特許 7464885 アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(54)【発明の名称】アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/16 20060101AFI20240403BHJP

   H01F 7/122 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

H01F7/16 B

H01F7/16 D

H01F7/122 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022553428

(86)(22)【出願日】2020-12-22

(86)【国際出願番号】 JP2020047880

(87)【国際公開番号】W WO2022070444

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-12-05

(31)【優先権主張番号】P 2020163668

(32)【優先日】2020-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100120400

【弁理士】

【氏名又は名称】飛田 高介

(74)【代理人】

【識別番号】100124110

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】松井 健志

(72)【発明者】

【氏名】中川 雄介

【審査官】久保田 昌晴

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－１９９４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－３６２５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平１－１１７６２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６１－１４２４０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００７４４１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ７／０８－７／１７

Ｆ１６Ｋ ３１／０６

Ｈ０２Ｋ ３３／００－３３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のハウジングと、
前記ハウジングの開口に取り付けられたハウジングカバーと、
シャフトを挿通する円筒状の１つのコイルと、
前記シャフトを挿通して対向配置された２つの固定鉄心と、
前記コイルの内側に対向配置された２つの可動鉄心と、
前記コイルが励磁されたときに前記可動鉄心と前記シャフトとを係合するロック機構と、
前記可動鉄心を初期位置に吸着する２つの永久磁石と、
前記可動鉄心と前記永久磁石との間に配置された２つのストッパとを備え、
前記ストッパとハウジングまたはハウジングカバーとの間には磁気ギャップが形成されていて、
前記コイルが非励磁のときは前記永久磁石から前記可動鉄心と前記固定鉄心を通る第１の磁路が形成され、
前記コイルに所定方向に電流が流れることにより前記コイルが励磁されると、該コイルから前記２つの可動鉄心と２つの固定鉄心を通る第２の磁路が形成され、
前記第２の磁路が形成されると、第２の磁路と磁束の方向が同じ第１の磁路は、前記永久磁石から前記磁気ギャップを通り前記可動鉄心を通らない第３の磁路に切り替わり、
前記第３の磁路に切り替わった側の可動鉄心が前記コイルに吸着されて移動することを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

筒状のハウジングと、
前記ハウジングの開口に取り付けられたハウジングカバーと、
シャフトを挿通する円筒状の１つのコイルと、
前記シャフトを挿通して対向配置された２つの固定鉄心と、
前記コイルの内側に対向配置された２つの可動鉄心と、
前記コイルが励磁されたときに前記可動鉄心と前記シャフトとを係合するロック機構と、
前記可動鉄心を初期位置に吸着する２つの永久磁石と、
前記可動鉄心と前記ハウジングまたはハウジングカバーとが接触する箇所である保持部を備え、
前記コイルが非励磁のときは前記永久磁石から前記固定鉄心、可動鉄心、保持部を通る第１の磁路が形成され、
前記コイルに所定方向に電流が流れることにより前記コイルが励磁されると、該コイルから前記永久磁石、固定鉄心、２つの可動鉄心、保持部、永久磁石、固定鉄心と通る第２の磁路が形成され、
前記第２の磁路が前記保持部を通らない側の可動鉄心が前記コイルに吸着されて移動することを特徴とするアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアクチュエータに関し、特に、双方向に能動的にシャフトを移動させることが可能であって、小型化を図ったアクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のアクチュエータとして、例えば特許文献１および特許文献２には、シャフトのストローク端の状態を内蔵の磁石によって保持することが可能な小型のラッチングソレノイドが開示されている。一方、ハイパワーかつロングストロークのソレノイドとして、可動鉄心の動きに合わせて可動鉄心とシャフトとの係合と解除を繰り返し、これによってシャフトを少しずつ繰り出すことで大きな移動距離を得る、いわゆるステップ送りの構成も提案されている。

