JP2018186230A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】応答性のよい電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】永久磁石７による磁力によって固定鉄心３と第１のプランジャ５とを吸引するとともに、電磁コイル４に通電して発生した電磁力により永久磁石７による磁力に抗して可動子１１を固定鉄心３の先端部１７から離間するように軸方向に移動させる電磁アクチュエータ１であって、可動子１１に設けられたリング部材８をヨーク２の下壁部材１４に設けた穴部２０に軸方向に挿入し、可動子１１が固定鉄心３に対して離間方向に移動した際に、リング部材８と下壁部材１４との重なり寸法を増加させ、リング部材８と下壁部材１４との重なり部を通過する永久磁石７による磁気伝達量の低下を抑制する。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁力により可動子を直進移動させる自己保持型の電磁アクチュエータに関する。

電磁弁や内燃機関等に使用される電磁アクチュエータは、例えば特許文献１に示すように、固定鉄心の周りにコイルを巻き回して構成された固定子と、磁性体により構成される可動子とを備えており、コイルに通電することで発生した磁力によって固定子に対して可動子を移動させる構成となっている。
特に、特許文献１には、可動子に永久磁石を備えており、永久磁石の磁力により可動子と固定子とを吸引させて自己保持可能である一方、コイルに通電することで可動子と固定子とを反発させ、可動子を固定子から離間方向に直進移動させる自己保持型の電磁アクチュエータが開示されている。

特許文献１に記載された電磁アクチュエータにおいては、円筒状に構成されたヨーク内に固定鉄心及びコイルが固定されているとともに可動子が収納されている。ヨークは磁性体によって形成され、永久磁石による磁力線とコイルに通電することで発生する磁力線とが通過する構成になっている。

特開平５−２９１３３号公報

特許文献１のような構成の電磁アクチュエータにおいては、コイルに通電していない状態で固定子と可動子とが吸引し合った保持位置から、コイルに通電して可動子を離間方向に移動させる際に、コイルによる電磁力によって永久磁石による磁力に抗して可動子を反発させるので、応答性を向上させるためには、保持位置においては永久磁石による磁力を保持に必要な範囲内で極力小さくした方が望ましい。

しかし、永久磁石の磁力を小さいものに設定すると、コイルに通電して固定子と可動子とが大きく離間した状態から、コイルへの通電を停止した際に、可動子を十分に吸引させることができずに可動子の作動不良を招く虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、応答性のよい自己保持型の電磁アクチュエータを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の電磁アクチュエータは、収納空間を有するヨークと、前記収納空間に設けられた固定鉄心と、前記固定鉄心を囲むように配置された電磁コイルと、を有する固定子と、永久磁石を有し、前記収納空間で前記固定鉄心に対して前記ヨークの軸方向に移動可能に設けられた可動子と、を備え、前記永久磁石による磁力によって前記固定鉄心と前記可動子とを吸引するとともに、前記電磁コイルに通電して発生した電磁力により前記永久磁石による磁力に抗して前記可動子を前記固定鉄心から離間方向に移動させる電磁アクチュエータであって、前記永久磁石による磁力線が通過する位置に備えられ、前記可動子が前記固定鉄心に対して離間方向に移動した際に前記永久磁石による磁気伝達量を増加させる磁気伝達量統制部を備えたことを特徴とする。
これにより、永久磁石の磁力により固定鉄心と可動子とが吸引した位置から、可動子を固定鉄心から離間方向に移動させた際に、磁気伝達量調整部によって永久磁石による磁気伝達量を増加させるので、可動子と固定鉄心とが離間することによって永久磁石の磁力による吸引力が低下しても、この吸引力の低下を相殺するように作用する。

