(57)【要約】【課題】全体を大型で重量化することなく、作動角範囲のうち、後半過程での磁気飽和を抑制して、回転トルクの低下やトルクむらのない略均一なトルク特性を確保できるロータリーアクチュエータを提供する。【解決手段】プレート磁石８が初期位置Ｈから停止位置Ｌに到り、磁気飽和が生じ易い後半の回動過程で、補助磁石１１からの磁束がコイル体３からの磁束および磁極面８ａ〜８ｄからの磁束に作用して減磁させる。プレート磁石８の回動の後半過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなる。このため、所定の作動角範囲αで回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性が得られる。補助磁石１１は、隣接するセグメントコア部９間に設ける小型のもので済み、全体が簡素で軽量な構成となる。【選択図】図１
2010148298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートの中央部に立設された中空の支軸の外周囲に、同一の基円に沿って等角度間隔で配置された複数のコイル体と、
前記コイル体の前記プレートとは反対側の各端部に、前記基円と同心的で周方向に配列された円弧状のセグメントコア部と、
前記セグメントコア部に対応する個数で周方向に配列され、着磁方向が前記セグメントコア部に垂直となる磁極面を有し、前記セグメントコア部に対して微小空隙を介して平行対面し、隣接する前記磁極面の着磁方向が互いに反対となるプレート磁石と、
互いに周方向に隣接する前記セグメントコア部の間に設けられ、着磁方向が周方向に指向し、前記セグメントコア部を両側で挟む位置での着磁方向が互いに反対となる補助磁石とを備え、
前記プレート磁石の中央部に取り付けた駆動軸を前記支軸に挿通させることにより、前記プレート磁石を前記セグメントコア部に対して回転可能に支持し、
前記コイル体への通電に伴って、前記コイル体から前記セグメントコア部を介して発生する磁束による電磁力と前記磁極面の磁束による磁気力との相互作用により、前記プレート磁石を前記セグメントコア部に対して初期位置から停止位置に所定の円周角だけ回動させるようになっており、
前記プレート磁石が前記初期位置から前記停止位置に到る回動の後半過程で、前記補助磁石からの磁束により、前記コイル体からの磁束および前記磁極面からの磁束を減磁させるように構成したことを特徴とするロータリーアクチュエータ。
【請求項２】
中央部に形成されて周方向で複数に区画されたステータ部と前記ステータ部から外方に延出された複数のセグメントコア部とを有するヨークと、
前記セグメントコア部のうち対向するセグメントコア部の間に設けられたコイル体と、  前記ステータ部の中央を同心的に挿通して前記ヨークに対して垂直に立設された回転軸と、
前記セグメントコア部に対応する個数で周方向に配列され、着磁方向が前記ステータ部に垂直となる磁極面を有し、前記ステータ部の外表面部に微小空隙を介して対面し、隣接する前記磁極面の着磁方向が互いに反対となって前記回転軸と一体的に回転するように設けられたプレート磁石と、
周方向に区画された前記ステータ部の間に設けられ、着磁方向が周方向に指向し、前記ステータ部を両側で挟む位置での着磁方向が互いに反対となる補助磁石とを備え、
前記コイル体への通電に伴って、前記コイル体から前記セグメントコア部を介して発生する磁束による電磁力と前記磁極面の磁束による磁気力との相互作用により、前記プレート磁石を前記ステータ部に対して初期位置から停止位置に所定の円周角だけ回動させるようになっており、
前記プレート磁石が前記初期位置から前記停止位置に到る回動の後半過程で、前記補助磁石からの磁束により、前記コイル体からの磁束および前記磁極面からの磁束を減磁させるように構成したことを特徴とするロータリーアクチュエータ。
【請求項３】
中央部に形成されて周方向で複数に区画された環状のステータ部と前記ステータ部から外方に複数延出されたセグメントコア部とを有するヨークと、
前記セグメントコア部のうち対向するセグメントコア部の間に設けられたコイル体と、  前記ステータ部の中央を同心的に挿通して前記ヨークに対して垂直に立設された回転軸と、
前記セグメントコア部に対応する個数で周方向に配列され、着磁方向が径方向に指向する磁極辺部を有し、外周側面が前記ステータ部の内周側面と環状空隙を介して対面し、隣接する前記磁極辺部の着磁方向が互いに内外に反対となって前記回転軸と一体的に回転するように設けられた環状磁石と、
周方向に区画された前記ステータ部の間に設けられ、着磁方向が周方向に指向し、前記ステータ部を両側で挟む位置での着磁方向が互いに反対となる補助磁石とを備え、
