JPH08322226A - ロータリアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組み付けを容易に行うことができるととも
に、発生トルクを確保しながら回転軸線方向の大きさを
小さくすることができるロータリアクチュエータを提供
する。 【構成】 ボビン本体６には、ロータ収容孔12が形成さ
れるロータ収容部10の両側に励磁コイル13A,13B が巻回
されるボビン部11A,11B が設けられている。ロータ収容
部10の両側には、ステータ磁石8A,8B を収容する磁石収
容孔15A,15B が設けられている。各ボビン部11A,11B に
は励磁極挿通孔14A,14B が形成され、Ｅ字形状のステー
タコア7A,7B の励磁極25A,25B が収容される。ステータ
コア7A,7Bの各ヨーク26A,26B はボビン部11A,11B の両
側でステータ磁石8A,8B に連結されている。ステータコ
ア7A,7B はロータ磁石19の回転軸線方向の長さよりも薄
く形成され、励磁極25A,25B の先端部にロータ磁石19と
同じ長さの磁極片22A,22B が連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリアクチュエー
タに係り、詳しくは揺動型のロータリアクチュエータに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車エンジンの吸気時期を
制御するロータリバルブの駆動には、揺動型のロータリ
アクチュエータが提案されている。このロータリアクチ
ュエータにおいては、製造コストの低減、小型化等が要
求されている。本出願人は、このような要求に応えるロ
ータリアクチュエータとして、特開平４−３５５６５１
号公報にて開示されるロータリアクチュエータを提案し
ている。

【０００３】図１９は、そのロータリアクチュエータ７
０の分解斜視図であり、図２０は、ステータを分解した
状態を示している。このロータリアクチュエータ７０を
組み付けるには、先ず、ボビン本体７１に設けられるボ
ビン部７２に励磁コイル７３を巻回する。そして、ボビ
ン本体７１に設けられる磁石収容部７４にステータ磁石
７５を収容してロータ７６のロータ磁石７７に相対向さ
せる。さらに、Ｅ字形状のステータコア７８の励磁極７
９を各ボビン部７２に形成された励磁極挿通孔８０に挿
通して励磁極７９の先端部をロータ磁石７７に相対向さ
せる。同時に、ステータコア７８の両ヨーク８１を各ボ
ビン部７１の両側に配置し、相対向するヨーク８１の両
先端部を互いに当接することにより磁気的に連結する。
それとともに、その両ヨーク８１の各先端部の内側面を
磁石収容部７４内のステータ磁石７５の外側に当接する
ことによりに磁気的に連結している。こうして、両ステ
ータコア７８を磁気的に連結するとともに、両ステータ
磁石７５をステータコア７８に磁気的に連結することに
より、４極からなるステータを構成している。従って、
上記のロータリアクチュエータ７０では、ボビン本体７
１の磁石収容部７４にステータ磁石７５を収容し、ステ
ータコア７８を励磁極挿通孔８０に挿通するとともにヨ
ーク８１同士を当接するだけで、各ステータ磁石７５及
び各励磁極７９がそれぞれロータ磁石７７に相対向する
位置に配置されるとともに、各ステータ磁石７５及び各
励磁極７９が各ヨーク８１にて連結されてステータが構
成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロータリア
クチュエータ７０は、発生トルクを確保しながら一層小
型化することが要求されている。前記ロータリアクチュ
エータ７０の回転軸線方向の長さは、ロータ磁石７７の
回転軸線方向の長さと同じであるステータコア７８の厚
さに、ボビン部７２の両側の厚さと励磁コイル７３の両
側の巻き厚さを加えた長さによりほぼ決定される。従っ
て、ロータリアクチュエータ７０の回転軸線方向の寸法
を小さくするには、ステータコア７８の厚さ、ボビン部
７２の厚さ、又は、励磁コイル７３の巻き厚さを小さく
することになる。しかし、ボビン部７２の厚さはその素
材によりほぼ決定されており、小さくすることは困難で
ある。又、励磁コイル７３においては、設計したトルク
に対応する磁束を得るために、コイルワイヤの線径及び
巻き数は必然的に決定される。従って、励磁コイル７３
の巻き厚さを小さくすることはできない。この結果、ロ
ータリアクチュエータ７０を回転軸線方向に小型化する
には、ステータコア７８を厚さを小さくする他ないこと
になる。

【０００５】一方、ロータリアクチュエータ７０が発生
するトルクは、発生する磁束とその磁束が作用するロー
タ磁石７７の径が同じである場合、磁束が作用するロー
タ磁石７７の回転軸線方向の長さに依存している。即
ち、ロータ磁石７７の全体に磁界を作用させることによ
り、ロータ磁石７７の全体で磁界をトルクに変換してい
る。そのため、上記ロータリアクチュエータ７０では、
ステータコア７８の厚さをロータ磁石７７の回転軸線方
向の長さに等しく形成し、励磁極７９から出入りする磁
束がロータ磁石７７の全体に及ぶようにしている。従っ
て、発生トルクを同レベルに確保しながら回転軸線方向
の大きさを小さくするには、ロータ磁石７９の回転軸線
方向の長さを同じにしながら、ステータコア７８の厚さ
を小さくすることになる。しかしながら、ロータ磁石７
９の回転軸線方向の長さに対してステータコア７８の厚
さを小さくすると、励磁極７９から出入りする磁束がロ
ータ磁石７９の両端部に作用しなくなる。この結果、磁
束がロータ磁石７７の全体で有効にトルクに変換され
ず、発生トルクが小さくなる問題がある。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、組み付けが容易にでき
るとともに、発生トルクを確保しながら回転軸線方向の
大きさを小さくすることができるロータリアクチュエー
タを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、ロータ磁石を備えたロー
タを収容するロータ収容孔を有するロータ収容部の両側
にそれぞれ励磁コイルを巻回するボビン部と、ロータ収
容部の該両ボビン部と直交する側の両側にはステータ磁
石を収容してロータ磁石に相対向させる磁石収容孔とを
設けたボビン本体を備え、各ボビン部には、略Ｅ字形状
のステータコアの励磁極を挿通して該励磁極の先端部を
ロータ磁石に相対向させる励磁極挿通孔を設け、ステー
タコアの各ヨークの先端部を各ボビン部の両側において
前記ステータ磁石の外側に磁気的に連結するようにした
ロータリアクチュエータにおいて、前記ロータ収容部の
ロータ収容孔と各ボビン部との間に、前記ロータ収容孔
側において少なくともロータ磁石の回転軸線方向の全体
に渡って開口するとともに、前記励磁極挿通孔をその内
部で連通させる磁極収容部を設け、前記磁極収容部に
は、そのロータ側の一側面がロータ磁石の回転軸線方向
の全体に相対向し、他側面が励磁極の先端に磁気的に連
結する磁極片を設けた。

