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JP2007251118A - Actuator - Google Patents

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JP2007251118A
JP2007251118A JP2006250508A JP2006250508A JP2007251118A JP 2007251118 A JP2007251118 A JP 2007251118A JP 2006250508 A JP2006250508 A JP 2006250508A JP 2006250508 A JP2006250508 A JP 2006250508A JP 2007251118 A JP2007251118 A JP 2007251118A
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electromagnet
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magnetic flux
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Yosuke Muraguchi
洋介 村口
Hiroshi Nakagawa
洋 中川
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Shinko Electric Co Ltd
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Shinko Electric Co Ltd
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Abstract

【課題】アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させる。
【解決手段】アクチュエータ1は、第1の極10と、その内部に配置された永久磁石30と、第2の極11と、第3の磁12と、コイル50と、可動部材40とを有している。コイル50に対して所定方向に電流が流されると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面16、17との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により反時計回りに回転する。一方、コイル50に対して所定方向と反対方向に電流が流されると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面15、16との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により時計回りに回転する。
【選択図】図2
Response of an opening / closing operation of a valve or the like driven by an actuator is improved.
An actuator 1 includes a first pole 10, a permanent magnet 30 disposed therein, a second pole 11, a third magnet 12, a coil 50, and a movable member 40. is doing. When a current is applied to the coil 50 in a predetermined direction, the movable member 40 has a counterclockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 16 and 17 of the first pole 10, and a first 3 is rotated counterclockwise by a counterclockwise suction force acting between the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end of the movable member 40. On the other hand, when a current is applied to the coil 50 in a direction opposite to the predetermined direction, the movable member 40 causes the thrust in the clockwise direction to act between the protrusion 46 and the tip surfaces 15 and 16 of the first pole 10. And it rotates clockwise by the attraction | suction force of the clockwise direction which acts between the front end surface 18 of the 2nd pole 11, and the left end part of the movable member 40. As shown in FIG.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、往復動作を必要とする装置の駆動機構を実現するために用いられるアクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an actuator used for realizing a drive mechanism of a device that requires a reciprocating motion.

例えばエンジンの吸気ポートを開閉する吸気弁を駆動する電磁駆動機構には、吸気弁に連結されたアーマチェアと、アーマチェアの上側の閉弁用電磁石と、アーマチェアの下側においてアーマチェアを挟んで閉弁用電磁石と対向する開弁用電磁石とを有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この電磁駆動機構では、開弁用電磁石の電磁コイルに通電された場合には、アーマチェアが開弁用電磁石に吸引されることにより下降するので吸気弁が開弁する。一方、開弁用電磁石への通電が遮断され、閉弁用電磁石の電磁コイルに通電された場合には、アーマチェアが閉弁用電磁石に吸引されることにより上昇するので吸気弁が閉弁する。このように、閉弁用電磁石への通電と開弁用電磁石への通電とが交互に繰り返されることによって、吸気弁の開閉動作が行われる。
特開2000−65232号公報(図1)
For example, an electromagnetic drive mechanism that drives an intake valve that opens and closes an intake port of an engine includes an armature chair connected to the intake valve, a valve closing electromagnet on the upper side of the armature chair, and an armchair on the lower side of the armature chair for closing the valve. One having an electromagnet and a valve opening electromagnet is known (for example, see Patent Document 1). In this electromagnetic drive mechanism, when the electromagnetic coil of the valve opening electromagnet is energized, the armature is lowered by being attracted by the valve opening electromagnet, so that the intake valve is opened. On the other hand, when the energization of the valve opening electromagnet is cut off and the electromagnetic coil of the valve closing electromagnet is energized, the armature is raised by being attracted by the valve closing electromagnet, so that the intake valve is closed. In this manner, the energization of the valve closing electromagnet and the energization of the valve opening electromagnet are alternately repeated, whereby the intake valve is opened and closed.
JP 2000-65232 A (FIG. 1)

しかしながら、各電磁石の電磁コイルに通電された場合に、電磁石がアーマチェアを吸引する吸引力は、電磁石とアーマチェアとの間の距離が広くなるにつれて小さくなる。つまり、例えば吸気弁を閉弁状態から開弁状態へ変更する場合には、開弁用電磁石とアーマチェアとは大きく離れているので、開弁用電磁石の電磁コイルへの通電の開始と同時に、アーマチェアを下降させる方向への加速度を十分に得ることはできない。そのため、吸気弁をすばやく開弁状態へ変更するのは非常に困難である。このように、吸気弁の開閉動作(アーマチェアの移動方向の反転を含む)を急激に行うことができないので、吸気弁の開閉動作の応答速度は低くなる。その結果、吸気弁の開閉動作を適正に制御できないという問題が発生する。   However, when the electromagnetic coil of each electromagnet is energized, the attractive force that the electromagnet attracts the armature becomes smaller as the distance between the electromagnet and the armchair becomes larger. In other words, for example, when the intake valve is changed from the closed state to the open state, the opening electromagnet and the armature are largely separated from each other. The acceleration in the direction of lowering cannot be sufficiently obtained. Therefore, it is very difficult to quickly change the intake valve to the valve open state. As described above, since the opening / closing operation of the intake valve (including reversal of the moving direction of the armature) cannot be performed rapidly, the response speed of the opening / closing operation of the intake valve is lowered. As a result, there arises a problem that the opening / closing operation of the intake valve cannot be properly controlled.

そこで、本発明の目的は、バルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができるアクチュエータを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator that can improve the responsiveness of an opening / closing operation of a valve or the like.

課題を解決するための手段および発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明のアクチュエータは、3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、コイルを有していない第2の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第3の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、前記第1の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator according to the present invention is arranged in the central portion of a stator composed of three poles, and includes a first electromagnet pole that has a coil and generates magnetic flux, and one pole of the stator. A pole of a second electromagnet that does not have a single pole of the stator, and is disposed on the opposite side of the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet and has a coil. A movable member that is rotatably supported by a pole of the third electromagnet that is not provided, an end face of the protruding portion that faces the first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet, and the first electromagnet A permanent magnet arranged to divide the pole of the first electromagnet into a pole-side portion of the second electromagnet and a pole-side portion of the third electromagnet. And energization control so that the direction of the current flowing in the coil of the pole of the first electromagnet changes Thus, a magnetic flux passing through the movable member is generated by a magnetic flux generated by energization of the poles of the first to third electromagnets and a magnetic flux of the permanent magnet, and the movable member is rotationally driven. is there.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotated by thrust and attractive force. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator can be improved. .

本発明のアクチュエータは、3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第1の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第3の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、前記第2の電磁石の極のコイル及び第3の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention is arranged in the central part of a stator composed of three poles, and is a first electromagnet pole that does not have a coil and one pole of the stator that has a coil. A pole of a second electromagnet that generates a cage magnetic flux and one pole of the stator, and is disposed on the opposite side of the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet, and has a coil. And a movable member that is provided with a third electromagnet pole for generating magnetic flux, and an end face of a projection facing the first magnetic pole face of the first electromagnet pole, and is rotatably supported; Built into the pole of the first electromagnet and arranged to divide the pole of the first electromagnet into a pole-side portion of the second electromagnet and a pole-side portion of the third electromagnet A coil of a pole of the second electromagnet and a coil of a pole of the third electromagnet By conducting energization control so that the direction of the flowing current changes, a magnetic flux passing through the movable member is generated by a magnetic flux generated by energization of the poles of the first to third electromagnets and a magnetic flux of the permanent magnet, and the movable member is It is characterized by being driven to rotate.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotated by thrust and attractive force. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator can be improved. .

本発明のアクチュエータにおいて、前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第2の電磁石の極側の端部が接触する第2の磁極面を有する第2の永久磁石と、前記第3の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第3の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第2の磁極面と異なる極性の第3の磁極面を有する第3の永久磁石とをさらに備えていてもよい。   In the actuator of the present invention, a second magnetic pole surface that is incorporated in the pole of the second electromagnet and that contacts the end of the movable member on the pole side of the second electromagnet when the movable member is rotatable. A second permanent magnet having a pole of the third electromagnet, and an end of the movable member on the pole side of the third electromagnet in contact with each other when the movable member is rotatable. And a third permanent magnet having a third magnetic pole surface having a polarity different from that of the magnetic pole surface.

この構成によると、コイルに電流が流れなくなった場合でも、永久磁石の磁力により、可動部材の状態を保持することができる。   According to this configuration, even when no current flows through the coil, the state of the movable member can be maintained by the magnetic force of the permanent magnet.

本発明のアクチュエータにおいて、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面が略ダブテール形状の凹部で形成されていてもよい。   In the actuator of the present invention, the first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet may be formed by a substantially dovetail-shaped recess.

この構成によると、可動部材を回転させる吸引力が大きくなるので、可動部材の回転方向をさらに速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をより向上させることができる。   According to this configuration, since the suction force for rotating the movable member increases, the rotation direction of the movable member can be changed more quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator can be further improved. Can do.

本発明のアクチュエータは、2極で構成される固定子の中央部分に配置されたコイルを有しており磁束を生成する略ダブテール形状の磁束生成部分と、前記磁束生成部分の一方の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第1の磁極面を有する第1の電磁石の極と、前記磁束生成部分の前記第1の電磁石の極と反対側の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第2の磁極面を有する第2の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第1の永久磁石と、前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記第2の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第2の永久磁石と、前記第1及び第2の磁極面にそれぞれ対向する突起部が設けられ、回転可能に支持された可動部材とを備えており、前記磁束生成部分のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1及び第2の電磁石の極の通電による磁束及び前記第1及び第2の永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention has a coil disposed in the central portion of a stator composed of two poles, and has a substantially dovetail-shaped magnetic flux generating portion that generates magnetic flux, and one pole of the magnetic flux generating portion. A pole of a first electromagnet having a first magnetic pole face formed with a substantially dovetail-shaped recess, and a pole opposite to the pole of the first electromagnet of the magnetic flux generating portion, and having a substantially dovetail-shaped recess A second electromagnet pole having a second magnetic pole face formed with a magnetic pole face incorporated in the first electromagnet pole and parallel or inclined to the axis of the first electromagnet pole. A first permanent magnet, a second permanent magnet incorporated in the pole of the second electromagnet, and having a magnetic pole face parallel to or inclined with respect to the axis of the pole of the second electromagnet; Protrusions that face the two magnetic pole faces are provided. A movable member that is rotatably supported, and by controlling energization so that the direction of the current flowing in the coil of the magnetic flux generation portion changes, the magnetic flux generated by energization of the poles of the first and second electromagnets and A magnetic flux passing through the movable member is generated by the magnetic fluxes of the first and second permanent magnets, and the movable member is rotationally driven.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotated by thrust and attractive force. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator can be improved. .

本発明のアクチュエータは、3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、コイルを有していない第2の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第3の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面に組み込まれており、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにN極とS極とに配置された永久磁石とを備えており、前記第1の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator according to the present invention is arranged in the central portion of a stator composed of three poles, and includes a first electromagnet pole that has a coil and generates magnetic flux, and one pole of the stator. A pole of a second electromagnet that does not have a single pole of the stator, and is disposed on the opposite side of the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet and has a coil. A movable member that is rotatably supported by a pole of the third electromagnet that is not provided, an end face of the protruding portion that faces the first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet, and the first electromagnet A first magnetic pole surface of the first electromagnet, and a pole-side portion of the second electromagnet and a pole-side portion of the third electromagnet. And a permanent magnet disposed on the N pole and the S pole so as to be divided at the center, and the pole of the first electromagnet By conducting energization control so that the direction of the current flowing through the coil changes, a magnetic flux passing through the movable member is generated by the magnetic flux generated by energizing the poles of the first to third electromagnets and the magnetic flux of the permanent magnet, and the movable The member is rotationally driven.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotated by thrust and attractive force. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator can be improved. .

本発明のアクチュエータは、3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第1の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第3の電磁石の極と、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面に組み込まれており、前記第1の電磁石の極の磁極面を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにN極とS極とに配置された永久磁石とを備えており、前記第2の電磁石の極のコイル及び第3の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。   The actuator of the present invention is arranged in the central part of a stator composed of three poles, and is a first electromagnet pole that does not have a coil and one pole of the stator that has a coil. A pole of a second electromagnet that generates a cage magnetic flux and one pole of the stator, and is disposed on the opposite side of the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet, and has a coil. And a movable member that is provided with a third electromagnet pole for generating magnetic flux, and an end face of a projection facing the first magnetic pole face of the first electromagnet pole, and is rotatably supported; It is incorporated in the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet, and the pole face of the pole of the first electromagnet is divided into the pole-side part of the second electromagnet and the pole-side part of the third electromagnet. And a permanent magnet disposed on the N pole and the S pole so as to be divided at the center, and the second electromagnetic By controlling energization so that the direction of the current flowing through the coil of the first electrode and the coil of the third electromagnet changes, the magnetic flux generated by the energization of the poles of the first to third electromagnets and the magnetic flux of the permanent magnet A magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotationally driven.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotated by thrust and attractive force. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator can be improved. .

本発明のアクチュエータにおいて、前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第2の電磁石の極側の端部が接触する第2の磁極面を有する第2の永久磁石と、前記第3の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第3の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第2の磁極面と異なる極性の第3の磁極面を有する第3の永久磁石とをさらに備えていることを特徴とするものである。   In the actuator of the present invention, a second magnetic pole surface that is incorporated in the pole of the second electromagnet and that contacts the end of the movable member on the pole side of the second electromagnet when the movable member is rotatable. A second permanent magnet having a pole of the third electromagnet, and an end of the movable member on the pole side of the third electromagnet in contact with each other when the movable member is rotatable. And a third permanent magnet having a third magnetic pole surface having a different polarity from that of the magnetic pole surface.

この構成によると、コイルに電流が流れなくなった場合でも、永久磁石の磁力により、可動部材の状態を保持することができる。   According to this configuration, even when no current flows through the coil, the state of the movable member can be maintained by the magnetic force of the permanent magnet.

本発明に係るアクチュエータは、3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、固定子の1つの極であり、コイルを有していない第2の電磁石の極と、固定子の1つの極であり、第1の電磁石の極に対して第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第3の電磁石の極と、第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、第1の電磁石の極に組み込まれており、第1の電磁石の極を第2の電磁石の極側の部分と第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、第1の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び永久磁石の磁束によって可動部材を通過する磁束を発生し、可動部材を回転駆動し、可動部材が回転駆動された場合における可動部材の端部の可動領域の近傍まで、第2の電磁石の極および第3の電磁石の極の先端部が延在して設けられているものである。   The actuator according to the present invention is arranged in the central part of a stator composed of three poles, and includes a first electromagnet pole that has a coil and generates magnetic flux, and one pole of the stator, A pole of the second electromagnet that does not have a pole and one pole of the stator, and is disposed on the opposite side of the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet and has no coil A pole of the third electromagnet and an end face of the projecting portion facing the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet are provided and are rotatably supported and incorporated in the pole of the first electromagnet. And the first electromagnet includes a permanent magnet arranged to divide the pole of the first electromagnet into a pole-side portion of the second electromagnet and a pole-side portion of the third electromagnet. By controlling the energization so that the direction of the current flowing through the coil of the first electrode changes, the first to third electromagnets The magnetic flux passing through the movable member is generated by the magnetic flux generated by the energization of the magnetic field and the magnetic flux of the permanent magnet, and the movable member is rotationally driven, and the second member is moved to the vicinity of the movable region at the end of the movable member when the movable member is rotationally driven. The end portions of the electromagnet poles and the third electromagnet poles are provided so as to extend.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。また、第2の電磁石の極の先端部と、第3の電磁石の極の先端部とが可動部材の可動領域に対して延在して設けられているため、各先端部と可動部材との間における空隙部分の磁気抵抗を小さくすることができるので、電流切り替え時のトルクが増加し、可動部の方向を切り換えやすく、かつ応答性の向上を図ることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing in the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is rotated by thrust and attractive force. Therefore, compared with the case where the movable member is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator can be improved. . Moreover, since the tip part of the pole of the second electromagnet and the tip part of the pole of the third electromagnet are provided to extend with respect to the movable region of the movable member, each tip part and the movable member Since the magnetic resistance of the gap portion between them can be reduced, the torque at the time of current switching increases, the direction of the movable part can be easily switched, and the responsiveness can be improved.

