JPH0518444B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１行程を定める相対運動のできる２
個の接極子を備えた電磁アクチユエータに関す
る。

このようなアクチユエータは、少くとも１個の
運動部分を電源により電磁力を生ずる少くとも１
個のコイルから制御することができる。行程に沿
い制御が行われるこの電磁力は、このようなアク
チユエータの本質的特長である。

２個の接極子と磁気回路とを備えた電磁アクチ
ユエータはよく知られている。この磁気回路の磁
気抵抗は、動作中に行程の一端で得られる最低値
とこの行程の他端で得られる最高値との間で可変
である。このようなアクチユエータでは、電磁制
御力は、磁気回路の磁気抵抗が最高になる行程端
から磁気抵抗が最低の行程端まで進むときに連続
的に増す。制御作用を伝える運動部分は一般にわ
ずかなもどし力を受ける。すなわち利用できる制
御力が行程に沿い連続的に変えるのが認められ、
この制御力には作用を及ぼすことができない。利
用できる力の値は明らかにアクチユエータの一部
を形成する電磁コイルに依存する。そして同じア
クチユエータ内にアクチユエータの運動部分の位
置に従つて各電源を配置した複数個の各別のコイ
ルを設ける考え方が従来提案されている。とくに
アクチユエータの運動部品の移動を始めるように
同時に作用するが、一方は運動部品が磁気回路の
磁気抵抗の最低になる位置に達しても給電された
ままになつている２個のコイルを使うことが提案
されている。このようなアクチユエータは、とく
に自動車用スタータモータの冠部片（クラウン）
に連結したスタータピニオンの移動を制御するの
に使う。

しかし公知の形式の電磁アクチユエータには、
このアクチユエータの運動部分の行程に沿い変動
しない連続的にきまつたように変化する利用制御
力を送出す基本的な欠点がある。この連続的変動
は若干の用途にはやつかいのものではないが、別
の用途には、とくに自動車クラツチの機械的掛け
はずしを制御するのに電磁アクチユエータを使お
うとする場合には、この連続的変動が障害にな
る。実際上このような場合にクラツチの制御ダイ
ヤフラムに加えようとする作用は、いわゆるくら
形の曲線に従つて行程に沿い変化することが知ら
れている。行程Ｃの関数として力Ｆを与えるこの
曲線は２つの増加区域の間に位置する減小区域を
持つ。アクチユエータの他の応用例では、利用で
きる制御力を行程の大部分にわたつて一定に保つ
のがとくに有利である。すなわちアクチユエータ
の運動部品の行程の関数としてこのアクチユエー
タにより供給する制御力の変動を表わす曲線の形
に作用を及ぼすことができるのは望ましいことが
分つている。

本発明の目的は、行程の関数として力の変動を
表わす曲線の変更ができる構造と、とくに一定の
力又はくら形曲線が得られる構造とを持つ電磁ア
クチユエータを提供しようとするにある。このた
めに本発明によれば可変の磁気抵抗を持つ複数の
磁気回路を電磁アクチユエータ内に配置してあ
る。そして互に異る回路はこのアクチユエータの
運動部品の行程中に互に食い違う種種の磁気抵抗
を持つようにしてある。これ等の条件のもとでは
種種の磁気回路の作用の重なりにより力変動曲線
の形状を行程に沿い正しく変更できることが認め
られる。従つて本発明の基本原理は、磁気抵抗が
最低値及び最高値の間で同じ方向又は異る方向に
変ることのできる複数の磁気回路の作用を重ね合
わせることである。種種の磁気回路の磁気抵抗の
変動区域はアクチユエータの運動部品の行程に沿
い相対的に食い違わせて、或る時間にわたるこの
運動部品の移動中に種種の回路の磁気抵抗の変動
が少くとも一部は互に異る瞬間に起るようにして
ある。

従つて本発明は、行程を定める相対運動のでき
る２個の接極子と、動作中に前記行程の一端で得
られる最低値とこの行程の他端で得られる最高値
との間で可変の磁気抵抗を持つ主磁気回路とを備
えた電磁アクチユエータにおいて、動作中に最低
値及び最高値の間で可変の磁気抵抗を持つ少くと
も１つの２次磁気回路を備え、前記の変動を行程
中に主磁気回路の磁気抵抗の変動に対して食い違
うようにした電磁アクチユエータにある。

好適とする実施例では、主及び２次の磁気回路
の磁気抵抗の変動はこのアクチユエータの各接極
子の相対運動中にエアギヤツプを変えることによ
つて得られる。アクチユエータの１つの動作工程
中の主及び２次の磁気回路の磁気抵抗の変動は、
同じ方向では単調な変動である。

本発明によるアクチユエータは、内部強磁性接
極子を囲む外部強磁性接極子を備え、少くとも２
個のコイル素子を前記接極子の一方により支えこ
れ等の２個の接極子の間の環状容積内に配置し、
前記各コイル素子を支える接極子を、これ等の２
個のコイル素子間に配置され前記各接極子と共に
２次磁気回路を形成する少くとも１個の強磁性セ
パレータに接続するのが有利である。外部接極子
は、円筒形の形状を持ち基板を備え、内部接極子
はほぼ外部接極子の軸線に沿つて配置する。主磁
気回路のエアギヤツプは２部分により構成する。
一方の一定部分は２個の接極子間に円筒面に配分
され、又可変部分は内部接極子と外部接極子の基
板との間に配置する。この場合セパレータは主磁
気回路のエアギヤツプの可変部分に直角を挾んで
配置することができる。２次磁気回路は、一定部
分及び可変部分により構成したエアギヤツプを備
える。