【０００８】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、磁極収容部を前記ロータ収容部の
両側面に貫通して形成するとともに、磁極片の他側面に
は、励磁極が係合して磁極片をその一側面がロータ磁石
の回転軸線方向の全体に相対向する位置に保持する係合
部を設けた。

【０００９】又、請求項３に記載の発明は、請求項１又
は請求項２に記載の発明において、磁極片は、磁性片を
積層して構成した。又、請求項４に記載の発明は、請求
項３に記載の発明において、ステータコアは、磁性片を
ロータ磁石の回転軸線方向に積層して構成し、磁極片
は、磁性片をロータ磁石の回転軸線方向に直交する方向
に積層して構成した。

【００１０】又、請求項５に記載の発明は、請求項３に
記載の発明において、ステータコアは、磁性片をロータ
磁石の回転軸線方向に積層して構成し、磁極片は、磁性
片をほぼロータ磁石の回転軸線方向に配置して構成し
た。

【００１１】

【作用】従って、請求項１に記載の発明によれば、ステ
ータ磁石をボビン本体のロータ収容部に設けられた磁石
収容部に収容すると、同ステータ磁石がロータ磁石に相
対向する位置に配置される。磁極片を磁極片収容孔に収
容すると、回転軸線方向の長さがロータ磁石の長さに等
しく形成された、磁極片の作用面側がロータ磁石に相対
向可能な位置に配置される。Ｅ字形状のステータの中央
部の励磁極をボビン部の励磁極挿通孔に挿通すると、励
磁極の先端部が磁極収容部に収容された磁極片の作用面
の反対側に当接して磁極片と磁気的に連結する。又、ス
テータコアの各ヨークがボビン部の両側において磁石収
容孔内に収容されたステータ磁石の外側に磁気的に連結
する。この結果、両ステータ磁石、及び、磁極片を有す
る両励磁極が各ヨークで連結されてステータが構成され
る。さらに、ロータ収容孔と各ボビン部の間に形成され
る磁極収容部に収容される磁極片により、励磁極から出
入りする磁束がロータ磁石の回転軸線方向の全体に作用
する。従って、ステータコアの厚さをロータ磁石の回転
軸線方向の長さよりも小さくすることができるため、励
磁コイルの回転軸線方向の大きさを小さくすることがで
きる。

【００１２】又、請求項２に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、磁極収容部がロータ
収容部の両側面を貫通して形成される。そして、磁極片
は、磁極収容部内において、その他側面に設けられる係
合部に励磁極の先端部が係合することにより、その一側
面がロータ磁石の回転軸線方向の全体に相対向する位置
に保持される。

【００１３】又、請求項３に記載の発明によれば、請求
項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、磁極片
が積層により形成されるため、磁極片内で発生する渦電
流損が低減される。

【００１４】又、請求項４に記載の発明によれば、請求
項３に記載の発明の作用に加えて、磁性片の積層により
形成されたステータコアに、同じく磁性片の積層により
形成された磁極片が磁気的に連結される。従って、ステ
ータコア及び磁極片のそれぞれの内部における渦電流損
が低減される。

【００１５】又、請求項５に記載の発明によれば、請求
項３に記載の発明の作用に加えて、磁極片を形成する各
磁性片とステータコアを形成する各磁性片とが互いに接
触する面積が大きくなるため、相対向する両磁性片でそ
れぞれ磁路が形成される。その結果、磁極片とステータ
コア間における磁束の流れが安定化する。又、磁極片と
ステータコア間の磁気抵抗が低減する。

【００１６】

【実施例】

（第一実施例）以下、本発明を具体化した第一実施例を
図１〜図４に従って説明する。

【００１７】図４は、揺動型ロータリアクチュエータ１
の斜視分解図である。ロータリアクチュエータ１は、ケ
ース２、ステータ３、ロータ４及び蓋５とから構成され
ている。ステータ３及びロータ４はケース２内に収容さ
れ、そのケース２の開口部が蓋５で封止されている。

【００１８】図１に示すように、ステータ３は、ボビン
本体６、ステータコア７Ａ，７Ｂ、ステータ磁石８Ａ，
８Ｂ及びスペーサ９とから構成されている。ボビン本体
６は、直方体形状のロータ収容部１０と、該ロータ収容
部１０の左右両側に設けられた両ボビン部１１Ａ，１１
Ｂとから構成されている。ロータ収容部１０には、ロー
タ４を収容するロータ収容孔１２が上下方向に貫通して
形成されている。ボビン部１１Ａには励磁コイル１３Ａ
が、ボビン部１１Ｂには励磁コイル１３Ｂがそれぞれ巻
回されている。ボビン部１１Ａには、その外側面からロ
ータ収容孔１２まで貫通する励磁極挿通孔１４Ａが形成
されている。又、ボビン部１１Ｂにも同様に励磁極挿通
孔１４Ｂが形成されている。

【００１９】又、ロータ収容部１０の前後両外側面に
は、それぞれ磁石収容孔１５Ａ，１５Ｂが前記ロータ収
容孔１２まで貫通するように形成されている。各磁石収
容孔１５Ａ，１５Ｂのロータ収容孔１２側の端部には、
幅方向の両側に係止爪部１６が形成されている。さら
に、ロータ収容孔１２の各ボビン部１１Ａ，１１Ｂ側に
は、磁極収容部としての磁極収容孔１７Ａ，１７Ｂが上
下方向に貫通してそれぞれ形成されている。各磁極収容
孔１７Ａ，１７Ｂは、そのロータ収容孔１２側が上端か
ら下端までロータ収容孔１２内に対して開口されてい
る。そして、磁極収容孔１７Ａ，１７Ｂは、前記励磁極
挿通孔１４Ａ，１４Ｂとロータ収容孔１２とを連通す
る。ロータ収容孔１２に対する磁極収容孔１７Ａ，１７
Ｂの開口部の間隔は、同磁極収容孔１７Ａ，１７Ｂの内
径よりも狭くなっている。

