JP2010246205A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットロータとコイルステータを小型コンパクトに構成することが可能であると共にロータの回転ブレを生ずることのない電磁アクチュエータを安価に提供する。
【解決手段】上記課題を達成するため本発明は、中空円筒形状の磁気ヨークに一対のステータを径方向の位置を規制するように嵌合し、このステータ外周壁と磁気ヨークの内周壁間にコイル枠を挟むように嵌合支持する。そしてこのコイル枠にロータの回転軸を支持する軸受の一方を設け、軸受の他方は磁気ヨーク内に径方向を位置決めされたブラケット部材に設け、このコイル枠とブラケット部材を磁気ヨークに軸方向位置を固定する。
【選択図】図１

Description

本発明はコイルに供給する電流で所定方向の回転力を生起する電磁アクチュエータに係わり、その電磁駆動部の生産性の改善に関する。

一般にこの種のアクチュエータは回転軸と磁極を備えたロータと、このロータに回転力を生起するステータで構成され、このステータに巻回したコイルに電流を供給することによってロータに回転力を得る電磁駆動機構が広く知られている。

この種の電磁駆動装置を簡単な構造で小型軽量に構成するためには電磁駆動機構を単純に構成することが知られている。例えば特許文献１にはロータをマグネットでＮＳ２極構成し、このロータの周囲にＮ極とＳ極の磁歯を形成する一対のステータを配置してコイルへの通電方向で磁歯に形成した磁極でロータを吸引回転する構造が提案されている。

特許文献１（特許文献２も同様）には回転軸の外周にＮＳ２極の磁極を形成したロータに対して、その周囲に２つの磁歯を形成する一対のステータを周方向に間隔を隔てて配置している。そしてこのステータの周囲に励磁コイルを巻回し、このコイルに通電することによってロータを所定角度範囲で正逆転させている。

このように回転軸を軸承したロータを所定角度範囲で揺動駆動するため、ロータの外周をＮＳ２極に着磁し、このロータの着磁面から間隔を隔てて周方向に第１第２のステータを配列し、このステータを外周に巻回したコイルでＮＳ極に励磁することによってロータを吸引して所定角度回転する電磁駆動装置が知られている。

実公平３−５６０１０号公報 特開２００２−３６９４８２号公報

上述のように回転自在に軸承した回転軸を所定角度範囲で正逆転駆動する場合、装置を小型、低コストでコンパクトに構成することが要求される。この場合にはロータとステータ、および両者間の磁気的駆動機構をシンプルに構成必要がある。そこで一般的には前掲特許文献１に開示されているように回転軸の外周にＮＳ２極の磁極をロータ側にマグネットなどで形成し、その外周にＮＳ２極のステータ磁極を形成している。そしてステータの外周に例えば回転軸中心に同心巻きしたコイルに電流を供給し、これによってステータに生起した磁極でロータを吸引回転することが知られている。

このように２極着磁したロータを回転軸中心に回転自在に軸支持する構造として、従来は特許文献１に開示されているようにロータの周囲に環状に配置される一対のステータ（文献１ではヨークメンバ）に軸受を圧入によって一体形成している。そしてこの分離した状態の一対のヨークメンバにロータの回転軸を軸支持し、円筒状のケース（シールドヨーク）に嵌合する構造を採用している。

従ってロータは分離したステータに軸受けされ、このステータをケースに圧入することによってロータを支持する構造のため、ロータは軸方向（スラスト方向）と径方向（ラジアル方向）を一対のステータ（文献１ではヨークメンバ）で位置決めしている。そこでステータは円筒ケースに圧入する際に回転軸の軸方向と、径方向の位置を正確に割り出す必要があるため、ステータ形状は大型となり、特に円筒ケースへの圧入部を厚く形成する必要があった。

従来はロータを、その周囲に配置される一対のステータに軸受支持する構造であるため、ステータが大型となり、またその寸法精度にバラツキがロータの回転ブレの原因となるなど、従来はロータの周囲に環状に配置するステータ形状が大型となり、その製作と組み立て精度は高精度が要求され、コスト高となる問題があった。