好適とする実施例ではセパレータは一定の厚さ
ｅの環状座金の形を持つ。主磁気回路のエアギヤ
ツプを最小のときは、２次磁気回路のエアギヤツ
プの可変部分は、２個の接極子間でセパレータに
より仕切られる一定幅Ｅを持つ円筒形状により全
体を構成する。１変型での２個の接極子間でセパ
レータにより仕切る円筒形空間は、たとえば内部
接極子及びセパレータの間に配置した幅Ｅの単一
の円筒環により構成する。別の変型では、２個の
接極子間でセパレータにより仕切る円筒形空間は
複数個の円筒環により構成する。これ等の環の半
径方向に測つた幅の和はＥに等しい。

１実施例によれば各コイル素子は外部接極子内
に配置してある。この外部接極子は固定してある
が、内部接極子は運動プランジヤを構成する。１
変型ではセパレータの各側に配置したコイル素子
は各別の２個のコイルを構成する。別の変型では
セパレータの各側に配置したコイル素子は同じコ
イルの２部分を形成する。

本アクチユエータの運動部分により供給する力
がいわゆるくら形曲線に沿い行程の関数として変
えようとすれば、円筒形の外部接極子とこの外部
接極子の軸線に沿つて配置した内部接極子とによ
り構成され、外部接極子の内部に、この外部接極
子により支えた環状の半径方向座金から成るセパ
レータにより隔離した２個のコイル素子を支えた
アクチユエータ構造に対しては、この構造の種種
の寸法パラメータの間の或る関係を考慮に入れる
必要のあることが分つた。これ等の関係を定める
のに、外部接極子の円筒形側壁の一定の厚さをＨ
とし、外部接極子の円筒壁の平均直径をφeとし、
セパレータの内部リムの直径をφiとし、外部接極
子の軸線に沿つて測つたセパレータの厚さをｅと
し、このセパレータ及び内部接極子の間にある最
小エアギヤツプの幅をＥとし、主磁気回路のエア
ギヤツプが最大又は最小の各位置間の行程をＤと
し、セパレータと主磁気回路のエアギヤツプの一
定部分との間の距離をｘとし、そして外部接極子
の基板の反対側の内部接極子の前面と主磁気回路
のエアギヤツプの最大のときのこのエアギヤツプ
の一定部分との間の距離をx₀とする。すなわち以
下のようにして３つの式が得られる。

−λ₁＝eφ_i／Hφ_e；−λ₂＝Ｅ／Ｄ及び −λ₃＝ｘ−x₀／Ｄ 制御力をくら形曲線に沿い行程の関数として変
えようとする場合に他のことはすべて等しいとす
れば、前記した比λ₁、λ₂、λ₃は次のようにして選
定しなければならない。

−0.18＜λ₁＜0.45； −0.04＜λ₂＜0.17； −λ₃：約0.37 又アクチユエータの制御力が行程に沿い直角に
ぼ一定のままであれば次の各式を選定しなければ
ならない。

−0.08＜λ₁＜0.18； −0.17＜λ₂＜0.43； −0.15＜λ₃＜0.60 前記した比λ₁、λ₂、λ₃の特定の範囲は後述の第
１図に示した構造の研究により定められる。

本発明の他の目的は、このような２次磁気回路
の製作に対しとくにその取付けに関してとくに簡
単で経済的な解決法を提供しようとするにある。

本発明によれば動作中に最低及び最高の間で可
変の磁気抵抗を持つ少くとも１つの２次磁気回路
を備えた前記のような電磁アクチユエータが得ら
れる。この変動は、主磁気回路の磁気抵抗の変動
に対して行程中に食い違わせる。主及び２次の各
磁気回路の磁気抵抗の変動は、本アクチユエータ
の各接極子の相対運動中にエアギヤツプを変える
ことにより得られる。本発明は、内部強磁性接極
子を囲む外部強磁性接極子と、この外部接極子に
支えられ前記の２個の接極子間の環状容積内に配
置した少くとも１個のコイルとを備えたアクチユ
エータにおいて、２次磁気回路にコイルの軸線に
平行に延びこのコイルの内部容積内に納めた少く
とも１個の環状の強磁性部片を設けたアクチユエ
ータにある。

環状の強磁性部片は、スリーブ又は環とくに円
筒形のスリーブ又は環、或は切詰めた外部半径面
を持つスリーブにより構成することができる。

この場合スリーブは、このスリーブを囲み外部
接極子に納めたコイルの巻輪だけで保持すること
ができる。コイルは、単一の巻線又は２条或はそ
れ以上の並置した巻線により形成することができ
る。複数条の並置巻線の場合には、各巻線のアン
ペア回数はスリーブの軸線方向位置により影響を
受けない。

環状の強磁性部片は、外部強磁性接極子まで半
径方向に延びる円形冠部片に一体のスリーブによ
り構成することができる。すなわちコイルは、こ
の冠部片の各側に設けた少くとも２条の巻線を備
える。この全体の直径面を通る断面はほぼＬ字又
はＴ字の形状を持つ。