【００２０】ロータ収容孔１２内には、ロータ４が回転
可能に収容されている。ロータ４は、ロータシャフト１
８に円柱状のロータ磁石１９が嵌挿されている。ロータ
磁石１９は１箇所で直径方向に磁化されている。ロータ
シャフト１８の下端は、ケース２内底部に設けられた軸
受け部２０Ａ（図３参照）に回動可能に支持されてい
る。又、ロータシャフト１８の上部は、蓋５に設けられ
た軸受け２０Ｂに回動可能に支持されている。

【００２１】図２，３に示すように（尚、図２，３にお
いては、図１，４における前後方向を上下方向にして図
示している。）、各磁石収容孔１５Ａ，１５Ｂには、ス
テータ磁石８Ａ，８Ｂがそれぞれ収容されている。各ス
テータ磁石８Ａ，８Ｂの内側には、ロータ収容孔１２の
外周面に沿う湾曲状の作用面２１が形成されている。各
ステータ磁石８Ａ，８Ｂは、作用面２１側が両係止爪部
１６に係止されることにより、ロータ収容孔１２側への
移動が規制されている。そして、各係止爪部１６にて係
止された状態では、各ステータ磁石８Ａ，８Ｂの作用面
２１はロータ収容孔１２の外周面となる位置に配置され
ている。ステータ磁石８Ａは作用面２１側がＮ極となる
ように、ステータ磁石８Ｂは作用面２１側がＳ極となる
ように磁化されている。各ステータ磁石８Ａ，８Ｂの外
側面には、同じく磁石収容孔１５Ａ，１５Ｂに収容され
る磁性材で形成されたスペーサ９がそれぞれ当接されて
いる。

【００２２】各磁極収容孔１７Ａ，１７Ｂには、それぞ
れ磁極片２２Ａ，２２Ｂが収容されている。磁極片２２
Ａには、その外側（即ち、励磁極２５Ａ側）に係合部と
しての係合凹部２３が形成されている。又、同じく内側
（即ち、ロータ収容孔１２側）にはロータ収容孔１２の
外周面に沿った湾曲状に形成された作用面２４が形成さ
れ、作用面２４の両側には平面部分が形成されている。
この作用面２４は、上下方向（即ち、ロータ４の回転軸
線方向）の長さがロータ磁石１８の回転軸線方向の長さ
に等しく形成されている。作用面２４はロータ収容孔１
２の外周面となる位置に配置されている。又、磁極片２
２Ｂも同様に形成され、磁極収容孔１７Ｂ内に収容され
ている。

【００２３】ステータコア７Ａ，７Ｂは、ほぼ「Ｅ」字
形状に形成され、両ステータコア７Ａ，７Ｂでステータ
側磁路を形成している。各ステータコア７Ａ，７Ｂは、
「Ｅ」字形状の磁性片を複数積層して形成されている。
ステータコア７Ａは、その中央部が励磁極２５Ａに、両
側部がヨーク２６Ａに形成されている。ステータコア７
Ａの励磁極２５Ａはボビン部１１Ａの励磁極挿通孔１４
Ａに挿通されている。この励磁極２５Ａの先端部は、磁
極片２２Ａの係合凹部２３に係合されている。従って、
磁極片２２Ａは、磁極収容孔１７Ａ内部に固定される。
又、ステータコア７Ａの両ヨーク２６Ａは、同ボビン部
１１Ａの前後両側に配置されている。同様に、ステータ
コア７Ｂの励磁極２５Ｂはボビン部１１Ｂの励磁極挿通
孔１４Ｂに挿通されている。この励磁極２５Ｂの先端部
は磁束誘導部２２Ｂの係合凹部２３に係合されている。
従って、磁極片２２Ｂは、磁極収容孔１７Ｂ内に固定さ
れる。ステータコア７Ｂの両ヨーク２６Ｂは、同ボビン
部１１Ｂの前後両側に配置されている。

【００２４】両ステータコア７Ａ，７Ｂの相対向する各
ヨーク２６Ａ，２６Ｂの各先端部は、その各先端面が前
記磁石収容孔１５Ａ，１５Ｂの中央位置で互いに当接さ
れるとともに、その各内側面が磁石収容孔１５Ａ，１５
Ｂ内のスペーサ９の外側面に当接されている。従って、
両励磁極２５Ａ，２５Ｂ及び両ステータ磁石８Ａ，８Ｂ
が各ヨーク２６Ａ，２６Ｂで磁気的に連結されて、４極
からなるステータが形成されている。各ステータ磁石８
Ａ，８Ｂ及びスペーサ９は、各ヨーク２６Ａ，２６Ｂが
各スペーサ９の外側面に当接することにより磁石収容孔
１５Ａ，１５Ｂ内から離脱不能に固定されている。

【００２５】両励磁コイル１３Ａ，１３Ｂが通電される
と、両励磁極２５Ａ，２５Ｂがそれぞれ異なる磁極に励
磁される。即ち、励磁極２５ＡがＮ極に、励磁極２５Ｂ
がＳ極にそれぞれ励磁される。反対に、励磁極２５Ａが
Ｓ極に、励磁極２６ＢがＮ極にそれぞれ励磁されるよう
になっている。

【００２６】次に、以上のように構成されたロータリア
クチュエータ１の作用について説明する。励磁コイル１
３Ａ，１３Ｂへの通電により、励磁極２５ＡがＮ極に、
励磁極２５ＢがＳ極に励磁されると、励磁極２５Ａ及び
ステータ磁石８ＡがＮ極に、励磁極２５Ｂ及びステータ
磁石８ＢがＳ極になる。従って、ロータ磁石１９のＳ極
側が励磁極２５Ａとステータ磁石８Ａの間に、即ち、Ｎ
極側が励磁極２５Ｂとステータ磁石８Ｂの間に位置する
状態でロータ４が停止する。

