JPH07147209A - 電磁アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プランジヤと、プランジヤ内に磁束を形成す
る永久磁石と、プランジヤの周囲に巻回した駆動コイル
と、駆動コイルを内部に包みプランジヤと永久磁石とを
包み閉磁気回路を形成するコ字形のサイドヨークとから
なる電磁アクチュエータにおいて、一つの駆動コイルを
用いてプランジヤの左右の往復駆動と双方向安定型の小
形で安価な電磁アクチュエータとする。 【構成】 サイドヨーク２の底面に一端をプランジヤ１
の長軸の延長方向に立上げて折り曲げ部４ａを設けた断
面Ｌ字形の補助サイドヨーク４を取付け、永久磁石５
ａ，５ｂを間に駆動コイル７の反対側に設けた折り曲げ
部と、プランジヤ１との間に空隙を設け、駆動コイル７
に流す電流の向きと大きさを変え、プランジヤ１を折り
曲げ部と固定ヨーク方向に往復駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動販売機において、
例えば缶を取出し口へ排出する動作や、電化製品等にお
いて可動機構部を動かすのに用い、コイルに電流を流し
て可動機構部に連動するプランジヤを駆動するように構
成した電磁アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電磁アクチュエータに
は、一つのコイルに一方向に電流を流して、プランジヤ
を一方向のみに移動させ、プランジヤの吸引側で安定す
る単安定型の電磁アクチュエータと、二つのコイルに夫
々流れる電流の向きを変えてプランジヤを往復する双方
向に移動させて、二つの位置に安定位置を有する双方向
型の電磁アクチュエータがある。

【０００３】従来の単安定型の電磁アクチュエータの外
観斜視図を図７に、及びその縦断面図を図８に示す。従
来の単安定型の電磁アクチュエータは、図８の縦断面図
に示すように、コの字形に形成したサイドヨーク２の内
部にプランジヤ１を中心に、、プランジヤの長軸方向に
二分割しプランジヤ方向に同極性になるよう着磁された
永久磁石５ａ，５ｂと、前記永久磁石に接しプランジヤ
１の周囲にプランジヤの長軸方向に磁界を作る駆動コイ
ル７がコイルボビン８に巻回され、一端がプランジヤの
長軸方向に接し、他端がサイドヨークと磁気回路を形成
する固定ヨーク３が取り付けられ、固定ヨーク３はコ字
形のサイドヨーク２に磁気的に密に接続し、駆動コイル
と、永久磁石５ａ，５ｂと、プランジヤを内部に包み、
又永久磁石５ａ，５ｂとプランジヤ１と固定ヨーク３と
コ字形のサイドヨーク２とにより閉磁気回路を形成し、
永久磁石の外側面にトップヨーク２ａが取り付けられて
いる。プランジヤ１は、駆動コイル７に電流が流れない
時は、永久磁石が作る磁束により固定ヨーク３との間で
保持され吸引状態を持続するが、駆動コイル７に電流を
流して永久磁石５ａ，５ｂにより作られる磁束を打消す
方向の磁界（磁束）を加えて、プランジヤ１と固定ヨー
ク３とコ字形のサイドヨーク２とトップヨーク２ａとか
らなる閉磁気回路の磁束の値を低下させると、プランジ
ヤ１の長軸方向の固定ヨーク３側と反対側に取り付けら
れ、プランジヤとの取り付け部との反対側の他端で他に
固定された引っ張りばね９の力により、プランジヤ１は
固定ヨーク３から離れ、図８の左方向に引き出され復帰
状態となり、プランジヤに連結されている他の装置の可
動機構（図示せず）を駆動しアクチュエータとしての動
作を行う。