スリーブの軸線方向長さとその半径方向厚さと
その外部接極子に対する軸線方向位置とを変える
ことにより、行程の関数として本アクチユエータ
により加えられる制御力の変動曲線を修正するこ
とができる。

以下本発明による電磁アクチユエータの実施例
を添付図面について詳細に説明する。

第１図に示すように本発明電磁アクチユエータ
は、大体円筒形の外部接極子１を備えている。外
部接極子１は円筒形側壁１ａを備えている。側壁
１ａは、一端部は基板１ｂにより他端部は環状フ
ランジ１ｃによりそれぞれ閉じてある。円筒側壁
１ａは中間区域にセパレータ２を支えてある。セ
パレータ２は、外部接極子１の軸線に向い突出す
る環状座金の形状を持つ。基板１ｂの中央区域に
は受け座１ｄを設けてある。受け座１ｄは外部接
極子１の内部に向いセパレータ２の方向に突出す
る。受け座１ｄの前面形は、本アクチユエータの
運動接極子３の前面形に対応する。運動接極子３
は、第１図に示した位置に対応する位置P₁と内
部接極子３が受け座１ｄの前面に接触する位置
P₂との間で外部接極子１に対して滑動すること
のできる円筒軸により構成した運動プランジヤで
ある。接極子１，３とセパレータ２とは強磁性体
たとえば鋼材から作る。第２図では位置P₁，P₂
は、名称をつけられ、本アクチユエータにより加
えられる制御力の変動を研究する行程の各端を定
める。内部接極子３を構成するプランジヤは図示
してないもどしばねの作用を受ける。このもどし
ばねは、電磁力とは反対の方向に作用しそして接
極子３をその行程の各端に向い単にもどすように
してある。

前記した電磁アクチユエータは、２個の各別の
コイル４，５により構成した２個のコイル素子を
備えている。コイル４はフランジ１ｃ及びセパレ
ータ３の間の配置してある。コイル４は、120回
巻きの直径1.06mmの銅線を備え、12Vのバツテリ
から23.5Aの電流を受ける。コイル５はセパレー
タ２及び基板１ｂの間に配置してある。コイル５
は、120回巻きの直径0.6mmの銅線により構成さ
れ、12Vのバツテリから6.5Aの電流を受ける。各
コイル５，４を取付けるために、セパレータ２及
びフランジ１ｃは、円筒形側壁１ａ内にねじ込む
環状座金の形に作る。先ずコイル５を、次でセパ
レータ２をねじ込みにより、次でコイル４を、最
後にねじ込みにより環状フランジ１ｃをそれぞれ
位置させる。

このアクチユエータに対し次の各寸法を採用し
た。接極子の軸線に沿つて測つたフランジ１ｃの
厚さは7.6mmである。フランジ１ｃ及び内部接極
子３の間のエアギヤツプは0.5mmである。内部接
極子３の直径は25mmである。第１図に示した位置
C₁では内部接極子３は、その軸線に沿い接極子
３に面する受け座１ｄの前面から距離Ｄ＝12mmに
ある。フランジ１ｃの内面と受け座１ｄの前面と
の間で外部接極子１の軸線に沿つて測つた距離は
20.9mmである。円筒壁１ａのの内径は40.5mmであ
りその外径は54mmである。基板１ｂとフランジ１
ｃの内面との間の距離Ｌは26.8mmであり、基板１
ｂの厚さは2.8mmである。外部接極子１の軸線に
沿つたセパレータ２の厚さはｅとした。セパレー
タ２の内部リムと内部接極子３との間の距離は、
接極子３がセパレータ２に直角を挾んで位置する
ときはＥとする。セパレータ２とフランジ１ｃの
内面との間の距離はｘとする。フランジ１ｃの内
壁と内部接極子３の周辺部における前面との間の
距離はx₀とする。円筒形側壁１ａの平均直径は
φeとし、セパレータ２の内部リムの直径はφiと
し、そして側壁１ａの厚さはＨとする。

前記した電磁アクチユエータでは、主磁気回路
は、セパレータ２を通らない磁束径路により構成
する。この径路は、内部接極子３から出るときに
次の順序になる。すなわち接極子３と、接極子３
及び環状フランジ１ｃ間に存在する0.5mmの一定
の環状エアギヤツプと、環状フランジ１ｃと、円
筒形側壁１ｃと、基板１ｂと、受け座１ｄと、受
け座１ｄ及び接極子３の前面の間の可変のエアギ
ヤツプとである。この主磁気回路には、接極子３
及びフランジ１ｃ間の主エアギヤツプの一定部分
と、受け座１ｄ及び接極子３間の主エアギヤツプ
の可変部分とがある。２次磁気回路はセパレータ
２を通り従つて次の磁束径路に対応する。すなわ
ち接極子３及び環状フランジ１ｃ間の0.5mmの一
定の環状エアギヤツプと、環状フランジ１ｃと、
円筒形側壁１ａと、セパレータ２と、セパレータ
２及び接極子３間の可変エアギヤツプとである。
２次磁気回路は、接極子３及びフランジ１ｃ間の
２次エアギヤツプの一定部分と、セパレータ２及
び接極子３間の２次エアギヤツプの可変部分とを
備えているのが認められる。次の寸法を前記した
構造で採用すると、 −１mm＜ｅ＜2.5mm −0.5mm＜Ｅ＜２mm、 −Ｘ／Ｌ＝0.5 行程の関数として接極子３で得られる力の変動に
対する曲線は、２個のコイル４，５に同時に給電
するときは、第２図の曲線６のようなくら形曲線
である。第２図で接極子３で利用できる力はＦで
示され縦座標としてプロツトしてある。接極子３
の行程はＣにより示され横座標としてプロツトし
てある。点C₁は第１図に示した位置P₁に対応す
る。この位置では主及び２次の磁気回路の磁気抵
抗は最高である。又点C₂は位置P₂に近い中間位
置に対応する。この位置では接極子３はその前面
により受け座１ｄに接触するようになる。曲線６
のような応力曲線を得る理由は、このようにして
定めたアクチユエータが自動車の機械的スタータ
モータを制御するのに容易に使えるからである。

