JP6589709B2 - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のバルブリフト調整装置に適用され、電磁力により出力ピンを駆動する電磁アクチュエータに関する。

従来、コイルが発生する電磁力により永久磁石を含む可動部が移動し、出力ピンを駆動する電磁アクチュエータが知られている。この種の電磁アクチュエータでは、永久磁石は、軸方向の両端が互いに異なる極性となるように着磁されている。永久磁石の穴の内周に磁極間を跨がって当接する出力ピンを経由して磁気が短絡しないように、出力ピンは非磁性体で形成される必要がある。

一方、バルブリフト調整装置のカムシャフトに当接する出力ピンの先端部は、強度が要求されるため、熱処理に適した鉄等の磁性材を使用する方が有利である。しかし、１本の出力ピン全体を磁性材で形成すると、永久磁石の固定部において磁気が短絡し、電磁アクチュエータの動作性能が低下するという問題がある。
このように、永久磁石が固定される基端部の磁気短絡を抑制する課題と、カムシャフトに当接する出力ピンの先端部の強度を確保する課題とを両立するため、特許文献１、２に開示された電磁アクチュエータでは、非磁性材で形成された基端部と磁性材で形成された先端部とを結合し、出力ピンを構成している。

独国ＤＥ２０２００６０１１９０５Ｕ１明細書 独国ＤＥ２０２０１２１０４１２２Ｕ１明細書

特許文献１、２の構成の出力ピンでは部品点数が増え、接合加工も必要になり、コスト的に不利である。また、接合強度および同軸度を確保するように、接合加工することが必要であるため、品質的にも不利である。
本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、簡易な構成で、出力ピンの基端部における磁気短絡の抑制と先端部における強度の確保とを両立する電磁アクチュエータを提供することにある。

本発明の電磁アクチュエータは、出力ピン（６０、１６０）と永久磁石（４０）とステータ（３２）とコイル（３１）とを備える。
出力ピンは、磁性体で形成されており、軸方向に前進後退可能に設けられている。

板状の永久磁石は、出力ピンの基端部（６１）が挿入される挿入穴（４０１）を有し、挿入穴に貫通し保持された出力ピンと共に移動可能であり、軸方向の両端が互いに異なる極性となるように着磁されている。
ステータは、軟磁性体で形成され、永久磁石に対し出力ピンの基端部側に設けられている。
コイルは、通電時、永久磁石の磁界と逆方向の磁界を生成し、ステータと永久磁石との間に反発力が発生する。

出力ピンは、出力ピンの周縁部（６１３）を残しつつ、永久磁石の磁極間の磁気短絡を抑制するように形成された一つ以上の穴（２０１、２０２、２０３、２０４）または環状溝（２０５）を少なくとも含む短絡抑制部を有する。
さらには、電磁アクチュエータは、軟磁性体で形成され、永久磁石に対して出力ピンの基端側で、出力ピンの基端面が露出するように永久磁石に接合されるリアプレートをさらに備え、短絡抑制部は、永久磁石の磁気短絡の抑制に寄与する部分の深さである有効深さが基端面からリアプレートと永久磁石との接合面までの距離よりも長くなるように形成されていることが好ましい。また、出力ピンは、永久磁石における先端部側の端面（４５４）から出力ピンの基端面（６１１）に向かって、少なくとも一部の径が縮小するように形成されていることが好ましい。このような構成によって、短絡抑制部（１６１）が形成される。

本発明では、磁性体から成る出力ピンに短絡抑制部を有しているため、永久磁石に隣接する出力ピンの内部の磁路が絞られて、磁気の短絡が抑制される。したがって、簡易な構成で、出力ピンの基端部における磁気短絡を抑制することができ、且つ、出力ピンの先端部における強度を確保することができる。

