JP2006296127A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、可動子を振動駆動するときの電力消費を少なくすることができると共に、可動子の振幅寸法を調整可能な電磁アクチュエータを提供すること。
【解決手段】 本発明の電磁アクチュエータのコイルヨーク８には、第１コイル６の一方の面に密着して第１ヨーク片８ｂが、第２コイル７の他方の面に密着して第２ヨーク片８ｃがそれぞれ形成され、マグネット２は、一方と他方の面に第１、第２マグネットヨーク３、４が密着して配設され、
コイル５に無通電時における可動子であるマグネット２は、少なくとも第１ヨーク片８ｂから第１マグネットヨーク３までと、第２ヨーク片８ｃから第２マグネットヨーク４までとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁アクチュエータに係わり、各種流体の流量制御等に好適な電磁アクチュエータに関する。

従来の 電磁アクチュエータは、図１１に示すように、圧力室３１において、流体の吸引および排出を繰り返して動作する例えばポンプに用いているもので説明すると、ポンプドライバの振動制御手段３２は、所定の周波数の電圧をコイル３３（固定子）に印加することで、コイル３３に周期的な磁束が発生して、永久磁石からなるマグネット３４（可動子）がコイル３３に周期的に吸引されて所定の周波数で振動する。これに伴って、ダイアフラム３５も振動する。
ここで、所定周波数の電流を、コイル３３に通電することで、ダイアフラム３５およびマグネット３４が振動する。

前記ダイアフラム３５とこのダイアフラム３５に固着されているマグネット３４が振動しているとき、その１回の往復振動に伴って圧力室３１内で、流体の吸入および排出が行われる。
まず、ダイアフラム３５の１回の往振動において、ダイアフラム３５が上方に変形するときは、圧力室３１内の圧力が低下して、吸入側の第１逆止弁３６が開き、吸入口３７から流体が圧力室３１に流入する。

その後、圧力室３１の内外の圧力差が無くなって、圧力室３１への流体の流れが停止する。次ぎに、ダイアフラム３５の１回の往復振動において、ダイアフラム３５が下方に変形するときは、吸入口３７から圧力室３１内に流れ込んだ流体が圧縮されて、排出側の第２逆止弁３８が開き、排出口３９から流体が外部に排出される。
このような従来の電磁アクチュエータは、マグネット３４の振動に伴ってダイアフラム３５が振動を繰り返すことで、流体の吸入、排出を繰り返して、例えば流体を一方向に供給可能なポンプ動作を実現できる。
実開２００１−２６３２５０号公報

