(57)【要約】【課題】アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させる。【解決手段】アクチュエータ１は、第１の極１０と、その内部に配置された永久磁石３０と、第２の極１１と、第３の磁１２と、コイル５０と、可動部材４０とを有している。コイル５０に対して所定方向に電流が流されると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により反時計回りに回転する。一方、コイル５０に対して所定方向と反対方向に電流が流されると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１５、１６との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により時計回りに回転する。【選択図】図２
2007251118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第１の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、コイルを有していない第２の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第３の電磁石の極と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第１の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第１の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第２の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第３の電磁石の極と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第２の電磁石の極のコイル及び第３の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
前記第２の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第２の電磁石の極側の端部が接触する第２の磁極面を有する第２の永久磁石と、
前記第３の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第３の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第２の磁極面と異なる極性の第３の磁極面を有する第３の永久磁石とをさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面が略ダブテール形状の凹部で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
２極で構成される固定子の中央部分に配置されたコイルを有しており磁束を生成する略ダブテール形状の磁束生成部分と、
前記磁束生成部分の一方の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第１の磁極面を有する第１の電磁石の極と、
前記磁束生成部分の前記第１の電磁石の極と反対側の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第２の磁極面を有する第２の電磁石の極と、
前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第１の永久磁石と、
前記第２の電磁石の極に組み込まれており、前記第２の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第２の永久磁石と、
前記第１及び第２の磁極面にそれぞれ対向する突起部が設けられ、回転可能に支持された可動部材とを備えており、
前記磁束生成部分のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１及び第２の電磁石の極の通電による磁束及び前記第１及び第２の永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第１の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、コイルを有していない第２の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第３の電磁石の極と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面に組み込まれており、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにＮ極とＳ極とに配置された永久磁石とを備えており、
前記第１の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第１の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第２の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第３の電磁石の極と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面に組み込まれており、前記第１の電磁石の極の磁極面を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにＮ極とＳ極とに配置された永久磁石とを備えており、
前記第２の電磁石の極のコイル及び第３の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
前記第２の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第２の電磁石の極側の端部が接触する第２の磁極面を有する第２の永久磁石と、
前記第３の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第３の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第２の磁極面と異なる極性の第３の磁極面を有する第３の永久磁石とをさらに備えていることを特徴とする請求項６または７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第１の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、コイルを有していない第２の電磁石の極と、
前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第３の電磁石の極と、
前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、
前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、
前記第１の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動し、
前記可動部材が回転駆動された場合における前記可動部材の端部の可動領域の近傍まで、第２の電磁石の極および前記第３の電磁石の極の先端部が延在して設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１０】
前記第２の電磁石の極の先端部は、Ｌ字を形成する第１の面および第２の面を有し、
前記第３の電磁石の極の先端部は、前記Ｌ字とは線対称の逆Ｌ字を形成する第３の面および第４の面を有し、
前記可動部材は、中央部が軸支され、第１状態および第２状態を繰り返す揺動動作を行い、
前記第１の面は、前記可動部材が第１状態の場合に前記可動部材の上端面と接触可能に設けられ、前記第３の面は、前記可動部材が第２状態の場合に前記可動部材の上端面と接触可能に設けられ、前記第２の面は、前記可動部材が第２状態の場合に前記第１の面に接触していた前記可動部材の上端面近傍まで延在して設けられ、前記第４の面は、前記可動部材が第１状態の場合に前記第３の面に接触していた前記可動部材の上端面近傍まで延在して設けられたことを特徴とする請求項９記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動作を必要とする装置の駆動機構を実現するために用いられるアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンの吸気ポートを開閉する吸気弁を駆動する電磁駆動機構には、吸気弁に連結されたアーマチェアと、アーマチェアの上側の閉弁用電磁石と、アーマチェアの下側においてアーマチェアを挟んで閉弁用電磁石と対向する開弁用電磁石とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電磁駆動機構では、開弁用電磁石の電磁コイルに通電された場合には、アーマチェアが開弁用電磁石に吸引されることにより下降するので吸気弁が開弁する。一方、開弁用電磁石への通電が遮断され、閉弁用電磁石の電磁コイルに通電された場合には、アーマチェアが閉弁用電磁石に吸引されることにより上昇するので吸気弁が閉弁する。このように、閉弁用電磁石への通電と開弁用電磁石への通電とが交互に繰り返されることによって、吸気弁の開閉動作が行われる。
【特許文献１】特開２０００−６５２３２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各電磁石の電磁コイルに通電された場合に、電磁石がアーマチェアを吸引する吸引力は、電磁石とアーマチェアとの間の距離が広くなるにつれて小さくなる。つまり、例えば吸気弁を閉弁状態から開弁状態へ変更する場合には、開弁用電磁石とアーマチェアとは大きく離れているので、開弁用電磁石の電磁コイルへの通電の開始と同時に、アーマチェアを下降させる方向への加速度を十分に得ることはできない。そのため、吸気弁をすばやく開弁状態へ変更するのは非常に困難である。このように、吸気弁の開閉動作（アーマチェアの移動方向の反転を含む）を急激に行うことができないので、吸気弁の開閉動作の応答速度は低くなる。その結果、吸気弁の開閉動作を適正に制御できないという問題が発生する。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、バルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができるアクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００５】
