(57)【要約】【課題】ストロークが長く、通電方向切替でプランジャに対して両方向の推力を発生させることが可能であり、しかも、非通電時にプランジャを両方向のエンド部で保持力を発生させることが可能である電磁アクチュエータを提供すること。【解決手段】コイルが巻回された固定部材２４０と、前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石２３０ａ、２３０ｂが取り付けられた可動部材２１２，２１４を有し、前記永久磁石によって生成された磁場と前記コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって前記可動部材が移動する電磁アクチュエータであって、前記永久磁石と協働して前記可動部材を移動経路の両端の位置に保持する磁性体１５１〜１５４を前記固定部材に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回された固定部材と、前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材を有し、前記永久磁石によって生成された磁場と前記コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって前記可動部材が移動する電磁アクチュエータにおいて、
前記永久磁石と協働して前記可動部材を移動経路の両端の位置に保持する磁性体を前記固定部材に設けたこと
を特徴とする電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動などに利用される電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンベヤの分岐点におけるスイッチレールの揺動などに利用される電磁アクチュエータとしては、円筒形状のプッシュプルソレノイドを用い、通電によりプランジャをソレノイド内に引き込むと共にベースフランジ面に永久磁石を入れることにより非通電時でも吸着状態を保つことのできる自己保持型ソレノイドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２６３２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述したような従来の自己保持型ソレノイドでは、ストロークが１０ｍｍ程度と短く用途が限られていた。また、通電方向切替でプランジャに対して両方向の推力を発生させることができなかった。さらに、非通電時にプランジャを両方向のエンド部で保持力を発生させることができなかった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ストロークが長く、通電方向切替でプランジャに対して両方向の推力を発生させることが可能であり、しかも、非通電時にプランジャを両方向のエンド部で保持力を発生させることが可能である電磁アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、コイルが巻回された固定部材と、前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材を有し、前記永久磁石によって生成された磁場と前記コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって前記可動部材が移動する電磁アクチュエータであって、前記永久磁石と協働して前記可動部材を移動経路の両端の位置に保持する磁性体を前記固定部材に設けたことにより、上記の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明によれば、コイルが巻回された固定部材と、前記コイルの巻回面に直交する磁場を生成する永久磁石が取り付けられた可動部材を有し、前記永久磁石によって生成された磁場と前記コイルを流れる電流との相互作用により生じる力によって前記可動部材が移動する電磁アクチュエータであって、前記永久磁石と協働して前記可動部材を移動経路の両端の位置に保持する磁性体を前記固定部材に設けた構成にしたことによって、可動部材のストロークを長くすることができ、通電方向の切り替えで両方向に推力を発生させることが可能となり、さらに、非通電時に可動部材の移動経路の両端部において保持力を発生する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１において、符号２１２及び符号２１４を付した部材が平行に配置されたスライドフレーム（可動部材）であり、対峙する面にＮ極及びＳ極が対向するように永久磁石２３０ａ及び２３０ｂが固設されている。この永久磁石２３０ａ，２３０ｂにより、空芯コイル２４２を通過する垂直磁場が発生する。この時、空芯コイル２４２の巻き数をＮ（巻数）、垂直磁場を横切るコイルの長さをＬ（ｍ）、コイルを流れる電流をＩ（Ａ）とし、垂直磁場の磁束密度をＢ（Ｔ）すると、フレミングの左手の法則により、コイルがＦ（Ｎ）＝Ｂ（Ｔ）×Ｉ（Ａ）×Ｌ（ｍ）×Ｎ（巻数）×２の推力を受ける。ここで、最後の乗数の２は、空芯コイルの左右の辺で同じ力が作用することを意味している。この推力Ｆ（Ｎ）の向きは、垂直磁場の向きとコイルを流れる電流の双方に直行する向きに作用する。その結果、図１（ａ）と図１（ｂ）に示したように、空芯コイルへの通電方向を逆転させることにより、コイルが受ける推力方向を逆転させることができる。この時、コイルを固定することにより、コイルに生じた推力Ｆ（Ｎ）の反作用により、スライドフレーム２１２，２１４が推力を受けてスライドする。
【０００９】
