JP2019029678A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材を駆動する応答性を向上させることのできる電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】変形量に応じた弾性力を所定方向へ加える一対の板ばね５１と、一対の板ばね５１により所定方向へ移動可能に支持された可動部材３１と、所定方向において一対の板ばね５１の間で作用させる電磁力により、可動部材３１を非接触で所定方向へ駆動する駆動部７０と、を備える流路切替弁１０。【選択図】 図５

Description

本発明は、電磁力により可動部材を駆動する電磁アクチュエータに関する。

従来、この種の電磁アクチュエータとして、コイルに電流を流して発生させた磁力により、シャフト（可動部材）に固定されたプランジャを移動させるソレノイドバルブがある（特許文献１参照）。

特開２０１６−５３４０７号公報

ところで、特許文献１に記載のものでは、シャフトが２つの軸受によって、軸方向に摺動自在に支持されている。このため、シャフトと軸受との間で摩擦力が発生し、シャフトを駆動する応答性が低下することとなる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、可動部材を駆動する応答性を向上させることのできる電磁アクチュエータを提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、変形量に応じた弾性力を所定方向へ加える一対の板ばねと、前記一対の板ばねにより前記所定方向へ移動可能に支持された可動部材と、前記所定方向において前記一対の板ばねの間で作用させる電磁力により、前記可動部材を非接触で前記所定方向へ駆動する駆動部と、を備える。

上記構成によれば、一対の板ばねにより、板ばねの変形量に応じた弾性力が所定方向へ加えられる。可動部材は、一対の板ばねにより上記所定方向へ移動可能に支持されているため、可動部材を非摺動で移動可能に支持することができる。そして、駆動部によって作用させられる電磁力により、可動部材が非接触で所定方向へ駆動される。その結果、可動部材を駆動する際に摩擦力が発生せず、可動部材を駆動する応答性を向上させることができる。

さらに、可動部材は一対の板ばねにより支持されており、上記所定方向において一対の板ばねの間で電磁力が作用させられる。このため、駆動される際に可動部材がぶれることを抑制することができる。

第２の手段では、前記可動部材において、前記一対の板ばねの間に位置する部分に可動子が固定されており、前記駆動部は、前記可動子に前記電磁力を作用させる。

上記構成によれば、可動部材に固定された可動子に電磁力が作用させられる。このため、電磁力が作用させられる可動子と、可動部材とを別体にすることができ、可動部材の設計の自由度を向上させることができる。

第３の手段では、前記可動部材は、所定面において前記所定方向に所定長で開口する開口流路が形成された弁体であり、前記所定面に対向する対向面に開口する複数のポートが、前記所定方向に前記所定長よりも短い間隔で並んで形成され、且つ前記複数のポートにそれぞれ接続された接続流路が形成された第１本体を備える。

上記構成によれば、第１本体に形成された接続流路を通じて、各接続流路に接続された各ポートに対して流体を流入出させることができる。弁体には、所定面において所定方向に所定長で開口する開口流路が形成されている。第１本体には、上記所定面に対向する対向面に開口する複数のポートが、上記所定方向に上記所定長よりも短い間隔で並んで形成されている。このため、駆動部により弁体を上記所定方向に駆動することで、複数のポートが弁体の開口流路を介して接続される状態、すなわち流体の流路を切り替えることができる。

第４の手段では、前記一対の板ばねが固定された第２本体を備え、前記第２本体の第１面は、前記第１本体の前記対向面に対向しており、前記弁体の前記所定面と前記第２本体の前記第１面とは同一平面上に位置しており、前記第１本体の前記対向面と前記第２本体の前記第１面との間に所定厚みのシムが挿入された状態で、前記第１本体と前記第２本体とが固定されている。

弁体の所定面と第１本体の対向面との間に所定の隙間を形成すれば、弁体と第１本体とが擦れない状態になり、且つ弁体の所定面と第１本体の対向面との間から漏れる流体の量を調節することができる。

この点、上記構成によれば、弁体の所定面と第２本体の第１面とは同一平面上に位置しており、第１本体の対向面と第２本体の第１面との間に所定厚みのシムが挿入された状態で、第１本体と第２本体とが固定されている。このため、弁体の所定面と第１本体の対向面との間に、シムの厚み分の隙間を容易に形成することができる。

