JPH04364350A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用ショックアブ
ソーバの減衰力を多段階に切換える減衰力可変サスペン
ション等に用いるアクチュエータに関し、特にフィード
バック系を用いず多段階に回動角度を設定するアクチュ
エータに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用減衰力可変ショックアブソーバ用
アクチュエータとしては、従来、例えば実公昭６２−２
４８５０号公報に記載されているように、アクチュエー
タの出力軸に固定された棒状の永久磁石と、この永久磁
石の両端の外側で相互に円周方向に離間して配置され、
かつ上記出力軸の中心に対して対称の位置に相互に対向
して設けられた複数対の電磁石を有するステータを備え
、この複数対の電磁石の一対を選択して励磁することに
より、永久磁石を吸引し出力軸を回動させるようにした
ものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のアクチュエータ
は上記のように複数対の電磁石のうち永久磁石停止先の
一対の電磁石を永久磁石が吸引する方向に励磁させて永
久磁石を吸引停止させるようになっているので、停止位
置付近でのトルク減少とショックアブソーバの摩擦負荷
のため停止位置に正確に停止しないという問題があった
。また停止位置において通電をＯＦＦしたときの保持ト
ルクが小さく、そのため、この無通電時に位置ずれを起
こしやすいという問題点もあった。

【０００４】この発明は上記問題点を解消するためにな
されたもので、永久磁石の停止位置精度を向上させるこ
とができ、例えばショックアブソーバ内のオイル通路面
積を高精度に切り換えることのできるアクチュエータを
得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るアクチュ
エータは、ハウジングと、このハウジング内に回転可能
に装着された永久磁石と、円周方向に突極部および開口
部が交互に形成され前記永久磁石から径方向に離間して
前記ハウジング内に固定されたステータと、このステー
タに巻装されたコイルを、このコイルの通電を切り換え
る通電切換手段とを備えたアクチュエータにおいて、前
記永久磁石を極対数の２倍の円弧状平行異方性セグメン
トで構成するとともに、前記永久磁石セグメントの円周
方向中心部に磁極反転部を形成し、永久磁石回動後の停
止先で前記永久磁石の磁極反転部に対向するステータ開
口部両側のコイルに各々前記永久磁石を吸引する磁界を
発生するよう前記通電切換手段を接続したことを特徴と
する。

【０００６】

【作用】この発明においては、平行異方性永久磁石の円
周方向中央部で磁極を反転することにより、磁極反転部
付近で磁束が永久磁石表面に対して直角に入り込むか、
あるいは出ていくので磁極反転部付近の空隙磁束密度が
最大になり、停止位置付近での発生トルクおよび保持ト
ルクが大きくなり、無通電時での位置ずれを起こすこと
もない。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図１０によってこの発明の一実
施例を説明する。図１および図２は減衰力可変ショック
アブソーバの切換ロッドを回転調整するためのアクチュ
エータま構造を示し、図１は縦断面図、図２は図１のＡ
−Ａ線断面図を示す。このアクチュエータのハウジング
１には中心部に軸受２が固定され、この固定軸２の外周
には４個の円弧状セグメント４ａ〜４ｄからなる永久磁
石４を保持するヨーク３が回転可能に支承されている。 上記永久磁石４のセグメント４ａ〜４ｄの円周方向中央
部には磁極がＳ極からＮ極、あるいはＮ極からＳ極に切
換わる磁極反転部５ａ〜５ｄが形成され、２極対（４極
）に着磁されている。また永久磁石４のセグメント４ａ
〜４ｄは平行異方性になるよう磁場成形されている。 ６は上記ヨーク３の中心に設けた出力軸で、この出力軸
６に固定されたピン７が上記ヨーク３の溝３ａに係合す
ることによって上記永久磁石４、ヨーク３および出力軸
６が一体回転する回転子となる。

【０００８】一方ハウジング１には上記永久磁石４の外
周から径方向に離間してステータ８が固定されている。 このステータ８には、円周方向に等ピッチで相互に離間
した６個の突極部８ａ〜８ｆとその離間部である開口部
８ｇ〜８ｌが形成され、それぞれの突極部８ａ〜８ｆに
第１から第６のコイル９〜１４が巻装されることによっ
て６個の電磁石が構成されている。また上記コイル９〜
１４は図３に示すように、相互に対向する第１の突極部
８ａと第４の突極部８ｄに巻装された第１および第４の
コイル９，１２が直列に接続され、同様に第２の突極部
８ｂと第５の突極部８ｅの第２および第５のコイル１０
，１３および第３の突極部８ｃと第６の突極部８ｆの第
３および第６のコイル１１，１４が各々直列に接続され
ている。そして第１、第２および第３の各コイル９，１
０，１１は通電切換手段１６、ヒューズ１７、イグニッ
ションスイッチ１８を介してバッテリ１９に接続されて
いる。

