JP2555586B2 - ロ−タリ−アクチユエ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等のアブソーバの減衰力制御弁等の
バルブの開度を所定の範囲で数段階に電気的に制御する
ロータリーアクチユエータに関するものである。

（従来の技術） 従来は、この種のバルブ開度を電気的に制御するロー
タリーアクチユエータとして、第４図に示すような３ボ
ジシヨンロータリーアクチユエータを使用していた。

第４図は、３ポジシヨンロータリーアクチユエータの
分解斜視図、第5a〜5c図は、３ポジシヨンロータリーア
クチユエータの断面図を示す。

ここで、ステータは、ステータコア１にある突極６に
巻線２を所定回巻回してなり、ロータは、シヤフト３の
ロータコア４とマグネツト５からなる。

第5a〜5c図において、ステータコア１の突極6aにＮ
極、突極6bにＳ極が発生するように巻線2a,2bに通電す
ると、マグネツト5aと突極6b及びマクネツト5bと突極6a
とが反発しあい、またマグネツト5aと突極6a及びマグネ
ツト5bと突極6bとが引き合い、ロータはレバー８がスト
ツパー7aに当たる位置まで回転する（第5a図）。同様に
突極6aにＳ極、突極6bにＮ極が発生するように巻線2a,2
bに通電すると、ロータはレバー８がストツパー7bに当
たるまで回転する（第5b図）。そして、突極6cにＮ極、
突極6dにＳ極が発生する様、巻線2c,2dに通電すると、
ロータはレバー８がストツパー7aとストツパー7bとの中
間にくるような位置で停止する（第5c図）。

このように３ポジシヨンロータリーアクチユエータで
は巻線２への通電によつて３段階の停止位置を得てい
た。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記の何れかの状態で巻線2a,2b,2c,2dへ
の通電を切つた時にアクチユエータに外部から何らかの
力が加わつた場合、ロータへの保持力が働かないため、
ロータが自由に回つてしまい、バルブが予期しない時に
動いてしまう恐れがあつた。

この欠点を解消するためには、常時巻線２に通電する
ことが考えられる。

しかし、常時巻線２に通電し続けると、巻線２の持つ
抵抗分により巻線２の温度が上昇し、効率が悪くなると
いう問題点がある。

また、ロータの停止位置でロータを抑えこむ機構を付
加することも考えられるが、この場合は、ロータを抑え
こむためにソレノイド，クラツチ等の機構が必要にな
り、形状的，コスト的に問題となる。

そこで、本発明は、ロータリーアクチユエータを、簡
単な構造で、巻線へ通電を切つた時にもロータを停止位
置に保持しておくことができるようにすることを目的と
するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明にかかるロータリーアクチユエータは、２極に
着磁され所定の孤率をもつマグネットと、シャフトと、
マグネットとシャフトとを結合するロータコアとを有
し、シャフトを軸にして回転するロータと、マグネット
の回転軌跡の周に沿って配置されマグネットの界磁巾と
同時の巾の突極と、突極に所定回数だけ巻回してある巻
線とを有するステータと、ロータの回転角を所定の範囲
で規制する第１及び第２ストッパーとを備え、突極は、
ロータを挟んで互いに対向する一対の第１突極と、第１
突極と交互に配置され且つロータを挟んで互いに対向す
る一対の第の突極とから構成され、ロータは、マグネッ
トが第２突極のみと対向する第１位置，第１ストッパー
により規制され且つマグネットが第１及び第２突極と対
向する第２位置及び第２ストッパーにより規制され且つ
マグネットが第１及び第２突極と対向する第３位置に停
止可能であり、第１突極が、マグネットの孤率と同等の
孤率をもち、第２突極が、マグネットの孤率よりも大き
い孤率をもつものである。

（作用） 本発明によれば、第１及び第２突極が交互に並べられ
た３ポジションのロータリーアクチュエータにおいて、
第１突極の孤率をマグネットの孤率と同等にし且つ第２
突極の孤率をマグネットの孤率よりも大きくしたので、
ロータがストッパーにより第２又は第３位置（マグネッ
トが第１及び第２突極と対向する位置）に停止している
状態で巻線への通電を切った時に、何らかの力によりロ
ータがその位置から第１位置に向けて少しずれた場合、
第２突極及びマグネット間のギャップが第１突極及びマ
グネット間のギャップよりも大きくなる。結果、第２突
極及びマグネット間の磁束量が第１突極及びマグネット
間の磁束量よりも小さくなり、これにより、ロータが第
２又は第３位置に向けて力を受け、第２又は第３位置に
戻される。このように、マグネットが第１及び第２突極
と対向する第２又は第３位置に停止している状態で巻線
への通電を切った時に、ロータを第２又は第３位置に保
持できる。

（実意例） 以下、本発明のロータリーアクチユエータの具体例を
示す実施例について説明する。尚、上述した従来装置と
同一部材には同一符号を付す。

第１図及び第2a〜2d図に３ポジシヨンロータリーアク
チユエータを示す。

ここで、ステータは、ステータコア１にある突極６に
巻線２を所定回巻回してなし、ロータは、シヤフト３と
ロータコア４とマグネツト５からなる。また、ロータに
はストツパー７により回転範囲を規制するためのレバー
８が付いている。レバー８とストツパー７によりロータ
は−π/3からπ/3までの範囲を回転する（第2a図）。