前記コイル体への通電に伴って、前記コイル体から前記セグメントコア部を介して発生する磁束による電磁力と前記磁極辺部の磁束による磁気力との相互作用により、前記環状磁石を前記ステータ部に対して初期位置から停止位置に所定の円周角だけ回動させるようになっており、
前記環状磁石が前記初期位置から前記停止位置に到る回動の後半過程で、前記補助磁石からの磁束により、前記コイル体からの磁束および前記磁極面からの磁束を減磁させるように構成したことを特徴とするロータリーアクチュエータ。
【請求項４】
前記ステータ部は、隣接する前記磁極面の間の磁極切替り部に対応する部分で、磁束に対する磁気抵抗を大きくする狭隘部を形成していることを特徴とする請求項２に記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項５】
前記ステータ部は、隣接する前記磁極辺部の間の磁極切替り部に対応する部分で、磁束に対する磁気抵抗を大きくする狭隘部を形成していることを特徴とする請求項３に記載のロータリーアクチュエータ。
【請求項６】
前記セグメントコア部は、前記ステータ部の周りで対称となる状態に２個だけ延出されて前記コイル体を巻装していることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のロータリーアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電装部品などの駆動用に装備されるロータリーアクチュエータに係り、コイル体の電磁力と磁石の磁気力との相互作用により回動作動させるロータリーアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリーアクチュエータとしての回転機構は、各種のバルブ開閉機構をはじめ、ディスチャージ形前照灯のロー・ハイを配光制御するシェード、照射方向を上下調節するレベライザー、照射方向を左右に調整するＡＦＳ、および自動変速機を搭載した車両（ＡＴ車）のシフトレバーロック装置等に適用されている。
【０００３】
回転機構の一例として、内燃機関のスロットル装置に適用されるトルクモータがあり、アーム部とティース部を有する一対のステータコアを備えている。ステータコアは、略Ｌ字状を成して対向状態に配置され、ティース部間にロータを設け、アーム部間にコイル部を配置している（例えば、特許文献１参照）。
ロータは、所定の方向に着磁された一対の永久磁石を有している。コイル部への通電時、コイル部からの電磁力と永久磁石からの磁気力との相互作用が生じる。これにより、ロータとステータコアとの間で磁気回路を形成し、ロータが回転トルクを受けて所定方向に回転作動させるようになっている。
すなわち、コイル部への通電方向によって、ロータを正逆方向に所定の作動角範囲で往復回転させ、内燃機関の吸気流量を調節するスロットル弁を開閉させている。
【０００４】
同様なトルクモータとして、永久磁石のロータの周りにリング状のステータを配置したものがある（例えば、特許文献２参照）。ステータは、上下に分割可能なステータ片を有しており、ステータ片を組み合わせる際、ステータ片間にコイル部を収容している。コイル部が交流電源により磁励されると、ステータ片に回転磁界が生じてロータを回転作動させるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−１３９０６７号公報
【特許文献２】特開２００６−０７４８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のトルクモータでは、コイル部の鉄心をロータの軸方向に平行配置することにより、鉄心のロータに対する長さが小さくなり、アーム部の短縮化が図られて体格の小型化を達成している。
ロータの回転に伴い、ステータコアに対するコイル部からの磁束および永久磁石からの磁束が増加するため、特にロータの作動角範囲のうち後半過程になると、ステータコアの磁気飽和が促進されて、ロータへの回転トルクが急激に減少する不具合が生じる。
磁気飽和の緩和のためには、ステータコアなどを延長して磁気回路の拡大化を図ることが考えられるが、全体が大型化して重量が大きくなる不都合がある。
【０００６】
特許文献２のトルクモータでは、コイル部からロータまでの磁路を短縮化して、全体の小型・軽量化を目指しているが、特許文献１と同様に、ロータの作動角範囲のうち後半過程になると、ステータコアの磁気飽和が進み、ロータへの回転トルクが急減するものである。
【０００７】
本願発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、全体を大型で重量化することなく、作動角範囲のうち後半過程での磁気飽和を抑制して、回転トルクの低下やトルクむらのない略均一なトルク特性を確保できるロータリーアクチュエータを提供することにある。