具体的には、第５の手段のように、前記板ばねは、最も面積の大きい主面が前記所定方向に垂直となるように、前記第２本体に固定されているといった構成を採用することができる。こうした構成によれば、板ばねは、弁体の所定面と第１本体の対向面との間の隙間を維持するように弁体を支持し、且つ所定方向に沿った弾性力のみを弁体に作用させる構成を、容易に実現することができる。

第６の手段では、前記一対の板ばねにより、前記弁体の両端部が支持されている。

上記構成によれば、一対の板ばねにより弁体の両端部が支持されているため、弁体の支持を安定させ易くなる。

流路切替弁を示す斜視断面図。 弁機構のポート周辺を示す斜視図。 ポート、本体、板ばね、磁石等を示す斜視図。 図３から一方のポート及び第１本体を取り除いた状態を示す斜視図。 流路切替弁を示す斜視断面図。 弁機構を示す斜視断面図。 非励磁状態の弁機構を示す正面視断面図。 正方向の励磁状態の弁機構を示す正面視断面図。 負方向の励磁状態の弁機構を示す正面視断面図。 弁機構の変更例を示す斜視断面図。 駆動電流と流量との関係の一例を示すグラフ。 駆動電流と流量との関係の変更例を示すグラフ。 駆動電流と流量との関係の他の変更例を示すグラフ。

以下、負荷（容積）に対して空気を供給及び排出する流路を切り替える流路切替弁に具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜３に示すように、流路切替弁１０（電磁アクチュエータに相当）は、弁機構２０と駆動部７０とを備えている。弁機構２０と駆動部７０とは、接続部材２４を介して接続されている。駆動部７０は、弁機構２０の弁体３１（図４参照）を駆動する。

弁機構２０は、ハウジング２１、弁体３１、第１本体４１Ａ、第２本体４１Ｂ、板ばね５１、蓋２７等を備えている。ハウジング２１、弁体３１、第１本体４１Ａ、第２本体４１Ｂ、板ばね５１、蓋２７は、非磁性体により形成されている。

図２は、図１の流路切替弁１０から、磁石７４Ａ，７５Ａ以外の駆動部７０を取り除いた状態を示している。図２に示すように、ハウジング２１は、四角筒状に形成されている。ハウジング２１には、加圧された空気（流体に相当）を供給するＰ０ポート（加圧ポート）、負荷に対して空気を供給及び排出するＡ０ポート（出力ポート）、空気を排出するＲ０ポート（排気ポート）が設けられている。Ｐ０ポート、Ａ０ポート、Ｒ０ポートは、非磁性体により形成されている。Ｐ０ポート、Ａ０ポート、Ｒ０ポートには、それぞれ加圧流路、出力流路、排気流路が接続されている。図３に示すように、加圧流路及び排気流路は、第１本体４１Ａに接続されている。出力流路は、ハウジング２１の内面で開口している。

図３は、図２の弁機構２０からハウジング２１及び蓋２７を取り除いた状態を示している。図４は、図３の弁機構２０から、Ａ０ポートと、一方のＰ０ポート，Ｒ０ポート，第１本体４１Ａとを取り除いた状態を示している。ハウジング２１の内部には、弁体３１、本体４１Ａ，４１Ｂ、板ばね５１、磁石７４Ａ，７４Ｂ，７５Ａ，７５Ｂ等が収容されている。本体４１Ａ，４１Ｂは、直方体状（平板状）に形成されている。第１本体４１Ａは、ハウジング２１に固定されている。第２本体４１Ｂは、第１本体４１Ａに固定されている。弁体３１は、直方体状（平板状）に形成されている。

並列に配置された第２本体４１Ｂの間に、弁体３１が配置されている。第２本体４１Ｂと弁体３１との間には、隙間が形成されている。すなわち、第２本体４１Ｂと弁体３１とは非接触状態になっている。

弁体３１は、板ばね５１を介して第２本体４１Ｂに固定されている。詳しくは、弁体３１の長手方向の両端部３６には、板ばね５１がそれぞれ取り付けられている。板ばね５１は、ばね鋼等のばね性材料により、矩形板状に形成されている。板ばね５１の所定部分には、スリット５１ａが形成されている。板ばね５１にスリット５１ａが形成されることにより、板ばね５１は蛇行する所定パターンに形成されている。板ばね５１の厚みは、板ばね５１が所定の剛性を有し、板ばね５１が所定の弾性力を発生するように設定されている。板ばね５１の２つの短辺部分５１ｂがそれぞれ第２本体４１Ｂに固定されている。板ばね５１は、最も面積の大きい主面（図３，４における垂直面）が弁体３１の長手方向に垂直となるように、第２本体４１Ｂに取り付けられている。こうした構成により、弁体３１（可動部材に相当）は、一対の板ばね５１により弁体３１の長手方向（所定方向に相当）に移動可能に支持されている。

