JP2007220763A - Actuator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the response of opening and closing action of a valve and the like driven by an actuator. <P>SOLUTION: An actuator 1 comprises: a pole 10 of a first electromagnet, a permanent magnet 12 arranged in its inside, a pole 20 of a second electromagnet, a permanent magnet 22 arranged in its inside, coils 17 and 27, and a movable member 30. When current is supplied to the coils 17 and 27 in a determined direction, the magnetic flux of the coil 17 and the magnetic flux of the permanent magnet 12 mutually in the same direction are generated between an undersurface 15 of a step 11 of the pole 10 of the first electromagnet and the left end of the movable member 30, and the magnetic flux of the coil 27 and magnetic flux of the permanent magnet 22 mutually in the reverse direction are generated between an undersurface 25 of a step 21 of the pole 20 of the second electromagnet and the right end of the movable member 30. As a result, the attractive force increases as operating between the undersurface 15 of the step 11 of the pole 10 of the first electromagnet and the left end of the movable member 30, and also the attractive force decreases as operating between the undersurface 25 of the step 21 of the pole 20 of the second electromagnet and the right end of the movable member 30. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、往復動作を必要とする装置の駆動機構を実現するために用いられるアクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an actuator used for realizing a drive mechanism of a device that requires a reciprocating motion.

例えばエンジンの吸気ポートを開閉する吸気弁を駆動する電磁駆動機構には、吸気弁に連結されたアーマチェアと、アーマチェアの上側の閉弁用電磁石と、アーマチェアの下側においてアーマチェアを挟んで閉弁用電磁石と対向する開弁用電磁石とを有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この電磁駆動機構では、開弁用電磁石の電磁コイルに通電された場合には、アーマチェアが開弁用電磁石に吸引されることにより下降するので吸気弁が開弁する。一方、開弁用電磁石への通電が遮断され、閉弁用電磁石の電磁コイルに通電された場合には、アーマチェアが閉弁用電磁石に吸引されることにより上昇するので吸気弁が閉弁する。このように、閉弁用電磁石への通電と開弁用電磁石への通電とが交互に繰り返されることによって、吸気弁の開閉動作が行われる。
特開2000−65232号公報(図1)
For example, an electromagnetic drive mechanism that drives an intake valve that opens and closes an intake port of an engine includes an armature chair connected to the intake valve, a valve closing electromagnet on the upper side of the armature chair, and an armchair on the lower side of the armature chair for closing the valve. One having an electromagnet and a valve opening electromagnet is known (for example, see Patent Document 1). In this electromagnetic drive mechanism, when the electromagnetic coil of the valve opening electromagnet is energized, the armature is lowered by being attracted by the valve opening electromagnet, so that the intake valve is opened. On the other hand, when the energization of the valve opening electromagnet is cut off and the electromagnetic coil of the valve closing electromagnet is energized, the armature is raised by being attracted by the valve closing electromagnet, so that the intake valve is closed. In this manner, the energization of the valve closing electromagnet and the energization of the valve opening electromagnet are alternately repeated, whereby the intake valve is opened and closed.
JP 2000-65232 A (FIG. 1)

しかしながら、各電磁石の電磁コイルに通電された場合に、電磁石がアーマチェアを吸引する吸引力は、電磁石とアーマチェアとの間の距離が広くなるにつれて小さくなる。つまり、例えば吸気弁を閉弁状態から開弁状態へ変更する場合には、開弁用電磁石とアーマチェアとは大きく離れているので、開弁用電磁石の電磁コイルへの通電の開始と同時に、アーマチェアを下降させる方向への加速度を十分に得ることはできない。そのため、吸気弁をすばやく開弁状態へ変更するのは非常に困難である。このように、吸気弁の開閉動作(アーマチェアの移動方向の反転を含む)を急激に行うことができないので、吸気弁の開閉動作の応答速度は低くなる。その結果、吸気弁の開閉動作を適正に制御できないという問題が発生する。   However, when the electromagnetic coil of each electromagnet is energized, the attractive force that the electromagnet attracts the armature becomes smaller as the distance between the electromagnet and the armchair becomes larger. In other words, for example, when the intake valve is changed from the closed state to the open state, the opening electromagnet and the armature are largely separated from each other. The acceleration in the direction of lowering cannot be sufficiently obtained. Therefore, it is very difficult to quickly change the intake valve to the valve open state. As described above, since the opening / closing operation of the intake valve (including reversal of the moving direction of the armature) cannot be performed rapidly, the response speed of the opening / closing operation of the intake valve is lowered. As a result, there arises a problem that the opening / closing operation of the intake valve cannot be properly controlled.

そこで、本発明の目的は、バルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができるアクチュエータを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator that can improve the responsiveness of an opening / closing operation of a valve or the like.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明のアクチュエータは、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極及び前記第2の電磁石の極のそれぞれに組み込まれており、前記第1の電磁石の極及び前記第2の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有し且つ対向する磁極面が同じ極性を有する一対の永久磁石と、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置され、回転可能に支持された可動部材とを備えており、前記第1の電磁石の極側のコイル及び前記第2の電磁石の極側のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第1の電磁石の極の通電による磁束と、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention includes a first electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux, a second electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux, the first electromagnet pole and It is incorporated in each of the poles of the second electromagnet, has a pole face parallel or inclined to the axis of the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet, and the opposite pole faces have the same polarity A pair of permanent magnets, and a movable member disposed between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet and rotatably supported. By controlling energization so that the direction of the current flowing in the coil on the pole side and the coil on the pole side of the second electromagnet is changed, the poles of the first electromagnet and the poles of the second electromagnet are alternately different. The magnetic flux of the direction is generated, and the energization of the pole of the first electromagnet And the magnetic flux by the magnetic flux due to energization of the pole of the second electromagnet, the attraction force due to the magnetic flux of the permanent magnets, is characterized in that rotationally drives the movable member.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、第1の電磁石の極と第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束が発生し、可動部材が吸引力によって回転する。ここで、可動部材に作用する吸引力は、電磁石による吸引力と永久磁石による吸引力とが足し合わされたものになる。そのため、可動部材を電磁石による吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil changes, magnetic fluxes in different directions are generated alternately in the first electromagnet pole and the second electromagnet pole, and the movable member is moved by the attractive force. Rotate. Here, the attractive force acting on the movable member is the sum of the attractive force by the electromagnet and the attractive force by the permanent magnet. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the attractive force of the electromagnet, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve driven by the actuator is improved. Can do.

本発明のアクチュエータは、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第1の電磁石の極側の端部が接触する第1の磁極面を有する第1の永久磁石と、前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第2の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第1の磁極面と同じ極性を有する磁極面を有する第2の永久磁石と、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置され、回転可能に支持された可動部材とを備えており、前記第1の電磁石の極側のコイル及び前記第2の電磁石の極側のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第1の電磁石の極の通電による磁束と、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention includes a first electromagnet pole that has a coil and generates magnetic flux, a second electromagnet pole that has a coil and generates magnetic flux, and a pole of the first electromagnet. A first permanent magnet having a first magnetic pole surface that is in contact with a pole-side end portion of the first electromagnet of the movable member when the movable member is rotationally movable; and a second electromagnet of the second electromagnet A second magnetic pole surface that is incorporated in a pole, has a pole surface that contacts the end of the second electromagnet on the pole side of the movable member and has the same polarity as the first magnetic pole surface when the movable member is rotatable. A permanent member, a movable member disposed between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet and rotatably supported, and on the pole side of the first electromagnet The direction of the current flowing in the coil and the coil on the pole side of the second electromagnet changes. By controlling energization in this way, magnetic fluxes in different directions are generated alternately in the poles of the first electromagnet and the second electromagnet, and the magnetic flux generated by energization of the poles of the first electromagnet and the second electromagnet The movable member is driven to rotate by a magnetic force generated by energizing the poles of the electromagnet and a magnetic force of the permanent magnet.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、第1の電磁石の極と第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束が発生し、可動部材が吸引力によって回転する。ここで、可動部材に作用する吸引力は、電磁石による吸引力と永久磁石による吸引力とが足し合わされたものになる。そのため、可動部材を電磁石による吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。また、コイルに電流が流れなくなった場合でも、永久磁石の磁力により、可動部材の状態を保持することができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil changes, magnetic fluxes in different directions are generated alternately in the first electromagnet pole and the second electromagnet pole, and the movable member is moved by the attractive force. Rotate. Here, the attractive force acting on the movable member is the sum of the attractive force by the electromagnet and the attractive force by the permanent magnet. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the attractive force of the electromagnet, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve driven by the actuator is improved. Can do. Further, even when no current flows through the coil, the state of the movable member can be maintained by the magnetic force of the permanent magnet.