第2の電磁石の極の先端部は、L字を形成する第1の面および第2の面を有し、第3の電磁石の極の先端部は、L字とは線対称の逆L字を形成する第3の面および第4の面を有し、可動部材は、中央部が軸支され、第1状態および第2状態を繰り返す揺動動作を行い、第1の面は、可動部材が第1状態の場合に可動部材の上端面と接触可能に設けられ、第3の面は、可動部材が第2の状態の場合に可動部材の上端面と接触可能に設けられ、第2の面は、可動部材が第2の状態の場合に第1の面に接触していた可動部材の上端面近傍まで延在して設けられ、第4の面は、可動部材が第1の状態の場合に第3の面に接触していた可動部材の上端面近傍まで延在して設けられてもよい。   The tip of the pole of the second electromagnet has a first surface and a second surface forming an L-shape, and the tip of the pole of the third electromagnet is an inverted L-shape that is line-symmetric with the L-shape. The movable member has a third surface and a fourth surface, and the movable member is pivotally supported at the center, and performs a swinging motion that repeats the first state and the second state. The first surface is a movable member. Is provided in contact with the upper end surface of the movable member when the movable member is in the first state, and the third surface is provided in contact with the upper end surface of the movable member when the movable member is in the second state. The surface is provided to extend to the vicinity of the upper end surface of the movable member that has been in contact with the first surface when the movable member is in the second state, and the fourth surface is the movable member in the first state. In this case, it may be provided to extend to the vicinity of the upper end surface of the movable member that has been in contact with the third surface.

この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって、可動部材が第1状態と第2状態とを繰り返して揺動する。また、第1状態から第2状態への移行時および第2状態から第1状態への移行時において、第2の面または第4の面が、可動部材の端部近傍にまで延在して形成されているので、可動部材の磁束発生を容易にし、可動部材の推力および吸引力の方向切り替えが容易となり、開閉動作の電流切り替え時のトルクを増大することができ、かつ応答性のさらなる向上を図ることができる。   According to this configuration, when energization control is performed so that the direction of the current flowing through the coil is changed, a magnetic flux passing through the movable member is generated, and the movable member is changed between the first state and the second state by the thrust and the attraction force. Swing repeatedly. Further, at the time of transition from the first state to the second state and at the time of transition from the second state to the first state, the second surface or the fourth surface extends to the vicinity of the end of the movable member. Since it is formed, it is easy to generate magnetic flux of the movable member, it is easy to switch the direction of the thrust and attractive force of the movable member, the torque when switching the current of the opening and closing operation can be increased, and the responsiveness is further improved Can be achieved.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an actuator according to a first embodiment of the present invention.

図1のアクチュエータ1は、第1の電磁石の極10(以下、第1の極10と称する)と、第2の電磁石の極11(以下、第2の極11と称する)と、第3の電磁石の極12(以下、第3の極12と称する)と、これらを連結する連結部14、15とから構成される固定子である鉄心2を有している。第1〜第3の極10〜12は、一方向(図1では上下方向)に延在する棒状の部材であり、所定間隔を隔てて対向している。第3の極12は、第1の極10に対して第2の極11と反対側に配置されている。第1の極10と第2の極11とは、それらの上端部同士が連結部14を介して連結され、第1の極10と第3の極12とは、それらの上端部同士が連結部15を介して連結されており、鉄心2は略逆W型の断面を有している。   1 includes a first electromagnet pole 10 (hereinafter referred to as a first pole 10), a second electromagnet pole 11 (hereinafter referred to as a second pole 11), and a third electromagnet pole 10. It has an iron core 2 that is a stator composed of an electromagnet pole 12 (hereinafter referred to as a third pole 12) and connecting portions 14 and 15 for connecting them. The first to third poles 10 to 12 are rod-shaped members extending in one direction (vertical direction in FIG. 1) and are opposed to each other with a predetermined interval. The third pole 12 is disposed on the opposite side of the second pole 11 with respect to the first pole 10. The upper ends of the first pole 10 and the second pole 11 are connected to each other via a connecting portion 14, and the upper ends of the first pole 10 and the third pole 12 are connected to each other. The iron core 2 has a substantially inverted W-shaped cross section.

第1の極10の中央位置には、上下方向に延在する永久磁石30が配置されている。永久磁石30は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。永久磁石30は、第1の極10を第2の極11側の部分と第3の極12側の部分とに分割するように配置されている。本実施の形態では、永久磁石30のN極となる面が左側(第2の極11に近接する側)になると共に、永久磁石30のS極となる面が右側(第3の極12に近接する側)になるように配置されている。また、永久磁石30の下端部は、第1の極10の先端面と一致している。   A permanent magnet 30 extending in the vertical direction is disposed at the center position of the first pole 10. The permanent magnet 30 is a plate-like member, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. The permanent magnet 30 is arranged so as to divide the first pole 10 into a part on the second pole 11 side and a part on the third pole 12 side. In the present embodiment, the surface that becomes the N pole of the permanent magnet 30 is on the left side (side adjacent to the second pole 11), and the surface that becomes the S pole of the permanent magnet 30 is on the right side (to the third pole 12). It is arranged so as to be on the adjacent side. Further, the lower end portion of the permanent magnet 30 coincides with the front end surface of the first pole 10.

ここで、第1の極10の先端面(後述する先端面16、17)は上方に窪んだ円弧状になっており、この先端面が磁極面となる。また、第2の極11の先端面18及び第3の極12の先端面19は外側から内側下方に向かって傾斜しており、これらの先端面がそれぞれの磁極面となる。そのため、後述する可動部材40が回転した場合に、可動部材40と第2の極11の先端面18及び第3の極12の先端面19とが隙間なく接触可能になる。   Here, the tip surface (tip surfaces 16 and 17 described later) of the first pole 10 has an arc shape that is recessed upward, and this tip surface becomes a magnetic pole surface. The tip surface 18 of the second pole 11 and the tip surface 19 of the third pole 12 are inclined from the outside toward the inside and below, and these tip surfaces serve as magnetic pole surfaces. For this reason, when the movable member 40 described later rotates, the movable member 40 and the distal end surface 18 of the second pole 11 and the distal end surface 19 of the third pole 12 can come into contact with no gap.

そして、永久磁石30は上述した向きに配置されているので、第1の極10の先端面の永久磁石30より左側の部分(以下、先端面16と称する)がN極の極性を有し、先端面の永久磁石30より右側の部分(以下、先端面17と称する)がS極の極性を有している。つまり、第1の極10は、N極の磁極面及びS極の磁極面を有していることになる。また、第2の極11の先端面18は、N極の極性を有し、第3の極12の先端面19は、S極の極性を有している。   And since the permanent magnet 30 is arranged in the above-described direction, the portion on the left side of the permanent magnet 30 on the front end surface of the first pole 10 (hereinafter referred to as the front end surface 16) has the polarity of the N pole, The portion on the right side of the permanent magnet 30 on the front end surface (hereinafter referred to as the front end surface 17) has the polarity of the south pole. That is, the first pole 10 has an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face. The tip surface 18 of the second pole 11 has an N-pole polarity, and the tip surface 19 of the third pole 12 has an S-pole polarity.

また、第1の極10の下方の領域には、回転軸41を支点として回転可能な可動部材40が配置されている。可動部材40は、第2の極11の先端面18と第3の極12の先端面19との間の距離とほぼ同じ長さの揺動部45と、揺動部45の中心位置から垂直上方向に突出する突起部46とを有している。可動部材40は、揺動部45の中心位置で回転軸41に支持されている。回転軸41は、第1の極10の軸方向中心位置の下方において、水平方向(図では紙面奥方向)に延在している。そのため、可動部材40は、回転軸41を支点として上下に揺動可能である。可動部材40にはアクチュエータ1により駆動されるバルブ等(図示しない)が連結されているので、可動部材40が揺動することによりバルブ等を往復動させることが可能である。ここで、図1では、可動部材40の揺動部45が水平になっている状態が図示されている。そして、可動部材40は、時計回りに回転することにより、揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に接触可能であり、反時計回りに回転することにより、揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に接触可能である。また、可動部材40の突起部46の先端面は第1の極10の先端面(円弧状部分)とほぼ同じ曲率になっている。従って、可動部材40が揺動した場合には、突起部46の先端面と第1の極10の先端面との間には、常に僅かな隙間が形成された状態になる。   A movable member 40 that can rotate about the rotation shaft 41 is disposed in a region below the first pole 10. The movable member 40 includes an oscillating portion 45 having a length substantially the same as the distance between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the distal end surface 19 of the third pole 12, and is perpendicular to the center position of the oscillating portion 45. And a protrusion 46 protruding upward. The movable member 40 is supported by the rotation shaft 41 at the center position of the swinging portion 45. The rotation shaft 41 extends in the horizontal direction (in the drawing, the depth direction in the drawing) below the axial center position of the first pole 10. Therefore, the movable member 40 can swing up and down with the rotating shaft 41 as a fulcrum. Since the movable member 40 is connected to a valve or the like (not shown) driven by the actuator 1, the valve or the like can be reciprocated when the movable member 40 swings. Here, FIG. 1 shows a state where the swinging portion 45 of the movable member 40 is horizontal. The movable member 40 can rotate clockwise so that the left end portion of the swinging portion 45 can contact the distal end surface 18 of the second pole 11, and can rotate counterclockwise to rotate the swinging portion. The right end portion of 45 can contact the distal end surface 19 of the third pole 12. Further, the distal end surface of the protrusion 46 of the movable member 40 has substantially the same curvature as the distal end surface (arc-shaped portion) of the first pole 10. Therefore, when the movable member 40 swings, a slight gap is always formed between the tip surface of the protrusion 46 and the tip surface of the first pole 10.

また、第1の極10の周囲には、コイル50が巻回されている。ここで、コイル50は、第1の極10の周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図1では模式的に図示されている。そして、コイル50の両端部は、電流制御装置(図示しない)に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。   A coil 50 is wound around the first pole 10. Here, the coil 50 is wound around the first pole 10 by a plurality of turns, but is schematically illustrated in FIG. 1. Both ends of the coil 50 are connected to a current control device (not shown), and the value of current flowing in the coil and its direction are controlled.

なお、本実施の形態のアクチュエータ1は、往復移動を必要とする装置、つまり、機械式カムで実施されているエンジンのバルブ、ソレノイドやリニアモータが用いられる油圧・空圧用バルブ、ポンプやコンプレッサーの機構の簡素化及び高性能化を図るために用い
られる。
The actuator 1 of this embodiment is a device that requires reciprocal movement, that is, an engine valve implemented by a mechanical cam, a hydraulic / pneumatic valve using a solenoid or a linear motor, a pump or a compressor. Used to simplify the mechanism and improve performance.

次に、アクチュエータ1の動作について、図2を参照して説明する。図2は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル50に対して、図2(a)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10では下向きの磁束が発生し、左側の磁極であるN極が強められる。そのため、第1の極10のN極から可動部材40を通り第3の極12のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、永久磁石30、第1の極10の先端面16、可動部材40の突起部46、揺動部45の右側の部分、第3の極12、連結部15を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極10の先端面16と可動部材40の突起部46の先端面との間には互いに同じ方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生し、第1の極10の先端面17と可動部材40の突起部46の先端面との間には、互いに反対の方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生する。このとき、可動部材40の突起部46と第1の極10の先端面16、17との間には、反時計回り方向(先端面17から先端面16に向かう接線方向)の推力が作用する。そのため、可動部材40の突起部46は、その先端面と第1の極10の先端面16との対向面積がその先端面と第1の極10の先端面17との対向面積より大きくなる方向、つまり、左方に移動する。   First, when a current flows through the coil 50 in the direction shown in FIG. 2A, a downward magnetic flux is generated in the first pole 10, and the N pole that is the left magnetic pole is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the first pole 10 to the S pole of the third pole 12 through the movable member 40 is generated. That is, at this time, the permanent magnet 30, the tip surface 16 of the first pole 10, the protrusion 46 of the movable member 40, the right part of the swinging part 45, the third pole 12, and the connecting part 15 are sequentially passed. A clockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated. Then, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 in the same direction are generated between the front end surface 16 of the first pole 10 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40, and the first pole The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 in opposite directions are generated between the front end surface 17 of the tenth and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40. At this time, thrust in a counterclockwise direction (a tangential direction from the tip surface 17 toward the tip surface 16) acts between the protrusion 46 of the movable member 40 and the tip surfaces 16 and 17 of the first pole 10. . Therefore, the protrusion 46 of the movable member 40 has a direction in which the facing area between the tip surface and the tip surface 16 of the first pole 10 is larger than the facing area between the tip surface and the tip surface 17 of the first pole 10. That is, move left.

また、このとき、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とを足し合わした反時計回り方向の吸引力が可動部材40に作用する。一方、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材40は揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に近づく方向、つまり、反時計回り方向に回転する。   Further, at this time, between the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40, the counterclockwise direction in which the attraction force by the electromagnet of the coil 50 and the attraction force by the permanent magnet 30 are added together is added. A suction force acts on the movable member 40. On the other hand, between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40, the attractive force by the electromagnet of the coil 50 and the attractive force by the permanent magnet 30 cancel each other. Therefore, the attractive force acting between the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40 is increased, and the tip surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40 are increased. Since the attractive force acting in between decreases, the movable member 40 rotates in the direction in which the right end portion of the swinging portion 45 approaches the distal end surface 19 of the third pole 12, that is, in the counterclockwise direction.

このように、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面16、17との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として反時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面16に対向し、且つ、揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に接触する状態になる。   As described above, the movable member 40 is movable in the counterclockwise direction acting between the protrusion 46 and the distal end surfaces 16 and 17 of the first pole 10 and the distal end surface 19 of the third pole 12. Due to the counterclockwise suction force acting between the right end portion of the member 40, it rotates counterclockwise around the rotating shaft 41, and the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 is the first pole 10. Opposite to the tip surface 16, the right end portion of the swinging portion 45 comes into contact with the tip surface 19 of the third pole 12.