【0003】

上記ステップ送りのアクチュエータとして、例えば本出願人による特許文献３では、ロック機構を採用したアクチュエータが提案されている。当該アクチュエータのロック機構は、主に転動体と契合部材とを利用した簡潔な構成でありつつも、可動鉄心の位置に合わせてシャフトの規制方向を切り替えることができ、これによって電磁部を含めた全体構成の小型化および低廉化を可能にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平０２－０８６１０６号公報

【文献】特許３５４２９３３号公報

【文献】特願２０２０－０４４３３７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献３の技術においてもそれ以前の技術と比較すれば小型化を図ることはできていた。しかし、さらに様々な箇所にアクチュエータを適応させようとすると、さらなる小型化を図る要請がある。

【0006】

そこで本発明は、双方向に能動的にシャフトを移動させることが可能であって、さらに小型化を図ったアクチュエータを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明にかかるアクチュエータの代表的な構成は、筒状のハウジングと、ハウジングの開口に取り付けられたハウジングカバーと、シャフトを挿通する円筒状の１つのコイルと、シャフトを挿通して対向配置された２つの固定鉄心と、コイルの内側に対向配置された２つの可動鉄心と、コイルが励磁されたときに可動鉄心とシャフトとを係合するロック機構と、可動鉄心を初期位置に吸着する２つの永久磁石と、可動鉄心と永久磁石との間に配置された２つのストッパとを備え、ストッパとハウジングまたはハウジングカバーとの間には磁気ギャップが形成されていて、コイルが非励磁のときは永久磁石から可動鉄心と固定鉄心を通る第１の磁路が形成され、コイルに所定方向に電流が流れることによりコイルが励磁されると、該コイルから２つの可動鉄心と２つの固定鉄心を通る第２の磁路が形成され、第２の磁路が形成されると、第２の磁路と磁束の方向が同じ第１の磁路は、永久磁石から磁気ギャップを通り可動鉄心を通らない第３の磁路に切り替わり、第３の磁路に切り替わった側の可動鉄心がコイルに吸着されて移動することを特徴とする。

【0008】

上記構成によれば、初期位置にあるときは可動鉄心が永久磁石に吸着されているが、コイルにある方向の電流が流れると一方の永久磁石において磁路切替が行われて吸着力が失われ、一方の可動鉄心が移動する。コイルに逆方向の電流が流れると、他方の永久磁石において磁路切替が行われて、他方の可動鉄心が移動する。すなわち１つのコイルで、電流の向きを変えるだけで２つの可動鉄心を選択的に駆動させることができ、双方向にシャフトを移動させることが可能となる。コイルが１つしかないことから、従来よりも飛躍的に小型化を図ることができる。

【0009】

本発明にかかるアクチュエータの他の代表的な構成は、筒状のハウジングと、ハウジングの開口に取り付けられたハウジングカバーと、シャフトを挿通する円筒状の１つのコイルと、シャフトを挿通して対向配置された２つの固定鉄心と、コイルの内側に対向配置された２つの可動鉄心と、コイルが励磁されたときに可動鉄心とシャフトとを係合するロック機構と、可動鉄心を初期位置に吸着する２つの永久磁石と、可動鉄心とハウジングまたはハウジングカバーとが接触する箇所である保持部を備え、コイルが非励磁のときは永久磁石から固定鉄心、可動鉄心、保持部を通る第１の磁路が形成され、コイルに所定方向に電流が流れることによりコイルが励磁されると、該コイルから永久磁石、固定鉄心、２つの可動鉄心、保持部、永久磁石、固定鉄心と通る第２の磁路が形成され、第２の磁路が保持部を通らない側の可動鉄心がコイルに吸着されて移動することを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、初期位置にあるときは可動鉄心が永久磁石に吸着されているが、コイルにある方向の電流が流れると、コイルの磁束は一方の保持部は通るが他方の保持部は通らない。するとコイルの磁束が保持部を通る方の可動鉄心は初期位置に吸着保持され、通らない方はコイルの吸着力が永久磁石の吸着力に勝るために可動鉄心が移動する。すなわち１つのコイルで、電流の向きを変えるだけで２つの可動鉄心を選択的に駆動させることができ、双方向にシャフトを移動させることが可能となる。コイルが１つしかないことから、従来よりも飛躍的に小型化を図ることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、双方向に能動的にシャフトを移動させることが可能であって、さらに小型化を図ったアクチュエータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態にかかるアクチュエータの全体構成図である。

