JP2005198359A - 電磁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化と高駆動力化或いは可動ロッドの大動作量化を図る。
【解決手段】 軸方向の両端部２ａ，２ｂが異なる磁極となるように着磁され一端部２ａが被駆動部７の駆動部とされてなる可動ロッド２と、ボビン孔１０，１３内に可動ロッド２の端部２ａ，２ｂを嵌挿させる第１電磁コイル体５及び第２電磁コイル体６とを備え、これら第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とが、駆動電流供給部４から異なる方向の駆動電流を供給されることによって可動ロッド２の動作領域に互いに異なる磁極の磁界を発生させ、可動ロッド２の磁極との間に作用する磁気吸引力と磁気斥力とによって可動ロッド２が駆動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、両端部が異なる磁極となるように着磁された可動ロッドと、この可動ロッドの両端部をそれぞれボビン孔に嵌挿させた第１電磁コイル体と第２電磁コイル体とを有して、可動ロッドの磁極と第１電磁コイル体及び第２電磁コイル体のボビン孔に発生された磁界の磁極との間に生じる磁気吸引力と磁気斥力とによって可動ロッドを駆動する電磁駆動装置に関する。

電磁駆動装置は、例えば特許文献１に開示されるように、電磁コイル体と、この電磁コイル体のボビン孔に嵌挿される可動ロッドと、この可動ロッドを初期位置へと付勢する弾性部材とを備える。電磁駆動装置は、電磁コイル体のコイルに駆動電流を供給することによって磁界を発生させ、可動ロッドを弾性部材の弾性力に抗して吸引してスライド動作させることによりこの駆動ロッドを介して被駆動部を駆動する。

電磁駆動装置は、高応答性、低騒音性或いは簡易な制御性等の特徴を有し、構成部材も少なく簡易に構成される。電磁駆動装置は、かかる特性を有することから例えばオーディオ装置のディスク装填部に設けられる扉開閉機構の駆動装置等の種々の駆動機構として採用されている。
実開平７−３６４１０号公報

ところで、電磁駆動装置においては、可動ロッドが電磁コイル体のボビン長によってスライド量が規定されることから、大きな動作量を確保することが困難であるといった問題があった。また、電磁駆動装置においては、小型化を図る場合に電磁コイル体を小型に形成する対応が図られるが、電磁コイル体によって発生される磁界の強さも小さくなり可動ロッドを駆動するための駆動力が低下するといった問題があった。

また、電磁駆動装置は、可動ロッドのスライド動作によって被駆動部を駆動することから、例えば被駆動部を回転動作させるような場合にリンク機構等の伝達変換機構が必要となる。電磁駆動装置においては、伝達変換機構が可動ロッドの負荷となり大きな駆動力が必要となると大きな電磁コイル体を必要として装置が大型化するといった問題があった。

したがって、本発明は、小型化と高駆動力化或いは可動ロッドの大動作量化を図った電磁駆動装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成する本発明にかかる電磁駆動装置は、軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁され少なくとも一端部が被駆動部の駆動部とされてなる可動ロッドと、ボビン孔を互いに同軸上に位置させるようにして対向配置されてそれぞれのボビン孔内に可動ロッドの端部を軸方向に対してスライド自在に嵌挿させる第１電磁コイル体及び第２電磁コイル体とを備える。電磁駆動装置においては、第１電磁コイル体と第２電磁コイル体とが、電流供給源から異なる方向の駆動電流を供給されることによってそれぞれのボビン孔内が互いに異なる磁極となる磁界を発生させ、これらボビン孔内に嵌挿された可動ロッドの磁極との間に生じる磁気吸引力と磁気斥力とによってこの可動ロッドを軸方向にスライド動作させる。

また、電磁駆動装置は、可動ロッドが、磁性材によって形成されるとともに第１電磁コイル体と第２電磁コイル体との間に位置して外周部に軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁された筒状のマグネット体が固定されてなる。電磁駆動装置においては、マグネット体によって軸方向の両端がそれぞれ異なる磁極となるように磁化される。

さらに、電磁駆動装置においては、可動ロッドが、磁気力を保持する永久磁石材或いは半硬磁材によって形成され、軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁処理が施されてなる。

