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夹持机构及移动机构

摘要

提供一种夹持机构及移动机构,利用遍及大范围的变位都能够确保某种程度大小以上的足够的推力的电磁致动器。移动机构(30)具备配置在一对导轨(35a、35b)内的一对电磁致动器(21F、21R)和电磁致动器(21F、21R)之间的中间致动器(40)。电磁致动器(21F、21R)作为把持于导轨(35a、35b)的夹持机构而发挥功能。该电磁致动器(21F、21R)具备由磁性体构成的位移放大机构(21A)和设置于位移放大机构(21A)的线圈(26a、26b、26c、26d)。通过在线圈(26a、26b、26c、26d)中流动电流而使磁性体产生磁通,使位移放大机构(21A)的位移放大点(L2x、L2y)位移。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-06-30

    授权

    授权

  • 2015-09-23

    实质审查的生效 IPC(主分类):H02K33/00 申请日:20150215

    实质审查的生效

  • 2015-08-26

    公开

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说明书

技术领域

本发明涉及夹持机构及移动机构,该夹持机构及移动机构具备包含位 移放大机构的电磁致动器,尤其是涉及具备遍及大范围的位移都能够确保 某种程度大小以上的足够的推力并能使整体小型化的电磁致动器的夹持机 构及移动机构。

背景技术

以往以来,已知有使用电磁吸引力的电磁致动器。在图29(a)(b)(c) 中示出构成以往技术的电磁致动器的电磁吸引力产生机构。图29(a)是 电磁吸引力产生机构101的主视图。电磁吸引力产生机构101由截面形状 呈大致四边形的铁等磁性体构成,向相同方向大致平行地延伸的一对吸引 铁芯102a、102b的一端由磁力产生铁芯103连接而形成为“字形”。

而且,在磁力产生铁芯103的周围卷绕有由铜线等具有导电性的线材 构成的绕线(线圈)104。吸引铁芯102a、102b的另一端成为呈平面形状 的吸附面102as、102bs。此处,图29(b)是图29(a)的箭头A101方向 向视图,图29(c)是图29(a)的箭头B101方向向视图。另外,在图29 (b)、(c)中,省略了绕线104。如图29(b)、(c)所示,吸引铁芯 102a、102b的截面面积与磁力产生铁芯103的截面面积大致相同。

在图30中示出利用该电磁吸引力产生机构101的电磁致动器111。在 图30所示的电磁致动器111中,通过未图示的保持机构,电磁吸引力产生 机构101的吸附面102as、102bs被保持为大致垂直,可动铁片106如实线 那样地配置成在与该电磁吸引力产生机构101的吸附面102as、102bs相对 的位置,离开微小的间隙105。此处,可动铁片106一侧的面106s1与吸 附面102as、102bs之间的间隙105的长度是x101。

可动铁片106另一侧的面106s2通过线107a连接于弹簧108的一端, 弹簧108的另一端经由线107b连接于壁面109。可动铁片106的面106s1、 106s2大致垂直,电磁吸引力产生机构101的吸附面102as、102bs和与其 相对的可动铁片106的面106s1大致平行。

接着,以下使用图30说明电磁致动器111的作用。当向绕线104施加 电压时,向绕线104中供给电流,在构成为磁力产生铁芯103→吸引铁芯 102a→间隙105→可动铁片106→间隙105→吸引铁芯102b→磁力产生铁芯 103的磁路中产生磁通而使磁通增加。因此,从吸附面102as、102bs经由 间隙105,产生对可动铁片106的面106s1的吸引力。此时,弹簧108伸 长,可动铁片106如图30的虚线那样地向吸附面102as、102bs侧位移, 面106s1吸附到吸附面102as、102bs。此处,间隙105的长度大致成为0。

这种情况下,可动铁片106被未图示的导向件或者平行簧片导向,一 边维持大致垂直的姿势一边移动。因此,在可动铁片106的移动中,可动 铁片106的面106s1与电磁吸引力产生机构101的吸附面102as、102bs能 够始终保持平行。

接着,若切断施加于绕线104的电压,则供给的电流消失而使上述磁 路的磁通减小。于是,因弹簧108的作用力,可动铁片106的面106s1从 吸附面102as、102bs离开,恢复到图30所示的实线的位置,即面106s1 与吸附面102as、102bs的间隙105的长度为x101的位置。这样,使用电 磁吸引力产生机构101而使可动铁片106产生的位移是x101。

在这样的电磁致动器111中,存在以下问题。在图30中,在使供给到 绕线104的电流为恒定时,横轴取位移x101的值,纵轴取在使该位移产生 时、可动铁片106从电磁吸引力产生机构101受到的吸引力即推力,在图 31中用单点划线示出表示两者的关系的图。由图31可知,在位移小的情 况下推力非常大,而当位移变大时推力急速变小。

因此,在图30的间隙的长度x101(位移)大的情况下,可动铁片106 从电磁吸引力产生机构101受到的吸引力即推力与在间隙的长度x101(位 移)小的情况下相比显著下降。在图30中,在可动铁片106的面106s1与 电磁吸引力产生机构101的吸附面102as、102bs相距最远的位置,施加到 可动铁片106的推力极小。

这样的情况下,若想要使用该推力实现某种作用,例如想要实现产生 振动,则该振动力显著下降。即,如图31所示,在这样的以往技术的电磁 致动器111中,为了得到足够大的推力,必须使位移限定为极小的值。为 了对其进行改善,使对于大位移的推力为足够大,就必须加大供给到图30 所示的电磁吸引力产生机构101的绕线104的电流,因此需要使用能够应 对大电流的零件作为构成绕线104的电流供给电路的电子零件。这招致该 电路的成本上升或者大规模化,而不优选。另外,因为整体没有一体化, 所以在分开制造电磁吸引力产生机构101、可动铁片106、线107a、107b 以及弹簧108等各部分后将其连接、配置,制造工序变得复杂。

这样,以往就需要一种能够抑制相对于位移增加而推力显著下降、即 使在大范围内位移也能够使推力的变动幅度小、且整体小型化从而能够容 易制造的电磁致动器,并且利用这样的电磁致动器的夹持机构及移动机构 的开发成为需求。

发明内容

本发明是考虑到这一点而做出的,其目的在于提供一种夹持机构及移 动机构,该夹持机构及移动机构利用了能够抑制相对于位移增加而推力显 著下降、即使在大范围内位移也能够使推力的变动幅度小的电磁致动器。

本发明是一种夹持机构,其特征在于,具备设置于导向件的电磁致动 器,所述电磁致动器具备:位移放大机构,其包含至少1个位移放大点和 具有推力产生部的磁性体;和线圈,其设置于包含磁性体的位移放大机构, 使磁性体产生磁通;通过在所述线圈中流动电流来使所述磁性体产生磁通, 通过来自推力产生部的推力来使所述位移放大点位移,使该位移放大点抵 接于导向件或离开导向件。

本发明是一种夹持机构,其特征在于,所述电磁致动器具有至少2个 位移放大点,至少2个位移放大点配置在位移放大机构的相对的位置。

本发明是一种夹持机构,其特征在于,导向件至少具有内表面,所述 电磁致动器配置在导向件的内表面之间,所述电磁致动器的位移放大点抵 接于内表面或离开内表面。

本发明是一种夹持机构,其特征在于,导向件至少具有一根导向杆, 所述电磁致动器安装在该导向杆的外表面,所述电磁致动器的位移放大点 抵接于导向杆外表面或离开导向杆外表面。

本发明是一种移动机构,其特征在于,具备:一对电磁致动器,其设 置于导向件;和中间致动器,其固定于所述一对电磁致动器,沿导向件伸 缩;各电磁致动器具备:位移放大机构,其包含至少1个位移放大点和具 有推力产生部的磁性体;和线圈,其设置在包含磁性体的位移放大机构, 使磁性体产生磁通,通过在所述线圈中流动电流来使所述磁性体产生磁通, 通过来自推力产生部的推力来使所述位移放大点位移,使该位移放大点抵 接于导向件或离开导向件。

本发明是一种移动机构,其特征在于,所述电磁致动器具有至少2个 位移放大点,至少2个位移放大点配置在位移放大机构的相对的位置。

本发明是一种移动机构,其特征在于,导向件至少具有内表面,所述 电磁致动器配置在导向件的内表面之间,所述电磁致动器的位移放大点抵 接于内表面或离开内表面。

本发明是一种移动机构,其特征在于,导向件至少具有一根导向杆, 所述电磁致动器安装在该导向杆的外表面,所述电磁致动器的位移放大点 抵接于导向杆外表面或离开导向杆外表面。

本发明是一种移动机构,其特征在于,中间致动器具有与各电磁致动 器相同的构造。

本发明是一种移动机构,其特征在于,中间致动器具有与各电磁致动 器相同的构造,各电磁致动器以及中间致动器的位移放大机构处于朝向相 同方向的姿态。

本发明是一种移动机构,其特征在于,中间致动器由包括压电致动器 或磁致伸缩致动器的微小位移致动器构成。

如以上那样,根据本发明,能够提供一种夹持机构及移动机构,该夹 持机构及移动机构利用了抑制相对于位移增加而推力显著下降、即使在大 范围内位移也能够使推力的变动幅度小的电磁致动器。

