JP2001045719A - 回動アクチュエータ - Google Patents
回動アクチュエータInfo
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- JP2001045719A JP2001045719A JP21969999A JP21969999A JP2001045719A JP 2001045719 A JP2001045719 A JP 2001045719A JP 21969999 A JP21969999 A JP 21969999A JP 21969999 A JP21969999 A JP 21969999A JP 2001045719 A JP2001045719 A JP 2001045719A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor magnet
- main body
- rotary actuator
- magnet
- receiving surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のものよりも速いスピードで、かつ安定
的に所定の角度の回動動作を行なうことができる回動ア
クチュエータを提供する。 【解決手段】 円筒状に形成された非磁性体から成る本
体１の外周に、その軸線方向に延在する凹部７が形成さ
れ、この凹部７に巻線９が巻回されるとともに、本体１
の中空部にローターマグネット２が回動自在に設けら
れ、かつ本体１の外周にローターマグネット２の磁束の
通路となるヨーク１１が設けられた回動アクチュエータ
において、ローターマグネット２を、最大エネルギー積
が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネットによって、２．５
φ以下の外径寸法に形成した。
的に所定の角度の回動動作を行なうことができる回動ア
クチュエータを提供する。 【解決手段】 円筒状に形成された非磁性体から成る本
体１の外周に、その軸線方向に延在する凹部７が形成さ
れ、この凹部７に巻線９が巻回されるとともに、本体１
の中空部にローターマグネット２が回動自在に設けら
れ、かつ本体１の外周にローターマグネット２の磁束の
通路となるヨーク１１が設けられた回動アクチュエータ
において、ローターマグネット２を、最大エネルギー積
が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネットによって、２．５
φ以下の外径寸法に形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、巻線への通電によ
り、所定角度の回動動力を発生する回動アクチュエータ
に関するものである。
り、所定角度の回動動力を発生する回動アクチュエータ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スチールカメラ、デジタルカメ
ラあるいはビデオカメラ等の内部には、シャッターや自
動絞り装置を開閉駆動するための回動アクチュエータが
組み込まれている。このような回動アクチュエータは、
駆動方式の原理によって、フレミングの左手の法則を利
用して回動可能に支持したローターマグネットを回動さ
せる方式と、界磁に電磁石を構成し、回動可能に支持し
たローターマグネットをＮ極、Ｓ極の吸引反発作用で回
動させる方式との、２種類に大別することができる。そ
して、いずれの方式の回動アクチュエータにあっても、
ローターマグネットを所定角度正逆方向に回動させるこ
とにより、当該ローターマグネットに一体化されたレバ
ー等が連結されたリンク機構等を介して、上記シャッタ
ーや絞り等の遮光羽根を開閉するようになっている。
ラあるいはビデオカメラ等の内部には、シャッターや自
動絞り装置を開閉駆動するための回動アクチュエータが
組み込まれている。このような回動アクチュエータは、
駆動方式の原理によって、フレミングの左手の法則を利
用して回動可能に支持したローターマグネットを回動さ
せる方式と、界磁に電磁石を構成し、回動可能に支持し
たローターマグネットをＮ極、Ｓ極の吸引反発作用で回
動させる方式との、２種類に大別することができる。そ
して、いずれの方式の回動アクチュエータにあっても、
ローターマグネットを所定角度正逆方向に回動させるこ
とにより、当該ローターマグネットに一体化されたレバ
ー等が連結されたリンク機構等を介して、上記シャッタ
ーや絞り等の遮光羽根を開閉するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
回動アクチュエータにあっては、一般にローターマグネ
ットとして、最大エネルギー積が４０ＭＧＯｅ程度のマ
グネットによって形成されたものが用いられており、上
記シャッターや絞りを開閉するための所定の角度（４７
°）を回動するスピードは、概ね５ｍｓｅｃ程度であっ
た。これは、通常の撮影時におけるシャッターや絞り等
の遮光羽根の開閉には、当該回動スピードの開閉によっ
