JPH0462161B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は永久磁石と電磁コイルを用いた電磁ア
クチユエータに関する。

［従来の技術］ たとえば可変形シヨツクアブソーバは、油圧が
封入されたアブソーバケースと、このケースに対
して伸縮作動されるロツドの間にメインノズルお
よびサブノズルを形成し、このサブノズルを開閉
することにより油の流量を変えて減衰力を切換
え、これにより車輌の走行状態に応じて懸架装置
を軟くしたり硬くするなどの制御がなされてい
る。

上記サブノズルの切換えのためにアクチユエー
タが使用されているが、従来のアクチユエータは
モータによつてギアを駆動し、このギアにより上
記サブノズルの弁を切換作動する構造となつてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらモータを使用すると、モータはシ
ヨツクアブソーバの外部に設置しなければならな
いで大形になり、かつ車輌１台につき４個の車輪
の近傍にそれぞれモータを設置する必要があるか
ら電気的負荷が高くなり、したがつて高価になる
不具合があつた。

このようなモータ駆動式に代つて電磁弁式のも
のも考えられているが、電磁弁によると最大油圧
30Kg／cm²の耐圧構造を必要とするので大形になる
ばかりでなく、作動時の電流も多くなり、コンピ
ュータ等の負荷が大きくなる不具合がある。

さらにまた従来のアクチユエータによると、ノ
ズルの開か閉のいずれか一方のみの切換え、つま
り２段階切換えであるため、このノズルにより流
量を異ならせて連通させることができない欠点も
あつた。

本発明はこのような事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、３段階の切換え
が可能になるとともに、その使用頻度の高い中間
段階においては電流を停止しておくことができ、
構造も簡単になる電磁アクチユエータを提供しよ
うとするものである。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明は、ハウジングにコアを収容
し、このコアはメイン系とこれと交差するサブ系
を有しかつこれらメイン系とサブ系を一体に形成
してこのメイン系に電磁コイルを巻装するととも
に、このコアのメイン系とサブ系が交差する箇所
に周方向に径が異なる挿通孔を形成し、この挿通
孔の軸方向を上記コアに形成される磁束ループが
通る平面と直交する方向に形成するとともにこの
挿通孔の最小径部を上記サブ系に対向させ、この
挿通孔の中心に周方向に磁極の異なる環状の永久
磁石を回転自在に挿入し、この磁石に作動軸を連
結し、上記磁石はその一方の磁極が上記挿通孔に
おける最小径部と対向された場合にデイテントト
ルクによりこの位置で回動が停止されるととも
に、この停止位置から時計方向および反時計方向
に回動された場合にハウジング側（固定側）と磁
石側（回転側）との間に設けたストツパによつて
所定位置で停止され、前記サブ系コアと前記永久
磁石の対向位置において、前記サブ系コアの幅は
前記永久磁石の直径より小さく設定されているよ
うにしたものである。

［作用］ 本発明の構成によると、電磁コイルに電流を供
給しない場合は、永久磁石の一方の磁極が挿通孔
における最小径部と対向されてデイテントトルク
によりこの位置で回動が停止され、また電磁コイ
ルにそれぞれ互いに極性の異なる電流を通すこと
により上記磁石がデイテントトルクに抗して時計
方向および反時計方向へ回動されて各ストツパに
より停止させる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面にもとづき説明す
る。

図において１は磁性体からなるハウジングであ
り、非磁性体のカバー２によつて閉止されてい
る。ハウジング１内には第２図に示す十字形のコ
ア３が嵌合されている。コア３はメイン系４ａ，
４ｂと、これらメイン系４ａ，４ｂと直交するサ
ブ系５ａ，５ｂを一体に備えている。上記メイン
系４ａ，４ｂのコアには、それぞれボビン６ａ，
６ｂに巻装された電磁コイル７ａ，７ｂが取り付
けられている。７ａ，７ｂは共通端子Ａと切換端
子ＢおよびＣを有し、上記共通端子Ａと一方の切
換端子Ｂとを電源に接続した場合と、共通端子Ａ
と他方の切換端子Ｃとを電源に接続した場合とで
は磁束ループの方向が逆になるように形成されて
いる。

コア３の中心部には挿通孔８が開設されてい
る。この挿通孔８は周方向に沿つて径が異なり、
メイン系コア４ａ，４ｂに対向する部分は大きな
径をもつように切欠部９，９をなし、またサブ系
コア５ａ，５ｂと対向する部分は小さな径となつ
ている。

上記挿通孔８は、その軸方向が上記コア３に形
成される磁束ループ（第２図で破線矢印で示す）
が通る平面と直交する方向に形成されており、換
言すれば、挿通孔８の径方向（＝周方向）が上記
コア３に形成される磁束ループ（第２図で破線矢
印で示す）の通る平面と同一方向になるように設
定されている。