本発明の第１実施形態による電磁アクチュエータが用いられるバルブリフト調整装置において小シフト状態から大シフト状態へ移行し始めるときの図。 本発明の第１実施形態による電磁アクチュエータが用いられるバルブリフト調整装置において小シフト状態から大シフト状態へ移行したときの図。 本発明の第１実施形態による電磁アクチュエータの非通電時（出力ピン後退時）の断面図。 図３の電磁アクチュエータの通電時（出力ピン前進時）の断面図。 （ａ）図３のＶ部拡大図、（ｂ）図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線から見た出力ピンの断面図。 図１の電磁アクチュエータの基端部での磁気経路を示す模式図。 本発明の、（ａ）第２実施形態、（ｂ）第３実施形態による電磁アクチュエータの基端部での磁気経路を示す模式図。 図５（ａ）の電磁アクチュエータの可動部のストロークと吸引力の関係を示す特性図、（ｂ）図８（ａ）のＶＩＩＩｂ部拡大図。 本発明の第４実施形態による電磁アクチュエータの非通電時の断面図 （ａ）本発明の第４実施形態による電磁アクチュエータの基端部での磁気経路を示す模式図、（ｂ）図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線断面図。 本発明の第４実施形態による可動部のストロークと吸引力の関係を示す特性図 （ａ）その他の実施形態の出力ピンの拡大図、（ｂ）図１２（ａ）のＸＩＩｂ−ＸＩＩｂ線から見た出力ピンの断面図。 （ａ）その他の実施形態の出力ピンの拡大図、（ｂ）図１３（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ線から見た出力ピンの断面図。 その他の実施形態の出力ピンの拡大図。 （ａ）その他の実施形態の出力ピンの拡大図、（ｂ）図１５（ａ）のＸＶｂ−ＸＶｂ線から見た断面図。 （ａ）その他の実施形態の出力ピンの拡大図、（ｂ）図１６（ａ）のＸＶＩｂ−ＸＶＩｂ線から見た断面図。 （ａ）その他の実施形態の出力ピンの拡大図、（ｂ）図１７（ａ）のＸＶＩＩｂ−ＸＶＩＩｂ線から見た断面図。 比較例の基端部での磁気経路を示す模式図。

以下、本発明の実施形態による電磁アクチュエータを図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。この電磁アクチュエータは、例えば、特開２０１３−２１７２６５号公報に記載された通り、カムシャフトと共に回転するスライダに一体に設けられたカムによって、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブのリフト量を調整するバルブリフト調整装置に用いられる。

（第１実施形態）
第１実施形態の電磁アクチュエータ１０１の構成について、図１〜図６を参照して説明する。以下、実施形態の説明では、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
電磁アクチュエータ１０１を適用するバルブリフト調整装置５０の概略構成および作用について図１、２を参照して簡単に説明する。

図１、２に示すように、バルブリフト調整装置５０は、スライダ５１、カムシャフト９４、吸気バルブリフト５２、電磁アクチュエータ１０１を備える。

スライダ５１は、カムシャフト９４、小リフトカム５８、大リフトカム５９と共に回転方向５５に回転する。またスライダ５１は、カムシャフト９４の軸方向に相対移動可能に一体に設けられており、回転角度に応じて紙面の奥行き方向位置が徐変する係合溝５１１が外周に形成されている。
小リフトカム５８と大リフトカム５９とは、スライダ５１の軸方向中央よりに、互いに隣接して設けられ、回転方向の一方で基準円に対し、外側に偏心している。また大リフトカム５９の形状は、小リフトカム５８よりも基準円からの偏心量が大きくなるように形成されている。
吸気バルブリフト５２は、小リフトカム５８と大リフトカム５９とに当接し、シリンダヘッド５３に収容された吸気バルブ９１を有する。
電磁アクチュエータ１０１は、一体となったスライダ５１とカムシャフト９４と当接されており、電磁アクチュエータ１０１の出力ピン６０が、係合溝５１１の直上に位置している。

バルブリフト調整装置５０の作用について説明する。
図１、図２に示すように、吸気バルブリフト５２に当接する小リフトカム５８または大リフトカム５９のトルクにより、吸気バルブリフト５２を押し下げ、これにより、シリンダヘッド５３の吸気バルブ９１がリフト量Ｌ１またはリフト量Ｌ２だけ開弁する。

