JPWO2019021531A1 - 電磁アクチュエータおよび油圧調整機構 - Google Patents

Abstract

可動子の推力を向上させる電磁アクチュエータを得る。電磁アクチュエータ（１００）は、軸方向の一端に第一面、他端に第二面を有し、軸方向に筒状の空間が形成された軟質磁性体からなる固定子（１）と、筒状の空間内に配置され、軸方向に沿って移動される可動子（３）と、を備え、固定子（１）は、固定子（１）内に設けられ、固定子（１）を励磁するコイル（２）と、コイル（２）および可動子（３）の間に配置され、第一面側から第二面側に伸長するコア部（１１）と、コイル（２）および可動子（３）の間に配置され、第二面側から第一面側に突出する突起部（１２）と、を有し、可動子（３）は軟質磁性体からなる可動子コア（３１）と永久磁石（３２）で構成され、永久磁石（３２）の内径側または外形側の少なくとも一方が可動子コア（３１）に覆われることを特徴とする。

Description

本発明は、電磁力で磁性材製の可動子を直動運動させる電磁アクチュエータおよびこれを用いた油圧調整機構に関するものである。

従来、コイルが発生する電磁力により永久磁石を含む可動子が移動する電磁アクチュエータが知られている。この種の電磁アクチュエータでは、可動子内において永久磁石が発生する磁束はコイルが発生する磁束と同一方向である。この結果、コイルが発生する磁束に加え、永久磁石が発生する磁束が可動子に寄与するため推力が増大する（例えば、特許文献１）。

特開２０００−５０６０６（図１，３）

特許文献１に記載の可動子に磁石を配置した電磁アクチュエータは、永久磁石とコアケースの間に推力と反対方向の磁気吸引力が作用し、ストロークの一部で推力の増大量が低下する問題点があった。すなわち、ストローク開始時には可動子の移動方向に永久磁石による吸引力が作用しているが、可動子のストロークによって、永久磁石がコアケースの中心軸線部と吸引部との間隙に位置したとき、可動子とコアケースの吸引部との間および可動子とコアケースの中心軸線部との間にそれぞれ同等の吸引力が寄与してしまい、結果的に、永久磁石の吸引力による可動子の推力の向上を図ることができないという問題があった。これは、永久磁石が磁気抵抗となり可動子の推力の向上を妨げるためである。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ストロークの一部で発生する可動子の推力の増大量が低下する問題を防ぎ、可動子の推力を向上させる電磁アクチュエータを得ることを目的としている。

本発明に係る電磁アクチュエータは、軸方向の一端に第一面、他端に第二面を有し、軸方向に筒状の空間が形成された軟質磁性体からなる固定子と、筒状の空間内に配置され、軸方向に沿って移動される可動子と、を備え、固定子は、固定子内に設けられ、固定子を励磁するコイルと、コイルおよび可動子の間に配置され、第一面側から第二面側に伸長するコア部と、コイルおよび可動子の間に配置され、第二面側から第一面側に突出する突起部と、を有し、可動子は軟質磁性体からなる可動子コアと永久磁石で構成され、永久磁石の内径側または外形側の少なくとも一方が可動子コアに覆われることを特徴とする。

本願発明の電磁アクチュエータでは、永久磁石により形成される磁気回路が主に可動子内で形成され、推力と反対方向に生じる磁気吸引力の可動子への作用が著しく小さくなるため、可動子の推力が向上する効果を奏する。

本発明の実施の形態１における電磁アクチュエータの概略を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における電磁アクチュエータの概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における電磁アクチュエータの概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態１における電磁アクチュエータの効果を示す図である。 本発明の実施の形態２における電磁アクチュエータの概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態３における電磁アクチュエータの概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態３における電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態３おける電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態４における電磁アクチュエータの概略を示す斜視図である。 本発明の実施の形態４における電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態５における電磁アクチュエータの概略を示す断面図である。 本発明の実施の形態５における電磁アクチュエータの一部を示す断面図である。 本発明の実施の形態６における油圧調整機構の模式図である。

以下、本発明の実施の形態による電磁アクチュエータを図面に基づいて説明する。複数の実施の形態の説明において、実施の形態１と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００の概略を示す斜視図である。図１は説明の便宜上、固定子１、コイル２および可動子３、永久磁石３２の一部を断面図にて示している。図２は、電磁アクチュエータ１００の非通電時の概略を示す断面図である。図３は、電磁アクチュエータ１００の通電時の概略を示す断面図である。図４は、電磁アクチュエータ１００の可動子３の概略を示す断面図である。図４（ａ）は、図３の中から、可動子３を抜き出したものである。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