【０００４】又、図９は、プランジヤ１が図の左右方向
に往復動作をし、夫々左右の位置が安定位置となる双方
向型の電磁アクチュエータであり、コイルボビン８の中
央に、プランジヤ１の方向に同極性に着磁されて二分割
された永久磁石５ａ，５ｂを間に、両側に巻回された駆
動コイル７ａ，７ｂと、永久磁石と駆動コイルを包み、
サイドヨーク２とトップヨーク２ａとにより、永久磁石
が作る磁束が閉磁気回路を形成するように構成されてい
る。双方向型の電磁アクチュエータでは、永久磁石を間
に巻回された駆動コイル７ａ，７ｂに夫々流す電流によ
って作られる磁界の向きを変えて、プランジヤ１の左右
移動方向と安定位置を決め、駆動コイル７ａ，７ｂに流
す電流を零にしてもプランジヤは永久磁石が作る磁束に
より、例えば駆動コイル７ｂに電流を流しプランジヤを
右方向に移動させたプランジヤが右に位置する図９にお
いては、トップヨーク２ａとプランジヤ１との間に永久
磁石により発生する磁極により互いに吸引力が働き、プ
ランジヤはトップヨーク２ａ側に保持される。プランジ
ヤが駆動コイル７ａを作動させて図９の左側に移動した
時は、同様にサイドヨーク２ａとプランジヤ１との間に
発生する磁極により吸引力が働き、駆動コイル７ａに電
流が流れなくてもプランジヤ１はサイドヨーク面に保持
されて安定位置に保持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の単安定型の電磁
アクチュエータでは、駆動コイルに電流を流し、プラン
ジヤ内を通る磁束を低減してプランジヤと固定ヨーク間
の磁束による保持力を弱め、プランジヤを引く引っ張り
ばねの力により駆動するよう構成してあり、このため装
置が大きくなるという問題があった。

【０００６】又、電磁アクチュエータは使用頻度が多
く、ばねは経時変化があり、ばねを使用することは駆動
回数の多いこの種の電磁アクチュエータの信頼性の上で
問題があった。

【０００７】一方、双方向型の電磁アクチュエータで
は、プランジヤを双方向に駆動するためには、永久磁石
を間にして両側に巻回して配置した駆動コイルに流す電
流の方向を変える二つの駆動コイルを必要とし、構造が
大きくなること、又駆動コイルが二つになり、高価にな
るという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、プランジヤ
と、プランジヤの長軸方向に磁束を形成し、プランジヤ
に駆動力を与える中央に配置されたプランジヤの外周面
に対向し互いに対向する面が同極性に着磁され二分割さ
れて配置された永久磁石と、プランジヤの周囲に巻回さ
れた一つの駆動コイルと、プランジヤの一端に対向する
固定ヨークと、永久磁石と駆動コイルを内部に包み、プ
ランジヤを中心にして永久磁石とプランジヤと固定ヨー
クとにより、閉磁気回路を形成するコ字形のサイドヨー
クのコ字の開口側の一端を永久磁石を間に駆動コイルと
反対方向に所要の長さだけ延在させて、プランジヤの長
軸の延長方向に直角に折り曲げ、少なくとも先端をプラ
ンジヤの中心位置からプランジヤの直径の長さを越える
長さにして折り曲げ部を形成し、折り曲げ部にプランジ
ヤの中心に取り付けた非磁性のピンプランジヤを通す案
内孔を設け、プランジヤと折り曲げ部との間に所要の長
さの空隙を設けて本発明の電磁アクチュエータとする。

【０００９】又、プランジヤを中心に、プランジヤを両
方向から挟む永久磁石と、プランジヤの外周面を巻回す
る駆動コイルと、駆動コイルを包み、閉磁気回路を形成
するコ字形のサイドヨークの底面全面に、かつ永久磁石
の端面から前方に所要長延在させて先端をプランジヤの
長軸の延長方向の上方へ全体を断面がＬ字形に折り曲げ
て折り曲げ部を形成する補助サイドヨークを取り付け、
折り曲げ部の長さは、少なくともサイドヨークの底面か
らプランジヤの中心までの長さとプランジヤの直径の長
さを加えた長さにし、折り曲げ部にはプランジヤの中心
に取り付けられプランジヤの移動を案内する非磁性のピ
ンプランジヤを通す案内孔を設け、プランジヤと折り曲
げ部との間に所要の長さの空隙を設けて補助サイドヨー
クを取り付け、補助サイドヨークを前記サイドヨークの
底面にねじ止めし構成した電磁アクチュエータとする。

【００１０】又、前記のＬ字形の補助サイドヨークの形
状をコ字形に成形し、コ字形の開放端の上下の内面をサ
イドヨークのコ字形の上下面に接するように取り付け、
補助サイドヨークのコ字形の背面の内側とプランジヤと
の間に所要の長さの空隙を設け、コ字形にした補助サイ
ドヨークのコ字の背面の内側の面とプランジヤとの間に
形成した空隙に、コ字の背面にプランジヤ先端に取り付
けた非磁性のピンプランジヤを案内する案内孔を設け構
成した電磁アクチュエータとする。