本発明は、マグネットロータとコイルステータを小型コンパクトに構成することが可能であると共にロータの回転ブレを生ずることのない電磁アクチュエータを安価に提供することをその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、中空円筒形状の磁気ヨークに一対のステータを径方向の位置を規制するように嵌合し、このステータ外周壁と磁気ヨークの内周壁間にコイル枠を挟むように嵌合支持する。そしてこのコイル枠にロータの回転軸を支持する軸受の一方を設け、軸受の他方は磁気ヨーク内に径方向を位置決めされたブラケット部材に設け、このコイル枠とブラケット部材を磁気ヨークに軸方向位置を固定することを特徴としている。

この構成を詳述すると、外周にＮ極とＳ極を形成するように２極着磁され、中心に回転軸を有するマグネットロータと、前記回転軸を回転自在に支持する一対の軸受と、前記マグネットロータの磁極に対向する励磁歯を形成する一対のステータと、前記一対のステータをＮ極とＳ極に励磁する励磁コイルと、前記励磁コイルを巻回するコイル枠と、前記励磁コイルの外周に配置された磁気ヨークとを備える。そして前記磁気ヨークは中空円筒形状に形成し、前記一対のステータは、それぞれこの磁気ヨーク内に径方向の位置を規制されるように嵌合支持する。

そこでこの磁気ヨーク内に前記一対のステータは、それぞれ径方向を位置決めされるように嵌合し、前記コイル枠は、前記一対のステータの外周壁と前記磁気ヨークの内周壁の間に径方向を位置決めされるように嵌合する。このコイル枠に前記回転軸を支持する軸受の一方が一体形成されると共に、軸受の他方は前記磁気ヨーク内に径方向を位置決めされたブラケット部材に一体形成し、前記コイル枠と前記ブラケット部材は前記磁気ヨークに軸方向位置を規制するように固定する。

本発明は、一対のステータを円筒形状の磁気ヨークに嵌合することによって径方向を位置規制し、このステータの外周壁と磁気ヨークの内周壁との間にコイル枠を挟むように嵌合支持し、このコイル枠に回転軸を支持する一方の軸受を設け、他方の軸受けを磁気ヨークに嵌合したブラケット部材に設けたものであるから次の効果を奏する。

回転軸を支持する軸受は円筒形状の磁気ヨークの内周壁とステータの外周壁との間に嵌合されたコイル枠に形成してあるから、回転軸の径方向（ラジアル方向）は磁気ヨークとこれに規制されたステータとの間に位置決めされる。従って環状に配列され分離した一対のステータに寸法誤差或いは嵌合誤差が生じてもコイル枠が位置ズレする恐れが少ない。つまり、従来の一対のステータそれぞれに軸受を設けて円筒状ケース（磁気ヨークなど）に嵌合する場合には２つの軸受位置が径方向に傾く恐れがあるのに対して磁気ヨーク内
壁とステータ外壁に嵌合支持されたコイル枠は径方向に位置ズレすることも、また傾くことも少ない。

従って、一対のステータは磁気ヨークにその径方向を位置決めされれば良く、傾き或いは軸方向の位置決め精度はラフであっても良いから、ステータ形状、特に嵌合部の厚さを薄くすることが可能となり、装置を小型コンパクトに構成することが可能である。

本発明の電磁アクチュエータの一実施形態を示し、（ａ）は中央縦断面の説明図であり、（ｂ）は（ａ）と異なるコイル枠の位置決め構成の説明図。 （ａ）は図１の電磁アクチュエータの組み立て分解状態を示す斜視図であり、（ｂ）はステータを磁気ヨークに固定する嵌合構造の説明図。 図１の電磁アクチュエータにおけるロータとステータの位置関係を示す説明図であり、（ａ）は分解状態の平面説明図であり、（ｂ）はそのＹ−Ｙ線断面説明図である。 図１の電磁アクチュエータにおいてステータの磁歯間ギャップを調整する変位手段をスペーサ部材で構成する場合の説明図であり、（ａ）は組み立て状態の説明図、（ｂ）は断面構成の説明図、（ｃ）はスペーサ部材でギャップ調整する状態説明図 図１の電磁アクチュエータにおいてステータの磁歯間ギャップを調整する変位手段をカム手段で構成する場合の説明図であり、（ａ）はステータ形状を、（ｂ）はカム手段の形状を、（ｃ）は断面構成を、（ｄ）はスペーサ部材でギャップ調整する状態を示す。 図１の電磁アクチュエータにおけるステータの形状を示す説明図であり、（ａ）はその第１の実施形態を示す説明図、（ｂ）は第２の実施形態を示す説明図、（ｃ）は第３の実施形態を示す説明図である。（ｅ）は励磁コイルに作用する磁界の強さを示す説明図である。 従来技術の説明図であり、（ａ）はステータ間ギャップの説明図であり、（ｂ）はステータに作用する磁界の流れを示し、（ｃ）はロータのロック状態の説明図。