【図2】ロック機構について説明する図である。

【図3】コイルに正方向に電流が流れて励磁された状態を示す図である。

【図4】コイルに逆方向に電流が流れて励磁された状態を示す図である。

【図5】第２実施形態を説明する図である。

【図6】第２実施形態の動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

図１は本実施形態にかかるアクチュエータの全体構成図であって、電磁部が非励磁の状態を示している。本実施形態にかかるアクチュエータ１００には左右の区別はなく、以下に「左右」の言葉を用いて説明するときは単に図面上の左右である。アクチュエータ１００は左右でおおむね同じ構造をしているため、左右で呼び分ける必要がある場合には符号にａ，ｂの枝番を付し、呼び分ける必要がない場合には枝番を省略する。

【0015】

アクチュエータ１００は、筒状のハウジング１０２の両端にハウジングカバー１０８（１０８ａ，１０８ｂ）が取り付けられている。ハウジング１０２の中央には円筒状のコイル２００が１つ配置されていて、コイル２００の内側に２つの固定鉄心２０４（２０４ａ，２０４ｂ）が対向配置されていて、その内側に２つの可動鉄心２１０（２１０ａ，２１０ｂ）が対向配置されている。固定鉄心２０４および可動鉄心２１０は共に円筒状の磁性体であって、固定鉄心２０４および可動鉄心２１０の中にシャフト１０が挿通されている。

【0016】

２つの可動鉄心２１０の間には、可動鉄心２１０を初期位置（非励磁のときの位置）へと付勢するリターンスプリング２１２が配置されている。コイル２００が励磁されると可動鉄心２１０に磁束が通るため、可動鉄心２１０がリターンスプリング２１２の付勢力に抗して移動する。コイル２００が非励磁となると、可動鉄心２１０はリターンスプリング２１２に押されて初期位置へと戻り、ストッパ２１４に当接する。

【0017】

可動鉄心２１０とシャフト１０との間には、コイルが励磁されたときに可動鉄心とシャフトとを係合するロック機構３００（３００ａ，３００ｂ）が備えられている。左右のロック機構３００ａ，３００ｂは、向きが逆であるが同じ構造であるため、図示右側のロック機構３００ａを用いて説明する。

【0018】

図２はロック機構３００ａについて説明する図である。ロック機構３００ａは、シャフト１０の上を転動して楔となる２以上の転動体３０２（ローラ）と、転動体３０２の姿勢を保持する保持器３０４と、可動鉄心２１０に固定された係合部材３１０とを備える。

【0019】

係合部材３１０は可動鉄心２１０の内側にはめ込まれたリング状の部材であり、内面に転動体３０２を収容するくぼみが形成されている。くぼみは二つの内向する傾斜面を備えている。二つの内向する傾斜面のうち、可動鉄心２１０が励磁されて移動する側（移動先側）を先側傾斜面３１２、可動鉄心２１０の初期位置側（移動元側）を元側傾斜面３１４と称する。転動体３０２が先側傾斜面３１２または元側傾斜面３１４に当接してシャフト１０との間に挟まることにより、楔として機能して、可動鉄心２１０と共にシャフト１０が移動する。

【0020】

可動鉄心２１０内には、保持器３０４を介して転動体３０２を元側傾斜面３１４に付勢する内部弾性体２１６が備えられている。内部弾性体２１６は、例えばコイルスプリングで構成することができる。また可動鉄心２１０の外には、コイル２００が非励磁であって初期位置にあるときに転動体３０２を先側傾斜面３１２に付勢する外部弾性体２１８が備えられている。外部弾性体２１８は必要なストロークが短いため、例えば内部弾性体２１６よりも短い寸法に設定することができる。そして内部弾性体２１６の付勢力より外部弾性体２１８の付勢力の方が大きく設定されている。