本発明にかかる電磁駆動装置は、曲率中心部に支点部が一体に形成されることによって支持部に対して回動自在に支持されその一部が被駆動部の駆動部とされてなる略円弧状の可動ロッドと、ボビン孔内に可動ロッドの一端部を軸方向に対してスライド自在に嵌挿させる第１電磁コイル体と、ボビン孔内に可動ロッドの他端部を軸方向に対してスライド自在に嵌挿させる第２電磁コイル体とを備える。電磁駆動装置においては、可動ロッドが両端部をそれぞれ異なる磁極となるように着磁されるとともに、第１電磁コイル体と第２電磁コイル体とが電流供給源から異なる方向の駆動電流を供給されることによってそれぞれのボビン孔内に異なる磁極の磁界を発生させる。電磁駆動装置においては、可動ロッドの両端部の磁極と、第１電磁コイル体と、第２電磁コイル体のそれぞれのボビン孔との磁極との間に生じる磁気吸引力と磁気斥力とによって、可動ロッドが回動動作する。

また、電磁駆動装置は、可動ロッドが、磁性材によって形成されるとともに第１電磁コイル体と第２電磁コイル体との間に位置して外周部に軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁された筒状のマグネット体が固定されてなる。電磁駆動装置においては、マグネット体によって軸方向の両端がそれぞれ異なる磁極となるように磁化される。

さらに、電磁駆動装置は、可動ロッドが、磁気力を保持する永久磁石材或いは半硬磁材によって形成され、軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁処理が施されてなる。

以上のように構成された本発明にかかる電磁駆動装置によれば、可動ロッドの両端部位において相対して配置された第１電磁コイル体と第２電磁コイル体とに異なる方向の駆動電流を供給することによって可動ロッドの両端部が嵌挿されるそれぞれのボビン孔内に互いに異なる磁極の磁界を発生させて、可動ロッドとの間に磁気吸引力と磁気斥力とを生じさせて駆動するように構成される。したがって、電磁駆動装置によれば、可動ロッドに対して磁気吸引力と磁気斥力とによる大きな駆動力を作用させることが可能となり、可動ロッドによって大重量或いは大型の被駆動部も駆動されるようになる。電磁駆動装置によれば、可動ロッドの往復動作に際してそれぞれ被駆動部を駆動することも可能であり、高速処理化或いは高精度化の対応が図られるようになる。

また、電磁駆動装置によれば、可動ロッドを大きなストローク量を以ってスライド動作させることを可能とするとともにストローク量の調整も適宜設定することが可能であり、被駆動部を設置するための条件を大幅に緩和する。さらに、電磁駆動装置によれば、可動ロッドを回転動作させることで、リンク機構等を介在させることなく被駆動部を直接回転させることも可能となり、小型化や高速処理化が図られるようになる。

以下、本発明の実施の形態として示す電磁駆動装置１について、図面を参照して詳細に説明する。電磁駆動装置１は、図１に示すように、磁性材によって軸状に形成された可動ロッド２と、この可動ロッド２に軸装された円筒状のマグネット体３と、駆動電流供給部４からそれぞれ駆動電流が供給される一対の第１電磁コイル体５及び第２電磁コイル体６とを備える。電磁駆動装置１は、可動ロッド２が図示しないケース体に一体に形成されたスライド軸受け部に軸方向に対してスライド自在に支持され、その一端部２ａ（第１端部２ａ）側がケース体から出入り自在とされて適宜の被駆動部７を駆動する駆動部を構成する。

可動ロッド２には、軸方向の略中央部に位置してマグネット体３の軸長とほぼ等しい間隔を以って一対の嵌合溝８ａ、８ｂが周回りに形成されている。可動ロッド２には、その外径とほぼ等しい内径の軸孔を有するマグネット体３が、一端側から嵌合溝８ａ、８ｂ間に位置して外周部に嵌め合わされる。可動ロッド２は、嵌合溝８ａ、８ｂに抜止めリング９ａ、９ｂが嵌合されることによって、マグネット体３を軸方向の略中央部に位置して固定する。なお、可動ロッド２は、マグネット体３を接着剤によって外周部に固定するようにしてもよい。

マグネット体３は、例えばフェライト材等の永久磁石材料によって形成され、両端面３ａ、３ｂが互いに異なる磁極となるように着磁処理が施されている。マグネット体３は、可動ロッド２の外周部に軸装されることによって、この可動ロッド２が軸方向の両端部が互いに異なる磁極となるように磁化する。なお、マグネット体３は、例えば軸孔を有する円盤状に形成されていてもよい。