附图说明

图1(a)(b)是示出磁路的模型的图。

图2是将图1的磁路置换为电路的图。

图3是表示图1的磁路的位移与推力的关系的图。

图4(a)(b)(c)是示出本发明的第1实施方式的电磁致动器的图。

图5是图4(a)的区域P0的放大图。

图6是图4(a)的放大图。

图7是图6的区域P1的放大图。

图8(a)(b)(c)是示出本发明的第2实施方式的电磁致动器的图。

图9是图8(a)的区域P21的放大图。

图10是图8(a)的区域P22的放大图。

图11是图8(a)的放大图。

图12是图11的区域P21的放大图。

图13是图11的区域P22的放大图。

图14是图11的区域Q的放大图。

图15是表示第2实施方式的位移与推力的关系的图。

图16是表示第2实施方式的位移与电流的关系的图。

图17(a)(b)(c)是示出夹持机构的实施方式的电磁致动器的图。

图18示出电磁致动器的形状的图。

图19是示出移动机构的实施方式的图。

图20(a)(b)是示出配置在一对导轨内的移动机构的图。

图21是示出配置在一对导轨内的移动机构的动作的图。

图22(a)(b)是示出移动机构的作用的图。

图23是示出实施例的实验结果的图。

图24是示出实施例的实验结果的图。

图25(a)(b)是示出夹持机构及移动机构的实施方式的图。

图26(a)(b)是示出夹持机构及移动机构的实施方式的图。

图27(a)(b)是示出夹持机构的电磁致动器的图。

图28(a)(b)是示出移动机构的作用的图。

图29(a)(b)(c)是示出以往技术的电磁吸引力产生机构的图。

图30是示出以往技术的电磁致动器的图。

图31是表示以往技术的电磁致动器的位移与推力的关系的图。

图32(a)(b)(c)是示出夹持机构的实施方式的图。

图33(a)(b)是示出夹持机构的实施方式的图。

附图标记说明

1、21、21F、21R电磁致动器

1A、21A位移放大机构

2a、2b、22a、22b、22c、22d吸引铁芯

3a、3b、23a、23b支承铁芯

4a、4b、24a、24b可动铁芯

24an1、24an2、24an3、24an4可动铁芯薄部

24bn1、24bn2、24bn3、24bn4可动铁芯薄部

24aw1、24aw2、24aw3可动铁芯厚部

24bw1、24bw2、24bw3可动铁芯厚部

5、25a、25c间隙

6、26a、26b、26c、26d绕线

30移动机构

32间隙

35导向件

35a、35b导轨

37导向杆

L2x、L2y位移放大点

具体实施方式

接着对本发明的具备电磁致动器的夹持机构及移动机构进行说明。

首先对本发明的夹持机构及移动机构所使用的电磁致动器进行说明。

<电磁致动器的第1实施方式>

以下,参照附图来说明本电磁致动器的实施方式。

图1至图10是示出本发明的第1实施方式的图。

首先,说明成为本发明的基本原理的磁路的模型以及其位移与推力的 特性。

在图1(a)(b)中示出磁路的模型。此处,图1(a)是示出磁路的 模型的图,图1(b)是示出对磁路附加了位移放大机构的模型的图。磁性 体Mc具有截面面积Sm,该磁性体Mc形成长度为Xg的间隙G,并且形 成为环状,其全长是Xm。

在磁性体Mc卷绕有由导电体构成的绕线数为N的绕线(线圈),当 向绕线的两端施加电压V时,电流I被供给到绕线而磁性体Mc磁化。这 种情况下,由磁性体Mc和间隙G构成磁路M0。在图2中示出将图1(a) 的磁路M0置换为电路的图。该电路是在施加于磁路M0的磁位差F串联 连接磁性体Mc的磁阻Rm和间隙G的磁阻Rg的形状。

若将串联连接的磁阻Rm和磁阻Rg的合成磁阻设为R,将磁性体Mc 的磁导率设为μ,将间隙G的磁导率设为μ0(空气的磁导率),则成为

R=Rm+Rg=XmSmμ+XgSmμ0---(1)。由此,磁通Φ通过用图2中的磁位差F除以磁阻R,求出为,

Φ=FR=FRm+Rg=NiSmXmμ+Xgμ0---(2) 。此处,在导出式(2)时,磁位差F使用绕线数N和电流I,而表示为

F=Ni   (3)。

接着,求出在图1中因磁路M0的作用而在间隙G的两侧相对的面之 间作用的吸引力即推力Fg。卷绕于磁性体Mc的绕线作为电感器进行作用, 所以求出储蓄于其中的磁能Um,即电源所做的功。若将电源电压设为V, 将在绕线中流动的电流设为I,将绕线的电感设为L,则

此处,

V=Ndt

LdIdt=Ndt

因此成为,

LI=NΦ 。由此,对式(4)进行变形,而成为

Um=NΦI2---(5)。此处,关于磁位差F,磁阻R,

F=NI=φR   (6) ,所以使用式(6)来对式(5)进行变形,而成为

Um=ΦF2=Φ2R2---(7)。该磁能的变化量成为向外部或者来自外部的机械功。现在,以图1的间 隙G的长度Xg方向为X方向,考虑仅该X方向上的功。若将在X方向 上作用的力即作用于间隙G的两侧的面之间的吸引力设为Fx,则机械能 Ud为

Ud=0xFxdx。由此,因能量变化而产生的力可以写作

Fx=dUddx---(8)。Ud的变化由Um的变化决定,所以从式(8)得出

。这就是作用在间隙G的两侧的面之间的吸引力即推力。若将式(6)以 及式(1)应用于式(9)而进行变形,则

Fx=Φ22μ0Sm=N2I22μ0SmR2=N2I2Smμ02(μ0μXm+Xg)2=αI2(X+Xg)2---(10)

其中,

α=N2Smμ02

X=μ0μXm。式(10)示出间隙G的长度,即位移Xg与推力Fx的关系,推力Fx与 位移Xg的2次方成反比。此处,考虑将作为本发明的基本构成的使用杠 杆原理的位移放大机构附加在图1的磁路。即如图1(b)所示,经由支点 F0将位移Xg放大A倍而成为X。若将其用式子示出,则成为对于示出位 移Xg与推力Fx的关系的式(10),如图1(b)所示进行A倍的位移放 大(位移放大率A)。位移放大后的式(10)中的位移Xg置换为放大了A 倍的位移(图3的位移X)。另外,位移放大后的式(10)中的推力Fx 置换为减小成位移放大前的间隙G的长度Xg下的推力的

1A倍 的推力。若考虑位移放大机构给予位移以及推力的上述放大以及减小,来 将式(10)改写为表示位移放大后的推力FA的式子,则在式(10)中将 Xg视作放大A倍后的位移X,为了将其换算成位移放大前的值使其成为

1A倍 ,并使该位移放大前的位移下的推力Fx为

1A倍 即可。即,位移放大后的力FA可以表示为

FA=αI2A(X+XgA)2=AαI2(AX+Xg)2---(11).

此处,使用式(10)以及式(11),来比较在使电流I设为相同的情 况下的位移Xg与推力FX以及FA的关系。

如上述那样,式(10)表示在不进行位移放大的情况下的位移Xg与 推力FX的关系,式(11)表示在进行了位移放大的情况下的位移Xg与推 力FA的关系。横轴取位移,纵轴取推力,在图3中示出将式(10)以及 式(11)图表化的情况。

在图3中,单点划线表示式(10),实线表示式(11)。在位移为某 值Xt以上的情况下,进行了位移放大时的推力比不进行的情况下的推力 大,在位移为某值Xt以下的情况下则相反。

此外,图3的单点划线的图与图31所示的电磁致动器111的位移与推 力的关系的图是同样的形状,这是因为在图31所示的电磁致动器111中没 有实施位移放大。

如图3所示,在位移比Xt大的范围内,通过进行位移放大,相同位移 下的推力变大,相反,在位移比Xt小的范围内,通过进行位移放大,相同 位移下的推力变小。这就是通过进行位移放大,抑制比Xt大的位移下力急 剧下降,遍及大范围的位移,使推力的变动幅度小。另外,由此能够遍及 想要利用的大范围的位移,确保某种程度大小以上的足够的推力。

即,如上述那样,在间隙G的长度,即位移Xg与推力Fx的关系中, 推力Fx与位移Xg的2次方成反比,所以在对电磁致动器不进行位移放大 的情况下,当位移Xg变小时,推力Fx大幅增加,当位移Xg变大时推力 Fx极端减小。

在本实施例的实施方式中,通过对电磁致动器实施A倍的位移放大, 与不进行位移放大的情况下相比位移Xg成为A倍,推力Fx成为1/A倍, 所以推力Fx与位移Xg的关系如图3所示成为更平坦化。

以上的说明针对在电流I为相同的情况下的位移与推力的关系。在电 磁力中,供给电流与推力为单调增加的关系。因此,能够抑制在位移比Xt 大时的推力的下降,即在供给相同电流时能够实现更大的推力,意味着在 位移比Xt大时,通过更小的电流供给就能够得到相同大小的推力。

这意味着在得到比某种程度大的位移下的推力时,作为构成电流供给 电路的电子零件,不需要使用能够应对大电流的零件,能够防止该电路的 成本上升或者大规模化。

接着,基于以上原理,通过图4(a)(b)(c)以及图5来说明对图 1的磁路附加了位移放大机构的方式、即组合了位移放大机构的本发明的 电磁致动器。

此处,图4(a)是示出电磁致动器的主视图,图4(b)是图4(a) 的A1方向向视图,图4(c)是图4(a)的B1方向向视图。另外,图5 是图4(a)的区域P0的放大图。

如图4(a)(b)(c)以及图5所示,电磁致动器1具有后述位移点 (阻力点(the point of load))L1。这样的电磁致动器1具备:由磁性体 构成的位移放大机构1A,所述磁性体具有在其间形成间隙5的相对的两面 2as、2bs,并且具有四边形截面;和线圈(绕线)6,其设置在由磁性体构 成的位移放大机构1A,使位移放大机构1A产生磁通;电磁致动器1中, 通过在线圈6中流动电流,使由磁性体构成的位移放大机构1A产生磁通, 从而使两面2as、2bs之间的间隙(推力部)5的长度x1变化,使位移点 L1位移。

