JP3294501B2 - 回転型電磁アクチュエータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正回転コイルと逆
回転コイルとに入力されるパルス波のデューティ比を制
御することにより回転軸を所定角度に設定する回転型電
磁アクチュエータに関し、特に、自動車用エンジンの電
制スロットル弁、アイドルスピード制御弁等に用いて好
適な回転型電磁アクチュエータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来技術の回転型電磁アクチュ
エータは、回転軸と、該回転軸に設けられたマグネット
と、該マグネットと対向するように設けられたコア部材
と、該コア部材内に巻回して設けられ、前記マグネット
との間に形成される磁界によって前記回転軸を正回転さ
せる正回転コイルと、同じく前記コア部材内に巻回して
設けられ、前記マグネットとの間に形成される磁界によ
って前記回転軸を逆回転させる逆回転コイルとから構成
している。

【０００３】そして、この種の回転型電磁アクチュエー
タでは、正回転コイルと逆回転コイルとに一定の周期
（周波数）でＯＮ，ＯＦＦとなるパルス波を与え、この
パルス波のデューティ比を変えることによって、回転軸
の回動角度を調整するようにしていた。

【０００４】また、このように構成される回転型電磁ア
クチュエータを電制スロットル弁に用いたものとして
は、特開平５−１４９１５４号公報、特開平４−２３４
５３９号公報、特開平４−２３４５４０号公報等があ
り、これらの電制スロットル弁は、スロットル弁体の弁
軸を回転型電磁アクチュエータの回転軸として構成した
ものである。

【０００５】このような電制スロットル弁は、運転者が
アクセルペダルを踏込み操作すると、この操作量をアク
セル側のポテンショメータ等による開度センサで検出
し、スロットル弁体による弁開度は、検出されたアクセ
ル操作量に対応した弁開度となるように、回転型電磁ア
クチュエータによってスロットル弁体が開閉操作され
る。そして、電制スロットル弁では、スロットル弁側に
設けた弁開度を検出するポテンショメータ等のスロット
ルセンサに基づきスロットル弁体の開度をアクセル操作
量に対応させてフィードバック制御することにより、ス
ロットル弁体の弁開度をアクセル操作量に対応させて設
定するようにしている。

【０００６】また、スロットル弁体の弁開度の調整は、
回転型電磁アクチュエータの正回転コイルと逆回転コイ
ルとに入力されるパルス波のデューティ比を変えること
により行うようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による回転型電磁アクチュエータでは、前記各公
報に示されるように、弁軸にマグネットを取付け、該マ
グネットの外周にはコイルが巻回されたコア部材をケー
ス側に固定する構成となっている。このため、マグネッ
トとコア部材とを弁軸の径方向に配設しなければなら
ず、当該回転型電磁アクチュエータが大型化してしまう
という問題がある。

【０００８】また、前記回転型電磁アクチュエータを電
制スロットル弁、アイドルスピード制御弁等に用いた場
合には各弁が大きくなり、前記各弁はエンジンルーム内
に配置されるため、レイアウトが制限されてしまうとい
う問題がある。

【０００９】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はコイルが巻回されたコア部材
を、マグネットと対向させて回転軸の軸方向に配置した
から、小型化を図ることのできる回転型電磁アクチュエ
ータを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による回転型電磁
アクチュエータは、回転軸と、該回転軸に設けられたマ
グネットと、該マグネットと対向するように設けられた
コア部材と、該コア部材内に巻回して設けられ、前記マ
グネットとの間に形成される磁界により前記回転軸を正
逆回転させる正回転コイルおよび逆回転コイルとから構
成される。

【００１１】そして、上述した課題を解決するために、
請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記コア部材
を、筒状体として形成され、一側が開口部となり他側が
前記マグネットと対向する扇状蓋部となった筒状コア
と、該筒状コア内に配置され、一側が前記正回転コイル
と逆回転コイルが巻回される棒状部となり他側が該筒状
コアの扇状蓋部と組合せて前記マグネットと対向する扇
状蓋部となった棒状コアと、該棒状コアの棒状部の一端
側と前記筒状コアの開口部との間に配設され、該開口部
を施蓋する円板状体からなる板状コアとにより構成した
ことにある。