前記した構造のアクチユエータを少くとも行程
の大部分にわたり一定であり従つて第２図の曲線
７により表わした制御力を得るのに使おうとすれ
ば次の式を選定しなければならないことが分つ
た。

−0.5mm＜ｅ＜１mm； −２＜Ｅ＜５mm； −0.4mm＜Ｘ／Ｌ＜0.6 前記した実験データから、曲線６，７に対し変
動区域をジメンシヨンのない次の各比に対して定
められた。

−λ₁＝eφ_i／Hφ_e； −λ₂＝Ｅ／Ｄ； −λ₃＝ｘ−x₀／Ｄ 曲線６のような曲線を得るには他のことはすべ
て等しいままにして次の式を選定しなければなら
ない。

−0.8＜λ₁＜0.45； −0.04＜λ₂＜0.17； −λ₃：約0.37 曲線７のような曲線を得るには他のことはすべ
て等しいままにして次の各式を選定する必要があ
る。

−0.08＜λ₁＜0.18； −0.17＜λ₂＜0.43； −0.15＜λ₃＜0.60. 第３図は大体円筒形の外部強磁性接極子１１を
備えた電磁アクチユエータを示す。外部接極子１
１は、一端部が基板１１ｂにより他端部が環状フ
ランジ１１ｃにより閉じられた円筒形側壁１１ｃ
を備えている。基板１１ｂの中央区域には、外部
接極子１１の内部は軸線方向に突出する受け座１
１ｄを設けてある。フランジ１１ｃは側壁１１ａ
にねじ込むことができる。

外部接極子１１は、中空の円筒体の形状を持ち
本アクチユエータの運動接極子を構成する内部強
磁性接極子１３を囲む。受け座１１ｄの前面形状
は受け座１１ｄの方に向いた接極子１３の前端部
の形状に対応する。すなわち行程の終りで接極子
１３が受け座１１ｄに達すると、受け座１１ｄは
接極子１３に連関する。

内部接極子１３すなわち運動プランジヤはもど
しばね（図示してない）の作用を受ける。このば
ねは、電磁力とは反対の方向に作用し、第３図で
接極子１３を受け座１１ｄから隔て接極子１３を
第３図に実線で示した停止位置P₁にもどすよう
にする。接極子１３の動作位置P₂は、接極子１
３が第３図に破線で示すように受け座１１ｄに衝
合する位置に対応する。

各接極子１１，１３は強磁性体たとえば鋼材か
ら作る。

外部接極子１１には少くとも１個のコイル１４
を支えてある。コイル１４は、２個の接極子１
３，１１間に作つた環状容積Ｂ内に納めてある。
とくに容積Ｂは、運動接極子１３の外部円筒面又
はこの面の延長部分により、又外部接極子１１の
内面により仕切つてある。

第３図に示した磁束線f_pを持つ主磁気回路は外
部接極子１１及び運動接極子１３の間に形成され
る。この主磁気回路は、運動接極子１３及びフラ
ンジ１１ｃの間の主エアギヤツプｋの一定部分
と、受け座１１ｄ及び運動接極子１３間の主エア
ギヤツプｍの可変部分とを備えている。第３図に
示すように磁束線は運動接極子１３及び外部接極
子１１により閉じている。

２次磁気回路はその磁気抵抗が動作中に最低及
び最高の間で可変である。この変動は主磁気回路
の磁気抵抗の変動に対して食い違う。この２次磁
気回路は、コイル１４の軸線Ａに平行に延びる環
状の少くとも１個の強磁性部片を備えている〔こ
の軸線Ａは接極子１１，１３に共通である〕。強
磁性部片１２はコイル１４の内部容積１８内に納
めてある。強磁性部片１２も又鋼材から作る。

第３図の実施例によれば強磁性部片１２は、r_i
に等しい半径とｎに等しい厚さとを持つ回転円筒
スリーブ１９により構成してある。コイル１４及
び本アクチユエータの軸線Ａに沿うスリーブ１９
の位置は、フランジ１１ｃの方に向いたスリーブ
１９の面と停止時に受け座１１ｄの方に向いた運
動接極子１３の面との間の距離ａにより定まる。
スリーブ１９の他端面と停止時の運動接極子１３
の前記した面との間の距離をｂとすればスリーブ
１９の軸線方向長さはｂ−ａに等しいのは明らか
である。