また、好ましくは、前記磁気伝達量調整部は、前記可動子に設けられ前記軸方向に突出した柱状のリング部材と、前記リング部材が挿入され前記軸方向に延びる穴部を有する前記ヨークの端部部材と、により構成され、前記可動子の移動位置により前記穴部に対する前記リング部材の挿入距離が変化して、前記リング部材と前記端部部材との間の前記永久磁石による磁力線の通過面積が変化するとよい。
これにより、可動子の移動位置により永久磁石による磁力線の通過面積が変化するので、可動子の移動位置に応じて永久磁石の磁力による可動子と固定鉄心との吸引力を任意に設定することができる。

また、好ましくは、前記可動子は、前記ヨークの収納空間で前記固定鉄心に対向して配置されるプランジャを有し、前記リング部材は前記プランジャよりも小径に形成されているとよい。
これにより、永久磁石によるリング部材とヨークの端部部材との間の磁力線の通過断面積を減少させ、可動子と固定鉄心とが吸引された位置での永久磁石による吸引力を低減させることができる。

また、好ましくは、前記ヨークの周壁部材と前記可動子との間に、前記可動子を含む前記ヨークの収納空間を密閉する非磁性材料で形成された筒状のボディを備えるとよい。
これにより、ボディによってヨークの収納空間を密閉して、当該収納空間へのゴミや水分の侵入を防止し、電磁アクチュエータを保護することができる。また、ボディによってヨークの収納空間を密閉することで、ヨークの一部を削除して電磁アクチュエータの幅寸法を短く構成することもできる。

また、好ましくは、前記磁気伝達量調整部は、互いに近接して配置された前記ヨークの周壁部材と前記可動子の外周面部とにより構成され、前記可動子が前記固定鉄心に対して離間方向に移動した際に、前記プランジャの外周面部と前記ヨークの周壁部材との距離が変化するように、前記周壁部材の内周面に溝が設けられるとよい。
これにより、可動子の移動位置に応じて永久磁石の磁力による可動子と固定鉄心との吸引力を任意に設定することができる。

また、好ましくは、前記磁気伝達量調整部は、互いに近接して配置された前記ヨークの周壁部材と前記可動子の外周面部とにより構成され、前記ヨークの周壁部材は、前記固定子の移動位置によって前記プランジャの外周面部に対向する位置の透磁率が異なるとよい。
これにより、可動子の移動位置に応じて永久磁石の磁力による可動子と固定鉄心との吸引力を任意に設定することができる。

本発明の電磁アクチュエータによれば、可動子を固定鉄心から離間方向に移動させた際に、可動子と固定鉄心とが離間することによる吸引力の低下を相殺するように作用するので、可動子と固定鉄心とが吸引した位置では吸引力を低下させる一方、可動子を固定鉄心から離間方向に移動させた位置では永久磁石の磁力による吸引力を大きく確保することができるように設定することが可能となる。これにより、電磁コイルへの通電を停止した際における永久磁石の磁力による可動子の固定鉄心側への移動を確保した上で、電磁コイルに通電して可動子を移動させる際に応答性のよい電磁アクチュエータにすることができる。

本発明の第１実施形態の電磁アクチュエータの構造を示す縦断面図である。 第１実施形態の電磁アクチュエータの横断面図である。 第１実施形態の保持位置における電磁アクチュエータの作動状態を示す縦断面図である。 第１実施形態のストローク中間位置における電磁アクチュエータの作動状態を示す縦断面図である。 参考形態の電磁アクチュエータの構造を示す縦断面図である。 第１実施形態及び参考形態におけるストロークに対する永久磁石による磁力の推移を比較したグラフである。 本発明の第２実施形態の電磁アクチュエータの構造を示す縦断面図である。 第２実施形態の電磁アクチュエータの横断面図である。 第２の実施形態の保持位置における電磁アクチュエータの作動状態を示す縦断面図である。 第２実施形態のストローク中間位置における電磁アクチュエータの作動状態を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態の電磁アクチュエータの構造を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態の電磁アクチュエータの構造を示す縦断面図である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
始めに、図１〜６を用いて本発明の第１実施形態の電磁アクチュエータ１について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の電磁アクチュエータ１の構造を示す縦断面図である。図２は、第１実施形態の電磁アクチュエータ１の横断面図であり、図１中に記載されたＡ−Ａ部の断面である。