【0021】

図２（ａ）に示すように、コイル２００が非励磁のときには、シャフト１０が他方の可動鉄心２１０ｂに向かって移動する方向に係合する（規制する）ワンウェイクラッチとして機能する。二つの可動鉄心２１０ａ，ｂを基準に考えると、シャフト１０が押されてくる方向には係合しないが、シャフトが引かれる方向には係合する。図中の白矢印はロック機構３００ａに対してシャフト１０が相対的に移動可能であることを示していて、白矢印にバツがついている方向は相対的に移動不可能であることを示している。

【0022】

すると図１に示すように、可動鉄心２１０ａ，ｂは対向して配置されていることから、ロック機構３００ａ、３００ｂは非励磁のときにはいずれも内側方向（相手方の可動鉄心に向かう方向）へのシャフト１０の移動を規制する。したがって電力や制御を必要とすることなく、何もしていないときはシャフト１０の移動がロックされる。特に外部弾性体２１８で転動体３０２を先側傾斜面３１２に付勢していることから、確実に係合を機能させることができる。

【0023】

図２（ｂ）に示すように、コイル２００が励磁されて可動鉄心２１０が若干移動すると、外部弾性体２１８のストロークが届かなくなるためその付勢力が弱まり、内部弾性体２１６の付勢力の方が大きくなる。すると内部弾性体２１６が保持器３０４を介して転動体３０２を元側傾斜面３１４に付勢する。したがってロック機構３００ａは、可動鉄心２１０が移動する方向にシャフト１０と係合するようになる。

【0024】

すなわち、当該アクチュエータ１００では、可動鉄心２１０の位置によって、ロック機構３００ａの係合方向を切り替えることが可能になっている。このときの切り替わる位置は、内部弾性体２１６と外部弾性体２１８の付勢力が拮抗する位置である。これによって、当該アクチュエータ１００は、より簡潔な構成でシャフト１０の移動規制を達成していて、全体構成の小型化と低廉化を図ることが可能になっている。

【0025】

そして図２（ｃ）に示すように、可動鉄心２１０がさらに移動すると、反対側のロック機構３００ｂは係合していないから、可動鉄心２１０ａが移動するにしたがってシャフト１０を送ることができる。

【0026】

その後、コイル２００を非励磁とすると、可動鉄心２１０ａはリターンスプリング２１２によって初期位置に向かって戻ろうとする。このときロック機構３００ａはシャフト１０と係合しない。また、他方側のロック機構３００ｂは図２（ａ）と同様の状態にあるから、可動鉄心２１０ａの戻り方向に対してはロックしている。これにより、シャフト１０を送った位置に残すことができる。したがって第１電磁部１０６ａのコイル２００の励磁と非励磁を繰り返すことにより、シャフト１０を図示左方向に徐々に送る、ステップ送りをすることが可能となる。

【0027】

次に、磁路切替について説明する。本発明においては、双方向に能動的にシャフト１０を移動させるために磁路切替を利用する。

【0028】

図１に示すように、アクチュエータ１００は、２つの可動鉄心２１０の外側それぞれに、可動鉄心２１０を初期位置に吸着する永久磁石２２０を配置している。また可動鉄心２１０と永久磁石２２０との間に、可動鉄心２１０が繰り返し衝突する２つのストッパ２１４が配置されている。永久磁石２２０の外側はハウジングカバー１０８に接触している。ストッパ２１４とハウジングカバー１０８との間には狭い磁気ギャップＧが形成されている。

【0029】

コイル２００が非励磁でかつ可動鉄心２１０とストッパ２１４が密着した状態では、永久磁石２２０からストッパ２１４、可動鉄心２１０、固定鉄心２０４およびハウジングカバー１０８を通る第１の磁路Ｒ１が形成される。