マグネット体３は、例えば第１電磁コイル体５と対向する第１端面３ａ側がＮ極、第２電磁コイル体６と対向する第２端面３ｂ側がＳ極となるように着磁されている。したがって、マグネット体３は、可動ロッド２を、第１端部２ａ側がＳ極となるように磁化するとともに第２端部２ｂ側がＮ極となるように磁化する。

第１電磁コイル体５は、ボビン孔１０を有するコイルボビン１１の外周部にコイル線１２の巻き線処理を施して形成してなる。第１電磁コイル体５は、ケース体に一体に形成した取付部にコイルボビン１１が取り付けられることによって軸方向の位置を固定される。第１電磁コイル体５は、ボビン孔１０がその内径を可動ロッド２の外径よりもやや大径に形成され、この可動ロッド２の一端部２ａを嵌挿させる。第１電磁コイル体５は、可動ロッド２を嵌挿させることによって、マグネット体３と同心でかつ第１端面３ａと所定の対向間隔を以って対向している。

第１電磁コイル体５は、コイル線１２の両端が駆動電流供給部４と接続されており、この駆動電流供給部４から駆動電流が供給されることによってコイル線１２が磁化してボビン孔１０内に可動ロッド２と平行方向の磁界が発生される。第１電磁コイル体５は、この平行磁界によってボビン孔１０の開口部において可動ロッド２の第１端部２ａに着磁された磁極と異なる磁極が発生されるよう構成される。すなわち、第１電磁コイル体５は、駆動電流が供給されることによってボビン孔１０の開口部がＮ極となる磁界が発生する。

第２電磁コイル体６も、上述した第１電磁コイル体５と同様に構成され、ボビン孔１３を有するコイルボビン１４の外周部にコイル線１５の巻き線処理を施して形成してなる。第２電磁コイル体６も、ケース体に一体に形成した取付部にコイルボビン１４が取り付けられることによって軸方向の位置を固定される。第２電磁コイル体６も、ボビン孔１３がその内径を可動ロッド２の外径よりもやや大径に形成され、この可動ロッド２の第２端部２ｂを嵌挿させる。第２電磁コイル体６は、可動ロッド２を嵌挿させることによって、マグネット体３と同心でかつ第２端面３ｂと所定の対向間隔を以って対向している。

第２電磁コイル体６は、ケース体に取り付けられた状態において、それぞれのボビン孔１０、１３が互いに同軸上に位置して第１電磁コイル体５と所定の対向間隔を以って対向されてなる。第２電磁コイル体６も、コイル線１５の両端が駆動電流供給部４と接続されており、この駆動電流供給部４から第１電磁コイル体５に供給される駆動電流と逆向きの駆動電流が供給されることによってコイル線１５が磁化してボビン孔１３内に可動ロッド２と平行方向の磁界が発生される。第２電磁コイル体６は、この平行磁界によってボビン孔１３の開口部において可動ロッド２の第２端部２ｂに着磁された磁極と同一となる磁極が発生されるよう構成される。すなわち、第２電磁コイル体６は、駆動電流が供給されることによってボビン孔１３の開口部がＳ極となる磁界が発生する。

電磁駆動装置１においては、第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６との対向空間部にマグネット体３が位置するようにして可動ロッド２がケース体にスライド自在に支持されるように構成されてなる。電磁駆動装置１においては、例えば第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とに対して、駆動電流供給部４から保持電流を供給することによってマグネット体３を介して可動ロッド２を位置決めするようにしてもよい。電磁駆動装置１においては、保持電流が供給されることによって、マグネット体３の両端面３ａ、３ｂと第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６との相対する端部とが互いに異なる磁極となって磁気吸引力が作用されるようにする。電磁駆動装置１においては、マグネット体３が両側から作用される磁気吸引力によってバランスして位置決めされ、可動ロッド２を初期位置に位置決めする。

以上のように構成された電磁駆動装置１においては、図１に示す初期位置の状態において、駆動電流供給部４から第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とに対してそれぞれ駆動電流が供給される。電磁駆動装置１においては、駆動電流の供給によって上述したよう、第１電磁コイル体５においてボビン孔１０の開口部がＮ極となる磁界が発生するとともに、第２電磁コイル体６においてボビン孔１３の開口部がＳ極となる磁界が発生する。