本発明のアクチュエータは、３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第１の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、コイルを有していない第２の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第３の電磁石の極と、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、前記第１の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。
【０００６】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【０００７】
本発明のアクチュエータは、３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第１の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第２の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第３の電磁石の極と、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、前記第２の電磁石の極のコイル及び第３の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。
【０００８】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータにおいて、前記第２の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第２の電磁石の極側の端部が接触する第２の磁極面を有する第２の永久磁石と、前記第３の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第３の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第２の磁極面と異なる極性の第３の磁極面を有する第３の永久磁石とをさらに備えていてもよい。
【００１０】
この構成によると、コイルに電流が流れなくなった場合でも、永久磁石の磁力により、可動部材の状態を保持することができる。
【００１１】
本発明のアクチュエータにおいて、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面が略ダブテール形状の凹部で形成されていてもよい。
【００１２】
この構成によると、可動部材を回転させる吸引力が大きくなるので、可動部材の回転方向をさらに速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をより向上させることができる。
【００１３】
本発明のアクチュエータは、２極で構成される固定子の中央部分に配置されたコイルを有しており磁束を生成する略ダブテール形状の磁束生成部分と、前記磁束生成部分の一方の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第１の磁極面を有する第１の電磁石の極と、前記磁束生成部分の前記第１の電磁石の極と反対側の極であり、略ダブテール形状の凹部が形成された第２の磁極面を有する第２の電磁石の極と、前記第１の電磁石の極に組み込まれており、前記第１の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第１の永久磁石と、前記第２の電磁石の極に組み込まれており、前記第２の電磁石の極の軸と平行または傾斜した磁極面を有する第２の永久磁石と、前記第１及び第２の磁極面にそれぞれ対向する突起部が設けられ、回転可能に支持された可動部材とを備えており、前記磁束生成部分のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１及び第２の電磁石の極の通電による磁束及び前記第１及び第２の永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。
【００１４】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００１５】
本発明のアクチュエータは、３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第１の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、コイルを有していない第２の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第３の電磁石の極と、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面に組み込まれており、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにＮ極とＳ極とに配置された永久磁石とを備えており、前記第１の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。
【００１６】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００１７】
本発明のアクチュエータは、３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有していない第１の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、コイルを有しており磁束を生成する第２の電磁石の極と、前記固定子の１つの極であり、前記第１の電磁石の極に対して前記第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第３の電磁石の極と、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、前記第１の電磁石の極の第１の磁極面に組み込まれており、前記第１の電磁石の極の磁極面を前記第２の電磁石の極側の部分と前記第３の電磁石の極側の部分とに中央で分割するようにＮ極とＳ極とに配置された永久磁石とを備えており、前記第２の電磁石の極のコイル及び第３の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、前記第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び前記永久磁石の磁束によって前記可動部材を通過する磁束を発生し、前記可動部材を回転駆動することを特徴とするものである。
【００１８】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００１９】
本発明のアクチュエータにおいて、前記第２の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第２の電磁石の極側の端部が接触する第２の磁極面を有する第２の永久磁石と、前記第３の電磁石の極に組み込まれており、前記可動部材の回転可動時に前記可動部材の前記第３の電磁石の極側の端部が接触し且つ前記第２の磁極面と異なる極性の第３の磁極面を有する第３の永久磁石とをさらに備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
この構成によると、コイルに電流が流れなくなった場合でも、永久磁石の磁力により、可動部材の状態を保持することができる。
【００２１】
本発明に係るアクチュエータは、３極で構成される固定子の中央部分に配置され、コイルを有しており磁束を生成する第１の電磁石の極と、固定子の１つの極であり、コイルを有していない第２の電磁石の極と、固定子の１つの極であり、第１の電磁石の極に対して第２の電磁石の極と反対側に配置され、コイルを有していない第３の電磁石の極と、第１の電磁石の極の第１の磁極面と対向する突起部の端面が設けられ、回転可能に支持された可動部材と、第１の電磁石の極に組み込まれており、第１の電磁石の極を第２の電磁石の極側の部分と第３の電磁石の極側の部分とに分割するように配置された永久磁石とを備えており、第１の電磁石の極のコイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御することにより、第１〜第３の電磁石の極の通電による磁束及び永久磁石の磁束によって可動部材を通過する磁束を発生し、可動部材を回転駆動し、可動部材が回転駆動された場合における可動部材の端部の可動領域の近傍まで、第２の電磁石の極および第３の電磁石の極の先端部が延在して設けられているものである。
【００２２】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって回転する。そのため、可動部材を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータにより駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。また、第２の電磁石の極の先端部と、第３の電磁石の極の先端部とが可動部材の可動領域に対して延在して設けられているため、各先端部と可動部材との間における空隙部分の磁気抵抗を小さくすることができるので、電流切り替え時のトルクが増加し、可動部の方向を切り換えやすく、かつ応答性の向上を図ることができる。
【００２３】
第２の電磁石の極の先端部は、Ｌ字を形成する第１の面および第２の面を有し、第３の電磁石の極の先端部は、Ｌ字とは線対称の逆Ｌ字を形成する第３の面および第４の面を有し、可動部材は、中央部が軸支され、第１状態および第２状態を繰り返す揺動動作を行い、第１の面は、可動部材が第１状態の場合に可動部材の上端面と接触可能に設けられ、第３の面は、可動部材が第２の状態の場合に可動部材の上端面と接触可能に設けられ、第２の面は、可動部材が第２の状態の場合に第１の面に接触していた可動部材の上端面近傍まで延在して設けられ、第４の面は、可動部材が第１の状態の場合に第３の面に接触していた可動部材の上端面近傍まで延在して設けられてもよい。
【００２４】