て充分であり、逆に上記従来の回動アクチュエータに用
いられているローターマグネットによって、その回動ス
ピードをより速くしようとすると、スピードが不安定に
なったり、あるいは経時的にスピードが変化してしまう
ために、制御技術が複雑化し、製造コストが不要に高騰
化して到底経済性に合致しなくなるからである。
回動アクチュエータにあっては、一般にローターマグネ
ットとして、最大エネルギー積が４０ＭＧＯｅ程度のマ
グネットによって形成されたものが用いられており、上
記シャッターや絞りを開閉するための所定の角度（４７
°）を回動するスピードは、概ね５ｍｓｅｃ程度であっ
た。これは、通常の撮影時におけるシャッターや絞り等
の遮光羽根の開閉には、当該回動スピードの開閉によっ
て充分であり、逆に上記従来の回動アクチュエータに用
いられているローターマグネットによって、その回動ス
ピードをより速くしようとすると、スピードが不安定に
なったり、あるいは経時的にスピードが変化してしまう
ために、制御技術が複雑化し、製造コストが不要に高騰
化して到底経済性に合致しなくなるからである。
【０００４】しかしながら、近年、ビデオカメラにおい
て動画の撮影と並行して、間欠的に複数枚の静止画像を
撮影する場合等のように、各種機器において上記遮光羽
根を瞬時に開閉する動作が求められており、これに伴っ
て上記ローターマグネットを１．４ｍｓｅｃ以下の速度
で上述した所定角度を回動させる要請が強くなりつつあ
る。
て動画の撮影と並行して、間欠的に複数枚の静止画像を
撮影する場合等のように、各種機器において上記遮光羽
根を瞬時に開閉する動作が求められており、これに伴っ
て上記ローターマグネットを１．４ｍｓｅｃ以下の速度
で上述した所定角度を回動させる要請が強くなりつつあ
る。
【０００５】そこで、本発明者等は、かかる要請に応え
るべく、鋭意研究を重ねた結果、昨今の技術進歩によ
り、受光素子であるＣＣＤが小型高性能の１／４インチ
となり、ＣＣＤを遮光するための遮光構造がより小さく
なった結果、遮光羽根が小さくなり、それに比例して重
量が小さくなるとともに、さらに回動アクチュエータに
要求される負荷がより小さくなって小型化が可能になっ
たこと、およびローターマグネットの素材技術の進歩と
加工技術の進歩により、４０ＭＧＯｅを超える材料技術
と、より小さく加工する技術が確立されつつあることか
ら、上記ローターマグネットを、最大エネルギー積が４
５ＭＧＯｅ以上であるマグネットによって構成し、かつ
その外径寸法を２．５φ以下にした場合に、上述した所
定の角度（４７°）を回動させるに際して、そのスピー
ドを約１．０ｍｓｅｃまで短縮することができ、よって
上記要請に応えることが可能になるとの知見を得るに至
った。
るべく、鋭意研究を重ねた結果、昨今の技術進歩によ
り、受光素子であるＣＣＤが小型高性能の１／４インチ
となり、ＣＣＤを遮光するための遮光構造がより小さく
なった結果、遮光羽根が小さくなり、それに比例して重
量が小さくなるとともに、さらに回動アクチュエータに
要求される負荷がより小さくなって小型化が可能になっ
たこと、およびローターマグネットの素材技術の進歩と
加工技術の進歩により、４０ＭＧＯｅを超える材料技術
と、より小さく加工する技術が確立されつつあることか
ら、上記ローターマグネットを、最大エネルギー積が４
５ＭＧＯｅ以上であるマグネットによって構成し、かつ
その外径寸法を２．５φ以下にした場合に、上述した所
定の角度（４７°）を回動させるに際して、そのスピー
ドを約１．０ｍｓｅｃまで短縮することができ、よって
上記要請に応えることが可能になるとの知見を得るに至
った。
【０００６】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
もので、従来のものよりも速いスピードで、かつ安定的
に所定の角度の回動動作を行なうことができる回動アク
チュエータを提供することを目的とするものである。
もので、従来のものよりも速いスピードで、かつ安定的
に所定の角度の回動動作を行なうことができる回動アク
チュエータを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る回動アクチュエータは、円筒状に形成された非磁
性体から成る本体の外周に、その軸線方向に延在する凹
部が形成され、この凹部に巻線が巻回されるとともに、
上記本体の中空部にローターマグネットが回動自在に設
けられ、かつ上記本体の外周に上記ローターマグネット
の磁束の通路となるヨークが設けられた回動アクチュエ
ータにおいて、上記ローターマグネットを、最大エネル
ギー積が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネットによって、
２．５φ以下の外径寸法に形成したことを特徴とするも
のである。
に係る回動アクチュエータは、円筒状に形成された非磁
性体から成る本体の外周に、その軸線方向に延在する凹
部が形成され、この凹部に巻線が巻回されるとともに、
上記本体の中空部にローターマグネットが回動自在に設