電磁アクチュエータ１０１の出力ピン６０が、制御手段から指令されたタイミングに前進し、カムシャフト９４側に位置する出力ピン６０の先端部６４が係合溝５１１に係合する。このとき、スライダ５１の回転に伴って、スライダ５１は図１、２における紙面の奥行き方向に移動する。

スライダ５１が紙面の奥行き方向に移動することによって、小リフトカム５８から大リフトカム５９、または、大リフトカム５９から小リフトカム５８へ移行する。小リフトカム５８または大リフトカム５９が移行することにより、吸気バルブリフト５２のリフト量Ｌ１またはリフト量Ｌ２を調整する。また、出力ピン６０の先端部６４が係合溝５１１から離間するとき、カムシャフト９４のトルクによって出力ピン６０が押し戻される。

このバルブリフト調整装置５０における電磁アクチュエータ１０１の作用は、次のようである。
図３、図４に示すように、電磁アクチュエータ１０１は、エンジンヘッド９０の取り付穴９２に取り付けられ、バルブリフト調整装置５０のカムシャフト９４に対して出力ピン６０が作動する。

以下、出力ピン６０がカムシャフト９４に近づく方向に作動することを「前進する」といい、出力ピン６０がカムシャフト９４から離れる方向に作動することを「後退する」という。図３は、出力ピン６０が後退限にある状態を示し、図４は、出力ピン６０が前進限にある状態を示している。また、出力ピン６０のカムシャフト９４側の端部を先端部６４といい、先端部６４とは反対側の端部を基端部６１という。

電磁アクチュエータ１０１は、回転軸をＣとするカムシャフト９４の回転に伴って出力ピン６０が短径Ｒａ側に対向しているとき、コイル３１に通電して発生する電磁力により出力ピン６０を前進させる。

一方、出力ピン６０の先端部６４がカムシャフト９４に当接した状態で長径Ｒｂ側が出力ピン６０に向くようにカムシャフト９４が回転すると、出力ピン６０は、カムシャフト９４のトルクにより後退方向に押し戻される。ここで、後退限からのストロークがＬｕとなる位置を「引込み位置」という。出力ピン６０は、引込み位置から後退限までは、電磁アクチュエータ１０１自体の永久磁石４０の磁力によって後退する。

続いて、電磁アクチュエータ１０１の詳細な構成について図３〜図６を参照して説明する。電磁アクチュエータ１０１は、大きく分けて、エンジンヘッド９０に固定される静止部１３と、軸方向に往復移動する可動部１４とに分けられる。静止部１３および可動部１４は、中心軸Ｏ（図５、図６参照）に対して同軸に設けられている。

静止部１３は、コイル３１、ステータ３２、ヨーク３５等を含む。
コイル３１は、ステータ３２に外挿されたボビン３０の外周に巻線が巻回されることで構成される。ボビン３０は樹脂で形成され、コイル３１の巻線とステータ３２とを絶縁する。コイル３１に対し可動部１４と反対側には、コネクタ部１７と一体に樹脂モールド部１６が設けられている。図示しない外部の電源からコネクタ部１７のターミナル１８を経由して通電されることにより、コイル３１は磁界を生成する。この磁界により発生する電磁力の作用については後述で説明する。

ステータ３２は、軟磁性体で形成され、永久磁石４０に対し出力ピン６０の基端側に設けられる。ステータ３２の大部分はコイル３１の径内側に位置し、コイルコアとして機能する。ステータ３２の可動部１４側の端部には、外径が比較的大きく、可動部１４のリアプレート４４と広い面積で対向する対向部３４が形成されている。

