JPH08237930A - Actuator - Google Patents

Actuator

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Publication number
JPH08237930A
JPH08237930A JP3807895A JP3807895A JPH08237930A JP H08237930 A JPH08237930 A JP H08237930A JP 3807895 A JP3807895 A JP 3807895A JP 3807895 A JP3807895 A JP 3807895A JP H08237930 A JPH08237930 A JP H08237930A
Authority
JP
Japan
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magnetic flux
magnetic
stator
side member
driving
Prior art date
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Pending
Application number
JP3807895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Ichikawa
敏朗 市川
Yoshiyuki Kobayashi
喜幸 小林
Hideaki Nakamura
英昭 中村
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
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Priority to DE19606836A priority patent/DE19606836A1/en
Priority to US08/606,281 priority patent/US5647321A/en
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Abstract

PURPOSE: To make it possible to increase holding power against external force at a specified driving position without increasing power consumption nor cost. CONSTITUTION: An actuator is so structured that magnetic flux of permanent magnets 13, 14 which are installed on a fixed-side member A may flow in only two magnetic paths D1 , D2 which are formed with the permanent magnets 13 and 14, magnetic path forming means (a body yoke 1, a stator yoke 2), a stator 15, and rotor yokes 31 and 32 which are installed on a driven-side member B and there may be no other short-circuit which might cause magnetic energy loss.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、アイドル回転
数制御用電磁バルブを駆動する場合等において用いられ
るアクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator used for driving an idle speed control electromagnetic valve, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アクチュエータとしては、例え
ば、特公昭64−2023号公報の第5ページ第1〜5
図に記載されている「回転駆動装置」がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an actuator, for example, Japanese Patent Publication No. 64-2023, page 5, pages 1-5.
There is a "rotational drive" as shown in the figure.

【0003】この「回転駆動装置」(以後、アクチュエ
ータという)は、第1の磁気通路を形成する部材(第1
のヨーク)と、該第1の磁気通路の軸方向に磁束を発生
させるコイル手段と、第1の磁気通路内に設けられ、第
1の磁気通路の軸方向の幅が広く、該軸方向と直交する
方向の幅が狭い狭窄部が形成された空間と、該空間内に
回転可能に配置され径方向に2極着磁された回転永久磁
石と、第1の磁気通路を形成する部材に実質的に接し、
該回転永久磁石の回転軸方向および第1の磁気通路の軸
方向と互いに直交する方向に設けられ第2の磁気通路を
形成する強磁性体ヨーク部材(第2のヨーク)と、を具
備したものであった。
This "rotary driving device" (hereinafter referred to as an actuator) is a member (first device) that forms a first magnetic path.
Yoke), coil means for generating a magnetic flux in the axial direction of the first magnetic path, and the first magnetic path having a large axial width and being provided in the first magnetic path. A space in which a narrowed portion having a narrow width in the orthogonal direction is formed, a rotary permanent magnet rotatably arranged in the space and magnetized in two poles in the radial direction, and a member forming the first magnetic path are substantially Contact each other,
A ferromagnetic yoke member (second yoke) which is provided in a direction orthogonal to the rotational axis direction of the rotating permanent magnet and the axial direction of the first magnetic path to form a second magnetic path. Met.

【0004】即ち、この従来例では、ロータ側に2極着
磁された回転永久磁石を用い、この回転永久磁石を第1
の磁気通路内に形成された空間(第1の磁気通路の軸方
向に長い)内で回転させることにより、回転永久磁石の
磁路の磁気抵抗が変化し、中性安定位置(両狭窄部を結
ぶ方向、即ち、回転永久磁石の磁束が第1の磁気通路の
軸方向と直交する方向)に戻すトルクが働くように構成
されている。そして、この状態でコイル手段に通電する
ことにより、回転永久磁石の磁束とは直交する方向であ
る第1の磁気通路の軸方向に磁束を発生させ、この磁束
の強さ(コイル手段への通電電流の大きさ)に応じて回
転永久磁石を中性安定位置から任意の回転角度位置まで
回転させ、かつ、その位置に保持させることができる。
That is, in this conventional example, a rotating permanent magnet having two poles magnetized on the rotor side is used, and the rotating permanent magnet is used as the first permanent magnet.
The magnetic resistance of the magnetic path of the rotating permanent magnet is changed by rotating in a space (long in the axial direction of the first magnetic path) formed in the magnetic path of, and the neutral stable position (both narrowed portions are A torque that returns in the connecting direction, that is, the direction in which the magnetic flux of the rotating permanent magnet is orthogonal to the axial direction of the first magnetic path) is exerted. Then, by energizing the coil means in this state, a magnetic flux is generated in the axial direction of the first magnetic path, which is a direction orthogonal to the magnetic flux of the rotating permanent magnet, and the strength of this magnetic flux (energization to the coil means is applied. The rotating permanent magnet can be rotated from the neutral stable position to an arbitrary rotation angle position and held at that position according to the magnitude of the electric current.

【0005】また、この従来例では、第2の磁気通路を
形成する強磁性体ヨーク部材(第2のヨーク)により、
中性安定位置における回転永久磁石の磁路の磁気抵抗を
減少させて回転永久磁石を中性安定位置に戻すトルクを
高め、これにより、回転永久磁石の回転角に対するトル
ク変化率(勾配)を大きくし、即ち、所定の回転位置に
おける保持力を高めるようにしたものであった。
Further, in this conventional example, by the ferromagnetic yoke member (second yoke) forming the second magnetic path,
The magnetic resistance of the magnetic path of the rotating permanent magnet in the neutral stable position is reduced to increase the torque that returns the rotating permanent magnet to the neutral stable position, thereby increasing the torque change rate (gradient) with respect to the rotation angle of the rotating permanent magnet. That is, the holding force at a predetermined rotational position is increased.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例のアクチュエータにおいては、以下に述べるよう
な問題点があった。即ち、従来例のアクチュエータにお
いては、上述のように、強磁性体で形成された第1の磁
気通路を形成する部材(第1のヨーク)内に設けられた
空間に2極着磁された回転永久磁石を配置した構造であ
り、即ち、回転永久磁石の回りに形成される磁場は前記
第1の磁気通路を形成する部材(第1のヨーク)により
全周短絡されていて、回転永久磁石で発生する磁束の一
部がコイル手段を有する第1の磁気通路側にも分流し、
回転永久磁石の磁束に対して直交方向に与える磁束を減
少させるため、回転永久磁石の回転に伴う前記磁場の磁
気抵抗変化が緩やかになり、これにより、回転角に対す
るトルク変化率(勾配)が小さく、所定の回転位置での
外乱トルクに対する保持力が小さくなってしまう。
However, the above-mentioned conventional actuator has the following problems. That is, in the actuator of the conventional example, as described above, the rotation provided with the two-pole magnetization in the space provided in the member (first yoke) forming the first magnetic path formed of the ferromagnetic material. The permanent magnet is arranged, that is, the magnetic field formed around the rotating permanent magnet is short-circuited all around by the member (first yoke) forming the first magnetic path, and Part of the generated magnetic flux is shunted to the side of the first magnetic path having the coil means,
Since the magnetic flux applied in the direction orthogonal to the magnetic flux of the rotating permanent magnet is reduced, the change in the magnetic resistance of the magnetic field due to the rotation of the rotating permanent magnet becomes gradual, which reduces the torque change rate (gradient) with respect to the rotation angle. The holding force against the disturbance torque at the predetermined rotation position becomes small.

【0007】従って、回転永久磁石に作用する外乱トル
クの大小によって回転位置が大きく変動してしまう。例
えば、エンジンの吸気路の一部に設けられたバルブを直
接このアクチュエータで駆動する場合、バルブに発生す
るフローフォース等により、ロータ側である回転永久磁
石に外乱としての回転トルクが作用してその回転位置を
変動させることでバルブ開度が変動し、これにより、エ
ンジン回転数にハンチングを生じるさせるという不具合
が生じる。
Therefore, the rotational position fluctuates greatly depending on the magnitude of the disturbance torque acting on the rotating permanent magnet. For example, when a valve provided in a part of the intake passage of the engine is directly driven by this actuator, a rotational torque as a disturbance acts on the rotating permanent magnet on the rotor side due to a flow force generated in the valve. By changing the rotational position, the valve opening changes, which causes a problem that hunting occurs in the engine speed.

【0008】なお、強磁性体ヨーク部材により第2の磁
気通路を形成しても、第1の磁気通路を形成する部材
(第1のヨーク)により全周短絡された状態となってい
る以上、大きな改善効果は得られない。また、従来例に
おいては、狭窄部を形成する代わりに、第1の磁気通路
を形成する部材(第1のヨーク)を若干のスリットを部
をもって2分割することにより、回転永久磁石回りでの
磁気的短絡をなくす案も提案されているが、スリットで
2分割された第1のヨークは第1の磁気通路で連結され
ているため、第1の磁気通路自体は回転永久磁石に対し
ては磁気的に短絡経路を形成していることになり、従っ
て、大きな改善効果は得られない。
Even if the second magnetic path is formed by the ferromagnetic yoke member, the entire circumference is short-circuited by the member (first yoke) forming the first magnetic path. No significant improvement effect can be obtained. Further, in the conventional example, instead of forming the narrowed portion, the member (first yoke) forming the first magnetic path is divided into two with some slits, so that the magnetic field around the rotating permanent magnet is divided. Although a proposal to eliminate the physical short circuit has been proposed, the first yoke divided into two by the slit is connected by the first magnetic path, so that the first magnetic path itself is magnetic to the rotating permanent magnet. Since the short-circuit path is formed, the large improvement effect cannot be obtained.

【0009】そこで、コイルへの通電電流値の増大によ
り回転永久磁石を回転させるのに必要なコイル起磁力を
大きくしてやるか、回転永久磁石として磁力の強い希土
類磁石を使用することにより、上述の問題点を改善する
ことが可能であるが、前者の場合、消費電力の増大につ
ながるし、また、後者の場合、希土類磁石はフェライト
磁石に比べると非常に高価であるため、コストアップに
つながるという別の問題を生じさせることになる。な
お、円筒形状のフェライト磁石は、製造工程で割れが発
生するため実質的に円筒形状に作ることが困難である。
Therefore, either the coil magnetomotive force required to rotate the rotating permanent magnet is increased by increasing the value of the current passed through the coil, or a rare earth magnet having a strong magnetic force is used as the rotating permanent magnet to solve the above problems. Although it is possible to improve the point, in the former case, power consumption increases, and in the latter case, rare earth magnets are much more expensive than ferrite magnets, which leads to cost increase. Will cause problems. It should be noted that it is difficult to form a cylindrical ferrite magnet into a substantially cylindrical shape because cracks occur during the manufacturing process.

【0010】本発明は、上述のような従来の問題点に着
目してなされたもので、消費電力の増大及びコストアッ
プをきたすことなしに、所定の駆動位置での外力に対す
る保持力を高めることができるアクチュエータを提供す
ることを目的とするものである。
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and enhances the holding force against external force at a predetermined drive position without increasing power consumption and cost. It is an object of the present invention to provide an actuator capable of

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明請求項1記載のアクチュエータは、固定側部材
と該固定側部材に沿って駆動可能な駆動側部材とで構成
され、前記駆動側部材には、その駆動方向に沿って互い
に磁気的に分離された磁性部材よりなる一対の磁束分流
手段が設けられ、前記固定側部材における各磁束分流手
段との対向面には、各磁束分流手段の一方の端部がそれ
ぞれ所定の小間隙を有して対面するステータが設けら
れ、前記固定側部材におけるステータの両側には、駆動
側部材の駆動方向と略直交する方向で両磁束分流手段と
対面する側が互いに異極となる方向に2極着磁されてい
て各磁束分流手段の一方の端部がそれぞれ所定の小間隙
を有して対面する一対の永久磁石が設けられ、前記ステ
ータには、駆動側部材の駆動方向と略直交する方向の磁
束を発生させると共にその起磁力をコントロール可能な
コイル手段が設けられ、前記固定側部材には、駆動側部
材における各磁束分流手段と対面する側とはそれぞれ反
対側において両永久磁石とステータとの間を磁気的に連
通する磁気通路形成手段を備えている手段とした。
In order to achieve the above object, an actuator according to claim 1 of the present invention comprises a fixed side member and a drive side member which can be driven along the fixed side member. The side member is provided with a pair of magnetic flux shunting means composed of magnetic members magnetically separated from each other along the driving direction, and each magnetic flux shunting member is provided on a surface of the fixed side member facing the magnetic flux shunting means. A stator is provided in which one end of the means faces each other with a predetermined small gap, and both magnetic flux shunting means are provided on both sides of the stator of the fixed side member in a direction substantially orthogonal to the driving direction of the drive side member. A pair of permanent magnets are provided which are magnetized in two directions such that the sides facing each other are opposite to each other and one end of each magnetic flux shunting means faces each other with a predetermined small gap, and the stator is provided with the permanent magnets. Drive side Is provided with coil means capable of generating a magnetic flux in a direction substantially orthogonal to the driving direction and controlling the magnetomotive force thereof, and the fixed side member is opposite to the side facing the respective magnetic flux shunting means in the drive side member. On the side, the magnetic path forming means that magnetically communicates between both permanent magnets and the stator is provided.

【0012】また、請求項2記載のアクチュエータで
は、前記コイル手段が、ステータに発生させる磁束の方
向を正逆切り換え可能で正逆各磁束方向の起磁力をコン
トロール可能に構成した。
Further, in the actuator according to a second aspect of the invention, the coil means can switch the direction of the magnetic flux generated in the stator between normal and reverse directions and can control the magnetomotive force in each of the forward and reverse magnetic flux directions.

【0013】また、請求項3記載のアクチュエータで
は、前記コイル手段が、ステータに逆方向の磁束を発生
させる2つのコイルを有すると共に、デューティ信号に
基づき、オンデューティ時には一方のコイルのみに通電
し、オフデューティ時にはもう一方のコイルのみに通電
し、デューティ信号のデューティ比を可変制御すること
によりステータに発生させる正逆各磁束方向の起磁力を
コントロール可能に構成した。
Further, in the actuator according to a third aspect, the coil means has two coils for generating magnetic flux in opposite directions in the stator, and only one coil is energized at the time of on-duty based on the duty signal. In the off-duty mode, only the other coil is energized and the duty ratio of the duty signal is variably controlled so that the magnetomotive forces in the forward and reverse magnetic flux directions generated in the stator can be controlled.

【0014】また、請求項4記載のアクチュエータで
は、前記固定側部材が両永久磁石及びステータを内側に
して環状に形成され、駆動側部材が両磁束分流手段を外
側に備えた回転自在なロータで構成され、前記固定側部
材の両永久磁石及びステータと駆動側部材の両磁束分流
手段との対向面をロータの回転軸と同心円の円弧状に形
成した。
Further, in the actuator according to claim 4, the fixed side member is formed in an annular shape with both permanent magnets and the stator inside, and the drive side member is a rotatable rotor provided with both magnetic flux shunting means on the outside. The opposing surfaces of the permanent magnets of the fixed member and the stator and the magnetic flux diverting means of the driving member are formed in an arc shape concentric with the rotation axis of the rotor.

【0015】また、請求項5記載のアクチュエータで
は、前記固定側部材の両永久磁石及びステータと駆動側
部材の両磁束分流手段との対向面を直線状に形成した。
Further, in the actuator according to the fifth aspect of the invention, the opposing surfaces of the permanent magnets and the stator of the fixed side member and the magnetic flux shunting means of the drive side member are linearly formed.

【0016】[0016]

【作用】この発明請求項1記載のアクチュエータでは、
上述のように構成されるため、コイル手段への無通電状
態においては、一方の永久磁石の磁束が、磁気通路形成
手段およびステータを経由し、小間隙を通過して一方の
磁束分流手段に流れ込んだ後、小間隙を通過して永久磁
石に戻るという、磁気通路が形成され、また、もう一方
の永久磁石の磁束が、小間隙を通過してもう一方の磁束
分流手段に流れ込み、さらに、小間隙を通過してステー
タに流れ込んだ後、磁気通路形成手段を経由して永久磁
石に戻るという、磁気通路が形成された状態となってい
る。従って、ステータ部分における両磁気通路の流れ方
向は互いに逆方向となる。
In the actuator according to claim 1 of the present invention,
With the configuration described above, when the coil means is not energized, the magnetic flux of one permanent magnet passes through the magnetic path forming means and the stator, passes through the small gap, and flows into the one magnetic flux shunting means. After that, a magnetic path is formed such that it passes through the small gap and returns to the permanent magnet, and the magnetic flux of the other permanent magnet passes through the small gap and flows into the other magnetic flux shunting means. After passing through the gap and flowing into the stator, it returns to the permanent magnet via the magnetic path forming means, which is a state in which a magnetic path is formed. Therefore, the flow directions of both magnetic paths in the stator portion are opposite to each other.

【0017】この時、両磁束分流手段とステータとの間
の対向面に形成される両小間隙の面積、即ち、2つの磁
気通路の断面積が同一でない場合は、磁気通路断面積の
大きい方の磁気通路側に対し小さい方の磁気通路側の磁
気抵抗が大きくなるという磁気抵抗差が発生するが、両
小間隙部における磁気抵抗をそれぞれ減少(面積をそれ
ぞれ増加)させる方向に駆動側部材を駆動させる力(ト
ルクまたは推力)が互いに相対する方向に作用し、この
ため、両方の力が均等にバランスする位置、即ち、両磁
束分流手段とステータとの間の対向面に形成される両小
間隙の面積が同一となる中性安定位置に駆動側部材を復
帰させる力(復帰トルクまたは復帰推力)が常に働いた
状態となっている。
At this time, if the areas of the two small gaps formed on the facing surfaces between the magnetic flux shunting means and the stator, that is, if the cross-sectional areas of the two magnetic paths are not the same, the one with the larger magnetic path cross-sectional area is used. A magnetic resistance difference occurs in which the magnetic resistance on the side of the smaller magnetic path is larger than that on the side of the magnetic path, but the drive-side member is placed in the direction of decreasing the magnetic resistance in each of the small gaps (increasing the area). The driving force (torque or thrust) acts in the directions opposite to each other, so that both forces are evenly balanced, that is, both small forces formed on the facing surfaces between the magnetic flux shunting means and the stator. The force (return torque or return thrust) for returning the drive-side member to the neutral stable position where the area of the gap is the same is always working.

【0018】従って、コイル手段への無通電状態におい
ては、駆動側部材を中性安定位置に保持させることがで
きるもので、この中性安定位置から駆動側部材がいずれ
かの方向に移動した場合には、その移動による磁気抵抗
変化量に比例した中性安定位置への復帰力が発生し、こ
の復帰力の強さが駆動側部材の所定駆動位置における外
乱に対する保持力の大きさとなる。
Therefore, when the coil means is not energized, the driving side member can be held at the neutral stable position. When the driving side member moves in either direction from the neutral stable position. In this case, a return force to the neutral stable position is generated in proportion to the amount of change in the magnetic resistance due to the movement, and the strength of the return force becomes the magnitude of the holding force of the drive side member against the disturbance at the predetermined drive position.

【0019】次に、コイル手段への通電により、ステー
タにいずれか一方方向の磁束を発生させると、この磁束
と磁束が同一方向となる磁気通路側では磁束の強さが増
加する一方で、磁束が逆方向となる磁気通路側では磁束
の強さが減少し、両磁気通路における両磁束の強さが不
均一となることから、両小間隙部の面積が同一の状態で
は両磁気通路における磁気抵抗のバランスが崩れた状態
となるため、再び磁気抵抗がバランスする位置まで駆動
側部材を駆動させる駆動力が発生し、この駆動力によ
り、駆動側部材を中性安定位置から所定の位置まで駆動
させ、その位置に保持させることができる。
Next, when a magnetic flux in one of the directions is generated in the stator by energizing the coil means, the magnetic flux strength increases on the magnetic path side where the magnetic flux and the magnetic flux are in the same direction, while the magnetic flux is increased. Since the magnetic flux strength decreases on the side of the magnetic path in which the directions are opposite to each other, and the strength of both magnetic fluxes in both magnetic paths becomes non-uniform, the magnetic fields in both magnetic paths are the same when the small gap areas are the same. Since the resistance balance is lost, a driving force is generated to drive the driving side member to the position where the magnetic resistance is balanced again, and this driving force drives the driving side member from the neutral stable position to the predetermined position. Can be held at that position.

【0020】そして、両永久磁石の磁束は、両永久磁
石,両磁束分流手段,ステータ及び両磁気通路形成手段
で構成される磁気通路のみを流れ、従来例のような磁気
エネルギロスの原因となるその他の短絡路は存在しない
構造であるため、両永久磁石の持つ磁気エネルギを効率
的に利用することができる。従って、消費電力の増大及
びコストアップをきたすことなしに、所定の駆動位置で
の外力に対する保持力を高めることができる。
The magnetic fluxes of both permanent magnets flow only through the magnetic passages composed of both permanent magnets, both magnetic flux shunting means, the stator and both magnetic passage forming means, and cause magnetic energy loss as in the conventional example. Since there is no other short-circuit path, the magnetic energy of both permanent magnets can be efficiently used. Therefore, it is possible to increase the holding force against the external force at the predetermined driving position without increasing the power consumption and the cost.

【0021】また、請求項2記載のアクチュエータで
は、コイル手段により、ステータに対し正逆いずれか一
方に磁束を発生させると、中性安定位置から所定の方向
に駆動側部材を駆動させ、また、前記とは逆方向に磁束
を発生させると、中性安定位置から前記とは逆方向に駆
動側部材を駆動させることができる。
Further, in the actuator according to the second aspect, when the magnetic flux is generated by the coil means in one of the forward and reverse directions with respect to the stator, the drive side member is driven in a predetermined direction from the neutral stable position, and When the magnetic flux is generated in the opposite direction to the above, the drive side member can be driven from the neutral stable position in the opposite direction to the above.

【0022】また、請求項3記載のアクチュエータで
は、デューティ信号に基づき、オンデューティ時には一
方のコイルのみに通電し、オフデューティ時にはもう一
方のコイルのみに通電し、デューティ信号のデューティ
比を可変制御することによりステータに発生させる正逆
各磁束方向の起磁力をコントロールすることができるも
ので、即ち、デューティ比が50%で駆動側部材は中性安
定位置に保持され、デューティ比を50%から増減させる
ことにより、駆動側部材を中性安定位置を中心として互
いに反対方向に駆動させることができる。
Further, in the actuator according to the third aspect of the invention, based on the duty signal, only one coil is energized during the on-duty and only the other coil is energized during the off-duty to variably control the duty ratio of the duty signal. By doing so, it is possible to control the magnetomotive forces in the forward and reverse magnetic flux directions generated in the stator, that is, the duty ratio is 50%, the drive side member is held in the neutral stable position, and the duty ratio is increased or decreased from 50%. By doing so, it is possible to drive the drive side members in mutually opposite directions about the neutral stable position.

【0023】また、請求項4記載のアクチュエータで
は、駆動側部材の駆動が回転方向となり、ロータの回転
角をコントロールすることができる。また、請求項5記
載のアクチュエータでは、駆動側部材の駆動が直線方向
となり、直線移動量をコントロールすることができる。
Further, in the actuator according to the fourth aspect, the driving side member is driven in the rotation direction, and the rotation angle of the rotor can be controlled. Further, in the actuator according to the fifth aspect, the driving side member is driven in the linear direction, and the linear movement amount can be controlled.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。 (第1実施例)図1は、本発明第1実施例のロータリア
クチュエータを示す断面図(図2のI−I線)、図2は
図1のII−II線における断面図であり、両図において、
Aは固定側部材、Bは駆動側部材である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view (II line in FIG. 2) showing a rotary actuator of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. In the figure,
A is a fixed member, and B is a driving member.

【0025】まず、前記固定側部材Aについて説明する
と、強磁性体で形成されていて上面側が切欠した切欠円
筒状で該両端縁部から上向きの垂直壁部が延設された形
成のボディヨーク1と、該ボディヨーク1における両垂
直壁部を上端部で連結する状態で設けられた平板状のス
テータヨーク2とで略円筒状のヨーク部が形成されると
共に、該円筒状ヨーク部の両端開口部には非磁性体より
なるアルミニューム製のキャップ9,10が装着され、
この両キャップ9,10の中心部には、ベアリング1
1,12が圧入固定されている。なお、8は前記各部材
間を連結するねじである。
First, the fixed side member A will be described. The body yoke 1 is formed of a ferromagnetic material and has a notched cylindrical shape with a notched upper surface side and upward vertical walls extending from both end edges. And a plate-shaped stator yoke 2 which is provided in a state where both vertical wall portions of the body yoke 1 are connected at the upper end portion thereof, a substantially cylindrical yoke portion is formed, and both end openings of the cylindrical yoke portion are formed. Aluminum caps 9 and 10 made of non-magnetic material are attached to the parts,
At the center of both caps 9 and 10, the bearing 1
1, 12 are press-fitted and fixed. In addition, 8 is a screw for connecting the respective members.

【0026】前記ボディヨーク1の円筒部内周側には円
筒部の径方向に2極着磁された永久磁石13,14が接
着固定されている。この両永久磁石13,14としてフ
ェライト磁石が用いられ、内周面がボディヨーク1の円
筒部の軸心部を中心とする円弧状に形成されると共に、
内周側が互いに異極となるように、左側の永久磁石13
はその内周側がS極で外周側がN極で、右側の永久磁石
14はその内周側がN極で外周側がS極となるように、
それぞれ径方向に2極着磁されている。
On the inner peripheral side of the cylindrical portion of the body yoke 1, permanent magnets 13 and 14 having two poles magnetized in the radial direction of the cylindrical portion are adhered and fixed. Ferrite magnets are used as the permanent magnets 13 and 14, and the inner peripheral surface is formed in an arc shape centered on the axial center portion of the cylindrical portion of the body yoke 1.
The left permanent magnet 13 so that the inner circumferences have different polarities.
Has an S pole on the inner circumference side and an N pole on the outer circumference side, and the right permanent magnet 14 has an N pole on the inner circumference side and an S pole on the outer circumference side.
Each is magnetized in two poles in the radial direction.

【0027】前記ステータヨーク2の内面側には、強磁
性体よりなるステータ15がねじ17で締結固定されて
いる。このステータ15は、その内周面が前記両永久磁
石13,14と同様にボディヨーク1の円筒部の軸心部
を中心とする円弧状に形成されると共に、外周側の絶縁
ボビン18には、ステータ15に径方向の磁束を発生さ
せる2本のコイル19,20が同時に巻かれている。
On the inner surface side of the stator yoke 2, a stator 15 made of a ferromagnetic material is fastened and fixed with screws 17. The inner peripheral surface of the stator 15 is formed in an arc shape centering on the axial center portion of the cylindrical portion of the body yoke 1 like the permanent magnets 13 and 14, and the insulating bobbin 18 on the outer peripheral side is formed. Two coils 19 and 20 for generating radial magnetic flux are wound around the stator 15 at the same time.

【0028】次に、駆動側部材Bについて説明すると、
この駆動側部材Bは、ロータ回転軸30と、該ロータ回
転軸30の外周に接着固定された一対のロータヨーク3
1,32とで構成されている。
Next, the drive side member B will be described.
The drive side member B includes a rotor rotating shaft 30 and a pair of rotor yokes 3 adhered and fixed to the outer periphery of the rotor rotating shaft 30.
1 and 32.

【0029】前記ロータ回転軸30は、非磁性体である
ステンレス(SUS304)で形成されていて、その両端が前
記ベアリング11,12により回転自在に軸支された状
態で設けられている。
The rotor rotating shaft 30 is made of stainless steel (SUS304) which is a non-magnetic material, and both ends thereof are rotatably supported by the bearings 11 and 12.

【0030】前記ロータヨーク31,32は、請求の範
囲の磁束分流手段を構成するもので、強磁性体により円
弧状に形成されていて、図1において、両円周方向上端
面相互間には、磁気的に分離可能な幅の空隙aが形成さ
れると共に、両円周方向下端面相互間には大きな間隙が
形成された構成となっている。さらに詳述すると、両ロ
ータヨーク31,32における空隙a側端部の外周面が
それぞれ小間隙b1 ,b2 を有してステータ15の円弧
状内周面と対面すると共に、両ロータヨーク31,32
のもう一方の端部の外周面がそれぞれ小間隙c1 ,c2
を有して両永久磁石13,14の円弧状内周面の一部分
と対面している。
The rotor yokes 31 and 32 compose the magnetic flux shunting means in the claims, and are formed of a ferromagnetic material in an arc shape. In FIG. 1, between the upper end surfaces in the circumferential direction, A gap a having a magnetically separable width is formed, and a large gap is formed between the lower end surfaces in the circumferential direction. More specifically, the outer peripheral surfaces of the ends of the rotor yokes 31 and 32 on the side of the air gap a face the arc-shaped inner peripheral surfaces of the stator 15 with small gaps b 1 and b 2 , respectively, and the rotor yokes 31 and 32 are formed.
The outer peripheral surfaces of the other ends of the two are small gaps c 1 and c 2 respectively.
And facing a part of the arc-shaped inner peripheral surfaces of both permanent magnets 13, 14.

【0031】従って、図1において、左側の永久磁石1
3の磁束が、ボディヨーク1に流れ込んだ後、ステータ
ヨーク2及びステータ15を経由し、小間隙b1 を通過
して左側のロータヨーク31に流れ込み、さらに、小間
隙c1 を通過して永久磁石13に戻るという、磁気通路
1 が形成され、また、右側の永久磁石14の磁束が、
小間隙c2 を通過して右側のロータヨーク32に流れ込
み、さらに、小間隙b2 を通過してステータ15に流れ
込んだ後、ステータヨーク2及びボディヨーク1経由し
て永久磁石14に戻るという、磁気通路D2 が形成され
た状態となっている。従って、ステータ15部分におけ
る両磁気通路D1 ,D2 の流れ方向は互いに逆方向とな
る。
Therefore, in FIG. 1, the left permanent magnet 1
The magnetic flux of 3 flows into the body yoke 1, then passes through the stator yoke 2 and the stator 15, passes through the small gap b 1 , flows into the left rotor yoke 31, and further passes through the small gap c 1 to the permanent magnet. A magnetic path D 1 that returns to 13 is formed, and the magnetic flux of the permanent magnet 14 on the right side is
After passing through the small gap c 2 and flowing into the rotor yoke 32 on the right side, further passing through the small gap b 2 and flowing into the stator 15, the magnetic flux is returned to the permanent magnet 14 via the stator yoke 2 and the body yoke 1. The passage D 2 is formed. Therefore, the flow directions of the magnetic paths D 1 and D 2 in the stator 15 portion are opposite to each other.

【0032】次に、図3に示すコイル駆動回路について
説明すると、前記コイル19,20の一方の巻き始めと
もう一方の巻き終りとがターミナル21を介してバッテ
リBaのプラス極に接続され、また、コイル19,20
のもう一方端は、ターミナル22,23をそれぞれ介し
てNPNトランジスタ24,25のコレクタ側にそれぞ
れ接続されていて、該NPNトランジスタ24,25の
エミッタ側は共に接地されている。なお、図において2
6,27は各コイル19,20に対しそれぞれ並列に組
み込んだサージ吸収用ダイオードである。
Next, the coil drive circuit shown in FIG. 3 will be described. One winding start and the other winding end of the coils 19 and 20 are connected to the positive pole of the battery Ba through the terminal 21, and , Coils 19, 20
The other ends of the NPN transistors 24 and 25 are connected to the collector sides of the NPN transistors 24 and 25 through terminals 22 and 23, respectively, and the emitter sides of the NPN transistors 24 and 25 are both grounded. In the figure, 2
Reference numerals 6 and 27 are surge absorbing diodes incorporated in parallel with the coils 19 and 20, respectively.

【0033】また、コイル20側のNPNトランジスタ
25のベース側にはデューティ信号S(D)が入力さ
れ、また、コイル19側のNPNトランジスタ24のベ
ース側にはインバータ28を経由してデューティ信号S
(D)が入力されていて、デューティ信号S(D)のオ
ン時間TaはNPNトランジスタ25のみ導通させるこ
とによりコイル20側にバッテリBaの電流を流し、ま
た、デューティ信号S(D)のオフ時間TbはNPNト
ランジスタ24のみ導通させることによりコイル19側
にバッテリBaの電流を流すようになっている。そし
て、前述のように、コイル19,20に対する通電方向
が互いに逆方向となるように配線されることで、各コイ
ル19,20への通電により、ステータ15には互いに
逆方向の磁束φ1 ,φ2 が発生するようになっている。
以上のように、前記コイル19,20とコイル駆動回路
とで請求の範囲のコイル手段が構成されている。
The duty signal S (D) is input to the base side of the NPN transistor 25 on the coil 20 side, and the duty signal S (D) is input to the base side of the NPN transistor 24 on the coil 19 side via the inverter 28.
(D) is input, the duty signal S (D) is turned on for a period of time Ta so that only the NPN transistor 25 is turned on to allow the current of the battery Ba to flow to the coil 20 side, and the duty signal S (D) is turned off. Tb allows only the NPN transistor 24 to conduct so that the current of the battery Ba flows to the coil 19 side. As described above, the coils 19 and 20 are wired so that the energization directions thereof are opposite to each other, so that the energization of the coils 19 and 20 causes the stator 15 to generate magnetic fluxes φ 1 , φ 2 is generated.
As described above, the coils 19 and 20 and the coil drive circuit constitute the coil means in the claims.

【0034】次に、実施例の作用を説明する。 (イ)コイル無通電時 磁気回路は漏れ回路が多く、正確に磁束の流れを解析す
ることは困難であるため、ここでは、磁束の主な流れに
ついて説明すると、コイル19,20への無通電状態に
おいては、両永久磁石13,14の磁束は、前述のよう
に、ステータ15部分において磁束の方向が互いに逆方
向となる2つの磁気通路D1 ,D2 を流れた状態となっ
ている。
Next, the operation of the embodiment will be described. (B) When the coil is de-energized Since there are many leakage circuits in the magnetic circuit and it is difficult to analyze the flow of the magnetic flux accurately, the main flow of the magnetic flux will be explained here. In the state, the magnetic fluxes of the permanent magnets 13 and 14 are in the state of flowing in the two magnetic paths D 1 and D 2 in which the directions of the magnetic fluxes are opposite to each other in the stator 15 portion as described above.

【0035】この時、図1の状態からロータ回転軸30
をいずれかの方向に回転させると、両ロータヨーク3
1,32とステータ15との間の対向面にそれぞれ形成
される両小間隙b1 ,b2 の面積、即ち、2つの磁気通
路D1 ,D2 の断面積が同一でなくなるため、断面積の
大きい方の磁気通路側に対し小さい方の磁気通路側の磁
気抵抗が大きくなるという磁気抵抗差が発生するが、両
小間隙部b1 ,b2 における磁気抵抗をそれぞれ減少
(面積をそれぞれ増加)させる方向に両ロータヨーク3
1,32を回転させるトルクが互いに相対する方向に作
用し、このため、両方の対向するトルクが均等にバラン
スする位置、即ち、両ロータヨーク31,32とステー
タ15との間の対向面に形成される両小間隙b1 ,b2
の面積が同一となる中性安定位置(図1の状態)にロー
タ回転軸30を復帰させる復帰トルクが常に働いた状態
となっている。
At this time, from the state shown in FIG.
Rotating in either direction, both rotor yokes 3
The areas of the small gaps b 1 and b 2 respectively formed on the facing surfaces between the stators 1 and 32 and the stator 15, that is, the cross-sectional areas of the two magnetic paths D 1 and D 2 are not the same, and thus the cross-sectional areas The magnetic reluctance difference that the magnetic reluctance on the smaller magnetic path side becomes larger than the magnetic reluctance on the smaller magnetic path side, but the magnetic reluctance in both small gap parts b 1 and b 2 decreases respectively (the area increases respectively). ) Both rotor yokes 3
The torques for rotating the rotors 1 and 32 act in the directions opposite to each other, so that the torques that are opposed to each other are equally balanced, that is, are formed at the opposed surfaces between the rotor yokes 31 and 32 and the stator 15. Both small gaps b 1 , b 2
The return torque for returning the rotor rotation shaft 30 to the neutral stable position (state of FIG. 1) where the areas of the two are the same is always in operation.

【0036】また、この実施例では、図1の状態からロ
ータ回転軸30をいずれかの方向に回転させると、各ロ
ータヨーク31,32と両永久磁石13,14との間の
対向面に形成される両小間隙c1 ,c2 の面積、即ち、
2つの磁気通路D1 ,D2 の断面積が一方では増加しも
う一方では減少することで磁気抵抗差が発生するため、
前記と同様にこの部分においても、両小間隙c1 ,c2
の面積が同一となる中性安定位置(図1の状態)にロー
タ回転軸30を復帰させる復帰トルクが常に働いた状態
となっている。
Further, in this embodiment, when the rotor rotary shaft 30 is rotated in either direction from the state shown in FIG. 1, it is formed on the facing surface between each rotor yoke 31, 32 and both permanent magnets 13, 14. Area of both small gaps c 1 and c 2 ,
Since the cross-sectional areas of the two magnetic paths D 1 and D 2 increase on the one hand and decrease on the other hand, a magnetic resistance difference occurs,
Similar to the above, also in this portion, both small gaps c 1 , c 2
The return torque for returning the rotor rotation shaft 30 to the neutral stable position (state of FIG. 1) where the areas of the two are the same is always in operation.

【0037】従って、コイル19,20への無通電状態
においては、ロータ回転軸30を中性安定位置に保持さ
せることができるもので、この中性安定位置をロータ回
転角θ=0°とし、この位置からロータ回転軸30がい
ずれかの方向に回転した場合には、その回転による磁気
抵抗変化量に比例した中性安定位置への復帰トルクが発
生し、この復帰トルクの強さがロータ回転軸30の所定
ロータ回転角θにおける外乱に対する保持力の大きさと
なる。
Therefore, when the coils 19 and 20 are not energized, the rotor rotary shaft 30 can be held at the neutral stable position, and the neutral stable position is set to the rotor rotation angle θ = 0 °. When the rotor rotation shaft 30 rotates in either direction from this position, a return torque to the neutral stable position is generated in proportion to the amount of change in the magnetic resistance due to the rotation, and the intensity of this return torque depends on the rotor rotation. It becomes the magnitude of the holding force against the disturbance at the predetermined rotor rotation angle θ of the shaft 30.

【0038】図4はロータ回転角θに対する復帰トルク
T特性を示すもので、この図に示すように、ロータ回転
軸30の反時計方向回転をマイナス角度、時計方向回転
をプラス角度とすると、コイル無通電状態においてロー
タ回転軸30を回転させた場合の復帰トルクT特性は
[I]に示すようになる。なお、ロータ回転角θと復帰
トルクTは同方向であり、即ち、復帰トルクTが正だと
ロータ回転角θを増やす方向で、復帰トルクTが負だと
ロータ回転角θを減らす方向であり、従って、図4のR
2 で示すロータ回転角θ=0°の位置がロータ回転軸3
0の中性安定位置となる。そして、ロータ回転軸30の
ロータ回転角θに対する復帰トルクTの変化率(勾配)
が大きい程、ひいては両磁気通路D1 ,D2 における磁
気抵抗変化率が大きい程、外乱に対する保持力が大きい
ことになる。
FIG. 4 shows a restoring torque T characteristic with respect to the rotor rotation angle θ. As shown in FIG. 4, when the counterclockwise rotation of the rotor rotation shaft 30 is a minus angle and the clockwise rotation is a plus angle, the coil is The return torque T characteristic when the rotor rotary shaft 30 is rotated in the non-energized state is as shown in [I]. Note that the rotor rotation angle θ and the return torque T are in the same direction, that is, when the return torque T is positive, the rotor rotation angle θ is increased, and when the return torque T is negative, the rotor rotation angle θ is decreased. , Therefore R in FIG.
The position of the rotor rotation angle θ = 0 ° shown in 2 is the rotor rotation shaft 3
The neutral position is 0. Then, the rate of change (gradient) of the return torque T with respect to the rotor rotation angle θ of the rotor rotation shaft 30.
The larger is the magnetic resistance change rate in both magnetic paths D 1 and D 2, the larger is the holding force against disturbance.

【0039】従って、両永久磁石13,14の磁束を両
磁気通路D1 ,D2 に集中することにより、両永久磁石
13,14が持つ磁気エネルギを復帰トルクTとして最
大限に効率利用することができることになる。
Therefore, by concentrating the magnetic fluxes of the permanent magnets 13 and 14 in the magnetic paths D 1 and D 2 , the magnetic energy possessed by the permanent magnets 13 and 14 can be utilized as the return torque T to the maximum efficiency. You will be able to

【0040】(ロ)コイル通電時 次に、図3に示すようなデューティ信号S(D)でコイ
ル19,20に通電した場合、デューティ信号S(D)
のオン時間Taにはコイル20側にだけ通電され、これ
により、ステータ15にφ2 の方向(永久磁石13の磁
束による磁気通路D1 の流れ方向と同一方向で、永久磁
石14の磁束による磁気通路D2 の流れ方向と逆行する
方向)の磁束を発生させ、また、オフ時間Tbにはコイ
ル19側にだけ通電され、これにより、ステータ15に
φ1 の方向(永久磁石14の磁束による磁気通路D2
流れ方向と同一方向で、永久磁石13の磁束による磁気
通路D1 の流れ方向と逆行する方向)の磁束を発生させ
る。しかし、実際には、1/(Ta+Tb)の駆動周波
数は、100〜500Hz程度でコイル19,20の時
定数がそれより十分大きいのでコイル19,20には、
通電電流に対し、オフデューティ比(=Tb×100/
(Ta+Tb)%)、または、オンデューティ比(=T
a×100/(Ta+Tb)%)に相当する平均的な電
流が流れ、ステータ15には各平均電流に対する平均磁
束が発生するものと考えることができる。
(B) When the coil is energized Next, when the coils 19 and 20 are energized with the duty signal S (D) as shown in FIG. 3, the duty signal S (D) is supplied.
During the on-time Ta of, the coil 15 is energized only on the side of the coil 20, so that the stator 15 is magnetized by the magnetic flux of the permanent magnet 14 in the direction of φ 2 (the same direction as the flow direction of the magnetic path D 1 by the magnetic flux of the permanent magnet 13). A magnetic flux is generated in a direction opposite to the flow direction of the passage D 2 , and the coil 19 side is energized only during the off time Tb, whereby the stator 15 is magnetized by the direction of φ 1 (magnetic force of the permanent magnet 14). A magnetic flux is generated in the same direction as the flow direction of the passage D 2 and in a direction opposite to the flow direction of the magnetic passage D 1 by the magnetic flux of the permanent magnet 13. However, in reality, the driving frequency of 1 / (Ta + Tb) is about 100 to 500 Hz, and the time constants of the coils 19 and 20 are sufficiently larger than that.
Off-duty ratio (= Tb × 100 /
(Ta + Tb)%) or on-duty ratio (= T
It can be considered that an average current corresponding to a × 100 / (Ta + Tb)% flows and an average magnetic flux for each average current is generated in the stator 15.

【0041】以上のように、コイル19側への通電によ
り、ステータ15に発生するφ1 方向の磁束によって永
久磁石13側の磁気通路D1 の磁束が弱められる一方
で、永久磁石14側の磁気通路D2 の磁束が強められ、
また、コイル20側への通電により、ステータ15に発
生するφ2 方向の磁束によって永久磁石14側の磁気通
路D2 の磁束が弱められる一方で、永久磁石14側の磁
気通路D1 の磁束が強められる。
As described above, when the coil 19 is energized, the magnetic flux in the φ 1 direction generated in the stator 15 weakens the magnetic flux in the magnetic path D 1 on the permanent magnet 13 side, while the magnetic flux on the permanent magnet 14 side is reduced. The magnetic flux in the passage D 2 is strengthened,
Further, when the coil 20 is energized, the magnetic flux in the φ 2 direction generated in the stator 15 weakens the magnetic flux in the magnetic path D 2 on the permanent magnet 14 side, while the magnetic flux in the magnetic path D 1 on the permanent magnet 14 side decreases. Be strengthened.

【0042】従って、オンデューティ比が50%(オフ
デューティ比も50%)でステータ15における互いに
逆行する両磁束φ1 ,φ2 の強さが均一である時は、両
磁気通路D1 ,D2 における両磁束のバランスも均一状
態に維持されることから、ロータ回転軸30は、図4の
2 に示すロータ回転角θ=0°の中性安定位置に保持
された状態となる。
Therefore, when the on-duty ratio is 50% (the off-duty ratio is also 50%) and the strengths of both magnetic fluxes φ 1 and φ 2 in the stator 15 which are opposite to each other are uniform, both magnetic paths D 1 and D 2 are generated. Since the balance of both magnetic fluxes in 2 is also maintained in a uniform state, the rotor rotation shaft 30 is held in the neutral stable position of the rotor rotation angle θ = 0 ° shown by R 2 in FIG.

【0043】次に、オンデューティ比が100%(オフ
デューティ比が0%)の時は、コイル19による磁束φ
1 が0%で、コイル20による磁束φ2 が100%とな
るため、該ステータ16を通る磁気通路D1 の磁束が逆
行磁束φ2 によって強められる一方で、磁気通路D2
の磁束が弱められ、これにより、両磁気通路D1 ,D2
における磁束の強さが不均一となることから、両小間隙
1 ,b2 部の面積及び両小間隙c1 ,c2 部の面積が
同一の状態では両磁気通路D1 ,D2 における磁気抵抗
のバランスが崩れた状態となるため、再び磁気抵抗がバ
ランスする方向、即ち、ロータ回転軸30を時計方向に
回転させる正のトルクが発生し、この正のトルクによ
り、ロータ回転軸30を図4のR3 に示すロータ回転角
θ=+20°の位置まで回転させ、図4の[II]に示す
復帰トルクT特性により、そのロータ回転角θ位置に保
持させることができる。
Next, when the on-duty ratio is 100% (the off-duty ratio is 0%), the magnetic flux φ generated by the coil 19 is
Since 1 is 0% and the magnetic flux φ 2 due to the coil 20 is 100%, the magnetic flux in the magnetic path D 1 passing through the stator 16 is strengthened by the retrograde magnetic flux φ 2 while the magnetic flux on the magnetic path D 2 side is weakened. As a result, both magnetic paths D 1 , D 2
Since the strength of the magnetic flux becomes nonuniform in, in both the small gap b 1, b 2 parts of an area and both small clearance c 1, both magnetic path D 1 is the area of the c 2 parts of the same state, D 2 Since the balance of the magnetic resistance becomes unbalanced, a positive torque that rotates the rotor rotating shaft 30 in the clockwise direction is generated again. This positive torque causes the rotor rotating shaft 30 to rotate. It is possible to rotate to the position of the rotor rotation angle θ = + 20 ° shown by R 3 in FIG. 4 and hold it at the rotor rotation angle θ position by the return torque T characteristic shown in [II] of FIG.

【0044】また、オンデューティ比が0%(オフデュ
ーティ比が100%)の時は、以上とは逆に、コイル1
9による逆行磁束φ1 が100%で、コイル20による
逆行磁束φ2 が0%となるため、ロータ回転軸30を反
時計方向に回転させる負のトルクが発生し、この負のト
ルクにより、ロータ回転軸30を図4のR1 に示すロー
タ回転角θ=−20°の位置まで回転させ、図4の[II
I] に示す復帰トルクT特性により、そのロータ回転角
θ位置に保持させることができる。これは、オンデュー
ティ比制御によりロータ回転角θを−20°〜+20°
の範囲内で任意の位置に制御できることを意味してい
る。
Further, when the on-duty ratio is 0% (the off-duty ratio is 100%), contrary to the above, the coil 1
Since the retrograde magnetic flux φ 1 due to 9 is 100% and the retrograde magnetic flux φ 2 due to the coil 20 is 0%, a negative torque for rotating the rotor rotating shaft 30 in the counterclockwise direction is generated, and this negative torque causes the rotor to rotate. The rotary shaft 30 is rotated to the position of the rotor rotation angle θ = −20 ° shown by R 1 in FIG.
Due to the return torque T characteristic shown in [I], it can be held at the rotor rotation angle θ position. This is because the rotor rotation angle θ is -20 ° to + 20 ° by the on-duty ratio control.
It means that it can be controlled at any position within the range.

【0045】なお、図5はオンデューティ比に対するロ
ータ回転角θの可変特性を示したものであるが、この図
に示すように、リニアな可変特性が得られる。これは、
コイル19,20への通電によりステータ15に発生さ
せる磁束の方向を逆方向とし、これにより、各磁気通路
1 ,D2 における両永久磁石13,14の磁束の内の
一方は強めるがこれに対応してもう一方は弱める方向に
可変することによってロータ回転角θを可変制御するも
のであるため、各磁気通路D1 ,D2 において磁気通路
断面積不足による磁気飽和を生じさせることがないから
である。
Although FIG. 5 shows the variable characteristic of the rotor rotation angle θ with respect to the on-duty ratio, a linear variable characteristic can be obtained as shown in this figure. this is,
The direction of the magnetic flux generated in the stator 15 by energizing the coils 19 and 20 is set to the opposite direction, whereby one of the magnetic fluxes of the two permanent magnets 13 and 14 in each magnetic path D 1 and D 2 is strengthened, but Correspondingly, the other one variably controls the rotor rotation angle θ by changing it in the weakening direction, so that magnetic saturation due to insufficient magnetic passage cross-sectional area does not occur in each magnetic passage D 1 , D 2 . Is.

【0046】以上説明してきたように、この第1実施例
のロータリアクチュエータにあっては、以下に列挙する
効果が得られる。 両永久磁石13,14の磁束は、主として該両永久
磁石13,14と、ステータ15と、両ロータヨーク3
1,32とを経由する各磁気通路D1 ,D2 を流れ、従
来例のような磁気エネルギロスの原因となるその他の短
絡路は存在しない構造であるため、両永久磁石13,1
4の持つ磁気エネルギを効率的に利用することができ、
従って、通電電流の増加による消費電力の増大及び高価
な永久磁石の採用によるコストアップをきたすことなし
に、所定の回転角θ位置での外乱トルクに対する保持力
を高めることができるようになる。
As described above, the rotary actuator of the first embodiment has the following effects. The magnetic flux of both permanent magnets 13 and 14 is mainly the permanent magnets 13 and 14, the stator 15, and both rotor yokes 3.
Both permanent magnets 13, 1 have a structure in which there is no other short circuit path that causes magnetic energy loss as in the conventional example, flowing through the respective magnetic paths D 1 , D 2 passing through 1 and 32.
The magnetic energy of 4 can be used efficiently,
Therefore, it becomes possible to increase the holding force for the disturbance torque at the predetermined rotation angle θ position without increasing the power consumption due to the increase of the energizing current and the cost due to the adoption of the expensive permanent magnet.

【0047】 ステータ15に互いに逆方向に磁束を
発生させる2つのコイル19,20を備えたことで、広
いロータ回転角範囲θ0 を得ることができるようにな
る。
Since the stator 15 is provided with the two coils 19 and 20 that generate magnetic flux in mutually opposite directions, a wide rotor rotation angle range θ 0 can be obtained.

【0048】 コイル19,20への通電制御をデュ
ーティ信号で行なうようにしたことで、オンデューティ
比を変更することでロータ回転角θを可変制御すること
ができるようになる。
Since the energization of the coils 19 and 20 is controlled by the duty signal, the rotor rotation angle θ can be variably controlled by changing the on-duty ratio.

【0049】 コイル19,20への通電によりステ
ータ15に発生させる2つの磁束の方向を互いに逆方向
とし、これにより、各磁気通路D1 ,D2 における両永
久磁石13,14の磁束の内の一方は強めるがもう一方
は弱める方向に可変することによってロータ回転角θを
可変制御するようにしたことで、各磁気通路D1 ,D2
において磁気通路断面積不足による磁気飽和を生じさせ
ることがなく、これにより、ロータ回転角θの可変特性
としてオンデューティ比に対しリニアな可変特性が得ら
れるようになる。
The directions of the two magnetic fluxes generated in the stator 15 when the coils 19 and 20 are energized are made opposite to each other, whereby the magnetic fluxes of the permanent magnets 13 and 14 in the magnetic paths D 1 and D 2 are reversed. By variably controlling the rotor rotation angle θ by changing the direction in which one is strengthened and the other is weakened, each magnetic path D 1 , D 2 is controlled.
In this case, magnetic saturation due to insufficient magnetic path cross-sectional area does not occur, and as a result, the variable characteristic of the rotor rotation angle θ becomes linear with respect to the on-duty ratio.

【0050】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。なお、この他の実施例においては、前記第1実施例
と原理的に見てほぼ同様の構成部分には同一の符号を付
けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In addition, in the other embodiments, the same reference numerals are given to substantially the same components in principle as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and only the differences will be described.

【0051】(第2実施例)図6に示す第2実施例のア
クチュエータは、前記第1実施例における駆動側部材の
駆動方向が回転方向であったのに対し、駆動側部材の駆
動方向が直線方向となるリニアアクチュエータに本発明
を適用した例を示すものである。
(Second Embodiment) In the actuator of the second embodiment shown in FIG. 6, the drive direction of the drive side member in the first embodiment is the rotation direction, whereas the drive direction of the drive side member is the rotation direction. It shows an example in which the present invention is applied to a linear actuator having a linear direction.

【0052】まず、固定側部材Aについて説明すると、
図において40は、強磁性体で円筒状に形成された磁気
通路形成手段を構成する円筒状ボディヨークであり、そ
の両端開口部には、非磁性体よりなるキャップ41,4
2がそれそれねじ込み固定されている。そして、この両
キャップ41,42の軸心穴には、ブッシュ43,44
がそれぞれ圧入固定されている。
First, the fixed member A will be described.
In the figure, reference numeral 40 denotes a cylindrical body yoke that constitutes a magnetic path forming means formed of a ferromagnetic material in a cylindrical shape, and has caps 41 and 4 made of a non-magnetic material at openings at both ends thereof.
2 are screwed and fixed. The bushes 43, 44 are provided in the shaft center holes of the both caps 41, 42.
Are press-fitted and fixed.

【0053】前記円筒状ボディヨーク40の内径は、そ
の軸方向中央部が最も小径の小径穴に形成され、その両
端部はそれより大径の中間径穴に形成され、さらにその
両端側が最も大径の大径穴に形成されていて、前記中央
部の小径穴には環状のステータ45が圧入固定され、そ
の両端の両中間径穴には、それぞれボビン46,47に
対し環状に巻かれたコイル19,20(図3参照)がそ
れぞれ圧入固定され、さらには両端の両大径穴には環状
の永久磁石50,51がそれぞれ圧入固定されている。
なお、前記両コイル19,20は、前記第1実施例と同
様に、図3に示すコイル駆動回路によりデューティ信号
に基づく通電制御が行なわれるようになっている。
Regarding the inner diameter of the cylindrical body yoke 40, the axial center portion is formed into a small diameter hole having the smallest diameter, both ends thereof are formed into intermediate diameter holes having a larger diameter, and further, both end sides thereof are the largest. An annular stator 45 is press-fitted and fixed in the small-diameter hole in the central portion, and is formed in an annular shape around bobbins 46 and 47 in both intermediate-diameter holes at both ends thereof. Coils 19 and 20 (see FIG. 3) are press-fitted and fixed, and further, annular permanent magnets 50 and 51 are press-fitted and fixed to both large-diameter holes at both ends.
The coils 19 and 20 are controlled by the coil drive circuit shown in FIG. 3 so as to carry out energization in the same manner as in the first embodiment.

【0054】前記左側の永久磁石50はその外周側がN
極で内周側がS極となるように半径方向に2極着磁され
る一方で、右側の永久磁石51はその外周側がS極で内
周側がN極となるように半径方向に2極着磁されてい
る。
The outer peripheral side of the left permanent magnet 50 is N
While the two poles are magnetized in the radial direction so that the inner circumference side becomes the S pole, the right permanent magnet 51 is magnetized in the radial direction so that the outer circumference side becomes the S pole and the inner circumference side becomes the N pole. It is magnetized.

【0055】次に、駆動側部材Bについて説明すると、
該駆動側部材Bは、非磁性体よりなる円柱状の軸部材5
2の外周に、強磁性体よりなる左右一対の環状プランジ
ャヨーク(磁束分流手段)53,54が装着固定されて
いて、この両プランジャヨーク53,54の内側対向面
には磁気的に分離可能な環状の空隙aが形成されると共
に、両プランジャヨーク53,54の両端部には、非磁
性体よりなる環状のストッパ部材55,56が圧入固定
されている。
Next, the drive side member B will be described.
The driving member B is a cylindrical shaft member 5 made of a non-magnetic material.
A pair of left and right annular plunger yokes (magnetic flux shunting means) 53 and 54 made of a ferromagnetic material are attached and fixed to the outer periphery of the magnetic fluxes 2, and the inner facing surfaces of the plunger yokes 53 and 54 are magnetically separable. An annular space a is formed, and annular stopper members 55 and 56 made of a non-magnetic material are press-fitted and fixed to both ends of both plunger yokes 53 and 54.

【0056】そして、前記両プランジャヨーク52,5
3における内側端部の外周面がステータ45の内周面に
対し所定の小間隙b1 ,b2 を有して対面し、かつ、両
プランジャヨーク52,53における外側端部の外周面
が両永久磁石50,51の内周面内側端部に対し所定の
小間隙c1 ,c2 を有して対面すると共に、前記軸部材
52の両端部が前記ブッシュ43,44に対し軸方向摺
動自在に軸支されている。
The plunger yokes 52, 5 are
The outer peripheral surface of the inner end portion of No. 3 faces the inner peripheral surface of the stator 45 with predetermined small gaps b 1 and b 2 , and the outer peripheral surfaces of the outer end portions of both the plunger yokes 52 and 53 are the same. The permanent magnets 50 and 51 face the inner end portions of the inner peripheral surfaces with predetermined small gaps c 1 and c 2 , and both ends of the shaft member 52 slide axially with respect to the bushes 43 and 44. Freely supported.

【0057】従って、左側の永久磁石50の磁束が、ボ
ディヨーク40に流れ込んだ後、ステータ45を経由
し、小間隙b1 を通過して左側のプランジャヨーク52
に流れ込み、さらに、小間隙c1 を通過して永久磁石5
0に戻るという、磁気通路D1が形成され、また、右側
の永久磁石51の磁束が、小間隙c2 を通過して右側の
プランジャヨーク54に流れ込み、さらに、小間隙b2
を通過してステータ45に流れ込んだ後、ボディヨーク
40を経由して永久磁石51に戻るという、磁気通路D
2 が形成された状態となっている。即ち、ステータ45
部分における両磁気通路D1 ,D2 の流れ方向は互いに
逆方向となる。
Therefore, after the magnetic flux of the left permanent magnet 50 flows into the body yoke 40, it passes through the stator 45, passes through the small gap b 1, and passes through the left plunger yoke 52.
Into the permanent magnet 5 through the small gap c 1.
A magnetic path D 1 that returns to 0 is formed, and the magnetic flux of the permanent magnet 51 on the right side passes through the small gap c 2 and flows into the plunger yoke 54 on the right side, and further, the small gap b 2
After passing through the magnetic flux D to the stator 45, it returns to the permanent magnet 51 via the body yoke 40.
2 has been formed. That is, the stator 45
The flow directions of both magnetic passages D 1 and D 2 in the portion are opposite to each other.

【0058】従って、前記両プランジャヨーク53,5
4とステータ45との間の対向面に形成される両小間隙
1 ,b2 の面積(及び、両永久磁石50,51と両プ
ランジャヨーク53,54との間に形成される小間隙c
1 ,c2 )が同一となる中性安定位置(図6の状態)に
駆動側部材Bを復帰させる復帰推力が常に働いた状態と
なっている。
Therefore, both the plunger yokes 53, 5 are
4 and the stator 45, the areas of the small gaps b 1 and b 2 formed on the opposing surfaces (and the small gap c formed between the permanent magnets 50 and 51 and the plunger yokes 53 and 54).
The return thrust force for returning the drive side member B to the neutral stable position (state of FIG. 6) where 1 , 1 and c 2 ) are the same is always working.

【0059】そこで、デューティ信号S(D)による両
コイル19,20に対する通電電流のデューティ比制御
により、ステータ45にいずれか一方方向の磁束φ1
φ2を発生させると、この磁束φ1 ,φ2 に対し、両磁
気通路D1 ,D2 のうちの磁束が同一方向となる磁気通
路側では磁束の強さが増加する一方で、磁束が逆方向と
なる磁気通路側では磁束の強さが減少し、両磁気通路D
1 ,D2 における両磁束の強さが不均一となることか
ら、両小間隙部b1 ,b2 (及び、小間隙c1 ,c2
の面積が同一の状態では両磁気通路D1 ,D2 における
磁気抵抗のバランスが崩れた状態となるため、再び磁気
抵抗がバランスする位置まで駆動側部材Bを軸方向に駆
動させる推力が発生し、この推力により、駆動側部材B
を中性安定位置から所定の位置まで駆動させ、その位置
に保持させることができる。
Therefore, by controlling the duty ratio of the energizing current to both coils 19 and 20 by the duty signal S (D), the magnetic flux φ 1 in one direction to the stator 45,
When φ 2 is generated, the magnetic flux strength increases on the magnetic path side where the magnetic fluxes of both magnetic paths D 1 and D 2 are in the same direction with respect to these magnetic fluxes φ 1 and φ 2, while the magnetic flux On the magnetic path side in the opposite direction, the strength of the magnetic flux decreases and both magnetic paths D
Since the strengths of both magnetic fluxes at 1 and D 2 are not uniform, both small gap portions b 1 and b 2 (and small gaps c 1 and c 2 )
In the state where the area is the same, the magnetic resistances in both magnetic paths D 1 and D 2 are out of balance, so that thrust force for driving the driving member B in the axial direction is generated again until the magnetic resistances are balanced. , The driving side member B by this thrust
Can be driven from the neutral stable position to a predetermined position and held at that position.

【0060】即ち、この実施例のリニアアクチュエータ
では、駆動方向が前記実施例とは異なるだけで、前記実
施例と同様の効果が得られる。
That is, in the linear actuator of this embodiment, the same effect as that of the above-mentioned embodiment can be obtained, except that the driving direction is different from that of the above-mentioned embodiment.

【0061】なお、前記永久磁石50は、円周方向に複
数に分割形成し、もしくは円周方向の全体にわたること
なくその一部に部分的に設けるようにしてもよく、この
場合は製造が容易であるため、コストを低減することが
できる。
The permanent magnet 50 may be divided into a plurality of parts in the circumferential direction, or may be partially provided in a part of the permanent magnet 50 without extending over the entire circumference. In this case, the manufacture is easy. Therefore, the cost can be reduced.

【0062】また、図7は、前記第2実施例のリニアア
クチュエータにおけるコイル手段の他の実施例を示すも
ので、各ボビン46(47)にそれぞれ巻かれた2つの
コイル19a,19b(20a,20b)の一方の巻き
始めともう一方の巻き終りとがターミナル21a(21
b)を介してバッテリBaのプラス極に接続され、ま
た、コイル19a,19b(20a,20b)のもう一
方端は、ターミナル22,23をそれぞれ介してNPN
トランジスタ24,25のコレクタ側にそれぞれ接続さ
れている。
FIG. 7 shows another embodiment of the coil means in the linear actuator of the second embodiment. Two coils 19a, 19b (20a, 20a, 20a, 20a, 20a, 20a, 20b) wound around the bobbins 46 (47) are shown in FIG. 20b) one winding start and the other winding end are connected to the terminal 21a (21b).
b) is connected to the positive pole of the battery Ba, and the other ends of the coils 19a, 19b (20a, 20b) are connected to the NPN via terminals 22 and 23, respectively.
The collectors of the transistors 24 and 25 are respectively connected.

【0063】即ち、この他の実施例では、各ボビン4
6,47にそれぞれ巻かれた2つのコイル19a,19
b、20a,20bにより、ステータ45に対しそれぞ
れ逆方向の磁束を発生させるようにしたものである。
That is, in this other embodiment, each bobbin 4
Two coils 19a and 19 wound around 6 and 47, respectively
b, 20a and 20b are used to generate magnetic flux in opposite directions to the stator 45.

【0064】以上、実施例を図面に基づいて説明してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。
The embodiment has been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the present invention is applicable even if there are design changes and the like within the scope not departing from the gist of the present invention. include.

【0065】例えば、実施例では、両永久磁石と両磁束
分流手段との対向面に形成される小間隙(c1 ,c2
の一方の面積が増加すると同時にもう一方の面積が減少
するような構成としたが、一方の面積だけが減少する構
造や、図8に示すように、いずれの面積も変化しない構
造とすることもできる。
For example, in the embodiment, the small gaps (c 1 , c 2 ) formed on the facing surfaces of both permanent magnets and both magnetic flux shunting means.
Although the area of one is increased and the area of the other is decreased at the same time, a structure in which only one area is decreased or a structure in which neither area is changed as shown in FIG. 8 may be adopted. it can.

【0066】また、実施例では、コイル手段として互い
に逆方向の磁束を発生させる2つのコイルを備えたが、
いずれか一方のみであってもよい。ただし、この場合
は、駆動側部材の駆動範囲が半分となる。
Further, in the embodiment, two coils for generating magnetic flux in opposite directions are provided as the coil means,
Only one of them may be used. However, in this case, the driving range of the driving member is halved.

【0067】また、実施例では、両磁束分流手段相互間
を空隙(a)により磁気的に分離したが、非磁性部材を
介装させることで磁気的に分離させてもよい。
Further, in the embodiment, the magnetic flux shunting means are magnetically separated from each other by the air gap (a), but they may be magnetically separated by interposing a non-magnetic member.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明請求項
1記載のアクチュエータにあっては、前述のように、両
永久磁石の磁束が、両永久磁石,両磁束分流手段,ステ
ータ及び両磁気通路形成手段で構成される2つの磁気通
路のみを流れ、従来例のような磁気エネルギロスの原因
となるその他の短絡路は存在しない構造としたことで、
両永久磁石の持つ磁気エネルギを効率的に利用すること
ができ、従って、消費電力の増大及びコストアップをき
たすことなしに、所定の回転位置での外力に対する保持
力を高めることができるようになるという効果が得られ
る。
As described above, in the actuator according to claim 1 of the present invention, as described above, the magnetic fluxes of the two permanent magnets are the two permanent magnets, the two magnetic flux shunting means, the stator and the two magnetic fields. By adopting a structure in which only two magnetic paths constituted by the path forming means flow, and there is no other short circuit path that causes magnetic energy loss as in the conventional example,
The magnetic energy of both permanent magnets can be efficiently used, and therefore, the holding force against external force at a predetermined rotational position can be increased without increasing power consumption and cost. The effect is obtained.

【0069】また、ステータの両側に設けられる両永久
磁石を両磁束分流手段と対面する側が互いに異極となる
方向に2極着磁したことで、両永久磁石で形成される2
つの磁気通路の磁束の方向がステータにおいて互いに逆
方向となり、コイル手段によりステータに発生させる磁
束を、一方の磁気通路側の磁束を強める一方で、もう一
方の磁気通路側の磁束を弱める方向に作用させることが
でき、これにより、磁気通路断面積不足による磁気飽和
がなくなるため、通電電流に対しリニアな駆動特性が得
られるようになるという効果が得られる。
Further, both permanent magnets provided on both sides of the stator are magnetized into two poles in a direction in which the sides facing the magnetic flux shunting means have mutually different polarities, so that the two permanent magnets are formed.
The directions of the magnetic fluxes in one magnetic path are opposite to each other in the stator, and the magnetic flux generated in the stator by the coil means acts to strengthen the magnetic flux on the side of one magnetic path and weaken the magnetic flux on the side of the other magnetic path. As a result, magnetic saturation due to insufficient cross-sectional area of the magnetic path is eliminated, and an effect that linear drive characteristics with respect to the applied current can be obtained is obtained.

【0070】また、請求項2記載のアクチュエータで
は、前記コイル手段が、ステータに発生させる磁束の方
向を正逆切り換え可能で正逆各磁束方向の起磁力をコン
トロール可能に構成したことで、駆動側部材の駆動範囲
を広げることができるようになるという効果が得られ
る。
Further, in the actuator according to the second aspect, the coil means is configured such that the direction of the magnetic flux generated in the stator can be switched between normal and reverse directions, and the magnetomotive force in each of the forward and reverse magnetic flux directions can be controlled. The effect that the driving range of the member can be widened is obtained.

【0071】また、請求項3記載のアクチュエータで
は、前記コイル手段が、ステータに逆方向の磁束を発生
させる2つのコイルを有すると共に、デューティ信号に
基づき、オンデューティ時には一方のコイルのみに通電
し、オフデューティ時にはもう一方のコイルのみに通電
し、デューティ信号のデューティ比を可変制御すること
によりステータに発生させる正逆各磁束方向の起磁力を
コントロール可能に構成したことで、デューティ比の変
更で駆動側部材の駆動位置を可変制御することができる
ようになる。
Further, in the actuator according to the third aspect, the coil means has two coils for generating magnetic flux in opposite directions in the stator, and only one coil is energized at the time of on-duty based on the duty signal. During off-duty, only the other coil is energized and the duty ratio of the duty signal is variably controlled to control the magnetomotive force in each of the forward and reverse magnetic flux directions generated in the stator. The driving position of the side member can be variably controlled.

【0072】また、請求項4記載のアクチュエータで
は、駆動側部材の駆動が回転方向となり、ロータの回転
角をコントロールすることができる。
In the actuator according to the fourth aspect, the driving side member is driven in the rotation direction, and the rotation angle of the rotor can be controlled.

【0073】また、請求項5記載のアクチュエータで
は、駆動側部材の駆動が直線方向となり、直線移動量を
コントロールすることができる。
Further, in the actuator according to the fifth aspect, the driving side member is driven in the linear direction, and the linear movement amount can be controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明第1実施例のロータリアクチュエータを
示す図2のI−I線における断面図である。
FIG. 1 is a sectional view taken along line I-I of FIG. 2 showing a rotary actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第1実施例のロータリアクチュエータを
示す図1のII−II線における断面図である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1 showing the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おけるコイル駆動回路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a coil drive circuit in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おけるロータ回転角に対する復帰トルク特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram of return torque with respect to a rotor rotation angle in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明第1実施例のロータリアクチュエータに
おけるオンデューティ比に対するロータ回転角の可変特
性図である。
FIG. 5 is a variable characteristic diagram of the rotor rotation angle with respect to the on-duty ratio in the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明第2実施例のリニアアクチュエータを示
す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a linear actuator of a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明第2実施例のリニアアクチュエータおけ
るコイル駆動回路の他の実施例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the coil drive circuit in the linear actuator of the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明第1実施例のロータリアクチュエータの
変形例を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a modification of the rotary actuator of the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 固定側部材 B 駆動側部材 D1 磁気通路 D2 磁気通路 b1 小間隙 b2 小間隙 c1 小間隙 c2 小間隙 1 ボディヨーク(磁気通路形成手段) 2 ステータヨーク(磁気通路形成手段) 13 永久磁石 14 永久磁石 15 ステータ 19 コイル(コイル手段) 19a コイル(コイル手段) 19b コイル(コイル手段) 20 コイル(コイル手段) 20a コイル(コイル手段) 20b コイル(コイル手段) 31 ロータヨーク(磁束分流手段) 32 ロータヨーク(磁束分流手段) 40 ボディヨーク(磁気通路形成手段) 45 ステータ 50 永久磁石 51 永久磁石 53 プランジャヨーク(磁束分流手段) 54 プランジャヨーク(磁束分流手段)A fixed member B drive member D 1 magnetic passage D 2 magnetic passage b 1 small gap b 2 small gap c 1 small gap c 2 small gap 1 body yoke (magnetic passage forming means) 2 stator yoke (magnetic passage forming means) 13 permanent magnet 14 permanent magnet 15 stator 19 coil (coil means) 19a coil (coil means) 19b coil (coil means) 20 coil (coil means) 20a coil (coil means) 20b coil (coil means) 31 rotor yoke (magnetic flux shunting means) ) 32 rotor yoke (magnetic flux shunting means) 40 body yoke (magnetic path forming means) 45 stator 50 permanent magnet 51 permanent magnet 53 plunger yoke (magnetic flux shunting means) 54 plunger yoke (magnetic flux shunting means)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定側部材と該固定側部材に沿って駆動
可能な駆動側部材とで構成され、 前記駆動側部材には、その駆動方向に沿って互いに磁気
的に分離された磁性部材よりなる一対の磁束分流手段が
設けられ、 前記固定側部材における各磁束分流手段との対向面に
は、各磁束分流手段の一方の端部がそれぞれ所定の小間
隙を有して対面するステータが設けられ、 前記固定側部材におけるステータの両側には、駆動側部
材の駆動方向と略直交する方向で両磁束分流手段と対面
する側が互いに異極となる方向に2極着磁されていて各
磁束分流手段の一方の端部がそれぞれ所定の小間隙を有
して対面する一対の永久磁石が設けられ、 前記ステータには、駆動側部材の駆動方向と略直交する
方向の磁束を発生させると共にその起磁力をコントロー
ル可能なコイル手段が設けられ、 前記固定側部材には、駆動側部材における各磁束分流手
段と対面する側とはそれぞれ反対側において両永久磁石
とステータとの間を磁気的に連通する磁気通路形成手段
を備えていることを特徴とするアクチュエータ。
1. A fixed-side member and a driving-side member that can be driven along the fixed-side member, wherein the driving-side member includes a magnetic member that is magnetically separated from each other along the driving direction. A pair of magnetic flux shunting means is provided, and a stator is provided on the surface of the fixed-side member facing each of the magnetic flux shunting means, with one end of each of the magnetic flux shunting means facing each other with a predetermined small gap. Both sides of the stator of the fixed member are two-pole magnetized in a direction substantially orthogonal to the driving direction of the driving member so that the sides facing both magnetic flux diverting means have different polarities. A pair of permanent magnets, each of which has one end portion of the means facing each other with a predetermined small gap, is provided, and the stator generates a magnetic flux in a direction substantially orthogonal to the driving direction of the driving-side member, and generates the magnetic flux. Magnetic force control A coil means capable of forming a magnetic path is formed in the fixed member so as to magnetically communicate between the permanent magnets and the stator on a side opposite to a side of the driving side member facing the magnetic flux shunting means. An actuator comprising means.
【請求項2】 前記コイル手段が、ステータに発生させ
る磁束の方向を正逆切り換え可能で正逆各磁束方向の起
磁力をコントロール可能に構成されていることを特徴と
する請求項1に記載のアクチュエータ。
2. The coil means is configured so that the direction of the magnetic flux generated in the stator can be switched between normal and reverse directions, and the magnetomotive force in each of the forward and reverse magnetic flux directions can be controlled. Actuator.
【請求項3】 前記コイル手段が、ステータに逆方向の
磁束を発生させる2つのコイルを有すると共に、デュー
ティ信号に基づき、オンデューティ時には一方のコイル
のみに通電し、オフデューティ時にはもう一方のコイル
のみに通電し、デューティ信号のデューティ比を可変制
御することによりステータに発生させる正逆各磁束方向
の起磁力をコントロール可能に構成されていることを特
徴とする請求項2に記載のアクチュエータ。
3. The coil means has two coils for generating magnetic flux in opposite directions in the stator, and based on the duty signal, only one coil is energized during on-duty and only the other coil during off-duty. 3. The actuator according to claim 2, wherein the magnetomotive force in each of the forward and reverse magnetic flux directions generated in the stator is controllable by energizing the actuator and variably controlling the duty ratio of the duty signal.
【請求項4】 前記固定側部材が両永久磁石及びステー
タを内側にして環状に形成され、駆動側部材が両磁束分
流手段を外側に備えた回転自在なロータで構成され、 前記固定側部材の両永久磁石及びステータと駆動側部材
の両磁束分流手段との対向面がロータの回転軸と同心円
の円弧状に形成されていることを特徴とする請求項1〜
3のいずれかに記載のアクチュエータ。
4. The fixed side member is formed in an annular shape with both permanent magnets and a stator inside, and the drive side member is composed of a rotatable rotor provided with both magnetic flux shunting means on the outside. The opposing surfaces of the permanent magnets and the stator and the magnetic flux shunting means of the driving side member are formed in an arc shape concentric with the rotation axis of the rotor.
The actuator according to any one of 3 above.
【請求項5】 前記固定側部材の両永久磁石及びステー
タと駆動側部材の両磁束分流手段との対向面が直線状に
形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載のアクチュエータ。
5. The surface of each of the permanent magnets of the fixed member and the stator facing the magnetic flux shunting member of the driving member is formed in a straight line. Actuator described.
JP3807895A 1995-02-24 1995-02-27 Actuator Pending JPH08237930A (en)

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