電磁駆動装置１においては、Ｎ極となる第１電磁コイル体５のボビン孔１０の開口部とＳ極に磁化された可動ロッド２の第１端部２ａとの間に図２矢印Ａで示す磁気吸引力が発生する。また、電磁駆動装置１においては、Ｎ極となる第２電磁コイル体５のボビン孔１３の開口部とＮ極に磁化された可動ロッド２の第２端部２ｂとの間に図２矢印Ｂで示す磁気斥力が発生する。電磁駆動装置１においては、この磁気吸引力と磁気斥力との和による軸方向の駆動力によって可動ロッド２が第１電磁コイル体５側へとスライド動作して被駆動部７を駆動する。

電磁駆動装置１においては、被駆動部７が所定の動作を行った後に駆動電流供給部４から第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とに対してそれぞれ保持電流が供給されることにより、可動ロッド２が復帰動作し、マグネット体３に作用する磁気力がバランスする初期位置において保持される。

電磁駆動装置１においては、上述したように可動ロッド２の両端部位２ａ、２ｂに対して互いに相対する第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とを配置するとともに、これら第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とに対して駆動電流供給部４から異なる方向の駆動電流を供給してそれぞれのボビン孔１０、１３の開口部が異なる磁極となる磁界を発生させる。電磁駆動装置１においては、可動ロッド２を磁気吸引力と磁気斥力との和による軸方向の駆動力によって駆動することにより、大きな駆動力で駆動することが可能とされる。電磁駆動装置１においては、小型の第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とを用いても、充分に大きな駆動力が得られるようになり、小型化或いは低電力消費化が図られるようになる。

また、電磁駆動装置１においては、第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６との対向間隔を充分に保持することにより、可動ロッド２を大きなストローク量を以って駆動することが可能となる。電磁駆動装置１においては、大型の第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とを用いることなく可動ロッド２のストローク量と駆動力とを確保することが可能となる。したがって、電磁駆動装置１においては、可動ロッド２によって大重量或いは大型の被駆動部７を駆動することが可能とされる。

なお、電磁駆動装置１においては、被駆動部７を可動ロッド２の第１端部２ａ側に設けるようにしたが、第２端部２ｂ側に設けるようにしてもよい。また、電磁駆動装置１においては、動作方向が左右対称となるが、被駆動部７を可動ロッド２の両端部２ａ、２ｂに設けるようにしてもよい。さらに、電磁駆動装置１においては、被駆動部７を可動ロッド２が往復動作する際にそれぞれ所定の動作が行われるように駆動してもよい。

図３に第２の実施の形態として示した電磁駆動装置２０は、上述した電磁駆動装置１において可動ロッド２１を永久磁石素材によって形成することにより、マグネット体３及び抜止めリング９を不要とした構成に特徴を有している。電磁駆動装置２０は、駆動電流供給部４や第１電磁コイル体５或いは第２電磁コイル体６の基本的な構成を上述した電磁駆動装置１と同様とすることから、対応する部材に同一符号を付してその説明を省略する。

電磁駆動装置２０においては、可動ロッド２１が、永久磁石材料によって所定の長さを有する棒状に形成されるとともに、両端部２１ａ、２１ｂが互いに異なる磁極となるように着磁処理が施されてなる。可動ロッド２１は、具体的には永久磁石の材料として一般的に用いられる希土類磁石材料、フェライト磁石材料或いは合金磁石材料によって形成される。また、可動ロッド２１は、例えばマルテンサイト鋼のような半硬質磁性材料も好適に用いられる。

可動ロッド２１は、上述した永久磁石材料によって形成した棒状部材に対して周知の着磁処理を施すことによって、例えば第１端部２１ａ側がＳ極に、また第２端部２１ｂ側がＮ極となるように着磁されてなる。可動ロッド２１は、第１電磁コイル体５及び第２電磁コイル体６のボビン孔１０、１３の内径よりもやや小径とされ、その両端部２１ａ、２１ｂがボビン孔１０、１３に嵌挿されるようにしてケース体に対してスライド自在に支持される。可動ロッド２１には、第１端部２１ａが被駆動部７を駆動する駆動部を構成する。