【0030】

図３はコイルに正方向（所定方向）に電流が流れて励磁された状態を示す図である。図３（ａ）に示すようにコイル２００から磁束が発生すると、コイル２００、ハウジング１０２、ハウジングカバー１０８ｂ、固定鉄心２０４ｂ、可動鉄心２１０ｂ，可動鉄心２１０ａ、固定鉄心２０４ａ、ハウジングカバー１０８ａ、ハウジング１０２を通る第２の磁路Ｒ２が形成される。すると第２の磁路Ｒ２の経路は磁気飽和する。特に第１の磁路Ｒ１と第２の磁路Ｒ２の共通する経路（破線の楕円で囲った位置）が磁気飽和することにより、永久磁石２２０から出た磁束はこの経路を通りにくくなる。このため永久磁石２２０から出た磁束の経路は、永久磁石２２０からストッパ２１４、磁気ギャップＧ、およびハウジングカバー１０８を通る第３の磁路Ｒ３に切り替わる。第３の磁路Ｒ３は可動鉄心２１０を通らないため、コイル２００による可動鉄心２１０の吸着力に影響を与えない。

【0031】

図３（ｂ）に示すように、第３の磁路Ｒ３に切り替わった側の可動鉄心２１０ａは、永久磁石２２０による吸着力が失われるので、第２の磁路Ｒ２の磁束によって、リターンスプリング２１２の付勢力に抗して、可動鉄心２１０ｂに向かって移動する。すると上記説明したロック機構３００の作用により、シャフト１０が図示左方向に１ステップ分送られる。

【0032】

コイル２００が非励磁になると、可動鉄心２１０ａはリターンスプリング２１２によって押し戻される。シャフト１０は左側のロック機構３００ｂでロックされているため、１ステップ送られた位置に保持される。第２の磁路Ｒ２の磁束が消失することから、永久磁石２２０の磁束は第３の磁路Ｒ３から第１の磁路Ｒ１に戻るため、可動鉄心２１０ａは初期位置に吸着される。したがって、コイル２００に正方向の電流を繰り返しＯＮ／ＯＦＦすることにより、シャフト１０を左方向に任意の距離をステップ送りすることができる。

【0033】

図４はコイルに逆方向に電流が流れて励磁された状態を示す図である。図３を用いた説明と向きが逆になる。

【0034】

図４（ａ）に示すようにコイル２００から磁束が発生すると、コイル２００、固定鉄心２０４ａ、可動鉄心２１０ａ，可動鉄心２１０ｂ、固定鉄心２０４ｂを通る第２の磁路Ｒ２が形成される。すると第２の磁路Ｒ２の経路は磁気飽和する。特に第１の磁路Ｒ１と第２の磁路Ｒ２の共通する経路（破線の楕円で囲った位置）が磁気飽和することにより、永久磁石２２０から出た磁束はこの経路を通りにくくなる。このため永久磁石２２０から出た磁束の経路は、永久磁石２２０からストッパ２１４、磁気ギャップＧ、およびハウジングカバー１０８を通る第３の磁路Ｒ３に切り替わる。第３の磁路Ｒ３は可動鉄心２１０を通らないため、コイル２００による可動鉄心２１０の吸着力に影響を与えない。

【0035】

図４（ｂ）に示すように、第３の磁路Ｒ３に切り替わった側の可動鉄心２１０ｂは、永久磁石２２０による吸着力が失われるので、第２の磁路Ｒ２の磁束によって、リターンスプリング２１２の付勢力に抗して、可動鉄心２１０ａに向かって移動する。すると上記説明したロック機構３００の作用により、シャフト１０が図示右方向に１ステップ分送られる。

【0036】

コイル２００が非励磁になると、可動鉄心２１０ｂはリターンスプリング２１２によって押し戻される。シャフト１０は右側のロック機構３００ａでロックされているため、１ステップ送られた位置に保持される。第２の磁路Ｒ２の磁束が消失することから、永久磁石２２０の磁束は第３の磁路Ｒ３から第１の磁路Ｒ１に戻るため、可動鉄心２１０ｂは初期位置に吸着される。したがって、コイル２００に逆方向の電流を繰り返しＯＮ／ＯＦＦすることにより、シャフト１０を右方向に任意の距離をステップ送りすることができる。