第３図は、運動接極子１３が停止位置にあると
き（第３図に破線で示してある）すなわち接極子
１３が受け座１１ｄから最も離れているときに２
次磁気回路の磁束線f_sを示す。この２次磁気回路
は次の磁束径路に対応する。この径路は、運動接
極子１３と、一定の環状エアギヤツプｋと、外部
接極子１１と、受け座１１ｄ及びスリーブ１９間
の一定のエアギヤツプと、スリーブ１９及び運動
接極子１３間の可変のエアギヤツプとである。

コイル１４に一定強さの電流を循環させると、
外部接極子１１により運動接極子１３に加える引
付け力は第４図に示すように変る。

第４図には運動接極子１３に作用する力を縦座
標として示し、又受け座１１ｄと可動接極子１３
に対向する面との間の可変エアギヤツプｍの長さ
を横座標として示してある。エアギヤツプｍの長
さは停止位置P₁に対し最大である。第４図の横
軸では点P₁は最大エアギヤツプに対応する。

点P₂ではすなわち運動接極子１３が受け座１
１ｄに当たるときは、エアギヤツプｍは零であり
第４図の縦軸に対応する。

運動接極子１３に加わる力の最高値は主エアギ
ヤツプｍのこの零値に対し得られるのは明らかで
ある。

第４図の曲線１６はくら形の形状を持つ。横軸
のP₁に対応する点２０から離れるときは、曲線
１６は、力は増すが空気ギヤツプが変る第１の区
域１６ａを持つ。曲線１６は最大値１６ｍを通り
次で区域１６ｂを持つ。区域１６ｂに対して運動
接極子１３に作用する力は弱まるが、エアギヤツ
プｍの長さも又減小する。次で曲線１６はほぼ下
部しきい値を構成する区域１６ｃを持つ。しきい
値１６ｃに次で区域１６ｄが続く。区域１６ｄで
は力はふたたび増すが空気ギヤツプは減小する。
力は空気ギヤツプ零に対し理論最高値になる。

ピーク値１６ｍを横軸にほぼ平行に移動させよ
うとすれば、パラメータｂは変えないで前記した
パラメータａを変えれば十分である。ａを変える
ことは、受け座１１ｄの方に向いたスリーブ１９
の端部の軸線方向位置は変えないでスリーブ１９
の長さを変えることにより得られる。

ａが増すと、ピーク１６ｍは第４図の左方に移
動するが、ａが減小すると、ピーク１６ｍは右方
に移動する。

さらにａが一定のままでスリーブ１９の長さｂ
−ａが増すと、ピーク１６ｍの縦座標は増すがし
きい値１６ｃの平均縦座標は減小する。ｂ−ａが
減小すると、この逆になる。

ａ及びｂ−ａを同時に変えると、これ等の全部
の変更の結果はａ及びｂ−ａの変化に基づく個個
の変更の結果の和にほぼ等しい。

ａが減小すると、ピーク１６ｍとしきい値１６
ｃの中央部との間の横座標の差が増す。さらに擬
似しきい値１６ｃの長さすなわち区域１６ｃによ
り構成した凹部の底部の各端部間の横座標の差は
増す。

距離ｂが増すほど零エアギヤツプに対し得られ
る力Fmはそれだけ減る。

スリーブ１９の厚さｈも又影響を持つ。

厚さｈが減るほど、ピーク１６ｍの縦座標と凹
入区域１６ｃの平均縦座標の間の差はそれだけ減
る。なお精密には厚さｈが減ると、山のピーク１
６ｍの縦座標は減るが、凹入部１６ｃの平均縦座
標は減る。

曲線１６はこのようにして直線化することがで
きる。曲線１６の一部は、スリーブ１９の厚さｈ
を十分に減らすことにより横軸にほぼ平行にする
ことができる。

厚さｈを減らす効果は差ｂ−ａを減らすことに
より得られる効果と同様である。

スリーブ１９は、環状空間Ｂを満たすコイル１
４の巻数により保持される。必要に応じスリーブ
１９はコイル１４内にすなわちスリーブ１９の軸
線方向の各側に幾分埋込むことができる。コイル
１４の半径方向厚さは第３図に示すようにスリー
ブ１９の直上より大きい（従つてこの厚さは一層
多くの巻数を含む）。

コイル１４が複数の並置巻線を含む場合には、
これ等の巻線のアンペア回数は、スリーブ１９の
軸線方向位置は考慮しなくても無作為に選定する
ことができる。その理由は、これ等のアンペア回
数を納めるために与える容積はスリーブ１９の前
記軸線方向位置には依存しないからである。

スリーブ１９を備えた本電磁アクチユエータの
取付け及び構造の簡単なことは明らかである。

切り詰めた外部半径面を持つスリーブを円筒形
スリーブ１９の代りに使うことができる。

第５図は、環状強磁性部片１２が冠部片２１と
一体の回転円筒スリーブから成る変形を示す。冠
部片２１の平均面は、軸線Ａに直交し軸線Ａを中
心とする。冠部片２１は外部接極子１１の内面ま
で半径方向に延びている。コイル１４は、冠部片
２１の各側に設けた少くとも２個の巻線１４ａ，
１４ｂを備えている。部片１２は又第５図に示す
ようにスリーブ１９ａを内側に連関させた一方の
巻線１４ａにより保持することができる。