【００１２】上記構成により、前記コア部材では、筒状
コア、棒状コア、板状コアによって一つの磁路を形成し
ているから、正回転コイルと逆回転コイルとに所定周期
のパルス波を入力するとコア部材に磁束が流れ、当該コ
ア部材の両側端部となる筒状コアの扇状蓋部と棒状コア
の扇状蓋部とには異なった磁極が生じ、各扇状蓋部間に
は磁界が発生する。一方、回転軸に設けられたマグネッ
トからも磁界は発生しているから、該マグネットは該マ
グネットの磁界と前記扇状蓋部の磁界とにより吸引、反
発を起こして回転軸が回動する。また、前記正回転コイ
ルによって発生する磁界は、一方の扇状蓋部から他方の
扇状蓋部に流れ、逆回転コイルによって発生する磁界は
他方の扇状蓋部から一方の扇状蓋部に流れるようにして
いる。これにより、前記各コイルに入力されるパルス波
のデューティ比を制御すると、コア部材の一方の扇状蓋
部から発生する磁界の強さと他方の扇状蓋部から発生す
る磁界の強さとを調整でき、コア部材に対向するマグネ
ットが固着された回転軸を所定角度で回動保持すること
ができる。

【００１３】請求項２の発明では、マグネットを、コア
部材に対して着磁方向の異なる一対の扇状マグネットに
より円板状に形成し、前記筒状コアの扇状蓋部と棒状コ
アの扇状蓋部とはそれぞれ着磁方向の異なる扇状体に形
成している。

【００１４】上記構成により、一対の扇状マグネットで
は、表面がＮ極となった一方の扇状マグネットから表面
がＳ極となった他方の扇状マグネットに向けて磁界が常
に発生し、コア部材の各扇状蓋部間には前記正回転コイ
ルと逆回転コイルとに入力されるパルス波のデューティ
比に対応した磁界が発生する。そして、各扇状マグネッ
トが設けられた回転軸は、前記コア部材の各扇状蓋部間
に生じる磁界と各扇状マグネット間に生じる磁界とによ
る吸引、反発によって回動される。この際、マグネット
と扇状蓋部とを扇状に形成しているため、マグネットか
ら発生する磁界は、常時いずれか一方の扇状蓋部から発
生する磁界、または両方の扇状蓋部間に発生する磁界に
対して吸引、反発を起こさせることができる。

【００１５】請求項３の発明では、筒状コアを扇状蓋部
から開口部に向けて切削して形成した傾斜開口部を有す
ると共に、前記筒状コアの肉厚は開口部から扇状蓋部に
向けて漸次厚くなるように形成している。

【００１６】上記構成のように、筒状コアは傾斜開口部
によって該筒状コア内に収容される棒状コアに対する磁
束の干渉を防止して磁気洩れを低減すると共に、肉厚を
開口部から扇状蓋部に向けて漸次厚くなるように形成し
たから、一側の開口部から他側の扇状蓋部にかけて磁路
断面積を一定にできる。また、棒状コアは棒状部から扇
状蓋部に向けてテーパ面を形成しているから、磁路断面
積を保ちつつ棒状部の他側に扇状蓋部を形成できる。さ
らに、板状コアは外周から内周に向けて厚くなる円錐状
に形成したから、磁路断面積を保ちつつ筒状コアと棒状
コアとの間を施蓋することができる。これにより、筒状
コア、棒状コア、板状コアからなるコア部材の磁束の流
れに対して断面積を一定にした磁路を確保でき、コア部
材に生じる磁束洩れを低減する。

【００１７】請求項４の発明では、コア部材を構成する
筒状コア、棒状コア、板状コアを、電磁ステンレスによ
って形成したことにある。

【００１８】上記構成により、渦電流を小さくでき、コ
ア部材に磁束を発生させるときの駆動電流を小さくして
応答速度を速めることができる。また、冷間鍛造による
製造を可能にできる。

【００１９】請求項５の発明では、棒状コアの棒状部の
外周面には、該外周面に沿ってそれぞれ軸方向に延び該
外周面を等間隔に区切る複数本のスリットを形成してい
る。

【００２０】上記構成により、コア部材には、正回転コ
イルによる磁束の方向と逆回転コイルによる磁束の方向
とは正反対になり、該各コイルに所定周波数のパルス信
号を入力することにより、コア部材に流れる磁束の方向
を交互に変えている。このため、コア部材の外周側には
渦電流が発生する。そこで、棒状コアの棒状部外周面に
複数本のスリットを形成して、外周側の渦電流を小さい
渦電流として該渦電流によるエネルギを小さくして磁束
の洩れを低減できる。

【００２１】請求項６の発明では、筒状コアの扇状蓋部
と前記棒状コアの扇状蓋部とには、それぞれの扇状蓋部
を等間隔に区切るスリットを径方向に形成している。

【００２２】上記構成により、扇状蓋部の表面に発生す
る渦電流を小さい渦電流として該渦電流によるエネルギ
を小さくして磁束の洩れを低減できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
添付図面に従って詳細に説明する。