本発明のアクチュエータは、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、前記第2の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置された第3の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置される一端部と、前記第1の電磁石の極と前記第3の電磁石の極との間に配置される他端部とを有しており、回転可能に支持された可動部材と、前記第1の電磁石の極及び前記第2の電磁石の極のそれぞれに組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の一端部が接触する第1の磁極面をそれぞれ有し且つ対向する前記第1の磁極面が同じ極性を有する第1の一対の永久磁石と、前記第1の電磁石の極及び前記第3の電磁石の極のそれぞれに組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の他端部が接触する第2の磁極面を有し且つ対向する前記第2の磁極面が同じ極性であり且つ前記第1の磁極面と異なる極性を有する第2の一対の永久磁石とを備えており、前記第1の電磁石の極に巻回されたコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第2の電磁石の極と前記第3の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記第3の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention includes a coil of a first electromagnet that generates a magnetic flux, a pole of the second electromagnet, and a pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet. A pole of the third electromagnet disposed on the opposite side of the first electromagnet, an end portion disposed between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet, the pole of the first electromagnet, and the A movable member supported in a rotatable manner, and each of the poles of the first electromagnet and the poles of the second electromagnet. A first pair of first magnetic pole surfaces that are in contact with one end of the movable member when the movable member is rotatable, and the opposing first first magnetic pole surfaces have the same polarity. Built into each of the permanent magnet and the pole of the first electromagnet and the pole of the third electromagnet And the second magnetic pole surface that the other end of the movable member contacts when the movable member rotates is movable, and the opposing second magnetic pole surface has the same polarity and is different from the first magnetic pole surface. A second pair of permanent magnets having a polarity, and by controlling the energization so that the direction of the current flowing in the coil wound around the pole of the first electromagnet is changed, the second electromagnet Magnetic poles alternately generated in different directions are generated in the pole and the pole of the third electromagnet, the magnetic flux generated by energization of the pole of the second electromagnet, the magnetic flux generated by energization of the pole of the third electromagnet, and the permanent magnet The movable member is rotationally driven by an attractive force generated by the magnetic flux.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、第1の電磁石の極と第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束が発生し、可動部材が吸引力によって回転する。ここで、可動部材に作用する吸引力は、電磁石による吸引力と永久磁石による吸引力とが足し合わされたものになる。そのため、可動部材を電磁石による吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。また、コイルに電流が流れなくなった場合でも、永久磁石の磁力により、可動部材の状態を保持することができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil changes, magnetic fluxes in different directions are generated alternately in the first electromagnet pole and the second electromagnet pole, and the movable member is moved by the attractive force. Rotate. Here, the attractive force acting on the movable member is the sum of the attractive force by the electromagnet and the attractive force by the permanent magnet. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the attractive force of the electromagnet, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve driven by the actuator is improved. Can do. Further, even when no current flows through the coil, the state of the movable member can be maintained by the magnetic force of the permanent magnet.

本発明のアクチュエータは、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、前記第2の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置された第3の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置される一端部と、前記第1の電磁石の極と前記第3の電磁石の極との間に配置される他端部とを有しており、回転可能に支持された可動部材と、前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、前記第1の電磁石の極に巻回されたコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第2の電磁石の極と前記第3の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記第3の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention includes a coil of a first electromagnet that generates a magnetic flux, a pole of the second electromagnet, and a pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet. A pole of the third electromagnet disposed on the opposite side of the first electromagnet, an end portion disposed between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet, the pole of the first electromagnet, and the A movable member supported rotatably, and incorporated in the pole of the first electromagnet. The second electromagnet has a second end disposed between the pole of the third electromagnet and the first electromagnet. A permanent magnet disposed so as to divide the pole of the electromagnet into a pole side portion of the second electromagnet and a pole side portion of the third electromagnet, and the pole of the first electromagnet By controlling the energization so that the direction of the current flowing through the wound coil changes, the pole of the second electromagnet and the The magnetic poles of the third electromagnet are alternately generated in different directions, and the magnetic flux generated by energization of the pole of the second electromagnet, the magnetic flux generated by the energization of the pole of the third electromagnet, and the magnetic flux of the permanent magnet The movable member is rotationally driven by a suction force.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、第1の電磁石の極と第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束が発生し、可動部材が吸引力によって回転する。ここで、可動部材に作用する吸引力は、電磁石による吸引力と永久磁石による吸引力とが足し合わされたものになる。そのため、可動部材を電磁石による吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil changes, magnetic fluxes in different directions are generated alternately in the first electromagnet pole and the second electromagnet pole, and the movable member is moved by the attractive force. Rotate. Here, the attractive force acting on the movable member is the sum of the attractive force by the electromagnet and the attractive force by the permanent magnet. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the attractive force of the electromagnet, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve driven by the actuator is improved. Can do.

以下、本発明の好適な第1の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Hereinafter, a preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator according to the present embodiment.

図1のアクチュエータ1は、第1の電磁石の極10(以下、第1の極10と称する)と、第2の電磁石の磁極20(以下、第2の極20と称する)と、これらを連結する連結部3とから構成される鉄心2を有している。第1の極10及び第2の極20は、一方向(図1では上下方向)に延在する棒状の部材であり、所定間隔を隔てて対向している。第1の極10と第2の極20とは、それらの上端部同士が連結部3を介して連結されており、鉄心2は略逆U型の断面を有している。また、第1の極10及び第2の極20の上下方向中間位置には、内側下方に向かって突出する段部11、21がそれぞれ形成されている。そのため、第1の極10及び第2の極20は、各段部11、21の上側部分の厚さが下側部分の厚さより厚くなっている。また、第1の極10及び第2の極20の内周面の段部11、21より下方の部分は円弧状になっている。   1 includes a first electromagnet pole 10 (hereinafter referred to as a first pole 10), a second electromagnet magnetic pole 20 (hereinafter referred to as a second pole 20), and a combination thereof. It has the iron core 2 comprised from the connection part 3 to do. The first pole 10 and the second pole 20 are rod-like members extending in one direction (up and down direction in FIG. 1) and are opposed to each other with a predetermined interval. The upper ends of the first pole 10 and the second pole 20 are connected to each other via the connecting portion 3, and the iron core 2 has a substantially inverted U-shaped cross section. Further, step portions 11 and 21 projecting inward and downward are formed at intermediate positions in the vertical direction of the first pole 10 and the second pole 20, respectively. Therefore, in the first pole 10 and the second pole 20, the thickness of the upper part of each step part 11 and 21 is larger than the thickness of the lower part. Moreover, the part below the step parts 11 and 21 of the internal peripheral surface of the 1st pole 10 and the 2nd pole 20 is circular.

第1の極10と第2の極20の段部11、21の内側に対応した部分には、永久磁石12、22がそれぞれ配置されている。永久磁石12、22は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。ここで、永久磁石12、22は、第1の極10及び第2の極20の軸と平行な磁極面を有している。本実施の形態では、永久磁石12のN極となる面及び永久磁石22のN極となる面が内側になると共に、永久磁石12のS極となる面及び永久磁石22のS極となる面が外側になるように配置されている。また、永久磁石12、22の下端部は、段部11、21の下面と一致している。   Permanent magnets 12 and 22 are disposed in portions corresponding to the insides of the step portions 11 and 21 of the first pole 10 and the second pole 20, respectively. The permanent magnets 12 and 22 are plate-shaped members, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. Here, the permanent magnets 12 and 22 have magnetic pole faces parallel to the axes of the first pole 10 and the second pole 20. In the present embodiment, the N pole surface of the permanent magnet 12 and the N pole surface of the permanent magnet 22 are on the inner side, the S pole surface of the permanent magnet 12 and the S pole surface of the permanent magnet 22. Is arranged to be on the outside. Further, the lower end portions of the permanent magnets 12 and 22 coincide with the lower surfaces of the step portions 11 and 21.

ここで、第1の極10では、段部11の下面15及び円弧状部分16が磁極面となり、第2の極20では、段部21の下面25及び円弧状部分26が磁極面となる。そして、永久磁石12、22は上述した向きに配置されているので、下面15、25がN極の極性を有し、円弧状部分16、26がS極の極性を有している。つまり、第1の極10及び第2の極20は、N極の磁極面及びS極の磁極面をそれぞれ有していることになる。   Here, in the first pole 10, the lower surface 15 and the arc-shaped portion 16 of the step portion 11 are magnetic pole surfaces, and in the second pole 20, the lower surface 25 and the arc-shaped portion 26 of the step portion 21 are magnetic pole surfaces. Since the permanent magnets 12 and 22 are arranged in the above-described direction, the lower surfaces 15 and 25 have an N-pole polarity, and the arc-shaped portions 16 and 26 have an S-pole polarity. That is, the first pole 10 and the second pole 20 have an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face, respectively.