此外,示出了位移放大机构1A由具有四边形截面的磁性体构成的例 子,但是不限于此,位移放大机构1A也可以具有圆形截面,也可以具有 五边形截面,还可以具有六边形截面或者其他的多边形截面。

接着,叙述位移放大机构1A。位移放大机构1A具有:一对支承铁芯 3a、3b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯4a、4b,其位于一对支承铁芯 3a、3b的两侧,并且由弹性部件构成;以及吸引铁芯2a、2b,其从各支 承铁芯3a、3b向内侧延伸,并且包括形成间隙5的相对的两面2as、2bs。 其中,由支承铁芯3a、3b和可动铁芯4a、4b构成环状部1B,吸引铁芯 2a、2b成为一对位移部分1C。

接着,进一步叙述位移放大机构1A的各构成部件的关系。在吸引铁 芯2a的一端连接支承铁芯3a的中点而形成“T字形”。同样地,在与吸 引铁芯2a形状相同的吸引铁芯2b的一端连接与支承铁芯3a形状相同的支 承铁芯3b的中点而形成“T字形”。另外,吸引铁芯2a以及吸引铁芯2b 各自的另一端的面相对,在支承铁芯3a、3b的两端连接有可动铁芯4a、 4b。

这种情况下,可动铁芯4a、4b都朝向吸引铁芯2a、2b的相反侧即电 磁致动器1的外侧微微弯曲成凸形。

如上述那样,由支承铁芯3a、3b以及可动铁芯4a、4b构成环状部1B。 另外,如上述那样,吸引铁芯2a、2b的相对的面成为形成微小的间隙5 的两面2as、2bs,间隙5的长度成为x1。而且,在吸引铁芯2a的周围, 卷附有由铜线等具有导电性的线材构成的绕线6。

在图4(b)、(c)中,省略了绕线6,如图4(b)、(c)所示,吸 引铁芯2a、2b的截面面积与支承铁芯3a、3b的截面面积大致相同。另外, 可动铁芯4a、4b的截面面积是吸引铁芯2a、2b的截面面积的大致1/2。 另外,在示出图4(a)的区域P0的放大图的图5中,若将吸引铁芯2a、 2b的相对的面2as、2bs的位置分别设为2a1、2b1,则在面2as与2bs之 间,形成有2a1与2b1的距离成为x1那样的间隙5。

接着,使用图6以及图7说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。

此处,图6是图4(a)的放大图。当在线圈(绕线)6的两端连接未 图示的电压源而施加电压时,向绕线6供给电流。这种情况下,形成如吸 引铁芯2a→支承铁芯3a→可动铁芯4a→支承铁芯3b→吸引铁芯2b→间隙 5→吸引铁芯2a那样地磁通通过的第1磁路,另外形成如吸引铁芯2a→支 承铁芯3a→可动铁芯4b→支承铁芯3b→吸引铁芯2b→间隙5→吸引铁芯 2a那样地磁通通过的第2磁路,第1磁路以及第2磁路的磁通增加。

这样,位移放大机构1A形成由支承铁芯3a、3b以及可动铁芯4a、4b 构成的磁通通过的磁路。而且,如图5所示,上述磁路包含通过由磁性体 构成的吸引铁芯2a、2b的面2as、2bs形成的间隙5。因此,经由间隙(推 力部)5,在面2as与面2bs之间产生吸引力(推力)。此时,支承铁芯3a、 3b以及可动铁芯4a、4b都由弹性部件构成,所以在图5中吸引铁芯2a、 2b的相对的面2as与面2bs之间产生的吸引力使面2as与面2bs接近。将 这一情况作为图6的区域P1的放大图在图7中示出。

在图6中绕线6中没有流动电流的状态下,在图7中,吸引铁芯2a、 2b的相对的面2as与面2bs的位置分别为2a1、2b1,它们之间的距离是 x1。这与图5相同。在图7中用实线示出该状态。

接着,如上述那样,当在图6中绕线6中流动电流时,在图7中,在 吸引铁芯2a、2b的相对的面2as与面2bs之间吸引力进行作用,面2as和 面2bs的位置分别接近2a2、2b2,间隙5变小。在该状态下,面2as与面 2bs之间的距离是x2。在图7中用虚线示出该状态。即,通过从在图6中 绕线6中没有流动电流的状态变化到有电流流动的状态,在图7中,对于 面2as和面2bs,各自产生用C1示出的位移。

若从该状态起切断施加到图6的绕线6的电压,则上述磁路的磁通减 小。由此,在面2as与面2bs之间作用的吸引力消失。此时,因为支承铁 芯3a、3b以及可动铁芯4a、4b由弹性部件构成,所以在图7中,吸引铁 芯2a、2b的相对的面2as和面2bs的位置分别恢复到2a1、2b1。

这种情况下,恢复后的间隙5变得与在图6的绕线6中没有流动电流 的状态即没有产生磁通的状态下相同,面2as与面2bs之间的距离成为x1。

如以上那样,在电磁致动器1中,在吸引铁芯2a、2b的相对的面2as 和面2bs产生的位移分别成为C1。

此处,关于在吸引铁芯2a、2b的相对的面2as和面2bs产生的各自的 位移C1,在图6的区域P1中也通过实线和虚线进行了记载。

这样,在本实施方式中,当供给到绕线6的电流消失而磁通消失时, 构成位移放大机构1A的支承铁芯3a、3b以及可动铁芯4a、4b的吸引铁 芯2a、2b恢复。因此,不需要为了使吸引铁芯2a、2b恢复而配置其他的 弹性体,能够实现位移放大机构1A整体的小型化以及低成本化。

接着,使用图6,说明放大上述位移C1的作用。

在图6所示的区域P1中,如虚线所示,在吸引铁芯2a、2b的相对的 面2as和面2bs产生C1长度的位移,但该位移是在吸引铁芯2a、2b的另 一端产生的。因此,在中间点与吸引铁芯2a、2b的一端连接的支承铁芯 3a、3b,也在相同方向上产生C1长度的位移。对支承铁芯3a,也与吸引 铁芯2a同样地标出表示位移的虚线以及C1,来表示该情况(参照图6)。 该支承铁芯3a的位移C1通过支承铁芯3a以及与其两端连接的可动铁芯 4a、4b而被放大。此处,支承铁芯3a与支承铁芯3b配置为上下对称,所 以作为整体,由支承铁芯3a、3b以及可动铁芯4a、4b构成用于位移放大 的连杆机构。

对于其原理,在图6中,对构成位移放大机构1A的支承铁芯3a、3b 以及可动铁芯4a、4b应用连杆机构来说明。连杆机构具有作为支承铁芯 3a与可动铁芯4b的连接点的L11、作为可动铁芯4b的中点的L12、作为 可动铁芯4b与支承铁芯3b的连接点的L13、作为支承铁芯3b与可动铁芯 4a的连接点的L14、作为可动铁芯4a的中点的L15以及作为可动铁芯4a 与支承铁芯3a的连接点的L16这6个连杆连接点,这些连杆连接点L11、 L12、L13、L14、L15以及L16依次顺时针配置。而且,如图6所示,将 各连杆连接点L11、L12、L13、L14、L15以及L16之间连接的杆B11、 B12、B13、B14、B15、B16也依次顺时针配置。在这些连杆连接点以及杆 中,由连杆连接点L11、L12以及连接两者的杆B11构成组1,由连杆连 接点L12、L13以及连接两者的杆B12构成组2,由连杆连接点L14、L15 以及连接两者的杆B14构成组3,由连杆连接点L15、L16以及连接两者 的杆B15构成组4,通过这4个组,分别构成同一位移放大用的连杆机构。

即,用于进行位移放大的连杆机构构成为环状。在这些构成连杆机构 的组中,取组1为例来说明用于位移放大的连杆机构的作用。此外,组2 与组1上下对称配置,组4以及组3分别与组1以及组2左右对称配置。 因此,此处使用组1来进行作用的说明,剩余3个组的作用完全是同样的, 所以省略它们的作用的说明。

用于位移放大的连杆机构具有通过杠杆原理将小的位移放大为大的位 移的作用。即,在连杆机构中,存在作为杠杆的3要素的动力点(the point  of effort)、支点、阻力点。在图6中,属于上述组1的连杆连接点L11 作为动力点E1进行作用。即,通过在将电流供给到绕线6时产生的支承 铁芯3a的位移C1,而在连杆连接点L11,在图6的箭头的方向上产生朝 向间隙5的位移G11。接着,若将从连杆连接点L11沿水平方向且向可动 铁芯4b弯曲成凸形的方向延伸的直线Le11与从连杆连接点L12沿垂直方 向且向支承铁芯3a侧延伸的直线Le12的交点设为F1,则F1成为支点。 而且,连杆连接点L12成为阻力点L1,在此处,向可动铁芯4b弯曲成凸 形的方向,产生通过杠杆原理对在连杆连接点L11即动力点E1产生的位 移G11进行放大而成的位移G12。

此处,可动铁芯4b的中点向可动铁芯4b弯曲成凸形的方向位移长度 D1的量。在图6的可动铁芯4b,与支承铁芯3a同样地作为示出位移的虚 线以及D1而示出该情况。

这种情况下,长度C1与长度D1的比是位移放大率。该位移放大率能 够如以下那样而求出。将从动力点E1垂直地向阻力点L1方向引出的直线 设为S1,将直线S1与杆B11即连接动力点E1与阻力点L1的直线成的角 设为θ1,将杆B11的长度设为l1,则位移放大率A1是从支点F1到阻力 点L1的长度与从支点F1到动力点E1的长度的比,所以成为

A1=l1cosθ1l1sinθ1=cos1---(12)。从上述那样的组2、3、4的位置关系来看,对于组2、3、4,同样的说 明也成立。此处,连杆连接点L12即阻力点L1在组1和组2中共用,所 以在其产生的位移与通过组1和组2双方的位移放大机构而产生的位移D1 相同。