【００２４】本発明による実施例を図１ないし図１９に
示すに、本実施例では本発明による回転型電磁アクチュ
エータを用いた電制スロットル弁を例に挙げて説明す
る。

【００２５】図中、１は吸気通路となる吸気管で、該吸
気管１は自動車に搭載されるエンジン本体の吸気側（い
ずれも図示せず）に接続されている。

【００２６】２は吸気管１の途中に設けられたスロット
ル弁を示し、該スロットル弁２は電制スロットル弁の動
作部をなし、該スロットル弁２は、前記吸気管１内の流
通面積を変化させるべく後述の回転軸１４に固着された
バタフライ式のスロットル弁体３と、該スロットル弁体
３を開閉動作させる回転型電磁アクチュエータ１１と、
前記スロットル弁体３の弁開度を検出してコントロール
ユニット５に検出開度を出力するポテンショメータ等か
らなるスロットルセンサ４とから大略構成されている。

【００２７】５はコントロールユニットで、該コントロ
ールユニット５は電制スロットル弁の制御部をなし、該
コントロールユニット５はマイクロコンピュータにより
構成され、入力側には前記スロットルセンサ４、回転型
電磁アクチュエータ１１の後述する正回転コイル２８、
逆回転コイル２９およびアクセルペダル側に設けられた
開度センサ（図示せず）等が接続され、出力側には一対
のトランジスタ６Ａ，６Ｂからなる駆動回路６等が接続
されている。

【００２８】また、該コントロールユニット５には、フ
ィードバック制御を行うプログラム等が内蔵され、この
プログラムは、スロットルセンサ４からの開度信号、正
回転コイル２８、逆回転コイル２９に入力される電流値
に基づいて駆動回路６のトランジスタ６Ａ，６Ｂに出力
する制御信号を演算し、該制御信号によって駆動回路６
を動作させることにより回転軸１４の回動を調整するも
のである。この結果、スロットル弁体３の開度を、アク
セルペダル側の開度センサから入力されたアクセル操作
量に対応させて設定することができる。

【００２９】また、７はスロットルレバーで、該スロッ
トルレバー７は回転軸１４の他端側に取付けられ、該ス
ロットルレバー７にはばね８，９が一側を係止されて配
設され、該ばね８はスロットル弁体３が閉弁位置となる
ように作用し、ばね９はスロットル弁体３が開弁位置と
なるように作用する。これにより、スロットル弁体３は
ばね８，９によって中立位置となるように設定され、こ
の中立位置はスロットル弁２の全閉位置よりも若干開い
た位置となっている。

【００３０】次に、図２ないし図１４に基づいて本実施
例に用いられる回転型電磁アクチュエータについて説明
する。

【００３１】図中、１１は本実施例による回転型電磁ア
クチュエータ、１２は該回転型電磁アクチュエータ１１
の外形をなす筒状のケーシングを示し、該ケーシング１
２の途中には軸挿通穴１３Ａを有する回転軸支持板１３
が形成されている。

【００３２】１４はスロットル弁体３を回転する回転軸
で、該回転軸１４は前記回転軸支持板１３の軸挿通穴１
３Ａ内に回転可能に挿通され、該回転軸１４の一側には
円板状のマグネット取付板１５が固着され、他側には前
記スロットル弁体３が固着されている。また、該回転軸
１４の一側はケーシング１２内に挿入され、他側は該ケ
ーシング１２から突出して吸気管１内に延設されてい
る。

【００３３】１６はマグネットを示し、該マグネット１
６は、図３に示すように、回転軸１４の一側に固着され
た円板状のマグネット取付板１５に固着された一対の扇
状マグネット１６Ａ，１６Ｂからなる。そして、該扇状
マグネット１６Ａ，１６Ｂのうち、一方の扇状マグネッ
ト１６Ａは表面がＮ極となり、他方の扇状マグネット１
６Ｂは表面がＳ極となり、前記マグネット取付板１５上
の端面に位置して取付けられている。なお、扇状マグネ
ット１６Ａ，１６Ｂの開き角度はいずれもθ1となって
いる。

【００３４】１７は全体として略円柱状をなすコア部材
で、該コア部材１７はマグネット１６と対向し、かつ前
記回転軸１４の軸線上に位置するようにケーシング１２
の一側に挿嵌して設けられている。そして、コア部材１
７は、筒状コア１８、棒状コア２３および板状コア２６
から構成され、該筒状コア１８、棒状コア２３および板
状コア２６はいずれも電磁ステンレスによって形成され
ている。