このように、第1の極10及び第2の極20の磁極面の付近に永久磁石12、22を配置することにより、永久磁石12、22の磁束を有効に利用できる(漏れ磁束を低減できる)。そのため、永久磁石の使用量を減らすことができるので、製造コストの削減が可能である。   Thus, by arranging the permanent magnets 12 and 22 in the vicinity of the magnetic pole surfaces of the first pole 10 and the second pole 20, the magnetic fluxes of the permanent magnets 12 and 22 can be used effectively (leakage magnetic flux can be reduced). ). For this reason, the amount of permanent magnets used can be reduced, and thus the manufacturing cost can be reduced.

また、第1の極10と第2の極20との間の段部11、21より下方の領域には、回転軸31を支点として回転可能な可動部材30が配置されている。ここで、図1では、可動部材30が水平になっている状態が図示されている。回転軸31は、第1の極10と第2の極20との中間位置において、水平方向(図では紙面奥方向)に延在している。そのため、可動部材30は、回転軸31を支点として上下に揺動可能である。可動部材30にはアクチュエータ1により駆動されるバルブ等(図示しない)が連結されているので、可動部材30が揺動することによりバルブ等を往復動させることが可能である。また、可動部材30の両端部は第1の極10及び第2の極20の円弧状部分16、26とほぼ同じ曲率になっている。従って、可動部材30が揺動した場合には、可動部材30の左端部の先端面と第1の極10の円弧状部分16は常に対向すると共に、可動部材30の右端部の先端面と第2の極20の円弧状部分26は常に対向する。また、可動部材30は、時計回りに回転することにより、その左端部が段部11の下面15に接触可能であり、反時計回りに回転することにより、その右端部が段部21の下面25に接触可能である。   A movable member 30 that is rotatable about the rotation shaft 31 is disposed in a region below the step portions 11 and 21 between the first pole 10 and the second pole 20. Here, FIG. 1 shows a state in which the movable member 30 is horizontal. The rotation shaft 31 extends in the horizontal direction (in the drawing, the depth direction in the drawing) at an intermediate position between the first pole 10 and the second pole 20. Therefore, the movable member 30 can swing up and down with the rotating shaft 31 as a fulcrum. Since the movable member 30 is connected to a valve or the like (not shown) driven by the actuator 1, the valve or the like can be reciprocated when the movable member 30 swings. Further, both end portions of the movable member 30 have substantially the same curvature as the arc-shaped portions 16 and 26 of the first pole 10 and the second pole 20. Therefore, when the movable member 30 swings, the distal end surface of the left end portion of the movable member 30 and the arcuate portion 16 of the first pole 10 are always opposed to each other and the distal end surface of the right end portion of the movable member 30 is aligned with the first end surface. The arcuate portions 26 of the two poles 20 are always opposite. Further, the movable member 30 can rotate clockwise so that its left end can contact the lower surface 15 of the step portion 11, and by rotating counterclockwise, its right end can be the lower surface 25 of the step portion 21. Can be touched.

また、第1の極10及び第2の極20の段部11、21より上方の部分の周囲には、コイル17、27がそれぞれ巻回されている。ここで、コイル17、27は、第1の極10及び第2の極20の周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図1では模式的に図示されている。そして、コイル17、27の両端部は、電流制御装置(図示しない)に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。   In addition, coils 17 and 27 are wound around the portions of the first pole 10 and the second pole 20 above the step portions 11 and 21, respectively. Here, the coils 17 and 27 are wound around the first pole 10 and the second pole 20 by a plurality of turns, but are schematically shown in FIG. The both ends of the coils 17 and 27 are connected to a current control device (not shown), and the value of current flowing in the coil and its direction are controlled.

なお、本実施の形態のアクチュエータ1は、往復移動を必要とする装置、つまり、機械式カムで実施されているエンジンのバルブ、ソレノイドやリニアモータが用いられる油圧・空圧用バルブ、ポンプやコンプレッサーの機構の簡素化及び高性能化を図るために用いられる。   The actuator 1 of this embodiment is a device that requires reciprocal movement, that is, an engine valve implemented by a mechanical cam, a hydraulic / pneumatic valve using a solenoid or a linear motor, a pump or a compressor. Used to simplify the mechanism and improve performance.

次に、アクチュエータ1の動作について、図2を参照して説明する。図2は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル17、27に対して、図2(a)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10では下向きの磁束が発生し、内側の磁極であるN極が強められ、第2の極20では上向きの磁束が発生し、外側の磁極であるS極が強められる。そのため、第1の極10のN極から可動部材30を通り第2の極20のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、第1の極10の段部11の下面15、可動部材30、第2の極20の円弧状部分26、連結部3を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間には、互いに同じ方向のコイル17の磁束と永久磁石12の磁束とが発生し、コイル17の電磁石による吸引力と永久磁石12による吸引力とを足し合わした吸引力が可動部材30に作用する。一方、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間には、互いに反対の方向のコイル27の磁束と永久磁石22の磁束とが発生し、コイル27の電磁石による吸引力と永久磁石22による吸引力とが打ち消し合う。その結果、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間に作用する吸引力が減少する。そのため、可動部材30は、回転軸31を支点として時計回りに回転し、その左端部が第1の極10の段部11の下面15に接触し、且つ、その右端部が第2の極20の段部21の下面25に接触しない状態になる。   First, when a current is passed through the coils 17 and 27 in the direction shown in FIG. 2A, a downward magnetic flux is generated in the first pole 10, and the N pole, which is the inner magnetic pole, is strengthened. In the second pole 20, an upward magnetic flux is generated, and the S pole, which is the outer magnetic pole, is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the first pole 10 to the S pole of the second pole 20 through the movable member 30 is generated. That is, at this time, the counterclockwise (arrow direction) magnetic flux that sequentially passes through the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10, the movable member 30, the arc-shaped portion 26 of the second pole 20, and the connecting portion 3. Occurs. Then, the magnetic flux of the coil 17 and the magnetic flux of the permanent magnet 12 in the same direction are generated between the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30, and the electromagnet of the coil 17. The attracting force obtained by adding the attracting force by and the attracting force by the permanent magnet 12 acts on the movable member 30. On the other hand, between the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 and the right end portion of the movable member 30, the magnetic flux of the coil 27 and the magnetic flux of the permanent magnet 22 in opposite directions are generated. The attraction force by the electromagnet and the attraction force by the permanent magnet 22 cancel each other. As a result, the attractive force acting between the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30 is increased, and the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 is movable with the lower surface 25. The suction force acting between the right end portion of the member 30 is reduced. Therefore, the movable member 30 rotates clockwise with the rotation shaft 31 as a fulcrum, the left end thereof contacts the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10, and the right end thereof is the second pole 20. It will be in the state which does not contact the lower surface 25 of the step part 21 of this.

