JP3748965B2 - 可動磁石型ロータリアクチュエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気エネルギーを回転力に変換するロータリアクチュエータ、特に、一定角度を往復回動し、無通電で位置保持を続行可能な可動磁石型ロータリアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の可動磁石型ロータリアクチュエータとしては図３に示される構成例が知られている。図３において、（ａ）は上側電磁コイル以上を省略した平面図で、（ｂ）はその要部配置状態を示すＡ−Ａ′線断面図であり、図示のように、対向する左右２組の電磁コイル（以下駆動コイルという）３，３′を付勢してシャフト５に固定された支持部材５ａに取着された永久磁石７を順次左右のコア４，４′に吸引し、シャフト５に連結された図示しない切換具等を一定角度往復回動し、無通電で該位置保持を可能にしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の可動磁石型ロータリアクチュエータでは、上下２組で合計４個の駆動コイルにおける配線が複雑になるため、安価なアクチュエータが得られないという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するため、ケース内上下に１組のコアを対設するとともに、これらコアにそれぞれ巻装して上下１組の電磁コイル（以下、「駆動コイル」という）を対設し、ケースに設けたシャフトに上下の駆動コイル間を回動自在な支持部材を設けるとともに、このシャフトの回動範囲を規制するストッパを設けたものである。
【０００５】
すなわち、本願発明の可動磁石型ロータリアクチュエータは、ケースと、該ケースに回動自在に取着されたシャフトと、該シャフトに固定されて回動移動する支持部材と、該支持部材に支持され、前記シャフト方向に互いに反対極性に着磁させた磁極を、支持部材の回動方向に所定間隔をもって形成した永久磁石と、該永久磁石が通過する位置を挟んで対向させてケース内側上下に固着された一対のコアと、該コアに巻装されケース内側上下に固着された一対の電磁コイルと、前記支持部材の回動範囲を規制するストッパと、から構成されたものである。
【０００６】
また上記永久磁石は、互いに反対極性の磁極をもった別箇の磁石を回動方向に配置しても良いが、単一の磁石を分極着磁させて別箇の磁極を形成しても良い。
【０００７】
なお、このストッパの構成は、支持部材の回動移動を規制するためのものであるため、別部材でストッパの機能部を配設することに限らず、ケース内面に直接当接する構成としても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る可動磁石型ロータリアクチュエータの一実施形態を示すもので、同図において、（ａ）は上側駆動コイルを省略した平面図で、（ｂ）はその要部側断面図であり、断面コ字状のケース１１と取付板１２からなるケースＡのほぼ中央部にはケースＡと共に磁気回路を形成する１組のコア１４，１４′が一定間隙をおいて対設され、このコア１４，１４′には電磁コイルからなる駆動コイル１３，１３′が巻装されている。また、ケースＡの一端部にはシャフト１５が上下の軸受１６により回動自在に取着けられ、このシャフト１５にはＶ字形支持部材１５ａがコア１４，１４′間を回動自在に固定されている。そして、図１（ｂ）に示す如く、この支持部材１５ａの両腕１５ａ１，１５ａ２にはコア１４，１４′間を通過する位置に永久磁石１７，１７′が成形固着されており、かつシャフト方向に沿って上下磁極が反対になるように着磁されている。なお、１８，１８′は支持部材１５ａの左右ストッパである。
【０００９】
上記構成の本発明は次のように作動する。すなわち、まず、駆動コイル１３，１３′に通電すると、断面コ字形ケース１１，コア１４′，コア１４，取付板１２，ケース１１の磁気回路が閉成して、例えば、永久磁石１７′がコア１４，１４′に吸引されて支持部材１５ａがストッパ１８で停止し、通電を断っても、残留する磁束によって、図１（ｂ）に示される位置に保持される。次いで、駆動コイル１３，１３′に前と逆方向に通電すると、前述の磁気回路に生じる磁束方向が逆になり、図示しないが、永久磁石１７′とは反対方向に着磁されている永久磁石１７の方がコア１４，１４′に吸引され、ストッパ１８′で規制されて支持部材の回動は停止する。前記と同様に、通電を止めても、残留磁束の作用によって、その位置での保持状態が維持されることとなる。
【００１０】