上述した可動ロッド２１を有する電磁駆動装置２０においても、駆動電流供給部４から第１電磁コイル体５と第２電磁コイル体６とに対してそれぞれ駆動電流が供給される。電磁駆動装置２０においては、駆動電流の供給によって第１電磁コイル体５においてボビン孔１０の開口部がＮ極となる磁界が発生するとともに、第２電磁コイル体６においてボビン孔１３の開口部がＳ極となる磁界が発生する。電磁駆動装置２０においては、Ｎ極となる第１電磁コイル体５のボビン孔１０の開口部とＳ極に着磁された可動ロッド２１の第１端部２１ａとの間に磁気吸引力が発生する。また、電磁駆動装置２０においては、Ｎ極となる第２電磁コイル体５のボビン孔１３の開口部とＮ極に着磁された可動ロッド２１の第２端部２１ｂとの間に磁気斥力が発生する。電磁駆動装置２０においては、この磁気吸引力と磁気斥力との和による軸方向の駆動力によって、可動ロッド２１が第１電磁コイル体５側へとスライド動作して被駆動部７を駆動する。

電磁駆動装置２０においては、可動ロッド２１が永久磁石材料によって形成されることから、上述した電磁駆動装置１のようにマグネット体３や、これを固定するための抜止めリング９が不要となる。したがって、電磁駆動装置２０においては、部品やその組立工程の削減が図られるとともに構造の簡易化によるコスト低減が図られる。また、電磁駆動装置２０においては、可動ロッド２１の軽量化により、第１電磁コイル体５及び第２電磁コイル体６の小型化或いは低電力消費化が図られるようになる。

図４に第３の実施の形態として示した電磁駆動装置３０は、可動ロッド３１が回動動作されるようにした構成に特徴を有している。電磁駆動装置３０も、磁性材によって形成された可動ロッド３１と、この可動ロッド３１に軸装された円筒状のマグネット体３２と、駆動電流供給部４からそれぞれ駆動電流が供給される一対の第１電磁コイル体３３及び第２電磁コイル体３４とを備える基本的な構成について、上述した電磁駆動装置１と同様とする。

可動ロッド３１は、図示するように略半円弧状を呈して形成され、その曲率中心部に位置して複数のアーム部３５によって一体に連設されてハブ状の支点部３６が形成されている。可動ロッド３１は、支点部３６の軸孔３６ａに、図示しないケース体に支持した支軸３７が嵌挿されることにより、この支軸３７に対して回動自在に支持される。可動ロッド３１は、その一部が被駆動部７の駆動部として構成されている。

可動ロッド３１には、円周長の略略中央部に位置してマグネット体３２が接着剤によって接合固定されている。なお、可動ロッド３１は、上述した可動ロッド２のように円周方向に所定の間隔を以って嵌合溝を形成し、これら嵌合溝間にマグネット体３２を装着するとともに抜止めリングによって固定するようにしてもよい。

マグネット体３２も、例えばフェライト材等の永久磁石材料によって形成され、その両端面３２ａ、３２ｂが互いに異なる磁極となるように着磁処理が施されている。マグネット体３２は、可動ロッド３１の外周部に軸装されることによって、この可動ロッド３１が軸方向の両端部が互いに異なる磁極となるように磁化する。なお、マグネット体３２は、例えば軸孔を有する円盤状に形成されていてもよい。

マグネット体３２は、例えば第１電磁コイル体３３と対向する第１端面３２ａ側がＮ極に、また第２電磁コイル体３４と対向する第２端面３２ｂ側がＳ極となるように着磁されている。したがって、マグネット体３２は、可動ロッド３１を、第１端部３１ａ側がＳ極となるように磁化するとともに第２端部３１ｂ側がＮ極となるように磁化する。

第１電磁コイル体３３も、上述した第１電磁コイル体５と同様に、ボビン孔３８を有するコイルボビン３９の外周部にコイル線４０の巻き線処理を施して形成してなる。第１電磁コイル体３３は、ケース体に一体に形成した取付部にコイルボビン３９が取り付けられることによって軸方向の位置を固定される。第１電磁コイル体３３は、ボビン孔３８がその内径を可動ロッド３１の外径よりもやや大径に形成され、この可動ロッド３１の第１端部３１ａを嵌挿させる。第１電磁コイル体３３は、可動ロッド３１を嵌挿させることによって、マグネット体３２と同心でかつ第１端部３２ａと所定の対向間隔を以って対向している。