ステータコア１は、マグネツト５とのギヤツプ中でロ
ータの停止位置にて磁束量が最大となるように、突極6c
及び6dの孤率をマグネツト５の孤率より大きくし、突極
6c及び6dの中央よりも両端がマグネツト５より遠ざかる
ようにしてある（第2c図）。第３図に巻線に通電してい
ない時のロータの回転角と磁束量の関係を示す。突極6c
とマグネツト5aとの距離が近ければ磁束量は増え、遠く
なると磁束量は減る。ここでは、−π/3,0,π/3の位置
で磁束量のカーブは頂点となつている。

第2a〜2d図において、以上から成る実施例の動作を説
明する。

１）ステータスコア１の突極6aにＮ極、突極6bにＳ極が
発生するよう巻線2a,2bに通電すると、ロータはレバー
８がストツパー7aに当たるまで回転する（第2a図）。

２）突極6aにＳ極、突極6bにＮ極が発生するよう巻線2
a,2bに通電すると、ロータはレバー８がストツパー7bに
当たるまで回転する（第2b図）。

３）突極6cにＮ極、突極6dにＳ極が発生するよう巻線2
c,2dに通電すると、ロータはレバー８がストツパー7aと
ストツパー7bとの中間の位置で停止する（第2c図）。

１）の状態で巻線への通電を切つた時、レバー８がス
トツパー7aから少し離れた状態（第2d図）では、Ｓ極に
帯磁されたマグネツト5aは突極6aとの間隔が狭く、突極
6cとの間隔が広いため、磁束量の差によりロータはレバ
ー８がストツパー7aに近づく方向に力を受ける。この力
によりロータはレバー８がストツパー7aに当たる位置に
固定される。

２）の状態で巻線への通電を切つた時は、１）の場合
と同様に、レバー８がストツパー7bから少し離れた状態
では、ロータはレバー８がストツパー7bに近づく方向に
力を受ける。この力によりロータはレバー８がストツパ
ー7bに当たる位置に固定される。

３）の状態で巻線への通電を切つた時も１）と同様
に、レバー８がストツパー7aとストツパー7bとの中間位
置から少し離れた状態では、磁束量の差によりロータは
レバー８がストツパー7aとストツパー7bとの中間の位置
の方向に力を受ける。この力によりロータはレバー８が
ストツパー7aとストツパー7bとの中間の位置に固定され
る。

本実施例では、３ポジシヨンロータリーアクチユエー
タの例を示したが、３ポジシヨン以上の多ポジシヨンで
も本発明は実施出来る。

〔発明の効果〕

以上のとおり本発明によれば、通電を切つた状態にお
いて、外部から何らかの力が加わつても、ロータを停止
位置に保持することが出来る。

これは、ステータコアの形状変更だけでおこなえるの
で、ロータリーアクチユエータの外観は変わらず、コス
トも上がらない。

また、実施例の場合、マグネツト5aが突極6aと突極6c
または突極6bと突極6cの間にきた時、磁束はどちらの側
にも移りやすくなるので−π/3から０、０から−π/3、
π/3から０、０からπ/3のいずれの移動でも高トルクが
得られ、応答速度が速くなるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロータリーアクチユエータの実施例の
断面図、第2a〜2d図は本発明のロータリーアクチユエー
タの実施例の動作状態を示す平面図である。 第３図は本発明のロータリーアクチユエータの実施例に
おけるロータの回転角と磁束量の関係を示す。 第４図は従来のロータリーアクチユエータの分解斜視
図、第5a〜5cは従来のロータリーアクチユエータの実施
例の動作状態を示す平面図である。 １……ステータコア,2……巻線， ３……シヤフト,4……ロータコア， ５……マグネツト,6a,6b……突極（第１突極）,6c,6d…
…突極（第２突極）,7a……ストッパー（第１ストッパ
ー）,7b……ストッパー（第２ストッパー），

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２極に着磁され所定の孤率をもつマグネッ
   トと、シャフトと、前記マグネットと前記シャフトとを
   結合するロータコアとを有し、前記シャフトを軸にして
   回転するロータと、 前記マグネットの回転軌跡の周に沿って配置され前記マ
   グネットの界磁巾と同等の巾の突極と、前記突極に所定
   回数だけ巻回してある巻線とを有するステータと、 前記ロータの回転角を所定の範囲で規制する第１及び第
   ２ストッパーとを備え、 前記突極は、前記ロータを挟んで互いに対向する一対の
   第１突極と、前記第１突極と交互に配置され且つ前記ロ
   ータを挟んで互いに対向する一対の第２突極とから構成
   され、 前記ロータは、前記マグネットが前記第２突極のみと対
   向する第１位置、前記第１ストッパーにより規制され且
   つ前記マグネットが前記第１及び第２突極と対向する第
   ２位置及び前記第２ストッパーにより規制され且つ前記
   マグネットが前記第１及び第２突極と対向する第３位置
   に停止可能であり、 前記第１突極が、前記マグネットの孤率と同等の孤率を
   もち、前記第２突極が、前記マグネットの孤率よりも大
   きい孤率をもつことを特徴とした３ポジションのロータ
   リーアクチュエータ。