ヨーク３５は、軟磁性体で、コイル３１や可動部１４とほぼ同軸の筒状に形成されている。ヨーク３５の内側にはコイル３１、ステータ３２および樹脂モールド部１６等が収容されており、ステータ３２と当接または近接する部位において、相互に磁気が伝達され、ヨーク３５は、ステータ３２およびフロントプレート４５を経由する磁気回路を形成する。樹脂モールド部１６の外周およびステータ３２の対向部３４の外周には、それぞれヨーク３５の内周との間のシールを確保するシールリング８１、８２が設けられる。
ヨーク３５のスリーブ７０側の開口部には、エンジンヘッド９０への取り付けに用いられる鍔部３９が形成されている。

スリーブ７０は、基部７１および筒部７３等を含む。基部７１は、エンジンヘッド９０の取り付穴９２に挿入される。基部７１の外周には、取り付穴９２の内周との間のシールを確保するシールリング８３が設けられる。基部７１のコイル３１側の端面７２は、フロントプレート４５の前端面４５７と対向する。端面７２の周囲には、基部７１を軸方向に貫通するオイル通路７６が形成されている。エンジン内のオイルは、オイル通路７６を経由して可動部１４の周囲に導入される。
筒部７３は、先端面７４がカムシャフト９４に対向するように基部７１から突出している。また、筒部７３の中心軸に沿って、出力ピン６０が挿通される挿通穴７５が形成されている。

次に可動部１４の説明に移る。可動部１４は、永久磁石４０、リアプレート４４、フロントプレート４５、出力ピン６０が、共に移動可能に構成されている。
永久磁石４０は、径方向の断面形状が円形の板状であり、出力ピン６０の基端部６１に固定されており、例えばリアプレート４４側がＮ極、フロントプレート４５側がＳ極（図５参照）というように軸方向の両端が互いに異なる極性となるように着磁されている。なお、Ｎ極およびＳ極の配置は逆であってもよい。
永久磁石４０は、中心軸Ｏに沿って、出力ピン６０の基端部６１が挿入される挿入穴４０１を有している。

リアプレート４４およびフロントプレート４５は軟磁性体で形成され、それぞれ、永久磁石４０に対し出力ピン６０の基端側（コイル３１側）、および先端側（スリーブ７０側）で永久磁石４０に接合されている。図５に例示する磁極配置の場合、リアプレート４４はＮ極、フロントプレート４５はＳ極とみなされる。
以下、リアプレート４４のコイル３１側の端面を後端面４４３、フロントプレート４５のスリーブ７０側の端面を前端面４５７という。また、リアプレート４４の永久磁石４０側の端面をリア接合面４４５といい、フロントプレート４５の永久磁石４０側の端面をフロント接合面４５４という。

出力ピン６０は、摺動部６５の外径がスリーブ７０の挿通穴７５の内径を摺動可能に設けられ、先端部６４から基端部６１に向かう軸方向に対し、前進後退可能に設けられている。本実施形態では、出力ピン６０の基端部６１が永久磁石４０、リアプレート４４およびフロントプレート４５の中心部に形成された穴に貫通し、各部材が保持されている。出力ピン６０は、例えば、高炭素クロム軸受鋼等の磁性体で形成されている。高炭素クロム軸受鋼等を用いることで、熱処理により高い強度が得られる。

図５に示すように、出力ピン６０の基端部６１には、軸方向の所定範囲に「短絡抑制部」としての穴２０１が形成されている。穴２０１は、基端面６１１から先端部６４に向かう軸方向（中心軸Ｏ方向）に沿って、出力ピン６０の外側面６１２と隣接しないように、周縁部６１３が残されつつ、径方向の断面形状が基端面６１１の中心と同心上の円形となるように形成されている。ここで、図５（ｂ）では、出力ピン６０のみの断面図を記載する。また、基端面６１１は、基端部６１側でリアプレート４４を介して露出するように形成されている。

ここで、深さＤ１までは、穴径が一定である。すなわち、周縁部６１３の肉厚が一定である。この深さを「有効深さ」という。基端面６１１からリア接合面４４５までの距離をαとし、基端面６１１からフロント接合面４５４までの距離をβとする。
第１実施形態では、有効深さＤ１は、Ｄ１＞βとなるように設定されている。
なお、穴の加工方法は、ドリル等の工具による機械加工、放電加工等、何でもよい。