［電磁アクチュエータ］
図１に断面図を図２に分解斜視図を示す電磁アクチュエータＭについて説明する。この電磁アクチュエータＭは、ロータ１０とステータ１６、１７とブラケット１５と磁気ヨーク１９で構成されている。ロータ１０は回転軸１１と、この回転軸１１に一体形成したマグネット１２で形成されている。回転軸１１は適宜の例えば金属製のシャフトで構成され、これにマグネット１２が一体成形されている。マグネット１２はフェライト、希土類、アルニコなどで形成された永久磁石で構成されている。このマグネット１２と回転軸１１は例えばインサート成形で一体に形成する。そしてマグネット１２は円柱形状で、その周方向にＮ極１２ｎとＳ極１２ｓが着磁されている。図示の形態では回転軸１１は磁気ヨーク１９に固定されたコイル枠１４に軸受１３ａが形成され、同様にハウジングに固定されたブラケット１５に軸受１３ｂが形成され、この両軸受１３ａ、１３ｂに回転軸１１が軸支持されている。このロータ１０の位置決めについては後述する。

ステータ１６（１７）は２つの磁歯を形成するように第１ステータ１６と第２ステータ１７の一対で構成され、前述のロータ１０の外周に環状に配列される。第１ステータ１６はリング形状のフランジ（鍔）１６ａと磁歯部１６ｂで構成され、フランジ１６ａに半裁円筒形状の磁歯部１６ｂが連設されている（図２参照）。また、第２ステータ１７も同様にリング形状のフランジ（鍔）１７ａと半円筒状の磁歯部１７ｂとで構成されている。この一対のステータ１６（１７）は図３に示すように回転軸１１と同心円を描くように少許の間隙（磁歯間ギャップ）ＧａとＧｂを隔てて互いに円周方向に配列される。図示の第１第２ステータ１６、１７は図３（ａ）に示すように台形形状で、回転軸１１に対して所定角度傾斜した傾斜面１６ｘ、１７ｘを有するように形成されている。そして第１ステータ１６が回転軸１１の一方（同図下方）から上方に突出し、第２ステータ１７が回転軸１１の他方（同図上方）から下方に垂下するように磁気ヨーク１９に嵌合されている。

上記第１ステータ１６と第２ステータ１７とは図３に示すように磁歯間ギャップＧａとＧｂを形成し、同図（ｂ）に示すように回転軸１１を中心とする環状に配列されている。この磁歯間ギャップＧａとＧｂは図示実施形態にあっては等間隔（Ｇａ＝Ｇｂ）に形成してあるが、この間隔を異ならせる（Ｇａ≠Ｇb）ことも可能である。そしてこのギャップ間に磁気回路が形成されるようにその間隔距離は設計値によって決定する。

なお、上述の第１第２ステータ１６、１７は軟磁性材料で構成され、交互にＮ極とＳ極を形成するようにその外周に励磁コイル１８がコイル枠１４に巻回されている。コイル枠１４は例えば合成樹脂のモールド成形で形成され、図２（ａ）に示すように一端が開口したカップ形状に形成され、その閉鎖端側底部に軸受１３ａが軸支孔で形成され、外周にボビン１４ａが形成されている。この軸受１３ａはボビン１４ａの中心に形成され、前述のロータ１０の回転軸１１を軸支持し、その同心円上のボビン１４ａに巻き線（励磁コイル）１８が巻回される。このようにコイル枠１４はロータ１０の回転軸１１を軸支持し、その回転軸１１を中心に巻き線１８を同心巻きするように円筒形状に構成されている。なお、図２（ａ）に示す図示１８ｔは巻き線１８の電源入力端子であり、図示２０、２１はワッシャである。