一方、コイル17、27に対して、図2(b)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10では上向きの磁束が発生し、外側の磁極であるS極が強められ、第2の極20では下向きの磁束が発生し、内側の磁極であるN極が強められる。そのため、第2の極20のN極から可動部材30を通り第1の極10のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、第2の極20の段部21の下面25、可動部材30、第1の極10の円弧状部分16、連結部3を順に通過する時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間には、互いに同じ方向のコイル27の磁束と永久磁石22の磁束とが発生し、コイル27の電磁石による吸引力と永久磁石22による吸引力とを足し合わした吸引力が可動部材30に作用する。一方、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間には、互いに反対の方向のコイル17の磁束と永久磁石12の磁束とが発生し、コイル17の電磁石による吸引力と永久磁石12による吸引力とが打ち消し合う。その結果、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間に作用する吸引力が減少し、且つ、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間に作用する吸引力が増加する。そのため、可動部材30は、回転軸31を支点として反時計回りに回転し、その右端部が第2の極20の段部21の下面25に接触し、且つ、その左端部が第1の極10の段部11の下面15に接触しない状態になる。   On the other hand, when a current flows through the coils 17 and 27 in the direction shown in FIG. 2B, an upward magnetic flux is generated in the first pole 10, and the S pole, which is the outer magnetic pole, is strengthened. In the second pole 20, a downward magnetic flux is generated, and the N pole, which is the inner magnetic pole, is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the second pole 20 to the S pole of the first pole 10 through the movable member 30 is generated. In other words, at this time, the magnetic flux in the clockwise direction (in the direction of the arrow) passing through the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20, the movable member 30, the arc-shaped portion 16 of the first pole 10, and the connecting portion 3 in order. appear. Then, the magnetic flux of the coil 27 and the magnetic flux of the permanent magnet 22 in the same direction are generated between the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 and the right end portion of the movable member 30, and the electromagnet of the coil 27. The attracting force obtained by adding the attracting force due to and the attracting force due to the permanent magnet 22 acts on the movable member 30. On the other hand, between the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30, the magnetic flux of the coil 17 and the magnetic flux of the permanent magnet 12 in opposite directions are generated. The attraction force by the electromagnet and the attraction force by the permanent magnet 12 cancel each other. As a result, the attractive force acting between the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30 is reduced, and the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 is movable with the lower surface 25. The suction force acting between the right end portion of the member 30 increases. Therefore, the movable member 30 rotates counterclockwise with the rotation shaft 31 as a fulcrum, its right end portion contacts the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20, and its left end portion is the first pole. 10 is not in contact with the lower surface 15 of the step 11.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ1では、コイル17、27に所定方向の電流を流すことにより、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間では、コイル17の磁束と永久磁石12の磁束とが強め合い、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間では、コイル27の磁束と永久磁石22の磁束とが弱め合う。そのため、段部11の下面15から可動部材30へ磁束が通り、段部11の下面15と可動部材30の左端部との間に吸引力が発生する。一方、コイル17、27に上述と反対方向の電流を流すことにより、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間では、コイル27の磁束と永久磁石22の磁束とが強め合い、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間では、コイル17の磁束と永久磁石12の磁束とが弱め合う。そのため、段部21の下面25から可動部材30へ磁束が通り、段部21の下面25と可動部材30の右端部との間に吸引力が発生する。ここで、第1の極10及び第2の極20の磁極面近傍には永久磁石12、22が配置されているので、コイルの磁束と永久磁石の磁束とが強め合う側の磁極面と可動部材との間に作用する吸引力は、電磁石による吸引力と永久磁石による吸引力とが足し合わされたものになる。そのため、電磁石による吸引力だけで可動部材を回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータ1により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 1 of the present embodiment, a current in a predetermined direction is passed through the coils 17 and 27, whereby the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30. In between, the magnetic flux of the coil 17 and the magnetic flux of the permanent magnet 12 strengthen each other, and the magnetic flux of the coil 27 and the permanent magnet 22 are between the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 and the right end portion of the movable member 30. The magnetic flux of each other weakens. Therefore, magnetic flux passes from the lower surface 15 of the step portion 11 to the movable member 30, and an attractive force is generated between the lower surface 15 of the step portion 11 and the left end portion of the movable member 30. On the other hand, by passing a current in the opposite direction to the coils 17 and 27, the magnetic flux of the coil 27 and the permanent magnet 22 are provided between the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 and the right end portion of the movable member 30. The magnetic flux of the coil 17 and the magnetic flux of the permanent magnet 12 are weakened between the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30. Therefore, magnetic flux passes from the lower surface 25 of the step portion 21 to the movable member 30, and an attractive force is generated between the lower surface 25 of the step portion 21 and the right end portion of the movable member 30. Here, since the permanent magnets 12 and 22 are arranged in the vicinity of the magnetic pole surfaces of the first pole 10 and the second pole 20, the magnetic pole face on the side where the magnetic flux of the coil and the magnetic flux of the permanent magnet strengthen each other is movable. The attraction force acting between the members is the sum of the attraction force by the electromagnet and the attraction force by the permanent magnet. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the attraction force by the electromagnet, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator 1 is improved. be able to.

次に、本発明の第1の実施の形態の変形例について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、第1の実施の形態の変形例に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an actuator according to a modified example of the first embodiment.

本変形例のアクチュエータ1aが第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、コイル17、27が第1の極10及び第2の極20にそれぞれ巻回されているのに対し、アクチュエータ1aでは、コイル17aが連結部3の周囲に巻回されている点である。なお、アクチュエータ1aとアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   The actuator 1a of this modification differs greatly from the actuator 1 of the first embodiment in that in the actuator 1, the coils 17 and 27 are wound around the first pole 10 and the second pole 20, respectively. On the other hand, in the actuator 1a, the coil 17a is wound around the connecting portion 3. In addition, in the structure of the actuator 1a and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図3のアクチュエータ1aにおいて、第1の極10と第2の極20とを連結する連結部3の周囲には、コイル17aが巻回されている。ここで、コイル17aは、連結部3aの周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図3では一例が図示されている。そして、コイル17aの両端部は、電流制御装置(図示しない)に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。   In the actuator 1 a of FIG. 3, a coil 17 a is wound around the connecting portion 3 that connects the first pole 10 and the second pole 20. Here, the coil 17a is wound around the connecting portion 3a by a plurality of turns, but an example is shown in FIG. The both ends of the coil 17a are connected to a current control device (not shown), and the value of current flowing in the coil and its direction are controlled.

次に、アクチュエータ1aの動作について、図4を参照して説明する。図4は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 1a will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the rotation operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル17aに対して、図4(a)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間には、互いに同じ方向のコイル17aの磁束と永久磁石12の磁束とが発生し、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間には、互いに反対の方向のコイル17aの磁束と永久磁石22の磁束とが発生する。一方、コイル17aに対して、図4(b)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10の段部11の下面15と可動部材30の左端部との間には、互いに反対の方向のコイル17aの磁束と永久磁石12の磁束とが発生し、第2の極20の段部21の下面25と可動部材30の右端部との間には、互いに同じ方向のコイル17aの磁束と永久磁石22の磁束とが発生する。そのため、可動部材30の動作は、第1の実施の形態と同様になる。   First, when a current is applied to the coil 17a in the direction shown in FIG. 4A, the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30 are The magnetic flux of the coil 17a and the magnetic flux of the permanent magnet 12 are generated in the same direction, and between the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 and the right end portion of the movable member 30, the coils in the opposite directions to each other. The magnetic flux of 17a and the magnetic flux of the permanent magnet 22 are generated. On the other hand, when a current is passed through the coil 17a in the direction shown in FIG. 4B, between the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10 and the left end portion of the movable member 30, The magnetic flux of the coil 17a in the opposite direction and the magnetic flux of the permanent magnet 12 are generated, and the coil in the same direction is interposed between the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20 and the right end portion of the movable member 30. The magnetic flux of 17a and the magnetic flux of the permanent magnet 22 are generated. Therefore, the operation of the movable member 30 is the same as that in the first embodiment.

次に、本発明の第2の実施の形態について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ101が第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、永久磁石12、22が第1の極10及び第2の極20内に埋め込まれているのに対し、アクチュエータ101では、永久磁石112、122が第1の極10及び第2の極20の表面に配置されている点である。なお、アクチュエータ101とアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   The actuator 101 of the present embodiment is greatly different from the actuator 1 of the first embodiment. In the actuator 1, the permanent magnets 12 and 22 are embedded in the first pole 10 and the second pole 20. On the other hand, in the actuator 101, the permanent magnets 112 and 122 are arranged on the surfaces of the first pole 10 and the second pole 20. In addition, in the structure of the actuator 101 and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図5のアクチュエータ101は、第1の極10と、第2の極20と、これらを連結する連結部3とから構成される鉄心2を有している。第1の極10と第2の極20の段部11、21の下面15、16には、永久磁石112、122がそれぞれ配置されている。永久磁石112、122は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。本実施の形態では、永久磁石112のS極となる面及び永久磁石122のS極となる面が段部11、21の下面15、16に接着されており、永久磁石112のN極となる面及び永久磁石122のN極となる面が第1の極10または第2の極20の表面に配置されている。   The actuator 101 in FIG. 5 has an iron core 2 composed of a first pole 10, a second pole 20, and a connecting portion 3 that connects them. Permanent magnets 112 and 122 are disposed on the lower surfaces 15 and 16 of the step portions 11 and 21 of the first pole 10 and the second pole 20, respectively. The permanent magnets 112 and 122 are plate-like members, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. In the present embodiment, the surface that becomes the S pole of the permanent magnet 112 and the surface that becomes the S pole of the permanent magnet 122 are bonded to the lower surfaces 15 and 16 of the step portions 11 and 21, and become the N pole of the permanent magnet 112. The surface and the surface serving as the N pole of the permanent magnet 122 are arranged on the surface of the first pole 10 or the second pole 20.