しかし、従来の電磁アクチュエータは、マグネット３４を往復振動させる時に、上方および下方の両方向のどちらに振動させる時も、コイルに電流を通電しなければならなかったので、消費電力が大きくなる問題があった。
また、従来の電磁アクチュエータをポンプに用いた場合に、流体の排出量を少なくする時は、可動子の振幅数を少なくしていた。しかし、可動子の振幅数が少なくなると流体の排出量にムラが発生する問題があった。
本発明は前述したような課題を解決し、可動子を振動駆動するときの電力消費を少なくすることができると共に、可動子の振幅寸法を調整可能な電磁アクチュエータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための第１の手段として本発明の電磁アクチュエータは、一方と他方の面に異なる磁極を着磁したマグネットと、このマグネットの端面と所定のギャップを有して配設したコイルとを備え、
前記コイルは、コイルヨークに収納されてセンタヨークを挟んで積層配置した第１、第２の２個のコイルからなり、前記マグネット側または前記コイル側のいずれか一方を可動子、いずれか他方を固定子とし、前記２個のコイルに通電して発生する磁束が前記マグネットの磁束に作用して、前記可動子が所定の振幅で振動可能になっており、
前記コイルヨークには、前記第１コイルの一方の面に密着して第１ヨーク片が、前記第２コイルの他方の面に密着して第２ヨーク片がそれぞれ形成され、前記マグネットは、前記一方と他方の面に第１、第２マグネットヨークが密着して配設され、
前記コイルに無通電時における前記可動子は、少なくとも前記第１ヨーク片から前記第１マグネットヨークまでと、前記第２ヨーク片から前記第２マグネットヨークまでとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止することを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第２の手段として本発明は、前記可動子を前記センタ位置に位置させた状態で、前記第１マグネットヨークから前記センターヨークまでを寸法Ａとし、前記第１マグネットヨークから前記第１ヨーク片までを寸法Ｂとして、
前記マグネットまたは前記第１、第２マグネットヨークの厚さ寸法を可変することにより、前記寸法ＡおよびＢが可変するようになっており、
前記コイルに無通電時において、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、前記可動子が前記センタ位置に位置して動きが停止し、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、前記可動子が少なくとも前記第１マグネットヨークと前記第１ヨーク片とが接近する片側位置に移動して動きが停止することを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第３の手段として本発明は、前記センタ位置、または前記片側位置に位置している時の前記可動子は、前記第１、第２コイルに通電することで所定の振幅で振動することを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第４の手段として本発明は、前記可動子は、前記マグネット側で構成し、前記固定子は、前記コイル側で構成したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第５の手段として本発明は、前記コイルは、リング状に形成され、前記マグネットは、前記コイルの内周側に配設したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第６の手段として本発明は、前記マグネットは、リング状に形成され、前記コイルは、前記マグネットの内周側に配設したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第７の手段として本発明は、一方と他方の面に異なる磁極を着磁してセンタヨークを挟んで積層配置した第１、第２の２個のマグネットと、このマグネットの端面と所定のギャップを有して配設したコイルとを備え、前記マグネット側または前記コイル側のいずれか一方を可動子、いずれか他方を固定子とし、前記コイルに通電して発生する磁束が前記マグネットの磁束に作用して、前記可動子が所定の振幅で振動可能になっており、前記コイルヨークには、前記コイルの一方と他方の面に第１、第２ヨーク片が密着して形成されされ、前記マグネットは、前記第１マグネットの一方の面に密着して第１マグネットヨークが、前記第２マグネットの他方の面に密着して第２マグネットヨークがそれぞれ配設され、
前記コイルに無通電時における前記可動子は、少なくとも前記第１ヨーク片から前記第１マグネットヨークまでと、前記第２ヨーク片から前記第２マグネットヨークまでとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止することを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第８の手段として本発明は、前記可動子を前記センタ位置に位置させた状態で、前記センタヨークから前記第１ヨーク片までを寸法Ａとし、前記第１マグネットヨークから前記第１ヨーク片までを寸法Ｂとして、
前記マグネットまたは前記マグネットヨークの厚さ寸法を可変することにより、前記寸法ＡおよびＢが可変するようになっており、
前記コイルに無通電時において、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、前記可動子が前記センタ位置に位置して動きが停止し、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、前記可動子が少なくとも前記第１マグネットヨークと前記第１ヨーク片とが接近する片側位置に移動して動きが停止することを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第９の手段として本発明は、前記センタ位置、または前記片側位置に位置している時の前記可動子は、前記第１、第２コイルに通電することで所定の振幅で振動することを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第１０の手段として本発明は、前記可動子は、前記マグネット側で構成し、前記固定子は、前記コイル側で構成したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１１の手段として本発明は、前記コイルは、リング状に形成され、前記マグネットは、前記コイルの内周側に配設したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第１２の手段として本発明は、前記マグネットは、リング状に形成され、前記コイルは、前記マグネットの内周側に配設したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第１３の手段として本発明は、前記マグネットと前記コイルとの間の前記所定のギャップには、前記振動する前記可動子が前記固定子側に傾くのを防止するためのスペーサを配設したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第１４の手段として本発明は、前記マグネットからなる前記可動子には、中心から上下に突出する支持軸が形成され、この支持軸を前記固定子を支持する取付部材側に形成した軸受け部に上下動可能に支持したことを特徴とする。