けられ、かつ上記本体の外周に上記ローターマグネット
の磁束の通路となるヨークが設けられた回動アクチュエ
ータにおいて、上記ローターマグネットを、最大エネル
ギー積が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネットによって、
２．５φ以下の外径寸法に形成したことを特徴とするも
のである。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のヨークは、その軸線方向の中心をローターマグ
ネットの軸線方向の中心よりも、当該ローターマグネッ
トの軸線方向長さの３％以上一の方向に変位させて上記
本体に取付けられるとともに、上記本体には、上記ロー
ターマグネットの中心部に形成されたシャフト部の上記
一の方向の端部が当接するスラスト受け面が形成されて
いることを特徴とするものである。
に記載のヨークは、その軸線方向の中心をローターマグ
ネットの軸線方向の中心よりも、当該ローターマグネッ
トの軸線方向長さの３％以上一の方向に変位させて上記
本体に取付けられるとともに、上記本体には、上記ロー
ターマグネットの中心部に形成されたシャフト部の上記
一の方向の端部が当接するスラスト受け面が形成されて
いることを特徴とするものである。
【０００９】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の発明において、上記シャフト部両端が上記本
体の中空部両端の軸受部に回転自在に支承され、かつ一
方の軸受部とスラスト受け面とが有底円筒状に形成され
ているとともに、上記スラスト受け面に当接するシャフ
ト部の端部が、先端に向けて漸次縮径するＲ形状に形成
されていることを特徴とするものである。
２に記載の発明において、上記シャフト部両端が上記本
体の中空部両端の軸受部に回転自在に支承され、かつ一
方の軸受部とスラスト受け面とが有底円筒状に形成され
ているとともに、上記スラスト受け面に当接するシャフ
ト部の端部が、先端に向けて漸次縮径するＲ形状に形成
されていることを特徴とするものである。
【００１０】請求項１〜３のいずれかに記載の回動アク
チュエータによれば、ローターマグネットを、最大エネ
ルギー積（ＢＨ）max が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネ
ットによって、２．５φ以下の外径寸法に形成したこと
により、本体の凹部に巻回された巻線に電流を流して、
本体の中空部に設けた上記ローターマグネットを所定の
角度を回動させるに際して、従来のものよりも速いスピ
ードで当該回動動作を行なうことができる。ちなみに、
所定の回動角度が４７°である場合に、上記回動動作を
約１．０ｍｓｅｃのスピードで行なうことが可能にな
る。
チュエータによれば、ローターマグネットを、最大エネ
ルギー積（ＢＨ）max が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネ
ットによって、２．５φ以下の外径寸法に形成したこと
により、本体の凹部に巻回された巻線に電流を流して、
本体の中空部に設けた上記ローターマグネットを所定の
角度を回動させるに際して、従来のものよりも速いスピ
ードで当該回動動作を行なうことができる。ちなみに、
所定の回動角度が４７°である場合に、上記回動動作を
約１．０ｍｓｅｃのスピードで行なうことが可能にな
る。
【００１１】この回動動作を行なう際に、本体の中空部
において、シャフト部との間に生じるガタ等によって、
ローターマグネットに軸線方向への不必要な変位が生じ
ると、上記スピードの低下を招来する虞がある。この
点、請求項２に記載の発明によれば、上記ヨークを、そ
の軸線方向の中心がローターマグネットの軸線方向の中
心よりも、当該ローターマグネットの軸線方向長さの３
％以上一の方向に変位するように上記本体に取付けてい
るので、動作時に、ローターマグネットを介してそのシ
ャフト部には、上記一の方向に向けたスラスト力が作用
する。
において、シャフト部との間に生じるガタ等によって、
ローターマグネットに軸線方向への不必要な変位が生じ
ると、上記スピードの低下を招来する虞がある。この
点、請求項２に記載の発明によれば、上記ヨークを、そ
の軸線方向の中心がローターマグネットの軸線方向の中
心よりも、当該ローターマグネットの軸線方向長さの３
％以上一の方向に変位するように上記本体に取付けてい
るので、動作時に、ローターマグネットを介してそのシ
ャフト部には、上記一の方向に向けたスラスト力が作用
する。
【００１２】そして、このスラスト力によって、当該シ
ャフト部の上記一の方向の端部が本体に形成されたスラ
スト受け面に当接し、この結果回動時におけるシャフト
部の軸線方向への移動が阻止される。これにより、上述
した回動スピードの低下が防止され、確実にかつ安定的
に、速いスピードで所定角度の回動動作を行なうことが
可能になる。
ャフト部の上記一の方向の端部が本体に形成されたスラ
スト受け面に当接し、この結果回動時におけるシャフト