弁体３１の所定面３１ａと第２本体４１Ｂの第１面４１ｂとは同一平面上に位置している。図６に示すように、弁体３１の所定面３１ａに第１本体４１Ａの対向面４１ａが対向している。そして、第２本体４１Ｂの第１面４１ｂは、第１本体４１Ａの対向面４１ａに対向している。第２本体４１Ｂの第１面４１ｂと第１本体４１Ａの対向面４１ａとの間に所定厚みのシム４６（スペーサ）が並んで２つ挿入された状態で、第１本体４１Ａと第２本体４１Ｂとが固定されている。シム４６の厚みは１０μｍ程度である。すなわち、弁体３１の所定面３１ａと第１本体４１Ａの対向面４１ａとの間には、シム４６の厚みに相当する隙間（所定隙間）が形成されている。このように、弁体３１には、他の部材と摺動する部分が存在していない。なお、シム４６の数は２つに限らず、１つや、３つ以上であってもよい。

図６に示すように、弁体３１の所定面３１ａには、弁体３１の長手方向（所定方向）に所定長Ｌ１で開口する開口流路３２が２つ形成されている。開口流路３２は、弁体３１を所定面３１ａに垂直な方向へ貫通し、長軸の長さが所定長Ｌ１の長孔になっている。なお、開口流路３２が、弁体３１の所定面３１ａ側にそれぞれ形成された凹部になっており、弁体３１を貫通していない構成を採用することもできる。

それぞれの第１本体４１Ａには、対向面４１ａに開口するＰ１ｂポート，Ａ１ｂポート，Ｒ１ｂポート（複数のポートに相当）が形成されている。Ｐ１ｂポート，Ａ１ｂポート，Ｒ１ｂポートは、弁体３１の長手方向に所定長Ｌ１よりも短い間隔Ｌ２で並んで形成されている。第１本体４１Ａには、Ｐ１ｂポート，Ａ１ｂポート，Ｒ１ｂポートにそれぞれ接続された接続流路４２，４３，４４が形成されている。接続流路４２，４３，４４は、それぞれ上記加圧流路、出力流路、排気流路に接続されている。なお、接続流路４３は、ハウジング２１内の空間を介して出力流路に接続されている。ハウジング２１内の空間は、シール部材４７、シール部材４８（図３参照）によりシールされている。

弁体３１の所定面３１ａ及び本体４１の対向面４１ａは、所定の平面度に仕上げられている。また、板ばね５１は、所定面３１ａと対向面４１ａとが所定の平行度となるように、弁体３１を支持している。詳しくは、弁体３１の長手方向の両端部３６が、板ばね５１の中央を貫通してそれぞれ固定されている。

そして、板ばね５１は、弁体３１の長手方向（板ばね５１の主面に垂直な方向）への弁体３１の移動量に応じて、弁体３１に弾性力を加える。詳しくは、板ばね５１は、弁体３１の長手方向への弁体３１の移動量、すなわち板ばね５１の変形量に比例した弾性力を弁体３１に加える。

次に、図１，５を参照して、駆動部７０の構成を説明する。駆動部７０は、コア７１（７１ａ，７１ｂ）、コイル７２、磁石７４Ａ，７４Ｂ，７５Ａ，７５Ｂ等を備えている。

コア７１は、常磁性体材料により、「Ｕ」字形状に形成されている。コア７１における「Ｕ」字形状の底部７１ａの外周には、コイル７２が取り付けられている。コア７１における「Ｕ」字形状の一対の直線部７１ｂは、互いに平行になっている。