【００２７】次に、通電方向が変化し、励磁極２５Ａが
Ｓ極に、励磁極２５ＢがＮ極に励磁されると、励磁極２
５Ａ及びステータ磁石８ＢがＳ極に、励磁極２５Ｂ及び
ステータ磁石８ＡがＮ極になる。従って、ロータ磁石１
９のＮ極側が励磁極２５Ａとステータ磁石８Ｂの間に、
即ち、Ｓ極側が励磁極２５Ｂとステータ磁石８Ａの間に
位置するようにロータ４が反時計方向に９０°回動す
る。

【００２８】再び、通電方向が変化し、励磁極２５Ａが
Ｎ極に、励磁極２５ＢがＳ極に励磁されると、ロータ磁
石１９のＳ極側が励磁極２５Ａとステータ磁石８Ａの間
に、即ち、Ｎ極側が励磁極２５Ｂとステータ磁石８Ｂの
間に位置するようにロータ４が時計方向に９０°回動す
る。以下、同様にして、通電方向の制御により、ロータ
４が９０°の角度間隔で揺動駆動される。

【００２９】両励磁コイル１３Ａ，１３Ｂへの通電によ
り両励磁極２５Ａ，２５Ｂが励磁されると、励磁極２５
Ａ，２５Ｂ内の磁束は磁極片２２Ａ，２２Ｂを通ってロ
ータ磁石１９に入る。又は、ロータ磁石１９から磁束誘
導部２２Ａ，２２Ｂを通って励磁極２５Ａ，２５Ｂに入
る。このとき、磁極片２２Ａ，２２Ｂの作用面２４側が
ロータ磁石１９の回転軸線方向の長さと同じ長さに広が
っているため、各励磁極２５Ａ，２５Ｂから出入りする
磁束は磁極片２２Ａ，２２Ｂに誘導されてロータ磁石１
９の回転軸線方向の全体に作用する。この結果、磁束は
ロータ磁石１９の全体で有効に回転トルクに変換され
る。

【００３０】以上詳述したように、本実施例のロータリ
アクチュエータ１によれば、ボビン本体６の左右両側に
ボビン部１１Ａ，１１Ｂを設けるとともに、前後両外側
面に磁石収容孔１５Ａ，１５Ｂを設けている。そして、
磁石収容孔１５Ａ，１５Ｂにステータ磁石８Ａ，８Ｂを
収容することにより、ステータ磁石８Ａ，８Ｂをロータ
磁石１９に相対向する位置に配置している。又、各ボビ
ン部１１Ａ，１１Ｂに形成した励磁極挿通孔１４Ａ，１
４ＢにＥ字形状のステータコア７Ａ，７Ｂの励磁極２５
Ａ，２５Ｂを挿通して、各励磁極２５Ａ，２５Ｂの先端
部をロータ収容孔１２側に配置している。同時に、ステ
ータコア７Ａ，７Ｂの両ヨーク２６Ａ，２６Ｂをボビン
部１１Ａ，１１Ｂの両側に配置して磁石収容孔１５Ａ，
１５Ｂ内のステータ磁石８Ａ，８Ｂを固定するとともに
磁気的に連結してステータを構成している。又、ロータ
収容孔１２の各ボビン部１１Ａ，１１Ｂ側に磁極収容孔
１７Ａ，１７Ｂを設けて磁極片２２Ａ，２２Ｂを収容す
ることにより、ロータ磁石１９に相対向可能に保持して
いる。さらに、各磁極片２２Ａ，２２Ｂの係合凹部２３
に励磁極２５Ａ，２５Ｂの先端を係合することにより、
各磁極片２２Ａ，２２Ｂをロータ磁石１９に相対向する
位置に固定するとともに励磁極２５Ａ，２５Ｂに磁気的
に連結している。従って、ボビン本体６にステータ磁石
８Ａ，８Ｂ、スペーサ９、磁極片２２Ａ，２２Ｂを組み
込んだ後にステータコア７Ａ，７Ｂを組み付けることに
より、各部材をロータ磁石１９に相対向する位置に固定
するとともにステータを構成することができる。

【００３１】又、ステータコア７Ａ，７Ｂの厚さをロー
タ磁石１９の回転軸線方向の長さよりも小さく形成し、
励磁極２５Ａ，２５Ｂの先端に磁極片２２Ａ，２２Ｂを
連結した。この磁極片２２Ａ，２２Ｂの作用面２４側の
回転軸線方向の長さをロータ磁石１９の長さと等しくし
た。そして、励磁極２５Ａ，２５Ｂの磁束を磁極片２２
Ａ，２２Ｂを介してロータ磁石１９の全体に誘導するよ
うにした。従って、ロータ磁石１９の回転軸線方向の全
体で磁束がトルクに変換されるため、ステータコア７
Ａ，７Ｂの厚さを薄くしたにも拘らず発生トルクを確保
することができる。この結果、発生トルクを低減させる
ことなく励磁コイル１３Ａ，１３Ｂの回転軸線方向の大
きさを小さくしてロータリアクチュエータ１の回転軸線
方向の大きさを小さくすることができる。

【００３２】（第二実施例）次に、本発明を具体化した
第二実施例を図５〜８に従って説明する。尚、本実施例
は、前記第一実施例の磁極片２２Ａ，２２Ｂを磁極片３
０Ａ，３０Ｂに変更したことのみが第一実施例と異な
る。従って、第一実施例と同じ構成については、符号を
同じにしてその説明を省略し、磁極片３０Ａ，３０Ｂの
みについて詳述する。

【００３３】図５に示すように、磁極片３０Ａ，３０Ｂ
は複数の薄い磁性片が前後方向に積層されることにより
形成されている。即ち、磁極片３０Ａ，３０Ｂの積層方
向は、ステータコア７Ａ，７Ｂの積層方向に対して直交
する方向である。磁極片３０Ａ，３０Ｂの外側には、積
層方向に延びる係合部としての係合溝３１が形成されて
いる。この係合溝３１には励磁極２５Ａ，２５Ｂの先端
部が係合可能になっている。又、磁極片３０Ａ，３０Ｂ
の作用面３２側（即ち、ロータ４側）は平面状に形成さ
れ、その回転軸線方向の長さがロータ磁石１９の回転軸
線方向の長さに等しく形成されている。