【0037】

上記説明したように、２つの可動鉄心２１０は初期位置にあるときは永久磁石２２０に吸着されているが、コイル２００に正方向の電流が流れると一方の永久磁石２２０において磁路切替が行われて吸着力が失われ、一方の可動鉄心２１０が移動する。コイル２００に逆方向の電流が流れると、他方の永久磁石２２０において磁路切替が行われて、他方の可動鉄心２１０が移動する。すなわち１つのコイル２００で、電流の向きを変えるだけで２つの可動鉄心２１０ａ，２１０ｂを選択的に駆動させることができ、双方向にシャフト１０を能動的に移動させることが可能となる。コイル２００が１つしかないことから、従来よりも飛躍的に小型化を図ることができる。

【0038】

図５は第２実施形態を説明する図であって、非通電状態を示している。図６は第２実施形態の動作を説明する図であって、図６（ａ）は正方向に通電した状態、図６（ｂ）は逆方向に通電した状態を示している。上記実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

【0039】

図５に示すアクチュエータ１１０は、図１に示したアクチュエータ１００と比較すると、ストッパ２１４を備えていないことと、可動鉄心２１０（２１０ａ，２１０ｂ）の外側の端部がハウジング１０２またはハウジングカバー１０８に当接するようになっている点において異なっている。第２実施形態のアクチュエータ１１０のハウジングは有底円筒であり、図示右側のみが開口となっていて、その開口にハウジングカバー１０８ａが取り付けられている（図示左側にはハウジングカバーがない）。また、アクチュエータ１１０では円環状の永久磁石２２０の中を可動鉄心２１０が通るようになっていて、可動鉄心２１０が初期位置にあるときその外側端部がハウジング１０２またはハウジングカバー１０８に当接する。可動鉄心２１０とハウジング１０２またはハウジングカバー１０８とが接触する箇所を保持部１０４（１０４ａ，１０４ｂ）と称し、２つの可動鉄心２１０ａ、２１０ｂの間を吸引部１０６と称する。固定鉄心２０４とハウジング１０２またはハウジングカバー１０８の間には狭い磁気ギャップＧが形成されている。

【0040】

図５に示すように、コイル２００が非励磁のときは、左右いずれも、永久磁石２２０から固定鉄心２０４、可動鉄心２１０、保持部１０４を通る第１の磁路Ｒ１が形成される。第１の磁路Ｒ１が保持部１０４を通ることから、可動鉄心２１０はハウジング１０２またはハウジングカバー１０８に吸着されている。

【0041】

図６（ａ）に示すように、コイル２００に正方向（所定方向）に電流を流すことによりコイル２００を励磁する。すると第２の磁路Ｒ２が形成されるのであるが、第２の磁路Ｒ２は永久磁石２２０の磁極方向に導かれて永久磁石２２０を通る。このため、コイル２００から永久磁石２２０ａ、固定鉄心２０４ａ、可動鉄心２１０ａ、吸引部１０６、可動鉄心２１０ｂ、保持部１０４ｂ、永久磁石２２０ｂ、固定鉄心２０４ｂと通る第２の磁路Ｒ２が形成される。

【0042】

第２の磁路Ｒ２は、図示右側ではハウジング１０２、ハウジングカバー１０８ａから永久磁石２２０ａを通って固定鉄心２０４ａに流れるため、保持部１０４ａを通らない。図示左側では可動鉄心２１０ｂから保持部１０４ｂを通してハウジング１０２に流れる。左側で可動鉄心２１０ｂから固定鉄心２０４ｂ、永久磁石２２０ｂと通らないのは、永久磁石２２０ｂの磁極方向が逆であるため抵抗になるからである。

【0043】

一方、図示左側では可動鉄心２１０ｂから保持部１０４ｂを通ってハウジング１０２に出る。このため、保持部１０４ａの吸着力よりも保持部１０４ｂの吸着力の方が大幅に大きくなる。