【００３５】１８はコア部材１７の外形をなす筒状コア
を示し、該筒状コア１８は、図５ないし図７に示すよう
に、一側から他側に向けて肉厚寸法が漸次厚くなるよう
に形成された筒状体１９と、該筒状体１９の一側に形成
された開口部２０と、前記筒状体１９の他側に位置して
前記マグネット１６と対向するように扇状に形成された
扇状蓋部２１（図５参照）と、該扇状蓋部２１から開口
部２０に向けて前記筒状体１９の一部を切削して形成し
た傾斜開口部２２（図４参照）とから構成されている。

【００３６】ここで、前記扇状蓋部２１は、扇状のマグ
ネット対向面２１Ａと、該マグネット対向面２１Ａと筒
状体１９とを連結するテーパ面２１Ｂと、前記マグネッ
ト対向面２１Ａの扇状を２分割するように、径方向内側
から外側に向けて貫通するスリット２１Ｃとからなる。
なお、前記扇状蓋部２１の開き角度はθ2 となってい
る。

【００３７】また、前記筒状体１９の肉厚寸法は、開口
部２０から扇状蓋部２１に向けて漸次厚くなるように形
成することにより、図６に示す開口部２０側よりの仮想
断面の面積Ｓ1 と、図７に示す扇状蓋部２１よりの仮想
断面の面積Ｓ2 とは、いずれの軸方向位置でも断面積は
ほぼ一定となる。

【００３８】さらに、前記扇状蓋部２１には、扇を二分
割するように径方向内側から外側に向けて貫通するスリ
ット２１Ｃが形成されている。なお、前記マグネット対
向面２１Ａの開き角度はθ2 となっている。

【００３９】２３は棒状コアを示し、該棒状コア２３
は、図５，図１０ないし図１２に示すように、前記筒状
コア１８内に収容され、前記正回転コイル２８と逆回転
コイル２９とがコイルボビン３０を介して巻回される棒
状部２４と、該棒状部２４の他側に位置して前記扇状蓋
部２１と組合されて同一平面となって前記マグネット１
６と対向するように扇状に形成された扇状蓋部２５（図
５参照）とから構成されている。

【００４０】ここで、前記扇状蓋部２５は、扇状のマグ
ネット対向面２５Ａと、扇状蓋部２５Ａと棒状部２４と
を連結するテーパ面２５Ｂと、前記マグネット対向面２
５Ａの扇状を２分割するように、径方向外側から内側に
向けて貫通するスリット２５Ｃとからなる。なお、前記
マグネット対向面２５Ａの開き角度はθ3 となってい
る。

【００４１】また、前記棒状部２４の外周面には９０°
置きに４本のスリット２４Ａが軸方向に形成されてい
る。

【００４２】２６は板状コアを示し、該板状コア２６は
高さの低い円錐状をなし、中央部には前記棒状コア２３
の棒状部２４が挿嵌される軸部挿嵌穴２７が形成されて
いる。また、該板状コア２６は前記軸部挿嵌穴２７内に
棒状コア２３の棒状部２４一端側を挿嵌すると共に、板
状コア２６の外周を前記筒状コア１８の開口部２０に挿
嵌させることにより、開口部２０と棒状部２４との間の
環状空間を閉塞するようにしている。さらに、該板状コ
ア２６を円錐状に形成することにより、該板状コア２６
の半径方向に向けて高さ寸法が順次短くなると共に周方
向の長さ寸法が順次長くなるから、図１３に示す径方向
寸法の小さい仮想外周の表面積Ｓ3 と、図１４に示す径
方向寸法の大きい仮想外周の表面積Ｓ4 とは、いずれの
半径位置でも周方向の表面積は一定となる。

【００４３】２８は正回転コイル、２９は逆回転コイル
をそれぞれ示し、該正回転コイル２８と逆回転コイル２
９とはコイルボビン３０を介して前記棒状コア２３の棒
状部２４に巻回され、該コイルボビン３０には正回転コ
イル２８が内側に、逆回転コイル２９が外側にそれぞれ
巻回されている。そして、該正回転コイル２８は前述し
た電制スロットル弁装置では閉コイルとして作動し、該
逆回転コイル２９は開コイルとして作動する。

【００４４】また、前記扇状マグネット１６Ａ，１６Ｂ
の開き角度θ1 、筒状コア１８のマグネット対向面２１
Ａの開き角度θ2 、棒状コア２３のマグネット対向面２
５Ａの開き角度θ3 との関係について述べると、角度θ
1 〜θ3 は、適用される装置即ち本実施例ではスロット
ル弁体３の作動角αと組込みバラツキ角βに対して、下
記の数１のように設定すれば、最適な磁界を発生して弁
開度の調整を正確に行うことができる。