一対の直線部７１ｂには、磁石７４Ａ，７５Ａと磁石７４Ｂ，７５Ｂとがそれぞれ取り付けられている。磁石７４Ａ〜７５Ｂは、強磁性体材料により形成された永久磁石である。磁石７４Ａ〜７５Ｂは、直方体状に形成されている。磁石７４Ａ，７５Ｂは、コア７１の直線部７１ｂ側にＳ極が位置し、弁体３１（可動子７６）側にＮ極が位置するように、コア７１の直線部７１ｂにそれぞれ取り付けられている。磁石７４Ｂ，７５Ａは、コア７１の直線部７１ｂ側にＮ極が位置し、弁体３１（可動子７６）側にＳ極が位置するように、コア７１の直線部７１ｂにそれぞれ取り付けられている。磁石７４ＡのＮ極と磁石７４ＢのＳ極とが対向しており、磁石７５ＡのＳ極と磁石７５ＢのＮ極とが対向している。磁石７４Ａ，７４Ｂの互いに対向する面は平行になっており、磁石７５Ａ，７５Ｂの互いに対向する面は平行になっている。弁体３１の長手方向（以下、「所定方向」という）において、磁石７４Ａと磁石７５Ａとが所定間隔で配置されており、磁石７４Ｂと磁石７５Ｂとが同じく所定間隔で配置されている。

磁石７４Ａ，７５Ａと磁石７４Ｂ，７５Ｂとの間には、上記ハウジング２１の一部分を介して可動子７６が配置されている。ハウジング２１のうち、磁石７４Ａと磁石７４Ｂとの間に配置される部分、及び磁石７５Ａと磁石７５Ｂとの間に配置される部分は、磁束を透過させ易いように薄く形成されている。可動子７６は、常磁性体材料により、四角筒状に形成されている。上記所定方向における可動子７６の幅Ｌ３は、磁石７４Ｂ（７４Ａ）の接続部材２４側の端面と磁石７５Ｂ（７５Ａ）の蓋２７側の端面との間隔Ｌ４よりも短くなっている。可動子７６の中空部には、弁体３１が挿通されている。所定方向において、弁体３１の中央に可動子７６が固定されている。すなわち、弁体３１において、一対の板ばね５１の間に位置する部分に可動子７６が固定されている。可動子７６は、弁体３１以外の部材とは接触していない。

所定方向において、可動子７６は、磁石７４Ａ，７４Ｂ，７５Ａ，７５Ｂの磁力により磁石７４Ａ（７４Ｂ）と磁石７５Ａ（７５Ｂ）との中央位置（中立位置）に配置している。この状態で、自然状態の一対の板ばね５１により支持された弁体３１に、可動子７６が固定されている。すなわち、駆動部７０において、板ばね５１が自然状態で弁体３１を支持する状態における可動子７６の位置は、弁体３１（可動子７６）を所定方向に往復駆動させる電磁力を作用させていない中立位置に設定されている。そして、駆動部７０は、所定方向において一対の板ばね５１の間で可動子７６に作用させる電磁力により、弁体３１を非接触で所定方向へ駆動する。

次に、図７〜９を参照して、駆動部７０により、弁体３１の長手方向（所定方向）に弁体３１を往復駆動する原理を説明する。

駆動部７０のコイル７２に電流を流していない非励磁状態では、図７に示すように、磁石７４ＡのＮ極から磁石７４ＢのＳ極へ向かう磁界、及び磁石７５ＢのＮ極から磁石７４ＢのＳ極へ向かう磁界が発生する。この状態では、可動子７６は、上記所定方向において中立位置で釣り合って静止している。この状態では、一対の板ばね５１は自然状態になっており、一対の板ばね５１から弁体３１へ力が作用していない。また、この状態では、図６に示すように、第１本体４１ＡのＰ１ｂポート及びＲ１ｂポートは、弁体３１により閉じられている。

駆動部７０のコイル７２に正方向の電流を流した正方向の励磁状態では、図８に矢印Ｈ１で示すように、コア７１の上側の直線部７１ｂから下側の直線部７１ｂへ向かうコイル磁界が発生する。このため、磁石７４ＡのＮ極から磁石７４ＢのＳ極へ向かう磁界とコイル磁界とは強め合い、磁石７５ＢのＮ極から磁石７５ＡのＳ極へ向かう磁界とコイル磁界とは弱め合う。その結果、可動子７６は、接続部材２４の方向へ引き付ける磁力を受ける。そして、矢印Ｆ１で示すように、可動子７６と共に弁体３１が矢印Ｆ１の方向へ移動する。この際に、駆動部７０は電磁力により弁体３１を非接触で駆動し、弁体３１は本体４１Ａ，４１Ｂと非接触で駆動される。これに対して、一対の板ばね５１は、弁体３１の移動量に比例した抗力を弁体３１に作用させる。図６において、弁体３１が接続部材２４の方向へ駆動されると、第１本体４１ＡのＡ１ｂポートとＰ１ｂポートとが、弁体３１の開口流路３２を介して接続される。すなわち、流路切替弁１０の流路が切り替えられる。