また、前記課題を解決するための第１５の手段として本発明は、前記可動子を上下からサンドイッチ状に挟持して前記可動子を前記センタ位置で支持可能な弾性を有する一対のダイアフラムを配設したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第１６の手段として本発明は、前記ダイアフラムは、前記支持軸が嵌合して前記可動子を支持可能な嵌合孔を有し、この嵌合孔から等距離で等間隔の位置に複数の貫通孔を形成していることを特徴とする。

本発明の電磁アクチュエータのコイルヨークには、第１コイルの一方の面に密着して第１ヨーク片が、第２コイルの他方の面に密着して第２ヨーク片がそれぞれ形成され、マグネットは、一方と他方の面に第１、第２マグネットヨークが密着して配設され、
コイルに無通電時における可動子は、少なくとも第１ヨーク片から第１マグネットヨークまでと、第２ヨーク片から第２マグネットヨークまでとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止するので、コイルに印加する電流が半分で可動子を振動させることができ、低消費電力の電磁アクチュエータを提供できる。
また、マグネットまたは第１、第２マグネットヨークの厚さ寸法を可変することにより、寸法ＡおよびＢが可変するようになっており、
コイルに無通電時において、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、可動子がセンタ位置に位置して動きが停止し、寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、可動子が少なくとも第１マグネットヨークと第１ヨーク片とが接近する片側位置に移動して動きが停止するので、固定子が同じで厚さの異なる可動子を交換するだけで振幅の異なるアクチュエータを提供でき、標準化して部品点数を削減できる。

また、センタ位置、または片側位置に位置している時の可動子は、第１、第２コイルに通電することで所定の振幅で振動するので、可動子の厚さを換えることで可動子を異なる振幅で振動させることができる。
また、可動子は、マグネット側で構成し、固定子は、コイル側で構成したので、コイルに通電するリード線等の配線が容易である。
また、コイルは、リング状に形成され、マグネットは、コイルの内周側に配設したので、内周側のマグネットを可動子とすることで、バルブあるいはポンプの駆動用として用いるのに容易である。
また、マグネットは、リング状に形成され、コイルは、マグネットの内周側に配設したので、内周側のコイルを固定子とすることで、コイルへの配線が容易である。

また、コイルヨークには、コイルの一方と他方の面に第１、第２ヨーク片が密着して形成されされ、マグネットは、第１マグネットの一方の面に密着して第１マグネットヨークが、第２マグネットの他方の面に密着して第２マグネットヨークがそれぞれ配設され、
コイルに無通電時における可動子は、少なくとも第１ヨーク片から第１マグネットヨークまでと、第２ヨーク片から第２マグネットヨークまでとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止するので、コイルに印加する電流が半分で可動子を振動させることができ、低消費電力の電磁アクチュエータを提供できる。
また、マグネットまたはマグネットヨークの厚さ寸法を可変することにより、寸法ＡおよびＢが可変するようになっており、
コイルに無通電時において、寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、可動子がセンタ位置に位置して動きが停止し、寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、可動子が少なくとも第１マグネットヨークと第１ヨーク片とが接近する片側位置に移動して動きが停止するので、固定子が同じで厚さの異なる可動子を交換するだけで振幅の異なるアクチュエータを提供でき、標準化して部品点数を削減できる。

また、センタ位置、または片側位置に位置している時の可動子は、第１、第２コイルに通電することで所定の振幅で振動するので、可動子の厚さを換えることで可動子を異なる振幅で振動させることができる。
また、可動子は、マグネット側で構成し、固定子は、コイル側で構成したので、コイルに通電するリード線等の配線が容易である。
また、コイルは、リング状に形成され、マグネットは、コイルの内周側に配設したので、内周側のマグネットを可動子とすることで、バルブあるいはポンプの駆動用として用いるのに容易である。
また、マグネットは、リング状に形成され、コイルは、マグネットの内周側に配設したので、内周側のコイルを固定子とすることで、コイルへの配線が容易である