本発明の第１実施形態の電磁アクチュエータ１は、例えば電磁弁や内燃機関の動弁機構に使用されている自己保持型の電磁アクチュエータである。
図１、２に示すように、第１実施形態の電磁アクチュエータ１は、ヨーク２、固定鉄心３及び電磁コイル４を有する固定子１０と、２個のプランジャ５、６、永久磁石７及びリング部材８を有する可動子１１を備えている。ヨーク２、固定鉄心３、プランジャ５、６及びリング部材８は鉄等の磁性材料により形成されている。

ヨーク２は、円筒状の周壁部材１２の両端を上壁部材１３及び下壁部材１４(端部部材)により閉塞して形成されている。ヨーク２の一端部（図１中の上端部）を閉塞する円環板状の上壁部材１３の中心には、ヨーク２の内部空間１５（収納空間）側に軸方向に突出するように円柱状の固定鉄心３が固定されている。固定鉄心３の軸部１６の周囲には、電磁コイル４が巻き回されている。固定鉄心３の先端部１７は、軸部１６より拡径した円板状に形成されている。

ヨーク２の他端部（図１中の下端部）を閉塞する下壁部材１４の中心には、シャフト１８が軸方向に移動可能に貫通されている。なお、シャフト１８は非磁性材料により形成されている。
２個のプランジャ（第１のプランジャ５及び第２のプランジャ６）と永久磁石７とは、固定鉄心３の先端部１７と略同一径の円板状に形成されており、第１のプランジャ５と第２のプランジャ６とによって永久磁石７を挟持して配置されている。第１のプランジャ５及び第２のプランジャ６は、ヨーク２の内部空間１５に位置するシャフト１８の先端部１９に同軸に固定され、第１のプランジャ５が固定鉄心３の先端部１７に向かい合うように配置されている。

可動子１１はシャフト１８とともに、ヨーク２の内部空間１５で軸方向に直線移動可能となっている。したがって、可動子１１が移動することで、固定鉄心３の先端部１７と、これに相対する第１のプランジャ５との距離が変化する。図１に示すように、シャフト１８の先端部１９が固定鉄心３の先端部１７に接した際に、固定鉄心３の先端部１７と第１のプランジャ５とは僅かの隙間が設けられるように、シャフト１８の先端部１９が第１のプランジャ５の上面より僅かに突出している。

更に、第１実施形態の電磁アクチュエータ１においては、第２のプランジャ６の下面、即ち永久磁石７とは反対側の面に密接して同軸上に円柱状のリング部材８が設けられている。リング部材８の外径は、第２のプランジャ６の外径より小さい。
一方、ヨーク２の下壁部材１４の中心部には、リング部材８が挿入可能であり、ヨーク２の軸方向に延びる穴部２０が形成されている。そして、シャフト１８の先端部１９が固定鉄心３の先端部１７に接した際に、リング部材８の下端部が僅かにヨーク２の下壁部材１４の穴部２０に挿入されるように、リング部材８の軸方向寸法が設定されている。
なお、リング部材８及び下壁部材１４の穴部２０が本発明の磁気伝達量調整部に該当する。

図３、４は、第１実施形態の電磁アクチュエータ１の縦断面図であり、図３は保持位置Ｓ0における電磁アクチュエータ１の作動状態を示し、図４はストローク中間位置Ｓ1における電磁アクチュエータ１の作動状態を示す。なお、図３及び図４、また後述する図５、９〜１２において、破線が永久磁石７による主となる磁力線ａを示し、一点鎖線が電磁コイル４による主となる磁力線ｂを示す。

