固定板３４をダクト４１の取付部４７に取り付け、円盤３１を挿入した状態で挿入部４４を蓋部４３で塞ぐことができる。
【００４５】
このダクト４１の内部に円盤３１を挿入した状態でトナー４２を通過させ、必要に応じて円盤３１を振動させることで、ダクト４１の内部に堆積したトナー４２を直接振動させることができる。この結果、トナー４２がダクト４１の内部で固まり、堆積するのを防止することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図５に示すように、第２の実施の形態に係るアクチュエータ６０は、コイルボビン１２の外周にヨーク６１が配置されている。
【００４７】
ヨーク６１は、磁性体材料で中空円柱状に形成され、磁石２２と軸線を一致させてコイルボビン１２の外周に配置されている。
ヨーク６１の中空部の内周面には、コ字状断面を形成する凹部が設けられ、凹部の両側にできる第１凸部６２は第１ピース１８の外周面と、第２凸部６３は第２ピース２０の外周面と、それぞれ所定の隙間Ｓ２を開けて対向している。
【００４８】
ヨーク６１の両側面には、中空円柱状に形成され、磁石２２と軸線を一致させてコイルボビン１２の外周に配置されたネジ座６５が設けられている。
ネジ座６５はフランジ部６５Ｆを有している。フランジ部６５Ｆにはネジ６６用の貫通孔が設けられている。また、ヨーク６１にもネジ６６用の貫通孔が設けられており、ネジ座６５は、ネジ６６を用いてヨーク６１の両側に取り付けられている。
【００４９】
ネジ座６５の円柱部には、ネジ溝が設けられており、このネジ溝に取り付けた調整ネジ６４でフランジ部１６Ｆの側面を押し、ヨーク６１の位置を一定に調整している。即ち、隙間Ｓ２に維持している。このとき、コイルボビン１２の一部には、調整ネジ６４を通すための切り欠き部が設けられている。
【００５０】
隙間Ｓ２には、コイルボビン１２と、コイルボビン１２の外周に巻かれたコイル２４が配置されている。
上述のヨーク６１以外は、既に説明した第１の実施の形態と同一であり、同一部分の説明は省略する。
この結果、第１ピース１８の外周面から第２ピース２０の外周面に向かう磁力線Ｋは、磁性体材料で構成され、損失の少ないヨーク６１を通ることとなる。このため、空気中を通る場合に比べ、コイル２４を横切る磁束密度が上がる。即ち、同じ電流をコイル２４に流しても、コイル２４が磁力線Ｋの中で受ける電磁力は大きくなる。このため、コイルボビン１２及ぼす電磁力を増すことができる。
【００５１】
従って、第１の実施の形態で説明したように、コイルボビン１２に作用板３０を接合し、ホルダー１６に固定板３４を接合することで、より強い電磁力を有するアクチュエータとして利用することができる。
アクチュエータとしての具体的な応用例は、既述した第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図６に示すように、第３の実施の形態に係るアクチュエータ７０は、長尺コイルボビン７２を備えている。
長尺コイルボビン７２は非磁性体材料で円筒状に形成され、円筒内部には第１の実施の形態で説明した、磁石２２、第１ピース１８、第２ピース２０及びホルダー１６からなる第１磁石ピース結合部７４、第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第２磁石ピース結合部７５、同じく、第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第３磁石ピース結合部７６が配置されている。
【００５３】
これら、第１磁石ピース結合部７４、第２磁石ピース結合部７５及び第３磁石ピース結合部７６は、それぞれの磁石２２の軸線を一致させて、一列に配置され、磁石ピース結合ユニット７７を構成している。
なお、第１磁石ピース結合部７４と第２磁石ピース結合部７５は、隣接するフランジ部１６同士の間に連接部材７８を配置し、この連接部材７８で所定の距離を維持した状態で接合されている。
【００５４】
同様に、第２磁石ピース結合部７５と第３磁石ピース結合部７６は、隣接するフランジ部１６同士の間に連接部材７８を配置し、この連接部材７８で所定の距離を維持した状態で接合されている。
また、磁石ピース結合ユニット７７は、それぞれのホルダー１６に接合したダンパー１４で、長尺コイルボビン７２の内部を支持している。
【００５５】
また、磁石ピース結合ユニット７７の、それぞれの第１ピース１８の外周面及び第２ピース２０の外周面と、長尺コイルボビン７２の内面とは、隙間Ｓを開けて対向している。
また、長尺コイルボビン７２の外周面には、磁石ピース結合ユニット７７のそれぞれの第１ピース１８の外周面及び第２ピース２０の外周面と対応する位置に、それぞれコイル２４が巻かれている。
【００５６】
この結果、それぞれのコイル２４に電流を流すことにより、コイル２４にそれぞれ同時に発生する電磁力Ｆは、１つの長尺コイルボビン７２に同時に、かつ同一方向に作用させることができる。このため、第１の実施の形態で説明した、コイルボビン１２に１つの磁石ピース結合部７４が作用した場合に比べ、より大きな電磁力を得ることができる。
【００５７】
同じように、長尺コイルボビン７２の片方の端部にリング３０を接合し、リング３０を接合した方向とは反対側のホルダー１６に固定板３４を固定すれば、より強い電磁力Ｆが得られるアクチュエータ７０を提供することがでる。
アクチュエータとしての具体的な応用例は、第1の実施の形態で説明したものと同じであり、説明は省略する。
【００５８】
なお、以上の説明は、磁石ピース結合部を３つ、軸線を一致させて並べた場合について説明したが、３つに限定されることはなく、要求する電磁力に応じて、任意の個数とすることができる。
また、磁石ピース結合部は、すべてダンパー１４とホルダー１６を備えた状態で並べた場合について説明したが、図７に示すように、磁石ピース結合部７４、磁石ピース結合部７５及び磁石ピース結合部７６が隣り合う位置では、非磁性体材料で円板状に形成されたスペーサ９０を、ダンパー１４とホルダー１６の代りに配置することができる。
【００５９】
このことにより、ダンパー１４とホルダー１６の点数が削減される。
また、このスペーサ９０を磁石で形成し、磁石スペーサとし、磁石スペーサを、ダンパー１４とホルダー１６の代りに配置することができる。
このとき、磁石スペーサは、Ｎ極側の側面を第1ピース１８（Ｎ極側）の側面に当接させ、Ｓ極側の側面を第２ピース２０（Ｎ極側）の側面に当接させる。
このことにより、第1ピース１８から第２ピース２０へ向かう磁束密度が上がる。