一方、コイル50に対して、図2(b)に図示される方向に電流が流されると、第1の極10では上向きの磁束が発生し、右側の磁極であるS極が強められる。そのため、第2の極11のN極から可動部材40を通り第1の極10のS極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、永久磁石30、連結部14、第2の極11、可動部材40の揺動部45の左側の部分、突起部46、第1の極10の先端面17を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極10の先端面16と可動部材40の突起部46の先端面との間には互いに反対の方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生し、第1の極10の先端面17と可動部材40の突起部46の先端面との間には、互いに同じ方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生する。このとき、可動部材40の突起部46と第1の極10の先端面16、17との間には、時計回り方向(先端面16から先端面17に向かう接線方向)の推力が作用する。そのため、可動部材40の突起部46は、その先端面と第1の極10の先端面17との対向面積がその先端面と第1の極10の先端面16との対向面積より大きくなる方向、つまり、右方に移動する。   On the other hand, when a current flows through the coil 50 in the direction shown in FIG. 2B, an upward magnetic flux is generated in the first pole 10, and the S pole, which is the right magnetic pole, is strengthened. Therefore, a magnetic flux that flows from the N pole of the second pole 11 to the S pole of the first pole 10 through the movable member 40 is generated. That is, at this time, the permanent magnet 30, the connecting portion 14, the second pole 11, the left portion of the swinging portion 45 of the movable member 40, the protrusion 46, and the tip surface 17 of the first pole 10 are sequentially passed. A clockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated. Then, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 in the opposite directions are generated between the front end surface 16 of the first pole 10 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40, Between the tip surface 17 of the pole 10 and the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are generated in the same direction. At this time, a thrust in the clockwise direction (a tangential direction from the distal end surface 16 toward the distal end surface 17) acts between the protrusion 46 of the movable member 40 and the distal end surfaces 16 and 17 of the first pole 10. Therefore, the protrusion 46 of the movable member 40 has a direction in which the facing area between the tip surface and the tip surface 17 of the first pole 10 is larger than the facing area between the tip surface and the tip surface 16 of the first pole 10. That is, move to the right.

また、このとき、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とを足し合わした時計回り方向の吸引力が可動部材40に作用する。一方、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材40は揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に近づく方向、つまり、時計回り方向に回転する。   Further, at this time, between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40, the clockwise attraction in which the attraction force by the electromagnet of the coil 50 and the attraction force by the permanent magnet 30 are added together. A force acts on the movable member 40. On the other hand, between the distal end surface 19 of the third pole 12 and the right end of the movable member 40, the attractive force by the electromagnet of the coil 50 and the attractive force by the permanent magnet 30 cancel each other. Therefore, the attractive force acting between the tip surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40 is increased, and the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40 are increased. Since the attractive force acting in between decreases, the movable member 40 rotates in the direction in which the left end portion of the swinging portion 45 approaches the tip surface 18 of the second pole 11, that is, in the clockwise direction.

このように、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面15、16との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面17に対向し、且つ、揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に接触する状態になる。   As described above, the movable member 40 includes the clockwise thrust acting between the protrusion 46 and the distal end surfaces 15 and 16 of the first pole 10, and the distal end surface 18 and the movable member of the second pole 11. Due to the clockwise attractive force acting between the left end portion of 40 and the rotating shaft 41 as a fulcrum, the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 is the tip surface 17 of the first pole 10. And the left end portion of the swinging portion 45 comes into contact with the tip surface 18 of the second pole 11.

アクチュエータ1では、コイル50に流れる電流を制御し、可動部材40の回転方向を変更することにより、可動部材40に連結されたバルブ等を往復移動させることができる。   In the actuator 1, by controlling the current flowing in the coil 50 and changing the rotation direction of the movable member 40, a valve connected to the movable member 40 can be reciprocated.

ここで、本実施の形態のアクチュエータ1では、可動部材40を回転させる力は、吸引力と推力とを足し合わした力である。従って、例えば可動部材40が突起部46を有していないで揺動部45の両端部に作用する吸引力だけで回転する場合と比較すると、可動部材40が突起部46に作用する推力の分だけ可動部材40を回転させる力が増加する。また、突起部46に作用する推力で発生するトルクは、突起部の長さと推力とを乗じた値であるから、突起部46に作用する推力が同じである場合には、可動部材40を回転させる力は突起部の長さが長い方が大きくなる。   Here, in the actuator 1 of the present embodiment, the force for rotating the movable member 40 is a force obtained by adding the suction force and the thrust force. Therefore, for example, as compared with the case where the movable member 40 does not have the protrusion 46 and rotates only by the suction force acting on both ends of the swinging portion 45, the amount of thrust that the movable member 40 acts on the protrusion 46 is compared. Only the force that rotates the movable member 40 increases. Further, since the torque generated by the thrust acting on the protrusion 46 is a value obtained by multiplying the length of the protrusion and the thrust, the movable member 40 is rotated when the thrust acting on the protrusion 46 is the same. The force to be applied becomes larger as the length of the protrusion is longer.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ1では、コイル50に所定方向の電流を流すことにより、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが強め合い、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが弱め合う。また、このとき、第1の極10の先端面16と可動部材40の突起部46の先端面との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが強め合い、第1の極10の先端面17と可動部材40の突起部46の先端面との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが弱め合う。そのため、可動部材40の突起部46の先端面には反時計回り方向の推力が発生すると共に、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に吸引力が発生する。一方、コイル50に所定方向と反対方向の電流を流すことにより、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが強め合い、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが弱め合う。また、このとき、第1の極10の先端面17と可動部材40の突起部46の先端面との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが強め合い、第1の極10の先端面16と可動部材40の突起部46の先端面との間では、コイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが弱め合う。そのため、可動部材40の突起部46の先端面には時計回り方向の推力が発生すると共に、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に吸引力が発生する。ここで、可動部材40は、その左端部と第2の極11の先端面18との間に作用する吸引力またはその右端部と第3の極12の先端面19との間に作用する吸引力だけで回転するのではなく、上記吸引力と突起部46の先端面と第1の極10の先端面16、17との間に作用する推力とを足し合わした力により回転する。そのため、可動部材40を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材40の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータ1により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 1 according to the present embodiment, the coil 50 is passed between the distal end surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40 by flowing a current in a predetermined direction through the coil 50. The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are strengthened, and the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are weakened between the tip surface 18 of the second pole 11 and the left end of the movable member 40. At this time, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 strengthen each other between the tip surface 16 of the first pole 10 and the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40, and the first pole 10. The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are weakened between the front end surface 17 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40. Therefore, a counterclockwise thrust is generated on the distal end surface of the protrusion 46 of the movable member 40, and an attractive force is generated between the distal end surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40. . On the other hand, when a current in a direction opposite to the predetermined direction is passed through the coil 50, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are generated between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40. The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are weakened between the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end of the movable member 40. At this time, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 strengthen each other between the front end surface 17 of the first pole 10 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40, and the first pole 10. The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 weaken each other between the front end surface 16 of the movable member 40 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40. Therefore, a thrust in the clockwise direction is generated on the distal end surface of the protrusion 46 of the movable member 40, and an attractive force is generated between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40. Here, the movable member 40 has a suction force acting between the left end portion thereof and the tip end surface 18 of the second pole 11 or a suction force acting between the right end portion thereof and the tip end face 19 of the third pole 12. Rotation is not performed by force alone, but is performed by a force obtained by adding the suction force and the thrust acting between the distal end surface of the protrusion 46 and the distal end surfaces 16 and 17 of the first pole 10. Therefore, compared with the case where the movable member 40 is rotated only by the suction force, the rotation direction of the movable member 40 can be changed quickly, and the responsiveness of the opening / closing operation of the valve or the like driven by the actuator 1 is improved. be able to.

次に、本発明の第2の実施の形態について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ101が第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、第1の極10の周囲にコイル50が巻回されているのに対し、アクチュエータ101では、第2の極11及び第3の極12の周囲にコイル151、152がそれぞれ巻回されている点である。なお、アクチュエータ101とアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   The actuator 101 of this embodiment differs greatly from the actuator 1 of the first embodiment in that the actuator 1 has a coil 50 wound around the first pole 10 whereas the actuator 101 The coils 151 and 152 are wound around the second pole 11 and the third pole 12, respectively. In addition, in the structure of the actuator 101 and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図3のアクチュエータ101では、第2の極11の周囲には、コイル151が巻回されていると共に、第3の極12の周囲には、コイル152が巻回されている。ここで、コイル151、152は、第2の極11及び第3の磁極13の周囲に複数の巻き数だけそれぞれ巻回されているが、図3では模式的に図示されている。そして、コイル151、152の両端部は、電流制御装置(図示しない)にそれぞれ接続されており、コイルに流れる電及びその方向が制御される。   In the actuator 101 of FIG. 3, a coil 151 is wound around the second pole 11, and a coil 152 is wound around the third pole 12. Here, the coils 151 and 152 are wound around the second pole 11 and the third magnetic pole 13 by a plurality of turns, respectively, but are schematically shown in FIG. The both ends of the coils 151 and 152 are connected to a current control device (not shown), respectively, and the electricity flowing in the coil and its direction are controlled.

次に、アクチュエータ101の動作について、図4を参照して説明する。図4は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 101 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the rotation operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル152に対して、図4(a)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、第1の極10の先端面16、可動部材40の突起部46、揺動部45の右側の部分、第3の極12、連結部15を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面16、17との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として反時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面16に対向し、且つ、揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に接触する状態になる。   First, when a current is passed through the coil 152 in the direction shown in FIG. 4A, the permanent magnet 30, the tip surface 16 of the first pole 10, the protrusion 46 of the movable member 40, and the swinging portion. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) that passes through the right portion of 45, the third pole 12, and the connecting portion 15 in this order is generated. Then, the movable member 40 has a counterclockwise thrust acting between the protrusion 46 and the distal end surfaces 16 and 17 of the first pole 10, and the distal end surface 19 of the third pole 12 and the movable member 40. The counterclockwise suction force acting between the right end of the first member 10 rotates counterclockwise around the rotation shaft 41, and the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 is the tip surface of the first pole 10. 16, and the right end portion of the swinging portion 45 comes into contact with the distal end surface 19 of the third pole 12.

一方、コイル151に対して、図4(b)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、連結部14、第2の極11、可動部材40の揺動部45の左側の部分、突起部46、第1の極10の先端面17を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面15、16との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面17に対向し、且つ、揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に接触する状態になる。   On the other hand, when a current is applied to the coil 151 in the direction shown in FIG. 4B, the permanent magnet 30, the coupling portion 14, the second pole 11, and the left side of the swinging portion 45 of the movable member 40 are placed. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) that passes through the portion, the protrusion 46, and the tip surface 17 of the first pole 10 in this order is generated. Then, the movable member 40 has a clockwise thrust acting between the protrusion 46 and the distal end surfaces 15 and 16 of the first pole 10, and the distal end surface 18 of the second pole 11 and the movable member 40. Due to the clockwise attractive force acting between the left end portion and the rotating shaft 41 as a fulcrum, the distal end surface of the protrusion 46 of the movable member 40 faces the distal end surface 17 of the first pole 10. In addition, the left end portion of the swinging portion 45 comes into contact with the distal end surface 18 of the second pole 11.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ101では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と同様に、アクチュエータ101により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 101 according to the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 101 can be improved as in the actuator 1 according to the first embodiment.

次に、本発明の第3の実施の形態について、図5及び図6を参照して説明する。図5は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ201が、第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、第2の極11及び第3の極12の先端面に永久磁石が配置されていないのに対し、アクチュエータ201では、第2の極11及び第3の極12の先端面に永久磁石231、232がそれぞれ配置されている点である。なお、アクチュエータ201とアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   The actuator 201 of the present embodiment is greatly different from the actuator 1 of the first embodiment. In the actuator 1, no permanent magnet is disposed on the tip surfaces of the second pole 11 and the third pole 12. On the other hand, in the actuator 201, the permanent magnets 231 and 232 are disposed on the tip surfaces of the second pole 11 and the third pole 12, respectively. In addition, in the structure of the actuator 201 and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図5のアクチュエータ201では、第2の極11の先端面18の表面には永久磁石231が配置されており、第3の極12の先端面19の表面には永久磁石232が配置されている。永久磁石231、232は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。本実施の形態では、永久磁石231のS極となる面が第2の極11の先端面18に接着されており、永久磁石231のN極となる面が第2の極11の表面に配置されていると共に、永久磁石232のN極となる面が第3の極12の先端面19に接着されており、永久磁石232のS極となる面が第3の極12の表面に配置されている。ここで、第2の極11では、永久磁石231の下面が磁極面となり、第3の極12では、永久磁石232の下面が磁極面となる。そして、第2の極11及び第3の極12では、永久磁石231、232は上述した向きに配置されているので、第2の極11の磁極面はN極の極性を有し、第3の極12の磁極面はS極の極性を有している。   In the actuator 201 of FIG. 5, a permanent magnet 231 is disposed on the surface of the tip surface 18 of the second pole 11, and a permanent magnet 232 is disposed on the surface of the tip surface 19 of the third pole 12. . The permanent magnets 231 and 232 are plate-shaped members, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. In the present embodiment, the surface that becomes the S pole of the permanent magnet 231 is bonded to the tip surface 18 of the second pole 11, and the surface that becomes the N pole of the permanent magnet 231 is arranged on the surface of the second pole 11. In addition, the surface of the permanent magnet 232 serving as the north pole is bonded to the tip surface 19 of the third pole 12, and the surface of the permanent magnet 232 serving as the south pole is disposed on the surface of the third pole 12. ing. Here, in the second pole 11, the lower surface of the permanent magnet 231 is a magnetic pole surface, and in the third pole 12, the lower surface of the permanent magnet 232 is a magnetic pole surface. And in the 2nd pole 11 and the 3rd pole 12, since the permanent magnets 231 and 232 are arrange | positioned in the direction mentioned above, the magnetic pole surface of the 2nd pole 11 has a polarity of N pole, and 3rd The pole face of the pole 12 has the polarity of the S pole.

次に、アクチュエータ201の動作について、図6を参照して説明する。図6は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 201 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル50に対して、図6(a)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、第1の極10の先端面16、可動部材40の突起部46、揺動部45の右側の部分、永久磁石232、第3の極12、連結部15を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面16、17との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、永久磁石232の下面と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として反時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面16に対向し、且つ、揺動部45の右端部が永久磁石232の下面に接触する状態になる。   First, when a current is passed through the coil 50 in the direction shown in FIG. 6A, the permanent magnet 30, the tip surface 16 of the first pole 10, the protrusion 46 of the movable member 40, and the swinging portion. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that passes through the right portion of 45, the permanent magnet 232, the third pole 12, and the connecting portion 15 in this order. Then, the movable member 40 has a counterclockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 16 and 17 of the first pole 10, and the lower surface of the permanent magnet 232 and the right end portion of the movable member 40. Is rotated counterclockwise around the rotation shaft 41 by the counterclockwise suction force acting between them, and the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 faces the tip surface 16 of the first pole 10. In addition, the right end portion of the swinging portion 45 comes into contact with the lower surface of the permanent magnet 232.

一方、コイル50に対して、図6(b)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、連結部14、永久磁石231、第2の極11、可動部材40の揺動部45の左側の部分、突起部46、第1の極10の先端面17を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面15、16との間に作用する時計回り方向の推力、及び、永久磁石231の下面と可動部材40の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面17に対向し、且つ、揺動部45の左端部が永久磁石231の下面に接触する状態になる。   On the other hand, when a current flows through the coil 50 in the direction shown in FIG. 6B, the permanent magnet 30, the connecting portion 14, the permanent magnet 231, the second pole 11, and the swinging portion of the movable member 40. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the left side portion of 45, the protrusion 46, and the tip surface 17 of the first pole 10. Then, the movable member 40 has a clockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 15 and 16 of the first pole 10, and the lower surface of the permanent magnet 231 and the left end portion of the movable member 40. The clockwise suction force acting between them rotates clockwise around the rotation shaft 41, the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 faces the tip surface 17 of the first pole 10, and The left end of the swinging part 45 comes into contact with the lower surface of the permanent magnet 231.