さらに、空芯コイル２４２を支持している固定フレーム２４０（固定部材）には、スライドフレーム２１２，２１４が左右にスライドした際に片側の永久磁石２３０ａ、２３０ｂの一辺と重なる位置に鉄心１５１〜１５４が埋設されている。そのため、図１（ａ）のように通電し、スライドフレーム２１２，２１４が左側にスライドした場合には、図１（ａ）においてスライドフレーム２１２，２１４の右側に設置された永久磁石２３０ａ，２３０ｂの一辺と鉄心１５３，１５４とが吸着する。その結果、コイルへの給電を停止した場合も永久磁石２３０ａ，２３０ｂと鉄心１５３，１５４との吸着力によって、スライドフレーム２１２，２１４は左側にスライドした状態で保持される。
【００１０】
一方、図１（ｂ）のように通電し、スライドフレーム２１２，２１４が右側にスライドした場合には、図１（ｂ）においてスライドフレーム２１２，２１４の左側に設置された永久磁石２３０ａ，２３０ｂの一辺と鉄心１５１，１５２とが吸着する。その結果、コイルへの給電を停止した場合も永久磁石２３０ａ，２３０ｂと鉄心１５１，１５２との吸着力によって、スライドフレーム２１２，２１４は右側にスライドした状態で保持される。
【００１１】
なお、本実施例においては、スライドフレームの永久磁石２３０ａ，２３０ｂと協働して、スライドフレームを保持する磁性体として鉄心を用いているが、永久磁石を用いることも可能である。その場合、固定フレームに埋設する永久磁石の磁極を、永久磁石２３０ａ，２３０ｂの磁極と互いに吸着する向きに配置することにより、鉄心を用いた場合よりも大きな自己保持力を得ることができる。また、スライドフレームに設置する永久磁石２３０ａ，２３０ｂを大きなものとすることで、空芯コイルへ給電する電流値を大きくすることなく、スライドフレームのストロークを大きくすることができる。
【実施例２】
【００１２】
図２乃至図１０は、本発明の別の実施の態様である電磁アクチュエータを示す概略図である。この電磁アクチュエータは、固定フレーム３４０に空芯コイル３４２を略台形形状に巻回し、図示はされていないが、スライドフレームを固定フレーム３４０に垂設した揺動軸３６０により軸支し、空芯コイル３４２への通電により、スライドフレームが揺動軸３６０を中心として左右に揺動する。図２乃至図１０の各図とも（ａ）は、スライドフレームが左側（反時計回り）へ揺動した状態を示しており、（ｂ）は、スライドフレームが右側（時計回り）に揺動した状態を示している。スライドフレームが揺動する原理については、実施例１のスライドフレームがスライドする原理と同じであるので、詳細については割愛する。
【００１３】
図２に示した実施例においては、図示はされていないがスライドフレームを揺動端部に保持するための磁性体である鉄心３５０を固定フレーム３４０の略中央に設けている。スライドフレームが揺動軸３６０を回転軸として、左側に揺動した場合、スライドフレームの右側に固設された永久磁石３３０ｂ（３３０ａ）の一辺と鉄心３５０とが吸着し、非通電時においてもその状態を保持する。
【００１４】
また、図３に示したように大きな鉄心３５２を用いることにより、鉄心３５２と永久磁石３３０ａ（３３０ｂ）との重なりが大きくなり、保持力が大きくなる。さらに、図４又は図５に示したように小さな鉄心３５４又は鉄心３５６を用いて、スライドフレームに固設されている左右の永久磁石を別々の鉄心を用いて保持することも可能である。また、固定フレームの略中央に鉄心３５８を設けるだけでなく、図６に示したように、揺動端側にも鉄心３６２，３６４を付設することにより、保持力を一層高めることも可能である。また図７及び図８に示したように鉄心３６６を楕円形状とし中心に回動軸を設け、鉄心の向きを変えることによって保持力を可変可能とすることもできる。さらに、図９及び図１０に示したように鉄心３６８を楕円形状とし、回動軸を長径端近傍に設けることにより、鉄心３６８を傾けることによって、左右の保持力を変えることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、きわめてシンプルな構成で、長いストロークを有する電磁アクチュエータを提供するものであって、その利用可能性はきわめて高い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電磁アクチュエータの構成を示す説明図である。
【図２】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図３】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図４】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図５】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図６】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図７】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図８】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図９】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【図１０】本発明の別の実施の態様を示した概念図である。
【符号の説明】
【００１７】
１５１〜１５４  ・・・  鉄心（磁性体）
２１２，２１４  ・・・  スライドフレーム（可動部材）
２３０ａ，２３０ｂ  ・・・  永久磁石
２４０  ・・・  固定フレーム（固定部材）
２４２  ・・・  空芯コイル
３５０，３５２，３５４，３５６，３５８  ・・・  鉄心（磁性体）
３６２，３６４，３６６，３６８  ・・・  鉄心（磁性体）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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