磁気ヨーク１９は中空円筒形状に形成され、内部に収容するロータ１０も励磁コイル（巻き線）１８を磁気的にシールドするように軟磁性材料などの磁性材料で構成されている。上述のロータ１０とステータ１６、１７とコイル枠１４は磁気ヨーク１９に嵌合され一体化されている。磁気ヨーク１９は中空円筒形状に形成され、その内部にマグネットロータ１０、励磁コイル１８、ステータ１６、１７を収納することによってアクチュエータＭの構造体を構成している。

また磁気ヨーク１９は図２（ｂ）に示すように第１第２ステータ１６、１７のリング状フランジ１６ａ、１７ａを嵌合支持するようにヨーク内径とステータ１６（１７）のフランジ外径が緊密に嵌合する寸法形状に形成されている。そして第１第２ステータ１６、１７のフランジ１６ａ、１７ａには嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍと１７ｊ、１７ｋ、１７ｍが形成されている。一方磁気ヨーク１９には、この嵌合突起１６ｊ〜１７ｍと係合するカシメ溝２０ｊ、２０ｋ、２０ｍと２１ｊ、２１ｋ、２１ｍが形成されている。この第１ステータ１６の嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍを磁気ヨーク１９のカシメ溝２０ｊ、２０ｋ、２０ｍに嵌合して例えばカシメ止めし、同様に第２ステータ１７の嵌合突起１７ｊ、１７ｋ、１７ｍを磁気ヨーク１９のカシメ溝２１ｊ、２１ｋに嵌合してカシメ止めする。

これによって第１第２ステータ１６、１７は磁気ヨーク１９にフランジ（鍔部）１６ａ、１７ａを嵌合することによって回転軸１１を基準に径方向（ラジアル方向）が位置決めされる。そして第１ステータ１６の嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍをカシメ溝２０ｊ、２０ｋ、２０ｍにカシメ止めし、同様に第２ステータ１７の嵌合突起１７ｊ、１７ｋ、１７ｍをカシメ溝２１ｊ、２１ｋ、２１ｍにカシメ止めすることによって回転軸１１を基準に軸方向（スラスト方向）が位置決め（固定）される。

そこで前述のコイル枠１４に巻き線１８を巻回した状態で、その内側にロータ１０を挿入する。このときロータ１０の回転軸１１をコイル枠１４に形成した軸受１３ａに嵌合する（回転軸の他方は後述するブラケット部材１５を取付ける段階でその軸受１３ｂに嵌合する）。次にコイル枠１４の内側に第１ステータ１６と第２ステータ１７を挿入してステータのフランジ１６ａ、１７ａを磁気ヨーク内壁に嵌合する。するとコイル枠１４は磁気ヨーク内壁とステータ外周壁との間に挟まれてその径方向の位置が位置決めされる。そこで磁気ヨーク１９にブラケット部材１５を嵌合し、これに形成されている軸受１３ｂに回転軸１１の他方を嵌合する。

このブラケット部材１５を磁気ヨーク１９に嵌合する際にロータ１０は図１に示すようにワッシャ２１を介してコイル枠１４の内壁に、ワッシャ２０を介してブラケット部材１５の内壁にそれぞれ当接した状態で係合させる。そこでロータ１０はコイル枠１４とブラケット部材１５とで回転軸１１の軸方向の位置を位置決めされることことなる。そこで第１ステータ１６の嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍを磁気ヨーク１９のカシメ溝２０ｊ、２０ｋ、２０ｍにカシメ止めし、同様に第２ステータ１７嵌合突起１７ｊ、１７ｋ、１７ｍをカシメ溝２１ｊ、２１ｋ、２１ｍにカシメ止めする。同様にブラケット部材１５を磁気ヨーク１９にカシメ止め、ビス止めなどの固定手段（不図示）で固定する。これによってロータ１０の軸方向が固定される。

［ロータ及びステータの位置決め構造］
上述のロータ１０と第１第２ステータ１６、１７は磁気ヨーク１９に次のように固定される。図２にその組立て分解状態を示すように、図示の電磁アクチュエータＭは磁気ヨーク１９の内部に「ロータ１０」、「励磁コイル１８」、「第１第２ステータ１６、１７」、「ブラケット部材１５」の順に組立てることを特徴としている。この組立て順について説明する。