また、ストロークＳとは、可動子１１の軸方向での直線移動距離であり可動子１１の移動位置を示す。シャフト１８の先端部１９が固定鉄心３の先端部１７に接した保持位置Ｓ0ではストロークＳ＝０であり、可動子１１がシャフト１８の先端部１９から離間する方向（図３、４中の下方）に移動するに伴ってストロークＳが増加する。ストローク中間位置Ｓ1は、保持位置Ｓ0と、離間方向に最大移動可能な位置であるストローク最大位置Ｓmaxとの間の位置である。

以上のように構成された第１実施形態の電磁アクチュエータ１において、電磁コイル４に通電していない場合には、図３に示すように、永久磁石７による磁力Ｆａにより、固定鉄心３と可動子１１とが吸引し合い、シャフト１８の先端部１９が固定鉄心３の先端部１７に当接して保持される。

このようにシャフト１８の先端部１９が固定鉄心３の先端部１７に接した保持位置Ｓ0では、永久磁石７による主となる磁力線ａは、永久磁石７、第１のプランジャ５、固定鉄心３、ヨーク２の上壁部材１３、周壁部材１２、下壁部材１４、リング部材８、第２のプランジャ６を順番に通過して永久磁石７に戻る。
このとき、ヨーク２の下壁部材１４とリング部材８とは、図４中に示す軸方向の重なり寸法Ｌａで全周に亘って重なっており、この重なった部位を磁力線ａが通過する。なお、このヨーク２の下壁部材１４とリング部材８の外周面とが軸方向に重なり合う部位が、永久磁石７による磁力線ａが通過する部位のうち断面積が最も小さい部位となっている。

ここで、シャフト１８を離間方向に移動すべく、電磁コイル４に通電させると、電磁コイル４による磁力線ｂは、固定鉄心３、第１のプランジャ５、ヨーク２の周壁部材１２、上壁部材１３を順番に通過して固定鉄心３に戻る。
したがって、保持位置において電磁コイル４に通電させると、永久磁石７の磁力Ｆａによる固定鉄心３と可動子１１との吸引力に抗して、電磁コイル４により発生する電磁力Ｆｂによって可動子１１が固定鉄心３から反発し、軸方向に離間するように移動する。

そして、図４に示すように、可動子１１が保持位置から離間方向に移動した際には、リング部材８の下端部がヨーク２の下壁部材１４の穴部２０に入り込むように移動するので、穴部２０に対するリング部材８の挿入距離である下壁部材１４とリング部材８との重なり寸法Ｌｂは、図３に示す保持位置Ｓ0での重なり寸法Ｌａよりも大きくなる。したがって、可動子１１が保持位置Ｓ0から離間方向に移動すると、保持位置Ｓ0の場合よりも永久磁石７による磁力線ａが多く通過可能となるので、リング部材８とヨーク２の下壁部材１４との間の永久磁石７による磁気伝達量を増加させる方向に作用する。実際には、可動子１１が保持位置Ｓ0から離間方向に移動すると、固定鉄心３と第１のプランジャ５とが離間することにより永久磁石７による磁気伝達量が低下するが、本実施形態ではこの磁気伝達量の低下を相殺させるように作用する。

これにより、第１実施形態では、保持位置Ｓ0ではヨーク２の下壁部材１４とリング部材８との重なり寸法Ｌａを小さくして永久磁石７による磁力Ｆａを抑えた上で、可動子１１を保持位置Ｓ0から離間方向に移動させるに伴って重なり寸法Ｌｂが大きくなることで永久磁石７による磁力線ａを通過可能な面積が増加し、固定鉄心３と第１のプランジャ５とが離間することによる永久磁石７の磁力Ｆａの低下を相殺させて、固定鉄心３と可動子１１との吸引力を確保することができる。