【００３４】図６〜８に示すように（尚、図７，８で
は、図５，６における前後方向を上下方向にして図示し
ている。）、磁極片３０Ａが磁極収容孔１７Ａに収容さ
れた状態では、その係合溝３１に励磁極２５Ａの先端が
係合している。磁極片３０Ａの作用面３２側は、その幅
方向の中央部がロータ収容孔１２の外周面となる位置に
配置されている。従って、磁極片３０Ａは、係合溝３１
に励磁極２５Ａの先端が係合することにより、ロータ４
に相対向する位置に固定されている。又、磁極片３０Ｂ
が磁極収容孔１７Ｂに収容された状態では、その係合溝
３１に励磁極２５Ｂの先端が係合している。磁極片３０
Ｂの作用面３２側は、その左右方向の中央部がロータ収
容孔１２の外周面となる位置に配置されている。従っ
て、磁極片３０Ａは、係合溝３１に励磁極２５Ａの先端
が係合することにより、ロータ４に相対向する位置に固
定されている。

【００３５】さて、以上のように構成されたロータリア
クチュエータ１においては、積層により形成された各ス
テータコア７Ａ，７Ｂの励磁極２５Ａ，２５Ｂの先端
に、同じく積層により形成された磁極片３０Ａ，３０Ｂ
が磁気的に連結される。従って、各ステータコア７Ａ，
７Ｂ、及び、各磁極片３０Ａ，３０Ｂにおける渦電流損
が低減する。

【００３６】従って、本実施例のロータリアクチュエー
タ１によれば、第一実施例の効果の加えて、以下の効果
を有する。本実施例では、回転軸線方向に積層したステ
ータコア７Ａ，７Ｂに連結する磁極片３０Ａ，３０Ｂを
積層により形成した。この結果、ステータコア７Ａ，７
Ｂ及び磁極片３０Ａ，３０Ｂを共に薄い磁性片の積層に
より形成することができるため、ステータコア７Ａ，７
Ｂ及び磁極片３０Ａ，３０Ｂ内における渦電流損の発生
を抑制することができる。従って、磁極片３０Ａ，３０
Ｂでの渦電流損の発生を抑制することができるため、特
に高速応答性が要求される場合において高い応答性を得
ることができる。

【００３７】又、本実施例では、回転軸線方向の積層に
より形成されるステータコア７Ａ，７Ｂの先端に、前後
方向の積層により形成された磁極片２２Ａ，２２Ｂを連
結するようにしている。従って、薄いステータコア７
Ａ，７Ｂの先端に回転軸線方向の長さがロータ磁石１９
の長さに等しい磁性片２２Ａ，２２Ｂを脱落することな
く連結することができる。

【００３８】（第三実施例）次に、本発明を具体化した
第三実施例を図９〜１４に従って説明する。尚、本実施
例は、以下の点のみが第二実施例と異なる。先ず、前記
第二実施例の磁極片３０Ａ，３０Ｂを磁極片４０Ａ，４
０Ｂに変更している。又、ロータシャフト１８の上部に
おいてスペーサ４５を回転可能に支持している。さら
に、ロータ収容部１０の上側にスペーサ収容孔４３を設
けるとともに、各磁極収容孔１７Ａ，１７Ｂの下部にそ
れぞれ磁極支持片４４を設けている。従って、第二実施
例と同じ構成については、符号を同じにしてその説明を
省略し、磁極片４０Ａ，４０Ｂ、スペーサ４５、スペー
サ収容部４３及び磁極支持片４４のみについて詳述す
る。

【００３９】図９に示すように、磁極片４０Ａは、複数
の薄い磁性片がほぼ回転軸線方向に配置されるととも
に、磁性片全体が他側面としての基端面４１から作用面
４２に向かって扇状に拡開するように形成されている。
この各磁性片は、各ステータコア７Ａ，７Ｂ（即ち、各
例励磁極２５Ａ，２５Ｂ）を形成する磁性片と同じ厚さ
であり、その枚数も同じになっている。この磁極片４０
Ａの基端面４１は、励磁極２５Ａの先端面に合致する形
状に形成されている。一方、磁極片４０Ａの作用面４２
は平面状に形成され、その前後方向の長さが励磁極２５
Ａの先端面の前後方向の長さと同じに形成されている。
又、作用面４２は、その回転軸線方向の長さがロータ磁
石１９の回転軸線方向の長さと同じに形成されている。
尚、磁極片４０Ｂも磁極片４０Ａと同様に形成されてい
る。

【００４０】ロータ収容部１０の上面には、円形状のス
ペーサ収容孔４３が形成されている。このスペーサ収容
孔４３の内径は、各磁極収容孔１７Ａ，１７Ｂの各外側
（即ち、ボビン部１１Ａ，１１Ｂ側）面を通る円の直径
よりも大きく形成されている。

【００４１】磁極収容孔１７Ａの下部の内部には、磁極
支持片４４が形成されている。この磁極支持片４４によ
り、磁極収容孔１７Ａの下側開口部が閉じられている。
同様に、磁極収容孔１７Ｂの下部の内部にも、磁極支持
片４４が形成されている。

【００４２】図１０に示すように、ロータシャフト１８
の上部には、円盤状のスペーサ４５が回転可能にはめら
れている。このスペーサ４５は、前記スペーサ収容孔４
３内に嵌入する大きさに形成されている。スペーサ４５
の下面には、図１２に示すように、ロータ収容孔１２の
内径よりやや大きな内径の円筒状の逃げ孔４５Ａ（図１
２に図示）が形成されている。