電磁アクチュエータ１００は、内側に円筒状の空間を有する固定子１と、固定子１内に配置されたコイル２、固定子１の内側の円筒状の空間を軸方向に移動する可動子３とで構成され、可動子３は可動子コア３１と永久磁石３２で構成される。
以下、説明の便宜上、固定子１において、コア部１１が設けられた面（図２のＵ）を上面（第一面）、固定子１の内空間において突起部１２が設けられた面（図２のＤ）を下面（第二面）と称する。軸方向とは、上面から下面へ向かう方向である。

固定子１は円筒状を呈し、上述したように、内側に円筒状の空間が設けられている。円筒状の空間は、固定子１の上面側から下面側に向かって伸長するコア部１１と、下面側から上面側に向かって伸長し、コア部１１の下端と対向する突起部１２とに周囲を囲まれることによって形成されている。コア部１１の下端と突起部１２の先端との間に、一定の距離を有する間隙がある。固定子１は、磁性体材料で構成されている。典型的な磁性体材料として、鉄が挙げられる。

可動子３は円筒状を呈し、内側に円筒状の中空部を有している。可動子３は、固定子１の内側に設けられた円筒状の空間内に、両者の軸方向が一致するように配置される。可動子３の下端面、すなわち、固定子１の下面と対向する可動子３の面は、固定子１の下面に設けられた突起部１２の内周側に配置されたばね４によって、固定子１と連結している。
なお、固定子１の円筒状の空間及び可動子３の円筒状の中空部は、共通の中心軸を具備している。

ばね４の弾性力によって、可動子３は固定子１の内側の円筒状の空間内に保持されている。可動子３は、磁性体材料で構成されている。典型的な磁性体材料として、鉄が挙げられる。可動子３を構成する磁性体材料は、固定子１の磁性体材料と同じ材料でも良いし、あるいは、異なる磁性体材料でも良い。
なお、実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００では、弾性部材の一種であるばね４を用いて可動子３を固定子１の下面に連結しているが、可動子３は固定子１の円筒状の空間内に油圧や空気圧に基づく保持手段によって移動自在に保持されてもよい。

コイル２は、固定子１内に設けられる。コイル２への通電によって発生する磁束２１は、固定子１のコア部１１、可動子コア３１、突起部１２の経路の順に周回することによって磁気回路を形成する。

図４（ｂ）に示すように、永久磁石３２は可動子３内に環状に形成される。永久磁石３２の軸方向の上下端面及び内周面は、可動子コア３１によって覆われる。一方、永久磁石３２の外周面は、円筒状の可動子３の外側面の一部をなし、外部に露出していて、固定子１の内側の円筒状の空間を形成する面と対向する。永久磁石３２の上下端面は、可動子コア３１の上下端面と平行な位置関係にある。図４（ｂ）で表されるように、環状に永久磁石３２が配置され、永久磁石３２の外周面は可動子３の側面の一部をなしている。なお、永久磁石３２の軸方向の上下端面の全面が可動子コア３１によって覆われていない構成としても良い。

永久磁石３２は上面から下面に向かう方向に着磁されている。これにより、図４（ａ）中の破線で示すように、永久磁石３２によって発生する磁束２２が、永久磁石３２の下端面から可動子コア３１内を経て、永久磁石３２の上端面へと向かう。したがって、永久磁石３２によって発生する磁束２２は、永久磁石３２の内周側でコイル２への通電によって可動子コア３１に発生する磁束２１とは反対方向となる。この点が、永久磁石によって発生する磁束とコイルによって発生する磁束の方向が一致する従来の電磁アクチュエータとは大きく相違する。
なお、上述の永久磁石３２の着磁方向は、コイル２の通電によって発生する磁束２１が、コア部１１から可動子コア３１、突起部１２の順に流れる場合である。コイル２の通電方向が反対の場合は、永久磁石３２の着磁方向も反対とする。