この挿通孔８の中心には永久磁石１０が回転自
在に配置されている。永久磁石１０は周方向に磁
極が異なる環状、たとえば円筒形をなしている。
そしてこの永久磁石１０の中空孔には非磁性体か
らなる作動軸１１が一体に回動するように嵌挿さ
れている。この円筒状永久磁石１０に対向するサ
ブ系コアの幅は、永久磁石の直径より小さく設定
されている。作動軸１１はハウジング１に対して
ボール１２によつて摩擦が減じられるように当接
されているとともに、カバー２をラジアル軸受１
３を介して貫通されている。なお１４はスラスト
軸受を示す。

作動軸１１の突出端にはたとえば弁体１５が連
結されている。この弁体１５は弁箱１６内におい
て回動自在に支持されており、中央部に導通路１
７をを有しかつ側壁に透孔１８を開口してある。
弁箱１６には第１の連通孔１９および第２の連通
孔２０が形成されている。第１の連通孔１９の開
口面積は第２の連通孔５０の開口面積よりも小さ
く形成されている。弁体１５の回動により透孔１
８が第３図のP₁位置にある場合には第１の連通
孔１９が透孔１８を介して導通路１７に連通し、
この場合流量は少なくなる。透孔１８が第３図の
P₂位置にくると、第２の連通路１７に連通し、
この場合は流量が多くなる。また透孔１８が第３
図中P₃の位置にくると導通路１７は閉止される。

作動軸１１には第４図に示すように、たとえば
扇形のストツパ２１が固定されている。これに対
してハウジング１には衝止突起２２ａ，２２ｂが
形成されており、上記ストツパ２１の回動範囲を
規制している。ストツパ２１が一方の衝止突起２
２ａに当つた場合、前記透孔１８がP₃位置に移
動され、またストツパ２１が他方の衝止突起２２
に当つた場合には透孔１８がP₂位置に移動され
るようになつている。

このような構成に係る実施例の作用について説
明する。

端子Ａ，Ｂ，Ｃに電流を通さない状態にあつて
は、永久磁石１０が周方向に磁極が異なること、
および挿通孔８が周方向に径を異ならせてあるこ
とにより、永久磁石１０の磁極はギヤツプが一番
少ないコア３に近づく。すなわち永久磁石１０の
磁極はデイテントトルク（永久磁石が磁性体に吸
い付けられる力）によりコア３のサブ系５ａ，５
ｂに対面して第２図のような状態となる。この場
合、弁体１５の透孔１８は第１の連通孔１９と連
通し、よつて導通路１７の流量は少なく保たれて
いる。端子Ａ，Ｂ間に電流を通して、コア３とハ
ウジング１との間に第２図破線で示すような磁束
ループが形成されるとすると、一方のメイン系コ
ア４ａがＮ極、他方のメイン系コア４ｂがＳ極と
なる。このため永久磁石１０の磁極はそれぞれコ
ア側の異極に吸い寄せられて第２図中θ₁の方向へ
回動され、ストツパ２１が衝止突起２２ａに当つ
た場合に停止される。このときは弁体１５の透孔
１８がP₃位置にくるので導通路１７を閉じて流
量は零となる。

端子Ａ，Ｂ間の電流を停止すると永久磁石１０
はデイテントトルクによつて第２図の状態に自動
的に復帰される。

また端子Ａ，Ｃ間に電流を通して磁束ループが
第２図の破線とは逆向きに形成されるとすると、
永久磁石１０はθ₂の方向に回動されストツパ２１
が衝止突起２２ｂに当つて停止される。このため
弁体１５の透孔１８はP₂位置にきて連通孔２０
と導通する。よつて導通路１７の流量は多くな
る。

このように本実施例において、流量が少ない場
合（P₁）に何ら電流を投与しなくても永久磁石
１０がデイテントトルクによつてP₁位置を自己
保持する。そして流量を停止する（P₃）、もしく
は流量を多くする（P₂）の場合に電磁コイル６
ａ，６ｂにそれぞれ通電すれば永久磁石１０がデ
イテントトルクに抗して回動される。したがつて
３段階の切換えが可能となり、しかも電流はP₂
もしくはP₃への切換作動時のみに流せばよいの
で消費電流が少なくてすむ。

永久磁石１０はデイテントトルクによつてP₁
位置に自動的に復帰するため、格別な復帰用ばね
などを必要とせず、構造が簡単になる。

しかも、挿通孔８の軸方向は上記コア３に形成
される磁束ループ（第２図で破線矢印で示す）が
通る平面と直交する方向に形成されているので、
磁力が永久磁石１０の軸方向に偏つて発生するこ
とがなく、永久磁石１０にスラスト力を生じさせ
る不具合はない。

そしてまた、コア３にはメイン系４ａ，４ｂと
交差してサブ系５ａ，５ｂを形成したので、永久
磁石１０がデイテントトルクによつてP₁位置に
停止している場合、サブ系５ａ，５ｂに永久磁石
１０の磁束が作用してデイテントトルクが大きく
なり、かつ電磁コイル６ａ，６ｂに通電してメイ
ン系４ａ，４ｂに磁束を発生させた場合はサブ系
５ａ，５ｂの磁束はメイン系４ａ，４ｂの磁束と
交差するようになり、磁気抵抗が小さくなつて永
久磁石１０の追従性が良くなる。