本発明では、所定の作動角範囲内で略均一なトルク特性を実現する一方向回転型（オン・オフ動作型）、および所定の作動角範囲内で通電する電流値と回転トルクとが比例関係にある一方向回転型（リニア動作型）を含む構成としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１について）
複数のコイル体は、プレートの中央部に立設された中空の支軸の外周囲に、同一の基円に沿って等角度間隔で配置されている。円弧状のセグメントコア部は、コイル体のプレートとは反対側の各端部に、基円と同心的で周方向に配列されている。
プレート磁石は、セグメントコア部に対応する個数で周方向に配列され、着磁方向がセグメントコア部に垂直となる磁極面を有する。プレート磁石は、セグメントコア部に対して微小空隙を介して平行対面する。隣接する磁極面の着磁方向は互いに反対になっている。
補助磁石は、互いに周方向に隣接するセグメントコア部の間に設けられ、着磁方向が周方向に指向している。セグメントコア部を両側で挟む位置での補助磁石の着磁方向が互いに反対となっている。駆動軸は、プレート磁石の中央部に取り付けられており、支軸に挿通させることによりプレート磁石をセグメントコア部に対して回転可能に支持している。  コイル体への通電に伴って、コイル体からセグメントコア部を介して発生する磁束による電磁力と磁極面の磁束による磁気力との相互作用により、プレート磁石をセグメントコア部に対して初期位置から停止位置に所定の円周角だけ回動させる。
プレート磁石が初期位置から停止位置に到る回動の後半過程で、補助磁石からの磁束により、コイル体からの磁束および磁極面からの磁束を減磁させるように構成している。
【０００９】
プレート磁石が初期位置から停止位置に到る回動の後半過程で、補助磁石からの磁束がコイル体からの磁束および磁極面からの磁束に作用して減磁させてしまう。
これにより、プレート磁石の回動の後半過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなり、所定の作動角範囲で回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性を確保することができる。
しかも、補助磁石は、隣接するセグメントコア部の間に設けられる小型のもので済むので、全体が大型化せず簡素で軽量な構成となってコスト的にも有利である。
【００１０】
（請求項２について）
ヨークは、中央部に形成されて周方向で複数に区画されたステータ部とステータ部から外方に延出された複数のセグメントコア部とを有する。コイル体は、セグメントコア部のうち対向するセグメントコア部の間に設けられている。回転軸は、ステータ部の中央を同心的に挿通してヨークに対して垂直に立設されている。
プレート磁石は、セグメントコア部に対応する個数で周方向に配列され、着磁方向がステータ部に垂直となる磁極面を有する。プレート磁石は、ステータ部の外表面部に微小空隙を介して対面し、隣接する磁極面の着磁方向が互いに反対となって回転軸と一体的に回転する。補助磁石は、周方向に区画されたステータ部の間に設けられ、着磁方向が周方向に指向し、ステータ部を両側で挟む位置での着磁方向が互いに反対となっている。
コイル体への通電に伴って、コイル体からセグメントコア部を介して発生する磁束による電磁力と磁極面の磁束による磁気力との相互作用が生じる。これにより、プレート磁石をステータ部に対して初期位置から停止位置に所定の円周角だけ回動させる。
プレート磁石が初期位置から停止位置に到る回動の後半過程で、補助磁石からの磁束により、コイル体からの磁束および磁極面からの磁束を減磁させるように構成している。
【００１１】
請求項１と同様に、プレート磁石が初期位置から停止位置に到る回動の後半過程で、補助磁石からの磁束がコイル体からの磁束および磁極面からの磁束に作用して減磁する。これにより、プレート磁石の回動の後半過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなり、所定の作動角範囲で回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性を確保することができる。補助磁石は、隣接するステータ部の間に設けられる小型のもので済むので、全体が大型化せず簡素で軽量な構成となってコスト的にも有利である。
【００１２】
（請求項３について）
ヨークは、中央部に形成されて周方向で複数に区画された環状のステータ部とステータ部から外方に複数延出されたセグメントコア部とを有する。コイル体は、セグメントコア部のうち対向するセグメントコア部の間に設けられている。回転軸は、ステータ部の中央を同心的に挿通してヨークに対して垂直に立設されている。環状磁石は、セグメントコア部に対応する個数で周方向に配列され、着磁方向が径方向に指向する磁極辺部を有する。  セグメントコア部の外周側面は、ステータ部の内周側面と環状空隙を介して対面し、隣接する磁極辺部の着磁方向が互いに内外に反対となって回転軸と一体的に回転する。