上述したように、永久磁石３２の上下端面は、可動子コア３１で覆われている。また、永久磁石３２の軸方向長さＬ１は、永久磁石３２の内周側に位置する可動子コア３１を構成する磁性体が、コイル２の非通電時に永久磁石３２によって発生する磁束２２によって磁気飽和しない距離であるのが望ましい。この理由は、可動子コア３１が磁束２２によって磁気飽和すると、可動子３から固定子１のコア部１１に向かって流れる磁束２２の量が増加し、可動子３に推力と反対方向の磁気吸引力が作用し、推力が低下してしまうからである。可動子コア３１が磁束２２によって磁気飽和しない場合は、磁束２２は主に可動子３内で形成される磁気回路を流れ、コア部１１に向かって流れる磁束２２の量が低減し、推力の低下を抑制できる。

コイル２の非通電時には、図２に示すように、固定子１の内側の円筒状の空間内において、永久磁石３２の下端面が固定子１のコア部１１の下端よりも上方になるように、可動子３が位置する。一方、コイル２への通電時には、図３に示すように、永久磁石３２の下端面は、固定子１のコア部１１の下端よりさらに下方、つまり、固定子１の下面側に移動する。かかる可動子３の移動の間、磁束２１は、固定子１のコア部１１、可動子コア３１、固定子１の突起部１２、の順に流れる。また、可動子コア３１の永久磁石３２の上下端面のそれぞれと同一平面で挟まれる空間内では、磁束２１と磁束２２の向きは反対方向であるため、磁束２１が磁束２２によって相殺される結果、磁束２１による可動子コア３１の磁気飽和が緩和される。したがって、コイル２への通電により発生する磁束２１の磁気抵抗がより小さくなるため、磁束２１の磁束量が増大し、可動子３の推力が向上する。

実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００の構成において、環状の永久磁石３２は、周方向に分割されており、所望の方向への着磁後に、可動子コア３１の外周面上に設けた環状溝に対して、外径方向から環状溝にはめ込むように挿入される。可動子コア３１と永久磁石３２との間に塗布された接着剤によって、永久磁石３２は可動子コア３１に一体的に固定される。

電磁アクチュエータ１００の動作について、以下に説明する。コイル２の非通電時は、可動子３は、固定子１の内側の円筒状の空間内において、ばね４の弾性力によって、永久磁石３２の下端面が固定子１のコア部１１の下端よりも上方になるように、保持されている。図２に示す位置が、ばね４の弾性力にて保持されている状態である。

次に、コイル２に通電した場合の可動子３の挙動を説明する。コイル２への通電により発生する磁束２１は、固定子１のコア部１１から可動子３の可動子コア３１を通り、突起部１２へと流れる磁気回路を形成する。

コイル２への通電時は、固定子１を流れる磁束２１が可動子コア３１内にも流れ、可動子３は固定子１と共に磁気回路を形成する。磁束２１は、固定子１および可動子コア３１の間に磁気吸引力を発生させる。そして、固定子１の突起部１２と可動子コア３１との間に作用する磁気吸引力のうち軸方向に働く成分によって、可動子３には、軸方向に沿って固定子１の下面へと向かう推力が発生する。可動子３の軸方向の推力が、その反力であるばね力や摩擦力などの合力より大きい場合、可動子３は、軸方向に沿って固定子１の下面へと移動する。

コイル２への通電を止めると、コイル２への通電により発生していた磁束２１が発生しなくなる結果、磁束２１による磁気吸引力も可動子３に作用しなくなる。そのため、可動子３は、ばね４の弾性力によって再び非通電時の位置へ復元する。このように、コイル２への通電および非通電の状態を切り替えることにより、可動子３は軸方向の往復運動を行う。

従来の電磁アクチュエータでは、上述したように、コイルによって可動子内に発生する磁束と、永久磁石から発生する磁束の方向は一致していたが、この場合、以下の問題が発生する。
図５は、本発明に係る電磁アクチュエータの効果を示す図である。ａ１の実線は、本発明に係る電磁アクチュエータのストロークに対する推力を示している。ａ２は、永久磁石を含む可動子部を備えた従来の電磁アクチュエータのストロークに対する推力を示している。ａ３は、永久磁石を含まない可動子部を備えた従来の電磁アクチュエータのストロークに対する推力を示している。ａ４は、永久磁石から発生する磁束が固定子のコア部と可動子との間に形成される磁気回路に流れることで、ストロークの一部、具体的には、可動子内の永久磁石の上端面が固定子のコア部の下端面より下方に位置する際に、永久磁石とコア部の間に推力と反対方向の磁気吸引力が作用する結果、可動子の推力に対する反力となって、可動子の推力が低下するという不具合を示している。ａ５は、コイルの非通電時における可動子の停止位置を示しており、ａ６は、コイルの通電時の可動子の停止位置を示している。