なお、図6(a)に示すように、可動部材40の右端部が第3の永久磁石232の下面に接触した状態で、コイル50に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石232の磁力により、可動部材40はその状態で保持される。また、図6(b)に示すように、可動部材40の左端部が永久磁石231の下面に接触した状態で、コイル50に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石231の磁力により、可動部材40はその状態で保持される。   As shown in FIG. 6A, even if the current does not flow through the coil 50 with the right end portion of the movable member 40 in contact with the lower surface of the third permanent magnet 232, the magnetic force of the permanent magnet 232 The movable member 40 is held in that state. Further, as shown in FIG. 6B, even when the current does not flow through the coil 50 with the left end portion of the movable member 40 in contact with the lower surface of the permanent magnet 231, the movable member 40 is held in that state.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ201では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と同様に、アクチュエータ201により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 201 according to the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 201 can be improved as in the actuator 1 according to the first embodiment.

次に、本発明の第4の実施の形態について、図7及び図8を参照して説明する。図7は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ301が、第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、第1の極10の先端面が上方に窪んだ円弧状になっているに対し、アクチュエータ301では、第1の極10の先端面が略ダブテール形状になっている(第1の極10の先端面の両端部が下方に突出している)点である。なお、アクチュエータ301とアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   The actuator 301 of the present embodiment is greatly different from the actuator 1 of the first embodiment. In the actuator 1, the tip surface of the first pole 10 has an arc shape that is recessed upward. In the actuator 301, the tip surface of the first pole 10 has a substantially dovetail shape (both ends of the tip surface of the first pole 10 protrude downward). In addition, in the structure of the actuator 301 and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図7のアクチュエータ301は、第1の電磁石の極310(以下、第1の極310と称する)と、第2の電磁石の極11(以下、第2の極11と称する)、第3の電磁石の極12(以下、第3の極12と称する)と、これらを連結する連結部14、15とから構成される鉄心302を有している。ここで、第1の極310の先端面の左端部(第2の極11に近接する側の端部)には下方に突出する突出部311が形成されており、その右端部(第3の極12に近接する側の端部)には下方に突出する突出部312が形成されている。
そして、第1の極310の先端面において、突出部311と突出部312との間は上方に窪んだ円弧状になっている。そのため、第1の極310では、円弧状部分(後述する先端面316、317)と、突出部311の内側面318と、突出部312の内側面319とが磁極面となる。また、突出部311の内側面318及び突出部312の内側面319は、円弧状部分の端部から内側下方向に傾斜しているため、可動部材40が回転した場合に、可動部材40の突起部46と突出部311の内側面318及び突出部312の内側面319とが隙間なく接触可能になる。
7 includes a first electromagnet pole 310 (hereinafter referred to as a first pole 310), a second electromagnet pole 11 (hereinafter referred to as a second pole 11), and a third electromagnet. The iron core 302 is composed of the pole 12 (hereinafter referred to as the third pole 12) and the connecting portions 14 and 15 that connect them. Here, a protruding portion 311 protruding downward is formed at the left end portion (the end portion on the side close to the second pole 11) of the tip surface of the first pole 310, and the right end portion (the third end portion) is formed. A projecting portion 312 projecting downward is formed at an end portion on the side close to the pole 12.
Then, on the front end surface of the first pole 310, a space between the protruding portion 311 and the protruding portion 312 has an arc shape that is recessed upward. Therefore, in the first pole 310, the arc-shaped portions (tip surfaces 316 and 317 described later), the inner side surface 318 of the protruding portion 311 and the inner side surface 319 of the protruding portion 312 are magnetic pole surfaces. Further, since the inner side surface 318 of the projecting portion 311 and the inner side surface 319 of the projecting portion 312 are inclined inward and downward from the end of the arcuate portion, the protrusion of the movable member 40 when the movable member 40 rotates. The portion 46 and the inner side surface 318 of the protruding portion 311 and the inner side surface 319 of the protruding portion 312 can come into contact with no gap.

そして、第1の極10の先端面の永久磁石30より左側の部分(以下、先端面316と称する)及び突出部311の内側面318がN極の極性を有し、先端面の永久磁石30より右側の部分(以下、先端面317と称する)及び突出部312の内側面319がS極の極性を有している。つまり、第1の極310は、N極の磁極面及びS極の磁極面を有していることになる。   The portion on the left side of the permanent magnet 30 on the distal end surface of the first pole 10 (hereinafter referred to as the distal end surface 316) and the inner side surface 318 of the protruding portion 311 have N-polarity, and the permanent magnet 30 on the distal end surface. The portion on the right side (hereinafter referred to as the front end surface 317) and the inner side surface 319 of the protrusion 312 have the polarity of the south pole. That is, the first pole 310 has an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face.

次に、アクチュエータ301の動作について、図8を参照して説明する。図8は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 301 will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル50に対して、図8(a)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、第1の極310の先端面316及び突出部311の内周面318、可動部材40の突起部46、揺動部45の右側の部分、第3の極12、連結部15を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極310の先端面316と可動部材40の突起部46の先端面との間及び突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面との間には互いに同じ方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生し、第1の極310の先端面317と可動部材40の突起部46の先端面との間及び突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間には、互いに反対の方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生する。このとき、可動部材40の突起部46と第1の極310の先端面316、317との間には、反時計回り方向(先端面317から先端面316に向かう接線方向)の推力が作用する。そのため、可動部材40の突起部46は、その先端面と第1の極310の先端面316との対向面積がその先端面と第1の極310の先端面317との対向面積より大きくなる方向、つまり、左方に移動する。   First, when a current is passed through the coil 50 in the direction shown in FIG. 8A, the permanent magnet 30, the tip surface 316 of the first pole 310, the inner peripheral surface 318 of the protruding portion 311, and the movable member. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the protruding portion 46, the right portion of the swinging portion 45, the third pole 12, and the connecting portion 15. Then, between the front end surface 316 of the first pole 310 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40 and between the inner peripheral surface 318 of the protrusion 311 and the left side of the protrusion 46 of the movable member 40. The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are generated in the same direction, and between the front end surface 317 of the first pole 310 and the front end surface of the projection 46 of the movable member 40 and the inner peripheral surface of the projection 312. Between 319 and the right side surface of the protrusion 46 of the movable member 40, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are generated in opposite directions. At this time, thrust in a counterclockwise direction (a tangential direction from the distal end surface 317 toward the distal end surface 316) acts between the protrusion 46 of the movable member 40 and the distal end surfaces 316 and 317 of the first pole 310. . Therefore, the protrusion 46 of the movable member 40 has a direction in which the facing area between the tip surface and the tip surface 316 of the first pole 310 is larger than the facing area between the tip surface and the tip surface 317 of the first pole 310. That is, move left.

また、このとき、突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とを足し合わした反時計回り方向の吸引力が可動部材40に作用する。一方、突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とが打ち消し合う。そのため、突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面に作用する吸引力が増加し、且つ、突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材40は可動部材40の突起部46が突出部311の内周面318に近づく方向、つまり、反時計回り方向に回転する。   Further, at this time, a counterclockwise clock in which the attraction force by the electromagnet of the coil 50 and the attraction force by the permanent magnet 30 are added between the inner peripheral surface 318 of the projecting portion 311 and the left side surface of the projection portion 46 of the movable member 40. A suction force in the rotating direction acts on the movable member 40. On the other hand, between the inner peripheral surface 319 of the protruding portion 312 and the right side surface of the protruding portion 46 of the movable member 40, the attractive force by the electromagnet of the coil 50 and the attractive force by the permanent magnet 30 cancel each other. Therefore, the suction force acting on the inner peripheral surface 318 of the protruding portion 311 and the left side surface of the protruding portion 46 of the movable member 40 is increased, and the inner peripheral surface 319 of the protruding portion 312 and the right side of the protruding portion 46 of the movable member 40 are increased. Since the attractive force acting between the two surfaces decreases, the movable member 40 rotates in the direction in which the protrusion 46 of the movable member 40 approaches the inner peripheral surface 318 of the protrusion 311, that is, in the counterclockwise direction.

さらに、このとき、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とを足し合わした反時計回り方向の吸引力が可動部材40に作用する。一方、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材40は揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に近づく方向、つまり、反時計回り方向に回転する。   Further, at this time, between the front end surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40, the counterclockwise direction in which the attraction force by the electromagnet of the coil 50 and the attraction force by the permanent magnet 30 are added together is added. A suction force acts on the movable member 40. On the other hand, between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40, the attractive force by the electromagnet of the coil 50 and the attractive force by the permanent magnet 30 cancel each other. Therefore, the attractive force acting between the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40 is increased, and the tip surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40 are increased. Since the attractive force acting in between decreases, the movable member 40 rotates in the direction in which the right end portion of the swinging portion 45 approaches the distal end surface 19 of the third pole 12, that is, in the counterclockwise direction.

このように、可動部材40は、突起部46と第1の極310の先端面316、317との間に作用する反時計回り方向の推力、突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面との間に作用する反時計回り方向の吸引力、及び、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として反時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極310の先端面316に対向し、突起部46の左側面が突出部311の内周面318に接触し、且つ、揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に接触する状態になる。   As described above, the movable member 40 has a counterclockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 316 and 317 of the first pole 310, and the inner peripheral surface 318 of the protrusion 311 and the movable member 40. Counterclockwise suction force acting between the left side surface of the protrusion 46 and counterclockwise suction acting between the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40. Due to the force, the rotary shaft 41 is rotated counterclockwise, the tip surface of the projection 46 of the movable member 40 faces the tip surface 316 of the first pole 310, and the left side of the projection 46 is the projection 311. In contact with the inner peripheral surface 318 and the right end portion of the swinging portion 45 is in contact with the distal end surface 19 of the third pole 12.

一方、コイル50に対して、図8(b)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、連結部14、第2の極11、可動部材40の揺動部45の左側の部分、突起部46、第1の極310の先端面17及び突出部312の内周面319を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、第1の極10の先端面16と可動部材40の突起部46の先端面との間及び突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間には互いに反対の方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生し、第1の極10の先端面17と可動部材40の突起部46の先端面との間及び突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面との間には、互いに同じ方向のコイル50の磁束と永久磁石30の磁束とが発生する。このとき、可動部材40の突起部46と第1の極310の先端面316、317との間には、時計回り方向(先端面316から先端面317に向かう接線方向)の推力が作用する。そのため、可動部材40の突起部46は、その先端面と第1の極310の先端面317との対向面積がその先端面と第1の極310の先端面316との対向面積より大きくなる方向、つまり、右方に移動する。   On the other hand, when a current is passed through the coil 50 in the direction shown in FIG. 8B, the permanent magnet 30, the connecting portion 14, the second pole 11, and the left side of the swinging portion 45 of the movable member 40. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the portion, the protrusion 46, the tip surface 17 of the first pole 310, and the inner peripheral surface 319 of the protrusion 312. Then, between the front end surface 16 of the first pole 10 and the front end surface of the projection 46 of the movable member 40 and between the inner peripheral surface 319 of the projection 312 and the right side of the projection 46 of the movable member 40. The magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 in opposite directions are generated, and between the front end surface 17 of the first pole 10 and the front end surface of the protrusion 46 of the movable member 40 and the inner periphery of the protrusion 311. Between the surface 318 and the left side surface of the protrusion 46 of the movable member 40, the magnetic flux of the coil 50 and the magnetic flux of the permanent magnet 30 are generated in the same direction. At this time, a thrust in a clockwise direction (a tangential direction from the distal end surface 316 toward the distal end surface 317) acts between the protrusion 46 of the movable member 40 and the distal end surfaces 316 and 317 of the first pole 310. Therefore, the protrusion 46 of the movable member 40 has a direction in which the facing area between the tip surface and the tip surface 317 of the first pole 310 is larger than the facing area between the tip surface and the tip surface 316 of the first pole 310. That is, move to the right.

また、このとき、突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とを足し合わした時計回り方向の吸引力が可動部材40に作用する。一方、突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とが打ち消し合う。そのため、突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間に作用する吸引力が増加し、且つ、突出部311の内周面318と可動部材40の突起部46の左側面に作用する吸引力が減少するので、可動部材40は可動部材40の突起部46が突出部312の内周面319に近づく方向、つまり、時計回り方向に回転する。   Further, at this time, clockwise between the inner peripheral surface 319 of the projecting portion 312 and the right side surface of the protruding portion 46 of the movable member 40, which is the sum of the attraction force by the electromagnet of the coil 50 and the attraction force by the permanent magnet 30. A suction force in the direction acts on the movable member 40. On the other hand, between the inner peripheral surface 318 of the protruding portion 311 and the left side surface of the protruding portion 46 of the movable member 40, the attractive force by the electromagnet of the coil 50 and the attractive force by the permanent magnet 30 cancel each other. Therefore, the suction force acting between the inner peripheral surface 319 of the protruding portion 312 and the right side surface of the protruding portion 46 of the movable member 40 is increased, and the inner peripheral surface 318 of the protruding portion 311 and the protruding portion of the movable member 40 are increased. Since the suction force acting on the left side surface of 46 decreases, the movable member 40 rotates in the direction in which the protrusion 46 of the movable member 40 approaches the inner peripheral surface 319 of the protrusion 312, that is, in the clockwise direction.

さらに、このとき、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とを足し合わした時計回り方向の吸引力が可動部材40に作用する。一方、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間では、コイル50の電磁石による吸引力と永久磁石30による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材40は揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に近づく方向、つまり、時計回り方向に回転する。   Further, at this time, between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40, clockwise attraction in which the attraction force by the electromagnet of the coil 50 and the attraction force by the permanent magnet 30 are added together. A force acts on the movable member 40. On the other hand, between the distal end surface 19 of the third pole 12 and the right end of the movable member 40, the attractive force by the electromagnet of the coil 50 and the attractive force by the permanent magnet 30 cancel each other. Therefore, the attractive force acting between the tip surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40 is increased, and the tip surface 19 of the third pole 12 and the right end portion of the movable member 40 are increased. Since the attractive force acting in between decreases, the movable member 40 rotates in the direction in which the left end portion of the swinging portion 45 approaches the tip surface 18 of the second pole 11, that is, in the clockwise direction.

このように、可動部材40は、突起部46と第1の極310の先端面316、317との間に作用する時計回り方向の推力、突出部312の内周面319と可動部材40の突起部46の右側面との間に作用する時計回り方向の吸引力、及び、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極310の先端面317に対向し、突起部46の右側面が突出部312の内周面319に接触し、且つ、揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に接触する状態になる。   As described above, the movable member 40 has the clockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 316 and 317 of the first pole 310, the inner peripheral surface 319 of the protrusion 312 and the protrusion of the movable member 40. By the clockwise suction force acting between the right side surface of the portion 46 and the clockwise suction force acting between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end portion of the movable member 40, The rotating shaft 41 is rotated clockwise about the fulcrum, the distal end surface of the projecting portion 46 of the movable member 40 faces the distal end surface 317 of the first pole 310, and the right side surface of the projecting portion 46 is the inner peripheral surface of the projecting portion 312. 319 and the left end portion of the swinging portion 45 are in contact with the distal end surface 18 of the second pole 11.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ301では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と比較して、アクチュエータ301により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をさらに向上させることができる。   As described above, in the actuator 301 according to the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 301 can be further improved as compared with the actuator 1 according to the first embodiment. .