ここで、それぞれの第１本体４１ＡのＰ１ｂポートに、同様の加圧した空気を流通させる。これにより、それぞれの第１本体４１ＡのＰ１ｂポートから弁体３１に向かって流れる空気による圧力が相殺される。

また、駆動部７０のコイル７２に負方向の電流を流した負方向の励磁状態では、図９に矢印Ｈ２で示すように、コア７１の下側の直線部７１ｂから上側の直線部７１ｂへ向かうコイル磁界が発生する。このため、磁石７４ＡのＮ極から磁石７４ＢのＳ極へ向かう磁界とコイル磁界とは弱め合い、磁石７５ＢのＮ極から磁石７５ＡのＳ極へ向かう磁界とコイル磁界とは強め合う。その結果、可動子７６は、蓋２７の方向へ引き付ける磁力を受ける。そして、矢印Ｆ２で示すように、可動子７６と共に弁体３１が矢印Ｆ２の方向へ移動する。この際に、駆動部７０は電磁力により弁体３１を非接触で駆動し、弁体３１は本体４１Ａ，４１Ｂと非接触で駆動される。これに対して、一対の板ばね５１は、弁体３１の移動量に比例した抗力を弁体３１に作用させる。図６において、弁体３１が蓋２７の方向へ駆動されると、第１本体４１ＡのＡ１ｂポートとＲ１ｂポートとが、弁体３１の開口流路３２を介して接続される。すなわち、流路切替弁１０の流路が切り替えられる。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・一対の板ばね５１により、板ばね５１の変形量に応じた弾性力が所定方向へ加えられる。弁体３１は、一対の板ばね５１により上記所定方向へ移動可能に支持されているため、弁体３１を非摺動で移動可能に支持することができる。そして、駆動部７０によって作用させられる電磁力により、弁体３１が非接触で所定方向へ駆動される。その結果、弁体３１を駆動する際に摩擦力が発生せず、弁体３１を駆動する応答性を向上させることができる。さらに、弁体３１を非摺動で駆動するため、弁体３１に摩耗が生じず、摺動を伴う一般的な弁体と比較して半永久的に使用することができる。

・弁体３１は一対の板ばね５１により支持されており、上記所定方向において一対の板ばね５１の間で電磁力が作用させられる。このため、駆動される際に弁体３１がぶれることを抑制することができる。

・弁体３１に固定された可動子７６に電磁力が作用させられる。このため、電磁力が作用させられる可動子７６と、弁体３１とを別体にすることができ、弁体３１の設計の自由度を向上させることができる。

・第１本体４１Ａに形成された接続流路を通じて、各接続流路に接続された各ポートに対して流体を流入出させることができる。弁体３１には、所定面３１ａにおいて所定方向に所定長Ｌ１で開口する開口流路３２が形成されている。第１本体４１Ａには、上記所定面３１ａに対向する対向面４１ａに開口する複数のポートが、上記所定方向に上記所定長Ｌ１よりも短い間隔Ｌ２で並んで形成されている。このため、駆動部７０により弁体３１を上記所定方向に駆動することで、複数のポートが弁体３１の開口流路３２を介して接続される状態、すなわち流体の流路を切り替えることができる。

・弁体３１の所定面３１ａと第２本体４１Ｂの第１面４１ｂとは同一平面上に位置しており、第１本体４１Ａの対向面４１ａと第２本体４１Ｂの第１面４１ｂとの間に所定厚みのシム４６が挿入された状態で、第１本体４１Ａと第２本体４１Ｂとが固定されている。このため、弁体３１の所定面３１ａと第１本体４１Ａの対向面４１ａとの間に、シム４６の厚み分の隙間を容易に形成することができる。

・板ばね５１は、最も面積の大きい主面が所定方向に垂直となるように、第２本体４１Ｂに固定されている。このため、板ばね５１は、弁体３１の所定面３１ａと第１本体４１Ａの対向面４１ａとの間の隙間を維持するように弁体３１を支持し、且つ所定方向に沿った弾性力のみを弁体３１に作用させる構成を、容易に実現することができる。