部の軸線方向への移動が阻止される。これにより、上述
した回動スピードの低下が防止され、確実にかつ安定的
に、速いスピードで所定角度の回動動作を行なうことが
可能になる。
【００１３】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
上記スラスト受け面に当接するシャフト部の端部を、先
端に向けて漸次縮径するＲ形状に形成しているので、ロ
ーターマグネットと一体に回動するシャフト部の端部
と、スラスト受け面との間の摩擦が極めて小さくなり、
よって一層確実に速いスピードで上記ローターマグネッ
トを回動させることが可能になる。
上記スラスト受け面に当接するシャフト部の端部を、先
端に向けて漸次縮径するＲ形状に形成しているので、ロ
ーターマグネットと一体に回動するシャフト部の端部
と、スラスト受け面との間の摩擦が極めて小さくなり、
よって一層確実に速いスピードで上記ローターマグネッ
トを回動させることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明の回動
アクチュエータの一実施形態を示すもので、図中符号１
が本体である。この本体１は、合成樹脂によって成形さ
れた本体部分１ａと蓋体１ｂとから構成されている。本
体部分１ａおよび蓋体１ｂは、それぞれ有底円筒状に形
成されており、本体部分１ａの開口部を、蓋体１ｂが塞
ぐようになっている。そして、本体１の中空部に、ロー
ターマグネット２が回動自在に組み込まれている。
アクチュエータの一実施形態を示すもので、図中符号１
が本体である。この本体１は、合成樹脂によって成形さ
れた本体部分１ａと蓋体１ｂとから構成されている。本
体部分１ａおよび蓋体１ｂは、それぞれ有底円筒状に形
成されており、本体部分１ａの開口部を、蓋体１ｂが塞
ぐようになっている。そして、本体１の中空部に、ロー
ターマグネット２が回動自在に組み込まれている。
【００１５】このローターマグネット２は、最大エネル
ギー積が４５ＭＧＯｅ以上、例えば４８ＭＧ０ｅのマグ
ネットによって、２．５φ以下の外径寸法の円筒状に形
成されたもので、その中心部には合成樹脂からなるシャ
フト部３が一体成形されている。そして、このシャフト
部３の両端に小径のシャフト３ａ、３ｂが形成されてい
る。また、シャフト部３のシャフト３ｂ側の外周面に
は、直径方向に突出する一対のレバー４が一体成形され
ており、他方蓋体１ｂには、これらレバー４を本体１の
外方に延出させるとともに、所定角度の回動を許容する
開口部５が形成されている。
ギー積が４５ＭＧＯｅ以上、例えば４８ＭＧ０ｅのマグ
ネットによって、２．５φ以下の外径寸法の円筒状に形
成されたもので、その中心部には合成樹脂からなるシャ
フト部３が一体成形されている。そして、このシャフト
部３の両端に小径のシャフト３ａ、３ｂが形成されてい
る。また、シャフト部３のシャフト３ｂ側の外周面に
は、直径方向に突出する一対のレバー４が一体成形され
ており、他方蓋体１ｂには、これらレバー４を本体１の
外方に延出させるとともに、所定角度の回動を許容する
開口部５が形成されている。
【００１６】他方、本体部分１ａおよび蓋体１ｂの底部
には、それぞれ上記シャフト３ａ、３ｂをラジアル方向
に支承する軸受部４ａ、４ｂが形成されている。ここ
で、本体部分１ａの底部は、上記軸受４ａと底面とによ
って有底円筒状に形成されており、上記底面がシャフト
３ａの端面に当接してその移動を係止するスラスト受け
面６とされている。そして、シャフト３ａのスラスト受
け面６に当接する端部は、先端側に向けて漸次縮径する
円錐状に形成されており、その先端はＲ形状に形成され
ている。
には、それぞれ上記シャフト３ａ、３ｂをラジアル方向
に支承する軸受部４ａ、４ｂが形成されている。ここ
で、本体部分１ａの底部は、上記軸受４ａと底面とによ
って有底円筒状に形成されており、上記底面がシャフト
３ａの端面に当接してその移動を係止するスラスト受け
面６とされている。そして、シャフト３ａのスラスト受
け面６に当接する端部は、先端側に向けて漸次縮径する
円錐状に形成されており、その先端はＲ形状に形成され
ている。
【００１７】また、本体１の外周部には、軸線方向に延
在する所定の幅寸法の凹部７が形成されている。この凹
部７は、本体１の直径方向に対向する位置に形成されて
おり、さらにこれら凹部７の端部には、両凹部７間を直
径方向に連通させる凹部８が形成されている。そして、
この凹部７、８に巻線９が上記軸線と並行に巻回され、
この巻線９の始線と終線が本体部分１ａの底部に設けら
れた端子１０に巻回されて、半田付けされている。
在する所定の幅寸法の凹部７が形成されている。この凹
部７は、本体１の直径方向に対向する位置に形成されて
おり、さらにこれら凹部７の端部には、両凹部７間を直
径方向に連通させる凹部８が形成されている。そして、
この凹部７、８に巻線９が上記軸線と並行に巻回され、
この巻線９の始線と終線が本体部分１ａの底部に設けら
れた端子１０に巻回されて、半田付けされている。
【００１８】さらに、本体部分１ａの外周には、円筒状