補助磁石は、周方向に区画されたステータ部の間に設けられ、着磁方向が周方向に指向している。補助磁石のステータ部を両側で挟む位置での着磁方向は互いに反対となっている。
コイル体への通電に伴って、コイル体からセグメントコア部を介して発生する磁束による電磁力と磁極辺部の磁束による磁気力との相互作用が生じる。これにより、環状磁石をステータ部に対して初期位置から停止位置に所定の円周角だけ回動させる。
環状磁石が初期位置から停止位置に到る回動の後半過程で、補助磁石からの磁束により、コイル体からの磁束および磁極面からの磁束を減磁させるように構成している。
【００１３】
環状磁石が初期位置から停止位置に到る回動の後半過程で、補助磁石からの磁束がコイル体からの磁束および磁極辺部からの磁束に作用して減磁させてしまう。プレート磁石の回動の後半過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなるので、所定の作動角範囲で回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性を確保することができる。補助磁石は、隣接するステータ部の間に設けられる小型のもので済むので、全体が大型化せず簡素で軽量な構成となってコスト的にも有利である。
【００１４】
（請求項４、５について）
ステータ部は、隣接する磁極面の間の磁極切替り部に対応する部分で、磁束に対する磁気抵抗を大きくする狭隘部を形成している。この場合、狭隘部を形成するといった簡単な構成で、大きな磁気抵抗を有する部分として利用することができる。
【００１５】
（請求項６について）
セグメントコア部は、ステータ部の周りで対称となる状態に２個だけ延出されてコイル体を巻装している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のロータリーアクチュエータでは、プレート磁石が初期位置から停止位置に到り、磁気飽和が生じ易い後半の回動過程で、補助磁石からの磁束がコイル体からの磁束および磁極面からの磁束に作用して減磁する。これにより、プレート磁石の回動の後半過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなる。この結果、所定の作動角範囲で回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性を確保することができる。補助磁石は、隣接するセグメントコア部の間に設けられる小型のもので済むので、全体が大型化せず簡素で軽量な構成となってコスト的にも有利となる。
【実施例１】
【００１７】
図１ないし図３は本発明の実施例１を示す。図１におけるロータリーアクチュエータ１は、各種のバルブの開閉を行うアクチュエータをはじめ、ディスチャージ形前照灯のロー・ハイを配光制御するシェード、照射方向を上下調節するレベライザー、照射方向を左右に調整するＡＦＳ、および自動変速機を搭載した車両（ＡＴ車）のシフトレバーロック装置に使用される。
【００１８】
ロータリーアクチュエータ１におけるプレート２は、鉄などの磁性体により形成されたもので、例えば、四半円弧状を成す隅角部２ａ（三箇所のみ図示）を有する方形になっている。
円柱状のコイル体３は複数、例えば四個用意され、所定の基円４に沿ってプレート２の隅角部２ａに同一の高さ寸法で縦型に配置されている。コイル体３はステータコアとしての鉄心１０に巻回された状態で、ボビン３ａに装着されている。鉄心１０はプレート２に垂直となっているため、通電時のコイル体３に生じる磁極（Ｎ、Ｓ）は、図１（ａ）に矢印Ｖ１で示すように、プレート２に対して垂直方向に指向する。
コイル体３は円柱状に限らず、五角、六角あるいは八角といった多角柱状でもよいし、プレート２の形状は、方形や多角形に限らず、例えば円形でもよい。
【００１９】
円弧辺状のセグメントコア部９は、コイル体３の個数に対応して設けられ、鉄などの磁性材料により所定の厚みｔで、例えば９０度の円周角θを有するように形成されている。  セグメントコア部９は、各コイル体３のプレート２とは反対側の端部に基円４と略同心的な副円４ａに沿って配列されている。周方向に隣接するセグメントコア部９同士は、互いに僅かなクリアランスを左右の周方向に余して面一状態に位置している。
【００２０】
セグメントコア部９は中央穴部９ａを有しており、鉄心１０を中央穴部９ａに差し込むことによりコイル体３に固定され、中央穴部９ａを境にして左右両側に湾曲腕部９Ａ、９Ｂを延出している。
【００２１】