また、マグネットとコイルとの間の所定のギャップには、振動する可動子が固定子側に傾くのを防止するためのスペーサを配設したので、可動子と固定子との間のスペーサで可動子が倒れるのを防止できる。
そのために、可動子を高精度に振動させることができる。
また、マグネットからなる可動子には、中心から上下に突出する支持軸が形成され、この支持軸を固定子を支持する取付部材側に形成した軸受け部に上下動可能に支持したので、スペーサが無くても、可動子の傾きを防止でき、部品点数を削減できる。
また、可動子を上下からサンドイッチ状に挟持して可動子をセンタ位置で支持可能な弾性を有する一対のダイアフラムを配設したので、コイルに無通電時に、可動子を確実にセンタ位置で動きを停止させることができる。
また、ダイアフラムは、支持軸が嵌合して可動子を支持可能な嵌合孔を有し、この嵌合孔から等距離で等間隔の位置に複数の貫通孔を形成しているので、ダイアフラムに剛性があったとしても嵌合孔で剛性を弱めて、可動子を確実に振動させることができる。

以下、本発明の電磁アクチュエータの実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を説明する要部断面図であり、図２〜図４はその動作を説明する概略図であり、図５は、第１の実施の形態の変形例を説明する概略図であり、図６、図７は本発明の第２の実施の形態を説明する概略図であり、図８は本発明の第１の実施の形態の変形例を説明する要部断面図であり、図９、図１０は図８の更なる変形例を説明する要部断面図である。

まず、本発明の第１の実施の形態の電磁アクチュエータ１は、図１に示すように、一方の面（図示上面）と他方の面（図示下面）とに、互いに異なる磁極（例えば一方の面がＮ極、他方の面がＳ極）が着磁された所定厚さのマグネット２が中央部に配設されている。
前記マグネット２は、外形が円形状の外周面２ａを有し、一方の面（図示上面）には、マグネット２と同じ外径寸法の磁性材料からなる第１マグネットヨーク３が接着剤等で密着して固着されている。
前記第１マグネットヨーク３は、中央部に所定高さで突出する軸部３ａが形成されている。

また、マグネット２の下面には、第１マグネットヨーク３と略同形状の第２マグネットヨーク４が接着剤等で固着され、この第２マグネットヨーク４は、中央部に所定高さで下方に突出する軸部４ａが形成されている。
そして、マグネット２と第１、第２マグネットヨーク３、４とで可動子を構成している。
また、可動子である円形状のマグネット２の外周端面２ａと寸法Ｇのギャップを有して、リング状のコイル５が外側に配設されている。
即ち、リング状のコイル５の内周面５ａの内側に寸法Ｇのギャップを挟んで円形状のマグネット２が位置している。

また、コイル５は、第１、第２の２個のコイル６、７を有し、この第１、第２の２個のコイル６、７が、後述するコイルヨーク８のセンタヨーク８ａを挟んで上下に積層配置されている。
前記第１、第２コイル６、７は、磁性材料からなる所定厚さのコイルヨーク８に覆われて、マグネット２の外周端面２ａと対向する内周面５ａ側が露出している。

前記第１、第２コイル６、７を覆うコイルヨーク８は、前記第１、第２コイル６、７を図示上下に仕切るセンタヨ−ク８ａが形成されていると共に、第１コイル６の一方の面（図示上面）に第１ヨーク片８ｂが、第２コイル７の他方の面（図示下面）に第２ヨーク片８ｃがそれぞれ密着して配設されている。
即ち、コイル５は、センタヨーク８ａを挟んで積層配置した第１、第２の２個のコイル６、７からなり、マグネット２側が可動子、コイル５側が固定子となっている。

このような本発明の電磁アクチュエータ１は、第１、第２の２個のコイル６、７に一方向と他方向の電流を交互に通電して発生する磁束が、マグネット２の磁束に作用して、可動子であるマグネット２が所定の振幅で図示上下方向に振動可能になっている。
そして、本発明の電磁アクチュエータ１の動作を説明すると、まず、図２の概略図に示すように、コイルに無通電時におけるマグネット２を、第１ヨーク片８ｂから第１マグネットヨーク３までの寸法と、第２ヨーク片８ｃから第２マグネットヨーク４までの寸法とがほぼ同じになるセンタ位置（センタヨーク８ａの厚さ方向の中心線Ｃと、可動子であるマグネット２の厚さ方向の中心とが同一線上になった位置）に位置させる。