【００１１】即ち本発明は、軟磁性材からなり長軸方向
に沿い往復駆動されるプランジヤと、該プランジヤを中
心にプランジヤの長軸方向と直交する方向に対向する面
が同極性に着磁されてプランジヤを間に組合わされた二
分割の永久磁石と、該永久磁石の端面に接しプランジヤ
の長軸方向に磁界を形成するようプランジヤの周囲に巻
回された駆動コイルと、プランジヤを間に永久磁石の反
対側にプランジヤの長軸方向の端面に接し設けた軟磁性
材からなる固定ヨークと、該固定ヨークに接しプランジ
ヤと駆動コイルと永久磁石を内部に包み、コ字の開放側
が二分割した永久磁石の両外側面を保持する軟磁性材か
らなる断面がコ字形のサイドヨークと、該サイドヨーク
のコ字の一方の先端を永久磁石を間に駆動コイルの反対
側を延在させて先端を直角にプランジヤの長軸の延長方
向側に折り曲げ形成した折り曲げ部と、該折り曲げ部と
プランジヤとの間に所望の空隙を設け、プランジヤの端
面の中心に取り付け折り曲げ部のほぼ中央に設けた案内
孔を貫通して往復する非磁性のピンプランジヤとからな
り、前記駆動コイルに流す電流の向きと大きさを変え、
前記固定ヨークと、サイドヨークを延在し形成した折り
曲げ部との間で、プランジヤを長軸方向に往復して駆動
するよう構成してなることを特徴とする電磁アクチュエ
ータである。

【００１２】本発明は、軟磁性材からなり長軸方向に沿
い往復駆動するプランジヤと、該プランジヤを中心にプ
ランジヤの長軸方向と直交する方向に対向する面が同極
性に着磁されてプランジヤを間に組合わされた二分割の
永久磁石と、該永久磁石の端面に接しプランジヤの長軸
方向に磁界を形成するようプランジヤの周囲に巻回され
た駆動コイルと、プランジヤを間に永久磁石の反対側に
プランジヤの長軸方向の端面に接し設けた軟磁性材から
なる固定ヨークと、該固定ヨークに接しプランジヤと駆
動コイルと永久磁石を内部に包み、コ字の開放側が二分
割した永久磁石の両外側面を保持するコ字形のサイドヨ
ークと、該サイドヨークの底面全面と及び前記永久磁石
を間に駆動コイルの反対側に延在し先端を直角にプラン
ジヤの長軸の延長方向側にＬ字形に折り曲げ部を形成し
てコ字形のサイドヨークの底面に固定した軟磁性材の補
助サイドヨークと、補助サイドヨークの折り曲げ部とプ
ランジヤとの間に所望の空隙を設け、プランジヤの端面
の中心に取り付け折り曲げ部のほぼ中央に設けた案内孔
を貫通する非磁性のピンプランジヤとからなり、前記駆
動コイルに流す電流の向きと大きさを変え、前記固定ヨ
ークと補助サイドヨークを延在し形成した折り曲げ部と
の間でプランジヤを長軸方向に往復駆動するよう構成し
てなることを特徴とする電磁アクチュエータである。

【００１３】本発明は、上述した電磁アクチュエータに
おいて、Ｌ字形の補助サイドヨークに代えてコ字形に形
成したコ字形補助サイドヨークと、該コ字形補助サイド
ヨークの開放側をサイドヨークの上下面上に組付けてコ
字形補助サイドヨークの背面の内側とプランジヤとの間
に設けた所望の空隙と、プランジヤの端面中心に取り付
けたピンプランジヤを案内するコ字形補助サイドヨーク
の背面に設けた案内孔とよりなり、駆動コイルに流す電
流の向きと大きさを変え、固定ヨークとコ字形補助サイ
ドヨークの背面の内側との間で、プランジヤを長軸方向
に往復駆動するよう構成してなることを特徴とする電磁
アクチュエータである。