の金属製のヨーク１１が設けられている。このヨーク１
１は、ローターマグネット２から発せられた磁束の通路
であると同時に、外部磁界の影響をローターマグネット
２が受けないようにするためのものである。このヨーク
１１の一端部は、抜け止めと回転止めの機能を果す抜け
防止ピン１２によって係止されており、その他端部は、
外径寸法が本体部分１ａよりも若干大きく形成された蓋
体１ｂによって係止されている。
の金属製のヨーク１１が設けられている。このヨーク１
１は、ローターマグネット２から発せられた磁束の通路
であると同時に、外部磁界の影響をローターマグネット
２が受けないようにするためのものである。このヨーク
１１の一端部は、抜け止めと回転止めの機能を果す抜け
防止ピン１２によって係止されており、その他端部は、
外径寸法が本体部分１ａよりも若干大きく形成された蓋
体１ｂによって係止されている。
【００１９】ここで、図２に示すように、ヨーク１１
は、その軸線方向の中心をローターマグネット２の軸線
方向の中心よりも、軸受３ａ方向（一の方向）に長さＬ
だけ変位させて取り付けられている。そして、この変位
量Ｌは、ローターマグネット２の軸線方向長さの３％以
上となるように設定されている。以上の構成からなる回
動アクチュエータは、ローターマグネット２と一体化さ
れたレバー４に、図示されないシャッターや絞り装置の
遮光羽根を開閉させるリンク機構が連結されている。
は、その軸線方向の中心をローターマグネット２の軸線
方向の中心よりも、軸受３ａ方向（一の方向）に長さＬ
だけ変位させて取り付けられている。そして、この変位
量Ｌは、ローターマグネット２の軸線方向長さの３％以
上となるように設定されている。以上の構成からなる回
動アクチュエータは、ローターマグネット２と一体化さ
れたレバー４に、図示されないシャッターや絞り装置の
遮光羽根を開閉させるリンク機構が連結されている。
【００２０】次に、上記回動アクチュエータの作用に付
いて説明する。上記シャッター等の遮光羽根を開閉させ
る際には、端子１０から巻線９に直流電流を送る。する
と、軸線方向に巻回された巻線９の周囲には、磁力線が
発生するが、図２において、ローターマグネット２を中
心とした左右の巻線９周りに発生する磁力線の方向が逆
になるため、当該ローターマグネット２がそのＮ極、Ｓ
極の吸引反発作用によって回動する。この際に、ロータ
ーマグネット２を、最大エネルギー積が４５ＭＧＯｅ以
上であるマグネットによって、２．５φ以下の外径寸法
に形成しているので、従来のものよりも速いスピードで
上記回動動作を行なうことができる。
いて説明する。上記シャッター等の遮光羽根を開閉させ
る際には、端子１０から巻線９に直流電流を送る。する
と、軸線方向に巻回された巻線９の周囲には、磁力線が
発生するが、図２において、ローターマグネット２を中
心とした左右の巻線９周りに発生する磁力線の方向が逆
になるため、当該ローターマグネット２がそのＮ極、Ｓ
極の吸引反発作用によって回動する。この際に、ロータ
ーマグネット２を、最大エネルギー積が４５ＭＧＯｅ以
上であるマグネットによって、２．５φ以下の外径寸法
に形成しているので、従来のものよりも速いスピードで
上記回動動作を行なうことができる。
【００２１】加えて、ローターマグネット２から発せら
れた磁束の通路となるヨーク１１は、その軸線方向の中
心がローターマグネット２の軸線方向の中心よりも、軸
受３ａ方向に長さＬだけ変位させて取り付けられている
ために、当該ローターマグネット２には、上記軸受３ａ
側（図２の下方）に向けて常にスラスト力が発生してい
る。そして、このスラスト力は、円錐状のシャフト３ａ
の先端において、スラスト受け面６によって支承されて
いる。この結果、上記ローターマグネット２が回動する
際に、ガタ等によってシャフト部３に軸線方向への変位
が発生することが無く、かつシャフト３ａとスラスト受
け面６との間の摩擦力が極めて小さいため、負荷変動を
極力０に抑えることができ、よって確実に上記ローター
マグネット２を速いスピードで回動させることができ
る。
れた磁束の通路となるヨーク１１は、その軸線方向の中
心がローターマグネット２の軸線方向の中心よりも、軸
受３ａ方向に長さＬだけ変位させて取り付けられている
ために、当該ローターマグネット２には、上記軸受３ａ
側（図２の下方）に向けて常にスラスト力が発生してい
る。そして、このスラスト力は、円錐状のシャフト３ａ
の先端において、スラスト受け面６によって支承されて
いる。この結果、上記ローターマグネット２が回動する
際に、ガタ等によってシャフト部３に軸線方向への変位
が発生することが無く、かつシャフト３ａとスラスト受
け面６との間の摩擦力が極めて小さいため、負荷変動を
極力０に抑えることができ、よって確実に上記ローター
マグネット２を速いスピードで回動させることができ
る。
【００２２】
【実施例】図１および図２に示した構造の回動アクチュ
エータを用いて、本発明に係る最大エネルギー積が４８
ＭＧＯｅであって、かつ外形寸法が２．５φであるロー
ターマグネットと、比較例として最大エネルギー積が４