前記可動子であるマグネット２をセンタ位置に位置させた状態で、第１マグネットヨーク３からコイル５側のセンターヨーク８ａまでを寸法をＡとし、第１マグネットヨーク３から第１ヨーク片８ｂまでを寸法Ｂとする。
前記寸法ＡおよびＢは、マグネット２または第１、第２マグネットヨーク３、４の厚さ寸法を可変することにより可変可能になっている。

そして、第１、第２コイル６、７に対して無通電状態で、マグネット２をセンタ位置に位置させた時の磁路は、図２に示すように、マグネット２の例えば上面側に着磁したＮ極から放出される磁力線が、第１マグネットヨーク３から固定子側であるコイルヨーク８のセンタヨーク８ａを経由して、第２ヨーク片８ｃからマグネット２の第２マグネットヨーク４を介して下面側のＳ極に戻る第１ルートＤと、Ｎ極から放出される磁力線が、第１マグネットヨーク３から第１ヨーク片８ｂを経由して、第２ヨーク片８ｃからマグネット２の第２マグネットヨーク４を介して下面側のＳ極に戻る第２ルートＥとの２つのルートがある。

そして、第１、第２コイル６、７に対して無通電状態で、マグネット２の厚さを厚くして、図２に示すように、寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、コイルヨーク８を引き付けるマグネット２の磁力が、第１ルートＤの磁路より第２ルートＥの磁路の方が強くなり、可動子であるマグネット２がセンタ位置に保持されて動きが停止する。
この状態で、第１、第２コイル６、７に所定方向の電流を通電することで、マグネット２は、図３に示すように、例えば矢印Ｆ方向に上昇する。

この時のマグネット２の上昇位置は、コイルヨーク８の第１ヨーク片８ｂから第１マグネットヨーク３までと、センタヨーク８ａからの第２マグネットヨーク４までとの寸法が略同じになる。
そして、第１、第２コイル６、７への通電を解除すると、マグネット２は自身の磁力で、センタ位置に自動復帰するようになっている。
また、マグネットを上昇させたときに第１、第２コイル６、７に通電した電流と逆向きの電流を第１、第２コイルに通電すると、マグネット２は、図３の２点鎖線で示す位置まで降下し、第１、第２コイル６、７への通電を解除すると、マグネット２はセンタ位置の初期位置に自動復帰する。

また、マグネット２の厚さを薄くして、図４の概略図に示すように、寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、マグネット２の磁力が第２ルートＥの磁路より第１ルートＤの磁路の方が強くなる。
このことにより、マグネット２の上面側がＮ極となっている時は、マグネット２が矢印Ｊ方向に上昇して、第１マグネットヨーク３と第１ヨーク片８ｂとが接近する上方側の片側位置に移動して動きが停止する。
また、マグネット２の下面をＮ極とすると、マグネット２が矢印Ｋ方向に降下して、第２マグネットヨーク４と第２ヨーク片８ｃとが接近する下方側の片側位置に移動して動きが停止する。

このような第１の実施の形態の電磁アクチュエータ１は、第１、第２コイル６、７に無通電状態において、可動子であるマグネット２がセンタ位置、あるいは片側位置にて停止し、この状態で第１、第２コイル６、７に所定の電流を通電すると、マグネット２が上昇、あるいは降下し、再度第１、第２コイル６、７を無通電とすることで、マグネット２が初期位置、あるいは上昇または降下後の片側位置に移動、保持される。
このような電磁アクチュエータを、例えば液体燃料を燃料電池に供給するための流体供給機構（図示せず）のバルブ駆動用として用いることで、可動子であるマグネット２が上昇時には、バルブを確実に閉じ、マグネット２が降下時には、バルブを確実に開放するようにすることができる。