磁気ヨーク１９は上述したように中空円筒形状に構成され、その内径はステータ１６（１７）のフランジ部１６ａ、１７ａを嵌合して結合する寸法に、またその長さはロータ１０の回転軸１１長さ寸法に、それぞれ形成されている。また、ロータ１０は上述のように回転軸１１とマグネット１２は例えばインサート成形で一体的に形成されている。励磁コイル（巻き線）１８はカップ形状のコイル枠１４に形成されているボビン１４ａに巻回されている。

そこで外周に巻き線（励磁コイル）１８を巻回したコイル枠１４にロータ１０を嵌挿し、回転軸１１をコイル枠１４の軸受１３ａに嵌合する。このときロータ１０の外周面とコイル枠１４の内周面との間には後述するステータ１６（１７）が嵌合され、更にこのステータ１６（１７）の内周面とロータ外周面との間に所定の間隙が形成されるような間隔が設定されている。このように巻き線（励磁コイル）１８を巻回したコイル枠１４内部にロータ１０を組み込み、ロータ１０の回転軸１１を軸受１３ａに嵌合する。

そこで上述のように部組したコイル枠１４を磁気ヨーク１９に、第１第２ステータ１６、１７と同時、或いはコイル枠１４に次いでステータ１６（１７）を嵌合する。例えばコイル枠１４に回転軸方向の一方から第１ステータ１６を他方から第２ステータ１７を挿入する。すると内部にロータ１０を組み込んだコイル枠１４と第１第２ステータ１６、１７は一体的に組み合わせられてユニット化される。その後このユニットを磁気ヨーク１９の中空内に挿入する。

この状態で、磁気ヨーク１９の内周壁に第１ステータ１６のフランジ部１６ａが嵌合され、同様に第２ステータ１７のフランジ部１７ａが嵌合される。そこでコイル枠１４は磁気ヨーク１９の内周壁と第１第２ステータ１６、１７の磁歯部外周壁間に挟まれて径方向（ラジアル方向）が位置決めされる。これによってコイル枠１４の軸受１３ａに嵌合されている回転軸１１及びこれと一体のロータ１０も径方向（ラジアル方向）が位置決めされる。

次に磁気ヨーク１９にブラケット部材１５を嵌合する。このブラケット部材は図３（ａ）に示すように嵌合部１５ａが磁気ヨーク１９の内周壁に嵌合され、その径方向（ラジアル方向）が位置決めされる。そしてこのブラケット部材１５に設けられた軸受１３ｂにロータ１０の回転軸１１が軸受け支持され、これと一体のロータ１０も径方向（ラジアル方向）が位置決めされる。

次に磁気ヨーク１９に嵌合された第１第２ステータ１６、１７の嵌合突起１６ｊ〜１７ｎを磁気ヨーク１９に形成されているカシメ溝２０ｊ〜２１ｎにカシメ止めする。次いでブラケット部材１５をビスなどの固定手段（不図示）で磁気ヨークに固定する。この固定によってステータ１６、１７は回転軸方向が位置決めされ、コイル枠１４とその軸受１３ａも同様に回転軸方向が位置決めされる。またブラケット部材１５も固定手段（不図示）で磁気ヨーク１９に固定され、その回転軸方向が位置決めされる。

上述のようにロータ１０の外周に、回転軸１１と同心円を描くように第１第２ステータ１６、１７が少許の間隙（磁歯間ギャップ）ＧａとＧｂを隔てて互いに円周方向に配列されている。そこで本実施例は第１第２ステータ１６、１７を磁気ヨーク（フレーム部材）１９に固定する際に、磁歯間ギャップＧａ、Ｇｂを次のように調整可能にすることを特徴としている。図４にはスペーサ部材２３で構成される変位手段を、図５にはカム手段２４で構成される変位手段によってそれぞれ磁歯間ギャップＧａとＧｂ調整する場合を示す。

［変位手段（スペーサ部材）の構成］
上述のようにステータは第１ステータ１６と第２ステータ１７で形成され、各ステータは図３（ａ）に示すように台形形状で、回転軸１１に対して所定角度傾斜した傾斜面１６ｘ、１７ｘを有するように形成されている。そしてこの傾斜面間に磁歯間ギャップＧａとＧｂが設けられ、この第１第２ステータ１６、１７の少なくとも一方は（図示実施形態では両者）の回転軸方向位置を移動可能に構成する。そこでこのステータの回転軸方向位置を変位させることによって磁歯間ギャップＧａ、Ｇｂを変位手段（スペーサ部材）２３で大小調整可能に構成する。