１ＭＧＯｅであって、かつ外形寸法が２．７φであるロ
ーターマグネットとを用い、かつそれぞれのマグネット
長を３種類に変えて、所定の角度（４７°）を回動させ
た際のレバーの一端側から他端側までの作動時間を測定
する実験を行なった。
エータを用いて、本発明に係る最大エネルギー積が４８
ＭＧＯｅであって、かつ外形寸法が２．５φであるロー
ターマグネットと、比較例として最大エネルギー積が４
１ＭＧＯｅであって、かつ外形寸法が２．７φであるロ
ーターマグネットとを用い、かつそれぞれのマグネット
長を３種類に変えて、所定の角度（４７°）を回動させ
た際のレバーの一端側から他端側までの作動時間を測定
する実験を行なった。
【００２３】表１は、上記実験の結果を示すものであ
る。同表から、ローターマグネットの長さを変えても、
殆ど作動時間の変化は無いが、マグネット径とローター
マグネットを構成するマグネットの最大エネルギー積を
変えることにより、比較例において１．４〜１．５ｍｓ
ｅｃであった回動スピードが、本発明に係る回動アクチ
ュエータにおいては、１．０〜１．１ｍｓｅｃと、大き
く変化することが実験的に実証できた。
る。同表から、ローターマグネットの長さを変えても、
殆ど作動時間の変化は無いが、マグネット径とローター
マグネットを構成するマグネットの最大エネルギー積を
変えることにより、比較例において１．４〜１．５ｍｓ
ｅｃであった回動スピードが、本発明に係る回動アクチ
ュエータにおいては、１．０〜１．１ｍｓｅｃと、大き
く変化することが実験的に実証できた。
【００２４】
【表１】
【００２５】上記実験結果を理論的に解析すると、始動
トルクＴ0 、慣性モーメントＪ、初期加速度α0 とする
と、Ｊ（ｄω／ｄｔ）t=0 ＝Ｊα0 ＝Ｔ0 となる。こ
こで、ローターマグネットの慣性モーメントＪを求め
る。（なお、レバーの形状および材質は同等のため計算
からは除外する。）上記慣性モーメントＪは、 Ｊ＝（Ｗ／８）・（Ｄ2 2＋Ｄ1 2） ［ｋｇ・ｃｍ2 ］ として求められる。そこで、表１に示した２．７φ（以
下、比較例を略す。）および２．５φ（以下、本発明例
と略す。）のローターマグネットについて、いずれもロ
ーターマグネット長が６．５ｍｍのものを用いて、上記
実験の結果得られた動作時間の差を考察する。但し、巻
線の条件は変更しない。
トルクＴ0 、慣性モーメントＪ、初期加速度α0 とする
と、Ｊ（ｄω／ｄｔ）t=0 ＝Ｊα0 ＝Ｔ0 となる。こ
こで、ローターマグネットの慣性モーメントＪを求め
る。（なお、レバーの形状および材質は同等のため計算
からは除外する。）上記慣性モーメントＪは、 Ｊ＝（Ｗ／８）・（Ｄ2 2＋Ｄ1 2） ［ｋｇ・ｃｍ2 ］ として求められる。そこで、表１に示した２．７φ（以
下、比較例を略す。）および２．５φ（以下、本発明例
と略す。）のローターマグネットについて、いずれもロ
ーターマグネット長が６．５ｍｍのものを用いて、上記
実験の結果得られた動作時間の差を考察する。但し、巻
線の条件は変更しない。
【００２６】まず、上記比較例および本発明例の重量は
体積に比例するため、それぞれの体積を求める。比較例
の内径をＤ1 、外径をＤ2 とし、他方本発明例の内径を
Ｄ1´ 、外径をＤ2´ とすると、比較例の体積は、
{（Ｄ2 2／２）・π−（Ｄ1 2／２）・π}×Ｌより、１．
４６×１０-2πＬ［ｃｍ3 ］になる。他方、本発明例の
体積は、{（Ｄ2´2／２）・π−（Ｄ1´2／２）・π}×
Ｌより、１．２０×１０-22 πＬ［ｃｍ3 ］になる。こ
れより、比較例の重量をＷ0 とすると、本発明例の重量
は、（１．２０／１．４６）Ｗ0 ≒０．８２Ｗ0 とな
る。
体積に比例するため、それぞれの体積を求める。比較例
の内径をＤ1 、外径をＤ2 とし、他方本発明例の内径を
Ｄ1´ 、外径をＤ2´ とすると、比較例の体積は、
{（Ｄ2 2／２）・π−（Ｄ1 2／２）・π}×Ｌより、１．
４６×１０-2πＬ［ｃｍ3 ］になる。他方、本発明例の
体積は、{（Ｄ2´2／２）・π−（Ｄ1´2／２）・π}×
Ｌより、１．２０×１０-22 πＬ［ｃｍ3 ］になる。こ
れより、比較例の重量をＷ0 とすると、本発明例の重量
は、（１．２０／１．４６）Ｗ0 ≒０．８２Ｗ0 とな
る。
【００２７】次に、比較例の慣性モーメントＪA を求め
ると、 ＪA ＝（Ｗ0 ／８）×（０．２７2 ＋０．１２2 ）＝１
１Ｗ0 ［ｇ−ｃｍ2 ］ となり、本発明例の慣性モーメントＪB を求めると、Ｊ
B ＝（０．８２Ｗ0 ／８）×（０．２５2 ＋０．１
２2 ）＝７．９Ｗ0 ［ｇ−ｃｍ2 ］となる。ここで、
Ｊα0 ＝Ｔ0 より、α0 ＝Ｔ0 ／Ｊとなり、Ｔ0 が一定
であれば、α 0 は、ＪA とＪB との比に反比例すること
になる。そこで、ＪA のα0 を１とすると、ＪB のα0
は１１／７．９＝１．３９となり、２．７φの作動時間
１．４ｍｓｅｃは、２．５φにした場合に、１．４／
１．３９≒１．０１ｍｓｅｃになる。以上により、上記
実験結果が理論値と一致することが判る。