そして、例えばバルブを閉じる時、あるいは開放する時のみ、コイル５に通電すればよいので、省電力化が可能である。
あるいは、第１、第２コイル６、７に無通電時において、図２に示すような、可動子であるマグネット２がセンタ位置に位置するものだと、流体供給機構（図示せず）のポンプ駆動用として用いることで、例えばセンタ位置から上方側の片側位置までの半分の振幅で、ポンプ室内の流体を外部に排出することができ、マグネット２がセンタ位置に戻る時は、コイル５に通電しなくてもマグネット２が自動復帰し、外部の流体タンク内にある流体をポンプ室内に吸入することができる。即ち、可動子であるマグネット２が半分の振幅で良く、１回の振動に要する時間を短縮して振動数を増やすことができる。
そのために、１回の振動で排出される流体の排出量は減るが、流体をムラ無く連続して排出することができる。例えば燃料電池等への燃料供給に最適である。

尚、本発明の第１の実施の形態では、マグネット２の厚さを可変することで、寸法ＡおよびＢを可変することで説明したが、第１、第２マグネットヨーク３、４の厚さを可変して、寸法ＡおよびＢを可変するようにしたものでも良い。
また、可動子をマグネット２で説明し、固定子をコイル５で説明したが、可動子をコイル５、固定子をマグネット２にしたものでも良い。
また、リング状の２個の第１、第２コイル６、７の内周側に、マグネット２を配設したもので説明したが、図５に示すように、マグネット９をリング状に形成し、コイル１０はマグネット９の内周側に配設し、コイル１０、またはマグネット９のいずれか一方を可動子に、いずれか他方を固定子にしたものでも良い。

また、本発明の第２の実施の形態の電磁アクチュエータ１１として、図６に示すように、一方と他方の面に異なる磁極を着磁してセンタヨーク１２を挟んで積層した可動子である第１、第２の２個のマグネット１３、１４とが配置されている。前記第１マグネット１３の一方の面（図示上面）には、磁性材料からなる第１マグネットヨーク１５が、第２マグネット１４の他方の面（図示下面）には、磁性材料からなる第２マグネットヨーク１６がそれぞれ密着して配設されている。

また、２個の第１、第２マグネット１３、１４の端面と寸法Ｇのギャップを有してリング状のコイル１７が配設されている。前記コイル１７は、Ｕ字状のコイルヨーク１８に収納されて、一方と他方の面に第１、第２ヨーク片１８ａ、１８ｂが密着して形成されている。
前記第１、第２マグネット１３、１４を、第１ヨーク片１８ａから第１マグネットヨーク１５までと、第２ヨーク片１８ｂから第２マグネットヨーク１６までとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置に位置させた状態で、センタヨーク１２から第１ヨーク片１８ａまでを寸法Ａとし、第１マグネットヨーク１５から第１コイルヨーク１８ａまでを寸法Ｂとする。

そして、第１、第２マグネット１３、１４または第１、第２マグネットヨーク１５、１６の厚さ寸法を可変することにより、寸法ＡおよびＢが可変するようになっている。
前記コイル１７に無通電時において、図６に示す寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、可動子である第１、第２マグネット１３、１４がセンタ位置に位置して動きが停止し、寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、可動子である第１、第２マグネット１３、１４が、少なくとも第１マグネットヨーク１５と第１ヨーク片１８ａとが接近する片側位置に移動して動きが停止するようになっている。

尚、本発明の第２の実施の形態では、リング状のコイル１７の内周側に第１、第２マグネット１３、１４を配設したもので説明したが、図７に示すように、リング状の第１、第２マグネット１９、２０の内周側に１個のコイル２１を配設し、コイル２１を可動子としたものでも良い。
また、第２の実施の形態では、内周側に位置する部材を可動子とし、外周側に位置する部材を固定子としたが、外周側を可動子とし、内周側を固定子としたものでも良い。

また本発明の第１の実施の形態の変形例として、図８に示すように、マグネット２からなる可動子の外周面２ａと、コイル５の内周面５ａとの間の所定のギャップＧには、図示上下方向に振動する可動子であるマグネット２が固定子であるコイル５側に、マグネットの磁力で傾くのを防止するためのスペーサ２１が配設され、このスペーサ２１と可動子であるマグネット２の外周面２ａとの間に微小な隙間Ｓが形成されている。
そのために、マグネット２は、スペーサ２１に沿ってスムーズに図示上下に振動することができる。