この構成によると、コイルに流れる電流の向きが変わるように通電制御すると、可動部材を通過する磁束が発生し、可動部材が推力及び吸引力によって、可動部材が第１状態と第２状態とを繰り返して揺動する。また、第１状態から第２状態への移行時および第２状態から第１状態への移行時において、第２の面または第４の面が、可動部材の端部近傍にまで延在して形成されているので、可動部材の磁束発生を容易にし、可動部材の推力および吸引力の方向切り替えが容易となり、開閉動作の電流切り替え時のトルクを増大することができ、かつ応答性のさらなる向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００２６】
図１のアクチュエータ１は、第１の電磁石の極１０（以下、第１の極１０と称する）と、第２の電磁石の極１１（以下、第２の極１１と称する）と、第３の電磁石の極１２（以下、第３の極１２と称する）と、これらを連結する連結部１４、１５とから構成される固定子である鉄心２を有している。第１〜第３の極１０〜１２は、一方向（図１では上下方向）に延在する棒状の部材であり、所定間隔を隔てて対向している。第３の極１２は、第１の極１０に対して第２の極１１と反対側に配置されている。第１の極１０と第２の極１１とは、それらの上端部同士が連結部１４を介して連結され、第１の極１０と第３の極１２とは、それらの上端部同士が連結部１５を介して連結されており、鉄心２は略逆Ｗ型の断面を有している。
【００２７】
第１の極１０の中央位置には、上下方向に延在する永久磁石３０が配置されている。永久磁石３０は、板状の部材であり、一端面がＮ極となり且つ他端面がＳ極となるものである。永久磁石３０は、第１の極１０を第２の極１１側の部分と第３の極１２側の部分とに分割するように配置されている。本実施の形態では、永久磁石３０のＮ極となる面が左側（第２の極１１に近接する側）になると共に、永久磁石３０のＳ極となる面が右側（第３の極１２に近接する側）になるように配置されている。また、永久磁石３０の下端部は、第１の極１０の先端面と一致している。
【００２８】
ここで、第１の極１０の先端面（後述する先端面１６、１７）は上方に窪んだ円弧状になっており、この先端面が磁極面となる。また、第２の極１１の先端面１８及び第３の極１２の先端面１９は外側から内側下方に向かって傾斜しており、これらの先端面がそれぞれの磁極面となる。そのため、後述する可動部材４０が回転した場合に、可動部材４０と第２の極１１の先端面１８及び第３の極１２の先端面１９とが隙間なく接触可能になる。
【００２９】
そして、永久磁石３０は上述した向きに配置されているので、第１の極１０の先端面の永久磁石３０より左側の部分（以下、先端面１６と称する）がＮ極の極性を有し、先端面の永久磁石３０より右側の部分（以下、先端面１７と称する）がＳ極の極性を有している。つまり、第１の極１０は、Ｎ極の磁極面及びＳ極の磁極面を有していることになる。また、第２の極１１の先端面１８は、Ｎ極の極性を有し、第３の極１２の先端面１９は、Ｓ極の極性を有している。
【００３０】
また、第１の極１０の下方の領域には、回転軸４１を支点として回転可能な可動部材４０が配置されている。可動部材４０は、第２の極１１の先端面１８と第３の極１２の先端面１９との間の距離とほぼ同じ長さの揺動部４５と、揺動部４５の中心位置から垂直上方向に突出する突起部４６とを有している。可動部材４０は、揺動部４５の中心位置で回転軸４１に支持されている。回転軸４１は、第１の極１０の軸方向中心位置の下方において、水平方向（図では紙面奥方向）に延在している。そのため、可動部材４０は、回転軸４１を支点として上下に揺動可能である。可動部材４０にはアクチュエータ１により駆動されるバルブ等（図示しない）が連結されているので、可動部材４０が揺動することによりバルブ等を往復動させることが可能である。ここで、図１では、可動部材４０の揺動部４５が水平になっている状態が図示されている。そして、可動部材４０は、時計回りに回転することにより、揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に接触可能であり、反時計回りに回転することにより、揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に接触可能である。また、可動部材４０の突起部４６の先端面は第１の極１０の先端面（円弧状部分）とほぼ同じ曲率になっている。従って、可動部材４０が揺動した場合には、突起部４６の先端面と第１の極１０の先端面との間には、常に僅かな隙間が形成された状態になる。
【００３１】
また、第１の極１０の周囲には、コイル５０が巻回されている。ここで、コイル５０は、第１の極１０の周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図１では模式的に図示されている。そして、コイル５０の両端部は、電流制御装置（図示しない）に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。
【００３２】
なお、本実施の形態のアクチュエータ１は、往復移動を必要とする装置、つまり、機械式カムで実施されているエンジンのバルブ、ソレノイドやリニアモータが用いられる油圧・空圧用バルブ、ポンプやコンプレッサーの機構の簡素化及び高性能化を図るために用い
られる。
【００３３】
次に、アクチュエータ１の動作について、図２を参照して説明する。図２は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００３４】
まず、コイル５０に対して、図２（ａ）に図示される方向に電流が流されると、第１の極１０では下向きの磁束が発生し、左側の磁極であるＮ極が強められる。そのため、第１の極１０のＮ極から可動部材４０を通り第３の極１２のＳ極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、永久磁石３０、第１の極１０の先端面１６、可動部材４０の突起部４６、揺動部４５の右側の部分、第３の極１２、連結部１５を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、第１の極１０の先端面１６と可動部材４０の突起部４６の先端面との間には互いに同じ方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生し、第１の極１０の先端面１７と可動部材４０の突起部４６の先端面との間には、互いに反対の方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生する。このとき、可動部材４０の突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間には、反時計回り方向（先端面１７から先端面１６に向かう接線方向）の推力が作用する。そのため、可動部材４０の突起部４６は、その先端面と第１の極１０の先端面１６との対向面積がその先端面と第１の極１０の先端面１７との対向面積より大きくなる方向、つまり、左方に移動する。
【００３５】
また、このとき、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とを足し合わした反時計回り方向の吸引力が可動部材４０に作用する。一方、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材４０は揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に近づく方向、つまり、反時計回り方向に回転する。
【００３６】
このように、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として反時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１６に対向し、且つ、揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に接触する状態になる。
【００３７】
一方、コイル５０に対して、図２（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、第１の極１０では上向きの磁束が発生し、右側の磁極であるＳ極が強められる。そのため、第２の極１１のＮ極から可動部材４０を通り第１の極１０のＳ極に流れる磁束が発生する。つまり、このとき、永久磁石３０、連結部１４、第２の極１１、可動部材４０の揺動部４５の左側の部分、突起部４６、第１の極１０の先端面１７を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、第１の極１０の先端面１６と可動部材４０の突起部４６の先端面との間には互いに反対の方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生し、第１の極１０の先端面１７と可動部材４０の突起部４６の先端面との間には、互いに同じ方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生する。このとき、可動部材４０の突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間には、時計回り方向（先端面１６から先端面１７に向かう接線方向）の推力が作用する。そのため、可動部材４０の突起部４６は、その先端面と第１の極１０の先端面１７との対向面積がその先端面と第１の極１０の先端面１６との対向面積より大きくなる方向、つまり、右方に移動する。
【００３８】
また、このとき、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とを足し合わした時計回り方向の吸引力が可動部材４０に作用する。一方、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材４０は揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に近づく方向、つまり、時計回り方向に回転する。
【００３９】
このように、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１５、１６との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１７に対向し、且つ、揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に接触する状態になる。
【００４０】
アクチュエータ１では、コイル５０に流れる電流を制御し、可動部材４０の回転方向を変更することにより、可動部材４０に連結されたバルブ等を往復移動させることができる。
【００４１】