次に、以上のような構成の第１実施形態の電磁アクチュエータ１と、リング部材８のない従来の参考形態の電磁アクチュエータ３０とで、可動子１１に配置された永久磁石７による磁力Ｆａ、Ｆｃの比較を行う。
図５は、参考形態の電磁アクチュエータ３０の構造を示す縦断面図である。図６は、第１実施形態及び参考形態におけるストロークＳに対する永久磁石７による磁力Ｆａ、Ｆｃの推移を比較したグラフである。
なお、図６において、磁力Ｆａ、Ｆｃは、固定鉄心３と可動子１１との吸引力として作用する方向が＋、固定鉄心３から可動子１１が離間するように作用する方向が−である。

図５に示すように、参考形態の電磁アクチュエータ３０は、第１実施形態の電磁アクチュエータ１に対して、リング部材８がない点が異なる。また、このリング部材８を無くすことに伴って、ヨーク２の下壁部材１４の穴部２０も不要となっている。
参考形態の電磁アクチュエータ３０では、図５に示すように、永久磁石７による主となる磁力線ａは、永久磁石７から、第１のプランジャ５、固定鉄心３、ヨーク２の上壁部材１３、周壁部材１２、第２のプランジャ６を順番に通過して永久磁石７に戻る。

したがって、図６の破線で示すように、参考形態の電磁アクチュエータ３０における永久磁石７による磁力Ｆｃは、ストロークＳが大きくなるに伴って、即ち固定鉄心３の先端部１７と第１のプランジャ５との距離が離間するに伴って大きく低下する。

これに対し、第１実施形態の電磁アクチュエータ１では、上記参考形態と同様に固定鉄心３の先端部１７と第１のプランジャ５との距離が大きく離間するに伴って永久磁石７による磁力Ｆａは低下するものの、上記のようにストロークＳが大きくなるに伴ってヨーク２の下壁部材１４とリング部材８の外周面との軸方向の重なり寸法Ｌａが大きくなり、磁力線ａの通過面積が大きくなって磁力Ｆａの低下が相殺される。

これにより、第１実施形態の電磁アクチュエータ１における磁力Ｆａと参考形態の電磁アクチュエータ３０における磁力Ｆｃとを、所定のストローク中間位置Ｓ1で一致させるように設定すると、ストローク最大位置Ｓmaxにおいて第１実施形態による磁力Ｆａを参考形態による磁力Ｆｃ以上とした上で、ストロークＳ＝０である保持位置Ｓ0において参考形態よりも第１実施形態の磁力Ｆａを大幅に低下させることができる。

なお、第１実施形態の電磁アクチュエータ１は、ストローク最大位置Ｓmax付近では、永久磁石７の磁力Ｆaは−となる。これは、永久磁石７の磁力により第２のプランジャ６と下壁部材１４との吸引力が増加するためである。そして、ストローク最大位置Ｓmaxにおいて可動子１１は下壁部材１４に当接して保持される。更に、電磁アクチュエータ１は、ストローク中間位置Ｓ1とストローク最大位置Ｓmaxとの間では、永久磁石７の磁力Ｆaによる吸引以外に機械的に固定鉄心３側への吸引方向、即ちストロークＳを低下させる方向に可動子１１を付勢させる構成を備えたシステムに使用している。
したがって、このようなシステムに電磁アクチュエータ１を使用した場合には、ストローク中間位置Ｓ1において永久磁石７による固定鉄心３側への吸引力を必要な吸引力Ｆ1以上に設定することでストローク中間位置Ｓ1から保持位置Ｓ0への移動を確保し、また応答性よく作動させることができる。
また、ストローク最大位置Ｓmaxにおいては、第２のプランジャ６またはリング部材８とヨーク２の下壁部材１４とが当接または近接して、永久磁石７の磁力による第２のプランジャ６と下壁部材１４との吸引力によって、ストローク最大位置Ｓmaxでの可動子１１の保持力を参考形態と同程度に確保することができる。

一方、保持位置Ｓ0においては、参考形態よりも永久磁石７による吸引力を必要保持力Ｆ2に近い値に低下させることができる。これにより、電磁コイル４非通電時での保持位置Ｓ0から電磁コイル４に通電したときに、シャフト１８を突出方向に応答性よく移動させることが可能となる。