对于可动铁芯4a侧的连杆L15也是同样的。

这样,根据本实施方式,通过使吸引铁芯2a、2b的相对的两面2as、 2bs之间的间隙5的长度变化,能够通过支承铁芯3a、3b以及可动铁芯4a、 4b对该间隙5的长度的变化进行放大,在变化点(阻力点)L1,产生大的 位移。在图6中,位移放大机构1A中,成为阻力点的连杆连接点L1和与 该连杆连接点L1相对的连杆连接点L15成为产生大的位移的位移放大机 构1A的相对的一对位移放大点。

此外,位移放大机构1A的位移放大点不限于2个,也可以设定为3 个、4个或者4个以上。

这种情况下,能够遍及想要利用的大范围的位移,确保某种程度大小 以上的足够的推力,另外,即使在位移大的情况下,也能够通过更小的电 流供给来得到足够大的推力。由此,作为构成电流供给电路的电子零件, 不需要使用能够应对大电流的零件,能够防止该电路的成本上升或者大规 模化。进而,当使磁路的磁通减小时,利用构成位移放大机构1A的支承 铁芯3a、3b以及可动铁芯4a、4b的弹性力,使吸引铁芯2a、2b恢复。 因此,不需要另行配置以吸引铁芯2a、2b的恢复为目的的弹性体,能够实 现机构整体的小型化以及低成本化。另外,位移放大机构1A整体是一体 化的构造,所以例如能够使用模具来以1个工序制造整体,所以制造容易。

<电磁致动器的第2实施方式>

接着,通过图8至图16来说明电磁致动器的第2实施方式。

此处,图8(a)是示出电磁致动器的主视图,图8(b)是图8(a) 的A2方向向视图,图8(c)是图8(a)的B2方向向视图。另外,图9 是图8(a)的区域P21的放大图。另外,图10是图8(a)的区域P22的 放大图。

如图8(a)(b)(c)以及图9所示,电磁致动器21具有后述的两 个位移点(阻力点)。这样的电磁致动器21具备:位移放大机构21A,所 述磁性体具有在其间形成间隙25a、25b的相对的两面22as、22bs以及两 面22cs、22ds,并且由具有四边形截面的磁性体构成;和线圈(绕线)26a、 26c,其设置在由磁性体构成的位移放大机构21A,使位移放大机构21A 产生磁通;电磁致动器21中,通过在线圈26a、26c中流动电流,使由磁 性体构成的位移放大机构21A产生磁通,使两面22as、22bs之间以及两面 22cs、22ds之间的间隙25a、25c的长度x21,x22变化,而使位移点位移。

接着,叙述位移放大机构21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁 芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯24a、24b,其位于一对 支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b,其从各支承铁芯23a、 23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两面22as、22bs;以及 一对吸引铁芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包 含形成间隙25c的相对的两面22cs、22ds。

其中,由支承铁芯23a、23b和可动铁芯24a、24b构成环状部1B,两 对吸引铁芯22a、22b,吸引铁芯22c、22d构成位移部分21C。

接着,进一步叙述位移放大机构21A的各构成部分的关系。在吸引铁 芯22a、22c各自的一端连接支承铁芯23a的中间点而形成“II形”。同样 地,在与吸引铁芯22a、22c形状相同的吸引铁芯22b、22d的一端连接与 支承铁芯23a形状相同的支承铁芯23b的中间点而形成“II字形”。另外, 吸引铁芯22a、22c以及吸引铁芯22b、22d各自的另一端的面分别相对, 在支承铁芯23a、23b的两端连接有可动铁芯24a、24b。

这种情况下,可动铁芯24a、24b分别都朝向吸引铁芯22a、22b以及 22c、22d的相反侧即电磁致动器21的外侧,微微弯曲成凸形。

而且,可动铁芯24a、24b都具有将在其弯曲方向上形成为厚的部分和 形成为薄的部分交替连接而成的形状。可动铁芯24a与支承铁芯23a连接 的部分是形成为薄的可动铁芯薄部24an1。从此处开始,使可动铁芯24a 朝向支承铁芯23b连接形成为厚的可动铁芯厚部24aw1,进而在可动铁芯 厚部24aw1朝向支承铁芯23b依次连接可动铁芯薄部24an2、可动铁芯厚 部24aw2、可动铁芯薄部24an3、可动铁芯厚部24aw3、可动铁芯薄部24an4, 可动铁芯薄部24an4连接于支承铁芯23b。

同样地,可动铁芯24b与支承铁芯23a连接的部分是形成为薄的可动 铁芯薄部24bn1。从此处开始,使可动铁芯24b朝向支承铁芯23b连接形 成为厚的可动铁芯厚部24bw1,进而在可动铁芯厚部24bw1朝向支承铁芯 23b依次连接可动铁芯薄部24bn2、可动铁芯厚部24bw2、可动铁芯薄部 24bn3、可动铁芯厚部24bw3、可动铁芯薄部24bn4,可动铁芯薄部24bn4 连接于支承铁芯23b。

如上述那样,由支承铁芯23a、23b以及可动铁芯24a、24b构成环状 部21B。另外,如上述那样,吸引铁芯22a、22b以及22c、22d的相对的 面成为形成微小的间隙25a、25c的面22as、22bs以及面22cs、22ds,间 隙25a、25c的长度都成为x21。

而且,在吸引铁芯22a、22c的周围,分别卷附有由铜线等具有导电性 的线材构成的绕线26a、26c。

在图8(b)、(c)中,省略了绕线26a、26c,如图8(b)、(c) 所示,吸引铁芯22a、22b、22c、22d的截面面积与支承铁芯23a、23b的 截面面积大致相同。另外,在分别示出图8(a)的区域P21,P22的放大 图的图9、图10中,若将吸引铁芯22a、22b的相对的面22as、22bs的位 置分别设为22a1、22b1,则在面22as与22bs之间,形成有22a1与22b1 的距离成为x21那样的间隙25a。同样地,如图10所示,若将吸引铁芯22c、 22d的相对的面22cs、22ds的位置分别设为22c1、22d1,则在面22cs与 22ds之间,形成有22c1与22d1的距离成为x21那样的间隙25c。

接着,使用图11至图13说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。

此处,图11是图8(a)的放大图。当在线圈(绕线)26a、26c的两 端分别连接未图示的电压源而施加电压时,向绕线26a、26c供给电流。这 种情况下,形成如吸引铁芯22a→支承铁芯23a→吸引铁芯22c→间隙25c →吸引铁芯22d→支承铁芯23b→吸引铁芯22b→间隙25a→吸引铁芯22a 那样地磁通通过的磁路,磁路的磁通增加。这样,位移放大机构21A构成 由支承铁芯23a、23b以及可动铁芯24a、24b构成的磁通通过的磁路。而 且,如图9、图10所示,上述磁路包括通过由磁性体构成的吸引铁芯22a、 22b的面22as、22bs形成的间隙(推力部)25a以及通过吸引铁芯22c、22d 的面22cs、22ds形成的间隙(推力部)25c。因此,经由间隙25a,在面 22as与面22bs之间产生吸引力(推力),并且经由间隙25c,在面22cs 与面22ds之间产生吸引力。此时,支承铁芯23a、23b以及可动铁芯24a、 24b都由弹性部件构成,所以在吸引铁芯22a、22b的相对的面22as与面 22bs以及吸引铁芯22c、22d的相对的面22cs与面22ds之间产生的吸引力, 使面22as与面22bs以及面22cs与面22ds接近。

作为图11的区域P21,P22的放大图,在图12,图13中示出该情况。 在图11的绕线26a、26c中没有流动电流的状态下,在图12中,吸引铁芯 22a、22b的相对的面22as和面22bs的位置分别是22a1、22b1,它们之间 的距离是x21。这与图9相同。在图12中用实线示出该状态。

接着,如上述那样,当在图11的绕线26a、26c中流动电流时,在图 12中,在吸引铁芯22a、22b的相对的面22as与面22bs之间吸引力进行 作用,面22as和面22bs的位置分别接近22a2、22b2,间隙25a变小。在 该状态下,面22as与面22bs之间的距离是x22。在图12中用虚线示出该 状态。即,通过从在图11的绕线26a、26c中没有流动电流的状态变化到 有电流流动的状态,在图12中,对于面22as和面22bs,分别产生以C2 示出的位移。

若从该状态起切断施加到图11的绕线26a、26c的电压,则供给的电 流消失,而使上述磁路的磁通减小。由此,在面22as与面22bs之间作用 的吸引力消失。此时,支承铁芯23a、23b以及可动铁芯24a、24b由弹性 部件构成,所以在图12中,吸引铁芯22a、22b的相对的面22as和面22bs 的位置分别恢复到22a1、22b1。

这种情况下,恢复后的间隙25a变得与在图11的绕线26a、26c中没 有流动电流的状态即没有产生磁通的状态下相同,面22as与面22bs之间 的距离成为x1。

如以上那样,在电磁致动器21中,在吸引铁芯22a、22b的相对的面 22as和面22bs产生的位移分别成为C2。另外,在图13所示的吸引铁芯 22c、22d的间隙25c产生位移C2的过程,也与图12的情况是同样的。

对于以上说明的在吸引铁芯22a、22b的相对的面22as和面22bs以及 吸引铁芯22c、22d的相对的面22cs和面22cs产生的位移C2,在图11的 区域P21,P22中也通过实线和虚线进行了记载。

这样,根据本实施方式,当供给到绕线26a、26c的电流消失而使磁通 减小时,因构成位移放大机构21A的支承铁芯23a、23b以及可动铁芯24a、 24b的弹性力,吸引铁芯22a、22b、22c、22d恢复。