また、これらメイン系４ａ，４ｂとサブ系５
ａ，５ｂは相互に一体成形してあるから、磁束の
通りが良好となり磁気抵抗が小さくなつて大きな
磁力を発生することができる。つまり、メイン系
４ａ，４ｂとサブ系５ａ，５ｂを別体に形成した
これらを連結した場合は、これらの連結箇所に大
なり小なりの〓間が生じることは避けられず、こ
のような〓間はたとえ微小であつても磁気抵抗を
大きくしてしまうが、メイン系４ａ，４ｂとサブ
系５ａ，５ｂを一体に形成すればこのような不具
合は解消される。

サブ系コア５ａ，５ｂと永久磁石１０の対向位
置において、サブ系コア５ａ，５ｂの幅は永久磁
石１０の直径より小さく設定されているので、コ
ア３に形成される磁束はサブ系コア５ａ，５ｂに
短絡してループを形成することなく、第２図破線
で示す如く永久磁石１０の回転に充分供すること
ができる。

なお、上記実施例の構造ではストツパ２１およ
び衝止突起２２ａ，２２ｂを使用せず、しかしな
がら第５図のごときデユテイ制御回路を使用すれ
ば、永久磁石１０をパルス信号のピツチに応じた
速度で連続回転させることができ、リニア制御も
可能になる。

なお本発明は電磁コイルを２個使用することに
は限らず、１個であつても実施可能である。

［発明の効果］ 以上述べた通り本発明によると、作動軸の位置
を３段階に変位させることができるばかりでな
く、中間位置においては永久磁石の磁極がコア側
に対して最小ギヤツプ部分で対向してデイテント
トルクによつてこの位置を自己保持するので電磁
コイルに格別な電流を投与する必要がない。永久
磁石を時計回りまたは反時計回りに回動させる場
合だけ電磁コイルへ通電すればよいので消費電力
は少くてすむ。しかも電磁コイルへの通電を停止
すると上記デイテントトルクによつて永久磁石は
上記中間位置へ自己復帰するので格別な復帰用ば
ねを必要とせず、構造が簡単である。さらに、上
記挿通孔はこの軸方向を上記コアに形成される磁
束ループが通る平面と直交する方向に形成したの
で、挿通孔に収容した環状永久磁石の軸方向に磁
束間隔が均衡して分布することになり、上記環状
磁石の軸方向に磁力が偏つてスラスト力を生じさ
せる等の不具合はない。そしてまた、コアはメイ
ン系とサブ系を交差して形成したので、永久磁石
がデイテントトルクによつて停止している場合の
デイテントトルクが大きくなり、かつ電磁コイル
に通電してメイン系に磁束を発生させた場合は、
磁気抵抗が小さくなつて磁石の追従性が良くな
る。また、これらメイン系とサブ系は相互に一体
成形してあるから、磁束の通りが良好となり磁気
抵抗が小さくなつて大きな磁力を発生することが
できるなどの利点がある。

さらにまた、サブ系コアと永久磁石の対向位置
において、サブ系コアの幅は永久磁石の直径より
小さく設定されているので、コアに発生した磁束
がサブ系コアに短絡することなく、永久磁石の回
転に充分供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示
し、第１図はアクチユエータの断面図、第２図、
第３図および第４図はそれぞれ第１図中、−
線、−線、および−線に沿う断面図であ
る。第５図は異なる使用例に適用される回路図で
ある。 １……ハウジング、３……コア、４ａ，４ｂ…
…メイン系、５ａ，５ｂ……サブ系、７ａ，7b
……電磁コイル、８……挿通孔、９……切欠、１
０……永久磁石、１１……作動軸、１５……弁
体、１６……弁箱、２１……ストツパ、２２ａ，
２２ｂ……衝止突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性材料よりなるハウジングと、 このハウジング内に収容され、互いに交差する
   ように形成されるメイン系とサブ系とからなるコ
   アと、 前記メイン系のコアに巻装される電磁コイル
   と、 前記コアのメイン系とサブ系が交差する箇所に
   形成され周方向に径が異なる挿通孔と、 この挿通孔の中心に回転自在に収容され、周方
   向に磁極の異なる環状の永久磁石と、 この永久磁石が所定量回転した場合にその回転
   を阻止するためのストツパと、 前記永久磁石に連結された作動軸とを備え、 上記コアに形成される磁束ループが通る平面と
   前記挿通孔の軸方向とが直交するよう形成され、 前記挿通孔の最小径部が上記サブ系に対向され
   るよう前記挿通孔が形成され、 前記永久磁石はその一方の磁極が前記挿通孔の
   最小径部と対向した場合にデイテントトルクによ
   りこの位置で回転停止されるとともに、前記電磁
   コイルに電流を流してコアに磁力を発生させた場
   合に前記永久磁石を上記デイテントトルクに抗し
   て回転され、 前記サブ系コアと前記永久磁石との対向位置に
   おいて、前記サブ系コアの幅は前記永久磁石の直
   径より小さく設定さていることを特徴とする電磁
   アクチユエータ。