ここで、第1の極10では、永久磁石112の下面及び円弧状部分16が磁極面となり、第2の極20では、永久磁石112の下面及び円弧状部分26が磁極面となる。そして、永久磁石112、122は上述した向きに配置されているので、円弧状部分16、26はS極の極性を有している。つまり、第1の極10及び第2の極20は、N極の磁極面及びS極の磁極面をそれぞれ有していることになる。   Here, in the first pole 10, the lower surface of the permanent magnet 112 and the arc-shaped portion 16 are magnetic pole surfaces, and in the second pole 20, the lower surface of the permanent magnet 112 and the arc-shaped portion 26 are magnetic pole surfaces. And since the permanent magnets 112 and 122 are arrange | positioned in the direction mentioned above, the circular-arc-shaped parts 16 and 26 have the polarity of a south pole. That is, the first pole 10 and the second pole 20 have an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face, respectively.

また、第1の極10と第2の極20との間の段部11、21より下方の領域には、回転軸31を支点として回転可能な可動部材30が配置されている。可動部材30が回転軸31を支点として揺動した場合には、可動部材30の左端部の先端面と第1の極10の円弧状部分16は常に対向すると共に、可動部材30の右端部の先端面と第2の極20の円弧状部分26は常に対向する。また、可動部材30は、時計回りに回転することにより、その左端部が永久磁石112の下面に接触可能であり、反時計回りに回転することにより、その右端部が永久磁石122の下面に接触可能である。   A movable member 30 that is rotatable about the rotation shaft 31 is disposed in a region below the step portions 11 and 21 between the first pole 10 and the second pole 20. When the movable member 30 swings around the rotating shaft 31, the distal end surface of the left end portion of the movable member 30 and the arc-shaped portion 16 of the first pole 10 always face each other and the right end portion of the movable member 30 The distal end surface and the arc-shaped portion 26 of the second pole 20 are always opposed to each other. The movable member 30 can be rotated clockwise to have its left end contact with the lower surface of the permanent magnet 112, and can be rotated counterclockwise so that its right end is in contact with the lower surface of the permanent magnet 122. Is possible.

次に、アクチュエータ101の動作について、図6を参照して説明する。図6は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 101 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル17、27に対して、図6(a)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10では下向きの磁束が発生し、内側の磁極であるN極が強められ、第2の極20では上向きの磁束が発生し、外側の磁極であるS極が強められる。そのため、第1の極10のN極から可動部材30を通り第2の極20のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、第1の極10の段部11の下面15、可動部材30、第2の極20の円弧状部分26、連結部3を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、永久磁石112の下面と可動部材30の左端部との間には、互いに同じ方向のコイル17の磁束と永久磁石112の磁束とが発生し、コイル17の電磁石による吸引力と永久磁石112による吸引力とを足し合わした吸引力が可動部材30に作用する。一方、永久磁石122の下面と可動部材30の右端部との間には、互いに反対の方向のコイル27の磁束と永久磁石122の磁束とが発生し、コイル27の電磁石による吸引力と永久磁石122による吸引力とが打ち消し合う。その結果、永久磁石112の下面と可動部材30の左端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、永久磁石122の下面と可動部材30の右端部との間に作用する吸引力が減少する。そのため、可動部材30は、回転軸31を支点として時計回りに回転し、その左端部が永久磁石112の下面に接触し、且つ、その右端部が永久磁石122の下面に接触しない状態になる。   First, when a current flows through the coils 17 and 27 in the direction shown in FIG. 6A, a downward magnetic flux is generated in the first pole 10, and the N pole, which is the inner magnetic pole, is strengthened. In the second pole 20, an upward magnetic flux is generated, and the S pole, which is the outer magnetic pole, is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the first pole 10 to the S pole of the second pole 20 through the movable member 30 is generated. That is, at this time, the counterclockwise (arrow direction) magnetic flux that sequentially passes through the lower surface 15 of the step portion 11 of the first pole 10, the movable member 30, the arc-shaped portion 26 of the second pole 20, and the connecting portion 3. Occurs. Then, a magnetic flux of the coil 17 and a magnetic flux of the permanent magnet 112 in the same direction are generated between the lower surface of the permanent magnet 112 and the left end portion of the movable member 30, and the attraction force by the electromagnet of the coil 17 and the permanent magnet 112. The suction force obtained by adding together the suction force due to the above acts on the movable member 30. On the other hand, between the lower surface of the permanent magnet 122 and the right end of the movable member 30, the magnetic flux of the coil 27 and the magnetic flux of the permanent magnet 122 are generated in opposite directions, and the attractive force of the coil 27 by the electromagnet and the permanent magnet are generated. The suction force by 122 cancels out. As a result, the attractive force acting between the lower surface of the permanent magnet 112 and the left end portion of the movable member 30 increases, and the attractive force acting between the lower surface of the permanent magnet 122 and the right end portion of the movable member 30 is increased. Decrease. Therefore, the movable member 30 rotates clockwise with the rotation shaft 31 as a fulcrum, and its left end is in contact with the lower surface of the permanent magnet 112, and its right end is not in contact with the lower surface of the permanent magnet 122.

一方、コイル17、27に対して、図6(b)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10では上向きの磁束が発生し、外側の磁極であるS極が強められ、第2の極20では下向きの磁束が発生し、内側の磁極であるN極が強められる。そのため、第2の極20のN極から可動部材30を通り第1の極10のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、第2の極20の段部21の下面25、可動部材30、第1の極10の円弧状部分16、連結部3を順に通過する時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、永久磁石122の下面と可動部材30の右端部との間には、互いに同じ方向のコイル27の磁束と永久磁石122の磁束とが発生し、コイル27の電磁石による吸引力と永久磁石122による吸引力とを足し合わした吸引力が可動部材30に作用する。一方、永久磁石112の下面と可動部材30の左端部との間には、互いに反対の方向のコイル17の磁束と永久磁石112の磁束とが発生し、コイル17の電磁石による吸引力と永久磁石112による吸引力とが打ち消し合う。その結果、永久磁石112の下面と可動部材30の左端部との間に作用する吸引力が減少し、且つ、永久磁石122の下面と可動部材30の右端部との間に作用する吸引力が増加する。そのため、可動部材30は、回転軸31を支点として反時計回りに回転し、その右端部が永久磁石122の下面に接触し、且つ、その左端部が永久磁石112の下面に接触しない状態になる。   On the other hand, when a current flows through the coils 17 and 27 in the direction shown in FIG. 6B, an upward magnetic flux is generated in the first pole 10, and the S pole, which is the outer magnetic pole, is strengthened. In the second pole 20, a downward magnetic flux is generated, and the N pole, which is the inner magnetic pole, is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the second pole 20 to the S pole of the first pole 10 through the movable member 30 is generated. In other words, at this time, the magnetic flux in the clockwise direction (in the direction of the arrow) passing through the lower surface 25 of the step portion 21 of the second pole 20, the movable member 30, the arc-shaped portion 16 of the first pole 10, and the connecting portion 3 in order. appear. Then, a magnetic flux of the coil 27 and a magnetic flux of the permanent magnet 122 in the same direction are generated between the lower surface of the permanent magnet 122 and the right end portion of the movable member 30, and the attraction force of the coil 27 by the electromagnet and the permanent magnet 122. The suction force obtained by adding together the suction force due to the above acts on the movable member 30. On the other hand, between the lower surface of the permanent magnet 112 and the left end portion of the movable member 30, the magnetic flux of the coil 17 and the magnetic flux of the permanent magnet 112 in opposite directions are generated. The suction force by 112 cancels out. As a result, the attractive force acting between the lower surface of the permanent magnet 112 and the left end portion of the movable member 30 is reduced, and the attractive force acting between the lower surface of the permanent magnet 122 and the right end portion of the movable member 30 is reduced. To increase. Therefore, the movable member 30 rotates counterclockwise with the rotation shaft 31 as a fulcrum, and its right end is in contact with the lower surface of the permanent magnet 122 and its left end is not in contact with the lower surface of the permanent magnet 112. .

なお、図6(a)に示すように、可動部材30の左端部が永久磁石112の下面に接触した状態で、コイル17に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石112の磁力により、可動部材30はその状態で保持される。また、図6(b)に示すように、可動部材30の右端部が永久磁石122の下面に接触した状態で、コイル27に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石122の磁力により、可動部材30はその状態で保持される。   As shown in FIG. 6A, even when the current does not flow through the coil 17 in a state where the left end portion of the movable member 30 is in contact with the lower surface of the permanent magnet 112, the movable member 30 is held in that state. Further, as shown in FIG. 6B, even when the current does not flow to the coil 27 in a state where the right end portion of the movable member 30 is in contact with the lower surface of the permanent magnet 122, the movable member is caused by the magnetic force of the permanent magnet 122. 30 is held in that state.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ101では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と同様に、アクチュエータ101により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 101 according to the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 101 can be improved as in the actuator 1 according to the first embodiment.