因此,不需要为了使吸引铁芯22a、22b、22c、22d恢复而配置另外的 弹性体,能够实现位移放大机构21A整体的小型化以及低成本化。

接着,使用图11,说明放大上述位移C2的作用。

在图11所示的区域P21中,如虚线所示,在吸引铁芯22a、22b的相 对的面22as和面22bs产生C2长度的位移,但该位移是在吸引铁芯22a、 22b的另一端产生的。因此,在中间点与吸引铁芯22a、22b的一端连接的 支承铁芯23a、23b,也向相同方向产生C2长度的位移。对支承铁芯23a, 也与吸引铁芯22a同样地标出表示位移的虚线以及C2,来表示该情况(参 照图11)。该支承铁芯23a的位移C2通过支承铁芯23a以及与其两端连 接的可动铁芯24a、24b而被放大。此处,支承铁芯23a与支承铁芯23b 配置为上下对称,所以作为整体,由支承铁芯23a、23b以及可动铁芯24a、 24b构成用于位移放大的连杆机构。

对于其原理,在图11中,对构成位移放大机构21A的支承铁芯23a、 23b以及可动铁芯24a、24b应用连杆机构来说明。连杆机构具有作为支承 铁芯23a与可动铁芯薄部24bn1的连接点的L21、作为可动铁芯薄部24bn2 的大致中点的L22、作为可动铁芯薄部24bn3的大致中点的L23、作为可 动铁芯薄部24bn4与支承铁芯23b的连接点的L24、作为支承铁芯23b与 可动铁芯薄部24an4的连接点的L25、作为可动铁芯薄部24an3的大致中 点的L26、作为可动铁芯薄部24an2的大致中点的L27以及作为可动铁芯 薄部24an1与支承铁芯23a的连接点的L28这8个连杆连接点,这些连杆 连接点L21、L22、L23、L24、L25、L26、L27、L28依次顺时针配置。 而且,如图11所示,将各连杆连接点L21、L22、L23、L24、L25、L26、 L27、L28之间连接的杆B21、B22、B23、B24、B25、B26、B27、B28也 依次顺时针配置。

在这些连杆连接点以及杆中,由连杆连接点L21、L22以及连接两者 的杆B21构成组1,由连杆连接点L23、L24以及连接两者的杆B23构成 组2,由连杆连接点L25、L26以及连接两者的杆B25构成组3,由连杆连 接点L27、L28以及连接两者的杆B27构成组4,通过这4个组,分别构 成同一位移放大用的连杆机构。

即,用于位移放大的连杆机构构成为环状。在图14中示出这些构成连 杆机构的组中的组1的放大图、即图11的区域Q的放大图,并使用图11 以及图14来说明组1的位移放大用的连杆机构的作用。此外,组2与组1 上下对称配置,组4以及组3分别与组1以及组2左右对称配置。因此, 此处使用组1来进行作用的说明,剩余3个组的作用完全是同样的,所以 省略它们的作用的说明。

与图6的情况下同样地,在图11中,属于上述组1的连杆连接点L21 作为动力点E2(图14)进行作用。即,通过在将电压施加到绕线26a、26b 时产生的支承铁芯23a的位移C2,在连杆连接点L21,在图14的箭头的 方向上产生朝向间隙25c的位移G21。接着,在图11中,若将从连杆连接 点L21沿水平方向且向可动铁芯24b弯曲成凸形的方向延伸的直线(图14 的Le21)与从连杆连接点L22沿垂直方向且向支承铁芯23a侧延伸的直线 (图14的Le22)的交点设为F2(图14),则F2成为支点。而且,连杆连 接点L22成为阻力点L2(图14),在此处,如图14所示,在图11的可 动铁芯24b弯曲成凸形的方向上产生通过杠杆原理对在连杆连接点L21即 动力点E2产生的位移G21进行放大而成的位移G22。

此处,连杆连接点L22向图11的可动铁芯24b弯曲成凸形的方向位 移(图11的D2)。

这种情况下,图11的长度C2与长度D2的比是位移放大率。该位移 放大率能够如下求出。在图14中,将从动力点E2垂直地向阻力点L2方 向引出的直线设为S2,将直线S2与杆B21即连接动力点E2与阻力点L2 的直线成的角设为θ2,将杆B21的长度设为l2,则位移放大率A2是从支 点F2到阻力点L2的长度与从支点F2到动力点E2的长度的比,所以成为

A2=l2cosθ2l2sinθ2=cotθ2---(13).

从上述那样的组2、3、4的位置关系来看,对于组2、3、4同样的说 明也成立。

此处,在图11中,若考虑作为组1的阻力点的连杆连接点L22与作 为组2的阻力点的L23的中点的动作点L2y,则动作点L2y是可动铁芯24b 的中点。因此,在该动作点L2y,生成与连杆L22以及连杆L23相同的位 移D2。对于可动铁芯24a侧的连杆连接点L26、连杆连接点L27、作为可 动铁芯24a的中点的动作点L2x也是同样的。

在图11中,位移放大机构1A中,成为阻力点的连杆连接点L2y和与 该连杆连接点L2y相对的连杆连接点L2x,成为产生大的位移的位移放大 机构1A的相对的一对位移放大点。

此外,位移放大机构1A的位移放大点不限于2个,也可以设定为3 个、4个或者4个以上。

另外,如图8(a)所示,可动铁芯24a、24b具有将在弯曲方向上即 位移方向上形成为厚的部分和形成为薄的部分交替连接而成的形状。因此, 与第1实施方式的图1的电磁致动器1的可动铁芯4a、4b相比,因存在形 成为薄的部分,能够通过放大后的位移来容易地进行动作。

另一方面,可动铁芯24a、24b中,这样形成为薄的部分多,即截面面 积小的部分多,所以可以认为,在将可动铁芯24a、24b考虑为磁通通过的 磁路的情况下,磁阻会变大。

这种情况下,难以仅通过包含可动铁芯24a、24b的磁路来产生如下的 量的磁通:在图9中的间隙25a的两侧相对的面22as、22bs之间以及在图 10中的间隙25c的两侧相对的面22cs、22ds之间产生足够的吸引力的量的 磁通。为了对其进行补偿,构成包含截面面积大的吸引铁芯22a、22b、22c、 22d的磁路,能够确保在上述的面之间产生足够的吸引力的量的磁通量。 即,使用作为构成位移放大机构21A的支承铁芯23a、23b以及可动铁芯 24a、24b中的一部分的支承铁芯23a、23b作为主要的磁路。

此处,与上述图3同样地,在图15中示出表示第2实施方式的位移与 推力的关系的图。此处,图15所示的图表示本实施方式的一例。在供给相 同电流的条件下,单点划线表示无位移放大的情况,实线表示有位移放大 的情况。在位移比单点划线与实线相交的位移即250μm大的情况下,存在 位移放大的情况下的推力大,在位移比250μm小的情况下,则相反。

而且,存在位移放大的情况下,使在大范围的位移下的推力的变动幅 度为小,能够遍及想要利用的大范围的位移地,确保某种程度大小以上的 足够的推力。

另外,在图16中示出表示第2实施方式的位移与电流的关系的图。此 处,图16所示的图表示本实施方式的一例。在得到相同推力的条件下,单 点划线表示无位移放大的情况,实线表示有位移放大的情况。在位移比单 点划线与实线相交的位移即250μm大的情况下,存在位移放大的情况下的 电流小,在位移比250μm小的情况下,则相反。如上述那样,这意味着在 存在位移放大的情况下,在想要得到比某种程度大的位移下的推力时,不 需要使用能够应对大电流的零件作为构成电流供给电路的电子零件,能够 防止该电路的成本上升或者大规模化。

<夹持机构的第1实施方式>

接着,说明使用电磁致动器的夹持机构。

此处,图17(a)(b)(c)以及图18是示出使用电磁致动器的夹持机 构的第1实施方式的图。

首先,通过图17(a)(b)(c)以及图18来说明使用电磁致动器的夹 持机构。

如图17(a)(b)(c)所示,使用电磁致动器的移动机构30配置在具 有分别具有内表面的至少2个、例如一对导轨35a、35b的搬送用的细长状 导向件35内,这样的夹持机构由设置在一对导轨35a、35b内的电磁致动 器21F、21R构成。此外,也可以将细长状导向件35构成为具有内表面的 管状,在管状的导向件35内配置移动机构30。

接着,通过图17(a)(b)(c)以及图18来说明构成夹持机构的电磁 致动器21F、21R。

图17(a)(b)(c)以及图18所示的电磁致动器21F、21R具有与图 8(a)(b)(c)~图16所示的电磁致动器21大致相同的构造。

在图17(a)(b)(c)以及图18所示的电磁致动器21F、21R中,对 于与图8(a)(b)(c)~图16所示的电磁致动器21相同的部分标注相同 的附图标记并且省略详细的说明。

如图17(a)(b)(c)以及图18所示,夹持机构的电磁致动器21F、 21R具备:位移放大机构21A,其具有至少1个、例如2个位移放大点L2x、 L2y,并且由磁性体构成;和4个线圈(绕线)26a、26b、26c、26d,其 设置于由磁性体构成的位移放大机构21A,使位移放大机构21A产生磁通, 通过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体构成的位移放大 机构21A产生磁通而使间隙25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、 L2y位移。

此外,位移放大机构21A可以如上述那样具有1个位移放大点,也可 以具有2个以上的位移放大点。

接着,叙述电磁致动器21F、21R的位移放大机构21A。位移放大机 构21A具有:一对支承铁芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯 24a、24b,其位于一对支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b, 其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两 面;以及一对吸引铁芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸, 并且包含形成间隙25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上卷附有各个线圈26a、26b、 26c、26d。

而且在夹持机构的电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、 26c、26d中流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c 的长度变化,使位移放大点L2x、L2y扩张(参照图17(b))。另外,使 向线圈26a、26b、26c、26d流动的电流减少,从而通过利用位移放大机构 21A的弹性的恢复力,使间隙25a、25c的长度复原,使位移放大点L2x、 L2y返回原来的位置(参照图17(c))。