第１電磁コイル体３３は、コイル線４０の両端が駆動電流供給部４と接続されており、この駆動電流供給部４から駆動電流が供給されることによりコイル線４０が磁化してボビン孔３８内に可動ロッド３１と平行方向の磁界が発生される。第１電磁コイル体３３は、この平行磁界によってボビン孔３８の開口部において可動ロッド３１の第１端部３１ａに着磁された磁極と異なる磁極が発生されるよう構成される。すなわち、第１電磁コイル体３３は、駆動電流が供給されることによってボビン孔３８の開口部がＮ極となる磁界が発生する。

第２電磁コイル体３４も、上述した第１電磁コイル体３３と同様に構成され、ボビン孔４１を有するコイルボビン４２の外周部にコイル線４３の巻き線処理を施して形成してなる。第２電磁コイル体３４も、ケース体に一体に形成した取付部にコイルボビン４２が取り付けられることによって軸方向の位置を固定される。第２電磁コイル体３４も、ボビン孔４１がその内径を可動ロッド３１の外径よりもやや大径に形成され、この可動ロッド３１の第２端部３１ｂを嵌挿させる。

第２電磁コイル体３４は、ケース体に取り付けられた状態において、それぞれのボビン孔１０、１３が互いに同軸上に位置して第１電磁コイル体５と所定の対向間隔を以って対向されてなる。第２電磁コイル体６も、コイル線１５の両端が駆動電流供給部４と接続されており、この駆動電流供給部４から第１電磁コイル体５に供給される駆動電流と逆向きの駆動電流が供給されることによってコイル線１５が磁化してボビン孔１３内に可動ロッド２と平行方向の磁界が発生される。第２電磁コイル体６は、この平行磁界によってボビン孔１３の開口部において可動ロッド２の端部２ｂに着磁された磁極と同一となる磁極が発生されるよう構成される。すなわち、第２電磁コイル体６は、駆動電流が供給されることによってボビン孔１３の開口部がＳ極となる磁界が発生する。

電磁駆動装置３０においては、第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とを、半円弧状に形成された可動ロッド３１の両端部３１ａ、３１ｂを嵌挿させるようにしてそれぞれケース体に配置してなる。したがって、電磁駆動装置３０においては、第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とが、図４に示すように支軸３７に対して同じ側に位置して互いに所定の角度を以って配置されるようになる。電磁駆動装置３０においては、このようにして第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とをケース体に配置することによって小型化が図られるようにする。

電磁駆動装置３０においては、第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４との間において、円弧状の可動ロード３１が回動動作する空間部を構成する。電磁駆動装置３０においては、この対向空間部にマグネット体３２が位置するようにして可動ロッド３１がケース体に回動自在に支持して構成されてなる。電磁駆動装置３０においては、保持電流が供給されることによって、マグネット体３２の両端面３２ａ、３２ｂと第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４との相対する端部とが互いに異なる磁極となって磁気吸引力が作用されるようにする。電磁駆動装置３０においては、マグネット体３２が両側から作用される磁気吸引力によってバランスして位置決めされ、可動ロッド３１を初期位置に位置決めする。

以上のように構成された電磁駆動装置３０においては、図４の実線で示す初期位置の状態において、駆動電流供給部４から第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とに対してそれぞれ駆動電流が供給される。電磁駆動装置３０においては、駆動電流の供給によって上述したよう、第１電磁コイル体３３においてボビン孔３８の開口部がＮ極となる磁界が発生するとともに、第２電磁コイル体３４においてボビン孔４１の開口部がＳ極となる磁界が発生する。

電磁駆動装置３０においては、Ｎ極となる第１電磁コイル体３３のボビン孔３８の開口部とＳ極に磁化された可動ロッド３１の第１端部３１ａとの間において磁気吸引力が発生する。また、電磁駆動装置３０においては、Ｎ極となる第２電磁コイル体３４のボビン孔４１の開口部とＮ極に磁化された可動ロッド３１の第２端部３１ｂとの間において磁気斥力が発生する。電磁駆動装置３０においては、この磁気吸引力と磁気斥力との和による軸方向の駆動力により、可動ロッド３１が第１電磁コイル体３３側へと吸引される。電磁駆動装置３０においては、可動ロッド３１が支軸３７を支点として図４に鎖線で示すように反時計方向に回動動作して被駆動部７を駆動する。