周方向に隣接するセグメントコア部９の間のクリアランスには、例えば、ネオジウム磁石として矩形チップ状の補助磁石１１が周方向に配列されている。
補助磁石１１は、セグメントコア部９に沿う周方向に着磁されており、補助磁石１１のうちセグメントコア部９を両側に挟む位置の補助磁石１１同士は、図１（ａ）に矢印ｈ１、ｈ２で示すように、互いに反対の着磁方向となるように設定されている。
【００２２】
プレート２の中央部には、コイル体３に囲まれた中空の支軸５が立設されて、駆動軸６を回転可能に挿通する。駆動軸６の一端部６ａは、バックプレート７の中央部に嵌込まれ、他端部６ｂは、支軸５を通過してプレート２を貫通状態に突き出て、内燃機関用スロットルバルブなどの被駆動部（図示せず）に連結されるようになっている。
【００２３】
バックプレート７は後述するプレート磁石８とともに、例えばリターンスプリング（図示せず）により、初期位置Ｈから停止位置Ｌに回動する時、初期位置Ｈ方向への復帰回動力を受けるように付勢されている。
【００２４】
バックプレート７の裏面側には、リング状のプレート磁石８が同心的に取付けられている。プレート磁石８は、例えばネオジウム磁石であり、略９０度の角度間隔で４極に着磁されて、セグメントコア部９に対応する円弧状の磁極面８ａ〜８ｄから成り、磁極面８ａ〜８ｄの境界を磁極切替り部Ｍとしている。
磁極面８ａ〜８ｄは、セグメントコア部９に垂直となる厚みＥに沿う向きに着磁されており、磁極面８ａ〜８ｄのうち隣接するものの着磁方向は、図１（ａ）に矢印ｓ１、ｓ２で示すように、互いに反対となるように設定されている。プレート磁石８は、セグメントコア部９の外表面に微小空隙Ｇを介して平行に対面するように配置される｛図１（ｂ）参照｝。
なお、プレート磁石８はリング状のものだけでなく、例えば複数の扇型磁石を組み合わせるといったように、分割した磁石辺から構成してもよい。
【００２５】
上記構成では、バックプレート７にプレート磁石８を取り付けて、セグメントコア部９に微小空隙Ｇを介して対面させているため、コイル体３の通電に伴い、コイル体３からセグメントコア部９に発生させた磁束による電磁力と磁極面８ａ〜８ｄの磁束による磁気力との相互作用が生じる。
これにより、プレート磁石８が、図１（ｂ）に示すように、リターンスプリングの付勢力に抗して初期位置Ｈから停止位置Ｌに所定の作動角範囲α（例えば、０°〜９０°）だけ矢印Ｗ方向に回動して被駆動部に伝達する。
なお、初期位置Ｈおよび停止位置Ｌでは、プレート磁石８あるいはバックプレート７を当接させて位置保持するストッパー（図示せず）を設けてもよい。
【００２６】
図２は磁束分布図であり、プレート磁石８が初期位置Ｈから停止位置Ｌに回動する際、バックプレート７、プレート磁石８、補助磁石１１、セグメントコア部９、鉄心１０およびプレート２に流れる磁路系統を模式的に示している。
プレート磁石８の作動角範囲が０°〜４５°の前半回動過程では、プレート磁石８の磁極面８ａ、８ｄの磁束φ１は、図２（ａ）に示すように、時計回りの磁気回路Ｍ１を形成する。補助磁石１１の磁束φ２は、時計回りの磁気回路Ｍ２を形成し、通電時のコイル体３による磁束φ３は反時計回りの磁気回路Ｍ３を形成する。
【００２７】
磁気回路Ｍ１〜Ｍ３のうち、鉄心１０、コイル体３およびプレート２の磁路を含む下部磁気回路Ａｐにおいて、磁束の向きΦｐを時計回りの方向として矢印（→）で示し、磁束の向きΦｑを反時計回りの方向として矢印（←）で示す。
下部磁気回路Ａｐにおいて、磁気回路Ｍ１、Ｍ２の磁束φ１、φ２は、磁気回路Ｍ３の磁束φ３の影響を受けて減磁されるため、セグメントコア部９やプレート２への磁気飽和が緩和される。この場合の減磁は、コイル体３からの磁束φ３によるため、補助磁石１１を設けたことによる磁気飽和の緩和化には無関係となる。
【００２８】
プレート磁石８の作動角範囲が４５°〜９０°の後半回動過程では、プレート磁石８の磁極面８ａ、８ｄによる磁束φ１は磁気回路Ｍ１を反時計回りに流れ、コイル体３による磁束φ３も、図２（ｂ）に示すように、磁気回路Ｍ３を反時計回りに流れる。
補助磁石１１の磁束φ２は、時計回りの磁気回路Ｍ２に流れるため、下部磁気回路Ａｐにおける磁気回路Ｍ１、Ｍ３の各磁束φ１、φ３は、補助磁石１１に起因する磁気回路Ｍ２の磁束φ２に影響されて減磁される。
コイル体３の無通電時には、プレート磁石８からの磁束は、セグメントコア部９に対して垂直方向に生じるので、プレート磁石８に働く意図しない回転トルクはほとんど発生しない。
【００２９】
下部磁気回路Ａｐにおいては、プレート磁石８が初期位置Ｈから停止位置Ｌに到る回動の後半過程で、補助磁石１１からの磁束φ２をコイル体３からの磁束φ３および磁極面８ａ、８ｄ（８ｂ、８ｃ）からの磁束φ１に作用して減磁する。