通过由这样的结构构成的电磁致动器21F、21R来构成夹持机构。

另外如图17(a)(b)(c)以及图18所示,构成夹持机构的电磁致动 器21F、21R的各个位移放大点L2x、L2y朝向外侧,通过在线圈26a、26b、 26c、26d中流动电流使该位移放大点L2x、L2y向外位移。

在图17(a)(b)(c)中,通过在夹持机构的电磁致动器21F、21R的 线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使电磁致动器21F、21R的位移放 大点L2x、L2y向外扩张而使各电磁致动器21F、21R抵接于各导轨35a、 35b的内表面。而且通过停止向各电磁致动器21F、21R的线圈26a、26b、 26c、26d流动的电流,使位移放大点L2x、L2y靠近而能够使各电磁致动 器21F、21R从各导轨35a、35b的内表面离开。

<夹持机构的第2实施方式>

接着,利用图32(a)(b)(c)来说明夹持机构的第2实施方式。

在图32(a)(b)(c)所示的实施方式中,夹持机构具备一对电磁致 动器21F、21R。电磁致动器21F、21R具有:位移放大机构21A,其具有 至少1个、例如2个位移放大点L2x、L2y;和线圈26a、26b、26c、26d, 其设置于位移放大机构21A。

通过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体构成的位移 放大机构21A产生磁通而使间隙25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、 L2y位移。

接着,叙述位移放大机构21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁 芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯24a、24b,其位于一对 支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b,其从各支承铁芯23a、 23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两面;以及一对吸引铁 芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包含形成间隙 25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。另外位移放大机构21A的一对可动铁芯24a、24b预先朝向内 侧微微弯曲。

而且在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d中 流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变化, 使位移放大点L2x、L2y收缩。另外,使向线圈26a、26b、26c、26d的电 流减少,从而通过利用位移放大机构21A的弹性的恢复力,使间隙25a、 25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y扩张到原来的位置。

这样,在图32(a)(b)(c)所示的实施方式中,构成夹持机构的 电磁致动器21F、21R的2个位移放大点L2x、L2y通过流动电流而向内 侧收缩,通过使电流减少而恢复到原来的位置地扩张。

因此在图32(a)(c)中,通过使电流减少或停止,能够使电磁致动 器21F、21R的位移放大点L2x、L2y扩张。因此,在使电磁致动器21F、 21R固定在导轨35a、35b内的情况下,使电流减少或停止来使位移放大点 L2x、L2y扩张,突起部50抵接于导轨35a、35b的内表面。因此能够稳 定地以低成本使电磁致动器21F、21R固定在导轨35a、35b内。

而且在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d中 流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变化, 使位移放大点L2x、L2y收缩而从导轨35a、35b离开(参照图32(b))。

<夹持机构的第3实施方式>

接着,说明使用电磁致动器的夹持机构的第3实施方式。

此处,图27(a)(b)是示出使用电磁致动器的夹持机构的第3实施 方式的图。

利用图27(a)(b)来说明使用电磁致动器的夹持机构。

如图27(a)(b)所示,使用电磁致动器的夹持机构安装在具有一根 导向杆37的搬送用导向件35的外表面,这样的夹持机构由设置于导向杆 37的电磁致动器21F、21R构成。

接着,利用图27(a)(b)来说明构成夹持机构的电磁致动器21F、 21R。

图27(a)(b)所示的电磁致动器21F、21R具有供导向杆37贯通的 开口39(参照图26(a)(b)),电磁致动器21F、21R安装在导向杆37的 外表面。另外夹持机构的电磁致动器21F、21R具备:位移放大机构21A, 其具有至少1个、例如2个位移放大点L2x、L2y,并且由磁性体构成;和 4个线圈(绕线)26a、26b、26c、26d,其设置于由磁性体构成的位移放 大机构21A,使位移放大机构21A产生磁通;通过在线圈26a、26b、26c、 26d中流动电流,使由磁性体构成的位移放大机构21A产生磁通,使间隙 25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、L2y位移(图27(a)(b))。

此外,位移放大机构21A可以如上述那样具有1个位移放大点,也可 以具有2个以上的位移放大点。

接着利用图27(a)(b)叙述电磁致动器21F、21R的位移放大机构 21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁芯23a、23b,其由弹性部件构 成;相对的一对可动铁芯24a、24b,其位于一对支承铁芯23a、23b的两 侧;一对吸引铁芯22a、22b,其配置在相对于一对支承铁芯23a、23b旋 转90°的位置,包含形成间隙25a的相对的两面;和一对吸引铁芯22c、22d, 其包含形成间隙25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。

而且在夹持机构的电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b中 流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变化, 使位移放大点L2x、L2y收缩(参照图27(b))。另外,通过使向线圈26a、 26b的电流减少,从而通过利用位移放大机构21A的弹性的恢复力使间隙 25a、25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y扩张到原来的位置(参照 图27(a))。

此外,图27(a)(b)示出了夹持机构的电磁致动器21F、21R,因为 是从在形成间隙25a的一对吸引铁芯22a、22b以及形成间隙25c的一对吸 引铁芯22c、22d中的一对吸引铁芯22a、22b侧进行观察,所以为了方便 起见,仅示出了一对吸引铁芯22a、22b以及卷附在这些吸引铁芯22a、22b 上的线圈26a、26b。

通过由这样的结构构成的电磁致动器21F、21R来构成夹持机构。

另外,如图27(a)(b)所示,构成夹持机构的电磁致动器21F、21R 的各个位移放大点L2x、L2y朝向内侧,通过在线圈26a、26b、26c、26d 中流动电流,该位移放大点L2x、L2y向内位移。

在图27(a)(b)中,通过在夹持机构的电磁致动器21F、21R的线 圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使电磁致动器21F、21R的位移放大 点L2x、L2y向内收缩而使各电磁致动器21F、21R抵接于导向杆37的外 表面。而且通过停止向各电磁致动器21F、21R的线圈26a、26b、26c、26d 流动的电流,能够使位移放大点L2x、L2y向外扩张而使各电磁致动器21F、 21R从导向杆37的外表面离开。

<夹持机构的第4实施方式>

接着,利用图33(a)(b)来说明夹持机构的第4实施方式。

在图33(a)(b)所示的实施方式中,夹持机构具备一对电磁致动器 21F、21R。电磁致动器21F、21R具有:位移放大机构21A,其具有至少 1个、例如2个位移放大点L2x、L2y;和线圈26a、26b、26c、26d,其 设置于位移放大机构21A。

通过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体构成的位移 放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、 L2y位移。

接着,叙述位移放大机构21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁 芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯24a、24b,其位于一对 支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b,其从各支承铁芯23a、 23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两面;以及一对吸引铁 芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包含形成间隙 25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。另外,位移放大机构21A的一对可动铁芯24a、24b预先向外 侧微微弯曲。

而且在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d中 流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变化, 使位移放大点L2x、L2y扩张。另外,通过使向线圈26a、26b、26c、26d 的电流减少,从而通过利用位移放大机构21A的弹性的恢复力使间隙25a、 25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y收缩到原来的位置。

这样,在图33(a)(b)所示的实施方式中,构成夹持机构的电磁致 动器21F、21R的2个位移放大点L2x、L2y通过流动电流而向外侧扩张, 通过使电流减少而恢复到原来的位置地收缩。

因此在图33(a)中,通过使电流减少或停止,能够使电磁致动器21F、 21R的位移放大点L2x、L2y收缩。因此,在使电磁致动器21F、21R固 定于导向杆37的外表面的情况下,使电流减少或停止而使位移放大点L2x、 L2y收缩,突起部51抵接于导向杆37的外表面。因此能够稳定地以低成 本使电磁致动器21F、21R固定于导向杆37。

而且,在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d 中流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变 化,使位移放大点L2x、L2y扩张而使其从导向杆37的外表面离开(参照 图33(b))。

<移动机构的第1实施方式>

接着,说明应用了由这样的结构构成的夹持机构的移动机构。

如图17至图22所示,使用电磁致动器的移动机构30配置在具有分别 具有内表面的至少2个、例如一对导轨35a、35b的搬送用的细长状导向件 35内,这样的移动机构30具备:一对电磁致动器21F、21R,其设置在一 对导轨35a、35b内;和中间致动器40,其配置在电磁致动器21F、21R 之间,固定于这些电磁致动器21F、21R,沿导向件35的搬送方向而伸缩。 此外,也可以将细长状导向件35构成为具有内表面的管状,在管状的导向 件35内配置移动机构30。

其中,中间致动器40具有与各电磁致动器21F、21R相同的构造。另 外,电磁致动器21F成为前方的电磁致动器,电磁致动器21R成为后方的 电磁致动器。

接着,通过图17(a)(b)(c)以及图18来说明电磁致动器21F、 21R。

图17(a)(b)(c)以及图18所示的电磁致动器21F、21R具有与 图8(a)(b)(c)~图16所示的电磁致动器21大致相同的构造。

在图17(a)(b)(c)以及图18所示的电磁致动器21F、21R中, 对于与图8(a)(b)(c)~图16所示的电磁致动器21相同的部分标注 相同的附图标记并且省略详细的说明。

如图17(a)(b)(c)以及图18所示,电磁致动器21F、21R具备: 位移放大机构21A,其具有至少1个、例如2个位移放大点L2x、L2y,并 且由磁性体构成;和4个线圈(绕线)26a、26b、26c、26d,其设置于由 磁性体构成的位移放大机构21A,使位移放大机构21A产生磁通;通过在 线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体构成的位移放大机构 21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、L2y位 移。

此外,位移放大机构21A可以如上述那样具有1个位移放大点,也可 以具有2个以上的位移放大点。

接着,叙述电磁致动器21F、21R的位移放大机构21A。位移放大机 构21A具有:一对支承铁芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯 24a、24b,其位于一对支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b, 其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两 面;以及一对吸引铁芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸, 并且包含形成间隙25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。