このように、第１実施形態の電磁アクチュエータ１は、電磁コイル４非通電時に永久磁石７により保持し、電磁コイル４通電時に永久磁石７による磁力Ｆａに抗して可動子１１を離間方向に直進作動させる自己保持型電磁アクチュエータであって、電磁コイル４を通電状態から非通電状態にした際にストローク中間位置Ｓ1において永久磁石７による固定鉄心３と可動子１１との吸引力を確保するとともに、ストローク最大位置Ｓmaxにおいても永久磁石７によるヨーク２の下壁部材１４と可動子１１との吸引力を確保した上で、電磁コイル４非通電時の保持位置Ｓ0では永久磁石７による保持力を必要保持力Ｆ2以上で極力低下することができ、保持位置Ｓ0とストローク中間位置Ｓ1において応答性のよい電磁アクチュエータにすることができる。

［第２実施形態］
次に図７〜１１を用いて本発明の第２実施形態の電磁アクチュエータ４０について説明する。
図７は、本発明の第２実施形態の電磁アクチュエータ４０の構造を示す縦断面図である。図８は、第２実施形態の電磁アクチュエータ４０の横断面図であり、図７中に記載されたＢ−Ｂ部の断面である。図９、１０は、第２実施形態の電磁アクチュエータ４０の縦断面図であり、図９は保持位置Ｓ0における電磁アクチュエータ１の作動状態を示し、図１０はストローク中間位置Ｓ1における電磁アクチュエータ１の作動状態を示す。

図７、８に示すように、本発明の第２実施形態の電磁アクチュエータ４０は、第１実施形態の電磁アクチュエータ１に対して、ヨーク２内の内部空間１５を密閉するボディ４１を備える点が相違する。
ボディ４１は、樹脂のような非磁性材料で形成される。ボディ４１はヨーク２の周壁部材１２内に挿入されるように配置され、下端部が開放した円筒状に形成されている。ボディ４１は、少なくとも固定鉄心３の先端部１７及び可動子１１を覆うように配置され、下端部が全周に沿ってＯリング４２を介してヨーク２の下壁部材１４と密着される。したがって、ボディ４１によって、可動子１１及び固定鉄心３の先端部１７を含むヨーク２の内部空間１５が密閉される構造となっている。

図８に示すように、ヨーク２の周壁部材１２は全周に亘って設けられておらず、対向する２箇所（図８中の上下）でボディ４１の外周寸法と同程度の幅に除去されている。したがって、第１実施形態のように全周に亘ってヨーク２の周壁部材１２が設けられている電磁アクチュエータ１と比較して、電磁アクチュエータ４０の幅寸法Ｌｗを前後または左右の一方向で短く構成されている。

図９、１０に示すように、第２実施形態の電磁アクチュエータ４０では、第１実施形態の電磁アクチュエータ１と同様にリング部材８とヨーク２の下壁部材１４との間を主となる磁力線ａが通過する。
そして、第１実施形態と同様に、図９に示すような保持位置Ｓ0では、リング部材８とヨーク２の下壁部材１４との軸方向の重なり寸法Ｌｃを小さくして永久磁石７による保持力を低下させる一方、図１０に示すようなストローク中間位置Ｓ1では、リング部材８とヨーク２の下壁部材１４との軸方向の重なり寸法Ｌｄを、保持位置Ｓ0での重なり寸法Ｌｃよりも大きくして、永久磁石７の磁力による可動子１１の吸引力を確保することができる。

更に、第２実施形態では、ボディ４１を設けることにより、内部空間１５が密閉されるので、内部空間１５にゴミや水分が侵入することを防止して、電磁アクチュエータ４０を保護することができる。また、内部空間１５にオイル等が流入した場合でも、ソレノイド外部への流出を抑制することができる。これにより、全周に亘ってヨーク２の周壁部材１２を設ける必要がなく、図８に示すようにヨーク２の周壁部材１２の対向する計２箇所を削除して電磁アクチュエータ４０の径方向の幅寸法Ｌｗを短く構成することができる。