次に、本発明の第5の実施の形態について、図9及び図10を参照して説明する。図9は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ401が第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、永久磁石30が第1の極10内に埋め込まれているのに対し、アクチュエータ401では、永久磁石431、432が第1の磁極410の表面に配置されている点である。なお、アクチュエータ401とアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   The actuator 401 of the present embodiment is greatly different from the actuator 1 of the first embodiment. In the actuator 1, the permanent magnet 30 is embedded in the first pole 10, whereas in the actuator 401, The permanent magnets 431 and 432 are disposed on the surface of the first magnetic pole 410. In addition, in the structure of the actuator 401 and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図9のアクチュエータ401では、第1の磁極410の先端面の中心位置より左側の部分(以下、先端面416と称する)の表面には永久磁石431が配置されており、第1の磁極410の先端面の中心位置より右側の部分(以下、先端面417と称する)の表面には永久磁石432が配置されている。永久磁石431、432は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。本実施の形態では、永久磁石431のS極となる面が第1の磁極410の先端面416に接着されており、永久磁石431のN極となる面が第1の磁極410の表面に配置されていると共に、永久磁石432のN極となる面が第1の磁極410の先端面417に接着されており、永久磁石432のS極となる面が第1の磁極410の表面に配置されている。ここで、第1の磁極410では、永久磁石431の下面及び永久磁石432の下面が磁極面となり、永久磁石431の下面がN極の極性を有し、永久磁石432の下面がS極の極性を有している。つまり、第1の磁極410は、N極の磁極面及びS極の磁極面を有していることになる。また、第2の極11の先端面18は、N極の極性を有し、第3の極12の先端面19は、S極の極性を有している。   In the actuator 401 of FIG. 9, a permanent magnet 431 is arranged on the surface of the portion on the left side of the center position of the front end surface of the first magnetic pole 410 (hereinafter referred to as the front end surface 416). A permanent magnet 432 is disposed on the surface of the portion on the right side of the center position of the front end surface (hereinafter referred to as the front end surface 417). The permanent magnets 431 and 432 are plate-shaped members, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. In the present embodiment, the surface that becomes the S pole of the permanent magnet 431 is bonded to the tip surface 416 of the first magnetic pole 410, and the surface that becomes the N pole of the permanent magnet 431 is disposed on the surface of the first magnetic pole 410. In addition, the surface of the permanent magnet 432 serving as the N pole is bonded to the tip surface 417 of the first magnetic pole 410, and the surface of the permanent magnet 432 serving as the S pole is disposed on the surface of the first magnetic pole 410. ing. Here, in the first magnetic pole 410, the lower surface of the permanent magnet 431 and the lower surface of the permanent magnet 432 are magnetic pole surfaces, the lower surface of the permanent magnet 431 has an N-polarity, and the lower surface of the permanent magnet 432 has an S-polarity. have. That is, the first magnetic pole 410 has an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face. The tip surface 18 of the second pole 11 has an N-pole polarity, and the tip surface 19 of the third pole 12 has an S-pole polarity.

次に、アクチュエータ401の動作について、図10を参照して説明する。図10は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 401 will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the rotation operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル50に対して、図10(a)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石431、可動部材40の突起部46、揺動部45の右側の部分、第3の極12、連結部15、第1の磁極410を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と永久磁石431、432との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第3の極12の先端面19と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として反時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が永久磁石431、432に対向し、且つ、揺動部45の右端部が第3の極12の先端面19に接触する状態になる。   First, when a current is passed through the coil 50 in the direction shown in FIG. 10A, the permanent magnet 431, the protrusion 46 of the movable member 40, the right part of the swinging part 45, the third pole. 12, a counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) that passes through the connecting portion 15 and the first magnetic pole 410 in order is generated. Then, the movable member 40 has a counterclockwise thrust acting between the protrusion 46 and the permanent magnets 431, 432, and between the distal end surface 19 of the third pole 12 and the right end of the movable member 40. Is rotated counterclockwise about the rotation shaft 41 by the attraction force acting counterclockwise on the rotating shaft 41, the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 faces the permanent magnets 431 and 432, and the swinging portion The right end portion of 45 comes into contact with the distal end surface 19 of the third pole 12.

一方、コイル50に対して、図10(b)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石432、第1の磁極410、連結部14、第2の極11、可動部材40の揺動部45の左側の部分、突起部46、第1の極10の先端面17を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と永久磁石431、432との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第2の極11の先端面18と可動部材40の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が永久磁石431、432に対向し、且つ、揺動部45の左端部が第2の極11の先端面18に接触する状態になる。   On the other hand, when a current flows through the coil 50 in the direction shown in FIG. 10B, the permanent magnet 432, the first magnetic pole 410, the coupling portion 14, the second pole 11, and the movable member 40 are shaken. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the left portion of the moving portion 45, the protrusion 46, and the distal end surface 17 of the first pole 10. Then, the movable member 40 has a clockwise thrust acting between the protrusion 46 and the permanent magnets 431 and 432, and between the distal end surface 18 of the second pole 11 and the left end of the movable member 40. Due to the clockwise attractive force acting, the rotating shaft 41 is rotated clockwise about the fulcrum, the tip surface of the protrusion 46 of the movable member 40 is opposed to the permanent magnets 431 and 432, and the left end of the swinging portion 45. The portion comes into contact with the tip surface 18 of the second pole 11.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ401では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と同様に、アクチュエータ401により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 401 according to the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 401 can be improved in the same manner as the actuator 1 according to the first embodiment.

次に、本発明の第6の実施の形態について、図11及び図12を参照して説明する。図11は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ501が第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、1つの鉄心2により可動部材40を回転させる構成であるのに対し、アクチュエータ501では、2つの鉄心2により可動部材540を回転させる構成である点である。なお、アクチュエータ501とアクチュエータ1との構成において、例えば10、10a、10bの符号のように、同じ符号に記号が追加された部分は同様の構成であるので詳細な説明は省略する。   The actuator 501 of this embodiment differs greatly from the actuator 1 of the first embodiment in that the actuator 1 has a configuration in which the movable member 40 is rotated by one iron core 2 whereas the actuator 501 has 2 The movable member 540 is rotated by one iron core 2. In addition, in the structure of the actuator 501 and the actuator 1, for example, like the reference numerals of 10, 10a, and 10b, portions where symbols are added to the same reference numerals have the same configuration, and detailed description thereof is omitted.

図11のアクチュエータ501は、第1の実施の形態のアクチュエータ1に含まれる鉄心2と同じ構成の上側鉄心2aと下側鉄心2bとを有している。そして、上側鉄心2aの第1の極10aの先端面と下側鉄心2bの第1の極10bの先端面との間には、回転軸541を支点として回転可能な可動部材540が配置されている。可動部材540は、第2の極11aの先端面18aと第3の極12aの先端面19aとの間の距離とほぼ同じ長さの揺動部545と、揺動部545の中心位置から垂直上方向に突出する突起部546と、揺動部545の中心位置から垂直下方向に突出する突起部547とを有している。可動部材540は、揺動部545の中心位置で回転軸541に支持されている。回転軸541は、第1の極10aと第1の極10bとの間において、水平方向(図では紙面奥方向)に延在している。そのため、可動部材540は、回転軸541を支点として上下に揺動可能である。そして、可動部材540は、時計回りに回転することにより、揺動部545の左端部が第2の極11aの先端面18aに接触可能であると共に、揺動部545の右端部が第2の極11bの先端面18bに接触可能であり、反時計回りに回転することにより、揺動部45の右端部が第3の極12aの先端面19aに接触可能であると共に、揺動部545の左端部が第3の極12bの先端面19bに接触可能である。また、可動部材540の突起部546、547の先端面は第1の極10a、10bの先端面(円弧状部分)とほぼ同じ曲率になっている。従って、可動部材540が揺動した場合には、突起部546、547の先端面との磁極10の先端面との間には、常に僅かな隙間が形成された状態になる。   The actuator 501 of FIG. 11 has an upper iron core 2a and a lower iron core 2b having the same configuration as the iron core 2 included in the actuator 1 of the first embodiment. A movable member 540 that is rotatable about the rotation shaft 541 is disposed between the distal end surface of the first pole 10a of the upper iron core 2a and the distal end surface of the first pole 10b of the lower iron core 2b. Yes. The movable member 540 includes a swinging portion 545 having substantially the same length as the distance between the tip end surface 18a of the second pole 11a and the tip end surface 19a of the third pole 12a, and is perpendicular to the center position of the swinging portion 545. A protrusion 546 protruding upward and a protrusion 547 protruding vertically downward from the center position of the swinging part 545 are provided. The movable member 540 is supported by the rotation shaft 541 at the center position of the swinging portion 545. The rotating shaft 541 extends in the horizontal direction (in the drawing, the depth direction in the drawing) between the first pole 10a and the first pole 10b. Therefore, the movable member 540 can swing up and down with the rotating shaft 541 as a fulcrum. The movable member 540 rotates clockwise so that the left end portion of the swinging portion 545 can contact the distal end surface 18a of the second pole 11a and the right end portion of the swinging portion 545 is the second end portion. The tip end surface 18b of the pole 11b can be contacted, and by rotating counterclockwise, the right end portion of the swing portion 45 can contact the tip end surface 19a of the third pole 12a, and the swing portion 545 The left end portion can contact the tip surface 19b of the third pole 12b. Further, the tip surfaces of the protrusions 546 and 547 of the movable member 540 have substantially the same curvature as the tip surfaces (arc-shaped portions) of the first poles 10a and 10b. Therefore, when the movable member 540 is swung, a slight gap is always formed between the tip surfaces of the protrusions 546 and 547 and the tip surface of the magnetic pole 10.

次に、アクチュエータ501の動作について、図12を参照して説明する。図12は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 501 will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the rotating operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル50a、50bに対して、図12(a)に図示される方向に電流が流されると、上側鉄心2aでは、永久磁石30a、第1の極10aの先端面16a、可動部材540の突起部546、揺動部545の右側の部分、第3の極12a、連結部15aを順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。また、下側鉄心2bでは、永久磁石30b、第1の極10bの先端面16b、可動部材540の突起部547、揺動部545の左側の部分、第3の極12b、連結部15bを順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。   First, when a current is passed through the coils 50a and 50b in the direction shown in FIG. 12A, in the upper iron core 2a, the permanent magnet 30a, the tip surface 16a of the first pole 10a, and the movable member 540 are moved. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the protruding portion 546, the right portion of the swinging portion 545, the third pole 12a, and the connecting portion 15a. In the lower iron core 2b, the permanent magnet 30b, the tip surface 16b of the first pole 10b, the protrusion 547 of the movable member 540, the left part of the swinging part 545, the third pole 12b, and the connecting part 15b are sequentially arranged. Passing counterclockwise (arrow direction) magnetic flux is generated.

すると、可動部材540は、突起部546と第1の極10aの先端面16a、17aとの間に作用する反時計回り方向の推力、突起部547と第1の極10bの先端面16b、17bとの間に作用する反時計回り方向の推力、第3の極12aの先端面19aと可動部材540の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力、及び、第3の極12bの先端面19bと可動部材540の左端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸541を支点として反時計回りに回転する。そして、可動部材540の突起部546の先端面が第1の極10aの先端面16aに対向すると共に、可動部材540の突起部547の先端面が第1の極10bの先端面16bに対向し、且つ、揺動部545の右端部が第3の極12aの先端面19aに接触すると共に、揺動部545の左端部が第3の極12bの先端面19bに接触する状態になる。   Then, the movable member 540 has a counterclockwise thrust acting between the projection 546 and the tip surfaces 16a and 17a of the first pole 10a, and the tip surfaces 16b and 17b of the projection 547 and the first pole 10b. Counterclockwise thrust acting between the tip end surface 19a of the third pole 12a and the right end of the movable member 540, and the third pole 12b. Due to the counterclockwise suction force acting between the front end surface 19b and the left end portion of the movable member 540, the rotary shaft 541 is rotated counterclockwise. The tip surface of the projection 546 of the movable member 540 faces the tip surface 16a of the first pole 10a, and the tip surface of the projection 547 of the movable member 540 faces the tip surface 16b of the first pole 10b. In addition, the right end portion of the swinging portion 545 comes into contact with the distal end surface 19a of the third pole 12a, and the left end portion of the swinging portion 545 comes into contact with the distal end surface 19b of the third pole 12b.

一方、コイル50a、50bに対して、図12(b)に図示される方向に電流が流されると、上側鉄心2aでは、永久磁石30a、第1の極10aの先端面17a、可動部材540の突起部546、揺動部545の左側の部分、第2の極11a、連結部14aを順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。また、下側鉄心2bでは、永久磁石30b、第1の極10bの先端面17b、可動部材540の突起部547、揺動部545の右側の部分、第2の極11b、連結部14bを順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。   On the other hand, when a current is passed through the coils 50a and 50b in the direction shown in FIG. 12B, in the upper iron core 2a, the permanent magnet 30a, the tip surface 17a of the first pole 10a, and the movable member 540 are moved. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) is generated that sequentially passes through the protrusion 546, the left portion of the swinging portion 545, the second pole 11a, and the connecting portion 14a. In the lower iron core 2b, the permanent magnet 30b, the tip surface 17b of the first pole 10b, the protrusion 547 of the movable member 540, the right part of the swinging part 545, the second pole 11b, and the connecting part 14b are sequentially arranged. Passing counterclockwise (arrow direction) magnetic flux is generated.

すると、可動部材540は、突起部546と第1の極10aの先端面16a、17aとの間に作用する時計回り方向の推力、突起部547と第1の極10bの先端面16b、17bとの間に作用する時計回り方向の推力、第2の極11aの先端面18aと可動部材540の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力、及び、第2の極11bの先端面18bと可動部材540の右端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸541を支点として時計回りに回転する。そして、可動部材540の突起部546の先端面が第1の極10aの先端面17aに対向すると共に、可動部材540の突起部547の先端面が第1の極10bの先端面17bに対向し、且つ、揺動部545の左端部が第2の極11aの先端面18aに接触すると共に、揺動部545の右端部が第2の極11bの先端面18bに接触する状態になる。   Then, the movable member 540 has a clockwise thrust acting between the projection 546 and the tip surfaces 16a and 17a of the first pole 10a, and the tip surfaces 16b and 17b of the projection 547 and the first pole 10b. Clockwise thrust acting between the tip end surface 18a of the second pole 11a and the clockwise suction force acting between the left end portion of the movable member 540, and the tip end surface of the second pole 11b Due to the clockwise suction force acting between 18b and the right end of the movable member 540, the rotating shaft 541 is rotated clockwise. The tip surface of the projection 546 of the movable member 540 faces the tip surface 17a of the first pole 10a, and the tip surface of the projection 547 of the movable member 540 faces the tip surface 17b of the first pole 10b. In addition, the left end portion of the swinging portion 545 comes into contact with the distal end surface 18a of the second pole 11a, and the right end portion of the swinging portion 545 comes into contact with the distal end surface 18b of the second pole 11b.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ501では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と比較して、アクチュエータ501により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をさらに向上させることができる。   As described above, in the actuator 501 of the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 501 can be further improved as compared with the actuator 1 of the first embodiment. .