電磁駆動装置３０においては、被駆動部７が所定の動作を行った後に駆動電流供給部４から第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とに対してそれぞれ保持電流が供給されることにより、可動ロッド３１が時計方向へと復帰回動してマグネット体３２に対する磁気力がバランスする初期位置に保持される。

電磁駆動装置３０においては、上述したように半円弧状に形成した可動ロッド３１の両端部位３１ａ、３１ｂに対して互いに相対する第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とを配置するとともにこれら第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４に対して駆動電流供給部４から異なる方向の駆動電流を供給してそれぞれのボビン孔３８、４１の開口部が異なる磁極となる磁界を発生させる。電磁駆動装置３０においては、可動ロッド３１を磁気吸引力と磁気斥力との和による軸方向の駆動力によって駆動することにより、大きな駆動力で駆動することが可能とされる。電磁駆動装置３０においては、小型の第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とを用いても、充分に大きな駆動力が得られるようになり、小型化或いは低電力消費化が図られるようになる。

また、電磁駆動装置３０においては、可動ロッド３１が支点部３６を中心として同一円周上を回動することで、全体の小型化が図られるようにするとともに例えば被駆動部７を回転させる場合でもリンク機構等を不要とする。電磁駆動装置３０においては、小型の第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とを用いても可動ロッド３１を大きな駆動力によって回動させることを可能とする。電磁駆動装置３０においては、可動ロッド３１によって大重量或いは大型の被駆動部７を駆動することが可能とされる。

図５に第４の実施の形態として示した電磁駆動装置５０は、上述した電磁駆動装置３０において可動ロッド５１を永久磁石素材によって形成することにより、マグネット体３２を不要とした構成に特徴を有している。電磁駆動装置５０は、駆動電流供給部４や第１電磁コイル体３３或いは第２電磁コイル体３４の基本的な構成を上述した電磁駆動装置３０と同様とすることから、対応する部材に同一符号を付してその説明を省略する。

電磁駆動装置５０においては、可動ロッド５１が、永久磁石材料によって半円弧状を呈して形成されるとともに、両端部５１ａ、５１ｂが互いに異なる磁極となるように着磁処理が施されてなる。可動ロッド５１は、具体的には永久磁石の材料として一般的に用いられる希土類磁石材料、フェライト磁石材料或いは合金磁石材料によって形成される。可動ロッド５１は、例えばマルテンサイト鋼のような半硬質磁性材料も好適に用いられる。

可動ロッド５１は、上述した永久磁石材料によって形成した棒状部材に対して周知の着磁処理を施すことによって、例えば第１端部５１ａ側がＳ極に、また第２端部５１ｂ側がＮ極となるように着磁されてなる。可動ロッド５１は、第１電磁コイル体３３及び第２電磁コイル体３４のボビン孔３８、４１の内径よりもやや小径とされ、その両端部５１ａ、５１ｂがボビン孔１０、１３に嵌挿されるようにしてケース体に対して回動自在に支持される。可動ロッド５１には、第１端部５１ａが被駆動部７を駆動する駆動部を構成する。

上述した可動ロッド５１を有する電磁駆動装置５０には、駆動電流供給部４から第１電磁コイル体３３と第２電磁コイル体３４とに対してそれぞれ駆動電流が供給される。電磁駆動装置５０においては、駆動電流の供給によって第１電磁コイル体３３においてボビン孔１３８の開口部がＮ極となる磁界が発生するとともに、第２電磁コイル体３４においてボビン孔４１の開口部がＳ極となる磁界が発生する。電磁駆動装置５０においては、Ｎ極となる第１電磁コイル体３３のボビン孔３８の開口部とＳ極に着磁された可動ロッド５１の第１端部５１ａとの間に磁気吸引力が発生する。また、電磁駆動装置５０においては、Ｎ極となる第２電磁コイル体３４のボビン孔４１の開口部とＮ極に着磁された可動ロッド５１の第２端部５１ｂとの間に磁気斥力が発生する。電磁駆動装置５０においては、この磁気吸引力と磁気斥力との和による軸方向の駆動力によって、可動ロッド５１が第１電磁コイル体３３側へと反時計方向に回動動作して被駆動部７を駆動する。

電磁駆動装置５０においては、可動ロッド５１が永久磁石材料によって形成されることから、上述した電磁駆動装置３０のようにマグネット体３２や、これを固定する組立工程の削減が図られるとともに構造の簡易化によるコスト低減が図られる。また、電磁駆動装置５０においては、可動ロッド５１の軽量化により、第１電磁コイル体３３及び第２電磁コイル体３４の小型化或いは低電力消費化が図られるようになる。