また、ボディ４１は非磁性体で形成されているので、第２のプランジャ６とボディ４１との隙間を小さくすることができ、これによってもボディ４１の径方向寸法、延いては電磁アクチュエータ４０の幅寸法Ｌｗを小さくすることができる。
このように、電磁アクチュエータ４０の幅寸法Ｌｗを小さくすることで、例えば直列型の内燃機関の可変動弁機構において、吸気弁及び排気弁毎に電磁アクチュエータ４０を、カムシャフトに沿って複数並べて配置するような場合には、隣り合う電磁アクチュエータ４０の距離を短くし、内燃機関を電磁アクチュエータ４０の並ぶ方向、即ちカムシャフトの軸方向に小型化することが可能となる。
また、ボディ４１を樹脂のような摩擦係数の低いものにすると、シャフト１８が力を受けて傾いた際に、例え第１のプランジャ５または第２のプランジャ６とボディ４１とが接触したとしても、摺動抵抗を抑えて可動子１１の移動を確保することができる。

［第３実施形態］
次に図１１を用いて本発明の第３実施形態の電磁アクチュエータ５０について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態の電磁アクチュエータ５０の構造を示す縦断面図であり、保持位置Ｓ0での状態を示す。
図１１に示すように、本発明の第３実施形態の電磁アクチュエータ５０は、上記参考形態の電磁アクチュエータ３０に対して、ヨーク２の周壁部材１２の内周面に溝５１を有する点が異なる。

溝５１は、例えばヨーク２の周壁部材１２の内径を大きくするように切削して形成され、保持位置Ｓ0において第２のプランジャ６の外周面部に対面する位置に設けられる。なお、周壁部材１２の溝５１が本発明の磁気伝達量調整部に該当する。

これにより、保持位置Ｓ0においては、第２のプランジャ６の外周面部とヨーク２の周壁部材１２との離間寸法が大きくなり、参考形態の電磁アクチュエータ３０よりも永久磁石７による磁力Ｆａが低下する。そして、可動子１１が保持位置Ｓ0から離間方向に移動、即ちストロークＳが大きくなると、第２のプランジャ６の外周面部とヨーク２の周壁部材１２との距離が短くなる。これにより、永久磁石７による磁力Ｆａは保持位置Ｓ0近辺を除いて参考形態の電磁アクチュエータ３０と同様になる。したがって、ストローク中間位置Ｓ1においては永久磁石７による磁力Ｆａを必要な吸引力Ｆ1以上に確保しつつ、保持位置Ｓ0においては永久磁石７による磁力Ｆａを参考形態よりも低下させることができる。これにより、第３実施形態の電磁アクチュエータ５０においても、第１実施形態の電磁アクチュエータ１と同様に応答性の良い電磁アクチュエータにすることができる。

なお、第３実施形態における溝５１の形状については、図１１に示すように溝５１の深さを一定にするだけでなく、軸方向に沿って溝５１の深さを多段階に変化させたり、連続的に変化させたりするようにしてもよい。このように溝５１の深さを変化させることで、保持位置Ｓ0から移動させたときの第２のプランジャ６の外周面とヨーク２の周壁部材１２との距離を任意に設定することができ、永久磁石７による磁力Ｆａの変化を任意に設定することができる。

［第４実施形態］
次に図１２を用いて本発明の第４実施形態の電磁アクチュエータ６０について説明する。
図１２は、本発明の第４実施形態の電磁アクチュエータ６０の構造を示す縦断面図であり、保持位置Ｓ0での状態を示す。