一方、本発明の実施の形態１の電磁アクチュエータ１００では、コイル２への通電によって磁束２１が発生した際に、可動子コア３１に磁気飽和が生じる。可動子コア３１において、最も磁気飽和が生じる箇所は永久磁石３２の軸方向の上下端面のそれぞれと同一平面で挟まれる空間に存在する磁性体部分である。なぜならば、かかる部分が、可動子コア３１において、軸方向に垂直な断面積が最も小さい部分だからである。

本発明の実施の形態１の電磁アクチュエータ１００は、永久磁石３２の内径側または外形側の少なくとも一方が可動子コア３１に覆われる。また、電磁アクチュエータ１００では、上述したように、磁束２１は、可動子コア３１の永久磁石３２の上下端面のそれぞれと同一平面で挟まれる空間を軸方向に流れ、その向きは永久磁石３２の着磁方向と同一方向である。かかる構成を採用した結果、可動子コア３１で永久磁石３２の上下端面のそれぞれと同一平面で挟まれる空間内では、磁束２１と磁束２２の向きは反対方向であるため、磁束２１が磁束２２によって相殺される結果、磁束２１による可動子コア３１の磁気飽和が緩和される。さらに、永久磁石３２から発生する磁束２２は、主に可動子３内で形成される磁気回路を流れることによって、可動子３と固定子１のコア部１１の間および可動子３と突起部１２の間にそれぞれ働く磁束２２による磁気吸引力が著しく低減する。そのため、従来の電磁アクチュエータで問題となった可動子３の推力がストロークの一部で低下するといった不具合が回避される結果、可動子３の推力が向上する。

実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００によれば、コイル２の非通電時は可動子コア３１内には永久磁石３２が発生させる磁束２２のみが流れるが、磁束２２は主に可動子コア３１内で形成される磁気回路を流れ、可動子コア３１外には殆ど流れない。したがって、可動子３と固定子１の突起部１２との間に作用する磁気吸引力と、可動子３とコア部１１の間に作用する磁気吸引力とを抑制できる。さらに、コイル２の通電時には、永久磁石３２が発生する磁束２２がコイル２によって発生する磁束２１の局所的な飽和を抑制するので、磁束２１の磁束量をより増大でき、また、永久磁石３２の磁束２２が主に可動子コア３１内を流れ、永久磁石３２とコア部１１との間に推力と反対方向に作用する磁気吸引力とを抑制できるため、可動子３においてストロークの一部で推力が低下するといった不具合が回避され、電磁アクチュエータ１００の動作全体として可動子の推力を向上できる効果を奏する。その結果、コイル２の非通電時に可動子３をより強いばねを用いて保持できるため、電磁アクチュエータ１００の耐振性が向上する。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２の電磁アクチュエータ２００について、図６、図７および図８を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る電磁アクチュエータ２００の概略を示す断面図である。図７（ａ）は電磁アクチュエータ２００の一部を示す断面図で、図６の可動子３を抜き出したものである。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図８は、本発明の実施の形態２における電磁アクチュエータ２００の一部を示す断面図である。
図６および図７において、図２および図４と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略し、実施の形態１の電磁アクチュエータ１００と構成および動作の異なる部分のみを説明する。

図６および図７を参照しつつ、可動子３に設けられた永久磁石３２の位置について説明する。本実施の形態２の電磁アクチュエータ２００において、永久磁石３２は、図７（ｂ）に示すように、環状に形成され、永久磁石３２の内周面は、円筒状の可動子３の内側面の一部をなし、可動子３の円筒状の中空部に露出している。一方、永久磁石３２の軸方向の上下端面及び外周面は、磁性体で構成される可動子コア３１で覆われる。永久磁石３２の上下端面は、可動子コア３１の上下端面と平行な位置関係にある。図７（ａ）の可動子３のＡ−Ａ断面である図７（ｂ）で表されるように、環状に永久磁石３２が配置され、永久磁石３２の内周面は可動子３の内側の中空部の内周面の一部をなしている。なお、永久磁石３２の軸方向の上下端面の全面が可動子コア３１によって覆われていない構成としても良い。