ここで、本実施の形態のアクチュエータ１では、可動部材４０を回転させる力は、吸引力と推力とを足し合わした力である。従って、例えば可動部材４０が突起部４６を有していないで揺動部４５の両端部に作用する吸引力だけで回転する場合と比較すると、可動部材４０が突起部４６に作用する推力の分だけ可動部材４０を回転させる力が増加する。また、突起部４６に作用する推力で発生するトルクは、突起部の長さと推力とを乗じた値であるから、突起部４６に作用する推力が同じである場合には、可動部材４０を回転させる力は突起部の長さが長い方が大きくなる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ１では、コイル５０に所定方向の電流を流すことにより、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが強め合い、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが弱め合う。また、このとき、第１の極１０の先端面１６と可動部材４０の突起部４６の先端面との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが強め合い、第１の極１０の先端面１７と可動部材４０の突起部４６の先端面との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが弱め合う。そのため、可動部材４０の突起部４６の先端面には反時計回り方向の推力が発生すると共に、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に吸引力が発生する。一方、コイル５０に所定方向と反対方向の電流を流すことにより、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが強め合い、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが弱め合う。また、このとき、第１の極１０の先端面１７と可動部材４０の突起部４６の先端面との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが強め合い、第１の極１０の先端面１６と可動部材４０の突起部４６の先端面との間では、コイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが弱め合う。そのため、可動部材４０の突起部４６の先端面には時計回り方向の推力が発生すると共に、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に吸引力が発生する。ここで、可動部材４０は、その左端部と第２の極１１の先端面１８との間に作用する吸引力またはその右端部と第３の極１２の先端面１９との間に作用する吸引力だけで回転するのではなく、上記吸引力と突起部４６の先端面と第１の極１０の先端面１６、１７との間に作用する推力とを足し合わした力により回転する。そのため、可動部材４０を吸引力だけで回転させる場合と比較して、可動部材４０の回転方向を速やかに変更することができ、アクチュエータ１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００４４】
本実施の形態のアクチュエータ１０１が第１の実施の形態のアクチュエータ１と大きく異なる点は、アクチュエータ１では、第１の極１０の周囲にコイル５０が巻回されているのに対し、アクチュエータ１０１では、第２の極１１及び第３の極１２の周囲にコイル１５１、１５２がそれぞれ巻回されている点である。なお、アクチュエータ１０１とアクチュエータ１との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４５】
図３のアクチュエータ１０１では、第２の極１１の周囲には、コイル１５１が巻回されていると共に、第３の極１２の周囲には、コイル１５２が巻回されている。ここで、コイル１５１、１５２は、第２の極１１及び第３の磁極１３の周囲に複数の巻き数だけそれぞれ巻回されているが、図３では模式的に図示されている。そして、コイル１５１、１５２の両端部は、電流制御装置（図示しない）にそれぞれ接続されており、コイルに流れる電及びその方向が制御される。
【００４６】
次に、アクチュエータ１０１の動作について、図４を参照して説明する。図４は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００４７】
まず、コイル１５２に対して、図４（ａ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、第１の極１０の先端面１６、可動部材４０の突起部４６、揺動部４５の右側の部分、第３の極１２、連結部１５を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として反時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１６に対向し、且つ、揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に接触する状態になる。
【００４８】
一方、コイル１５１に対して、図４（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、連結部１４、第２の極１１、可動部材４０の揺動部４５の左側の部分、突起部４６、第１の極１０の先端面１７を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１５、１６との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１７に対向し、且つ、揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に接触する状態になる。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ１０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と同様に、アクチュエータ１０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００５１】
本実施の形態のアクチュエータ２０１が、第１の実施の形態のアクチュエータ１と大きく異なる点は、アクチュエータ１では、第２の極１１及び第３の極１２の先端面に永久磁石が配置されていないのに対し、アクチュエータ２０１では、第２の極１１及び第３の極１２の先端面に永久磁石２３１、２３２がそれぞれ配置されている点である。なお、アクチュエータ２０１とアクチュエータ１との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
図５のアクチュエータ２０１では、第２の極１１の先端面１８の表面には永久磁石２３１が配置されており、第３の極１２の先端面１９の表面には永久磁石２３２が配置されている。永久磁石２３１、２３２は、板状の部材であり、一端面がＮ極となり且つ他端面がＳ極となるものである。本実施の形態では、永久磁石２３１のＳ極となる面が第２の極１１の先端面１８に接着されており、永久磁石２３１のＮ極となる面が第２の極１１の表面に配置されていると共に、永久磁石２３２のＮ極となる面が第３の極１２の先端面１９に接着されており、永久磁石２３２のＳ極となる面が第３の極１２の表面に配置されている。ここで、第２の極１１では、永久磁石２３１の下面が磁極面となり、第３の極１２では、永久磁石２３２の下面が磁極面となる。そして、第２の極１１及び第３の極１２では、永久磁石２３１、２３２は上述した向きに配置されているので、第２の極１１の磁極面はＮ極の極性を有し、第３の極１２の磁極面はＳ極の極性を有している。
【００５３】
次に、アクチュエータ２０１の動作について、図６を参照して説明する。図６は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００５４】
まず、コイル５０に対して、図６（ａ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、第１の極１０の先端面１６、可動部材４０の突起部４６、揺動部４５の右側の部分、永久磁石２３２、第３の極１２、連結部１５を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、永久磁石２３２の下面と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として反時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１６に対向し、且つ、揺動部４５の右端部が永久磁石２３２の下面に接触する状態になる。
【００５５】
一方、コイル５０に対して、図６（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、連結部１４、永久磁石２３１、第２の極１１、可動部材４０の揺動部４５の左側の部分、突起部４６、第１の極１０の先端面１７を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１５、１６との間に作用する時計回り方向の推力、及び、永久磁石２３１の下面と可動部材４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１７に対向し、且つ、揺動部４５の左端部が永久磁石２３１の下面に接触する状態になる。
【００５６】
なお、図６（ａ）に示すように、可動部材４０の右端部が第３の永久磁石２３２の下面に接触した状態で、コイル５０に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石２３２の磁力により、可動部材４０はその状態で保持される。また、図６（ｂ）に示すように、可動部材４０の左端部が永久磁石２３１の下面に接触した状態で、コイル５０に電流が流れなくなった場合でも、永久磁石２３１の磁力により、可動部材４０はその状態で保持される。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ２０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と同様に、アクチュエータ２０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００５８】
次に、本発明の第４の実施の形態について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００５９】