【００１４】

【作用】図６に、本発明による電磁アクチュエータの一
例の断面図を示すが、電磁アクチュエータは、中心に軟
磁性材からなるプランジヤ１と、プランジヤ１の長軸方
向に直交し、プランジヤの外周面方向に着磁されて二分
割された永久磁石５ａ，５ｂと、永久磁石５ａ，５ｂと
駆動コイル７との間にプランジヤの長軸方向で接する軟
磁性材からなる固定ヨーク３と、プランジヤと固定ヨー
クの間のプランジヤの外周に、プランジヤの長軸方向に
磁界方向が誘起するよう巻回された駆動コイル７と、プ
ランジヤ１と永久磁石５ａ，５ｂと駆動コイル７を内部
に包み、固定ヨークと永久磁石の外周を包む軟磁性材か
らなるコ字形のサイドヨーク２と、永久磁石の外側面に
コ字形のサイドヨークの先端に取り付けたトップヨーク
２ａとにより構成され、永久磁石５ａ，５ｂとプランジ
ヤ１と固定ヨーク３とサイドヨーク２とにより、永久磁
石が作る磁束は閉磁路を形成する。

【００１５】更に、サイドヨーク２の底面に密接し及び
永久磁石５ａ，５ｂを間に駆動コイル７の反対側に延在
させて、先端をプランジヤの長軸の延長方向に上方にＬ
字形に折り曲げ形成した折り曲げ部４ａを有する軟磁性
材からなる補助サイドヨーク４を取り付け、補助サイド
ヨーク４とプランジヤ１との間には所要の長さの空隙Ａ
を設け、補助サイドヨークの折り曲げ部４ａに対向する
プランジヤ１の先端部分には、折り曲げ部４ａとの間に
プランジヤ１を案内する非磁性材のピンプランジヤ６を
取り付け、折り曲げ部にはピンプランジヤ６を通す案内
孔１０を設けた構造としてある。

【００１６】図６には、プランジヤ１が駆動コイル７内
に入り、プランジヤ１の先端が固定ヨーク３と密接する
吸引状態にあり、プランジヤ１と固定ヨーク３は永久磁
石５ａ，５ｂのＮ極からＳ極に向かう矢印で示す磁束Φ
₁により発生する対向したプランジヤ１と固定ヨーク３
の表面に生じた磁極により吸引し合い、プランジヤと固
定ヨークは密接し安定状態を保つ。即ち、折り曲げ部４
ａとプランジヤ１との間に空隙Ａ₁を形成した図３に示
す吸引状態となる。

【００１７】次に、図６において、駆動コイル７に永久
磁石５ａ，５ｂから固定ヨーク３側を通る矢印方向の磁
束Φ₁を打消す方向の磁束を発生させる電流を流し、磁
束Φ₁の強さを低減すると、プランジヤと固定ヨーク間
の吸引力が低下し、一方、永久磁石５ａ，５ｂから補助
サイドヨーク４、補助サイドヨーク４の折り曲げ部４ａ
と空隙Ａとプランジヤ１を通る磁束Φ₂の方が磁束Φ₁よ
り大になり、プランジヤ１は補助サイドヨーク４の折り
曲げ部４ａの方向に吸引され復帰状態となる。プランジ
ヤ１は一度折り曲げ部４ａに吸着され復帰状態となる
と、プランジヤ１と固定ヨーク３の間には空隙Ａが生ず
るので、永久磁石５ａ，５ｂの磁束の多くは空隙のない
補助サイドヨーク４と補助サイドヨークの折り曲げ部４
ａとプランジヤ１との間に集束し、プランジヤ１は折り
曲げ部の内面に密接し、駆動コイル７に流す電流を零に
しても、プランジヤ１は安定状態となる。即ち、プラン
ジヤ１と固定ヨーク３との間に空隙Ａ₂が形成された図
４に示す復帰状態となる。

【００１８】次に、プランジヤを図４から図３の状態に
して、再び固定ヨーク３に密接した吸引状態の位置に移
動させる時には、駆動コイル７に図６に示す磁束Φ₁と
同じ方向の磁束を発生する電流を流して、プランジヤ１
と固定ヨーク３の間に、吸引状態における折り曲げ部と
プランジヤとの間の空隙Ａに相当する空隙が存在する状
態における磁束Φ₁の値を、プランジヤが補助サイドヨ
ーク４の折り曲げ部４ａに密接している時の磁束Φ₂よ
り大きな値とすることにより、プランジヤ１を固定ヨー
ク３側に吸引することができる。