（第４の実施の形態）
【００６０】
図８に示すように、第４の実施の形態に係るアクチュエータ８０は、長尺コイルボビン７２を有している。長尺コイルボビン７２は、第３の実施の形態で説明したものと同一であり、説明は省略する。
【００６１】
長尺コイルボビン７２の円筒内部には、磁石２２、第１ピース１８、第２ピース２０及びホルダー１６からなる第１磁石ピース結合部７４、第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第２磁石ピース結合部７５、同じく第１磁石ピース結合部７４と同一構成の第３磁石ピース結合部７６が配置されている。
【００６２】
更に、これら３つの磁石ピース結合部を連結して、１つの磁石ピース結合ユニット７７を構成している。
この構成は、第３の実施の形態と同一である。第３の実施の形態で既に説明した部分についての説明は、省略する。
長尺コイルボビン７２の外周には、第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６が、磁石２２と同一軸線上に配置されている。
【００６３】
第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６の構成は第２の実施の形態で説明したヨーク６１と同一であり、説明は省略する。
【００６４】
また、第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６の内周面は、それぞれ第１磁石ピース結合部７４、第２磁石ピース結合部７５、第３磁石ピース結合部７６のそれぞれの、第１ピース１８の外周面及び第２ピース２０の外周面と、所定の隙間Ｓ２を開けて対向している。
【００６５】
隙間Ｓ２には、長尺コイルボビン７２と、長尺コイルボビン７２に巻かれたコイル２４が配置されている。
【００６６】
この結果、１つの長尺コイルボビン７２に対し、磁石ピース結合ユニットで、それぞれ同一方向の電磁力を及ぼすこととなり、長尺コイルボビン７２に大きな電磁力を加えることができる。
更に、第１磁石ピース結合部７４、第２磁石ピース結合部７５及び第３磁石ピース結合部７６のそれぞれに第１ヨーク８４、第２ヨーク８５及び第３ヨーク８６をそれぞれ配置してあり、それぞれのコイルを横切る磁束密度を上げることができる。この結果、長尺コイルボビン７２に、より大きな電磁力を加えることができる。
【００６７】
従って、長尺コイルボビン７２の片側にリング３０を接合し、リング３０を接合した側とは反対側のホルダー１６に固定板３４を固定すれば、より強い電磁力を持つアクチュエータ８６を提供することができる。
【００６８】
なお、アクチュエータとしての具体的な応用例は、第1の実施の形態で説明したのと同じであり、説明は省略する。
以上の説明は、磁石ピース結合部及びヨークをそれぞれ３つずつ並べた場合について説明したが、３つに限定されることはなく、要求する電磁力に応じて、任意の個数を並べることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの磁束の流れを示す断面図である。
【図３】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図４−１】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの第１の応用例を示す図である。
【図４−２】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの第２の応用例を示す図である。
【図４−３】本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの第３の応用例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る、ヨークを配置したアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータの他の応用例を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る、ヨークを配置したアクチュエータの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ アクチュエータ
１２ コイルボビン
１４ ダンパー
１６ ホルダー
１８ 第１ピース
２０ 第２ピース
２２ 磁石
２４ コイル
３０ リング
３４ 固定板
６１ ヨーク
７２ 長尺コイルボビン
７４ 第１磁石ピース結合部
７５ 第２磁石ピース結合部
７６ 第３磁石ピース結合部
７７ 磁石ピース結合ユニット
９０ スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱状の磁石と、
前記磁石のＮ極側に配置され、磁性体からなる第１ピースと、
前記磁石のＳ極側に配置され、磁性体からなる第２ピースと、
前記第１ピース及び第２ピースから、それぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、
前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて該外面を覆う筒状のコイルボビンと、
前記コイルボビンの外面上で、前記第１ピース及び第２ピースの外面と対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、
前記ホルダーに設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、
を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記ダンパーは、前記第１ピース及び第２ピースの外側にそれぞれ配置され、
すべての前記ダンパーが、前記コイルボビンの内面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記コイルボビンの外面を覆い、前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置にヨークを配置したことを特徴とする請求項１、又は２のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
柱状の磁石と、前記磁石のＮ極側に配置され磁性体からなる第１ピースと、前記磁石のＳ極側に配置され磁性体からなる第２ピースと、前記第１ピース及び第２ピースからそれぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、を有する磁石ピース結合部と、