これにより、プレート磁石８の後半回動過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなり、所定の作動角範囲αで回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性を確保することができる。
しかも、補助磁石１１は、隣接するセグメントコア部９の間に設けられる小型のもので済むので、全体が大型化せず簡素で軽量な構成となってコスト的にも有利である。
【００３０】
ちなみに、図３（ａ）は、下部磁気回路Ａｐにおいて、プレート磁石８の回動角と磁気回路Ｍ１〜Ｍ３による磁束量Φとの関係を示すグラフである。図３（ａ）において、補助磁石１１の磁束量Φは横軸に平行で負領域に属する平行直線ｙ１となり、プレート磁石８（磁極面８ａ〜８ｄ）の磁束量Φは４５°の回動角で横軸を横切る右上がりの傾斜線ｙ２となる。
【００３１】
コイル体３からの磁束量Φは横軸に平行で正領域に属する平行直線ｙ３となる。このため、磁気回路Ｍ１〜Ｍ３による磁束量Φは、プレート磁石８が回動するにつれて平行直線ｙ１、ｙ３と傾斜線ｙ２とを合計した右上がりの傾斜線ｙ４（＝ｙ１＋ｙ２＋ｙ３）により変化することが分かる。
【００３２】
傾斜線ｙ４を磁束変化特性とすると、補助磁石１１を持たない従来の磁束変化特性Ｙは、図３（ａ）では傾斜線ｙ４を磁束量差Δｙだけ正方向に平行移動した位置となる。すなわち、磁気回路Ｍ１〜Ｍ３により磁気飽和を生じるには、磁束量差Δｙ（Ｙ−ｙ４）に相当するだけの余裕があることを意味する。
このため、コイル体３への通電時、プレート磁石８に生じる回転トルクは、図３（ｂ）に示すように、後半回動過程（４５°〜９０°）で低下を生じず、略一定値で推移することが分かる。
【実施例２】
【００３３】
図４は本発明の実施例２を示す。実施例２が実施例１と異なるところは、ロータリーアクチュエータ１の全体を偏平状に形成したことである。実施例２においては、実施例１と共通する部分には同一符号を付して異なる部分のみ説明する。符号の共通化は、後述する実施例３、４においても同様とする。
【００３４】
ロータリーアクチュエータ１のヨーク１２は、例えば、鋼材などの金属薄板１２ａを複数積み合わせて成る積層磁性板体を構成している。ヨーク１２の中央部には、環状を成すステータ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが９０°角度間隔で区画形成されている。ステータ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの隣接区画部は、プレート磁石８における磁極面８ａ〜８ｄの磁極切替り部Ｍに対応している。ステータ部１３ａ〜１３ｄは、外方に複数のセグメントコア部１４ａ〜１４ｄを延出形成している。
【００３５】
セグメントコア部１４ａ（１４ｂ）とセグメントコア部１４ｃ（１４ｄ）とは、ステータ部１３ａ〜１３ｄを中央にして左右対称を成している。セグメントコア部１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）は、ともに左右両側で対称なコ字状となっており、中間部に収容空間（符号無し）を挟む対を前後に成すように並置されている。
【００３６】
ステータ部１３ａ〜１３ｄの隣接区画部には、磁束に対する大きな磁気抵抗を確保すべく、狭隘部としての溝部１６を９０度の角度間隔で周方向に形成している。溝部１６は、ステータ部１３ａ〜１３ｄにおける隣接区画部の表面を切欠きなどにより径方向いっぱいに肉取りし、上下の厚みＴｈを減少させて薄肉な架橋部１６Ｂを残している。
【００３７】
溝部１６には、補助磁石１１が、例えば嵌込み固定により配置されている。補助磁石１１の着磁方向は、ステータ部１３ａ〜１３ｄの周方向と合致しており、隣接し合う補助磁石１１の着磁方向は、図４（ａ）に矢印ｈ１、ｈ２で示すように互いに反対向きになっている。補助磁石１１は嵌込みに限らず、圧入、螺子込み、接着剤などの取付け手段により溝部１６に固定配置してもよい。
【００３８】
コイル体１７は、鉄心１８に導線１８ａを巻装して成り、鉄心１８の長手方向が駆動軸６と交差する横置き型あるいは傾斜置き型に配置している。
コイル体１７をヨーク１２に取付ける際、鉄心１８をセグメントコア部１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）の間に圧入することにより、コイル体１７がセグメントコア部１４ａ、１４ｂ（１４ｃ、１４ｄ）の間でそれぞれ強固に挟持される。
【００３９】
プレート磁石８は、４極型となり、内径Ｄ１をステータ部１３ａ〜１３ｄの内径Ｄ２と同程度か、またはその内径Ｄ２よりも大きくなるように設定している。実施例１と同様の支軸は図示を省略するが、支軸に駆動軸６を挿通して、プレート磁石８の磁極面８ａ〜８ｄをステータ部１３ａ〜１３ｄの上面縁部に微小空隙Ｇを介して対面させる｛図４（ｂ）参照｝。