【００１９】図４において、永久磁石５ａ，５ｂにより
空隙Ａ₂に発生させる磁束は、プランジヤが動くときの
力を最大になるように、即ち空隙内の磁束が最大になる
ように永久磁石の材質と大きさが所望する空隙Ａ₂の長
さとプランジヤ１の長さにより決められているが、永久
磁石のエネルギー積が最大となる磁束密度は、希土類磁
石で０．７テスラ（Ｔ）ないし１．０テスラ（Ｔ）程
度、フェライト磁石で０．２テスラ（Ｔ）ないし０．３
テスラ（Ｔ）であり、プランジヤ１やサイドヨーク２と
補助サイドヨーク４に使用されている軟磁性材には磁束
密度が１．５テスラ（Ｔ）以上の特性を持つ軟磁性材が
使用されているので、従ってプランジヤ１が補助サイド
ヨーク４の折り曲げ部４ａに密接している状態から固定
ヨーク３側に吸引する時に、サイドヨーク２と永久磁石
５ａ，５ｂとプランジヤ１と固定ヨーク３により形成す
る閉磁気回路に、永久磁石５ａ，５ｂが作る磁束方向と
同一方向の磁束で、駆動コイルに流す電流により作られ
る磁界により、図４に示すプランジヤが補助サイドヨー
クの折り曲げ部に接した復帰状態から、図４に示すプラ
ンジヤが固定ヨークに接する吸引状態に引き戻す時、空
隙内には希土類磁石を使用している時は１．０テスラ
（Ｔ）以上の磁束密度を必要とするが、閉磁気回路を形
成する軟磁性材は磁束密度が１．５テスラ（Ｔ）以上の
材料を用いているので、プランジヤ１が折り曲げ部に吸
着されている時の磁束より大きな磁束を固定ヨークとプ
ランジヤとの間の空隙に容易に形成することができる。

【００２０】従って、プランジヤ１と固定ヨーク３が密
接している図３の吸引状態から、図６に示す永久磁石５
ａ，５ｂが作る磁束Φ₁を打消し、プランジヤを補助サ
イドヨーク４の折り曲げ部４ａの方向に駆動するための
磁束を作るための駆動コイル７に流す電流値と、プラン
ジヤ１が折り曲げ部４ａに接している図４に示す復帰状
態から、図６に示す永久磁石５ａ，５ｂからサイドヨー
ク２を通り固定ヨーク３、プランジヤ１の方向の磁束Φ
₁と同一方向の磁束をプランジヤと固定ヨークの間の空
隙に形成するための駆動コイルに流す電流の値は、図４
のプランジヤ１が復帰状態から図３のプランジヤ１が吸
引状態にする吸引時の方が大きな電流の値を必要とし、
プランジヤ１を図３の吸引状態から図４の復帰状態にす
る復帰動作時と、図４の復帰状態から図３の吸引状態に
する吸引動作時には、即ち図４から図３の状態にする吸
引動作時に大きな電流値を必要とするので、従って一つ
のコイルの駆動コイルに流す電流は方向が互いに逆方向
で非対称となる電流を流す非対称な励磁が必要となる。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を図を用いて説明する。図１
は、本発明による電磁アクチュエータの第一の実施例
で、高い飽和磁束密度を有する軟磁性材の断面がコ字形
のサイドヨーク２の開放端の一端を永久磁石５ａ，５ｂ
を間に駆動コイル７の反対側を外方向に延在させ、先端
を上方にプランジヤの長軸の延長方向に立上げて折り曲
げ部２ｂを形成し、軟磁性材のプランジヤ１の先端と折
り曲げ部２ａとの間に空隙が形成され、プランジヤ１の
先端には折り曲げ部２ｂの案内孔１０を通る非磁性材の
ピンプランジヤ６が取り付けられる。

【００２２】コ字形のサイドヨークのコ字の間には、中
心に駆動コイル７に流れる電流の値と電流方向により往
復駆動されるプランジヤ１と、プランジヤ１を内部に通
し二分割され、プランジヤとの対向面が同極性に着磁さ
れた永久磁石５ａ，５ｂと、図６に示すと同様な構成
に、プランジヤ１の先端にプランジヤ１とサイドヨーク
２との間に閉磁路を形成する軟磁性材の固定ヨーク（図
示せず）と、プランジヤと固定ヨークとの周囲に駆動コ
イル７が巻回されて電磁アクチュエータが形成される。