なお、電磁駆動装置５０は、図５に示すように支点部３６に適宜の構造によって被駆動部７が連結される。電磁駆動装置５０は、かかる構造によって被駆動部７を直接回動動作させることが可能となり、連結機構等を不要とすることによって装置全体の小型化が図られるようになる。なお、かかる構造は、上述した電磁駆動装置３０にも採用することが可能である。

本発明の実施の形態として示す電磁駆動装置の要部縦断面図である。 電磁駆動装置の動作状態の要部縦断面図である。 本発明の第２の実施の形態として示す電磁駆動装置の要部縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態として示す電磁駆動装置の要部縦断面図である。 電磁駆動装置の動作状態の要部縦断面図である。

符号の説明

１ 電磁駆動装置
２ 可動ロッド
３ マグネット体
４ 駆動電流供給部
５ 第１電磁コイル体
６ 第２電磁コイル体
７ 被駆動部
１０ ボビン孔
１１ コイルボビン
２０ 電磁駆動装置
２１ 可動ロッド
３０ 電磁駆動装置
３１ 可動ロッド
３２ マグネット体
３３ 第１電磁コイル体
３４ 第２電磁コイル体
３６ 支点部
３７ 支軸
３８ ボビン孔
３９ コイルボビン
４１ ボビン孔
４２ コイルボビン
５０ 電磁駆動装置
５１ 可動ロッド

Claims (6)

1. 軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁され、少なくとも一端部が被駆動部の駆動部とされてなる可動ロッドと、
   ボビン孔を互いに同軸上に位置させるようにして対向配置されて、それぞれの前記ボビン孔内に前記可動ロッドの端部を軸方向に対してスライド自在に嵌挿させる第１電磁コイル体及び第２電磁コイル体とを備え、
   前記第１電磁コイル体と前記第２電磁コイル体とが、電流供給源から異なる方向の駆動電流を供給されることによってそれぞれのボビン孔内が互いに異なる磁極となる磁界を発生させ、これらボビン孔内に嵌挿された前記可動ロッドの磁極との間に生じる磁気吸引力と磁気斥力とによってこの可動ロッドを軸方向にスライド動作させることを特徴とする電磁駆動装置。
2. 前記可動ロッドが、磁性材によって形成されるとともに前記第１電磁コイル体と前記第２電磁コイル体との間に位置して外周部に軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁された筒状のマグネット体が固定されてなり、
   前記マグネット体によって軸方向の両端がそれぞれ異なる磁極となるように磁化されることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
3. 前記可動ロッドが、磁気力を保持する永久磁石材料によって形成され、軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁処理が施されることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動装置。
4. 曲率中心部に支点部が一体に形成されることによって支点部に対して回動自在に支持され、その一部が被駆動部の駆動部とされてなる略円弧状の可動ロッドと、
   ボビン孔内に前記可動ロッドの一端部を軸方向に対してスライド自在に嵌挿させる第１電磁コイル体と、
   ボビン孔内に前記可動ロッドの他端部を軸方向に対してスライド自在に嵌挿させる第２電磁コイル体とを備え、
   前記可動ロッドが両端部をそれぞれ異なる磁極となるように着磁されるとともに、前記第１電磁コイル体と前記第２電磁コイル体とが電流供給源から異なる方向の駆動電流を供給されることによってそれぞれのボビン孔内に異なる磁極の磁界を発生させ、
   前記可動ロッドの両端部の磁極と前記第１電磁コイル体と前記第２電磁コイル体のそれぞれのボビン孔との磁極との間に生じる磁気吸引力と磁気斥力とによって、前記可動ロッドが支持部を支点として回動動作することを特徴とする電磁駆動装置。
5. 前記可動ロッドが、磁性材によって形成されるとともに前記第１電磁コイル体と前記第２電磁コイル体との間に位置して外周部に軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁された筒状のマグネット体が固定されてなり、
   前記マグネット体によって軸方向の両端がそれぞれ異なる磁極となるように磁化されることを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動装置。
6. 前記可動ロッドが、磁気力を保持する永久磁石材料によって形成され、軸方向の両端部がそれぞれ異なる磁極となるように着磁処理が施されることを特徴とする請求項４に記載の電磁駆動装置。
   

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