本形態によれば、コア１４，１４′に巻装された上下１組（一対）の駆動コイルと支持部材の回動方向に所定間隔をもって配設した左右２個（一対）の永久磁石１７，１７′とで構成したので、構造が簡素化され、駆動コイルの配線等が容易になったため、安価で、高信頼性の可動磁石型ロータリアクチュエータが得られる。
また、一対の駆動コイルで起動制御をしているため、同じケース容量の場合は、コアの断面形やコイルの巻回数に設定の自由度が増す利点があり、またケース容積を小さくすることにより、小型のアクチュエータを形成することが期待できる。
【００１１】
図２は本発明に係る可動磁石型ロータリアクチュエータの他の実施形態を示す図である。図２において、（ａ）はケースの上部及び駆動コイルを省略した平面図、（ｂ）はその要部を示した側断面図で、図１と同一部分には同一符号が付されている。同図から明らかなように、本実施形態においても、１組の駆動コイル１３，１３′が対設され、コア１４，１４′が駆動コイルの中心部においてケース１１及び取付板１２に対向して固着され、シャフト１５がケース１１，取付板１２の軸受１６によって回転自在に設けられており、プラスチック成形による支持部材２５が固着されている構成は前記実施形態と同一である。しかし、本実施形態の場合は、図示のように、一体の支持部材２５に一つの永久磁石２７が支持されている点が異っているほか、永久磁石２７は両端部が反対極性に分極着磁されている。なお、１８，１８′は支持部材２５の回動範囲を規制するためのストッパである。なお、このストッパ１８は別部材として配置することに限らず、回動してきた支持部材をケース１１の内面に直接当てて規制することによりストッパ１８として機能させるようにしてもよい。
【００１２】
上記構成の可動磁石型ロータリアクチュエータは、次のように作動する。すなわち、まず、駆動コイル１３，１３′に通電すると、ケース１１，コア１４，コア１４′，取付板１２，ケース１１の磁気回路が閉成し、これにより発生した磁界と永久磁石２７の左右磁極のうちいずれか一方が作用して支持部材２５が回動し、例えば、図２（ａ）のように、永久磁石２７のうち右側磁極がコア１４，１４′に吸引されて起動し、支持部材２５がストッパ１８に当接して回動が停止することとなる。次いで、駆動コイル１３，１３′に前とは反対方向に通電させると、永久磁石１７のうち左側磁極が吸引されて、前とは反対方向に支持部材２５が起動して逆回転し、ストッパ１８′で停止する。
【００１３】
このように、１組の駆動コイルと反対極性に分極着磁された永久磁石２７を配設したことによって構造と配線が一段と簡素化される。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下に記載されるような効果を奏する。固定された１組の対向する駆動コイルと、回動方向において着磁極性が反対な永久磁石とを配設した支持部材とを設けたので、従来の２組の対向する駆動コイルを固定する構造に比較して駆動コイルの配線が著しく容易になり、安価にして高信頼性の可動磁石型ロータリアクチュエータの提供が期待できる。
加えて、同一のケース容積である場合には、コア断面形やコイルの巻回数の設定に自由度が増し、所望仕様に適応させた起動力や位置保持力を、より広範にかつ適宜に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の一形態を示す要部平面図及び要部側断面図である。
【図２】 本発明の他の実施形態を示す要部平面図及び要部側断面図である。
【図３】 従来実施例を示す要部平面図及び要部側断面図である。
【符号の説明】
Ａ ケース
１１ 断面コ字形ケース
１２ 取付板
１３，１３′ 駆動コイル
１４，１４′ コア
１５ シャフト
１５ａ，２５ 支持部材
１７，１７′，２７ 永久磁石
１８，１８′ ストッパ

Claims (2)

1. ケースと、
   該ケースに回動自在に取着されたシャフトと、
   該シャフトに固定されて回動する支持部材と、
   該支持部材に支持され、前記シャフト方向に互いに反対極性に着磁させた磁極を、支持部材の回動方向に所定間隔をもって形成した永久磁石と、
   該永久磁石が通過する面を挟んで対向させてケース内側に固着させ、それぞれに電磁コイルを巻装させてなる一対のコアと、
   前記支持部材の回動範囲を規制するストッパと、
   からなる可動磁石型ロータリアクチュエータ。
2. 永久磁石の形成において、
   一体の磁石を分極着磁させて磁極を形成したことを特徴とする請求項１記載の可動磁石型ロータリアクチェータ。

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