実施の形態２に係る電磁アクチュエータ２００の構成において、永久磁石３２は、例えば、軸方向に上下２分割された可動子コア３１に挟まれるように配置されることで形成され、永久磁石３２の内径側または外形側の少なくとも一方が可動子コア３１に覆われる。可動子コア３１の分割箇所の一例を、図８中の破線で示す。図８に示す可動子コア３１の軸方向の上部の分割部品３１１と、図８に示す可動子コア３１の軸方向の下部の分割部品３１２とにより、永久磁石３２が挟持される。かかる態様で分割構成された可動子コア３１は、分割部品３１１と分割部品３１２とを圧入もしくは接着材等で接合する工程を経て、永久磁石３２と一体となって固定される。

実施の形態２に係る電磁アクチュエータ２００によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、永久磁石３２が可動子３の内周側に配置されることで、実施の形態１の電磁アクチュエータ１００の構成と比較して永久磁石３２とコア部１１とが一層離間するため、磁束２２のコア部１１に流れる量が実施の形態１の電磁アクチュエータ１００よりさらに低減するので、可動子３とコア部１１との間に磁束２２による磁気吸引力が作用することに起因する可動子３の推力低下を、実施の形態１の電磁アクチュエータ１００よりさらに抑制できる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３の電磁アクチュエータ３００について、図９、図１０および図１１を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態３に係る電磁アクチュエータ３００の概略を示す断面図である。図１０（ａ）は電磁アクチュエータ３００の一部を示す断面図で、図９の可動子３を抜き出したものである。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１１は、本発明の実施の形態３における電磁アクチュエータ３００の可動子３を示す断面図である。
図９および図１０において、図２および図４と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略し、実施の形態１と構成および動作の異なる部分のみを説明する。

図９および図１０を参照しつつ、可動子３に設けられた永久磁石３２の位置について説明する。本実施の形態３の電磁アクチュエータ３００では、永久磁石３２は、図１０（ｂ）に示すように、可動子３内で環状に配置され、永久磁石３２は、軸方向の上下端面及び内外周面が磁性体で構成される可動子コア３１で覆われる。永久磁石３２の上下端面は、可動子３の上下端面と平行な位置関係にある。

図１１における破線が可動子３の分割箇所を示す。永久磁石３２は、環状に形成され、可動子コア３１は、凹部を有する部品３１３と環状の部品３１４の２部品に分割される。環状の永久磁石３２が、凹部を有する方の可動子コア３１３に挿入された後、もう一方の環状の可動子コア３１の部品３１４が凹部に挿入され、可動子コア３１の凹部を有する部品３１３、環状の部品３１４および永久磁石３２が、例えば接着材で固定されることで、可動子コア３１と永久磁石３２が一体となる。

実施の形態３に係る電磁アクチュエータ３００によれば、実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００と同様の効果に加え、永久磁石３２の上下端面及び内外周面と、全ての面が可動子コア３１に覆われることで、磁束２２がコア部１１に流れる量が実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００よりさらに低減するので、可動子３とコア部１１の間に磁束２２による磁気吸引力が作用することに起因する可動子３の推力低下を一層抑制できる。また、永久磁石３２全体が可動子コア３１に覆われることで、永久磁石３２に割れや欠けが発生した場合においても、永久磁石３２が可動子３から外れて飛散することを抑制できる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４の電磁アクチュエータ４００について、図１２および図１３を用いて説明する。図１２は、本発明の実施の形態４における電磁アクチュエータ４００の概略を示す斜視図である。図１３（ａ）は電磁アクチュエータ４００の一部を示す断面図で、図１２の可動子３を抜き出したものである。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１２および図１３において、図１および図４と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略し、実施の形態１と構成および動作の異なる部分のみを説明する。

図１３を参照しつつ、可動子３に設けられた永久磁石３２の位置について説明する。本実施の形態４の電磁アクチュエータ４００では、永久磁石３２は、図１３（ｂ）に示すように、複数の部位に分割されて、可動子３内に環状に配置される。すなわち、永久磁石３２の複数に分割された各部位が、可動子コア３１に外周面から径方向に複数設けられた溝にそれぞれ挿入されるように配置される。つまり、複数に分割された部位からなる永久磁石３２は外周面以外が磁性体で構成される可動子コア３１で覆われる。一方、永久磁石３２の外周面は、円筒状の可動子３の外側面の一部をなし、外部に露出していて、固定子１の内空間を形成する面と対向する。なお、永久磁石３２の上下端面は、可動子コア３１の上下端面と平行な位置関係にあり、全面が可動子コア３１によって覆われていない構成としても良い。