ると、 ＪA ＝（Ｗ0 ／８）×（０．２７2 ＋０．１２2 ）＝１
１Ｗ0 ［ｇ−ｃｍ2 ］ となり、本発明例の慣性モーメントＪB を求めると、Ｊ
B ＝（０．８２Ｗ0 ／８）×（０．２５2 ＋０．１
２2 ）＝７．９Ｗ0 ［ｇ−ｃｍ2 ］となる。ここで、
Ｊα0 ＝Ｔ0 より、α0 ＝Ｔ0 ／Ｊとなり、Ｔ0 が一定
であれば、α 0 は、ＪA とＪB との比に反比例すること
になる。そこで、ＪA のα0 を１とすると、ＪB のα0
は１１／７．９＝１．３９となり、２．７φの作動時間
１．４ｍｓｅｃは、２．５φにした場合に、１．４／
１．３９≒１．０１ｍｓｅｃになる。以上により、上記
実験結果が理論値と一致することが判る。
【００２８】なお、本発明によれば、例えば、上記実施
の形態において巻線９を行なう際に、２種類の径の線を
同時に巻き線することによって、一方の巻線で駆動力を
与え、他方の巻線に反対方向に電圧をかけて制動力とし
て利用することも可能である。
の形態において巻線９を行なう際に、２種類の径の線を
同時に巻き線することによって、一方の巻線で駆動力を
与え、他方の巻線に反対方向に電圧をかけて制動力とし
て利用することも可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３のい
ずれかに記載の発明によれば、ローターマグネットを、
最大エネルギー積が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネット
によって、２．５φ以下の外径寸法に形成したことによ
り、本体の凹部に巻回された巻線に電流を流して、本体
の中空部に設けた上記ローターマグネットを所定の角度
を回動させるに際して、従来のものよりも速いスピード
で当該回動動作を行なうことができる。
ずれかに記載の発明によれば、ローターマグネットを、
最大エネルギー積が４５ＭＧＯｅ以上であるマグネット
によって、２．５φ以下の外径寸法に形成したことによ
り、本体の凹部に巻回された巻線に電流を流して、本体
の中空部に設けた上記ローターマグネットを所定の角度
を回動させるに際して、従来のものよりも速いスピード
で当該回動動作を行なうことができる。
【００３０】特に、請求項２に記載の発明によれば、動
作時に、ローターマグネットを介してそのシャフト部に
スラスト力が作用する結果、当該シャフト部の端部を本
体に形成されたスラスト受け面において支承することに
より、回動時におけるシャフト部の軸線方向への移動を
阻止することができ、よってシャフト部のガタ等に起因
する回動スピードの低下を防止して、確実にかつ安定的
に、速いスピードで所定角度の回動動作を行なうことが
可能になる。
作時に、ローターマグネットを介してそのシャフト部に
スラスト力が作用する結果、当該シャフト部の端部を本
体に形成されたスラスト受け面において支承することに
より、回動時におけるシャフト部の軸線方向への移動を
阻止することができ、よってシャフト部のガタ等に起因
する回動スピードの低下を防止して、確実にかつ安定的
に、速いスピードで所定角度の回動動作を行なうことが
可能になる。
【００３１】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
ローターマグネットと一体に回動するシャフト部の端部
と、スラスト受け面との間の摩擦が極めて小さくなる結
果、負荷変動を極力０に抑えることができ、よって一層
確実に速いスピードで上記ローターマグネットを回動さ
せることが可能になるといった効果が得られる。
ローターマグネットと一体に回動するシャフト部の端部
と、スラスト受け面との間の摩擦が極めて小さくなる結
果、負荷変動を極力０に抑えることができ、よって一層
確実に速いスピードで上記ローターマグネットを回動さ
せることが可能になるといった効果が得られる。
【図１】本発明の回動アクチュエータの一実施形態を示
す一部断面視した平面図である。
す一部断面視した平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線視図である。
１ 本体 ２ ローターマグネット ３ シャフト部 ３ａ、３ｂ シャフト ４ａ、４ｂ 軸受部 ６ スラスト受け面 ７ 凹部 ９ 巻線 １１ ヨーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H605 AA07 BB12 BB16 CC01 CC02 CC03 CC04 DD09 EA06 EA29 EB06 EB16 EC04 GG18 5H621 AA03 BB07 BB08 GA02 GA05 GA12 GA16 GB03 GB11 GB14 HH03 JK02 JK15 JK19 5H622 AA03 CA01 CA05 CA10 CB06 DD04 PP01 PP03 PP20 QA03 5H633 BB08 BB15 BB16 GG02 GG07 GG16 HH03 HH07 HH16 HH23 JA05 JA08 JB07
Claims (3)
- 【請求項１】 円筒状に形成された非磁性体から成る本