【0044】

そこで、吸引部１０６におけるコイル２００による吸着力が、保持部１０４ａにおける永久磁石２２０ａによる吸着力より大きくなるようにコイル２００の電流を調整することにより、図６（ａ）に示すように可動鉄心２１０ａを移動させることが可能になる。すなわち、第２の磁路Ｒ２が保持部１０４を通らない側（第２の磁路Ｒ２の上流側）の可動鉄心２１０がコイル２００に吸着されて移動する。

【0045】

図６（ｂ）に示すように、コイル２００に逆方向に電流を流すことによりコイル２００を励磁する。すると第２の磁路Ｒ２が形成されるのであるが、第２の磁路Ｒ２は永久磁石２２０の磁極方向に導かれて永久磁石２２０を通る。このため、コイル２００からハウジング１０２、永久磁石２２０ｂ、固定鉄心２０４ｂ、可動鉄心２１０ｂ、吸引部１０６、可動鉄心２１０ａ、保持部１０４ａ、ハウジングカバー１０８ａ、永久磁石２２０ａ、固定鉄心２０４ａと通る第２の磁路Ｒ２が形成される。

【0046】

第２の磁路Ｒ２は、図示左側ではハウジング１０２から永久磁石２２０ｂを通って可動鉄心２１０ｂに流れるため、保持部１０４ｂを通らない。図示右側では可動鉄心２１０ａから保持部１０４ａを通してハウジング１０２に流れる。右側で可動鉄心２１０ａから固定鉄心２０４ａ、永久磁石２２０ａと通らないのは、永久磁石２２０ａの磁極方向が逆であるため抵抗になるからである。

【0047】

一方、図示右側では可動鉄心２１０ａから保持部１０４ａを通ってハウジングカバー１０８ａに出る。このため、保持部１０４ｂの吸着力よりも保持部１０４ａの吸着力の方が大幅に大きくなる。

【0048】

そこで、吸引部１０６におけるコイル２００による吸着力が、保持部１０４ｂにおける永久磁石２２０ｂによる吸着力より大きくなるようにコイル２００の電流を調整することにより、図６（ｂ）に示すように可動鉄心２１０ｂを移動させることが可能になる。すなわち、第２の磁路Ｒ２が保持部１０４を通らない側の可動鉄心２１０がコイル２００に吸着されて移動する。

【0049】

上記説明したように、第２実施形態の構成によれば、初期位置にあるときは可動鉄心２１０が永久磁石２２０に吸着されているが、コイル２００にある方向の電流が流れると、コイル２００の磁束は一方の保持部１０４は通るが他方の保持部１０４は通らない。するとコイル２００の磁束が保持部１０４を通る方の可動鉄心２１０は初期位置に吸着保持され、通らない方はコイル２００の吸着力が永久磁石２２０の吸着力に勝るために可動鉄心２１０が移動する。すなわち１つのコイル２００で、電流の向きを変えるだけで２つの可動鉄心２１０を選択的に駆動させることができ、双方向にシャフト１０を移動させることが可能となる。コイル２００が１つしかないことから、従来よりも飛躍的に小型化を図ることができる。

【0050】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、双方向に能動的にシャフトを移動させることが可能なアクチュエータとして利用することができる。

【符号の説明】

【0052】

Ｒ１…第１の磁路、Ｒ２…第２の磁路、Ｒ３…第３の磁路、１０…シャフト、１００…アクチュエータ、１０２…ハウジング、１０４…保持部、１０６…吸引部、１０８…ハウジングカバー、１１０…アクチュエータ、２００…コイル、２０４…固定鉄心、２１０…可動鉄心、２１２…リターンスプリング、２１４…ストッパ、２１６…内部弾性体、２１８…外部弾性体、２２０…永久磁石、２３０…カバー、３００…ロック機構、３０２…転動体、３０４…保持器、３１０…係合部材、３１２…先側傾斜面、３１４…元側傾斜面、Ｇ…磁気ギャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】