【００４５】

【数１】α＋β≦１８０°−｛（θ3 −θ1 ）＋２（１
８０°−θ2 ）｝

【００４６】なお、本実施例では、α＝８３°、β＝２
７°としたときに、θ1 ＝１２０°、θ2 ＝θ3 ＝１７
０°に設定されている。

【００４７】ここで、前述したように構成される回転型
電磁アクチュエータ１１の動作について、図１５および
図１６に基づいて説明する。

【００４８】まず、正回転コイル２８のみに電流を入力
した場合には、コア部材１７の棒状コア２３のマグネッ
ト対向面２５ＡにはＮ極、筒状コア１８のマグネット対
向面２１ＡにはＳ極が着磁し、マグネット対向面２５Ａ
からマグネット対向面２１Ａに向けて磁界が発生する。
一方、マグネット１６の扇状マグネット１６Ａ，１６Ｂ
間には常にＮ極の扇状マグネット１６ＡからＳ極の扇状
マグネット１６Ｂに向けて磁界が発生している。このた
め、図１５のようにマグネット１６の扇状マグネット１
６Ａ，１６Ｂがコア部材１７の対向面２１Ａ，２５Ａに
対して中立にあるときには、対向面２１Ａ，２５Ａから
発生する磁界と扇状マグネット１６Ａ，１６Ｂによる磁
界によって、マグネット１６に吸引、反発を起こさせて
回転軸１４を矢示方向（時計方向）に回動させる。

【００４９】一方、逆回転コイル２９にのみに電流を入
力した場合には、前述とは反対に、コア部材１７の棒状
コア２３のマグネット対向面２５ＡにはＳ極、筒状コア
１８のマグネット対向面２１ＡにはＮ極が着磁してマグ
ネット対向面２１Ａからマグネット対向面２５Ａに向け
て磁界が発生する。従って、図１６のように対向面２１
Ａ，２５Ａから発生する磁界と扇状マグネット１６Ａ，
１６Ｂによる磁界によって、マグネット１６に吸引、反
発を起こさせて回転軸１４を矢示方向（反時計方向）に
回動させる。

【００５０】このように、本実施例による回転型電磁ア
クチュエータ１１では、所定周波数（例えば３００Ｈz
）のパルス波の相反した信号を、正回転コイル２８と
逆回転コイル２９とにそれぞれ入力するようにしている
から、正回転コイル２８に入力される信号がＯＮのとき
には、逆回転コイル２９に入力される信号はＯＦＦとな
り、正回転コイル２８に入力される信号がＯＦＦのとき
には、逆回転コイル２９に入力される信号はＯＮとな
る。これにより、正回転コイル２８に入力されるパルス
波がＯＮのときには正回転コイル２８から発生する磁界
により回転軸１４は時計方向へ回動し、ＯＦＦのときに
は逆回転コイル２９から発生する磁界により回転軸１４
は半時計方向への回動を行う。しかし、実際には、この
回転軸１４の回動は、パルス波のＯＮ，ＯＦＦに追従し
て動作することはできず、パルス波のデューティ比に対
応した位置で回転軸１４は回動保持することになる。

【００５１】即ち、パルス波のデューティ比が５０％の
ときには、図１５による回転軸１４の回動と図１６によ
る回転軸１４の回動とが打ち消し合うことになり、回転
軸１４は図示の中立位置で停止した状態のまま保持され
る。

【００５２】一方、パルス波のデューティ比を正回転コ
イル２８に入力されるＯＮ状態を長くして入力したとき
には、図１５のように回転軸１４は時計方向となる矢示
方向に回動して所定位置で保持される。

【００５３】また、パルス波のデューティ比を逆回転コ
イル２９に入力されるＯＮ状態を長くして入力したとき
には、図１６のように回転軸１４は反時計方向となる矢
示方向に回動して所定位置で保持される。

【００５４】次に、このように動作する回転型電磁アク
チュエータ１１の構成部品の特徴について述べる。

【００５５】まず、回転型電磁アクチュエータ１１で
は、回転軸１４の軸線上にマグネット１６に対向するコ
ア部材１７を配置したから、従来技術の回転型電磁アク
チュエータのように、マグネットの外周にコア部材を設
ける必要がなくなり、当該回転型電磁アクチュエータ１
１の径方向寸法を小さくでき、小型化を図ることができ
る。