体の外周に、その軸線方向に延在する凹部が形成され、
この凹部に巻線が巻回されるとともに、上記本体の中空
部にローターマグネットが回動自在に設けられ、かつ上
記本体の外周に上記ローターマグネットの磁束の通路と
なるヨークが設けられた回動アクチュエータにおいて、 上記ローターマグネットを、最大エネルギー積が４５Ｍ
ＧＯｅ以上であるマグネットによって、２．５φ以下の
外径寸法に形成したことを特徴とする回動アクチュエー
タ。 - 【請求項２】 上記ヨークは、その軸線方向の中心を上
記ローターマグネットの軸線方向の中心よりも、当該ロ
ーターマグネットの軸線方向長さの３％以上一の方向に
変位させて上記本体に取付けられるとともに、上記本体
には、上記ローターマグネットの中心部に形成されたシ
ャフト部の上記一の方向の端部が当接するスラスト受け
面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
回動アクチュエータ。 - 【請求項３】 上記シャフト部両端が上記本体の中空部
両端の軸受部に回転自在に支承され、かつ一方の上記軸
受部と上記スラスト受け面とが有底円筒状に形成されて
いるとともに、上記スラスト受け面に当接する上記シャ
フト部の端部は、先端に向けて漸次縮径するＲ形状に形
成されていることを特徴とする請求項２に記載の回動ア
クチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21969999A JP2001045719A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 回動アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21969999A JP2001045719A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 回動アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001045719A true JP2001045719A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16739589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21969999A Pending JP2001045719A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | 回動アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001045719A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004091078A1 (ja) * | 2003-04-03 | 2004-10-21 | Minebea Co. Ltd. | ロータリーアクチュエータ |
| JP2007193145A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Hidefumi Kubo | 光量調節装置 |
| US9030059B2 (en) | 2011-05-23 | 2015-05-12 | Johnson Electric S.A. | Actuator |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP21969999A patent/JP2001045719A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004091078A1 (ja) * | 2003-04-03 | 2004-10-21 | Minebea Co. Ltd. | ロータリーアクチュエータ |
| US7436094B2 (en) | 2003-04-03 | 2008-10-14 | Minebea Co., Ltd. | Rotary actuator |
| JP2007193145A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Hidefumi Kubo | 光量調節装置 |
| US9030059B2 (en) | 2011-05-23 | 2015-05-12 | Johnson Electric S.A. | Actuator |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060206 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090512 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090929 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |