JPH11102811A - ロータリアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 効率的に高速動作を行う事の出来るロータリ
アクチュエータを、回転トルクを落とす事なく、小型か
つ低コストで実現する。 【解決手段】 互いに極性の異るマグネット５と６を、
非磁性体７を介して、回転方向に配列してロータを形成
する。このロータを挟むように、ロータの両側に、各々
１個のコイル１と２を固定配置する。今、コイル１、２
にＡの方向の磁界が発生すると、マグネット６が発生す
る磁界Ｃによって、マグネット６は、コイル１、２の中
心から図の右方向にはじき出される力が働く。一方、マ
グネット５は自己が発生する磁場Ｂによって、コイル
１、２の中心へ引き込まれる力が働く。これによってロ
ータは図の右方向に回転する。又、コイル１、２の極性
を反転すると、マグネットには前述と逆の力が働き、ロ
ータは前と反対方向に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリアクチュ
エータの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来技術のロータリアクチュエ
ータの動作原理を示す概念図である。ロータを構成する
マグネット５を挟んで、一方の側にコイル１と３がマグ
ネット５の回転方向に固定配置されている。又、他方の
側にもコイル２と４が同様に固定配置されている。 （２）

【０００３】図において、マグネット５によって発生す
る磁界の方向は矢印Ａの方向である。この時、４つのコ
イル１〜４に通電して、コイル１、２、に発生する磁界
の方向をＢ、コイル３、４、に発生する磁界の方向をＣ
の様にする。

【０００４】これにより、マグネット５には、コイル
１、２の間からはじき出される力が働き、コイル３、４
間に吸引される力が働く。

【０００５】次に、コイル１、２とコイル３、４に流れ
る電流の向きを反対にすると、前述とは逆の作用によ
り、マグネット５はコイル３、４側からコイル１、２側
に回転する。

【０００６】この様にして、コイルの極性を切りかえる
事により、ロータのマグネット５を正転、逆転する事が
出来る。

【０００７】図２は、この様な動作を行う、従来技術の
ロータリアクチュエータの構造図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図、（ｄ）は
Ｂ−Ｂ断面図である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なコイ
ル配列においては、初期動作において、コイル１、２に
よる磁場からマグネット５がはじき出される力が働く
が、コイル３、４の磁場によっては、マグネット５が吸
引される力はほとんど働かない。

【０００９】従って、応答速度が遅くなり、高速動作が
要求される場合には、この様なコイル配列は効率が悪く
不具合である。

【００１０】そこで本発明は、この様な従来技術の欠点
を解決して、効率的に高速動作を行 （３） う事が出来るロータリアクチュエータを、回転トルクを
落とすことなく、小型かつ低コストで実現する事を目的
とする。

【００１１】

【課題を解決する手段】本発明は、コイル側に、反発磁
界と吸引磁界を作る２組のコイルを設けるのではなく、
一組のコイルが発生する磁界に対して、ロータ側に、反
発磁界と吸引磁界の両方を発生する２つの磁石を、逆極
性に配列した事を特徴とする。

【００１２】本発明の具体的な実施形態は、固定された
コイルと、このコイルの磁力線の方向に直角に永久磁石
が対向配置され、かつ回転自在に置かれたロータと、コ
イルとロータを覆って磁気回路を形成する磁性体のケー
スと、ロータの回転方向に直角にロータに固着され、か
つ、ケースより突き出た非磁性体のシャフトとから成る
ロータリアクチュエータにおいて、コイルは、ロータと
対向する少なくとも一方の面に１個配置され、ロータに
は、非磁性体を介して少なくとも２個の永久磁石を逆極
性に、かつ回転方向に配置し、コイルが発生する磁力線
の方向と同一方向の磁力線を発生する永久磁石の反発磁
力と、コイルが発生する磁力線の方向と逆方向の磁力線
を発生する永久磁石の吸引磁力とによって、ロータが回
転することを特徴とするロータリアクチュエータであ
る。尚、コイルは、ロータを挟んで対向する両面に各々
１個ずつ配置してもよい。

【００１３】

【実施の形態】図３は、本発明のロータリアクチュエー
タの動作原理を示す概念図である。ロータを挟んで２つ
のコイル１、２が対向配置されている。ロータには、互
いに極性の異るマグネット５と６が、非磁性体７を介し
て固着され、ロータと一体構成されている。

【００１４】今、コイル１により発生する磁界の方向を
Ａ、マグネット５による磁界の方向をＢ、マグネット６
による磁界の方向をＣとする。 （４）

【００１５】この様な磁界によって、マグネット６に
は、コイル１、２の中心から図の右方向にはじき出され
る力が働き、マグネット５にはコイル１、２の中心に引
き込まれる力が働く。これにより、ロータは図の右方向
に回転する。

【００１６】その後、コイル１、２の電流極性を反転す
ると、ロータに前述と逆方向の回転力が働き、ロータは
図示の位置に戻り、結果的にロータを正転、逆転する事
が出来る。

【００１７】この様な構造にする事によって、従来技術
に比べて、コイルスペースを大きく取りやすく、又、コ
イル１、２の磁場はマグネット６をはじき出してマグネ
ット５を引き込むという一連の動作を無駄なく行う事が
出来る。又、コイルを逆極性にすれば逆回転方向につい
ても同様の効果がある。

【００１８】図４は、本発明のロータリアクチュエータ
の構造図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、
（ｃ）はＡ−Ａ断面図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図である。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、コイルスペースを大きくとる
事により、コイルのインダクタンスは小さくなり高速応
答にも寄与する。さらに高い磁場を発生させる事が出来
るので、回転トルクも大きくする事が出来る。さらに、
コイル磁場は無駄なく、初期加速度に寄与する事が出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術のロータリアクチュエータの動作原理
を示す概念図。

【図２】従来技術のロータリアクチュエータの構造図
で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側 （５） 面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図で
ある。

【図３】本発明のロータリアクチュエータの動作原理を
示す概念図。

【図４】本発明のロータリアクチュエータの構造図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面
図、（ｄ）はＢ−Ｂ断面図である。

【符号の簡単な説明】

１〜４ コイル ５，６ マグネット ７ 非磁性体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定されたコイルと、前記コイルの磁力
   線の方向に直角に永久磁石が対向配置され、かつ回転自
   在に置かれたロータと、前記コイルと前記ロータを覆っ
   て磁気回路を形成する磁性体のケースと、前記ロータの
   回転方向に直角に前記ロータに固着され、かつ前記ケー
   スより突き出た非磁性体のシャフトとから成るロータリ
   アクチュエータにおいて、 前記コイルは、前記ロータと対向する少なくとも一方の
   面に１個配置され、前記ロータには、非磁性体を介して
   少なくとも２個の永久磁石を逆極性に、かつ回転方向に
   配置し、 前記コイルが発生する磁力線の方向と同一方向の磁力線
   を発生する永久磁石の反発磁力と、前記コイルが発生す
   る磁力線の方向と逆方向の磁力線を発生する永久磁石の
   吸引磁力とによって、前記ロータが回転することを特徴
   とするロータリアクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロータリアクチュエータ
   において、 前記コイルは、前記ロータを挟んで対向する両面に各々
   １個ずつ配置されている事を特徴とするロータリアクチ
   ュエータ。