永久磁石３２の複数に分割された各部位が可動子コア３１に挿入された後、例えば接着材と永久磁石３２の磁力によって可動子コア３１に固定されることで、可動子コア３１と永久磁石３２が一体となる。

実施の形態４に係る電磁アクチュエータ４００によれば、実施の形態１と同様の効果に加え、Ａ−Ａ断面において、実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００と較べて永久磁石３２が占める軸方向に垂直な断面積の割合が減少し、可動子コア３１の断面積を大きく取れるので、可動子コア３１の磁気飽和がより緩和されるため、磁束２１の量がさらに増大し、推力が向上する。

本発明の実施の形態４に係る電磁アクチュエータ４００では永久磁石３２を可動子コア３１の外周面に設ける場合の例で説明したが、実施の形態２および実施の形態３に係る電磁アクチュエータ３００のように、可動子コア３１の内周面側、あるいは内部に永久磁石３２を設けても良い。

図４（ｂ）、図７（ｂ）、図１０（ｂ）および図１３（ｂ）にそれぞれ示される、可動子３の径方向長さＲに対して、永久磁石３２の径方向の長さｒは、０＜ｒ＜（Ｒ／２）の範囲内に設定される。これは、永久磁石３２の径方向の長さｒが、可動子３の径方向長さＲ／２以上の比率になると、コイル２の通電によって発生する磁束２１が通る可動子コア３１の断面積が小さくなり、磁気飽和が発生してしまう不具合が発生するためである。

実施の形態５
本発明の実施の形態５の電磁アクチュエータ５００について、図１４、１５を用いて説明する。図１４は、電磁アクチュエータ５００の非通電時の概略を示す断面図である。図１５（ａ）は電磁アクチュエータ５００の一部を示す断面図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１および図４と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略し、実施の形態１と構成および動作の異なる部分のみを説明する。

永久磁石３２は、上面と外周面が可動子コア３１で覆われ、下面が可動子３と一体となって動く駆動軸５０１で覆われるように構成されている。

永久磁石３２が可動子コア３１に挿入された後、駆動軸５０１が可動子コア３１に挿入されることで、可動子コア３１と永久磁石３２と駆動軸５０１とが一体となる。
なお、駆動軸５０１は、可動子３と一体となって動くように可動子コア３１に挿入されればよく、永久磁石３２の下面と直接接触しなくてもよい。

実施の形態５に係る電磁アクチュエータ５００によれば、実施の形態１に係る電磁アクチュエータ１００と同様の効果に加え、永久磁石３２の上面と外周面が可動子コア３１に覆われ、下面が駆動軸５０１に覆われることで、永久磁石３２に割れや欠けが発生した場合においても、永久磁石３２が可動子３から外れて飛散することを抑制できる。また、永久磁石３２の形状は、例えば円柱状で形成されても良く、特別な形状に加工する必要が無いために加工コストを低減できる。

実施の形態６．
実施の形態１から５に係る電磁アクチュエータを適用した一例として、電磁アクチュエータを用いた油圧調整機構６００の模式図を図１６に示す。かかる油圧調整機構６００は、可動子３に作用する推力により、駆動軸５０１及びスプール弁６０１が一体となって動くように構成されている。スリーブ６０２に設けられた各ポート６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄは、スプール弁６０１の往復運動によって開通または閉鎖することにより、油量を調整する。

実施の形態１から５に係る電磁アクチュエータを適用した実施の形態６に係る油圧調整機構６００は、前述の実施の形態１から５で説明した効果を奏するため、実施の形態６に係る油圧調整機構６００では、流路に流れる油量を精密に制御することが可能となる。

なお、実施の形態１から５に係る電磁アクチュエータの固定子１及び可動子３として、円筒形の形状を呈したものを用いているが、円筒形以外の形状であっても中心軸を具備しており、本願発明に係る電磁アクチュエータは同様の効果を奏する。また、実施の形態１から４に係る電磁アクチュエータの可動子３として、内側に円筒状の中空部を有するものを用いているが、中空部を有しない形状であっても中心軸を具備しており、本願発明に係る電磁アクチュエータは同様の効果を奏する。