次に図８を参照し、電磁アクチュエータ１０１の作用について説明する。
非通電状態では、リアプレート４４の後端面４４３とステータ３２の対向部端面３４０との間の磁気吸引力により、可動部１４は後退限に保持される。この磁気吸引力は、少なくとも、引込みストロークＬｕに対応する引込み位置から後退限まで可動部１４を吸引可能となるように設定される。
永久磁石４０の磁気吸引力によって可動部１４が後退限に保持されたとき、破線矢印ΦＭで示すように「永久磁石４０のＮ極→リアプレート４４→ステータ３２→ヨーク３５→フロントプレート４５→永久磁石４０のＳ極」というルートで磁気回路が生成される。

コイル３１は、通電時、永久磁石４０の磁界と逆方向の磁界を生成する。例えば図４に示す磁極配置の場合、ステータ３２のコネクタ部１７側がＳ極、対向部３４側がＮ極となる磁界を生成する。言い換えれば、そのような磁界が生成されるように、コイル３１の巻線方向や電流の通電方向が設定される。

すると、リアプレート４４とステータ３２の対向部３４とが同極となるため、リアプレート４４の後端面４４３とステータ３２の対向部端面３４０との間に電磁力としての反発力が発生する。この反発力によって、可動部１４は、後退限から前進する。
フロントプレート４５の前端面４５７がスリーブ７０の端面７２に近づくと、図４に示すように、前端面４５７と端面７２との間の磁気吸引力により、可動部１４は前進限に保持される。

そして、本実施形態では、出力ピン６０は磁性体で形成されており、出力ピン６０の外側面６１２と離間しつつ、永久磁石４０の磁極間の磁気短絡を抑制するように形成された「短絡抑制部」としての穴２０１が形成されていることを特徴とする。
図６に示すように、穴２０１が形成されていることにより、出力ピン６０を経由して永久磁石４０のＮ極とＳ極とを連絡する磁気の通路（磁路）の断面積が絞られる。したがって、磁極間の磁気短絡を抑制するように作用する。
ここで、穴２０１により、出力ピン６０を経由しての永久磁石４０のＮ極から永久磁石４０のＳ極への短絡は、ほとんど無視できると考えられる。したがって、磁力線を図示しない。

次に、電磁アクチュエータ１０１の効果の説明に移る前に、第１実施形態との構成の違いが軽微である第２，第３実施形態の構成について説明する。そして第１〜第３実施形態を含めて効果を説明することとする。
（第２実施形態）
第２実施形態の電磁アクチュエータ１０２について、第１実施形態の図６に対応する図７（ａ）を参照して説明する。第１実施形態の電磁アクチュエータ１０１と比較して、短絡抑制部としての穴の深さが異なる。

図７（ａ）に示すように、第２実施形態の電磁アクチュエータ１０２では、穴２０２は、有効深さＤ２が基端面６１１からリア接合面４４５までの距離αよりも長く基端面６１１からフロント接合面４５４までの距離以下となるように、すなわち、α＜Ｄ２≦β となるように形成されている。
第２実施形態において、穴２０２が形成されるため、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第１実施形態と同様の作用により、短絡磁気の磁力線を図示しない。

（第３実施形態）
第３実施形態の電磁アクチュエータ１０３について、第１実施形態の図６に対応する図７（ｂ）を参照して説明する。第３実施形態も同様、短絡抑制部としての穴の深さが異なる。

図７（ｂ）に示すように、第３実施形態の電磁アクチュエータ１０３では、穴２０３は、有効深さＤ３が基端面６１１からリア接合面４４５までの距離α以下となるように、すなわち、α≦Ｄ３ となるように形成されている。
（効果）