・一対の板ばね５１により弁体３１の両端部３６が支持されているため、弁体３１の支持を安定させ易くなる。

・駆動部７０において、板ばね５１が自然状態で弁体３１を支持する状態における弁体３１（可動子７６）の位置は、弁体３１を所定方向に往復駆動させる電磁力を作用させていない中立位置に設定されている。こうした構成によれば、板ばね５１が自然状態で弁体３１を支持し、且つ駆動部７０により電磁力を作用させていない状態において、弁体３１を所定方向の中立位置に維持することができる。このため、中立位置を基準として、可動子７６に作用させる電磁力を制御することにより、弁体３１を容易に再現性よく往復駆動することができる。さらに、駆動部７０により電磁力を作用させていない状態における流体の流量を、一定に安定させることができる。

・弁体３１の所定面３１ａ及び第１本体４１Ａの対向面４１ａは、所定の平面度に仕上げられている。板ばね５１は、所定面３１ａと対向面４１ａとが所定の平行度となるように、弁体３１を支持している。こうした構成によれば、弁体３１の所定面３１ａ及び本体４１の対向面４１ａの平面度及び平行度が管理されているため、所定面３１ａと対向面４１ａとの間に形成される所定隙間の精度を向上させることができる。

・弁体３１の所定面３１ａと本体４１の対向面４１ａとの間には所定隙間が形成されているため、Ｐ１ｂポートが開口流路３２に接続されていない状態であっても、Ｐ１ｂポートから弁体３１に向かって流れる空気が所定隙間を介して漏れることとなる。この点、所定隙間は１０μｍ程度であるため、所定隙間を介して漏れる空気の量を少なくすることができる。

・弁体３１を挟んで両側に第１本体４１Ａが設けられている。そして、それぞれの第１本体４１Ａには、同様の複数のＰ１ｂポート，Ａ１ｂポート，Ｒ１ｂポートが形成されている。このため、それぞれの第１本体４１ＡのＰ１ｂポート，Ａ１ｂポート，Ｒ１ｂポートに、同様の空気を流通させることにより、それぞれの第１本体４１ＡのＰ１ｂポート，Ａ１ｂポートから弁体３１に向かって流れる空気による圧力を相殺することができる。したがって、Ｐ１ｂポート，Ａ１ｂポートから弁体３１に向かって流れる空気の圧力により、弁体３１がＰ１ｂポート，Ａ１ｂポートから離れる方向へ変位することを抑制することができる。また、板ばね５１に要求される剛性を低下させることができ、より薄い板ばね５１を採用することができる。

なお、上記各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・一対の板ばね５１が、弁体３１の両端部３６以外の部分、例えば若干中央寄りの部分を支持する構成を採用することもできる。

・シム４６の厚みは、１０μｍ程度に限らず、５〜１０μｍであったり、１０〜１５μｍであったり、１５〜２０μｍであってもよい。

・駆動部７０において、板ばね５１が自然状態で弁体３１を支持する状態における弁体３１（可動子７６）の位置を、弁体３１を長手方向に往復駆動させる電磁力を作用させていない中立位置以外に設定することもできる。

・弁体３１の両端部３６にそれぞれ取り付けられた板ばね５１の弾性力が、互いに等しくない構成を採用することもできる。

・板ばね５１の最も面積の大きい主面が、弁体３１の長手方向に垂直ではなく、傾斜した状態で本体４１に取り付けられている構成を採用することもできる。

・図１０に示すように、所定方向において、２つの開口流路３２の互いに離れた側の端同士の間隔Ｌ５と、Ｐ１ｂポートとＲ１ｂポートとの間隔Ｌ６との関係を、以下のように変更することができる。（１）Ｌ６≧Ｌ５。この場合は、図１１に示すように、電流０ｍＡ付近に不感帯を有する流路切替弁１０として使用することができ、流体の流れ始めを安定させることができる。（２）Ｌ６＜Ｌ５。この場合は、図１２に示すように、電流０ｍＡ付近にコンスタントブリード流量を有する流路切替弁１０として使用することができ、流体の流量を変更する応答性を向上させることができる。（３）Ｌ６＜＜Ｌ５。この場合は、図１３に示すように、ポートＰからポートＡへ流す流体と、ポートＲからポートＡへ流す流体とを混合する混合弁として使用することができる。また、第１本体４１Ａに形成されるポートの数は３つに限らず、２つや４つ以上であってもよい。

・駆動部７０は、所定方向において一対の板ばね５１の間で作用させる電磁力により、弁体３１（可動部材）を非接触で所定方向へ駆動するものであればよく、コイル７２、コア７１、磁石７４Ａ〜７５Ｂ等の構成を任意に変更することができる。