次に、本発明の第7の実施の形態について、図13及び図14を参照して説明する。図13は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

図13のアクチュエータ601は、上下に対向するように配置された一対の固定子である鉄心602を有している。鉄心602は、第1の電磁石の極610(以下、第1の極610と称する)と、第2の電磁石の極611(以下、第2の極611と称する)、これらを連結する連結部614とから構成されている。第1及び第2の極610、611は、それぞれの先端面が後述する円形の可動部材640の外周面に対向可能な角度で配置されている。   The actuator 601 in FIG. 13 has an iron core 602 that is a pair of stators arranged to face each other vertically. The iron core 602 includes a first electromagnet pole 610 (hereinafter referred to as a first pole 610), a second electromagnet pole 611 (hereinafter referred to as a second pole 611), and a connecting portion 614 that connects these. It consists of and. The first and second poles 610 and 611 are disposed at an angle such that the respective front end surfaces can face the outer peripheral surface of a circular movable member 640 described later.

第1の極610の中央位置には、永久磁石631が配置されている。永久磁石631は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。ここで、永久磁石631は、第1の極610の軸と平行な磁極面を有している。本実施の形態では、永久磁石631のN極となる面が外側になると共に、永久磁石631のS極となる面が内側になるように配置されている。また、永久磁石631の下端部は、第1の極610の先端面と一致している。同様に、第2の極611の中央位置には、永久磁石632が配置されている。永久磁石632は、板状の部材であり、一端面がN極となり且つ他端面がS極となるものである。ここで、永久磁石632は、第2の極611の軸と平行な磁極面を有している。本実施の形態では、永久磁石632のN極となる面が外側になると共に、永久磁石632のS極となる面が内側になるように配置されている。また、永久磁石632の下端部は、第2の極611の先端面と一致している。   A permanent magnet 631 is disposed at the center position of the first pole 610. The permanent magnet 631 is a plate-like member, and one end surface is an N pole and the other end surface is an S pole. Here, the permanent magnet 631 has a magnetic pole surface parallel to the axis of the first pole 610. In the present embodiment, the surface of the permanent magnet 631 that is the north pole is disposed on the outside, and the surface of the permanent magnet 631 that is the south pole is disposed on the inside. Further, the lower end portion of the permanent magnet 631 coincides with the front end surface of the first pole 610. Similarly, a permanent magnet 632 is disposed at the center position of the second pole 611. The permanent magnet 632 is a plate-like member, and has one end surface as an N pole and the other end surface as an S pole. Here, the permanent magnet 632 has a magnetic pole surface parallel to the axis of the second pole 611. In the present embodiment, the permanent magnet 632 is arranged so that the surface of the permanent magnet 632 serving as the north pole is on the outside and the surface of the permanent magnet 632 serving as the south pole is on the inside. Further, the lower end portion of the permanent magnet 632 coincides with the front end surface of the second pole 611.

ここで、第1の極610の先端面は、略ダブテール形状になっている。つまり、第1の極610の先端面の左端部には下方に突出する突出部661が形成されており、その右端部には下方に突出する突出部662が形成されている。そして、第1の極610の先端面において、突出部661と突出部662との間は上方に窪んだ円弧状になっている。そのため、第1の極610では、円弧状部分(後述する先端面666、667)と、突出部661の内側面668と、突出部662の内側面669とが磁極面となる。また、突出部661の内側面668及び突出部662の内側面669は、円弧状部分の端部から内側下方向に傾斜しているため、可動部材640が回転した場合に、可動部材640の突起部646と突出部661の内側面668及び突出部662の内側面669とが隙間なく接触可能になる。そして、第1の極610の先端面の永久磁石631より左側の部分(以下、先端面666と称する)及び突出部661の内側面668がN極の極性を有し、先端面の永久磁石631より右側の部分(以下、先端面667と称する)及び突出部662の内側面669がS極の極性を有している。つまり、第1の極610は、N極の磁極面及びS極の磁極面を有していることになる。   Here, the distal end surface of the first pole 610 has a substantially dovetail shape. That is, a protruding portion 661 that protrudes downward is formed at the left end portion of the distal end surface of the first pole 610, and a protruding portion 662 that protrudes downward is formed at the right end portion thereof. Then, on the front end surface of the first pole 610, a space between the protruding portion 661 and the protruding portion 662 has an arc shape that is recessed upward. Therefore, in the first pole 610, arc-shaped portions (tip surfaces 666 and 667 to be described later), the inner side surface 668 of the protruding portion 661, and the inner side surface 669 of the protruding portion 662 become magnetic pole surfaces. Further, since the inner side surface 668 of the protruding portion 661 and the inner side surface 669 of the protruding portion 662 are inclined inward and downward from the end portion of the arc-shaped portion, the protrusion of the movable member 640 when the movable member 640 rotates. The portion 646 and the inner side surface 668 of the protruding portion 661 and the inner side surface 669 of the protruding portion 662 can come into contact with each other without a gap. The portion on the left side of the permanent magnet 631 on the front end surface of the first pole 610 (hereinafter referred to as the front end surface 666) and the inner side surface 668 of the protrusion 661 have N-pole polarity, and the permanent magnet 631 on the front end surface. The portion on the right side (hereinafter referred to as the front end surface 667) and the inner surface 669 of the protrusion 662 have the polarity of the south pole. That is, the first pole 610 has an N-pole magnetic pole face and an S-pole magnetic pole face.

第2の極611の先端面の構成は、第1の極610の先端面の構成と同様であり、突出部671、672が形成されている。第2の極611の先端面の永久磁石632より左側の部分(以下、先端面676と称する)及び突出部671の内側面678がS極の極性を有し、先端面の永久磁石632より右側の部分(以下、先端面677と称する)及び突出部672の内側面679がN極の極性を有している。つまり、第2の極611は、N極の磁極面及びS極の磁極面を有していることになる。   The configuration of the distal end surface of the second pole 611 is the same as the configuration of the distal end surface of the first pole 610, and protrusions 671 and 672 are formed. A portion on the left side of the permanent magnet 632 on the tip surface of the second pole 611 (hereinafter referred to as a tip surface 676) and an inner side surface 678 of the protrusion 671 have the polarity of the S pole, and are on the right side of the permanent magnet 632 on the tip surface. (Hereinafter referred to as the tip surface 677) and the inner surface 679 of the protrusion 672 have the polarity of the N pole. That is, the second pole 611 has an N pole magnetic pole face and an S pole magnetic pole face.

また、鉄心602の連結部614の周囲には、コイル650が巻回されている。ここで、コイル650は、連結部614の周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図13では模式的に図示されている。そして、コイル650の両端部は、電流制御装置(図示しない)に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。   A coil 650 is wound around the connecting portion 614 of the iron core 602. Here, the coil 650 is wound around the connecting portion 614 by a plurality of turns, but is schematically illustrated in FIG. 13. The both ends of the coil 650 are connected to a current control device (not shown), and the value of current flowing in the coil and its direction are controlled.

アクチュエータ601では、一対の鉄心602間には、回転軸641を支点として回転可能な円形の可動部材640が配置されている。可動部材640の外周面には2つの突起部646及び2つの突起部647が形成されており、これらは90度おきに交互に配置されている。つまり、2つの突起部646は180度おきに配置されており、2つの突起部647は180度おきに配置されている。また、突起部646は、鉄心602の第1の極610の先端面の突出部661、662間に配置されており、突起部647は、鉄心602の第2の極611の先端面の突出部671、672間に配置されている。また、可動部材640には、2つの鉄心602間において水平方向に延在する棒状の連結部材645が設けられている。この連結部材645は、アクチュエータ601により駆動されるバルブ等(図示しない)が連結されているので、可動部材640が回転し、連結部材645が揺動することによりバルブ等を往復動させることが可能である。   In the actuator 601, a circular movable member 640 that is rotatable about the rotation shaft 641 is disposed between the pair of iron cores 602. Two protrusions 646 and two protrusions 647 are formed on the outer peripheral surface of the movable member 640, and these are alternately arranged every 90 degrees. That is, the two protrusions 646 are arranged every 180 degrees, and the two protrusions 647 are arranged every 180 degrees. The protrusion 646 is disposed between the protrusions 661 and 662 on the front end surface of the first pole 610 of the iron core 602, and the protrusion 647 is a protrusion on the front end surface of the second pole 611 of the iron core 602. 671 and 672 are arranged. In addition, the movable member 640 is provided with a rod-like connecting member 645 extending in the horizontal direction between the two iron cores 602. Since this connecting member 645 is connected to a valve or the like (not shown) driven by the actuator 601, the movable member 640 rotates and the connecting member 645 swings to reciprocate the valve or the like. It is.

次に、アクチュエータ601の動作について、図14を参照して説明する。図14は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 601 will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows the rotation operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル650に対して、図14(a)に図示される方向に電流が流されると、上側の鉄心602では、永久磁石631、第1の極610の先端面666及び突出部661の内周面668、可動部材640、第2の極611の先端面676及び突出部671の内周面678、永久磁石632、連結部614を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材640は、突起部646と第1の極610の先端面666、667との間に作用する反時計回り方向の推力、突起部647と第2の極611の先端面676、677との間に作用する反時計回り方向の推力、突出部661の内周面668と可動部材640の突起部646の左側面との間に作用する反時計回り方向の吸引力、及び、突出部662の内周面678と可動部材640の突起部647の左側面との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸641を支点として反時計回りに回転する。また、下側の鉄心602でも同様である。   First, when a current is passed through the coil 650 in the direction shown in FIG. 14A, the upper iron core 602 has a permanent magnet 631, a tip surface 666 of the first pole 610, and a protrusion 661. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) that sequentially passes through the peripheral surface 668, the movable member 640, the tip surface 676 of the second pole 611, the inner peripheral surface 678 of the protrusion 671, the permanent magnet 632, and the connecting portion 614 is generated. To do. Then, the movable member 640 has a counterclockwise thrust acting between the projection 646 and the tip surfaces 666 and 667 of the first pole 610, and tip surfaces 676 and 677 of the projection 647 and the second pole 611. Counterclockwise thrust acting between the inner peripheral surface 668 of the protrusion 661 and the left-hand side of the protrusion 646 of the movable member 640, and the protrusion The counterclockwise suction force acting between the inner peripheral surface 678 of 662 and the left side surface of the protrusion 647 of the movable member 640 rotates counterclockwise around the rotation shaft 641. The same applies to the lower iron core 602.

一方、コイル650に対して、図14(b)に図示される方向に電流が流されると、上側の鉄心602では、永久磁石631、連結部614、永久磁石632、第2の極611の先端面677及び突出部672の内周面679、可動部材640、第1の極610の先端面667及び突出部662の内周面669を順に通過する時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材640は、突起部646と第1の極610の先端面666、667との間に作用する時計回り方向の推力、突起部647と第2の極611の先端面676、677との間に作用する時計回り方向の推力、突出部662の内周面669と可動部材640の突起部646の右側面との間に作用する時計回り方向の吸引力、及び、突出部662の内周面679と可動部材640の突起部647の右側面との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸641を支点として時計回りに回転する。また、下側の鉄心602でも同様である。   On the other hand, when a current flows through the coil 650 in the direction shown in FIG. 14B, the upper iron core 602 has permanent magnets 631, connecting portions 614, permanent magnets 632, and tips of the second poles 611. A clockwise magnetic flux is generated that sequentially passes through the surface 677 and the inner peripheral surface 679 of the protruding portion 672, the movable member 640, the tip surface 667 of the first pole 610 and the inner peripheral surface 669 of the protruding portion 662. . Then, the movable member 640 includes a clockwise thrust acting between the protrusion 646 and the tip surfaces 666 and 667 of the first pole 610, and tip surfaces 676 and 677 of the protrusion 647 and the second pole 611. A clockwise thrust acting between the inner peripheral surface 669 of the protrusion 662 and a right-hand suction force acting between the right side surface of the protrusion 646 of the movable member 640, and an inner of the protrusion 662 By a clockwise suction force acting between the peripheral surface 679 and the right side surface of the protrusion 647 of the movable member 640, the rotation shaft 641 is rotated clockwise. The same applies to the lower iron core 602.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ601では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と比較して、アクチュエータ601により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をさらに向上させることができる。   As described above, in the actuator 601 of the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 601 can be further improved as compared with the actuator 1 of the first embodiment. .

また、上述の第2の実施の形態のアクチュエータ101において、第2の極11及び第3の極12の先端面に永久磁石231、232がそれぞれ配置されていてもよいし(第3の実施の形態と同様)、第1の極10の先端面が略ダブテール形状になっていてもよいし(第4の実施の形態と同様)、永久磁石30の代わりに永久磁石431、432が第1の磁極410の表面に配置されていてもよい(第5の実施の形態と同様)。また、第5の実施の形態のアクチュエータ401において、第2の極11及び第3の極12の先端面に永久磁石231、232がそれぞれ配置されていてもよい(第3の実施の形態と同様)。   In the actuator 101 of the second embodiment described above, permanent magnets 231 and 232 may be disposed on the tip surfaces of the second pole 11 and the third pole 12, respectively (third embodiment). The tip surface of the first pole 10 may have a substantially dovetail shape (similar to the fourth embodiment), or the permanent magnets 431 and 432 are replaced with the first magnets 431 and 432 instead of the permanent magnet 30. It may be arranged on the surface of the magnetic pole 410 (similar to the fifth embodiment). In the actuator 401 according to the fifth embodiment, permanent magnets 231 and 232 may be disposed on the tip surfaces of the second pole 11 and the third pole 12 (similar to the third embodiment). ).

また、上述の第7の実施の形態では、第1の極610の先端面及び第2の極611の先端面が略ダブテール形状になっているが、図15に示すように、第1の極710の先端面だけが略ダブテール形状になっていてもよい。ここで、図15のアクチュエータ701は、第2の極711の先端面が略ダブテール形状になっていないこと以外は、第6の実施の形態のアクチュエータ601の構成と同様である。そのため、図15のアクチュエータ701では、第1の極710の先端面に対向する突起部と第1の極の先端面との間に作用する推力、第2の極711の先端面に対向する突起部と第2の極の先端面との間に作用する推力、及び、第1の極710の先端面に対向する突出部の内周面と可動部材の突起部の左側面または右側面との間に作用する吸引力により、回転軸を支点として時計回り方向または反時計回り方向に回転する。   In the seventh embodiment described above, the distal end surface of the first pole 610 and the distal end surface of the second pole 611 are substantially dovetail shaped. However, as shown in FIG. Only the front end surface of 710 may have a substantially dovetail shape. Here, the actuator 701 of FIG. 15 is the same as the configuration of the actuator 601 of the sixth embodiment except that the tip surface of the second pole 711 is not substantially dovetail shaped. Therefore, in the actuator 701 of FIG. 15, the thrust acting between the projection facing the tip surface of the first pole 710 and the tip surface of the first pole, the projection facing the tip surface of the second pole 711. The thrust acting between the tip and the tip surface of the second pole, and the inner peripheral surface of the protrusion facing the tip surface of the first pole 710 and the left side or right side of the protrusion of the movable member Due to the suction force acting in between, it rotates in the clockwise direction or counterclockwise direction with the rotation axis as a fulcrum.

次に、本発明の第8の実施の形態について、図16、図17及び図18を参照して説明する。図16は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。 Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16, FIG. 17, and FIG . FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of the actuator according to the present embodiment.