本実施の形態のアクチュエータ３０１が、第１の実施の形態のアクチュエータ１と大きく異なる点は、アクチュエータ１では、第１の極１０の先端面が上方に窪んだ円弧状になっているに対し、アクチュエータ３０１では、第１の極１０の先端面が略ダブテール形状になっている（第１の極１０の先端面の両端部が下方に突出している）点である。なお、アクチュエータ３０１とアクチュエータ１との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６０】
図７のアクチュエータ３０１は、第１の電磁石の極３１０（以下、第１の極３１０と称する）と、第２の電磁石の極１１（以下、第２の極１１と称する）、第３の電磁石の極１２（以下、第３の極１２と称する）と、これらを連結する連結部１４、１５とから構成される鉄心３０２を有している。ここで、第１の極３１０の先端面の左端部（第２の極１１に近接する側の端部）には下方に突出する突出部３１１が形成されており、その右端部（第３の極１２に近接する側の端部）には下方に突出する突出部３１２が形成されている。
そして、第１の極３１０の先端面において、突出部３１１と突出部３１２との間は上方に窪んだ円弧状になっている。そのため、第１の極３１０では、円弧状部分（後述する先端面３１６、３１７）と、突出部３１１の内側面３１８と、突出部３１２の内側面３１９とが磁極面となる。また、突出部３１１の内側面３１８及び突出部３１２の内側面３１９は、円弧状部分の端部から内側下方向に傾斜しているため、可動部材４０が回転した場合に、可動部材４０の突起部４６と突出部３１１の内側面３１８及び突出部３１２の内側面３１９とが隙間なく接触可能になる。
【００６１】
そして、第１の極１０の先端面の永久磁石３０より左側の部分（以下、先端面３１６と称する）及び突出部３１１の内側面３１８がＮ極の極性を有し、先端面の永久磁石３０より右側の部分（以下、先端面３１７と称する）及び突出部３１２の内側面３１９がＳ極の極性を有している。つまり、第１の極３１０は、Ｎ極の磁極面及びＳ極の磁極面を有していることになる。
【００６２】
次に、アクチュエータ３０１の動作について、図８を参照して説明する。図８は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００６３】
まず、コイル５０に対して、図８（ａ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、第１の極３１０の先端面３１６及び突出部３１１の内周面３１８、可動部材４０の突起部４６、揺動部４５の右側の部分、第３の極１２、連結部１５を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、第１の極３１０の先端面３１６と可動部材４０の突起部４６の先端面との間及び突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面との間には互いに同じ方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生し、第１の極３１０の先端面３１７と可動部材４０の突起部４６の先端面との間及び突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間には、互いに反対の方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生する。このとき、可動部材４０の突起部４６と第１の極３１０の先端面３１６、３１７との間には、反時計回り方向（先端面３１７から先端面３１６に向かう接線方向）の推力が作用する。そのため、可動部材４０の突起部４６は、その先端面と第１の極３１０の先端面３１６との対向面積がその先端面と第１の極３１０の先端面３１７との対向面積より大きくなる方向、つまり、左方に移動する。
【００６４】
また、このとき、突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とを足し合わした反時計回り方向の吸引力が可動部材４０に作用する。一方、突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とが打ち消し合う。そのため、突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面に作用する吸引力が増加し、且つ、突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材４０は可動部材４０の突起部４６が突出部３１１の内周面３１８に近づく方向、つまり、反時計回り方向に回転する。
【００６５】
さらに、このとき、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とを足し合わした反時計回り方向の吸引力が可動部材４０に作用する。一方、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材４０は揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に近づく方向、つまり、反時計回り方向に回転する。
【００６６】
このように、可動部材４０は、突起部４６と第１の極３１０の先端面３１６、３１７との間に作用する反時計回り方向の推力、突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面との間に作用する反時計回り方向の吸引力、及び、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として反時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極３１０の先端面３１６に対向し、突起部４６の左側面が突出部３１１の内周面３１８に接触し、且つ、揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に接触する状態になる。
【００６７】
一方、コイル５０に対して、図８（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、連結部１４、第２の極１１、可動部材４０の揺動部４５の左側の部分、突起部４６、第１の極３１０の先端面１７及び突出部３１２の内周面３１９を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、第１の極１０の先端面１６と可動部材４０の突起部４６の先端面との間及び突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間には互いに反対の方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生し、第１の極１０の先端面１７と可動部材４０の突起部４６の先端面との間及び突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面との間には、互いに同じ方向のコイル５０の磁束と永久磁石３０の磁束とが発生する。このとき、可動部材４０の突起部４６と第１の極３１０の先端面３１６、３１７との間には、時計回り方向（先端面３１６から先端面３１７に向かう接線方向）の推力が作用する。そのため、可動部材４０の突起部４６は、その先端面と第１の極３１０の先端面３１７との対向面積がその先端面と第１の極３１０の先端面３１６との対向面積より大きくなる方向、つまり、右方に移動する。
【００６８】
また、このとき、突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とを足し合わした時計回り方向の吸引力が可動部材４０に作用する。一方、突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とが打ち消し合う。そのため、突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間に作用する吸引力が増加し、且つ、突出部３１１の内周面３１８と可動部材４０の突起部４６の左側面に作用する吸引力が減少するので、可動部材４０は可動部材４０の突起部４６が突出部３１２の内周面３１９に近づく方向、つまり、時計回り方向に回転する。
【００６９】
さらに、このとき、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とを足し合わした時計回り方向の吸引力が可動部材４０に作用する。一方、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間では、コイル５０の電磁石による吸引力と永久磁石３０による吸引力とが打ち消し合う。そのため、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する吸引力が増加し、且つ、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する吸引力が減少するので、可動部材４０は揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に近づく方向、つまり、時計回り方向に回転する。
【００７０】
このように、可動部材４０は、突起部４６と第１の極３１０の先端面３１６、３１７との間に作用する時計回り方向の推力、突出部３１２の内周面３１９と可動部材４０の突起部４６の右側面との間に作用する時計回り方向の吸引力、及び、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極３１０の先端面３１７に対向し、突起部４６の右側面が突出部３１２の内周面３１９に接触し、且つ、揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に接触する状態になる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ３０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と比較して、アクチュエータ３０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をさらに向上させることができる。
【００７２】
次に、本発明の第５の実施の形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００７３】
本実施の形態のアクチュエータ４０１が第１の実施の形態のアクチュエータ１と大きく異なる点は、アクチュエータ１では、永久磁石３０が第１の極１０内に埋め込まれているのに対し、アクチュエータ４０１では、永久磁石４３１、４３２が第１の磁極４１０の表面に配置されている点である。なお、アクチュエータ４０１とアクチュエータ１との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７４】