図４に基づいてその構成を説明する。図４（ａ）に示すように第１第２ステータ１６、１７は円筒形状のヨーク１９（フレーム部材）に回転軸方向の上下から挿入することによって組立てられ、各ステータはカシメ止めなどでヨーク１９に固定されるようになっている。つまり前述したように第１第２ステータ１６、１７のフランジ１６ａ、１７ａには嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍと１７ｊ、１７ｋ、１７ｍ（図４（ｂ）に示す実施形態では３個所）が形成され、を磁気ヨーク１９にはこの突起と係合するカシメ溝２０ｊ、２０ｋ、２０ｍ、２１ｊ、２１ｋ、２１ｍ（３個所）が設けられ両者は嵌合してカシメ止めされるようになっている。

このとき磁気ヨーク１９に第１第２ステータ１６、１７を嵌合する際に、前述のブラケット部材１５で軸方向位置を位置決めする。このときブラケット部材１５と第１ステータ１６のフランジ部１６ａとの間に調整用のスペーサ部材２３を介在させる。すると同図（ｃ）に示すように第１ステータ１６の軸方向高さ位置はスペーサ部材２３の厚さ分上下動する。これによって第１第２ステータ１６、１７の軸方向位置が調整可能となる。このスペーサ部材２３は組み立て工程で厚さの異なる複数のスペーサを準備する。

そして例えばスペーサなしでロータ１０、励磁コイル１８と第１第２ステータ１６、１７とブラケット部材１５を磁気ヨーク１９に組み込み仮止めする。そして励磁コイル１８に通電してロータ１０の出力トルクを計測する。そこで第１第２ステータ１６、１７の磁歯間ギャップＧａとＧｂが設計値と異なるときには、第１ステータ１６の軸方向位置をスペーサ部材２３によって位置調整し、所定の磁歯間ギャップが得られたときその状態で嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍをカシメ溝２０ｊ、２０ｋ、２０ｍにカシメ止めする。尚この磁歯間ギャップＧａとＧｂのスペーサ部材２３による調整は必ずしも出力特性を実験して位置調整する必要はなく、例えばギャップ計測治具で調整しても良い。

［変位手段（カム手段）構成］
変位手段をカム溝などのカム手段で構成する場合について説明する。図５に示すように第１第２ステータ１６、１７には前述のものと同様に嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍと１７ｊ、１７ｋ、１７ｍ（３個所）が設けられている。そこで磁気ヨーク（フレーム部材）１９には、この嵌合突起と係合する位置にカム溝２４、２５が設けてある。このカム溝２４は第１ステータ１６の嵌合突起１６ｊ、１６ｋ、１６ｍと係合する３個所（１個所であっても良い）に設けられ図５（ｂ）に示すようにヨークの外周方向に所定角度傾斜した傾斜スリットで構成されている。

また、カム溝２５も同様に第２ステータ１７の嵌合突起１７ｊ、１７ｋ、１７ｍと係合する位置に形成された傾斜スリットで構成されている。そしてこのカム溝２４とカム溝２５の傾斜方向は図示のように回転軸を基準に反対方向に傾斜している。

そこで磁気ヨーク１９に第１ステータ１６と第２ステータ１７をそれぞれ回転軸方向から挿入する際に嵌合突起とカム溝を嵌合する。そして例えば組立て治具で第１ステータ１６と第２ステータ１７の間に形成された磁歯間ギャップＧａとＧｂを計測し、予め設定した間隔に調整する。この調整は第１ステータ１６と第２ステータ１７を同一角度ずつカム溝２４、２５に沿って回転することによって間隔Ｇａ、Ｇｂを大小調整する。そしてこのギャップ調整の後、第１第２ステータを固定ビス２６などで位置固定する。