第３図について前記した各部品と同様であるか
又は同様な役割を果す第５図の各部品は説明の繰
返しを省くために同じ参照数字を使つてある。

部片１２の直径面を通る断面は第５図に示すよ
うにＬ字形又は正方形である。冠部片２０はスリ
ーブ１９ａのフランジ１１ｃから最も遠い端部と
一体である。

第５図に示すように２次磁気回路の磁束線f_s
は、冠部片２１により形成した枝部分を次でスリ
ーブ１９を通り引続いてフランジ１１ｃの方に向
いたスリーブ１９ａの前端部と運動接極子１３と
の間の可変エアギヤツプを通る。

冠部片２１の存在は、冠部片２１の各側の巻線
１４ａ，１４ｂに与えられる容積を制限してこれ
等の巻線に対し可能な最大数のアンベア回数を定
めることが認められる。

一定の強さの電流を各巻線１４ａ，１４ｂに循
環させると、運動接極子１３に加わる力は主エア
ギヤツプｍの長さの関数として第６図の曲線２６
に沿つて変る。第４図の場合と同じ値を第６図の
縦座標及び横座標としてプロツトしてある。第６
図の曲線は曲線２６として表わされ、第４図の曲
線１６上の各点又は各区域と同様な曲線２６上の
種種の点又は区域は第４図の参照数字に10を加え
た参照数字により表わしてある。これ等の区域又
は各点の説明は繰返さない。

横軸に沿う凹入部２６ｃの範囲が一層大きいの
は明らかである。パラメータａ及びｂと厚さｈと
はスリーブ１９に対し第３図の場合にスリーブ１
９ａに対し同じ意味を持つ。

冠部片２１の厚さはｓとして示してある。

一定の厚さｓに対しスリーブ１９ａの厚さｈの
方が薄ければ、曲線２６の水平性が強調される。
すなわち第５図に示すようにピーク２６ｍの縦座
標が減小し凹入部２６ｃの平均縦座標が増す。

第５図に示した部片１２の正方形形状によつて
差ｂ−ａが増すと、ピーク２６ｍの縦座標は又減
小し、凹入部２６ｃの平均縦座標が増す。この結
果は差ｂ−ａの増加により第３図の形状により得
られるのと逆になる。

比ｈ／ｓすなわち冠部片２１の厚さに対する円
筒形スリーブ１９ａの厚さの比を考えると、この
比ｈ／ｓが小さくなるほど曲線２６は平らになる
〔ピーク２６ｍの縦座標と凹入部２６ｃの平均点
との間の差の減小〕。

スリーブ１９ａは受け座１１ｄの方向に冠部片
２１を越えて軸線方向に延びることができる。こ
の場合部片１２の直径面を通る断面は実質的にＴ
字形である。

第７図は部片１２の別の変型を示す。

第５図の冠部片２１はスリーブ１９ｂと一体に
して示してある。スリーブ１９ｂの外面２２は切
詰めてある。外面２２の直径は、フランジ１１ｃ
の方向に冠部片２１から遠ざかるに伴い外面２２
の直径が減小する。

第７図に示した変型に対する主エアギヤツプｍ
の長さの関数として運動接極子１３に作用する力
の変動を示す第８図の曲線３６は第７図の場合よ
りはるかに平らである。第８図に示した実際の場
合にはピーク３６ｍは凹入部３６ｃの平均縦座標
よりわずかに小さい縦座標を持つ。

切詰め外面２２の傾斜は逆方向である。すなわ
ちこの表面の直径は冠部片２１からフランジ１１
ｃに向い離れるに伴い進行的に増す。この場合ピ
ーク３６ｍの縦座標は凹入部３６ｃの平均縦座標
に対して増す。

直径面を通る強磁性部片の横断面は異る形状た
とえばＴ字形の形状を持つ。この場合第５図及び
第７図のＬ字形断面に対して、このＴ字形断面は
冠部片２１の他方の側でスリーブ１９ａ又はスリ
ーブ１９ｂの延長部分を持つ。すなわち強磁性部
片がＴ字形の横断面を持つ場合には、スリーブは
円形冠部片を貫通する。

考えられる全部の実施例でスリーブ１９，１９
ａ又はスリーブ１９ｂのようなスリーブの存在に
より、巻線により保持される部片１２の組立てが
簡単にできる。曲線１６，２６又は曲線３６を、
スリーブ１９，１９ａ又はスルーブ１９ｂの種種
の特性パラメータを変更することにより解決しよ
うとする問題に適応させる多くの可能な方法があ
る。