また、可動子であるマグネット２のその他の倒れ防止策として、図９に示すように、固定子であるコイル５を固定部材２２に支持し、第マグネットヨーク３の軸部３ａを固定部材２２の第１軸受け部２２ａに支持し、第２マグネットヨーク４の軸部４ａを固定部材２２の第２軸受け部２２ｂに上下動可能に支持することにより、マグネット２の倒れ防止できる。
即ち、可動子であるマグネット２には、中心から上下に突出する支持軸３ａ、４ａが形成され、この支持軸３ａ、４ａを固定子であるコイル５を支持する固定部材２２側に形成した軸受け部２２ａ、２２ｂに上下動可能に支持したものでも良い。

また、可動子である、マグネット２を確実にセンタ位置に位置させる方法として、図１０に示すように、可動子であるマグネット２を上下からサンドイッチ状に挟持して可動子であるマグネット２をセンタ位置で支持可能な弾性を有する一対のダイアフラム２３、２３を配設したものでも良い。
前記ダイアフラム２３は、弾性有する薄肉のゴム等からなり、コイル５に無通電状態では、第１フラム２３、２３の弾性力で可動子であるマグネット２が常に確実にセンタ位置で動きを停止させることができる。

前記ダイアフラム２３、２３は、支持軸３ａ、４ａが嵌合して可動子であるマグネット２を支持可能な嵌合孔２３ａを有し、この嵌合孔２３ａから等距離で等間隔の位置に複数の貫通孔（図示せず９を形成したものでも良い。
このように、第１フラムに貫通孔を形成する形成することにより、第１フラムの剛性を弱めて、可動子であるマグネット２の上下方向に振動を容易にしている。

本発明の第１の実施の形態を説明する要部断面図である。 図１の動作を説明する概略図である。 図１の動作を説明する概略図である。 図１はの動作を説明する概略図である。 第１の実施の形態の変形例を説明する概略図である。 本発明の第２の実施の形態を説明する概略図である。 本発明の第２の実施の形態を説明する概略図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例を説明する要部断面図である。 図８の更なる変形例を説明する要部断面図である。 図８の更なる変形例を説明する要部断面図である。 従来のスイッチ装置の要部断面図である。

符号の説明

１ 本発明の第１の実施の形態の電磁アクチュエータ
２ マグネット
２ａ 外周面
３ 第１マグネットヨーク
４ 第２マグネットヨーク
５ コイル
６ 第１コイル
７ 第２コイル
８ コイルヨーク
８ａ センタヨーク
８ｂ 第１ヨーク片
８ｃ 第２ヨーク片
１１ 第２に実施の形態の電磁アクチュエータ

Claims (16)