前記磁石ピース結合部を、それぞれの前記磁石の軸線を一致させて複数個配置した磁石ピース結合ユニットと、
前記磁石ピース結合ユニットを覆い、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて配置された筒状の長尺コイルボビンと、
前記長尺コイルボビンの外面上で、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースの外面と対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、
それぞれの前記ホルダーに設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記長尺コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、
を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
前記長尺コイルボビンの外面を覆い、それぞれの前記磁石ピース結合部の前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置に、それぞれヨークを配置したことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記磁石ピース結合部同士が隣接する位置における前記ダンパー及び前記ホルダーは、非磁性体材料で柱状に形成されたスペーサであり、
前記スペーサは、前記第1ピースと前記第２ピースとの間に配置されることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記スペーサは磁石で柱状に形成された磁石スペーサであり、
前記磁石スペーサのＮ極側の側面は前記第1ピースの側面に当接され、
前記磁石スペーサのＳ極側の側面は前記第２ピースの側面に当接されたことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項１】
柱状の磁石と、
前記磁石のＮ極側に配置され、磁性体からなる第１ピースと、
前記磁石のＳ極側に配置され、磁性体からなる第２ピースと、
前記第１ピース及び第２ピースから、それぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、
前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて該外面を覆う筒状のコイルボビンと、
前記コイルボビンの外面上で、前記第１ピース及び第２ピースの外面と対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、
前記ホルダーに設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、
を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記ダンパーは、前記第１ピース及び第２ピースの外側にそれぞれ配置され、
すべての前記ダンパーが、前記コイルボビンの内面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記コイルボビンの外面を覆い、前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置にヨークを配置したことを特徴とする請求項１、又は２のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
柱状の磁石と、前記磁石のＮ極側に配置され磁性体からなる第１ピースと、前記磁石のＳ極側に配置され磁性体からなる第２ピースと、前記第１ピース及び第２ピースからそれぞれ前記磁石の軸方向へ突設されたホルダーと、を有する磁石ピース結合部と、
前記磁石ピース結合部を、それぞれの前記磁石の軸線を一致させて複数個配置した磁石ピース結合ユニットと、
前記磁石ピース結合ユニットを覆い、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースの外面と所定の隙間を開けて配置された筒状の長尺コイルボビンと、
前記長尺コイルボビンの外面上で、それぞれの前記第１ピース及び第２ピースの外面と対向する位置にそれぞれ設けられたコイルと、
それぞれの前記ホルダーに設けられ、前記磁石の軸方向に可撓性を有し、前記第１ピース及び第２ピースの外面と前記長尺コイルボビンの内面を所定の隙間に保持するダンパーと、
を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
前記長尺コイルボビンの外面を覆い、それぞれの前記磁石ピース結合部の前記第１ピース及び第２ピースと対向する位置に、それぞれヨークを配置したことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記磁石ピース結合部同士が隣接する位置における前記ダンパー及び前記ホルダーは、非磁性体材料で柱状に形成されたスペーサであり、
前記スペーサは、前記第1ピースと前記第２ピースとの間に配置されることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記スペーサは磁石で柱状に形成された磁石スペーサであり、
前記磁石スペーサのＮ極側の側面は前記第1ピースの側面に当接され、
前記磁石スペーサのＳ極側の側面は前記第２ピースの側面に当接されたことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−３０１６６０（Ｐ２００８−３０１６６０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４７３９０（Ｐ２００７−１４７３９０）
【出願日】平成１９年６月１日（２００７．６．１）
【出願人】（５９９０８１２５５）株式会社エフ・ピー・エス (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１日（２００７．６．１）
【出願人】（５９９０８１２５５）株式会社エフ・ピー・エス (13)
【Ｆターム（参考）】
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