このスリーブは軸線方向で基板１１ｂ及びフラ
ンジ１１ｃの間に位置する。このスリーブの内半
径r_iは運動接極子１３の外半径に対して、接極子
１３がその受け座１１ｄに向う行程中に第３図、
第５図及び第７図に示すようにスリーブ１９，１
９ａ，１９ｂ内に連関することができるようにエ
アギヤツプｋの寸法に近い他だけ大きい。運動接
極子１３が停止位置にあるときは、接極子１３は
軸線方向でスリーブ１９，１９ａ又はスリーブ１
９ｂの全く外側に位置する。各スリーブ１９，１
９ａ又はスリーブ１９ｂと運動接極子１３との間
の可変のエアギヤツプはこのようにしてその最大
値ａを持つ。接極子１３の受け座１１ｄに向う行
程中に２次磁気回路の可変のエアギヤツプは減小
し、接極子１３がスリーブ１９，１９ａ又はスリ
ーブ１９ｂに入込むときに実質的にこのエアギヤ
ツプの最大値に達する。従つて２次磁気回路の磁
気抵抗はその最低値に主磁気回路より前になる。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電磁アクチユエータの１実施例
の軸断面図、第２図は第１図のアクチユエータに
より供給される制御力の２つの変動曲線を示し、
一方の曲線は一定の力が行程に沿い直角を挾んで
得られる場合に対応するが、他のの曲線はパラメ
ータの選択によりくら形曲線が得られるようにな
る場合に対応する。第３図は本発明電磁アクチユ
エータの変型の軸断面図、第４図は行程の関数と
して第１図のアクチユエータにより供給される制
御力の変動曲線図である。第５図は本発明アクチ
ユエータの別の変型の軸断面図、第６図は第５図
のアクチユエータにより供給される行程の関数と
しての力の変動曲線図である。第７図は本発明ア
クチユエータのなお別の変型の軸断面図、第８図
は第７図のアクチユエータにより得られる行程の
関数としての力の変動曲線図である。 １……外部接極子、１ａ……円筒側壁、１ｂ…
…基板、１ｃ……環状フランジ、１ｄ……受け
座、２……セパレータ、３……運動接極子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 行程を定める相対運動のできる２個の接極子
   と、動作中に前記行程の一端で得られる最低値と
   前記行程の他端で得られる最高値との間で可変の
   磁気抵抗を持つ主磁気回路と、動作中に可変の磁
   気抵抗を持ちこの磁気抵抗の変動を前記主磁気回
   路の磁気抵抗の変動に対して行程中に食い違わせ
   る少くとも１つの２次磁気回路とを備え、前記の
   主及び２次の磁気回路の磁気抵抗の前記の各変動
   が前記各接極子の相対運動中にエアギヤツプの変
   動により得られるようにした電磁アクチユエータ
   において、アクチユエータ動作の１行程中の主及
   び２次の磁気回路の磁気抵抗の変動を同じ方向に
   おける単調な変動にしたことを特徴とする電磁ア
   クチユエータ。 ２ 内部強磁性接極子を囲む外部強磁性接極子を
   備え、少くとも２個のコイル素子を前記両接極子
   の一方に支えこれ等の２個の接極子間に生成した
   環状容積内に配置し、前記各コイル素子を支える
   接極子を、前記２個のコイル素子間に配置され前
   記各接極子と共に２次磁気回路を形成する少くと
   も１個の強磁性セパレータに連結したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のアクチユエー
   タ。 ３ 外部接極子を円筒形の形状にして基板を備え
   るようにし、内部接極子をほぼ前記外部接極子の
   軸線に沿つて配置し、主磁気回路のエアギヤツプ
   を、２部分すなわち前記の２個の接極子間に円筒
   面に沿い配分した一定の部分と、前記の内部接極
   子及び外部接極子基板との間に配置した可変の部
   分とにより構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載のアクチユエータ。 ４ セパレータを主磁気回路のエアギヤツプの可
   変部分に直角を挟んで半径方向に配置し、２次磁
   気回路に一定部分及び可変部分により構成したエ
   アギヤツプを設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載のアクチユエータ。 ５ セパレータを一定の厚さｅを持つ環状座金の
   形にしたことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載のアクチユエータ。 ６ 主磁気回路のエアギヤツプを最小にし、２次
   磁気回路のエアギヤツプの可変部分を、２個の接
   極子間でセパレータにより仕切つた一定の幅Ｅを
   持つ円筒形空間により構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載のアクチユエータ。 ７ ２個の接極子の間でセパレータにより仕切る
   円筒形空間を幅Ｅを持つ単一の円筒環により構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
   のアクチユエータ。 ８ ２個の接極子間でセパレータにより仕切る円
   筒形空間を、半径方向に測つた各幅の和がＥに等
   しい複数個の円筒環により構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載のアクチユエー
   タ。 ９ 円筒環を内部接極子及びセパレータの間に配
   置したことを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載のアクチユエータ。 １０ 各コイル素子を外部接極子内に配置したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のアク
   チユエータ。 １１ 内部接極子を運動プランジヤとし、外部接
   極子を固定したことを特徴とする特許請求の範囲
   第２項ないし第１０項のいずれかに記載のアクチ
   ユエータ。 １２ 運動部片により供給する力が行程の関数と
   していわゆるくら形曲線に沿い変り、外部接極子
   の円筒壁の一定の厚さをＨとし、外部接極子の前
   記円筒壁の平均直径をφ_eとし、セパレータの内
   部リムの直径をφ_iとし、この内部リムを前記外部
   接極子の円筒壁と同じ軸線を持つ円形とし、λ₁に
   より比eφ_i／Hφ_eを表わすときに、0.18＜λ₁＜0.45に