図１２に示すように、本発明の第４実施形態の電磁アクチュエータ６０は、上記第３実施形態の電磁アクチュエータ５０において溝５１の位置に相当する部位に溝５１を設けずに、当該部位の透磁率を低下させて透磁率低下部６１を設ける。例えばショットピーニングにより周壁部材１２の当該部位を加工硬化させて歪みを与えることで、透磁率低下部６１を形成すればよい。なお、この透磁率低下部６１が本発明の磁気伝達量調整部に該当する。

このように、ヨーク２の周壁部材１２を処理することで、第３実施形態と同様に、保持位置Ｓ0において永久磁石７による磁力Ｆａを低下させることができる。
なお、第４実施形態における透磁率低下部６１の深さについても、図１２に示すような一定にするだけでなく、多段階あるいは連続的に深さを変化させるようにしてもよい。このように透磁率低下部６１の深さを変化させることで、第３実施形態と同様に、保持位置Ｓ0から移動させたときの永久磁石７による磁力Ｆａの変化を任意に設定することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、第１実施形態や第２実施形態において第２のプランジャ６とリング部材８とを一体化した構造にしてもよい。その他、各実施形態における電磁アクチュエータの詳細な構造は適宜変更可能である。本発明の電磁アクチュエータは、電磁弁以外の各種用途にも広く採用することができる。

１、４０、５０、６０ 電磁アクチュエータ
２ ヨーク
３ 固定鉄心
４ 電磁コイル
５ 第１のプランジャ（プランジャ）
６ 第２のプランジャ（プランジャ）
７ 永久磁石
８ リング部材（磁気伝達量調整部）
１０ 固定子
１１ 可動子
１２ 周壁部材
１４ 下壁部材(端部部材)
１５ 内部空間（収納空間）
２０ 穴部（磁気伝達量調整部）
４１ ボディ
５１ 溝（磁気伝達量調整部）
６１ 透磁率低下部（磁気伝達量調整部）

Claims (6)

1. 収納空間を有するヨークと、前記収納空間に設けられた固定鉄心と、前記固定鉄心を囲むように配置された電磁コイルと、を有する固定子と、
   永久磁石を有し、前記収納空間で前記固定鉄心に対して前記ヨークの軸方向に移動可能に設けられた可動子と、を備え、
   前記永久磁石による磁力によって前記固定鉄心と前記可動子とを吸引するとともに、前記電磁コイルに通電して発生した電磁力により前記永久磁石による磁力に抗して前記可動子を前記固定鉄心から離間方向に移動させる電磁アクチュエータであって、
   前記永久磁石による磁力線が通過する位置に備えられ、前記可動子が前記固定鉄心に対して離間方向に移動した際に前記永久磁石による磁気伝達量を増加させる磁気伝達量調整部を備えたことを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記磁気伝達量調整部は、
   前記可動子に設けられ前記軸方向に突出した柱状のリング部材と、
   前記リング部材が挿入され前記軸方向に延びる穴部を有する前記ヨークの端部部材と、により構成され、
   前記可動子の移動位置により前記穴部に対する前記リング部材の挿入距離が変化して、前記リング部材と前記端部部材との間の前記永久磁石による磁力線の通過断面積が変化す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. 前記可動子は、前記ヨークの収納空間で前記固定鉄心に対向して配置されるプランジャを有し、
   前記リング部材は前記プランジャよりも小径に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記ヨークの周壁部材と前記可動子との間に、前記可動子を含む前記ヨークの収納空間を密閉する非磁性材料で形成された筒状のボディを備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記磁気伝達量調整部は、互いに近接して配置された前記ヨークの周壁部材と前記可動子の外周面部とにより構成され、
   前記可動子が前記固定鉄心に対して離間方向に移動した際に、前記可動子の外周面部と前記ヨークの周壁部材との距離が変化するように、前記周壁部材の内周面に溝が設けられた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. 前記磁気伝達量調整部は、互いに近接して配置された前記ヨークの周壁部材と前記可動子の外周面部とにより構成され、
   前記ヨークの周壁部材は、前記固定子の移動位置によって前記可動子の外周面部に対向する位置の透磁率が異な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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