【００４０】
上記構成では、コイル体１７への通電に伴い、コイル体１７からセグメントコア部１４ａ〜１４ｄに発生させた磁束による電磁力と磁極面８ａ〜８ｄの磁束による磁気力との相互作用が生じる。
すなわち、図４（ｂ）に示す左側のコイル体１７からの磁束が、セグメントコア部１４ａ、磁極面８ｄ、８ａおよびセグメントコア部１４ｂを介してコイル体１７に帰還する磁気回路Ｎｉを形成する。右側のコイル体１７からの磁束は、セグメントコア部１４ｄ、磁極面８ｂ、８ｃおよびセグメントコア部１４ｃを介してコイル体１７に帰還する磁気回路Ｎｊを形成する。
【００４１】
磁気回路Ｎｉ、Ｎｊの形成に伴い、ステータ部１３ａ〜１３ｄとプレート磁石８の磁極面８ａ〜８ｄとにおける各部で吸引・反発の作用が働くため、プレート磁石８が矢印Ｗ方向に回動する。
【００４２】
すなわち、ステータ部１３ａ〜１３ｄとプレート磁石８との間で、プレート磁石８の周方向に回転トルクが働き、プレート磁石８を初期位置Ｈから停止位置Ｌに所定の作動角範囲α（例えば、０°〜９０°）だけ矢印Ｗ方向に回動する。
コイル体１７への通電を止めると、セグメントコア部１４ａ〜１４ｄの電磁力が消滅し、ステータ部１３ａ〜１３ｄとプレート磁石８との間に働く回転トルクが無くなるため、図示しないスプリングなどによりプレート磁石８が停止位置Ｌから初期位置Ｈに回動復帰する。
【００４３】
実施例２では、補助磁石１１のうち隣接するものの着磁方向が互いに反対となるようにステータ部１３ａ〜１３ｄの溝部１６に配置している。このため、プレート磁石８が初期位置Ｈから停止位置Ｌに到る回動の後半過程で、実施例１と同様にして、補助磁石１１からの磁束がコイル体１７からの磁束および磁極面８ａ、８ｄ（８ｂ、８ｃ）からの磁束に作用して減磁する。
【００４４】
これにより、プレート磁石８の後半回動過程で磁気飽和が抑制されて、回転トルクが低下することがなくなり、所定の作動角範囲αで回転トルクの低下やトルクむらのない略均一な回転トルク特性を確保することができる。
しかも、補助磁石１１は、隣接するステータ部１３ａ〜１３ｄの間に設けられる小型のもので済むので、全体が大型化せず簡素で軽量な構成となってコスト的にも有利である。
【実施例３】
【００４５】
図５は本発明の実施例３を示す。実施例３が実施例２と異なるところは、プレート磁石８に代わって、ステータ部１３ａ〜１３ｄ内に、駆動軸（図示せず）を取付けた回転リング２３を回転可能に設け、回転リング２３の外周面に環状磁石２４を設けたことである。  環状磁石２４は、円弧面状に湾曲する４極の磁極辺部２４ａ〜２４ｄから成り、回転リング２３の周方向に円筒磁石として隣接配置されている。
【００４６】
磁極辺部２４ａ〜２４ｄの各境界部を磁極切替り部Ｍとし、磁極辺部２４ａ〜２４ｄの各外周面とステータ部１３ａ〜１３ｄの内周面との間には、微小幅の環状空隙Ｇｐが設けられている。
磁極辺部２４ａ〜２４ｄは、厚みＦに沿った径方向に着磁されており、磁極辺部２４ａ〜２４ｄのうち隣接し合うものの着磁方向は、矢印ｋ１、ｋ２で示すように、互いに反対となる内外向きに指向している。
【００４７】
コイル体１７への通電に伴い、コイル体１７からセグメントコア部１４ａ〜１４ｄに発生させた磁束による電磁力と磁極辺部２４ａ〜２４ｄの磁束による磁気力との相互作用が生じる。
すなわち、左側のコイル体１７からの磁束は、セグメントコア部１４ａ、磁極辺部２４ｃ、２４ｄおよびセグメントコア部１４ｂを介してコイル体１７に帰還する磁気回路Ｎｐを形成する。右側のコイル体１７からの磁束は、セグメントコア部１４ｄ、磁極辺部２４ａ、２４ｂおよびセグメントコア部１４ｃを介してコイル体１７に帰還する磁気回路Ｎｑを形成する。
【００４８】
磁気回路Ｎｐ、Ｎｑの形成に伴い、ステータ部１３ａ〜１３ｄと環状磁石２４の磁極辺部２４ａ〜２４ｄとにおける各部で吸引・反発の作用が働くため、環状磁石２４が回転リング２３と一緒に矢印Ｗ方向に回動する。
すなわち、ステータ部１３ａ〜１３ｄと環状磁石２４との間で、環状磁石２４の周方向に回転トルクが働き、環状磁石２４を回転リング２３と一緒に初期位置Ｈから停止位置Ｌに所定の作動角範囲α（例えば、０°〜９０°）だけ矢印Ｗ方向に回動する。
【００４９】
実施例１のプレート磁石８に代わって、回転リング２３と環状磁石２４とを設けた実施例３でも、実施例１の磁極面８ａ〜８ｄを磁極辺部２４ａ〜２４ｄと見なすことにより、実施例１と同様な効果が得られる。
【実施例４】
【００５０】
図６は本発明の実施例４を示す。実施例４が実施例３と異なるところは、実施例３の左側のコイル体１７およびセグメントコア部１４ａ、１４ｂを省略し、右側のコイル体１７およびセグメントコア部１４ｃ、１４ｄを残したことである。