図９のアクチュエータ４０１では、第１の磁極４１０の先端面の中心位置より左側の部分（以下、先端面４１６と称する）の表面には永久磁石４３１が配置されており、第１の磁極４１０の先端面の中心位置より右側の部分（以下、先端面４１７と称する）の表面には永久磁石４３２が配置されている。永久磁石４３１、４３２は、板状の部材であり、一端面がＮ極となり且つ他端面がＳ極となるものである。本実施の形態では、永久磁石４３１のＳ極となる面が第１の磁極４１０の先端面４１６に接着されており、永久磁石４３１のＮ極となる面が第１の磁極４１０の表面に配置されていると共に、永久磁石４３２のＮ極となる面が第１の磁極４１０の先端面４１７に接着されており、永久磁石４３２のＳ極となる面が第１の磁極４１０の表面に配置されている。ここで、第１の磁極４１０では、永久磁石４３１の下面及び永久磁石４３２の下面が磁極面となり、永久磁石４３１の下面がＮ極の極性を有し、永久磁石４３２の下面がＳ極の極性を有している。つまり、第１の磁極４１０は、Ｎ極の磁極面及びＳ極の磁極面を有していることになる。また、第２の極１１の先端面１８は、Ｎ極の極性を有し、第３の極１２の先端面１９は、Ｓ極の極性を有している。
【００７５】
次に、アクチュエータ４０１の動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００７６】
まず、コイル５０に対して、図１０（ａ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石４３１、可動部材４０の突起部４６、揺動部４５の右側の部分、第３の極１２、連結部１５、第１の磁極４１０を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と永久磁石４３１、４３２との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、第３の極１２の先端面１９と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として反時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が永久磁石４３１、４３２に対向し、且つ、揺動部４５の右端部が第３の極１２の先端面１９に接触する状態になる。
【００７７】
一方、コイル５０に対して、図１０（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石４３２、第１の磁極４１０、連結部１４、第２の極１１、可動部材４０の揺動部４５の左側の部分、突起部４６、第１の極１０の先端面１７を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と永久磁石４３１、４３２との間に作用する時計回り方向の推力、及び、第２の極１１の先端面１８と可動部材４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が永久磁石４３１、４３２に対向し、且つ、揺動部４５の左端部が第２の極１１の先端面１８に接触する状態になる。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ４０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と同様に、アクチュエータ４０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。
【００７９】
次に、本発明の第６の実施の形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００８０】
本実施の形態のアクチュエータ５０１が第１の実施の形態のアクチュエータ１と大きく異なる点は、アクチュエータ１では、１つの鉄心２により可動部材４０を回転させる構成であるのに対し、アクチュエータ５０１では、２つの鉄心２により可動部材５４０を回転させる構成である点である。なお、アクチュエータ５０１とアクチュエータ１との構成において、例えば１０、１０ａ、１０ｂの符号のように、同じ符号に記号が追加された部分は同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００８１】
図１１のアクチュエータ５０１は、第１の実施の形態のアクチュエータ１に含まれる鉄心２と同じ構成の上側鉄心２ａと下側鉄心２ｂとを有している。そして、上側鉄心２ａの第１の極１０ａの先端面と下側鉄心２ｂの第１の極１０ｂの先端面との間には、回転軸５４１を支点として回転可能な可動部材５４０が配置されている。可動部材５４０は、第２の極１１ａの先端面１８ａと第３の極１２ａの先端面１９ａとの間の距離とほぼ同じ長さの揺動部５４５と、揺動部５４５の中心位置から垂直上方向に突出する突起部５４６と、揺動部５４５の中心位置から垂直下方向に突出する突起部５４７とを有している。可動部材５４０は、揺動部５４５の中心位置で回転軸５４１に支持されている。回転軸５４１は、第１の極１０ａと第１の極１０ｂとの間において、水平方向（図では紙面奥方向）に延在している。そのため、可動部材５４０は、回転軸５４１を支点として上下に揺動可能である。そして、可動部材５４０は、時計回りに回転することにより、揺動部５４５の左端部が第２の極１１ａの先端面１８ａに接触可能であると共に、揺動部５４５の右端部が第２の極１１ｂの先端面１８ｂに接触可能であり、反時計回りに回転することにより、揺動部４５の右端部が第３の極１２ａの先端面１９ａに接触可能であると共に、揺動部５４５の左端部が第３の極１２ｂの先端面１９ｂに接触可能である。また、可動部材５４０の突起部５４６、５４７の先端面は第１の極１０ａ、１０ｂの先端面（円弧状部分）とほぼ同じ曲率になっている。従って、可動部材５４０が揺動した場合には、突起部５４６、５４７の先端面との磁極１０の先端面との間には、常に僅かな隙間が形成された状態になる。
【００８２】
次に、アクチュエータ５０１の動作について、図１２を参照して説明する。図１２は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００８３】
まず、コイル５０ａ、５０ｂに対して、図１２（ａ）に図示される方向に電流が流されると、上側鉄心２ａでは、永久磁石３０ａ、第１の極１０ａの先端面１６ａ、可動部材５４０の突起部５４６、揺動部５４５の右側の部分、第３の極１２ａ、連結部１５ａを順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。また、下側鉄心２ｂでは、永久磁石３０ｂ、第１の極１０ｂの先端面１６ｂ、可動部材５４０の突起部５４７、揺動部５４５の左側の部分、第３の極１２ｂ、連結部１５ｂを順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。
【００８４】
すると、可動部材５４０は、突起部５４６と第１の極１０ａの先端面１６ａ、１７ａとの間に作用する反時計回り方向の推力、突起部５４７と第１の極１０ｂの先端面１６ｂ、１７ｂとの間に作用する反時計回り方向の推力、第３の極１２ａの先端面１９ａと可動部材５４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力、及び、第３の極１２ｂの先端面１９ｂと可動部材５４０の左端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸５４１を支点として反時計回りに回転する。そして、可動部材５４０の突起部５４６の先端面が第１の極１０ａの先端面１６ａに対向すると共に、可動部材５４０の突起部５４７の先端面が第１の極１０ｂの先端面１６ｂに対向し、且つ、揺動部５４５の右端部が第３の極１２ａの先端面１９ａに接触すると共に、揺動部５４５の左端部が第３の極１２ｂの先端面１９ｂに接触する状態になる。
【００８５】
一方、コイル５０ａ、５０ｂに対して、図１２（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、上側鉄心２ａでは、永久磁石３０ａ、第１の極１０ａの先端面１７ａ、可動部材５４０の突起部５４６、揺動部５４５の左側の部分、第２の極１１ａ、連結部１４ａを順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。また、下側鉄心２ｂでは、永久磁石３０ｂ、第１の極１０ｂの先端面１７ｂ、可動部材５４０の突起部５４７、揺動部５４５の右側の部分、第２の極１１ｂ、連結部１４ｂを順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。
【００８６】
すると、可動部材５４０は、突起部５４６と第１の極１０ａの先端面１６ａ、１７ａとの間に作用する時計回り方向の推力、突起部５４７と第１の極１０ｂの先端面１６ｂ、１７ｂとの間に作用する時計回り方向の推力、第２の極１１ａの先端面１８ａと可動部材５４０の左端部との間に作用する時計回り方向の吸引力、及び、第２の極１１ｂの先端面１８ｂと可動部材５４０の右端部との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸５４１を支点として時計回りに回転する。そして、可動部材５４０の突起部５４６の先端面が第１の極１０ａの先端面１７ａに対向すると共に、可動部材５４０の突起部５４７の先端面が第１の極１０ｂの先端面１７ｂに対向し、且つ、揺動部５４５の左端部が第２の極１１ａの先端面１８ａに接触すると共に、揺動部５４５の右端部が第２の極１１ｂの先端面１８ｂに接触する状態になる。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ５０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と比較して、アクチュエータ５０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をさらに向上させることができる。
【００８８】
次に、本発明の第７の実施の形態について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【００８９】
図１３のアクチュエータ６０１は、上下に対向するように配置された一対の固定子である鉄心６０２を有している。鉄心６０２は、第１の電磁石の極６１０（以下、第１の極６１０と称する）と、第２の電磁石の極６１１（以下、第２の極６１１と称する）、これらを連結する連結部６１４とから構成されている。第１及び第２の極６１０、６１１は、それぞれの先端面が後述する円形の可動部材６４０の外周面に対向可能な角度で配置されている。
【００９０】