【００２３】図２及び図３、図４は、本発明の第二の実
施例で、図１に示すコ字形のサイドヨーク２の底面に全
面に、一方が永久磁石５ａ，５ｂを間に駆動コイルの反
対側を前方に延在させ、先端をプランジヤ１の長軸の延
長方向に立上げて折り曲げ部４ａを設けた断面がＬ字形
の軟磁性材からなる補助サイドヨーク４を取り付け、コ
字形のサイドヨーク２の内部に取り付けたプランジヤ１
と、プランジヤ１の長軸方向と直角方向に対向面が同極
性に着磁された永久磁石５ａ，５ｂと、プランジヤ１の
周囲に巻回された駆動コイル７と、プランジヤ１とサイ
ドヨーク２との間を磁気的に接続する固定ヨーク３と、
コ字形のサイドヨーク２の先端に永久磁石５ａ，５ｂの
磁束の漏洩を防止するトップヨーク２ａを設け、プラン
ジヤ１と固定ヨーク３とサイドヨーク２と永久磁石５
ａ，５ｂとにより、永久磁石５ａ，５ｂが作る磁束に対
して閉磁路を形成し、永久磁石５ａ，５ｂが作る磁束
は、図６に示す一つの磁束Φ₁は永久磁石５ａ，５ｂと
プランジヤ１と固定ヨーク３とサイドヨーク２を通り、
他の磁束Φ₂は永久磁石５ａ，５ｂとサイドヨーク２と
補助サイドヨーク４と補助サイドヨーク４の折り曲げ部
４ａと空隙Ａを間にプランジヤ１から永久磁石５ａ，５
ｂに戻る磁路を形成する。

【００２４】図３は、図２に示す電磁アクチュエータの
プランジヤ１が固定ヨーク３に接している吸引状態の時
の縦断面図であり、図４は、プランジヤ１が補助サイド
ヨーク４の折り曲げ部４ａに接し、互いに吸引し合い復
帰状態にある時の縦断面図を示す。

【００２５】図３においては、永久磁石５ａ，５ｂとプ
ランジヤ１と固定ヨーク３とサイドヨーク２は磁路に空
隙のない閉磁気回路を形成し、永久磁石５ａ，５ｂのプ
ランジヤ１の面がＳ極に着磁されている時、磁束の方向
は図６に示すようになり、永久磁石５ａ，５ｂが作る磁
束は、一つはプランジヤ１と固定ヨーク３とサイドヨー
ク２を通る磁束Φ₁と、永久磁石５ａ，５ｂとサイドヨ
ーク２と補助サイドヨーク４と補助サイドヨークの折り
曲げ部４ｂから空隙Ａ₁を通りプランジヤ１に戻る図６
の磁束Φ₂に相当する磁束の磁路が形成される。

【００２６】駆動コイル７に電流を流して、図６の磁束
Φ₁に相当する磁束を打消すと、プランジヤ１は空隙Ａ₁
を間に折り曲げ部４ａとプランジヤ１と永久磁石５ａ，
５ｂと補助サイドヨーク４を通る磁束Φ₂により、折り
曲げ部４ａとプランジヤ１間に生ずる磁極により吸引し
合い、プランジヤ１は折り曲げ部４ａに吸引され、プラ
ンジヤ１は図３の左方向に移動し、図４の復帰状態とな
る。図４の復帰状態では、プランジヤ１と固定ヨーク３
の間には空隙Ａ₂が形成されるので、永久磁石５ａ，５
ｂの磁束はプランジヤ１と折り曲げ部４ａと補助サイド
ヨーク４とサイドヨーク２との間には空隙のない閉磁路
が形成されるので、プランジヤ１は折り曲げ部４ａに強
く吸引され安定に保持される。