回転リング２３の外周面に設けられた環状磁石３４は、半円弧状に湾曲する一対の磁極辺部３４ａ、３４ｂを構成している。セグメントコア部１４ｃ、１４ｄ間には、補助磁石１１の存する左右の溝部１６を残して１コイル・２極形（磁石２極形）を構成している。環状磁石３４は所定の厚みＦ２を有し、隣接する磁極辺部３４ａ、３４ｂの着磁方向は、矢印ｋ３、ｋ４で示すように、互いに径方向に沿って内外に指向している。
【００５１】
実施例４でも、回転リング２３が回動の後半過程になると、補助磁石１１の磁束がコイル体１７および磁極辺部３４ａ、３４ｂの各磁束に作用して減磁させるように働くため、実施例１と同様な効果が得られる。
【００５２】
〔変形例〕
（ａ）実施例１ではコイル体を四個、実施例２、３では二個、実施例４では一個だけ設けたが、コイル体３（１７）の設置数は仕様状況や設置状況に応じて所望に変更することができる。
（ｂ）プレート磁石８や補助磁石１１、環状磁石２４としては、ネオジウム磁石に代わって、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ゴムをバインダーとしてフェライト粉末を配合分散させたゴム磁石、あるいは磁石と磁性体とを組み合わせた磁石を用いてもよい。
【００５３】
（ｃ）プレート磁石８の作動角範囲αが０°〜４５°時に前半回動過程とし、作動角範囲αが４５°〜９０°時に後半回動過程としたが、作動角範囲αの設定は変更可能であり、作動角範囲αの変更に応じて、プレート磁石８の前半回動過程および後半回動過程も変動するものである。
（ｄ）実施例２〜４における溝部１６は、ステータ部１３ａ〜１３ｄの全厚み方向に形成して、ステータ部１３ａ〜１３ｄを磁極の数に応じて複数のステータ辺部に切断し、隣接するステータ辺部間のギャップとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のロータリーアクチュエータでは、プレート磁石が初期位置から停止位置に到り、磁気飽和が生じ易い後半の回動過程で、補助磁石からの磁束がコイル体からの磁束および磁極面からの磁束に作用して減磁させる。プレート磁石の回動の後半過程で磁気飽和が抑制されるため、所定の作動角範囲で回転トルクの低下やトルクむらのない均一な回転トルク特性が得られる。優れた回転トルク特性のため、車両に搭載するロータリーアクチュエータとして好適となり、車両関連事業の需要を喚起して部品の流通を介して機械産業に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（ａ）はロータリーアクチュエータの分解斜視図、（ｂ）はロータリーアクチュエータを組付けた状態で示す斜視図である（実施例１）。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ回動の前半過程および後半過程において、ロータリーアクチュエータの磁束分布を示す模式図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は、コイル体への通電時、プレート磁石の回動に伴って磁束が変化する磁束変化特性を示すグラフ、（ｂ）はプレート磁石の回転トルク特性を示すグラフである（実施例１）。
【図４】（ａ）はロータリーアクチュエータの分解斜視図、（ｂ）はロータリーアクチュエータを組付けた状態で示す斜視図である（実施例２）。
【図５】ロータリーアクチュエータの斜視図である（実施例３）。
【図６】ロータリーアクチュエータの斜視図である（実施例４）。
【符号の説明】
【００５６】
１              ロータリーアクチュエータ（ロータリーソレノイド）
２              プレート
３、１７        コイル体
５              支軸
６              駆動軸
８              プレート磁石
８ａ〜８ｄ      磁極面
９              セグメントコア部
１０、１８      鉄心（ステータコア）
１１            補助磁石
１２            ヨーク
１３ａ〜１３ｄ  ステータ部
１４ａ〜１４ｄ  セグメントコア部
１６            溝部（狭隘部）
２３            回転リング
２４、３４      環状磁石
２４ａ〜２４ｄ  磁極辺部
３４ａ、３４ｂ  磁極辺部
Ａｐ    下部磁気回路
Ｍ      磁極切替り部
Ｇ      微小空隙
Ｇｐ    環状空隙
Ｈ      初期位置
Ｌ      停止位置
α      作動角範囲
Ｎｉ、Ｎｊ、Ｎｐ、Ｎｑ  磁気回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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