第１の極６１０の中央位置には、永久磁石６３１が配置されている。永久磁石６３１は、板状の部材であり、一端面がＮ極となり且つ他端面がＳ極となるものである。ここで、永久磁石６３１は、第１の極６１０の軸と平行な磁極面を有している。本実施の形態では、永久磁石６３１のＮ極となる面が外側になると共に、永久磁石６３１のＳ極となる面が内側になるように配置されている。また、永久磁石６３１の下端部は、第１の極６１０の先端面と一致している。同様に、第２の極６１１の中央位置には、永久磁石６３２が配置されている。永久磁石６３２は、板状の部材であり、一端面がＮ極となり且つ他端面がＳ極となるものである。ここで、永久磁石６３２は、第２の極６１１の軸と平行な磁極面を有している。本実施の形態では、永久磁石６３２のＮ極となる面が外側になると共に、永久磁石６３２のＳ極となる面が内側になるように配置されている。また、永久磁石６３２の下端部は、第２の極６１１の先端面と一致している。
【００９１】
ここで、第１の極６１０の先端面は、略ダブテール形状になっている。つまり、第１の極６１０の先端面の左端部には下方に突出する突出部６６１が形成されており、その右端部には下方に突出する突出部６６２が形成されている。そして、第１の極６１０の先端面において、突出部６６１と突出部６６２との間は上方に窪んだ円弧状になっている。そのため、第１の極６１０では、円弧状部分（後述する先端面６６６、６６７）と、突出部６６１の内側面６６８と、突出部６６２の内側面６６９とが磁極面となる。また、突出部６６１の内側面６６８及び突出部６６２の内側面６６９は、円弧状部分の端部から内側下方向に傾斜しているため、可動部材６４０が回転した場合に、可動部材６４０の突起部６４６と突出部６６１の内側面６６８及び突出部６６２の内側面６６９とが隙間なく接触可能になる。そして、第１の極６１０の先端面の永久磁石６３１より左側の部分（以下、先端面６６６と称する）及び突出部６６１の内側面６６８がＮ極の極性を有し、先端面の永久磁石６３１より右側の部分（以下、先端面６６７と称する）及び突出部６６２の内側面６６９がＳ極の極性を有している。つまり、第１の極６１０は、Ｎ極の磁極面及びＳ極の磁極面を有していることになる。
【００９２】
第２の極６１１の先端面の構成は、第１の極６１０の先端面の構成と同様であり、突出部６７１、６７２が形成されている。第２の極６１１の先端面の永久磁石６３２より左側の部分（以下、先端面６７６と称する）及び突出部６７１の内側面６７８がＳ極の極性を有し、先端面の永久磁石６３２より右側の部分（以下、先端面６７７と称する）及び突出部６７２の内側面６７９がＮ極の極性を有している。つまり、第２の極６１１は、Ｎ極の磁極面及びＳ極の磁極面を有していることになる。
【００９３】
また、鉄心６０２の連結部６１４の周囲には、コイル６５０が巻回されている。ここで、コイル６５０は、連結部６１４の周囲に複数の巻き数だけ巻回されているが、図１３では模式的に図示されている。そして、コイル６５０の両端部は、電流制御装置（図示しない）に接続されており、コイルに流れる電流値及びその方向が制御される。
【００９４】
アクチュエータ６０１では、一対の鉄心６０２間には、回転軸６４１を支点として回転可能な円形の可動部材６４０が配置されている。可動部材６４０の外周面には２つの突起部６４６及び２つの突起部６４７が形成されており、これらは９０度おきに交互に配置されている。つまり、２つの突起部６４６は１８０度おきに配置されており、２つの突起部６４７は１８０度おきに配置されている。また、突起部６４６は、鉄心６０２の第１の極６１０の先端面の突出部６６１、６６２間に配置されており、突起部６４７は、鉄心６０２の第２の極６１１の先端面の突出部６７１、６７２間に配置されている。また、可動部材６４０には、２つの鉄心６０２間において水平方向に延在する棒状の連結部材６４５が設けられている。この連結部材６４５は、アクチュエータ６０１により駆動されるバルブ等（図示しない）が連結されているので、可動部材６４０が回転し、連結部材６４５が揺動することによりバルブ等を往復動させることが可能である。
【００９５】
次に、アクチュエータ６０１の動作について、図１４を参照して説明する。図１４は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【００９６】
まず、コイル６５０に対して、図１４（ａ）に図示される方向に電流が流されると、上側の鉄心６０２では、永久磁石６３１、第１の極６１０の先端面６６６及び突出部６６１の内周面６６８、可動部材６４０、第２の極６１１の先端面６７６及び突出部６７１の内周面６７８、永久磁石６３２、連結部６１４を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材６４０は、突起部６４６と第１の極６１０の先端面６６６、６６７との間に作用する反時計回り方向の推力、突起部６４７と第２の極６１１の先端面６７６、６７７との間に作用する反時計回り方向の推力、突出部６６１の内周面６６８と可動部材６４０の突起部６４６の左側面との間に作用する反時計回り方向の吸引力、及び、突出部６６２の内周面６７８と可動部材６４０の突起部６４７の左側面との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸６４１を支点として反時計回りに回転する。また、下側の鉄心６０２でも同様である。
【００９７】
一方、コイル６５０に対して、図１４（ｂ）に図示される方向に電流が流されると、上側の鉄心６０２では、永久磁石６３１、連結部６１４、永久磁石６３２、第２の極６１１の先端面６７７及び突出部６７２の内周面６７９、可動部材６４０、第１の極６１０の先端面６６７及び突出部６６２の内周面６６９を順に通過する時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材６４０は、突起部６４６と第１の極６１０の先端面６６６、６６７との間に作用する時計回り方向の推力、突起部６４７と第２の極６１１の先端面６７６、６７７との間に作用する時計回り方向の推力、突出部６６２の内周面６６９と可動部材６４０の突起部６４６の右側面との間に作用する時計回り方向の吸引力、及び、突出部６６２の内周面６７９と可動部材６４０の突起部６４７の右側面との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸６４１を支点として時計回りに回転する。また、下側の鉄心６０２でも同様である。
【００９８】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ６０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と比較して、アクチュエータ６０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性をさらに向上させることができる。
【００９９】
また、上述の第２の実施の形態のアクチュエータ１０１において、第２の極１１及び第３の極１２の先端面に永久磁石２３１、２３２がそれぞれ配置されていてもよいし（第３の実施の形態と同様）、第１の極１０の先端面が略ダブテール形状になっていてもよいし（第４の実施の形態と同様）、永久磁石３０の代わりに永久磁石４３１、４３２が第１の磁極４１０の表面に配置されていてもよい（第５の実施の形態と同様）。また、第５の実施の形態のアクチュエータ４０１において、第２の極１１及び第３の極１２の先端面に永久磁石２３１、２３２がそれぞれ配置されていてもよい（第３の実施の形態と同様）。
【０１００】
また、上述の第７の実施の形態では、第１の極６１０の先端面及び第２の極６１１の先端面が略ダブテール形状になっているが、図１５に示すように、第１の極７１０の先端面だけが略ダブテール形状になっていてもよい。ここで、図１５のアクチュエータ７０１は、第２の極７１１の先端面が略ダブテール形状になっていないこと以外は、第６の実施の形態のアクチュエータ６０１の構成と同様である。そのため、図１５のアクチュエータ７０１では、第１の極７１０の先端面に対向する突起部と第１の極の先端面との間に作用する推力、第２の極７１１の先端面に対向する突起部と第２の極の先端面との間に作用する推力、及び、第１の極７１０の先端面に対向する突出部の内周面と可動部材の突起部の左側面または右側面との間に作用する吸引力により、回転軸を支点として時計回り方向または反時計回り方向に回転する。
【０１０１】
次に、本発明の第８の実施の形態について、図１６、図１７及び図１８を参照して説明する。図１６は、本実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【０１０２】
本実施の形態のアクチュエータ８０１が、第１の実施の形態のアクチュエータ１と大きく異なる点は、アクチュエータ１では、第２の極１１及び第３の極１２が外側から内側下方に向かって傾斜して形成されているのに対し、本実施の形態のアクチュエータ８０１においては、第２の極１１及び第３の極１２がクランク形状からなるクランク部８１１およびクランク部８１２を有し、当該クランク部８１１および８１２が可動部材４０の左端部または右端部を覆うように延在して形成されている点である。
【０１０３】
また、アクチュエータ１では、可動部材４０が揺動部４５および揺動部４５の中心位置から垂直上方向に突出する突起部４６からなる略Ｔ字形状を有する構成からなるのに対して、本実施の形態のアクチュエータ８０１においては、揺動部４５の両端において斜め下方向に傾斜面８７０および傾斜面８７１が形成されている。なお、アクチュエータ８０１とアクチュエータ１との構成において同様の部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図１６のアクチュエータ８０１では、第２の極１１がクランク状に屈曲してクランク部８１１が形成され、クランク部８１１の一の面８２０および他の面８２１が形成される。当該一の面８２０に対して他の面８２１は、略９０度に屈曲して設けられる。なお、可動部材４０を回転させるトルクに応じて、この面８２１、面８３１と揺動部４５との距離Ｌとが設定されるとともに、極の形状が設定される。
【０１０５】
また、第３の極１２がクランク状に屈曲してクランク部８１２が形成され、クランク部８１２の位置の面８３０および他の面９３１が形成される。当該一の面８３０に対して他の面８３１は、略９０度に屈曲して設けられる。
【０１０６】
また、第２の極１１のクランク部８１１は、可動部材４０の左端部を覆うように延在して形成されており、第３の極１２のクランク部８１２は、可動部材４０の右端部を覆うように延在して形成されている。本実施の形態では、第２の極１１のクランク部８１１および面８２０は、Ｎ極の極性を有し、第３の極１２のクランク部８１２および面８３０は、Ｓ極の極性を有している。