【００２７】図４に示すプランジヤ１の状態、即ち復帰
状態から、プランジヤ１を図３の吸引状態にするために
は、図４に示すプランジヤ１と固定ヨーク３との間の空
隙に、図６に示す磁束Φ₁と同一方向、即ち永久磁石５
ａ，５ｂの着磁方向と同一方向にプランジヤ１と補助サ
イドヨーク４を通る磁束の値より大きな磁束を生ずるよ
う駆動コイル７に電流を流し、プランジヤを補助サイド
ヨーク４の折り曲げ部４ａよりはなし固定ヨーク３に吸
引させる。

【００２８】図３に示す吸引状態のプランジヤの状態か
ら、図４に示すプランジヤの位置に移動させるために
は、駆動コイルに流す電流により作られる磁束は磁路に
空隙がないので、駆動コイルによりプランジヤ内に作る
磁束により永久磁石が作る磁束を打消す程でよいが、図
４の復帰状態からプランジヤ１の位置を図３に示す吸引
状態のプランジヤ１の位置に駆動するためには、図４の
プランジヤ１と固定ヨーク３との間の空隙Ａ₂に磁束を
形成するために駆動コイル７には大きな起磁力を必要と
し、図３から図４の状態にするための駆動コイル７に流
す電流の値に比べて、図４から図３の状態にするための
駆動コイルに流す電流の値の方が大きくなり、プランジ
ヤを動作するために駆動コイルに流す電流は、方向のみ
でなく、電流値は大きくなり、駆動電流は互いに方向が
反対で、非対称な値となる。

【００２９】図５は、本発明による電磁アクチュエータ
の第三の実施例であり、第二の実施例のＬ字形の補助サ
イドヨーク２に代えてコ字形補助サイドヨーク１２にし
て、コ字の先端をコ字形のサイドヨーク２の外側面に当
接し、コ字形のサイドヨーク２とコ字形補助サイドヨー
ク１２との間に閉磁気回路を形成した構造である。サイ
ドヨーク２の内部の永久磁石５ａ，５ｂ、プランジヤ
１、固定ヨーク（図示せず）、駆動コイル７の配置は、
図２ないし図４と同一であり、従ってプランジヤ１の動
作も第二の実施例に示す内容と同一である。

【００３０】本実施例において、プランジヤの材料には
飽和磁束密度が高く残留磁束密度の値の低い快削鋼を用
いており、固定ヨーク、サイドヨーク、補助サイドヨー
クには軟鋼板を用いている。プランジヤは、直径が１０
ｍｍで、長さがほぼ４０ｍｍの時、プランジヤとサイド
ヨーク、又は補助サイドヨークの折り曲げ部との空隙の
長さは、４ｍｍないし１０ｍｍ程である。永久磁石に
は、フェライト磁石、又は希土類磁石の何れを用いても
よい。

【００３１】

【発明の効果】本発明による電磁アクチュエータとする
ことにより、プランジヤを引き出す引っ張りばねを必要
とせずに、一つの駆動コイルに流す電流の向きと値を変
えることにより、プランジヤを空隙を間に固定ヨークに
密着させるか、サイドヨーク又は補助サイドヨークに密
着させることにより、左右の往復移動を可能にすること
ができる。又、プランジャを保持するのに駆動コイルに
保持電流を必要とすることなく、プランジヤを吸引した
状態と復帰した状態の二つの安定位置に保持できる。か
つ、駆動コイルが１個ですむので、小形で安価な電磁ア
クチュエータとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電磁アクチュエータの第一の実施
例を示す外観斜視図。