以上の構成による第１〜第３実施形態の効果について、図８を参照し、比較例と対比しつつ説明する。
（１）図８（ａ）（ｂ）は、可動部１４のストロークと、永久磁石４０の吸引力特性との関係を示した図である。横軸のストロークＬ０は後退限を示し、ストロークＬｍａｘは前進限を示す。縦軸は、吸引力０の線を基準として、正方向に大きいほど後退方向への吸引力が大きく、負方向に大きいほど前進方向への吸引力が大きいことを意味する。非通電状態では、Ｌ０の位置での吸引力は、リアプレート４４とステータ３２との保持力であり、大きいほど保持力が高いことを意味する。また吸引力が高いことは、エンジン内の振動と可動部１４の自重によって、リアプレート４４とステータ３２とが外れることなく保持され、電磁アクチュエータの駆動の安定性が増すことを意味する。

出力ピンが非磁性体で形成された第１比較例の電磁アクチュエータの参照特性Ｒｅｆ１を破線で示す。非磁性体としては、例えばオーステナイト系ステンレス鋼が用いられる。
図１８に、磁性体で形成された出力ピン６９に短絡抑制部が形成されていない第２比較例の電磁アクチュエータ１０９を示す。第２比較例の電磁アクチュエータ１０９の参照特性Ｒｅｆ２を二点破線で図８に示す。

前進側で、破線の参照特性Ｒｅｆ１は二点破線の参照特性Ｒｅｆ２と重なっている。ストロークがＬ３以下の位置では、後退限に近づくにしたがって正方向の吸引力（引込み力）が増加し、ストロークがＬ３以上の位置では、前進限に近づくにしたがって負方向の吸引力が増加する。
第１比較例の参照特性Ｒｅｆ１は、出力ピンに非磁性体を用いているため、出力ピンでの磁気回路の短絡がなく、ΦＭｓが無視でき、Ｌ０の位置での吸引力（保持力）は参照特性Ｒｅｆ２と比較して大きくなっている。
第２比較例の参照特性Ｒｅｆ２は、出力ピン６９に磁性体を用いており、図１８に示すように、短絡した磁気回路ΦＭｓへ磁気が通るため、磁気回路ΦＭへ通る磁気が減少し、Ｌ０の位置での吸引力（保持力）は参照特性Ｒｅｆ１と比較して小さくなっている。

第１実施形態の電磁アクチュエータ１０１の特性Ａ１を実線で示す。第１実施形態では、出力ピン６０は磁性体で形成され、図５（ａ）に示すように、有効深さＤ１＞βとなるように、穴２０１が形成されている。これにより、リアプレート４４と永久磁石４０とフロントプレート４５と隣接する出力ピン６０の内側での磁路が絞られて磁気の短絡が抑制され、図６に示す磁気回路ΦＭを磁気が通りやすくなる。したがって、リアプレート４４とステータ３２との吸引力（保持力）を参照特性Ｒｅｆ２と比較して大きく向上させることができる。

第２実施形態の電磁アクチュエータ１０２の特性Ａ２を短破線で示す。第２実施形態では、上述と同様の短絡抑制効果により、図７（ａ）に示す磁気回路ΦＭを磁気が通りやすくなる。そのため、第２実施形態においても、図８（ｂ）に示すように、非磁性体で形成される参照特性Ｒｅｆ２に対して、ストロークがＬ０の位置での正方向の吸引力（保持力）が大きくなっている。したがって、リアプレート４４とステータ３２との吸引力（保持力）を第１実施形態の特性Ａ１と同等に大きく向上させることができる。

第３実施形態の電磁アクチュエータ１０３の特性Ａ３を一点鎖線で示す。第３実施形態では、図７（ｂ）に示すように、有効深さＤ３＜αとなるように、穴２０３が形成されており、磁路の絞りが小さいため、一部短絡した磁気回路ΦＭｓへ磁気が通るため、短絡抑制効果が小さい。そのため、Ｌ０の位置での吸引力（保持力）は参照特性Ｒｅｆ１に対しては低下するものの、参照特性Ｒｅｆ２よりは大きい吸引力（保持力）が得られる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、出力ピンの形状が異なる点を除き、第１から第３実施形態と同様である。
第４実施形態の電磁アクチュエータ１０４における出力ピン１６０は、フロント接合面４５４から基端面６１１に向かって、基端部６１の径が縮小するように形成されている。ここで、フロント接合面４５４は、永久磁石４０における出力ピン１６０の先端部６４側の端面に一致する。
図９に示すように、先端部６４の径をＷ１とし、基端部６１の基端面６１１の径をＷ２とする。