尚図５に示す実施形態に於いて、カム溝２４及び２５はいずれか一方が回転軸に対して傾斜していれば良く、他方は回転軸と直交する水平方向の溝であっても良い。

以下図示実施形態に於ける、ステータの形状について説明する。上述の第１第２ステータ１６、１７は次のように「回転軸１１を中心に第１第２ステータを非対称形状でその表面積が異なるように構成」してある。前述したように第１第２ステータ１６、１７の磁歯間ギャップＧａとＧｂは実質的に等間隙（Ｇａ＝Ｇｂ）に設定されている。そして図６（ｄ）に示すようにコイル枠１４には励磁コイル（巻き線：以下同様）１８が巻回され、この巻き線１８は回転軸１１を中心とする方向に同心巻きされている。同図Ｓｂは巻き線の巻線始端部を、Ｓｅは巻線終端部を示す。

［ステータの第１実施形態］
図６（ａ）に示す実施形態は、第１ステータ１６と第２ステータ１７をともに台形形状に構成し、その一方である第２ステータ１７の先端部（巻線終端部）Ｓｅのコーナに切欠き部１６ｃを設けている。このため第１ステータ１６の表面積ａr１と第２ステータ１７の表面積ａr２はａｒ１＜ａｒ２に設定される。同図は円環形状に配列される第１ステータ１６と第２ステータ１７を平面形状に展開した状態を示し、このステータ１６の図示ｘ−ｘ方向に巻き線１８が巻回される。

この巻き線１８に通電することによって第１第２ステータ１６、１７に生起する磁界の強さは同図（ｄ）にＨｘで示すように巻き線方向ｘ−ｘと直交する方向に作用する。このとき第１ステータ１６に作用する磁界の強さＨｘ１は第２ステータ１７に作用する磁界の強さＨｘ２より小さくなる。つまり巻き線１８によってステータ１６（１７）に生起される磁界は切欠き部１６ｃの部位が小さくなる（同図斜線部）ため第１ステータ１６に生起される磁界Ｈｘ１はこの切欠き部１６ｃのない第２ステータ１７に生起される磁界Ｈｘ２より小さくなる。そしてこの切欠き部１６ｃは第１ステータ１６の先端部Ｓｅのコーナに設けられている。

［ステータの第２実施形態］
また、図６（ｂ）は第１ステータ１６と第２ステータ１７をともに台形形状に構成し、第１ステータ１６の先端部Ｓｅに切欠き部１６ｄを設けている。これによって第１ステータ１６の表面積ａr１と第２ステータ１７の表面積ａr２はａｒ１＜ａｒ２に設定している。その作用は上述の第１実施形態と同様であり、その詳細は後述する。

上述の図６（ａ）に示すものはステータ先端部Ｓｅのコーナに切欠き部１６ｃを形成し、図６（ｂ）に示すものはステータ先端部Ｓｅに切欠き部１６ｄを設け、いずれも第２ステータ１７の表面積ａｒ２に対して、第１ステータ１６の表面積ａｒ１を小さく設定している。このようにステータ先端部Ｓｅの一部に切り欠部１６ｃ、１６ｄを形成したのはこの先端部Ｓｅには後述する巻き線（励磁コイル）１８の終端部が位置するため、巻き線１８に生起する磁界が小さい。このため切欠き部の寸法精度に機体差が生じてもロータ１０に作用する回転力のバラツキが緩和されるためである。

次に図６（ｃ）に示すものは、第１ステータ１６と第２ステータ１７をともに台形形状に構成し、第１ステータ１６の基端部（巻き線の始端部）Ｓｂに切欠き部１６ｅを設けている。これによって前述のものと同様に第１ステータ１６の表面積ａr１と第２ステータ１７の表面積ａr２はａｒ１＜ａｒ２に設定される。そして巻き線（励磁コイル）１８の先端部Ｓｅと同様に基端部Ｓｂに形成する切り欠部１６ｅは巻き線１８に生起する磁界が小さいため切欠き部の寸法精度に機体差が生じてもロータ１０に作用する回転力のバラツキが緩和される。

なお、上述の第１乃至第３実施形態は、いずれもステータ１６、１７を台形形状に構成する場合について説明したが、ステータ形状を台形形状に構成する必然性はなく、矩形形状に構成しても良い。そこでこのステータを台形形状、矩形形状など適宜形状に構成し、第１第２ステータの一方をコーナカット、Ｖカット、基端カットなどその一部を切除することによって第１ステータ１６と第２ステータ１７の表面積を異ならせる。この場合切り欠部１６ｃ、１６ｄ、１６ｅは巻き線（励磁コイル）１８に生起する磁界が小さい巻き線の始端部Ｓｂ又は終端部Ｓｅに形成することが好ましい。