【００５６】また、マグネット１６を一対の扇状マグネ
ット１６Ａ，１６Ｂとし、該扇状マグネット１６Ａ，１
６Ｂのうち表面がＮ極となった一方の扇状マグネット１
６Ａから表面がＳ極となった他方の扇状マグネット１６
Ｂに向けて磁界が常に発生し、コア部材１７のマグネッ
ト対向面２１Ａ，２５Ａ間には前記正回転コイル２８と
逆回転コイル２９とに入力されるパルス波のデューティ
比に対応した磁界が発生する。これにより、回転軸１４
は、前記コア部材１７のマグネット対向面２１Ａ，２５
Ａ間に生じる磁界と扇状マグネット１６Ａ，１６Ｂ間に
生じる磁界とによって吸引、反発して回動させることが
できる。

【００５７】この際、前記扇状マグネット１６Ａ，１６
Ｂと扇状蓋部２１，２５とを扇状に形成しているから、
マグネット１６から発生する磁界は、常時いずれか一方
の扇状蓋部２１（２５）から発生する磁界、または扇状
蓋部２１，２５（マグネット対向面２１Ａ，２５Ａ）間
に発生する磁界に対して吸引、反発を確実に起こさせる
ことができる。

【００５８】また、前記コア部材１７は、筒状コア１
８、棒状コア２３、板状コア２６の３部材から一つ磁路
を形成してから、前記棒状コア２３の棒状部２４に正回
転コイル２８と逆回転コイル２９とを巻回するようにし
ている。これにより、該正回転コイル２８と逆回転コイ
ル２９とに電流を入力すると、当該コア部材１７の両端
部となりかつ組合せて同一平面上となった扇状のマグネ
ット対向面２１Ａとマグネット対向面２５Ａとにはそれ
ぞれ異なった磁極が生じ、該対向面２１Ａ，２５Ａ間に
磁界を発生させることができる。

【００５９】しかも、異なった磁極となる筒状コア１８
と棒状コア２３とは、筒状コア１８の傾斜開口部２２に
よって確実に離間されているから、筒状コア１８と棒状
コア２３との間の磁気干渉をなくすことができ、磁気洩
れを低減できる。

【００６０】また、筒状コア１８は、筒状体１９に傾斜
開口部２２を形成すると共に、該筒状体１９の肉厚寸法
を開口部２０から扇状蓋部２１に向けて漸次厚くなるよ
うに形成し、棒状コア２３は棒状部２４と扇状蓋部２５
との間にテーパ面２５Ｂを形成し、さらに板状コア２６
は外側から内側に向けて厚くなる円錐状に形成している
から、コア部材１７中を流れる磁束は常に一定の磁路断
面積（最小磁路断面積）を通過させることができ、コア
部材１７から外部への磁気洩れを低減することができ
る。

【００６１】さらに、前記コア部材１７を構成する筒状
コア１８、棒状コア２３、板状コア２６を電磁ステンレ
スによって形成したから、コア部材１７内に発生する渦
電流を小さくして駆動電流を小さくすることができ、回
転軸１４の応答性を高めることができる。また、電磁ス
テンレスは冷間鍛造が可能となり、製造コストが低減す
ることができる。なお、本実施例では、コア部材１７を
電磁ステンレスで形成するものとしてが、珪素鋼または
電磁軟鉄でもよく、さらにこれら珪素鋼または電磁軟鉄
と同等の電気特性を有する材料（例えば、純鉄）の粉末
を焼結合金として使用してもよい。

【００６２】一方、コア部材１７中を流れる磁界の方向
は、正回転コイル２８と逆回転コイル２９によって交互
に発生しているから、棒状部２４にスリット２４Ａが形
成されていない場合には、図１７に示すような渦電流Ｉ
0 が発生する。しかし、本実施例による棒状コア２３の
棒状部２４の外周面には、図１８に示すように、９０°
置きに４本のスリット２４Ａが形成されているから、棒
状部２４の外周に発生する渦電流を個々に緩衝する４個
の渦電流Ｉ1 として発生させ、磁気洩れを低減すること
ができる。さらに、渦電流を抑制することにより、磁束
の方向切換の応答性を高めることができる。

【００６３】また、図１９の変形例に示すように、棒状
コア２３′の棒状部２４′外周面に４５度置きに８本の
スリット２４Ａ′を形成することによっても、棒状部２
４′の外周に発生する渦電流を個々に緩衝する８個の渦
電流Ｉ1 ′として発生させ、磁気洩れを低減して渦電流
を抑制することができる。