【００４３】図１１，１２に示すように、磁極片４０Ａ
は磁極収容孔１７Ａに収容され、その下端が前記磁極支
持片４４の上面に当接して保持されている。又、磁極片
４０Ａの上端は、スペーサ収容孔４３内に嵌入されたス
ペーサ４５の下面（逃げ孔４５Ａを外れた位置）に当接
している。そして、磁極片４０Ａの基端面４１には、励
磁極２５Ａの先端面が当接している。さらに、磁極片４
０Ａを形成する各磁性片と励磁極２５Ａを形成する各磁
性片の厚さは同じであるため、磁極片４０Ａの各磁性片
と対応する励磁極２５Ａの各磁性片とがそれぞれ当接さ
れている。従って、互いに当接する励磁極２５Ａの各磁
性片と、磁極片４０Ａの各磁性片とでそれぞれ磁路が形
成されている。磁極片４０Ａの作用面４２は、磁極収容
孔１７Ａのロータ収容孔１２側の開口部からロータ磁石
１９に相対向している。

【００４４】同様に、磁極片４０Ｂも磁極収容孔１７Ｂ
内で磁極支持片４４及びスペーサ４５にて保持されてい
る。即ち、磁極片４０Ｂの基端面４１は励磁極２５Ｂの
先端面に当接され、磁極片４０Ｂの各磁性片が励磁極２
５Ｂの各磁性片とそれぞれ当接されている。そして、磁
極片４０Ｂの作用面４２は、磁極収容孔１７Ｂのロータ
収容孔１２側の開口部からロータ磁石１９に相対向して
いる。

【００４５】次に、前記各磁極片４０Ａ，４０Ｂの製造
方法を説明する。先ず、各磁極片４０Ａ，４０Ｂを形成
する磁性片４６の上下各面にナイロン等の合成樹脂４７
をコーティングする。そして、図１３に示すように、こ
の磁性片４６を所定枚数（即ち、ステータコア７Ａ，７
Ｂと同じ枚数）重ねたものを、内側底面が右上がりに傾
斜するように形成された固定側治具４８にセットする。
そして、内側上面が右下がりに傾斜するように形成され
た可動側治具４９で積層された磁性片４６を加圧すると
ともに、各磁性片４６に熱を加えてコーティングされた
合成樹脂４７を流動化させる。すると、各磁性片４６の
右側端部が左側端部よりも強く加圧されるため、流動化
した合成樹脂４７が各磁性片４６の右側部分から左側に
移動する。そして、各磁性片４６の右側端部が互いに近
づくとともに、右側に移動した合成樹脂４７により各磁
性片４６の右側が互いに離間する。その結果、図１４
（ａ）に示すように、各磁性片４６が右側端部を中心に
して扇状に拡開するような位置に配置され、冷却ととも
にその状態で固定される。こうして、形成した磁極片４
０Ａの原型５０の右端部を平面切削して基端面４１を形
成し、左端部を平面切削して作用面４２を形成すること
により、図１４（ｂ）に示すような磁極片４０Ａを形成
する。

【００４６】さて、以上のように構成されたロータリア
クチュエータ１においては、磁極片４０Ａが磁極収容孔
１７Ａ内に形成された磁極支持片４４とスペーサ４５に
より所定位置に固定される。従って、磁極片４０Ａを所
定位置に容易に組み付けることができる。同様に、磁極
片４０Ｂも、磁極支持片４４及びスペーサ４５により磁
極収容孔１７Ｂ内の所定位置に固定される。

【００４７】磁極片４０Ａが所定位置に固定されると、
その基端面４１に励磁極２５Ａの先端面が当接する。こ
の結果、磁極片４０Ａと励磁極２５Ａが磁気的に連結さ
れる。さらに、磁極片４０Ａを形成する各磁性片と励磁
極２５Ａを形成する各磁性片とがそれぞれ当接されるた
め、磁極片４０Ａの各磁性片と対応する励磁極２５Ａの
各磁性片とによりそれぞれ連続した磁路が形成される。
そして、この各磁路が、上下方向に拡開する磁極片４０
Ａによりロータ磁石１９の回転軸線方向の全体に相対向
するようにそれぞれ案内される。

【００４８】同様に、磁極片４０Ｂを形成する各磁性片
及び励磁極２５Ｂを形成する各磁性片とで形成される各
磁路が、作用面４２側に拡開する磁極片４０Ｂによりロ
ータ磁石１９の回転軸線方向の全体に相対向するように
案内される。

【００４９】この結果、磁極片４０Ａと励磁極２５Ａと
の間、又、磁極片４０Ｂと励磁極２５Ｂとの間における
磁束の流れが第二実施例の磁極片３０Ａ，３０Ｂの場合
よりも安定化される。又、磁極片４０Ａと励磁極２５Ａ
間、磁極片４０Ｂと励磁極２５Ｂ間の磁気抵抗が低減さ
れるため、ステータの磁路全体の磁気抵抗が低減され
る。

【００５０】従って、本実施例によれば、第二実施例の
効果に加えて、以下の効果を有する。本実施例において
は、励磁極２５Ａ，２５Ｂを形成する磁性片と同じ厚さ
の磁性片を同じ枚数だけほぼ上下方向に積層されるよう
に配置して各磁極片４０Ａ，４０Ｂを形成した。さら
に、各磁極片４０Ａ，４０Ｂにおいて、磁性片全体が基
端面４１から作用面４２に向かって拡開するように配置
し、作用面４２側で各磁性片がロータ磁石１９の回転軸
線方向の全体に相対向するようにした。さらに、各磁極
片４０Ａ，４０Ｂの各磁性片と各励磁極２５Ａ，２５Ｂ
を形成する各磁性片とを当接させてそれぞれが磁路を形
成するようにした。その結果、磁極片４０Ａと励磁極２
５Ａとの間、又、磁極片４０Ｂと励磁極２５Ｂとの間に
おける磁束の流れを一層安定化させることができる。従
って、渦電流損失を一層低減することができるため、ロ
ータリアクチュエータ１の応答性を一層向上させること
ができる。又、磁極片４０Ａ，４０Ｂと励磁極２５Ａ，
２５Ｂ間の磁気抵抗を低減することができるため、磁路
全体の磁気抵抗を削減して磁束を得ることができる。そ
の結果、より大きな発生トルクを得ることができる。