【０００９】通電切換手段１６は図４に示すように第１
〜第３の可動接点１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有する選択
スイッチ１５を備えている。この選択スイッチ１５はシ
ョックアブソーバの減衰力をハード（Ｈ）、ミディアム
（Ｍ）およびソフト（Ｓ）の各モードに切換えるための
選択を行うものであって、第１の可動接点１５ａは３個
の固定接点１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに、第２の可動接点
１５ｂは別の３個の固定接点１５ｇ，１５ｈ，１５ｉに
、第３の可動接点１５ｃはさらに別の３個の固定接点１
５ｊ，１５ｋ，１５ｌに切換え可能で、これら３個の可
動接点１５ａ〜１５ｃが連動して切換わるように構成さ
れている。

【００１０】ここで選択スイッチ１５は３個の可動接点
１５ａ〜１５ｃが図４に示すように第１の固定接点１５
ｄ，１５ｇ，１５ｊに切換えられているときソフトモー
ド（Ｓ）となり、可動接点１５ａ〜１５ｃが図５に示す
ように第２の固定接点に切換えられているときハードモ
ード（Ｈ）となり、可動接点１５ａ〜１５ｃが図６に示
すように第３の固定接点１５ｆ，１５ｉ，１５ｌに切換
えられているときミディアムモード（Ｍ）となる。なお
図４〜図６中、２０はショックアブソーバのコントロー
ルロッド角度を示す。

【００１１】通電切換手段１６の上記第１の可動接点１
５ａは前記第１のコイル８に、第２の可動接点１５ｂは
第２のコイル１０に、第３の可動接点１５ｃは第３のコ
イル１１にそれぞれ接続されている。そして、第１の可
動接点１５ａに対する第２の固定接点１５ｅ、第２の可
動接点１５ｂに対する第３の固定接点１５ｉおよび第３
の可動接点１５ｃに対する第１の固定接点１５ｊはヒュ
ーズ１７、イグニッションスイッチ１８を介してバッテ
リ１９のプラス端子に接続されている。

【００１２】また、第１の可動接点１５ａに対する第１
の固定接点１５ｄ、第２の可動接点１５ｂに対する第２
の固定接点１５ｈおよび第３の可動接点１５ｃに対する
第３の固定接点１５ｌはバッテリ１９のマイナス端子に
接続されている。また、第１の可動接点１５ａに対する
第３の固定接点１５ｆ、第２の可動接点１５ｂに対する
第１の固定接点１５ｇおよび第３の可動接点１５ｃに対
する第２の固定接点１５ｋはオープンとされている。

【００１３】ここで、例えば図４に示すソフトモード（
Ｓ）から図５に示すハードモード（Ｈ）に切換えると、
通電切換手段１６により各可動接点１５ａ，１５ｂ，１
５ｃがそれぞれ第２の固定接点１５ｅ，１５ｈ，１５ｋ
に接続される。そして電流はイグニッションスイッチ１
８、ヒューズ１７、固定接点１５ｅ、第１の可動接点１
５ａ、第１のコイル９、第４のコイル１２、第５のコイ
ル１３、第２のコイル１０、第２の可動接点１５ｂ、固
定接点１５ｈを順に流れステータ８の第１の突極部８ａ
および第４の突極部８ｄはＮ極となり、第２および第５
の突極部８ｂ，８ｅはＳ極となる。ソフトモード（Ｓ）
からハードモード（Ｈ）へ切換開始時、すなわち永久磁
石４の位置がソフトモード（Ｓ）で通電状態がハードモ
ード（Ｈ）の状態を図７に示す。このとき第１および第
４の突極部８ａ，８ｄのＮ極と永久磁石４のＮ極５ｅ，
５ｆが反発し、また、第２および第５の突極部８ｂ，８
ｅのＳ極と永久磁石４のＮ極５ｅ，５ｆが吸引し、Ｓ極
５ｇ，５ｈが反発することにより、永久磁石４に右回り
の回転トルクが発生し、それによって永久磁石４および
これと一体に出力軸６が右回転する。

【００１４】そして図５に示すように永久磁石４のＳ極
５ｇ，５ｈと第１および第４の突極部８ａ，８ｄのＮ極
が対向し、永久磁石４のＮ極５ｅ，５ｆと第２および第
５の突極部８ｂ，８ｅのＳ極とが対向する位置で吸引に
よって永久磁石４が停止する。このとき永久磁石４が慣
性によって過回転すると、永久磁石４のＳ極５ｇ，５ｈ
と第２および第５の突極部８ｂ，８ｅのＳ極が接近また
は対向する部分が発生して反発し、反対に、永久磁石４
のＮ極５ｃ，５ｆと第２および第５の突極部８ｂ，８ｅ
のＳ極との対向する部分が減少し、永久磁石４のＳ極５
ｇ，５ｈと第１および第４の突極部８ａ，８ｄのＮ極と
の対向する部分が減少して吸引するため、永久磁石４に
左回りの回転トルクが発生し、それによって永久磁石４
は左回転する。このようにして、永久磁石４の磁極反転
部５ａ，５ｃがステータ８の第１および第２の突極部８
ａ，８ｂを離間する開口部８ｇと第４および第５の突極
部８ｄ，８ｅを離間する開口部８ｊの中心と一致するよ
う修正力が働く。