而且,在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d 中流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变 化,使位移放大点L2x、L2y扩张(参照图17(b))。另外,通过使向 线圈26a、26b、26c、26d的电流减少,从而通过利用位移放大机构21A 的弹性的恢复力使间隙25a、25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y返 回原来的位置(参照图17(c))。

利用由这样的结构构成的一对电磁致动器21F、21R和固着于电磁致 动器21F、21R的伸缩自如的中间致动器40构成移动机构30。如上述那样, 中间致动器40具有与电磁致动器21F、21R相同的构造。

另外如图19所示,移动机构30的一对电磁致动器21F、21R的各自 的位移放大点L2x、L2y朝向外侧,通过在线圈26a、26b、26c、26d中流 动电流,使该位移放大点L2x、L2y向外位移。另一方面,中间致动器40 的位移放大点L2x、L2y朝向邻接的电磁致动器21F、21R侧,通过在线 圈26a、26b、26c、26d中流动电流使位移放大点L2x、L2y位移,扩大一 对电磁致动器21F、21R之间的间隙32。

如图20(a)(b)所示,在导向件35的一对导轨35a、35b内,移动 机构30的一对电磁致动器21F、21R的位移放大机构21A成为平坦状,处 于朝向水平方向的姿态,设置在一对电磁致动器21F、21R之间的中间致 动器40也成为平坦状,处于朝向垂直方向的姿态。

然而,一对电磁致动器21F、21R以及中间致动器40的位移放大机构 21A的姿态不限于图20(a)(b)所示的朝向的姿态,一对电磁致动器21F、 21R以及中间致动器40的任一者均可以处于朝向水平方向的姿态。

在图20(a)(b)中,通过在一对电磁致动器21F、21R的线圈26a、 26b、26c、26d中流动电流,使电磁致动器21F、21R的位移放大点L2x、 L2y向外扩张而使各电磁致动器21F、21R抵接于各导轨35a、35b的内表 面。而且,通过停止向各电磁致动器21F、21R的线圈26a、26b、26c、26d 流动的电流,能够使位移放大点L2x、L2y靠近而使各电磁致动器21F、 21R从各导轨35a、35b的内表面离开。

另外,通过在中间致动器40的线圈26a、26b、26c、26d中流动电流, 使中间致动器的位移点L2x、L2y扩张而扩大一对电磁致动器21F、21R 之间的间隙32。

另一方面,通过使向中间致动器40的线圈26a、26b、26c、26d流动 的电流停止,能够使位移点L2x、L2y靠近而缩小一对电磁致动器21F、 21R之间的间隙32。

接着,利用图21以及图22(a)(b)来说明由这样的结构构成的本 实施方式的作用。

如图21以及图22(a)(b)所示,具有一对电磁致动器21F、21R 和设置在一对电磁致动器21F、21R之间的中间致动器40的移动机构30 配置在一对导轨35a、35b内。

首先,在一对电磁致动器21F、21R中流动电流,电磁致动器21F、 21R的位移放大点L2x、L2y扩张,抵接于一对导轨35a、35b的内表面。 因此,一对电磁致动器21F、21R都被把持固定在一对导轨35a、35b内表 面(步骤1)。

此时,在中间致动器40中没有电流流动,位移放大点L2x、L2y收缩 着。

接着,向电磁致动器21F流动的电流停止,电磁致动器21F的位移放 大点L2x、L2y收缩而从一对导轨35a、35b内表面离开(步骤2)。

接着,向中间致动器40流动电流而使中间致动器40的位移放大点 L2x、L2y扩张,电磁致动器21F、21R之间的间隙32扩大。由此,电磁 致动器21F在图22(a)中向上方前进(步骤3)。

接着,向电磁致动器21F流动电流,使电磁致动器21F的位移放大点 L2x、L2y扩张而抵接于一对导轨35a、35b(步骤4)。

接着,向电磁致动器21R流动的电流停止,电磁致动器21R的位移放 大点L2x、L2y收缩而从一对导轨35a、35b内表面离开(步骤5)。

接着,向中间致动器40流动的电流停止,中间致动器40的位移放大 点L2x、L2y收缩,电磁致动器21R向电磁致动器21F侧前进。伴随于此, 电磁致动器21F、21R之间的间隙32缩小(步骤6)。

这样,能够使移动机构30作为整体在一对导轨35a、35b内在图22(a) 中向上方前进。

或者,能够使移动机构30作为整体在一对导轨35a、35b内在图22(b) 中向下方后退。

此外,移动机构30的电磁致动器21F、21R都抵接于一对导轨35a、 35b或从一对导轨35a、35b离开,所以作为把持于一对导轨35a、35b的 夹持机构而发挥功能。

<移动机构的第2实施方式>

接着,利用图25(a)(b)来说明移动机构的第2实施方式。

在图25(a)(b)所示的第2实施方式中,移动机构30具备一对电 磁致动器21F、21R和设置在一对电磁致动器21F、21R之间的中间致动 器40。电磁致动器21F、21R以及中间致动器40都具有相同构造而具备: 位移放大机构21A,其具有2个位移放大点L2x、L2y;和线圈26a、26b、 26c、26d,其设置于位移放大机构21A。

通过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体构成的位移 放大机构21A产生磁通而使间隙25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、 L2y位移。

接着,叙述位移放大机构21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁 芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯24a、24b,其位于一对 支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b,其从各支承铁芯23a、 23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两面;以及一对吸引铁 芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包含形成间隙 25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。另外,位移放大机构21A的一对可动铁芯24a、24b预先朝向 内侧微微弯曲。

而且,在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d 中流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变 化,使位移放大点L2x、L2y收缩。另外,通过使向线圈26a、26b、26c、 26d的电流减少,从而通过利用位移放大机构21A的弹性的恢复力使间隙 25a、25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y扩张到原来的位置。

这样,在图25(a)(b)所示的实施方式中,构成移动机构30的电 磁致动器21F、21R以及中间致动器40的2个位移放大点L2x、L2y通过 流动电流而向内侧收缩,通过使电流减少而扩张,恢复到原来的位置。

因此在图25(a)(b)中,通过使电流减少或停止能够使电磁致动器 21F、21R以及中间致动器40的位移放大点L2x、L2y扩张。因此,在使 电磁致动器21F、21R固定于导轨35a、35b内的情况下,使电流减少或停 止而使位移放大点L2x、L2y扩张,突起部50抵接于导轨35a、35b的内 表面。因此能够稳定地以低成本使电磁致动器21F、21R固定在导轨35a、 35b内。

此外,在上述实施方式中,示出了中间致动器40具有与一对电磁致动 器21F、21R相同构造的例子,但是不限于此,可以由压电致动器构成中 间致动器40,也可以由磁致伸缩致动器构成中间致动器40,另外,还可以 由其他微小位移致动器构成中间致动器40。

<移动机构的第3实施方式>

接着,通过图26(a)(b)、图27(a)(b)以及图28(a)(b), 来说明移动机构的第3实施方式。

如图26(a)(b)、图27(a)(b)以及图28(a)(b)所示,使 用电磁致动器的移动机构30安装在具有一根导向杆37的搬送用导向件35 的外表面,这样的移动机构30具备:一对电磁致动器21F、21R,其设置 于导向杆37;和中间致动器40,其配置在电磁致动器21F、21R之间,固 定于该电磁致动器21F、21R,沿导向件35的搬送方向伸缩。

其中,电磁致动器21F成为前方的电磁致动器,电磁致动器21R成为 后方的电磁致动器。

接着,利用图26(a)(b)以及图27(a)(b)来说明电磁致动器 21F、21R。

图26(a)(b)以及图27(a)(b)所示的电磁致动器21F、21R具 有供导向杆37贯通的开口39并安装在导向杆37的外表面。另外,电磁致 动器21F、21R具备:位移放大机构21A,其具有至少1个、例如2个位 移放大点L2x、L2y,并且由磁性体构成;和4个线圈(绕线)26a、26b、 26c、26d,其设置于由磁性体构成的位移放大机构21A,使位移放大机构 21A产生磁通;通过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体 构成的位移放大机构21A产生磁通而使间隙25a、25c的长度变短,使位 移放大点L2x、L2y位移(图27(a)(b))。

此外,位移放大机构21A可以如上述那样具有1个位移放大点,也可 以具有2个以上的位移放大点。

接着,利用图27(a)(b),叙述电磁致动器21F、21R的位移放大 机构21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁芯23a、23b,其由弹性部 件构成;相对的一对可动铁芯24a、24b,其位于一对支承铁芯23a、23b 的两侧;一对吸引铁芯22a、22b,其配置在相对于一对支承铁芯23a、23b 旋转90°的位置,包含形成间隙25a的相对的两面;以及一对吸引铁芯22c、 22d,其包含形成间隙25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。

而且在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b中流动电流, 使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变化,使位移放 大点L2x、L2y收缩(参照图27(b))。另外,通过使向线圈26a、26b 的电流减少,从而通过利用位移放大机构21A的弹性的恢复力使间隙25a、 25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y扩张到原来的位置(参照图27 (a))。

此外,图27(a)(b)表示电磁致动器21F、21R,但是由于从在形 成间隙25a的一对吸引铁芯22a、22b以及形成间隙25c的一对吸引铁芯 22c、22d中的一对吸引铁芯22a、22b侧进行观察,所以为了方便起见, 仅示出了一对吸引铁芯22a、22b以及卷附于这些吸引铁芯22a、22b的线 圈26a、26b。