図１０（ａ）（ｂ）に示すように、出力ピン１６０は、径Ｗ１が径Ｗ２よりも小さくなるように、すなわち、Ｗ１＞Ｗ２ となるように段付き形状に形成されている。また、基端部６１は、フロント接合面４５４から基端面６１１まで一様に径Ｗ２となるように形成されている。このような構成で、径が縮小されている範囲Ｓにおいて、出力ピン１６０の外側面６１２と離間しつつ、基端部６１から先端部６４に向かう出力ピン１６０の範囲Ｓに、短絡抑制部１６１が形成される。第１実施形態と同様の作用により、図中において、短絡磁気の磁力線を図示しない。
図１１に示すように、径が縮小されている範囲Ｓにおいて出力ピン１６０の磁気が絞られるため、第１実施形態と同様の効果を奏し、参照特性Ｒｅｆ１および参照特性Ｒｅｆ２と比較すると、第４実施形態の特性Ａ４では大きい吸引力（保持力）が得られる。

（その他の実施形態）
（ｉ）出力ピン６０の外側面６１２と離間しつつ、永久磁石４０の磁極間の磁気短絡を抑制するように形成された短絡抑制部に関する他の実施形態の例を図１２、図１３に示す。
図１２（ａ）、（ｂ）に示す形態では、有効深さＤ４＞βとなるように、短絡抑制部としての複数（例えば４つ）の穴２０４が形成されている。ここで、図１２（ｂ）では、出力ピン６０のみの断面図を記載する。
図１３（ａ）、（ｂ）に示す形態では、有効深さＤ５＞βとなるように、短絡抑制部としての環状溝２０５が形成されている。図１３（ｂ）では、出力ピン６０のみの断面図を記載する。
さらに、短絡抑制部は、有底穴ではなく、出力ピンの基端面から先端面まで貫通する貫通穴としてもよい。このように、短絡抑制部は数や形状を問わず、上述の実施形態と同様の効果を奏する。

（ｉｉ）ところで、当該技術分野の電磁アクチュエータには、出力ピンの基端面にオイル排出用の溝を形成したものが知られている。しかし、この種の排出溝は、一般に周縁部を横切って側面に連通するものであるため、「外側面と離間しつつ形成された短絡抑制部」には該当しない。また、出力ピンの研磨加工時の保芯のために基端面にセンタ穴が形成される場合がある。しかし、センタ穴は、中心部に最小限のテーパを形成したものに過ぎず、当業者が見れば、磁気の短絡抑制に寄与するものでないことを容易に判別可能である。 したがって、これらの周知の構成が本発明の短絡抑制部に該当しないものであり、本発明の短絡抑制部を想到することに対し、何らの動機づけも与えない。
オイル排出用の溝や、研磨加工時の保芯に用いられるセンタ穴は本発明の短絡抑制部に含まれない。永久磁石に出力ピンが挿入される高さを決めるために、出力ピンが段付き形状の断面を有することがある。センタ穴と同様に、挿入高さ決め用の段付き形状の出力ピンの径が縮小されている範囲は、本発明の短絡抑制部に含まれない。

（ｉｉｉ）図１４に示すように、短絡抑制部を形成する一つ以上の穴や環状溝に、樹脂やゴムといった非磁性部材２０６を埋め込んでもよい。図中において、非磁性部材２０６は斜線で示すハッチングで示した箇所である。
樹脂やゴムといった非磁性部材２０６は、磁性体よりも硬度が低いため摩耗しやすく、自己犠牲により出力ピンを保護する効果すなわち出力ピン６０とステータ３２との接触による摩耗抑制効果も奏する。さらに、出力ピンの共振周波数が変化するため、防振効果も奏する。