【図２】本発明による電磁アクチュエータの第二の実施
例を示す外観斜視図。

【図３】図２に示す第二の実施例におけるプランジヤが
固定ヨークに接している状態を示す縦断面図。

【図４】図２に示す第二の実施例におけるプランジヤが
補助サイドヨークの折り曲げ部に接している状態を示す
縦断面図。

【図５】本発明による電磁アクチュエータの第三の実施
例を示す外観斜視図。

【図６】本発明による電磁アクチュエータの第二の実施
例の図３に示す状態における磁束分布を示す図。

【図７】従来の単安定型の電磁アクチュエータの外観斜
視図。

【図８】図７に示す電磁アクチュエータの縦断面図。

【図９】従来の双安定型の電磁アクチュエータの縦断面
図。

【符号の説明】

１ プランジヤ ２ サイドヨーク ２ａ トップヨーク ２ｂ 折り曲げ部 ３ 固定ヨーク ４ 補助サイドヨーク ４ａ 折り曲げ部 ５ａ，５ｂ 永久磁石 ６ ピンプランジヤ ７ 駆動コイル ８ コイルボビン ９ 引っ張りばね １０ 案内孔 １１ ねじ １２ コ字形補助サイドヨーク Ａ，Ａ₁，Ａ₂ 空隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟磁性材からなり長軸方向に沿い往復駆
   動されるプランジヤと、該プランジヤを中心にプランジ
   ヤの長軸方向と直交する方向に対向する面が同極性に着
   磁されてプランジヤを間に組合わされた二分割の永久磁
   石と、該永久磁石の端面に接しプランジヤの長軸方向に
   磁界を形成するようプランジヤの周囲に巻回された駆動
   コイルと、プランジヤを間に永久磁石の反対側にプラン
   ジヤの長軸方向の端面に接し設けた軟磁性材からなる固
   定ヨークと、該固定ヨークに接しプランジヤと駆動コイ
   ルと永久磁石を内部に包み、コ字の開放側が二分割した
   永久磁石の両外側面を保持する軟磁性材からなる断面が
   コ字形のサイドヨークと、該サイドヨークのコ字の一方
   の先端を永久磁石を間に駆動コイルの反対側を延在させ
   て先端を直角にプランジヤの長軸の延長方向側に折り曲
   げ形成した折り曲げ部と、該折り曲げ部とプランジヤと
   の間に所望の空隙を設け、プランジヤの端面の中心に取
   り付け折り曲げ部のほぼ中央に設けた案内孔を貫通して
   往復する非磁性のピンプランジヤとからなり、前記駆動
   コイルに流す電流の向きと大きさを変え、前記固定ヨー
   クと、サイドヨークを延在し形成した折り曲げ部との間
   で、プランジヤを長軸方向に往復して駆動するよう構成
   してなることを特徴とする電磁アクチュエータ。
2. 【請求項２】 軟磁性材からなり長軸方向に沿い往復駆
   動するプランジヤと、該プランジヤを中心にプランジヤ
   の長軸方向と直交する方向に対向する面が同極性に着磁
   されてプランジヤを間に組合わされた二分割の永久磁石
   と、該永久磁石の端面に接しプランジヤの長軸方向に磁
   界を形成するようプランジヤの周囲に巻回された駆動コ
   イルと、プランジヤを間に永久磁石の反対側にプランジ
   ヤの長軸方向の端面に接し設けた軟磁性材からなる固定
   ヨークと、該固定ヨークに接しプランジヤと駆動コイル
   と永久磁石を内部に包み、コ字の開放側が二分割した永
   久磁石の両外側面を保持するコ字形のサイドヨークと、
   該サイドヨークの底面全面と及び前記永久磁石を間に駆
   動コイルの反対側に延在し先端を直角にプランジヤの長
   軸の延長方向側にＬ字形に折り曲げ部を形成してコ字形
   のサイドヨークの底面に固定した軟磁性材の補助サイド
   ヨークと、補助サイドヨークの折り曲げ部とプランジヤ
   との間に所望の空隙を設け、プランジヤの端面の中心に
   取り付け折り曲げ部のほぼ中央に設けた案内孔を貫通す
   る非磁性のピンプランジヤとからなり、前記駆動コイル
   に流す電流の向きと大きさを変え、前記固定ヨークと補
   助サイドヨークを延在し形成した折り曲げ部との間でプ
   ランジヤを長軸方向に往復駆動するよう構成してなるこ
   とを特徴とする電磁アクチュエータ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の電磁アクチュエータにお
   いて、Ｌ字形の補助サイドヨークに代えてコ字形に形成
   したコ字形補助サイドヨークと、該コ字形補助サイドヨ
   ークの開放側をサイドヨークの上下面上に組付けてコ字
   形補助サイドヨークの背面の内側とプランジヤとの間に
   設けた所望の空隙と、プランジヤの端面中心に取り付け
   たピンプランジヤを案内するコ字形補助サイドヨークの
   背面に設けた案内孔とよりなり、駆動コイルに流す電流
   の向きと大きさを変え、固定ヨークとコ字形補助サイド
   ヨークの背面の内側との間で、プランジヤを長軸方向に
   往復駆動するよう構成してなることを特徴とする電磁ア
   クチュエータ。