【００５１】又、本実施例によれば、上下面に合成樹脂
４７をコーティングした複数の磁性片４６を積層したも
のを加熱圧縮してほぼ扇状の原型５０を形成した後、こ
の原型５０の両面を切削してそれぞれ基端面４１及び作
用面４２を形成するだけで磁極片４０Ａ（４０Ｂ）を製
作することができる。従って、加工工数を第二実施例に
おける磁極片３０Ａ，３０Ｂよりも少なくすることがで
きる。

【００５２】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 各実施例において、ステータコア７Ａ，７Ｂを
単一の磁性材にて形成してもよい。

【００５３】（２） 各実施例において、ステータコア
７Ａ，７Ｂの各ヨーク２６Ａ，２６Ｂとステータ磁石８
Ａ，８Ｂの間にスペーサ９を介在させず、各ヨーク２６
Ａ，２６Ｂとステータ磁石９とを直接当接させてステー
タを形成してもよい。

【００５４】（３） 第二実施例において、磁極片３０
Ａ，３０Ｂの形状を、図１５，１６に例を示すような各
形状で実施してもよい。図１５（ａ）〜（ｃ）は、積層
方向の幅をステータコア７Ａ，７Ｂにおける励磁極２５
Ａ，２５Ｂの幅と同じにした磁極片６０の例である。図
１５（ａ）は、係合溝を持たない磁極片６０の例であ
る。又、図１５（ｂ）は、係合溝６０ａを有する磁極片
６０の例である。図１５（ｃ）は、作用面６０ｂ側をロ
ータ収容孔１２の外周面に沿った湾曲面とした磁極片６
０の例である。

【００５５】図１６（ａ）〜（ｃ）は、積層方向の幅を
ステータコア７Ａ，７Ｂよりも広げた磁極片６１の例で
ある。図１６（ａ）は、全体を直方体状に形成するとと
もに係合溝６１ａを設けた磁極片６１の例である。図１
６（ｂ）は、作用面６１ｂの幅方向の中央部のみをロー
タ収容孔１２の外周面に沿った湾曲面に形成した磁極片
６１の例である。図１６（ｃ）は、作用面６１ｂ側の全
体をロータ収容孔１２の外周面に沿った湾曲面に形成す
るとともに励磁極側２５Ａ，２５Ｂの上下にそれぞれ傾
斜部を設けた磁極片６１の例である。

【００５６】（４） 第一及び第二実施例において、磁
極収容孔１７Ａ，１７Ｂの各下部に磁極支持片を形成し
てもよい。この場合、ステータ３の組立時において、磁
極片磁極片２２Ａ，２２Ｂ（３０Ａ，３０Ｂ）を磁極収
容孔１７Ａ，１７Ｂ内に挿入するだけで、所定位置に固
定することができる。その結果、磁極片２２Ａ，２２Ｂ
（３０Ａ，３０Ｂ）の組み付けを一層容易に行うことが
できる。

【００５７】（５） 各実施例において、磁極収容孔１
７Ａ，１７Ｂをロータ収容部１０の前後方向に貫通して
形成してもよい。即ち、磁極片２２Ａ，２２Ｂ（３０
Ａ，３０Ｂ、４０Ａ，４０Ｂ）を磁石収容孔１５Ａ，１
５Ｂ側から装着するようにしてもよい。

【００５８】（６） 第三実施例において、図１７
（ａ）に示すように、磁極片の中心部を磁性片４６を積
層して形成し、その中心部の上部及び下部を形成する各
磁性片４６の間に作用面側にのみ露出する長さが短い磁
性片４８を介在させることにより全体が作用面側に扇状
に拡開するように原型６２を形成する。そして、図１７
（ｂ）に示すように、この原型６２の右側を切削して他
側面６３とし、左側を切削して作用面６４として、磁極
片６５を形成するようにしてもよい。

【００５９】（７） 第三実施例において、図１８に示
すように、前後方向の長さを励磁極２５Ａの前後方向の
長さよりも大きく設定した磁極片６６としてもよい。 （８） 各実施例において、各ステータコア７Ａ，７Ｂ
の各ヨーク２６Ａ，２６Ｂの先端部に、相対向するヨー
ク２６Ａ，２６Ｂ同士を離間不能に互いに係合する係合
部を設けてもよい。即ち、係合部により両ヨーク２６
Ａ，２６Ｂの対向する先端部同士を連結することによ
り、ステータコア７Ａ，７Ｂを組み付けたボビン本体６
をケース２に収容した後に、両ヨーク２６Ａ，２６Ｂ同
士が離間することを防ぐことができる。この結果、ステ
ータの磁路が寸断された状態を防止することができるた
め、磁気抵抗の増加を防いで発生トルクの低下を防止す
ることができる。

【００６０】（９） 各実施例において、ステータコア
７Ａ，７Ｂを形成する磁性片の枚数は、適宜選択しても
よい。 （１０） 第二実施例において、磁極片３０Ａ，３０Ｂ
を形成する磁性片の枚数は適宜選択してもよい。又、第
三実施例において、磁極片４０Ａ，４０Ｂを形成する磁
性片の枚数を、ステータコア７Ａ，７Ｂを形成する磁性
片の枚数と同じとしなくてもよい。

【００６１】上記実施例から把握できる請求項以外の技
術的思想について、以下にその効果とともに記載する。 （１） 請求項１に記載のロータリアクチュエータにお
いて、ステータコア７Ａ，７Ｂの相対向する両ヨーク２
６Ａ，２６Ｂの先端部に、互いに係合する係合部を設け
る。この構成によれば、組み付け時等における両ヨーク
２６Ａ，２６Ｂの離間を防止して、発生トルクの低下を
防止することができる。

【００６２】（２） 請求項５に記載のロータリアクチ
ュエータにおいて、ステータコア７Ａ，７Ｂを形成する
磁性片と同じ厚さの磁性片を同じ枚数だけ使用して磁極
片４０Ａ，４０Ｂを形成した。このような構成によれ
ば、ステータコア７Ａ，７Ｂの各磁性片と磁極片４０
Ａ，４０Ｂの各磁性片とがそれぞれ当接し、その当接す
る磁性片同士で磁路が形成される。その結果、各磁極片
４０Ａ，４０Ｂとステータコア７Ａ，７Ｂ間における磁
束の流れが一層安定化するため、渦電流損失が一層低減
される。又、磁路の磁気抵抗が低減されるため、高い発
生トルクが得られる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、励磁コイルが巻回されたボビン部を備え
たボビン本体にステータ磁石、磁極片及びステータコア
を組み付けることにより各部材が所定の位置に固定され
るため、組み付けを容易に行うことができる。又、ボビ
ン部よりもロータ側に設けられる磁極片によりステータ
コアから出入りする磁束をロータ磁石の回転軸線方向の
全体に作用させることができるため、ステータコアの厚
さを小さくして回転軸線方向の大きさを小さくすること
ができる。