另外,中间致动器40具有与图17(a)(b)(c)所示的电磁致动器 21F、21R同样的构造。

利用由这样的结构构成的一对电磁致动器21F、21R和固着于电磁致 动器21F、21R的伸缩自如的中间致动器40来构成移动机构30。

另外,如图27(a)(b)所示,移动机构30的一对电磁致动器21F、 21R各自的位移放大点L2x、L2y朝向内侧,通过在线圈26a、26b、26c、 26d中流动电流使该位移放大点L2x、L2y向内位移。另一方面,中间致 动器40的位移放大点L2x、L2y朝向邻接的电磁致动器21F、21R侧,通 过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流使位移放大点L2x、L2y位移, 扩大一对电磁致动器21F、21R之间的间隙32。

如图26(a)(b)以及图27(a)(b)所示,在导向杆37的外表面 安装有一对电磁致动器21F、21R,中间致动器40在导向杆37的外方固着 于一对电磁致动器21F、21R。

在图27(a)(b)中,通过在一对电磁致动器21F、21R的线圈26a、 26b、26c、26d中流动电流,使电磁致动器21F、21R的位移放大点L2x、 L2y向内收缩而使各电磁致动器21F、21R抵接于导向杆37的外表面。而 且,通过停止向各电磁致动器21F、21R的线圈26a、26b、26c、26d流动 的电流,能够使位移放大点L2x、L2y向外扩张而使各电磁致动器21F、 21R从导向杆37的外表面离开。

另外,通过在中间致动器40的线圈26a、26b、26c、26d中流动电流, 能够使中间致动器的位移点L2x、L2y扩张而扩大一对电磁致动器21F、 21R之间的间隙32。

另一方面,通过使向中间致动器40的线圈26a、26b、26c、26d流动 的电流停止,能够使位移点L2x、L2y靠近而使一对电磁致动器21F、21R 之间的间隙32缩小。

接着,利用图26(a)(b),图27(a)(b)以及图28(a)(b) 来说明由这样的结构构成的本实施方式的作用。

如图26(a)(b)、图27(a)(b)以及图28(a)(b)所示,具 有一对电磁致动器21F、21R和设置在一对电磁致动器21F、21R之间的 中间致动器40的移动机构30安装于一根导向杆37。

首先,如图27(b)所示,在一对电磁致动器21F、21R中流动电流, 电磁致动器21F、21R的位移放大点L2x、L2y收缩,抵接于导向杆37的 外表面。因此,一对电磁致动器21F、21R均把持固定于导向杆37的外表 面(步骤1)。

此时,中间致动器40中没有电流流动,位移放大点L2x、L2y收缩着。

接着,如图27(a)所示,向电磁致动器21F流动的电流停止,电磁 致动器21F的位移放大点L2x、L2y扩张而从导向杆37的外表面离开(步 骤2)。

接着,向中间致动器40流动电流而使中间致动器40的位移放大点 L2x、L2y扩张,电磁致动器21F、21R之间的间隙32扩大。由此,电磁 致动器21F在图28(a)中向上方前进(步骤3)。

接着,如图27(b)所示,向电磁致动器21F流动电流,电磁致动器 21F的位移放大点L2x、L2y收缩,抵接于导向杆37的外表面(步骤4)。

接着,如图27(a)所示,向电磁致动器21R流动的电流停止,电磁 致动器21R的位移放大点L2x、L2y扩张,从导向杆37外表面离开(步骤 5)。

接着,向中间致动器40流动的电流停止,中间致动器40的位移放大 点L2x、L2y收缩,电磁致动器21R向电磁致动器21F侧前进。伴随于此, 电磁致动器21F、21R之间的间隙32缩小(步骤6)。

这样,能够使移动机构30作为整体沿导向杆37在图28(a)中向上 方前进。

或者,能够使移动机构30作为整体沿导向杆37在图28(a)中向下 方后退。

此外,移动机构30的电磁致动器21F、21R都抵接于导向杆37或离 开导向杆37,所以作为把持于导向杆37的夹持机构而发挥功能。

另外,在上述实施方式中,示出了通过在电磁致动器21F、21R中流 动电流而使电磁致动器21F、21R抵接于导向杆37的外表面的例子,但是 不限于此,可以通过在电磁致动器21F、21R中流动电流使电磁致动器21F、 21R从导向杆37的外表面离开,通过使向电磁致动器21F、21R流动的电 流停止,来使电磁致动器21F、21R抵接于导向杆37的外表面。

此外,在上述实施方式中,示出了中间致动器40具有与一对电磁致动 器21F、21R相同的构造的例子,但是不限于此,可以由压电致动器构成 中间致动器40,也可以由磁致伸缩致动器构成中间致动器40,另外,还可 以由其他微小位移致动器构成中间致动器40。

<移动机构的第4实施方式>

接着,利用图33(a)(b)来说明移动机构的第4实施方式。

图33(a)(b)所示的移动机构的第4实施方式是在图26(a)(b)、 图27(a)(b)以及图28(a)(b)所示的移动机构的第3实施方式中, 使用图33(a)(b)所示的电磁致动器21F、21R作为电磁致动器21F、 21R。

在图33(a)(b)所示的实施方式中,移动机构30具备一对电磁致 动器21F、21R和设置在一对电磁致动器21F、21R之间的中间致动器40。 电磁致动器21F、21R具有:位移放大机构21A,其具有至少1个、例如2 个位移放大点L2x、L2y;和线圈26a、26b、26c、26d,其设置于位移放 大机构21A。

通过在线圈26a、26b、26c、26d中流动电流,使由磁性体构成的位移 放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变短,使位移放大点L2x、 L2y位移。

接着,叙述位移放大机构21A。位移放大机构21A具有:一对支承铁 芯23a、23b,其由弹性部件构成;一对可动铁芯24a、24b,其位于一对 支承铁芯23a、23b的两侧;一对吸引铁芯22a、22b,其从各支承铁芯23a、 23b向内侧延伸,并且包含形成间隙25a的相对的两面;以及一对吸引铁 芯22c、22d,其从各支承铁芯23a、23b向内侧延伸,并且包含形成间隙 25c的相对的两面。

其中,在吸引铁芯22a、22b、22c、22d上分别卷附有线圈26a、26b、 26c、26d。另外,位移放大机构21A的一对可动铁芯24a、24b预先向外 侧微微弯曲。

而且,在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d 中流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变 化,使位移放大点L2x、L2y扩张。另外,通过使向线圈26a、26b、26c、 26d的电流减少,从而通过利用位移放大机构21A的弹性的恢复力使间隙 25a、25c的长度复原,使位移放大点L2x、L2y收缩到原来的位置。

这样,在图33(a)(b)所示的实施方式中,构成移动机构30的电 磁致动器21F、21R的2个位移放大点L2x、L2y通过流动电流而向外侧 扩张,通过使电流减少而恢复到原来的位置地收缩。

因此,在图33(a)中,通过使电流减少或停止能够使电磁致动器21F、 21R的位移放大点L2x、L2y收缩。因此,在使电磁致动器21F、21R固 定于导向杆37外表面的情况下,使电流减少或停止而使位移放大点L2x、 L2y收缩,突起部51抵接于导向杆37的外表面。因此,能够稳定地以低 成本使电磁致动器21F、21R固定于导向杆37。

而且,在电磁致动器21F、21R中,通过在线圈26a、26b、26c、26d 中流动电流,使位移放大机构21A产生磁通,使间隙25a、25c的长度变 化,使位移放大点L2x、L2y扩张(参照图33(b))。

【实施例】

接着,利用图23以及图24来说明本发明的具体的实施例。

图23以及图24的实施例与图17至图22所示的夹持机构及移动机构 对应。

<移动机构30的驱动实验>

1.样机

样机在位移放大机构中采用SUS304、根据饱和磁通密度等磁特性的高 低采用电磁钢板(新日铁制50H270)作为芯部分的材质,在将其层叠20 片(20×0.5mm)后通过线切割来加工,使用粘着剂来固定各钢板。在本样 机中,通过在连接部夹持固定厚度为50μm的垫片,来调节间隙的间隔使 其达到约50μm而进行装配。将25匝线圈配置在4个部位,分别串联配线。 此外,基于预先使用Ansys的有限元分析对位移放大机构的形状进行设计, 使相对于间隙的变化的单侧的输出位移的放大率达到约4倍。对相同形状 的3个电磁致动器进行组合而构成尺蠖型移动机构。

2.实验方法

将样机设置于SUS304制的凹型导轨(槽宽度22.3mm、导轨长度 160mm),进行驱动实验。此外,位移的测量通过激光位移计(基恩士 (KEYENCE)公司制,LC2440)来进行尺蠖型移动机构的后方的面的测 定,施加电流经由双极电源(高砂(TAKASAGO)制,BPS120-5)通过 数字信号处理器(Digital Signal Processer)(Dspace公司制,DS1104R& D Controller Board)对图22(a)(b)所示的时序进行电流控制。此外, 将向电磁致动器的输入设定为宽度1.5A的阶梯(step)状,将各阶梯之间 的切换时间宽度设定为2、5、10、50、100ms而进行前后两方向的驱动。

3.实验结果

实验结果如图23以及图24所示。确认能够进行基于所提出的原理的 尺蠖型移动机构的动作。在本次的实验范围中,越使阶梯之间的时间宽度 增加,移动速度越增加,在阶梯之间的时间宽度为2ms(1周期12ms)时 速度在前进方向约为25mm/s,在后退方向约为20mm/s。另外,在任一时 间宽度中每1个周期的移动量在阶梯的步幅为100ms时在前进方向约为 390μm(参照图23),在后退方向约为270μm(参照图24)。前进方向与 后退方向的移动量的差取决于试制误差。

4.总结

在本实施例中,提出了使用位移放大机构一体型致动器的尺蠖型移动 机构,来说明驱动原理及试制的样机的驱动实验的结果。在驱动实验中, 确认能够实现基于所提出的观点的移动机构的动作,达到25mm/s的移动 速度。

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