次に、本発明の第3の実施の形態について、図7及び図8を参照して説明する。図7は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ201が、第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1は、第1の極10及び第2の極20を有しているのに対し、アクチュエータ201では、第1〜第3の極210〜212を有している点である。   The actuator 201 of the present embodiment differs greatly from the actuator 1 of the first embodiment in that the actuator 1 has the first pole 10 and the second pole 20 whereas the actuator 201 Then, it is the point which has the 1st-3rd poles 210-212.

図7のアクチュエータ201は、第1の極210と、第2の極211と、第3の極212と、これらを連結する連結部214、215とから構成される鉄心202を有している。第1〜第3の極210〜212は、一方向(図7では上下方向)に延在する棒状の部材であり、所定間隔を隔てて対向している。第3の極212は、第1の極210に対して第2の極211と反対側に配置されている。第1の極210と第2の極211とは、それらの上端部同士が連結部214を介して連結されており、第1の極210と第3の極212とは、それらの上端部同士が連結部215を介して連結されており、鉄心202は略逆W型の断面を有している。また、第1〜第3の極210〜212は、その先端に向かって幅が広くなるようにそれぞれ傾斜している。そのため、後述する可動部材240が回転した場合に、可動部材240と第1〜第3の極210〜212とが隙間なく接触可能になる。   The actuator 201 in FIG. 7 includes an iron core 202 including a first pole 210, a second pole 211, a third pole 212, and connecting portions 214 and 215 that connect these. The first to third poles 210 to 212 are rod-shaped members extending in one direction (the vertical direction in FIG. 7), and face each other with a predetermined interval. The third pole 212 is disposed on the side opposite to the second pole 211 with respect to the first pole 210. The first pole 210 and the second pole 211 have their upper ends connected to each other via a connecting portion 214, and the first pole 210 and the third pole 212 have their upper ends connected to each other. Are connected via a connecting portion 215, and the iron core 202 has a substantially inverted W-shaped cross section. Further, the first to third poles 210 to 212 are inclined so as to increase in width toward the tip thereof. Therefore, when the movable member 240 described later rotates, the movable member 240 and the first to third poles 210 to 212 can be contacted without a gap.

第1の極210の左端面(第2の極211と対向する面)には永久磁石231が配置されており、第1の極210の右端面(第3の極212と対向する面)には永久磁石232がそれぞれ配置されている。また、第2の極211の右端面(第1の極210と対向する面)には永久磁石233が配置されており、第3の極212の左端面(第1の極210と対向する面)には永久磁石234がそれぞれ配置されている。永久磁石231〜234は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。本実施の形態では、永久磁石231のN極となる面及び永久磁石232のS極となる面が第1の極210の表面と一致し、永久磁石のN極となる面が第2の極211の表面と一致し、永久磁石234のS極となる面が第3の極212の表面と一致するように配置されている。   A permanent magnet 231 is disposed on the left end surface of the first pole 210 (the surface facing the second pole 211), and on the right end surface (the surface facing the third pole 212) of the first pole 210. Permanent magnets 232 are respectively arranged. A permanent magnet 233 is disposed on the right end surface of the second pole 211 (the surface facing the first pole 210), and the left end surface (the surface facing the first pole 210) of the third pole 212. ), Permanent magnets 234 are respectively disposed. The permanent magnets 231 to 234 are plate-shaped members, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. In the present embodiment, the surface of the permanent magnet 231 serving as the N pole and the surface of the permanent magnet 232 serving as the S pole coincide with the surface of the first pole 210, and the surface of the permanent magnet serving as the N pole is the second pole. The surface of the permanent magnet 234 is aligned with the surface of the third pole 212 so as to coincide with the surface of the third pole 212.

ここで、第1の極210では、その左端面及び右端面が磁極面となり、第2の極211では、その右端面が磁極面となり、第3の極212では、その左端面が磁極面となる。そして、第1の極210では、永久磁石231、232は上述した向きに配置されているので、その左端面がN極の極性を有し、その右端面がS極の極性を有している。つまり、第1の極210は、N極の磁極面及びS極の磁極面を有していることになる。   Here, in the first pole 210, the left end face and the right end face are magnetic pole faces, in the second pole 211, the right end face is a magnetic pole face, and in the third pole 212, the left end face is a magnetic pole face. Become. In the first pole 210, since the permanent magnets 231 and 232 are arranged in the above-described direction, the left end face has an N-pole polarity and the right end face has an S-pole polarity. . That is, the first pole 210 has an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face.

また、第1の極210の下方には、回転軸241を支点として回転可能な可動部材240が配置されている。可動部材240は、略U型形状の部材であり、第1接触部245及び第2接触部246を有している。第1接触部245は、第1の極210と第2の極211との間に配置されており、第2接触部246は、第1の極210と第3の極212との間に配置されている。回転軸241は、第1の極210の下方において、水平方向(図では紙面奥方向)に延在している。そのため、可動部材240は、回転軸241を支点として左右に揺動可能である。可動部材240は、時計回りに回転することにより、第1接触部245の内側面が第1の極210の左端面に接触し且つ第2接触部246の外側面が第3の極212の左端面に接触可能であり、反時計回りに回転することにより、第1接触部245の外側面が第2の極211の右端面に接触し且つ第2接触部246の内側面が第1の極210の右端面に接触可能である。   Further, below the first pole 210, a movable member 240 that is rotatable about the rotating shaft 241 is disposed. The movable member 240 is a substantially U-shaped member and includes a first contact portion 245 and a second contact portion 246. The first contact portion 245 is disposed between the first pole 210 and the second pole 211, and the second contact portion 246 is disposed between the first pole 210 and the third pole 212. Has been. The rotating shaft 241 extends in the horizontal direction (in the drawing, the back direction in the drawing) below the first pole 210. Therefore, the movable member 240 can swing left and right with the rotating shaft 241 as a fulcrum. The movable member 240 rotates clockwise so that the inner surface of the first contact portion 245 contacts the left end surface of the first pole 210 and the outer surface of the second contact portion 246 is the left end of the third pole 212. The outer surface of the first contact portion 245 contacts the right end surface of the second pole 211 and the inner surface of the second contact portion 246 is the first pole by rotating counterclockwise. The right end surface of 210 can be contacted.

また、第1の極210の周囲には、コイル250が巻回されている。ここで、コイル250は、第1の極210の周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図7では模式的に図示されている。そして、コイル250の両端部は、電流制御装置(図示しない)に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。   A coil 250 is wound around the first pole 210. Here, the coil 250 is wound around the first pole 210 by a plurality of turns, and is schematically shown in FIG. The both ends of the coil 250 are connected to a current control device (not shown), and the value of current flowing in the coil and its direction are controlled.