・流路切替弁１０により流路を切り替える流体は空気に限らず、空気以外の気体や、液体を採用することもできる。

・可動子７６と弁体３１とを常磁性体材料により、一体に形成することもできる。この場合、可動子そのものにより弁体３１（可動部材）が構成され、可動子に開口流路３２が形成される。

・弁体３１の開口流路３２を省略して単なる可動部材とし、可動部材を長手方向（所定方向に相当）に延長して、往復駆動される出力軸にすることもできる。そして、流体の流路やポート等も省略して、単なる本体やハウジングにすることもできる。すなわち、流路切替弁１０に限らず、所定方向に駆動される可動部材を備える電磁アクチュエータとして実現することもできる。この場合であっても、可動部材を駆動する際に摩擦力が発生せず、可動部材を駆動する応答性を向上させることができる。

１０…流路切替弁（電磁アクチュエータ）、２０…弁機構、３１…弁体（可動部材）、３１ａ…所定面、３２…開口流路、３６…端部、４１Ａ…第１本体、４１Ｂ…第２本体、４１ａ…対向面、４１ｂ…第１面、４２…接続流路、４３…接続流路、４４…接続流路、４６…シム、５１…板ばね、７０…駆動部、７６…可動子。

Claims (8)

1. 変形量に応じた弾性力を所定方向へ加える一対の板ばねと、
   前記一対の板ばねにより前記所定方向へ移動可能に支持された可動部材と、
   前記所定方向において前記一対の板ばねの間で作用させる電磁力により、前記可動部材を非接触で前記所定方向へ駆動する駆動部と、
   前記可動部材の所定面に対向する対向面を有する第１本体と、
   前記一対の板ばねが固定された第２本体と、を備え、
   前記第２本体の第１面は、前記第１本体の前記対向面に対向し、かつ前記可動部材の前記所定面とは同一平面上に位置しており、
   前記第１本体の前記対向面と前記第２本体の前記第１面との間に所定厚みのシムが挿入された状態で、前記第１本体と前記第２本体とが固定されている
   電磁アクチュエータ。
2. 前記駆動部は、Ｕ字状に形成されたコアと、前記コアのＵ字状の底部に取り付けられたコイルとを備えており、
   前記可動部材は、前記コアのＵ字状の直線状の部分の間に位置している請求項１に記載の電磁アクチュエータ。
3. 前記可動部材において、前記一対の板ばねの間に位置する部分に可動子が固定されており、
   前記駆動部は、前記可動子に前記電磁力を作用させる請求項１又は請求項２に記載の電磁アクチュエータ。
4. 前記可動部材は、所定面において前記所定方向に所定長で開口する開口流路が形成された弁体であり、
   前記所定面に対向する対向面に開口する複数のポートが、前記所定方向に前記所定長よりも短い間隔で並んで形成され、且つ前記複数のポートにそれぞれ接続された接続流路が形成された第１本体を備える請求項３に記載の電磁アクチュエータ。
5. 前記一対の板ばねにより、前記弁体の両端部が支持されている請求項４に記載の電磁アクチュエータ。
6. 前記板ばねは、最も面積の大きい主面が前記所定方向に垂直となるように、前記第２本体に固定されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電磁アクチュエータ。
7. 前記駆動部において、前記板ばねが自然状態で前記可動部材を支持する状態における前記可動部材の位置は、前記可動部材を前記所定方向に往復駆動させる電磁力を作用させていない中立位置に設定されている請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電磁アクチュエータ。
8. 変形量に応じた弾性力を所定方向へ加える一対の板ばねと、
   前記一対の板ばねにより前記所定方向へ移動可能に支持された可動部材と、
   前記所定方向において前記一対の板ばねの間で作用させる電磁力により、前記可動部材を非接触で前記所定方向へ駆動する駆動部と、を備え、
   前記可動部材において、前記一対の板ばねの間に位置する部分に可動子が固定されており、
   前記駆動部は、前記可動子に前記電磁力を作用させ、
   前記可動部材は、所定面において前記所定方向に所定長で開口する開口流路が形成された弁体であり、
   前記所定面に対向する対向面に開口する複数のポートが、前記所定方向に前記所定長よりも短い間隔で並んで形成され、且つ前記複数のポートにそれぞれ接続された接続流路が形成された第１本体を備える電磁アクチュエータ。

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