【００６４】然るに、本実施例によるコア部材１７を、
筒状コア１８、棒状コア２３、板状コア２６の３部材か
ら構成することにより、当該コア部材１７中を流れる磁
束の洩れを低減し、扇状蓋部２１と扇状蓋部２５とから
異なる磁界を効率よく発生することができる。これによ
り、回転型電磁アクチュエータ１１による回転軸１４の
回動動作の応答性を高めることができる。

【００６５】さらに、図５に示すように、前記コア部材
１７の扇状蓋部２１には扇を二分割するスリット２１Ｃ
を形成し、前記扇状蓋部２５には扇を二分割するスリッ
ト２５Ｃを形成したから、前述した棒状部２４に形成し
たスリット２４Ａと同様に、扇状蓋部２１と扇状蓋部２
５とに発生する渦電流をそれぞれ２個の渦電流Ｉ2 とし
て発生させ、磁気洩れを低減して渦電流を抑制すること
ができる。

【００６６】かくして、本実施例では、前述の如く構成
された回転型電磁アクチュエータ１１を電制スロットル
弁に用いることにより、回転型電磁アクチュエータ１１
はコア部材１７を回転軸１４の軸線上に位置して配設し
たから、当該回転型電磁アクチュエータ１１を小型化す
ることができ、エンジンルーム内に電制スロットル弁を
配設するときのレイアウトも容易に行うことができる。
さらに、電制スロットル弁のメンテナンス性を高めるこ
とができる。

【００６７】なお、前記実施例では、回転型電磁アクチ
ュエータ１１を電制スロットル弁に用いるものとして述
べたが、本発明はこれに限らず、アイドルスピード制御
弁等に用いてもよいことは勿論である。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、回転軸側のマグネットと対向するように設けるコ
ア部材を、筒状体として形成され一側が開口部となり他
側が前記マグネットと対向する扇状蓋部となった筒状コ
アと、該筒状コア内に配置され一側が正回転コイルと逆
回転コイルを巻回するための棒状部となり他側が該筒状
コアの扇状蓋部と組合せて前記マグネットと対向する扇
状蓋部となった棒状コアと、該棒状コアの棒状部の一端
側と前記筒状コアの開口部との間に配設され該開口部を
施蓋する円板状体からなる板状コアとにより構成してい
るので、前記各コイルに入力されるパルス波のデューテ
ィ比を制御することにより、コア部材の筒状コアの扇状
蓋部から発生する磁界の強さと棒状コアの扇状蓋部から
発生する磁界の強さとを調整でき、マグネットから発生
する磁界との関係から、回転軸を所定角度で回動保持す
ることができる。

【００６９】請求項２の発明では、マグネットを一対の
扇状マグネットとして形成すると共に、コア部材の各扇
状蓋部も扇状に形成したから、扇状マグネットが設けら
れた回転軸は、前記コア部材の各扇状蓋部間に生じる磁
界と各扇状マグネット間に生じる磁界との作用によって
回動され、この際、マグネットから発生する磁界は、常
時いずれか一方の扇状蓋部から発生する磁界、または両
方の扇状蓋部間に発生する磁界に対して作用させること
ができ、常に各磁界によって回転軸を回動制御すること
ができる。

【００７０】請求項３の発明では、コア部材を構成する
筒状コアの形状、棒状コアの形状、板状コアの形状によ
って、コア部材の磁束の流れに対して断面積を一定にし
た磁路を確保でき、コア部材から生じる磁束洩れを低減
して磁界を効率良く発生させることができ、回転軸の回
動応答性を高めることができる。

【００７１】請求項４の発明では、コア部材を構成する
筒状コア、棒状コア、板状コアを、電磁ステンレスによ
って形成することにより、コア部材中に生じる渦電流を
小さくでき、コア部材に磁束を発生するための駆動電流
を小さくして応答速度を速めることができる。また、冷
間鍛造による製造を可能にでき製造コストを低減するこ
とができる。

【００７２】請求項５の発明では、コア部材の外周側に
は複数本のスリットを形成したから、外周側に発生する
渦電流を小さい渦電流にして渦電流を抑制し、磁束の方
向切換の応答性を高め、回転軸の回動動作をスムーズに
行うことができる。

【００７３】請求項６の発明では、筒状コアの扇状蓋部
と棒状コアの扇状蓋部とに、扇を等間隔に区切るスリッ
トを形成したから、扇状蓋部の表面に発生する渦電流を
小さい渦電流として該渦電流によるエネルギを小さくし
て磁束の洩れを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による回転型電磁アクチュエー
タを用いた電制スロットル弁を示す全体構成図である。