（ｉｖ）第４実施形態の思想を共有する他の実施形態では、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、電磁アクチュエータ１０５における出力ピン１７０の基端部６１は、フロント接合面４５４から基端面６１１に向かって、傾斜して径が縮小するように形成されていてもよい。第４実施形態と同様の効果を奏する。
また、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、電磁アクチュエータ１０６における出力ピン１８０は多段付き形状になっていてもよい。さらに、リア接合面４４５から基端面６１１に向かう範囲において径が縮小するように出力ピンを形成してもよい。

第４実施形態において、フロント接合面４５４から基端面６１１に向かって、少なくとも一部の出力ピンの径が縮小されるように形成されていればよい。
さらに、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、第４実施形態と第１実施形態とを組み合わせてもよい。

（ｖ）その他、出力ピン６０の外側面６１２と離間しつつ、永久磁石４０の磁極間の磁気短絡を抑制するように形成された短絡抑制部を有することという構成以外の電磁アクチュエータの各部の構成は、上述の実施形態に限定されない。例えば、永久磁石に対して出力ピンの基端側にリアプレートを設けなくてもよい。また、ステータ、ヨーク等の磁気回路構成部材の形状や位置関係は適宜変更してよい。

（ｖｉ）本発明は、静止部および可動部を２組以上備える電磁アクチュエータに適用されてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０１ ・・・電磁アクチュエータ、
２０１〜２０４ ・・・穴（短絡抑制部）、
２０５ ・・・環状溝（短絡抑制部）、
３１ ・・・コイル、
３２ ・・・ステータ、
４０ ・・・永久磁石、 ４０１ ・・・挿入穴、
６０、１６０ ・・・出力ピン、 ６１ ・・・基端部、 ６４ ・・・先端部、
６１１ ・・・基端面、 ６１２ ・・・外側面。

Claims (5)

1. 磁性体で形成され、軸方向に前進後退可能に設けられている出力ピン（６０、１６０）と、
   前記出力ピンの基端部（６１）が挿入される挿入穴（４０１）を有し、前記挿入穴に貫通し保持された前記出力ピンと共に移動可能であり、軸方向の両端が互いに異なる極性となるように着磁された板状の永久磁石（４０）と、
   軟磁性体で形成され、前記永久磁石に対し前記基端部側に設けられたステータ（３２）と
   通電時、前記永久磁石の磁界と逆方向の磁界を生成し、前記ステータと前記永久磁石との間に反発力が発生するコイル（３１）と、
   を備え、
   前記出力ピンは、前記出力ピンの周縁部（６１３）を残しつつ、軸方向の所定範囲に、前記永久磁石の磁極間の磁気短絡を抑制するように形成された一つ以上の穴（２０１、２０２、２０３、２０４）または環状溝（２０５）を少なくとも含む短絡抑制部を有する電磁アクチュエータ。
2. 軟磁性体で形成され、前記永久磁石に対し前記基端部側で、前記出力ピンの基端面（６１１）が露出するように前記永久磁石に接合されるリアプレート（４４）をさらに備え、
   前記短絡抑制部は、前記永久磁石の磁気短絡の抑制に寄与する部分の深さである有効深さが、前記基端面から前記リアプレートと前記永久磁石との接合面（４４５）までの距離（α）よりも長くなるように形成されている請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記短絡抑制部は、前記有効深さが、前記基端面から前記永久磁石における前記出力ピンの先端部（６４）側の端面（４５４）までの距離（β）よりも長くなるように形成されている請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記短絡抑制部を形成する一つ以上の穴または環状溝に、非磁性部材（２０６）が埋め込まれている請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記出力ピンは、前記永久磁石における前記出力ピンの先端部（６４）側の端面（４５４）から前記出力ピンの基端面（６１１）に向かって、少なくとも一部の径が縮小するように形成され、
   前記短絡抑制部は、前記出力ピンの径が縮小されている前記出力ピンの範囲（Ｓ）を含む請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。

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