1. 一方と他方の面に異なる磁極を着磁したマグネットと、このマグネットの端面と所定のギャップを有して配設したコイルとを備え、
   前記コイルは、コイルヨークに収納されてセンタヨークを挟んで積層配置した第１、第２の２個のコイルからなり、前記マグネット側または前記コイル側のいずれか一方を可動子、いずれか他方を固定子とし、前記２個のコイルに通電して発生する磁束が前記マグネットの磁束に作用して、前記可動子が所定の振幅で振動可能になっており、
   前記コイルヨークには、前記第１コイルの一方の面に密着して第１ヨーク片が、前記第２コイルの他方の面に密着して第２ヨーク片がそれぞれ形成され、前記マグネットは、前記一方と他方の面に第１、第２マグネットヨークが密着して配設され、
   前記コイルに無通電時における前記可動子は、少なくとも前記第１ヨーク片から前記第１マグネットヨークまでと、前記第２ヨーク片から前記第２マグネットヨークまでとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止することを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記可動子を前記センタ位置に位置させた状態で、前記第１マグネットヨークから前記センターヨークまでを寸法Ａとし、前記第１マグネットヨークから前記第１ヨーク片までを寸法Ｂとして、
   前記マグネットまたは前記第１、第２マグネットヨークの厚さ寸法を可変することにより、前記寸法ＡおよびＢが可変するようになっており、
   前記コイルに無通電時において、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、前記可動子が前記センタ位置に位置して動きが停止し、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、前記可動子が少なくとも前記第１マグネットヨークと前記第１ヨーク片とが接近する片側位置に移動して動きが停止することを特徴とする請求項１記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記センタ位置、または前記片側位置に位置している時の前記可動子は、前記第１、第２コイルに通電することで所定の振幅で振動することを特徴とする請求項１、または２記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記可動子は、前記マグネット側で構成し、前記固定子は、前記コイル側で構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記コイルは、リング状に形成され、前記マグネットは、前記コイルの内周側に配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
6. 前記マグネットは、リング状に形成され、前記コイルは、前記マグネットの内周側に配設したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
7. 一方と他方の面に異なる磁極を着磁してセンタヨークを挟んで積層配置した第１、第２の２個のマグネットと、このマグネットの端面と所定のギャップを有して配設したコイルとを備え、前記マグネット側または前記コイル側のいずれか一方を可動子、いずれか他方を固定子とし、前記コイルに通電して発生する磁束が前記マグネットの磁束に作用して、前記可動子が所定の振幅で振動可能になっており、前記コイルヨークには、前記コイルの一方と他方の面に第１、第２ヨーク片が密着して形成されされ、前記マグネットは、前記第１マグネットの一方の面に密着して第１マグネットヨークが、前記第２マグネットの他方の面に密着して第２マグネットヨークがそれぞれ配設され、
   前記コイルに無通電時における前記可動子は、少なくとも前記第１ヨーク片から前記第１マグネットヨークまでと、前記第２ヨーク片から前記第２マグネットヨークまでとの寸法がほぼ同じになるセンタ位置で動きが停止することを特徴とする電磁アクチュエータ。
8. 前記可動子を前記センタ位置に位置させた状態で、前記センタヨークから前記第１ヨーク片までを寸法Ａとし、前記第１マグネットヨークから前記第１ヨーク片までを寸法Ｂとして、
   前記マグネットまたは前記マグネットヨークの厚さ寸法を可変することにより、前記寸法ＡおよびＢが可変するようになっており、
   前記コイルに無通電時において、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＞Ｂの場合には、前記可動子が前記センタ位置に位置して動きが停止し、前記寸法ＡとＢの関係がＡ＜Ｂの場合には、前記可動子が少なくとも前記第１マグネットヨークと前記第１ヨーク片とが接近する片側位置に移動して動きが停止することを特徴とする請求項７記載の電磁アクチュエータ。
9. 前記センタ位置、または前記片側位置に位置している時の前記可動子は、前記第１、第２コイルに通電することで所定の振幅で振動することを特徴とする請求項７、または８記載の電磁アクチュエータ。
10. 前記可動子は、前記マグネット側で構成し、前記固定子は、前記コイル側で構成したことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
11. 前記コイルは、リング状に形成され、前記マグネットは、前記コイルの内周側に配設したことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
12. 前記マグネットは、リング状に形成され、前記コイルは、前記マグネットの内周側に配設したことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
13. 前記マグネットと前記コイルとの間の前記所定のギャップには、前記振動する前記可動子が前記固定子側に傾くのを防止するためのスペーサを配設したことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
14. 前記マグネットからなる前記可動子には、中心から上下に突出する支持軸が形成され、この支持軸を前記固定子を支持する取付部材側に形成した軸受け部に上下動可能に支持したことを特徴とする請求項４または５、および請求項１０または１１記載の電磁アクチュエータ。
15. 前記可動子を上下からサンドイッチ状に挟持して前記可動子を前記センタ位置で支持可能な弾性を有する一対のダイアフラムを配設したことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の電磁アクチュエータ。
16. 前記ダイアフラムは、前記支持軸が嵌合して前記可動子を支持可能な嵌合孔を有し、この嵌合孔から等距離で等間隔の位置に複数の貫通孔を形成していることを特徴とする請求項１５記載の電磁アクチュエータ。
    

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