本実施の形態のアクチュエータ801が、第1の実施の形態のアクチュエータ1と大きく異なる点は、アクチュエータ1では、第2の極11及び第3の極12が外側から内側下方に向かって傾斜して形成されているのに対し、本実施の形態のアクチュエータ801においては、第2の極11及び第3の極12がクランク形状からなるクランク部811およびクランク部812を有し、当該クランク部811および812が可動部材40の左端部または右端部を覆うように延在して形成されている点である。   The actuator 801 of the present embodiment is greatly different from the actuator 1 of the first embodiment. In the actuator 1, the second pole 11 and the third pole 12 are inclined from the outside toward the inside and below. In contrast, in the actuator 801 of the present embodiment, the second pole 11 and the third pole 12 have a crank portion 811 and a crank portion 812 having a crank shape, and the crank portion 811 and Reference numeral 812 denotes a point extending so as to cover the left end portion or the right end portion of the movable member 40.

また、アクチュエータ1では、可動部材40が揺動部45および揺動部45の中心位置から垂直上方向に突出する突起部46からなる略T字形状を有する構成からなるのに対して、本実施の形態のアクチュエータ801においては、揺動部45の両端において斜め下方向に傾斜面870および傾斜面871が形成されている。なお、アクチュエータ801とアクチュエータ1との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。   In the actuator 1, the movable member 40 is configured to have a substantially T-shape including the swinging portion 45 and the protrusion 46 protruding vertically upward from the center position of the swinging portion 45. In the actuator 801 of the form, the inclined surface 870 and the inclined surface 871 are formed in the diagonally downward direction at both ends of the swinging portion 45. In addition, in the structure of the actuator 801 and the actuator 1, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and detailed description is abbreviate | omitted.

図16のアクチュエータ801では、第2の極11がクランク状に屈曲してクランク部811が形成され、クランク部811の一の面820および他の面821が形成される。当該一の面820に対して他の面821は、略90度に屈曲して設けられる。なお、可動部材40を回転させるトルクに応じて、この面821、面831と揺動部45との距離Lとが設定されるとともに、極の形状が設定される。   In the actuator 801 of FIG. 16, the second pole 11 is bent in a crank shape to form a crank portion 811, and one surface 820 and another surface 821 of the crank portion 811 are formed. The other surface 821 is bent about 90 degrees with respect to the one surface 820. In addition, according to the torque which rotates the movable member 40, while the distance L of this surface 821, the surface 831, and the rocking | swiveling part 45 is set, the shape of a pole is set.

また、第3の極12がクランク状に屈曲してクランク部812が形成され、クランク部812の位置の面830および他の面931が形成される。当該一の面830に対して他の面831は、略90度に屈曲して設けられる。   In addition, the third pole 12 is bent in a crank shape to form a crank portion 812, and a surface 830 at the position of the crank portion 812 and another surface 931 are formed. The other surface 831 is provided by being bent at approximately 90 degrees with respect to the one surface 830.

また、第2の極11のクランク部811は、可動部材40の左端部を覆うように延在して形成されており、第3の極12のクランク部812は、可動部材40の右端部を覆うように延在して形成されている。本実施の形態では、第2の極11のクランク部811および面820は、N極の極性を有し、第3の極12のクランク部812および面830は、S極の極性を有している。   The crank portion 811 of the second pole 11 extends so as to cover the left end portion of the movable member 40, and the crank portion 812 of the third pole 12 extends the right end portion of the movable member 40. It extends so as to cover it. In the present embodiment, the crank portion 811 and the surface 820 of the second pole 11 have the polarity of the N pole, and the crank portion 812 and the surface 830 of the third pole 12 have the polarity of the S pole. Yes.

次に、アクチュエータ801の動作について、図17および図18を参照して説明する。図17および図18は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。   Next, the operation of the actuator 801 will be described with reference to FIGS. 17 and 18. 17 and 18 show the rotation operation of the movable member of the actuator.

まず、コイル50に対して、図17(a)に図示される方向に電流が流されると、永久磁石30、第1の極10の先端面16、可動部材40の突起部46、揺動部45の右端部の傾斜面872、クランク部812の面831およびクランク部812の面830、第3の極12、連結部15を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。すると、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面16、17との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、クランク部812の面830,831と可動部材40の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として反時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面16に対向し、且つ、揺動部45の右端部の傾斜面872がクランク部812の面830に接触する状態になる。   First, when a current is passed through the coil 50 in the direction shown in FIG. 17A, the permanent magnet 30, the tip surface 16 of the first pole 10, the protrusion 46 of the movable member 40, the swinging portion. 45, an inclined surface 872 at the right end portion, a surface 831 of the crank portion 812, a surface 830 of the crank portion 812, the third pole 12, and a coupling portion 15 are generated in the counterclockwise direction (in the direction of the arrow). Then, the movable member 40 has a counterclockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 16 and 17 of the first pole 10, and the surfaces 830 and 831 of the crank portion 812 and the movable member 40. Due to the counterclockwise suction force acting between the right end portion and the rotating shaft 41 as a fulcrum, the distal end surface of the protrusion 46 of the movable member 40 is the distal end surface 16 of the first pole 10. And the inclined surface 872 at the right end of the swinging portion 45 comes into contact with the surface 830 of the crank portion 812.

次に、方向切り替えを行なう。コイル50に対して図17(a)に図示される方向から電流の流れる方向を逆転させ、図17(b)に図示される方向にコイル50に対して電流が流される。この場合、永久磁石30、連結部14、第2の極11、クランク部811、クランク部の面821、可動部材40の揺動部45の左端部の傾斜面871、突起部46、第1の極10の先端面16を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。この場合、実施例1(図2)と比較して、クランク部の面821と揺動部45の傾斜面871とが近接しているため、電流の流れる方向を切り換えた際に近接した部分の磁束密度を上げることができ、可動部材40に大きな力(トルク)を発生させることができる。   Next, the direction is switched. The direction of current flow is reversed from the direction shown in FIG. 17A with respect to the coil 50, and current is passed through the coil 50 in the direction shown in FIG. 17B. In this case, the permanent magnet 30, the connecting portion 14, the second pole 11, the crank portion 811, the surface 821 of the crank portion, the inclined surface 871 at the left end of the swinging portion 45 of the movable member 40, the protrusion 46, the first portion. A counterclockwise magnetic flux (in the direction of the arrow) that sequentially passes through the tip surface 16 of the pole 10 is generated. In this case, compared with the first embodiment (FIG. 2), the surface 821 of the crank portion and the inclined surface 871 of the swinging portion 45 are close to each other. The magnetic flux density can be increased, and a large force (torque) can be generated in the movable member 40.

そして、図18(c)に示すように、可動部材40は、突起部46と第1の極10の先端面15、16との間に作用する時計回り方向の推力、及び、クランク部811の面830,831と可動部材40の左端部の傾斜面872との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸41を支点として時計回りに回転し、可動部材40の突起部46の先端面が第1の極10の先端面17に接触し、且つ、揺動部45の左端部の傾斜面871がクランク部811の面820の下面に対向する状態になる。   Then, as shown in FIG. 18C, the movable member 40 includes a clockwise thrust acting between the protrusion 46 and the tip surfaces 15 and 16 of the first pole 10, and a crank portion 811. The clockwise suction force acting between the surfaces 830 and 831 and the inclined surface 872 at the left end of the movable member 40 rotates clockwise around the rotation shaft 41 as a fulcrum, and the tip of the protrusion 46 of the movable member 40 The surface comes into contact with the front end surface 17 of the first pole 10, and the inclined surface 871 at the left end portion of the swinging portion 45 faces the lower surface of the surface 820 of the crank portion 811.

このように可動部材40が回転した後、永久磁石30、連結部14、第2の極11、クランク部811の面820およびクランク部811の面821、可動部材40の揺動部45の左端部の傾斜面871、突起部46、第1の極10の先端面17を順に通過する反時計回り(矢印の方向)の磁束が発生する。   After the movable member 40 rotates in this manner, the permanent magnet 30, the connecting portion 14, the second pole 11, the surface 820 of the crank portion 811 and the surface 821 of the crank portion 811, and the left end portion of the swinging portion 45 of the movable member 40. Counter-clockwise (arrow direction) magnetic flux that passes through the inclined surface 871, the protrusion 46, and the tip surface 17 of the first pole 10 in this order is generated.

なお、図17(a)に示すように、可動部材40の右端部の傾斜面872がクランク部812の面830に接触した状態において、可動部材40の左端部の傾斜面871がクランク部811の面821の先端に距離Lだけ離れた状態、すなわち空隙部分の磁気抵抗を小さくするようにクランク部811が設けられる。一方、可動部材40の左端部の傾斜面871がクランク部811の面820に接触した状態において、可動部材40の右端部の傾斜面872がクランク部812の面831の先端に距離Lだけ離れた状態、すなわちすなわち空隙部分の磁気抵抗を小さくするようにクランク部812が設けられる。   As shown in FIG. 17A, in the state where the inclined surface 872 at the right end portion of the movable member 40 is in contact with the surface 830 of the crank portion 812, the inclined surface 871 at the left end portion of the movable member 40 is the crank portion 811. A crank portion 811 is provided at the tip of the surface 821 at a distance L, that is, so as to reduce the magnetic resistance of the gap portion. On the other hand, in a state where the inclined surface 871 at the left end portion of the movable member 40 is in contact with the surface 820 of the crank portion 811, the inclined surface 872 at the right end portion of the movable member 40 is separated from the tip of the surface 831 of the crank portion 812 by a distance L. The crank portion 812 is provided to reduce the state, that is, the magnetic resistance of the gap portion.

したがって、コイル50に流れる電流の向きを逆にした場合における磁界を可動部材40に容易に与えられるので、可動部材40の右端部の傾斜面872がクランク部812の面830に接触した状態から可動部材40の左端部の傾斜面871がクランク部811の面820に接触した状態への移行、すなわち、コイル50への電流の方向切り換え時のトルクが増大し、アクチュエータ801の応答性を向上させることができる。   Therefore, since the magnetic field in the case where the direction of the current flowing through the coil 50 is reversed is easily applied to the movable member 40, the movable member 40 is movable from the state in which the inclined surface 872 at the right end of the movable member 40 is in contact with the surface 830 of the crank portion 812. Transition to a state in which the inclined surface 871 at the left end portion of the member 40 is in contact with the surface 820 of the crank portion 811, that is, the torque at the time of switching the direction of the current to the coil 50 is increased, and the response of the actuator 801 is improved. Can do.

以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ801では、第1の実施の形態のアクチュエータ1と同様に、アクチュエータ801により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。また、本実施の形態のアクチュエータ801においては、第1の実施の形態のアクチュエータ1と比較して、回転軸41を軸として時計回りおよび反時計回りに回転する際のトルクを均一化することができる。すなわち、第1の実施の形態のアクチュエータ1の場合、時計回りから反時計回りへ移行する場合に所定のトルクが必要となるが、第8の実施の形態のアクチュエータ801においては、可動部材40の左右端部の傾斜面871,872のいずれか一方が、クランク部811,812の面821,831のいずれか一方に近接した状態となるので、時計回りから反時計回りへ移行する場合、または回転開始時においてトルクを増大させ、応答性を向上させることができる。   As described above, in the actuator 801 of the present embodiment, the responsiveness of the opening / closing operation of a valve or the like driven by the actuator 801 can be improved, as in the actuator 1 of the first embodiment. In addition, in the actuator 801 of the present embodiment, compared to the actuator 1 of the first embodiment, the torque when rotating clockwise and counterclockwise about the rotation shaft 41 can be made uniform. it can. That is, in the case of the actuator 1 of the first embodiment, a predetermined torque is required when shifting from clockwise to counterclockwise, but in the actuator 801 of the eighth embodiment, the movable member 40 Since either one of the inclined surfaces 871 and 872 at the left and right end portions is in close proximity to either one of the surfaces 821 and 831 of the crank portions 811 and 812, the rotation proceeds from the clockwise direction to the counterclockwise direction. The torque can be increased at the start and the responsiveness can be improved.

具体的には、コイル50に対して電流の流れる方向を切り替え開始時において、トルクが実施例1に比較して40%向上し、回転の立ち上がりが速くなり、応答性が向上する。また、コイル50に対して電流の流れる方向を切り替え終了時(図18(c)の状態)においては、トルクが14%低減するが、回転動作として支障がない範囲にとどめることができる。   Specifically, at the start of switching the direction of current flow with respect to the coil 50, the torque is improved by 40% compared to the first embodiment, the rise of rotation is accelerated, and the responsiveness is improved. Further, at the end of switching the direction of current flow to the coil 50 (the state shown in FIG. 18C), the torque is reduced by 14%, but it can be limited to a range that does not hinder the rotation operation.

また、上述の第8の実施の形態では、クランク部811,812の面821,831が直線となっているが、タブテール状、または空隙部分の磁気抵抗を小さくすることができる他の任意の形状で形成されていてもよい。また、第8の実施の形態では、可動部材40の回転角度から面820、830および傾斜面871、872がそれぞれ傾斜した状態で形成されているが、これに限定されず、水平面または他の任意の形状であってもよい。また、第8の実施の形態においては、クランク部811,812が磁気飽和を発生させないように、所定の幅を持たせた状態にすることが好ましく、さらに面820,821,830,831が漏れ磁束径路を形成しないように所定の幅を持たせることが好ましい。また、面820および面821、または面830および面831との間隔が短い場合には、磁束の漏れが発生するため、磁束の漏れが発生しない程度で設計することが望ましい。   Further, in the above-described eighth embodiment, the surfaces 821 and 831 of the crank portions 811 and 812 are linear, but a tab tail shape or any other shape that can reduce the magnetic resistance of the gap portion. May be formed. In the eighth embodiment, the surfaces 820 and 830 and the inclined surfaces 871 and 872 are inclined from the rotation angle of the movable member 40. However, the present invention is not limited to this. The shape may also be In the eighth embodiment, it is preferable that the crank portions 811 and 812 have a predetermined width so that magnetic saturation does not occur, and the surfaces 820, 821, 830, and 831 leak. It is preferable to give a predetermined width so as not to form the magnetic flux path. In addition, when the distance between the surface 820 and the surface 821 or between the surface 830 and the surface 831 is short, magnetic flux leakage occurs, so it is desirable that the design is made to the extent that magnetic flux leakage does not occur.

また、第8の実施の形態におけるクランク部811,812の面821,831を設けて空隙部分の磁気抵抗を小さくする方法については、第1の実施の形態乃至第7の実施の形態におけるアクチュエータに対しても適用することができる。   Further, regarding the method of providing the surfaces 821, 831 of the crank portions 811 and 812 in the eighth embodiment to reduce the magnetic resistance of the gap portion, the actuator in the first to seventh embodiments is used. It can also be applied to.