【０１０７】
次に、アクチュエータ８０１の動作について、図１７および図１８を参照して説明する。図１７および図１８は、アクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【０１０８】
まず、コイル５０に対して、図１７（ａ）に図示される方向に電流が流されると、永久磁石３０、第１の極１０の先端面１６、可動部材４０の突起部４６、揺動部４５の右端部の傾斜面８７２、クランク部８１２の面８３１およびクランク部８１２の面８３０、第３の極１２、連結部１５を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。すると、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１６、１７との間に作用する反時計回り方向の推力、及び、クランク部８１２の面８３０，８３１と可動部材４０の右端部との間に作用する反時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として反時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１６に対向し、且つ、揺動部４５の右端部の傾斜面８７２がクランク部８１２の面８３０に接触する状態になる。
【０１０９】
次に、方向切り替えを行なう。コイル５０に対して図１７（ａ）に図示される方向から電流の流れる方向を逆転させ、図１７（ｂ）に図示される方向にコイル５０に対して電流が流される。この場合、永久磁石３０、連結部１４、第２の極１１、クランク部８１１、クランク部の面８２１、可動部材４０の揺動部４５の左端部の傾斜面８７１、突起部４６、第１の極１０の先端面１６を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。この場合、実施例１（図２）と比較して、クランク部の面８２１と揺動部４５の傾斜面８７１とが近接しているため、電流の流れる方向を切り換えた際に近接した部分の磁束密度を上げることができ、可動部材４０に大きな力（トルク）を発生させることができる。
【０１１０】
そして、図１８（ｃ）に示すように、可動部材４０は、突起部４６と第１の極１０の先端面１５、１６との間に作用する時計回り方向の推力、及び、クランク部８１１の面８３０，８３１と可動部材４０の左端部の傾斜面８７２との間に作用する時計回り方向の吸引力により、回転軸４１を支点として時計回りに回転し、可動部材４０の突起部４６の先端面が第１の極１０の先端面１７に接触し、且つ、揺動部４５の左端部の傾斜面８７１がクランク部８１１の面８２０の下面に対向する状態になる。
【０１１１】
このように可動部材４０が回転した後、永久磁石３０、連結部１４、第２の極１１、クランク部８１１の面８２０およびクランク部８１１の面８２１、可動部材４０の揺動部４５の左端部の傾斜面８７１、突起部４６、第１の極１０の先端面１７を順に通過する反時計回り（矢印の方向）の磁束が発生する。
【０１１２】
なお、図１７（ａ）に示すように、可動部材４０の右端部の傾斜面８７２がクランク部８１２の面８３０に接触した状態において、可動部材４０の左端部の傾斜面８７１がクランク部８１１の面８２１の先端に距離Ｌだけ離れた状態、すなわち空隙部分の磁気抵抗を小さくするようにクランク部８１１が設けられる。一方、可動部材４０の左端部の傾斜面８７１がクランク部８１１の面８２０に接触した状態において、可動部材４０の右端部の傾斜面８７２がクランク部８１２の面８３１の先端に距離Ｌだけ離れた状態、すなわちすなわち空隙部分の磁気抵抗を小さくするようにクランク部８１２が設けられる。
【０１１３】
したがって、コイル５０に流れる電流の向きを逆にした場合における磁界を可動部材４０に容易に与えられるので、可動部材４０の右端部の傾斜面８７２がクランク部８１２の面８３０に接触した状態から可動部材４０の左端部の傾斜面８７１がクランク部８１１の面８２０に接触した状態への移行、すなわち、コイル５０への電流の方向切り換え時のトルクが増大し、アクチュエータ８０１の応答性を向上させることができる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施の形態のアクチュエータ８０１では、第１の実施の形態のアクチュエータ１と同様に、アクチュエータ８０１により駆動されるバルブ等の開閉動作の応答性を向上させることができる。また、本実施の形態のアクチュエータ８０１においては、第１の実施の形態のアクチュエータ１と比較して、回転軸４１を軸として時計回りおよび反時計回りに回転する際のトルクを均一化することができる。すなわち、第１の実施の形態のアクチュエータ１の場合、時計回りから反時計回りへ移行する場合に所定のトルクが必要となるが、第８の実施の形態のアクチュエータ８０１においては、可動部材４０の左右端部の傾斜面８７１，８７２のいずれか一方が、クランク部８１１，８１２の面８２１，８３１のいずれか一方に近接した状態となるので、時計回りから反時計回りへ移行する場合、または回転開始時においてトルクを増大させ、応答性を向上させることができる。
【０１１５】
具体的には、コイル５０に対して電流の流れる方向を切り替え開始時において、トルクが実施例１に比較して４０％向上し、回転の立ち上がりが速くなり、応答性が向上する。また、コイル５０に対して電流の流れる方向を切り替え終了時（図１８（ｃ）の状態）においては、トルクが１４％低減するが、回転動作として支障がない範囲にとどめることができる。
【０１１６】
また、上述の第８の実施の形態では、クランク部８１１，８１２の面８２１，８３１が直線となっているが、タブテール状、または空隙部分の磁気抵抗を小さくすることができる他の任意の形状で形成されていてもよい。また、第８の実施の形態では、可動部材４０の回転角度から面８２０、８３０および傾斜面８７１、８７２がそれぞれ傾斜した状態で形成されているが、これに限定されず、水平面または他の任意の形状であってもよい。また、第８の実施の形態においては、クランク部８１１，８１２が磁気飽和を発生させないように、所定の幅を持たせた状態にすることが好ましく、さらに面８２０，８２１，８３０，８３１が漏れ磁束径路を形成しないように所定の幅を持たせることが好ましい。また、面８２０および面８２１、または面８３０および面８３１との間隔が短い場合には、磁束の漏れが発生するため、磁束の漏れが発生しない程度で設計することが望ましい。
【０１１７】
また、第８の実施の形態におけるクランク部８１１，８１２の面８２１，８３１を設けて空隙部分の磁気抵抗を小さくする方法については、第１の実施の形態乃至第７の実施の形態におけるアクチュエータに対しても適用することができる。
【０１１８】
上記第１の実施の形態から第８の実施の形態において、第１の極１０が第１の電磁石の極に相当し、第２の極１１が第２の電磁石の極に相当し、第３の極１２が第３の電磁石の極に相当し、突起部４６が突起部に相当し、可動部材４０が可動部材に相当し、永久磁石３０が永久磁石に相当し、コイル５０がコイルに相当し、第２の電磁石の極１２がコイルを有しており磁束を生成する第２の電磁石の極に相当し、第３の電磁石の極１１がコイルを有しており磁束を生成する第３の電磁石の極に相当し、コイル１５２が第２の電磁石の極のコイルに相当し、コイル１５１が第３の電磁石の極のコイルに相当し、永久磁石２３１が第２の永久磁石に相当し、永久磁石２３２が第３の永久磁石に相当し、突出部３１１，３１２が略ダブテール形状の凹部に相当し、永久磁石４３１，４３２がＮ極とＳ極とに配置された永久磁石に相当し、クランク部８１１が第２の電磁石の極の先端部に相当し、クランク部８１２が第３の電磁石の極の先端部に相当し、面８１０が第１の面に相当し、面８１１が第２の面に相当し、面８２０が第３の面に相当し、面８２１が第４の面に相当し、傾斜面８７１，８７２が可動部材の上端面に相当する。
【０１１９】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の第１の実施の形態において、第１の極１０の先端面がＮ極の極性を有する磁極面とＳ極の極性を有する磁極面とに分かれるように永久磁石が配置されていればよく、永久磁石の形状、大きさ及び配置は変更可能である。また、上述の第７の実施の形態では、永久磁石６３１及び永久磁石６３２は、第１の極６１０及び第２の極６１１の軸と平行な磁極面を有しているが、第１の極６１０及び第２の極６１１の軸と傾斜した磁極面を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図２】図１のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図４】図３のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図６】図５のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図８】図７のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図１０】図９のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図１２】図１１のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図１３】本発明の第７の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図１４】図１３のアクチュエータの可動部材の回転動作を示している。
【図１５】本発明の第７の実施の形態に係るアクチュエータの変形例を示す図である。
【図１６】本発明の第８の実施の形態に係るアクチュエータの概略構成を示す図である。
【図１７】図１６のアクチュエータの可動部材の回転動作を示す図である。
【図１８】図１６のアクチュエータの可動部材の回転動作を示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１  アクチュエータ
１０、３１０、４１０  第１の磁極
１１  第２の磁極
１２  第３の磁極
３０  永久磁石
４０  可動部材
５０、１５１、１５２  コイル
２３１、２３２、４３１、４３２  永久磁石
６１０、７１０  第１の磁極
６１１、７１１  第２の磁極
６３１、６３２  永久磁石
６４０  可動部材
６５０  コイル
８２０，８２１，８３０，８３１  面
８７１，８７２  傾斜面
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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