   な るように選定したことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項、第７項及び第１０項のいずれかに記載
   のアクチユエータ。 １３ 運動部片により供給する力が行程の関数と
   していわゆるくら形曲線に沿つて変り、主磁気回
   路のエアギヤツプが最大又は最小である各位置の
   間の行程をＤとし、λ₂により比Ｅ／Ｄを表わすとき に0.04＜λ₂＜0.17になるように選定したことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項、第７項及び第１
   ０項のいずれかに記載のアクチユエータ。 １４ 運動部片により供給する力が行程の関数と
   していわゆるくら形曲線に沿つて変り、主磁気回
   路のエアギヤツプが最大又は最小である各位置の
   間の行程をＤとし、セパレータと主磁気回路のエ
   アギヤツプの一定部分との間の距離をｘとし、外
   部接極子の基板の反対側の内部接極子の前面と前
   記主磁気回路のエアギヤツプの一定部分との間の
   距離をこのエアギヤツプが最大であるときにx₀と
   し、λ₃により比ｘ−x₀／Ｄを表わすときに、λ₃を 0.37に近い値に選定したことを特徴とする特許請
   求の範囲第５項、第７項及び第１０項のいずれか
   に記載のアクチユエータ。 １５ 運動部片により供給する力が行程の大部分
   に沿いほぼ一定のままであり、外部接極子の円筒
   壁の一定厚さをＨとし、前記の外部接極子の円筒
   壁の平均直径をφ_eとし、セパレータの内部リム
   の直径をφ_iとし、この内部リムを前記外部接極子
   の円筒壁と同じ軸線を持つ円形とし、λ₁により比
   eφ_i／Hφ_eを表わすときに、0.18＜λ₁＜0.18になるよ
   う に選定したことを特徴とする特許請求の範囲第５
   項、第７項及び第１０項のいずれかに記載のアク
   チユエータ。 １６ 運動部片により供給する応力が行程の大部
   分に沿いほぼ一定のままになり、主磁気回路のエ
   アギヤツプが最大又は最小である各位置間の行程
   をＤにより表わし、λ₂により比Ｅ／Ｄを表わすとき に、0.17＜λ₂＜0.43になるように選定したことを
   特徴とする特許請求の範囲第５項、第７項及び第
   １０項のいずれかに記載のアクチユエータ。 １７ 運動部片により供給する力が行程の大部分
   に沿いほぼ一定のままになり、主磁気回路のエア
   ギヤツプが最大又は最小である各位置間の行程を
   Ｄとし、セパレータと前記主磁気回路のエアギヤ
   ツプの一定部分との間の距離をｘとし、外部接極
   子の基板の反対側の内部接極子の前面と前記主磁
   気回路のエアギヤツプの一定部分との間の距離を
   前記エアギヤツプが最大のときにx₀とし、λ₃によ
   り比ｘ−x₀／Ｄを表わすときに0.15＜λ₃＜0.60にな るように選定したことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項、第７項及び第１０項のいずれかに記載
   のアクチユエータ。 １８ セパレータの各側に配置したコイル素子に
   より２個の格別のコイルを構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項ないし第１７項のいず
   れかに記載のアクチユエータ。 １９ セパレータの各側に配置したコイル素子に
   より同じコイルの２部分を形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項ないし第１７項のいず
   れかに記載のアクチユエータ。 ２０ 行程を定める相対運動のできる２個の接極
   子と、動作中に前記行程の一端で得られる最低値
   と前記行程の他端で得られる最高値との間で可変
   の磁気抵抗を持つ主磁気回路と、動作中に最低値
   及び最高値の間で可変の磁気抵抗を持ちこの変動
   を行程中に前記主磁気回路の磁気抵抗の変動に対
   して食い違わせる少くとも１つの２次磁気回路と
   を備え、前記主及び２次の磁気回路の磁気抵抗の
   変動が特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   アクチユエータの各接極子の相対運動中に各エア
   ギヤツプを変えることにより得られるようにし、
   内部強磁性接極子を囲む外部強磁性接極子を備
   え、少くとも１個のコイルを、前記外部接極子に
   より支え前記の２個の接極子間に生成した環状容
   積内に配置し、２次磁気回路に、コイルの軸線に
   平行に延びこのコイルの内容積内に納めた環状の
   少くとも１個の強磁性部片を設けたことを特徴と
   する電磁アクチユエータ。 ２１ 環状の強磁性部片を円筒形スリーブにより
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第２０
   項記載のアクチユエータ。 ２２ 環状の強磁性部片を、外半径面を切詰めた
   スリーブにより構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２１項記載のアクチユエータ。 ２３ 環状の強磁性部片を外部強磁性接極子まで
   半径方向に延びる冠部片と一体のスリーブにより
   構成し、コイルを前記冠部片の各側に設けた少く
   とも２つの巻線により構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２０項ないし第２２項のいずれ
   かに記載のアクチユエータ。 ２４ 環状の部片の直径面を通る断面をほぼＬ字
   形にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２３
   項記載のアクチユエータ。 ２５ 環状の部片の直径面を通る断面をほぼＴ字
   形にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２３
   項記載のアクチユエータ。 １６ スリーブを、このスリーブを囲み外部接極
   子内に納めたコイルの巻線により保持したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２０項ないし第２５
   項のいずれかに記載のアクチユエータ。