上記第1の実施の形態から第8の実施の形態において、第1の極10が第1の電磁石の極に相当し、第2の極11が第2の電磁石の極に相当し、第3の12が第3の電磁石の極に相当し、突起部46が突起部に相当し、可動部材40が可動部材に相当し、永久磁石30が永久磁石に相当し、コイル50がコイルに相当し、第2の電磁石の極12がコイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極に相当し、第3の電磁石の極11がコイルを有しており磁束を生成する第3の電磁石の極に相当し、コイル152が第2の電磁石の極のコイルに相当し、コイル151が第3の電磁石の極のコイルに相当し、永久磁石231が第2の永久磁石に相当し、永久磁石232が第3の永久磁石に相当し、突出部311,312が略ダブテール形状の凹部に相当し、永久磁石431,432がN極とS極とに配置された永久磁石に相当し、クランク部811が第2の電磁石の極の先端部に相当し、クランク部812が第3の電磁石の極の先端部に相当し、面810が第1の面に相当し、面811が第2の面に相当し、面820が第3の面に相当し、面821が第4の面に相当し、傾斜面871,872が可動部材の上端面に相当する。 In the first to eighth embodiments, the first pole 10 corresponds to the pole of the first electromagnet, the second pole 11 corresponds to the pole of the second electromagnet, and the third The pole 12 corresponds to the pole of the third electromagnet, the protrusion 46 corresponds to the protrusion, the movable member 40 corresponds to the movable member, the permanent magnet 30 corresponds to the permanent magnet, and the coil 50 corresponds to the coil. The pole 12 of the second electromagnet has a coil and corresponds to the pole of the second electromagnet that generates magnetic flux, and the pole 11 of the third electromagnet has the coil and generates magnetic flux. The coil 152 corresponds to the coil of the second electromagnet, the coil 151 corresponds to the coil of the third electromagnet, and the permanent magnet 231 corresponds to the second permanent magnet. The permanent magnet 232 corresponds to the third permanent magnet, and the protrusions 311 and 312 have a substantially dovetail shape. The permanent magnets 431 and 432 correspond to the permanent magnets arranged in the N pole and the S pole, the crank portion 811 corresponds to the tip portion of the pole of the second electromagnet, and the crank portion 812 corresponds to the third portion. The surface 810 corresponds to the first surface, the surface 811 corresponds to the second surface, the surface 820 corresponds to the third surface, and the surface 821 corresponds to the fourth surface. The inclined surfaces 871 and 872 correspond to the upper surface of the movable member.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の第1の実施の形態において、第1の極10の先端面がN極の極性を有する磁極面とS極の極性を有する磁極面とに分かれるように永久磁石が配置されていればよく、永久磁石の形状、大きさ及び配置は変更可能である。また、上述の第7の実施の形態では、永久磁石631及び永久磁石632は、第1の極610及び第2の極611の軸と平行な磁極面を有しているが、第1の極610及び第2の極611の軸と傾斜した磁極面を有していてもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, in the first embodiment described above, the permanent magnet is arranged so that the tip surface of the first pole 10 is divided into a magnetic pole surface having the polarity of the N pole and a magnetic pole surface having the polarity of the S pole. What is necessary is just to change the shape of a permanent magnet, a magnitude | size, and arrangement | positioning. In the seventh embodiment described above, the permanent magnet 631 and the permanent magnet 632 have magnetic pole faces parallel to the axes of the first pole 610 and the second pole 611, but the first pole The axis of 610 and the second pole 611 and the inclined pole face may be provided.

本発明の第1の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。The rotation operation | movement of the movable member of the actuator of FIG. 1 is shown. 本発明の第2の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図3のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。Fig. 4 shows a rotation operation of a movable member of the actuator of Fig. 3. 本発明の第3の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図5のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。Fig. 6 shows a rotation operation of a movable member of the actuator of Fig. 5. 本発明の第4の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図7のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。FIG. 8 shows a rotating operation of a movable member of the actuator of FIG. 7. FIG. 本発明の第5の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 図9のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。10 shows a rotation operation of a movable member of the actuator of FIG. 本発明の第6の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 図11のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。FIG. 12 shows the rotating operation of the movable member of the actuator of FIG. 本発明の第7の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 図13のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。FIG. 14 shows a rotating operation of a movable member of the actuator of FIG. 本発明の第7の実施の形態に係るアクチュエータの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the actuator which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the actuator which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 図16のアクチュエータの可動部材の回転動作を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a rotation operation of a movable member of the actuator of FIG. 16. 図16のアクチュエータの可動部材の回転動作を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a rotation operation of a movable member of the actuator of FIG. 16.

符号の説明Explanation of symbols

1、101、201、301、401、501、601、701 アクチュエータ
10、310、410 第1の磁極
11 第2の磁極
12 第3の磁極
30 永久磁石
40 可動部材
50、151、152 コイル
231、232、431、432 永久磁石
610、710 第1の磁極
611、711 第2の磁極
631、632 永久磁石
640 可動部材
650 コイル
820,821,830,831 面
871,872 傾斜面
1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701 Actuator 10, 310, 410 First magnetic pole 11 Second magnetic pole 12 Third magnetic pole 30 Permanent magnet 40 Movable members 50, 151, 152 Coils 231, 232 431, 432 Permanent magnet 610, 710 First magnetic pole 611, 711 Second magnetic pole 631, 632 Permanent magnet 640 Movable member 650 Coil 820, 821, 830, 831 Surface 871, 872 Inclined surface

Claims (10)

3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、コイルを有していない第2の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第1の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A pole of a first electromagnet disposed in a central portion of a stator composed of three poles, having a coil and generating magnetic flux;
A pole of a second electromagnet that is one pole of the stator and does not have a coil;
One pole of the stator, disposed opposite to the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet, and a pole of a third electromagnet having no coil;
A movable member provided with an end face of the protrusion facing the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet, and rotatably supported;
It is incorporated in the pole of the first electromagnet, and is arranged to divide the pole of the first electromagnet into a part on the pole side of the second electromagnet and a part on the pole side of the third electromagnet. With permanent magnets,
By conducting energization control so that the direction of the current flowing in the coil of the first electromagnet pole changes, the movable member passes through the movable member by the magnetic flux generated by energization of the poles of the first to third electromagnets and the magnetic flux of the permanent magnet. An actuator that generates a magnetic flux to rotate and drives the movable member to rotate.
3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第1の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第2の電磁石の極のコイル及び第3の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A pole of a first electromagnet disposed in the central part of a stator composed of three poles and having no coil;
One pole of the stator, a pole of a second electromagnet having a coil and generating magnetic flux;
One pole of the stator, disposed on the opposite side of the pole of the first electromagnet from the pole of the second electromagnet, and having a coil and generating a magnetic flux When,
A movable member provided with an end face of the protrusion facing the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet, and rotatably supported;
It is incorporated in the pole of the first electromagnet, and is arranged to divide the pole of the first electromagnet into a part on the pole side of the second electromagnet and a part on the pole side of the third electromagnet. With permanent magnets,
By controlling the energization so that the direction of the current flowing through the coil of the second electromagnet and the coil of the third electromagnet changes, the magnetic flux generated by the energization of the poles of the first to third electromagnets and the permanent An actuator characterized in that a magnetic flux passing through the movable member is generated by a magnetic flux of a magnet, and the movable member is rotationally driven.
前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第2の電磁石の極側の端部が接触する第2の磁極面を有する第2の永久磁石と、
前記第3の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第3の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第2の磁極面と異なる極性の第3の磁極面を有する第3の永久磁石とをさらに備えていることを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ。
A second permanent magnet that is incorporated in the pole of the second electromagnet and has a second magnetic pole surface that contacts the end of the movable member on the pole side of the second electromagnet when the movable member rotates. When,
It is incorporated in the pole of the third electromagnet, and when the movable member rotates, the end of the movable member on the pole side of the third electromagnet contacts and has a polarity different from that of the second magnetic pole surface. The actuator according to claim 1, further comprising a third permanent magnet having three magnetic pole faces.
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面が略ダブテール形状の凹部で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1項に記載のアクチュエータ。   The actuator according to any one of claims 1 to 3, wherein a first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet is formed by a substantially dovetail-shaped concave portion. 2極で構成される固定子の中央部分に配置されたコイルを有しており磁束を生成する略ダブテール形状の磁束生成部分と、
前記磁束生成部分の一方の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第1の磁極面を有する第1の電磁石の極と、
前記磁束生成部分の前記第1の電磁石の極と反対側の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第2の磁極面を有する第2の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第1の永久磁石と、
前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記第2の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第2の永久磁石と、
前記第1及び第2の磁極面にそれぞれ対向する突起部が設けられ、回転可能に支持された可動部材とを備えており、
前記磁束生成部分のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1及び第2の電磁石の極の通電による磁束及び前記第1及び第2の永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A substantially dovetail-shaped magnetic flux generating portion that has a coil disposed in a central portion of a stator composed of two poles and generates magnetic flux;
A pole of a first electromagnet having a first magnetic pole face which is one of the poles of the magnetic flux generating portion and has a substantially dovetail-shaped recess;
A pole of a second electromagnet having a second magnetic pole surface which is a pole opposite to the pole of the first electromagnet of the magnetic flux generating portion and has a substantially dovetail-shaped recess;
A first permanent magnet built into the pole of the first electromagnet and having a pole face parallel or inclined to the axis of the pole of the first electromagnet;
A second permanent magnet built into the pole of the second electromagnet and having a pole face parallel or inclined to the axis of the pole of the second electromagnet;
A projecting portion facing each of the first and second magnetic pole surfaces, and a movable member supported rotatably.
By performing energization control so that the direction of the current flowing through the coil of the magnetic flux generation portion changes, the movable by the magnetic flux generated by the energization of the poles of the first and second electromagnets and the magnetic flux of the first and second permanent magnets. An actuator that generates magnetic flux passing through a member and rotationally drives the movable member.
3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、コイルを有していない第2の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面に組み込まれており、前記第1の電磁石の極の第1の磁極面を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにN極とS極とに配置された永久磁石とを備えており、
前記第1の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A pole of a first electromagnet disposed in a central portion of a stator composed of three poles, having a coil and generating magnetic flux;
A pole of a second electromagnet that is one pole of the stator and does not have a coil;
One pole of the stator, disposed opposite to the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet, and a pole of a third electromagnet having no coil;
A movable member provided with an end face of the protrusion facing the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet, and rotatably supported;
It is incorporated in the first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet, and the first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet is connected to the pole side portion of the second electromagnet and the third electromagnet. A permanent magnet disposed on the N pole and the S pole so as to be divided into the pole part and the center,
By conducting energization control so that the direction of the current flowing in the coil of the first electromagnet pole changes, the movable member passes through the movable member by the magnetic flux generated by energization of the poles of the first to third electromagnets and the magnetic flux of the permanent magnet. An actuator that generates a magnetic flux to rotate and drives the movable member to rotate.
3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第1の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第2の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面に組み込まれており、前記第1の電磁石の極の磁極面を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにN極とS極とに配置された永久磁石とを備えており、
前記第2の電磁石の極のコイル及び第3の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
A pole of a first electromagnet disposed in the central part of a stator composed of three poles and having no coil;
One pole of the stator, a pole of a second electromagnet having a coil and generating magnetic flux;
One pole of the stator, disposed on the opposite side of the pole of the first electromagnet from the pole of the second electromagnet, and having a coil and generating a magnetic flux When,
A movable member provided with an end face of the protrusion facing the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet, and rotatably supported;
It is incorporated in the first magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet, and the magnetic pole surface of the pole of the first electromagnet is located on the pole side portion of the second electromagnet and the pole side of the third electromagnet. A permanent magnet arranged on the north and south poles so as to be divided into a central part and
By controlling the energization so that the direction of the current flowing through the coil of the second electromagnet and the coil of the third electromagnet changes, the magnetic flux generated by the energization of the poles of the first to third electromagnets and the permanent An actuator characterized in that a magnetic flux passing through the movable member is generated by a magnetic flux of a magnet, and the movable member is rotationally driven.
前記第2の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第2の電磁石の極側の端部が接触する第2の磁極面を有する第2の永久磁石と、
前記第3の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第3の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第2の磁極面と異なる極性の第3の磁極面を有する第3の永久磁石とをさらに備えていることを特徴とする請求項6または7に記載のアクチュエータ。
A second permanent magnet that is incorporated in the pole of the second electromagnet and has a second magnetic pole surface that contacts the end of the movable member on the pole side of the second electromagnet when the movable member rotates. When,
It is incorporated in the pole of the third electromagnet, and when the movable member rotates, the end of the movable member on the pole side of the third electromagnet contacts and has a polarity different from that of the second magnetic pole surface. The actuator according to claim 6, further comprising a third permanent magnet having three magnetic pole faces.
3極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第1の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、コイルを有していない第2の電磁石の極と、
前記固定子の1つの極であり、前記第1の電磁石の極に対して前記第2の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第3の電磁石の極と、
前記第1の電磁石の極の第1の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第1の電磁石の極に組み込まれており、前記第1の電磁石の極を前記第2の電磁石の極側の部分と前記第3の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第1の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第1〜第3の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動し、
前記可動部材が回転駆動された場合における前記可動部材の端部の可動領域の近傍まで、第2の電磁石の極および前記第3の電磁石の極の先端部が延在して設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
A pole of a first electromagnet disposed in a central portion of a stator composed of three poles, having a coil and generating magnetic flux;
A pole of a second electromagnet that is one pole of the stator and does not have a coil;
One pole of the stator, disposed opposite to the pole of the second electromagnet with respect to the pole of the first electromagnet, and a pole of a third electromagnet having no coil;
A movable member provided with an end face of the protrusion facing the first magnetic pole face of the pole of the first electromagnet, and rotatably supported;
It is incorporated in the pole of the first electromagnet, and is arranged to divide the pole of the first electromagnet into a part on the pole side of the second electromagnet and a part on the pole side of the third electromagnet. With permanent magnets,
By conducting energization control so that the direction of the current flowing in the coil of the first electromagnet pole changes, the movable member passes through the movable member by the magnetic flux generated by energization of the poles of the first to third electromagnets and the magnetic flux of the permanent magnet. Generating magnetic flux to rotate the movable member,
The poles of the second electromagnet and the poles of the third electromagnet are provided to extend to the vicinity of the movable region at the end of the movable member when the movable member is rotationally driven. An actuator characterized by.
前記第2の電磁石の極の先端部は、L字を形成する第1の面および第2の面を有し、
前記第3の電磁石の極の先端部は、前記L字とは線対称の逆L字を形成する第3の面および第4の面を有し、
前記可動部材は、中央部が軸支され、第1状態および第2状態を繰り返す揺動動作を行い、
前記第1の面は、前記可動部材が第1状態の場合に前記可動部材の上端面と接触可能に設けられ、前記第3の面は、前記可動部材が第2状態の場合に前記可動部材の上端面と接触可能に設けられ、前記第2の面は、前記可動部材が第2状態の場合に前記第1の面に接触していた前記可動部材の上端面近傍まで延在して設けられ、前記第4の面は、前記可動部材が第1状態の場合に前記第3の面に接触していた前記可動部材の上端面近傍まで延在して設けられたことを特徴とする請求項9記載のアクチュエータ。
The tip of the pole of the second electromagnet has a first surface and a second surface forming an L-shape,
The tip of the pole of the third electromagnet has a third surface and a fourth surface that form an inverted L shape that is axisymmetric to the L shape,
The movable member is pivotally supported at the center, and performs a swinging motion that repeats the first state and the second state,
The first surface is provided so as to come into contact with an upper end surface of the movable member when the movable member is in the first state, and the third surface is provided with the movable member when the movable member is in the second state. The second surface extends to the vicinity of the upper end surface of the movable member that was in contact with the first surface when the movable member is in the second state. The fourth surface is provided to extend to the vicinity of the upper end surface of the movable member that is in contact with the third surface when the movable member is in the first state. Item 10. The actuator according to Item 9.
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