尚、本発明にあってコイル枠１４を前記一対のステータ１６、１７それぞれの外周壁に緊密に嵌合し、これによってコイル枠の径方向位置を位置決めする構成を説明したが、このコイル枠とステータとは図１（ｂ）のよう構成しても良い。図１（ｂ）には略々円筒形状に構成したコイル枠１４の一部（図示のものは上端部と下端部）に段差１４ｘを設け、この段差１４xと第１第２ステータ１６、１７との間に間隙を形成する場合を示している。

また、本発明にあって第１第２ステータ１６、１７は、それぞれコイル枠１４と分離した部品構成で、磁気ヨーク１９に嵌合する際に両者を組み合わせる場合について説明したが、コイル枠１４を合成樹脂のモールド成型で構成し、第１第２ステータ１６、１７の少なくとも一方をインサート成形によってコイル枠に一体形成しても良い。

更に、本発明にあってロータ１０は、外周を２極着磁する場合を図示したが、マグネット１２の外周に例えば４極など多極着磁しても良いことは勿論である。

Ｍ 電磁アクチュエータ
１０ ロータ
１１ 回転軸
１２ マグネット
１３ａ 軸受
１３ｂ 軸受
１４ コイル枠
１４ｘ 段差
１５ ブラケット
１５ａ 嵌合部
１６ 第１ステータ
１６ａ フランジ（鍔）
１６ｂ 磁歯部
１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ 切欠き部
１６ｊ，１６ｋ，１６ｍ 嵌合突起
１６ｘ 傾斜面
１７ 第２ステータ
１７ａ フランジ（鍔）
１７ｂ 磁歯部
１７ｊ，１７ｋ，１７ｍ 嵌合突起
１７ｘ 傾斜面
１８ 励磁コイル（巻き線）
１９ 磁気ヨーク（フレーム部材）
２０ｊ，２０ｋ，２０ｍ カシメ溝
２１ｊ，２１ｋ，２１ｍ カシメ溝
２３ スペーサ部材（変位手段）
２４，２５ カム溝（変位手段）
２６ 固定ビス

Claims (6)

1. 外周にＮ極とＳ極を形成するように着磁され、中心に回転軸を有するマグネットロータと、
   前記回転軸を回転自在に支持する一対の軸受と、
   前記マグネットロータの磁極に対向する励磁歯を形成する一対のステータと、
   前記一対のステータをＮ極とＳ極に励磁する励磁コイルと、
   前記励磁コイルを巻回するコイル枠と、
   前記励磁コイルの外周に配置された磁気ヨークと、
   を備え、
   前記磁気ヨークは中空円筒形状に形成され、
   この磁気ヨーク内に前記一対のステータが径方向の位置を規制されるように嵌合支持され、
   前記コイル枠は、前記一対のステータの外周壁に径方向の位置を規制されるように嵌合され、
   このコイル枠に前記回転軸を支持する軸受の一方が一体形成されると共に、軸受の他方は前記磁気ヨーク内に径方向を位置決めされたブラケット部材に一体形成され、
   このコイル枠とブラケット部材は前記磁気ヨークに軸方向位置を規制するように固定されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記コイル枠は合成樹脂で成形され、
   前記一対のステータの少なくとも一方は、この合成樹脂のコイル枠にインサート成形によって一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記一対のステータはそれぞれ、前記磁気ヨークの内壁と嵌合するリング形状の鍔部と、この鍔部に連なる断面半円形状の磁歯形成部を有するように構成され、
   前記鍔部は、前記磁気ヨークの内壁と係合して前記磁歯形成部の径方向位置を位置決めするように形成され、
   前記磁気ヨークは前記磁歯形成部に嵌合支持されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記磁気ヨークには、前記一対のステータをそれぞれ嵌合すると共に各ステータの周方向位置を規制する位置基準が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記コイル枠と前記ブラケット部材とは、前記磁気ヨークに嵌合されると共に軸方向に位置決め固定されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
6. 前記マグネットロータには、前記回転軸の回転を外部に出力する出力アームと、
   この出力アームの回転角度を規制するストッパ手段が連結されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。

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