次に、アクチュエータ201の動作について、図8を参照して説明する。図8は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 201 will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル250に対して、図8(a)に図示される方向に電流が流されると、第1の極210では下向きの磁束が発生し、左側の磁極であるN極が強められる。そのため、第1の極210のN極から可動部材240を通り第3の極212のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、第1の極210、可動部材240、第3の極212、連結部215を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極210の左端面と可動部材240の第1接触部245との間には、互いに同じ方向のコイル250の磁束と永久磁石231の磁束とが発生し、コイル250の電磁石による吸引力と永久磁石231による吸引力とを足し合わした吸引力が可動部材240の第1接触部245に作用する。一方、第1の極210の右端面と可動部材240の第2接触部246との間には、互いに反対の方向のコイル250の磁束と永久磁石232の磁束とが発生し、コイル250の電磁石による吸引力と永久磁石232による吸引力とが打ち消し合う。その結果、第1の極210の左端面と可動部材240の第1接触部245との間に作用する吸引力が増加し且つ第1の極210の右端面と可動部材240の第2接触部246との間に作用する吸引力が減少する。そのため、可動部材240は、回転軸241を支点として時計回りに回転し、第1接触部245の内側面が第1の極210の左端面に接触し、且つ、第2接触部246の内側面が第1の極210の右端面に接触しないで、その外側面が第3の極212の左端面に接触する状態になる。   First, when a current flows through the coil 250 in the direction shown in FIG. 8A, a downward magnetic flux is generated in the first pole 210, and the N pole that is the left magnetic pole is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the first pole 210 to the S pole of the third pole 212 through the movable member 240 is generated. That is, at this time, a counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the first pole 210, the movable member 240, the third pole 212, and the connecting portion 215. Then, a magnetic flux of the coil 250 and a magnetic flux of the permanent magnet 231 in the same direction are generated between the left end surface of the first pole 210 and the first contact portion 245 of the movable member 240, and are generated by the electromagnet of the coil 250. The attractive force obtained by adding the attractive force and the attractive force by the permanent magnet 231 acts on the first contact portion 245 of the movable member 240. On the other hand, between the right end surface of the first pole 210 and the second contact portion 246 of the movable member 240, the magnetic flux of the coil 250 and the magnetic flux of the permanent magnet 232 in opposite directions are generated, and the electromagnet of the coil 250. The attraction force due to and the attraction force due to the permanent magnet 232 cancel each other. As a result, the attractive force acting between the left end surface of the first pole 210 and the first contact portion 245 of the movable member 240 is increased, and the right end surface of the first pole 210 and the second contact portion of the movable member 240 are increased. The suction force acting between the H.246 and the H.246 is reduced. Therefore, the movable member 240 rotates clockwise with the rotation shaft 241 as a fulcrum, the inner surface of the first contact portion 245 contacts the left end surface of the first pole 210, and the inner surface of the second contact portion 246. Is not in contact with the right end surface of the first pole 210, but the outer surface thereof is in contact with the left end surface of the third pole 212.

一方、コイル250に対して、図8(b)に図示される方向に電流が流されると、第1の極210では上向きの磁束が発生し、右側の磁極であるS極が強められる。そのため、第2の極211のN極から可動部材240を通り第1の極210のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、第1の極210、連結部214、第2の極211、可動部材240を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極210の右端面と可動部材240の第2接触部246との間には、互いに同じ方向のコイル250の磁束と永久磁石232の磁束とが発生し、コイル250の電磁石による吸引力と永久磁石232による吸引力とを足し合わした吸引力が可動部材240の第2接触部246に作用する。一方、第1の極210の左端面と可動部材240の第1接触部245との間には、互いに反対の方向のコイル250の磁束と永久磁石231の磁束とが発生し、コイル250の電磁石による吸引力と永久磁石231による吸引力とが打ち消し合う。その結果、第1の極210の右端面と可動部材240の第2接触部246との間に作用する吸引力が増加し且つ第1の極210の左端面と可動部材240の第1接触部245との間に作用する吸引力が減少する。そのため、可動部材240は、回転軸241を支点として反時計回りに回転し、第2接触部246の内側面が第1の極210の右端面に接触し、且つ、第1接触部245の内側面が第1の極210の左端面に接触しないで、その外側面が第2の極211の右端面に接触する状態になる。   On the other hand, when a current flows through the coil 250 in the direction shown in FIG. 8B, an upward magnetic flux is generated in the first pole 210, and the S pole, which is the right magnetic pole, is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the second pole 211 to the S pole of the first pole 210 through the movable member 240 is generated. That is, at this time, a counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) that sequentially passes through the first pole 210, the connecting portion 214, the second pole 211, and the movable member 240 is generated. Then, the magnetic flux of the coil 250 and the magnetic flux of the permanent magnet 232 in the same direction are generated between the right end surface of the first pole 210 and the second contact portion 246 of the movable member 240, and are generated by the electromagnet of the coil 250. The attractive force obtained by adding the attractive force and the attractive force by the permanent magnet 232 acts on the second contact portion 246 of the movable member 240. On the other hand, between the left end surface of the first pole 210 and the first contact portion 245 of the movable member 240, the magnetic flux of the coil 250 and the magnetic flux of the permanent magnet 231 in opposite directions are generated, and the electromagnet of the coil 250 is generated. The attraction force due to and the attraction force due to the permanent magnet 231 cancel each other. As a result, the attractive force acting between the right end surface of the first pole 210 and the second contact portion 246 of the movable member 240 is increased, and the left end surface of the first pole 210 and the first contact portion of the movable member 240 are increased. The suction force acting between the 245 and 245 is reduced. Therefore, the movable member 240 rotates counterclockwise with the rotation shaft 241 as a fulcrum, the inner side surface of the second contact portion 246 contacts the right end surface of the first pole 210, and the inner side of the first contact portion 245 The side surface does not contact the left end surface of the first pole 210, and the outer surface thereof contacts the right end surface of the second pole 211.

なお、図8(a)に示すように、可動部材240の第1接触部245の内側面が第1の極210の左端面に接触し、且つ、第2接触部246の外側面が第3の極212の左端面に接触した状態で、コイル250に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石231、234の磁力により、可動部材240はその状態で保持される。また、図8(b)に示すように、第2接触部246の内側面が第1の極210の右端面に接触し、且つ、第1接触部245の外側面が第2の極211の右端面に接触した状態で、コイル250に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石232、233の磁力により、可動部材240はその状態で保持される。   As shown in FIG. 8A, the inner surface of the first contact portion 245 of the movable member 240 contacts the left end surface of the first pole 210, and the outer surface of the second contact portion 246 is the third. Even when no current flows through the coil 250 in contact with the left end surface of the pole 212, the movable member 240 is held in that state by the magnetic force of the permanent magnets 231 and 234. 8B, the inner surface of the second contact portion 246 is in contact with the right end surface of the first pole 210, and the outer surface of the first contact portion 245 is the second pole 211. Even when the current stops flowing to the coil 250 in a state where it is in contact with the right end surface, the movable member 240 is held in that state by the magnetic force of the permanent magnets 232 and 233.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ201では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と同様に、アクチュエータ201により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 201 according to the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 201 can be improved as in the actuator 1 according to the first embodiment.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の第1の実施の形態では、コイル17が第1の極10の周囲に巻回されており、コイル27が第2の極20の周囲に巻回されているが、コイルが第1の極10及び第2の極20の一方の周囲にだけ巻回されていてもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, in the first embodiment described above, the coil 17 is wound around the first pole 10 and the coil 27 is wound around the second pole 20. It may be wound only around one of the first pole 10 and the second pole 20.

また、上述の第1の実施の形態では、永久磁石12のN極となる面及び永久磁石22のN極となる面が内側になると共に、永久磁石12のS極となる面及び永久磁石22のS極となる面が外側になるように配置されているが、永久磁石12のS極となる面及び永久磁石22のS極となる面が内側になると共に、永久磁石12のN極となる面及び永久磁石22のN極となる面が外側になるように配置されてもよい。また、永久磁石12、22は、第1の極10及び第2の極20の軸と平行な磁極面を有しているが、第1の極10及び第2の極20の軸と傾斜した磁極面を有していてもよい。   In the first embodiment described above, the N pole surface of the permanent magnet 12 and the N pole surface of the permanent magnet 22 are on the inside, and the S pole surface of the permanent magnet 12 and the permanent magnet 22. The surface of the permanent magnet 12 and the surface of the permanent magnet 22 and the surface of the permanent magnet 22 become the inside, and the N pole of the permanent magnet 12 The surface to be formed and the surface to be the N pole of the permanent magnet 22 may be disposed outside. The permanent magnets 12 and 22 have magnetic pole faces parallel to the axes of the first pole 10 and the second pole 20 but are inclined with respect to the axes of the first pole 10 and the second pole 20. It may have a pole face.

また、上述の第2の実施の形態では、永久磁石112のS極となる面及び永久磁石122のS極となる面が段部11、21の下面15、16に接着されており、永久磁石112のN極となる面及び永久磁石122のN極となる面が第1の極10及び第2の極20の表面に配置されているが、永久磁石112のN極となる面及び永久磁石122のN極となる面が段部11、21の下面15、16に接着されており、永久磁石112のS極となる面及び永久磁石122のS極となる面が第1の極10及び第2の極20の表面に配置されてもよい。   In the second embodiment described above, the surface of the permanent magnet 112 serving as the south pole and the surface of the permanent magnet 122 serving as the south pole are bonded to the lower surfaces 15 and 16 of the step portions 11 and 21. The N pole surface of 112 and the N pole surface of the permanent magnet 122 are arranged on the surfaces of the first pole 10 and the second pole 20, but the N pole surface and permanent magnet of the permanent magnet 112. The N pole surface of 122 is bonded to the lower surfaces 15 and 16 of the step portions 11 and 21, and the S pole surface of the permanent magnet 112 and the S pole surface of the permanent magnet 122 are the first pole 10 and It may be arranged on the surface of the second pole 20.