【００６４】又、請求項２に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の効果に加えて、磁極収容部がロータ
収容部を貫通しているため、ボビン本体を容易に加工形
成することができる。又、磁極片が励磁極の係合により
位置決めされるため、組み付けを容易に行うことができ
る。又、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は
請求項２に記載の発明の効果に加えて、磁極片内で発生
する渦電流損を低減することができるため、ロータリア
クチュエータの効率を向上させることができる。又、高
速駆動時においても、高い応答性を得ることができる。

【００６５】又、請求項４に記載の発明によれば、請求
項３に記載の発明の効果に加えて、ステータコア及び磁
極片内部における渦電流損を低減することができるた
め、ロータ磁石の回転軸線方向の全体に効率良く磁束を
作用させることができる。この結果、高い発生トルクを
得ることができる。

【００６６】又、請求項５に記載の発明によれば、請求
項３に記載の発明の効果に加えて、磁極片とステータコ
アとの間における磁束の流れを安定化することができる
ため、渦電流損失を一層低減して高い応答性を得ること
ができる。又、磁路の磁気抵抗を小さくすることができ
るため、一層高い発生トルクを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第一実施例のロータリアクチュエータのステ
ータの分解斜視図。

【図２】 ロータリアクチュエータの平断面図。

【図３】 同じく縦断面図。

【図４】 ロータリアクチュエータの分解斜視図。

【図５】 第二実施例のロータリアクチュエータのステ
ータの分解斜視図。

【図６】 ロータリアクチュエータの分解斜視図。

【図７】 ロータリアクチュエータの平断面図。

【図８】 同じく縦断面図。

【図９】 第三実施例のロータリアクチュエータのステ
ータの分解斜視図。

【図１０】 ロータリアクチュエータの分解斜視図。

【図１１】 ロータリアクチュエータの平断面図。

【図１２】 同じく縦断面図。

【図１３】 磁極片の製造方法の説明図。

【図１４】 （ａ）は成形した磁極片の斜視図、（ｂ）
は切削加工した磁極片の斜視図。

【図１５】 （ａ），（ｂ），（ｃ）共に別例の磁極片
の斜視図。

【図１６】 （ａ），（ｂ），（ｃ）共に別例の磁極片
の斜視図。

【図１７】 （ａ）は成形した磁極片の斜視図、（ｂ）
は切削加工した磁極片の斜視図。

【図１８】 同じく磁極片の斜視図。

【図１９】 従来例のロータリアクチュエータの分解斜
視図。

【図２０】 同じくステータの分解斜視図。

【符号の説明】

４…ロータ、６…ボビン本体、７Ａ，７Ｂ…ステータコ
ア、８Ａ，８Ｂ…ステータ磁石、１０…ロータ収容部、
１１Ａ，１１Ｂ…ボビン部、１２…ロータ収容孔、１３
Ａ，１３Ｂ…励磁コイル、１４Ａ，１４Ｂ…励磁極挿通
孔、１５Ａ，１５Ｂ…磁石収容孔、１７Ａ，１７Ｂ…磁
極収容部としての磁極収容孔、１９…ロータ磁石、２２
Ａ，２２Ｂ…磁極片、２３…係合部としての係合凹部、
２５Ａ，２５Ｂ…励磁極、２６Ａ，２６Ｂ…ヨーク、３
０Ａ，３０Ｂ…磁極片、３１…係合部としての係合溝、
４０Ａ，４０Ｂ…磁極片。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ磁石を備えたロータを収容するロ
   ータ収容孔を有するロータ収容部の両側にそれぞれ励磁
   コイルを巻回するボビン部と、ロータ収容部の該両ボビ
   ン部と直交する側の両側にはステータ磁石を収容してロ
   ータ磁石に相対向させる磁石収容孔とを設けたボビン本
   体を備え、 各ボビン部には、略Ｅ字形状のステータコアの励磁極を
   挿通して該励磁極の先端部をロータ磁石に相対向させる
   励磁極挿通孔を設け、ステータコアの各ヨークの先端部
   を各ボビン部の両側において前記ステータ磁石の外側に
   磁気的に連結するようにしたロータリアクチュエータに
   おいて、 前記ロータ収容部のロータ収容孔と各ボビン部との間
   に、前記ロータ収容孔側において少なくともロータ磁石
   の回転軸線方向の全体に渡って開口するとともに、前記
   励磁極挿通孔をその内部で連通させる磁極収容部を設
   け、 前記磁極収容部には、そのロータ側の一側面がロータ磁
   石の回転軸線方向の全体に相対向し、他側面が励磁極の
   先端に磁気的に連結する磁極片を設けたロータリアクチ
   ュエータ。
2. 【請求項２】 磁極収容部を前記ロータ収容部の両側面
   に貫通して形成するとともに、磁極片の他側面には、励
   磁極が係合して磁極片をその一側面がロータ磁石の回転
   軸線方向の全体に相対向する位置に保持する係合部を設
   けた請求項１に記載のロータリアクチュエータ。
3. 【請求項３】 磁極片は、磁性片が積層されてなる請求
   項１又は請求項２に記載のロータリアクチュエータ。
4. 【請求項４】 ステータコアは、磁性片がロータ磁石の
   回転軸線方向に積層されてなり、磁極片は、磁性片がロ
   ータ磁石の回転軸線方向に直交する方向に積層されてな
   る請求項３に記載のロータリアクチュエータ。
5. 【請求項５】 ステータコアは、磁性片がロータ磁石の
   回転軸線方向に積層されてなり、磁極片は、磁性片がほ
   ぼロータ磁石の回転軸線方向に配置されてなる請求項３
   に記載のロータリアクチュエータ。