【００１５】ここで、永久磁石４のセグメント４ａ〜４
ｄを高い残留磁束密度が得られる湿式磁場成形磁石を使
用すると図８（ｂ）に示すように磁化容易軸方向が平行
である平行異方性の永久磁石が一般的である。図８（ａ
）に示すように永久磁石４のセグメント４ａ〜４ｄの円
周方向中央部に磁極反転部５ａ〜５ｄを形成すると、図
９に示すように、磁極反転部５ａ〜５ｄ（θでは０°、
９０°、１８０°、２７０°）では永久磁石４の外周と
ステータ８の突極部８ａ〜８ｆ内周で形成される空隙部
の磁束密度Ｂｇを大きくすることができる。このことに
より、図１０に示すように、切換終了時の回動先付近で
大きいトルクが得られる。

【００１６】また、上記切換終了後、アクチュエータの
発熱を防止するためにコイル９，１２，１３，１０への
通電をＯＦＦにした場合、突極部８ａ，８ｂ，８ｄ，８
ｅの開口部８ｇ，８ｊに近い角度の空隙磁束密度Ｂｇが
大きいため、ゴギングトルクも大きくなる。

【００１７】また、ミディアムモード（Ｍ）からハード
モード（Ｈ）への切換え、ハードモード（Ｈ）からソフ
トモード（Ｓ）への切換え、ハードモード（Ｈ）からミ
ディアムモード（Ｍ）への切換えも、それぞれの磁界切
換手段が働くことにより同様の動作で行なわれる。なお
、上記実施例では減衰力可変ショックアブソーバの切換
のための６０°回転角度切換型アクチュエータについて
説明したが、この発明はショックアブソーバ用に限定さ
れるものではなく、永久磁石の極対数が１（極数は２）
で電磁石の数が３の１２０°切換型としたり、また、永
久磁石の極対数が４（極数は８）で電磁石の数が１２の
３０°切換型とするなど、電磁石の数が永久磁石の極対
数の３倍（極数の１．５倍）となる形で種々の切換角度
のものとすることができ、様々な用途に用いることがで
きる。

【００１８】また、上記実施例では内側永久磁石回転式
のアクチュエータについて説明したが、対象とするアク
チュエータは外側永久磁石回転式であっても、また永久
磁石とステータが軸方向に対向する方式のものであって
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

【００１９】さらに、上記実施例では通電切換手段とし
て機械的スイッチを用いたものを説明したが、トランジ
スタ等を用いた電子回路で切換えるようにしても同様の
効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明によればハウジ
ング内に回転可能に装着された永久磁石を極対数の２倍
の円弧状平行異方性セグメントで構成するとともに、永
久磁石セグメントの円周方向中央部に磁極反転部を形成
し、永久磁石回動後の停止先で永久磁石の磁極反転部に
対向するステータ開口部両側のコイルに各々永久磁石を
吸引磁界を発生するようにしたので、回動先の出力トル
クおよびゴギングトルクを大きくでき、停止位置精度の
高い回転角度調整用アクチュエータが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すアクチュエータの縦
断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】この発明の一実施例によるアクチュエータのコ
イルの内部接続図である。

【図４】この発明の一実施例によるアクチュエータの動
作説明図である。

【図５】この発明の一実施例によるアクチュエータの動
作説明図である。

【図６】この発明の一実施例によるアクチュエータの動
作説明図である。

【図７】この発明の一実施例によるアクチュエータの動
作説明図である。

【図８】この発明の一実施例によるアクチュエータの永
久磁石の着磁方法説明図である。

【図９】この発明の一実施例によるアクチュエータの空
隙磁束密度の波形図である。

【図１０】この発明の一実施例によるアクチュエータの
トルク波形図である。

【符号の説明】

１　　ハウジング ４　　永久磁石 ８　　ステータ ９〜１４　　コイル １６　　通電切換手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ハウジングと、このハウジング内に回
   転可能に装着された永久磁石と、円周方向に突極部およ
   び開口部が交互に形成され前記永久磁石から径方向に離
   間して前記ハウジング内に固定されたステータと、この
   ステータに巻装されたコイルと、このコイルの通電を切
   換える通電切換手段とを備えたアクチュエータにおいて
   、前記永久磁石を極対数の２倍の円弧状平行異方性セグ
   メントで構成するとともに、前記永久磁石セグメントの
   円周方向中心部に磁極反転部を形成し、永久磁石回動後
   の停止先で前記永久磁石の磁極反転部に対向するステー
   タ開口部両側のコイルに各々前記永久磁石を吸引する磁
   界を発生するよう前記通電切換手段を接続したことを特
   徴とするアクチュエータ。