【図２】図１中の回転型電磁アクチュエータを示す縦断
面図である。

【図３】マグネットの形状を示す正面図である。

【図４】本実施例によるコア部材を示す分解斜視図であ
る。

【図５】コア部材の一対の扇状蓋部を示す正面図であ
る。

【図６】筒状コアの縦断面図である。

【図７】筒状コアの正面図である。

【図８】筒状コアの任意の軸方向位置における仮想断面
を示す説明図である。

【図９】筒状コアの任意の軸方向位置における仮想断面
を示す説明図である。

【図１０】棒状コアの側面図である。

【図１１】棒状コアの正面図である。

【図１２】棒状コアの背面図である。

【図１３】板状コアの任意の半径位置における仮想外周
を示す説明図である。

【図１４】板状コアの任意の半径位置における仮想外周
を示す説明図である。

【図１５】回転型電磁アクチュエータによる回転軸の時
計方向への回動を示す説明図である。

【図１６】回転型電磁アクチュエータによる回転軸の反
時計方向への回動を示す説明図である。

【図１７】外周面にスリットの形成されていない棒状部
に発生する渦電流を示す説明図である。

【図１８】本実施例による外周面にスリットが形成され
た棒状部に発生する渦電流を示す説明図である。

【図１９】本実施例の変形例として外周面に８本のスリ
ットが形成された棒状部に発生する渦電流を示す説明図
である。

【符号の説明】

１１ 回転型電磁アクチュエータ １２ ケーシング １４ 回転軸 １６ マグネット １６Ａ，１６Ｂ 扇状マグネット １７ コア部材 １８ 筒状コア １９ 筒状体 ２０ 開口部 ２１ 扇状蓋部 ２１Ａ，２５Ａ マグネット対向面 ２１Ｂ，２５Ｂ テーパ面 ２１Ｃ，２４Ａ，２５Ｃ スリット ２２ 傾斜開口部 ２３ 棒状コア ２４ 棒状部 ２５ 扇状蓋部 ２６ 板状コア ２８ 正回転コイル ２９ 逆回転コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 圭一 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社 ユニシアジェックス内 (56)参考文献 特開 平１−232128（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36521（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54864（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 33/00 F02D 9/02 F02D 41/20 H02K 7/14 H02K 21/14

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、該回転軸に設けられたマグネ
   ットと、該マグネットと対向するように設けられたコア
   部材と、該コア部材に巻回して設けられ、前記マグネッ
   トとの間に形成される磁界により前記回転軸を正逆回転
   させる正回転コイルおよび逆回転コイルとからなる回転
   型電磁アクチュエータにおいて、 前記コア部材は、筒状体として形成され、一側が開口部
   となり他側が前記マグネットと対向する扇状蓋部となっ
   た筒状コアと、 該筒状コア内に配置され、一側が前記正回転コイルと逆
   回転コイルが巻回される棒状部となり他側が該筒状コア
   の扇状蓋部と組合せて前記マグネットと対向する扇状蓋
   部となった棒状コアと、 該棒状コアの棒状部の一端側と前記筒状コアの開口部と
   の間に配設され、該開口部を施蓋する円板状体からなる
   板状コアとにより構成したことを特徴とする回転型電磁
   アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記マグネットは、前記コア部材に対し
   て着磁方向の異なる一対の扇状マグネットにより円板状
   に形成し、前記筒状コアの扇状蓋部と棒状コアの扇状蓋
   部とはそれぞれ着磁方向の異なる扇状体に形成してなる
   請求項１記載の回転型電磁アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記筒状コアは扇状蓋部から開口部に向
   けて切削して形成した傾斜開口部を有すると共に、前記
   筒状コアの肉厚は開口部から扇状蓋部に向けて漸次厚く
   なるように形成してなる請求項１または２記載の回転型
   電磁アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記コア部材を構成する筒状コア、棒状
   コア、板状コアは、電磁ステンレスによって形成してな
   る請求項１，２または３記載の回転型電磁アクチュエー
   タ。
5. 【請求項５】 前記棒状コアの棒状部の外周面には、該
   外周面に沿ってそれぞれ軸方向に延び該外周面を等間隔
   に区切る複数本のスリットを形成してなる請求項１，
   ２，３または４記載の回転型電磁アクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記筒状コアの扇状蓋部と前記棒状コア
   の扇状蓋部とには、それぞれの扇状蓋部を等間隔に区切
   るスリットを径方向に形成してなる請求項１ ，２，３，
   ４または５記載の回転型電磁アクチュエータ。