また、上述の第1〜3の実施の形態では、第1の極10、第2の極20及び第1の極210のそれぞれの磁極面がN極の極性を有する磁極面とS極の極性を有する磁極面とにそれぞれ分かれるように永久磁石が配置されていればよく、永久磁石の形状、大きさ及び配置は変更可能である。従って、上述の第3の実施の形態では、永久磁石231のN極となる面及び永久磁石232のS極となる面が第1の極210の表面と一致するように配置されていなくてもよく、図9に示すように、第1の極210の中央位置に上下方向に延在する永久磁石235が埋め込まれたアクチュエータ201aであってもよい。   Further, in the first to third embodiments described above, the magnetic pole surfaces of the first pole 10, the second pole 20, and the first pole 210 have the polarity of the N pole and the polarity of the S pole. The permanent magnets only need to be arranged so as to be separated from the magnetic pole surfaces having the shape, and the shape, size and arrangement of the permanent magnets can be changed. Therefore, in the above-described third embodiment, even if the surface of the permanent magnet 231 that serves as the N pole and the surface of the permanent magnet 232 that serves as the S pole do not coincide with the surface of the first pole 210. As shown in FIG. 9, an actuator 201 a in which a permanent magnet 235 extending in the vertical direction is embedded at the center position of the first pole 210 may be used.

本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。The rotation operation | movement of the movable member of the actuator of FIG. 1 is shown. 本発明の第1の実施の形態の変形例に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 図3のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。Fig. 4 shows a rotation operation of a movable member of the actuator of Fig. 3. 本発明の第2の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。Fig. 6 shows a rotation operation of a movable member of the actuator of Fig. 5. 本発明の第3の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図7のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。FIG. 8 shows a rotating operation of a movable member of the actuator of FIG. 7. FIG. 本発明の第3の実施の形態の変形例に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the modification of the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、101、201 アクチュエータ
10 第1の電磁石の極
20 第2の電磁石の極
12、22 永久磁石
17、27 コイル
30 可動部材
210 第1の電磁石の極
211 第2の電磁石の極
212 第3の電磁石の極
231〜234 永久磁石
240 可動部材
250 コイル
1, 101, 201 Actuator 10 First electromagnet pole 20 Second electromagnet pole 12, 22 Permanent magnet 17, 27 Coil 30 Movable member 210 First electromagnet pole 211 Second electromagnet pole 212 Third Electromagnetic poles 231 to 234 Permanent magnet 240 Movable member 250 Coil

Claims (4)

コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極及び前記第2の電磁石の極のそれぞれに組み込まれており、前記第1の電磁石の極及び前記第2の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有し且つ対向する磁極面が同じ極性を有する一対の永久磁石と、
前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置され、回転可能に支持された可動部材とを備えており、
前記第1の電磁石の極側のコイル及び前記第2の電磁石の極側のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第1の電磁石の極の通電による磁束と、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A first electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux;
A second electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux;
Each of the first electromagnet pole and the second electromagnet pole is incorporated into each of the first electromagnet pole and the second electromagnet pole, and has a magnetic pole surface parallel to or inclined with respect to the axis of the first electromagnet pole and the second electromagnet pole. And a pair of permanent magnets having opposite pole faces having the same polarity;
A movable member disposed between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet and rotatably supported;
By controlling the energization so that the direction of the current flowing through the pole-side coil of the first electromagnet and the pole-side coil of the second electromagnet is changed, the poles of the first electromagnet and the second electromagnet By generating magnetic fluxes in different directions alternately with the poles, the magnetic flux generated by energizing the poles of the first electromagnet, the magnetic flux generated by energizing the poles of the second electromagnet, and the attractive force generated by the magnetic flux of the permanent magnets, An actuator characterized in that the movable member is rotationally driven.
コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第1の電磁石の極側の端部が接触する第1の磁極面を有する第1の永久磁石と、
前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第2の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第1の磁極面と同じ極性を有する磁極面を有する第2の永久磁石と、
前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置され、回転可能に支持された可動部材とを備えており、
前記第1の電磁石の極側のコイル及び前記第2の電磁石の極側のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第1の電磁石の極の通電による磁束と、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A first electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux;
A second electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux;
A first permanent magnet that is incorporated in the pole of the first electromagnet and has a first magnetic pole surface that contacts the pole-side end of the first electromagnet of the movable member when the movable member is rotatable. When,
It is incorporated in the pole of the second electromagnet, the end of the movable member on the pole side of the second electromagnet is in contact with the movable member, and has the same polarity as the first magnetic pole surface. A second permanent magnet having a pole face;
A movable member disposed between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet and rotatably supported;
By controlling the energization so that the direction of the current flowing through the pole-side coil of the first electromagnet and the pole-side coil of the second electromagnet is changed, the poles of the first electromagnet and the second electromagnet By generating magnetic fluxes in different directions alternately with the poles, the magnetic flux generated by energizing the poles of the first electromagnet, the magnetic flux generated by energizing the poles of the second electromagnet, and the attractive force generated by the magnetic flux of the permanent magnets, An actuator characterized in that the movable member is rotationally driven.
コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
前記第2の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置された第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置される一端部と、前記第1の電磁石の極と前記第3の電磁石の極との間に配置される他端部とを有しており、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極及び前記第2の電磁石の極のそれぞれに組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の一端部が接触する第1の磁極面をそれぞれ有し且つ対向する前記第1の磁極面が同じ極性を有する第1の一対の永久磁石と、
前記第1の電磁石の極及び前記第3の電磁石の極のそれぞれに組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の他端部が接触する第2の磁極面を有し且つ対向する前記第2の磁極面が同じ極性であり且つ前記第1の磁極面と異なる極性を有する第2の一対の永久磁石とを備えており、
前記第1の電磁石の極に巻回されたコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第2の電磁石の極と前記第3の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記第3の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A first electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux;
A pole of the second electromagnet;
A third electromagnet pole disposed on the opposite side of the first electromagnet pole from the second electromagnet pole;
One end arranged between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet, and the other end arranged between the pole of the first electromagnet and the pole of the third electromagnet A movable member that is rotatably supported, and
Built in each of the poles of the first electromagnet and the second electromagnet, each having a first magnetic pole face that contacts one end of the movable member when the movable member is rotatable, and facing each other A first pair of permanent magnets having the same polarity as the first magnetic pole surface;
It is incorporated in each of the poles of the first electromagnet and the third electromagnet, and has a second magnetic pole surface that contacts the other end of the movable member when the movable member is rotatable. The second magnetic pole surface has the same polarity and a second pair of permanent magnets having a different polarity from the first magnetic pole surface,
By controlling energization so that the direction of the current flowing in the coil wound around the pole of the first electromagnet is changed, the second electromagnet pole and the third electromagnet pole have different directions alternately. Generating a magnetic flux and rotationally driving the movable member by an attractive force generated by a magnetic flux generated by energization of the pole of the second electromagnet, a magnetic flux generated by energization of the pole of the third electromagnet, and a magnetic flux of the permanent magnet. An actuator characterized by.
コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
前記第2の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置された第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極と前記第2の電磁石の極との間に配置される一端部と、前記第1の電磁石の極と前記第3の電磁石の極との間に配置される他端部とを有しており、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第1の電磁石の極に巻回されたコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第2の電磁石の極と前記第3の電磁石の極とに交互に異なる向きの磁束を発生し、前記第2の電磁石の極の通電による磁束と、前記第3の電磁石の極の通電による磁束と、前記永久磁石の磁束とによる吸引力によって、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A first electromagnet pole having a coil and generating magnetic flux;
A pole of the second electromagnet;
A third electromagnet pole disposed on the opposite side of the first electromagnet pole from the second electromagnet pole;
One end arranged between the pole of the first electromagnet and the pole of the second electromagnet, and the other end arranged between the pole of the first electromagnet and the pole of the third electromagnet A movable member that is rotatably supported, and
It is incorporated in the pole of the first electromagnet, and is arranged to divide the pole of the first electromagnet into a part on the pole side of the second electromagnet and a part on the pole side of the third electromagnet. With permanent magnets,
By controlling energization so that the direction of the current flowing in the coil wound around the pole of the first electromagnet is changed, the second electromagnet pole and the third electromagnet pole have different directions alternately. Generating a magnetic flux and rotationally driving the movable member by an attractive force generated by a magnetic flux generated by energization of the pole of the second electromagnet, a magnetic flux generated by energization of the pole of the third electromagnet, and a magnetic flux of the permanent magnet. An actuator characterized by.
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