なお、本発明は、実施の形態１から６で説明した形状に限定されるものでなく、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 固定子
２ コイル
３ 可動子
４ ばね
１１ コア部
１２ 突起部
２１ コイルが通電時に発生させる磁束
２２ 永久磁石が発生させる磁束
３０ 中心軸
３１ 可動子コア
３２ 永久磁石
１００、２００、３００、４００、５００ 電磁アクチュエータ
５０１ 駆動軸
６００ 油圧調整機構
６０１ スプール弁
６０２ スリーブ
６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄ ポート

本発明に係る電磁アクチュエータは、軸方向の一端に第一面、他端に第二面を有し、軸方向に筒状の空間が形成された軟質磁性体からなる固定子と、筒状の空間内に配置され、軸方向に沿って移動される可動子と、を備え、固定子は、固定子内に設けられ、固定子を励磁するコイルと、コイルおよび可動子の間に配置され、第一面側から第二面側に伸長するコア部と、コイルおよび可動子の間に配置され、第二面側から第一面側に突出する突起部と、を有し、可動子は軟質磁性体からなる可動子コアと永久磁石で構成され、永久磁石の内径側または外形側の少なくとも一方が可動子コアに覆われており、永久磁石は、永久磁石から発生し固定子を経由せずに永久磁石に流れる磁束が、永久磁石の軸方向両端面で挟まれる可動子コア内で、コイルに通電した場合に発生する磁束と反対向きとなるように着磁され、可動子は、コイルへの通電時に、永久磁石の第二面に対向する端面が、固定子のコア部の第二面を第一面から第二面に向かう方向に越えた位置から、固定子の第一面から第二面へ向かう方向に移動することを特徴とする。

Claims (12)

1. 軸方向の一端に第一面、他端に第二面を有し、
   軸方向に筒状の空間が形成された軟質磁性体からなる固定子と、
   前記筒状の空間内に配置され、前記軸方向に沿って移動される可動子と、
   を備え、
   前記固定子は、
   前記固定子内に設けられ、前記固定子を励磁するコイルと、
   前記コイルおよび前記可動子の間に配置され、前記第一面側から前記第二面側に伸長するコア部と、
   前記コイルおよび前記可動子の間に配置され、前記第二面側から第一面側に突出する突起部と、を有し、
   前記可動子は軟質磁性体からなる可動子コアと永久磁石で構成され、
   前記永久磁石の内径側または外形側の少なくとも一方が可動子コアに覆われることを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 前記永久磁石は、前記永久磁石から発生し前記固定子を経由せずに前記永久磁石に流れる磁束が、前記永久磁石の軸方向両端面で挟まれる前記可動子コア内で、前記コイルに通電した場合に発生する磁束と反対向きとなるように着磁されることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記可動子は、前記コイルへの通電時に、前記固定子の前記第一面から前記第二面へ向かう方向に移動し、
   前記永久磁石の前記第二面に対向する端面は、前記コイルへの通電時に、前記固定子の前記コア部の前記第二面に対向する端面よりさらに前記第二面側に位置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記永久磁石は、前記可動子コア内に環状に設けられた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記コイルの非通電時には、前記永久磁石の前記第二面側の端面は、前記コア部の前記第二面側の端面より前記第一面側に位置する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
6. 前記永久磁石は、内周側の面が前記可動子コアで覆われ、外周面が前記可動子の外部に露出して前記可動子の外側面の一部を構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
7. 前記永久磁石は、外周側の面が前記可動子コアで覆われ、内周面が前記可動子の中空部に露出して前記可動子の内側面の一部を構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
8. 前記永久磁石は、軸方向両端面及び内外周面が前記可動子コアで覆われることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
9. 前記永久磁石は、複数の部位に分割され、前記可動子内に環状に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
10. 前記永久磁石は、軸方向の前記第一面側の端面及び内外周面が前記可動子コアで覆われ、軸方向の前記第二面側の端面が前記可動子と一体に動く駆動軸で覆われることを特徴とする請求項１、２、３、５のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
11. 前記永久磁石は、軸方向両端面が前記可動子コアで覆われることを特徴とする請求項６、７、９のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータと、
    前記電磁アクチュエータの前記可動子によってスリーブ内を往復するスプール弁と、
    前記スリーブに設けられ、スプール弁の往復運動に伴い開閉する複数のポートと、
    を備える油圧調整機構。

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