JPH0574320A - 揺動形アクチユエータ - Google Patents
揺動形アクチユエータInfo
- Publication number
- JPH0574320A JPH0574320A JP18494791A JP18494791A JPH0574320A JP H0574320 A JPH0574320 A JP H0574320A JP 18494791 A JP18494791 A JP 18494791A JP 18494791 A JP18494791 A JP 18494791A JP H0574320 A JPH0574320 A JP H0574320A
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- JP
- Japan
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- yoke
- armature
- coil
- bobbin
- outer peripheral
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Abstract
(57)【要約】
【目的】小電流で駆動可能で、かつ小形化が図れるソレ
ノイド方式の揺動形アクチュエータを提供する。 【構成】外型ロータとしてのヨークが、外周突出部付き
円筒状をなし、その外周突出部を円筒の軸線と一半径と
のなす平面で分割してそこに永久磁石を挟着し、かつ円
筒の各端面に間欠的に端面突出部を有し、アーマチュア
が、ボビンの中心孔に固着される軸と、この軸の各端部
から放射状に伸びるアームとを有し、励磁電流によって
各アーム側面が、ヨークの各端面突出部と当接可能に磁
気的に吸引,反発して揺動する。
ノイド方式の揺動形アクチュエータを提供する。 【構成】外型ロータとしてのヨークが、外周突出部付き
円筒状をなし、その外周突出部を円筒の軸線と一半径と
のなす平面で分割してそこに永久磁石を挟着し、かつ円
筒の各端面に間欠的に端面突出部を有し、アーマチュア
が、ボビンの中心孔に固着される軸と、この軸の各端部
から放射状に伸びるアームとを有し、励磁電流によって
各アーム側面が、ヨークの各端面突出部と当接可能に磁
気的に吸引,反発して揺動する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、とくに小電流で駆動
可能で、かつ小形化が図れるソレノイド方式の揺動形ア
クチュエータに関する。
可能で、かつ小形化が図れるソレノイド方式の揺動形ア
クチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来例の構成と作用について、図6,図
7を参照しながら説明する。図6は従来例が一方の位置
に揺動したときの断面図、図7は同じくその他方の位置
に揺動したときの断面図である。従来例は主として、軸
22の回りに回動(揺動)可能な可動部としての平板状
のアーマチュア21、永久磁石25の各磁極面を挟む形
の、固定部としての各ヨーク23,24、アーマチュア
21を揺動させる駆動源としてのボビン26に巻かれた
コイル27からなる。ここで、アーマチュア21の上端
部に設けられた孔28は、アーマチュア21の揺動を、
図示してない他の部材に伝達するために用いられる。
7を参照しながら説明する。図6は従来例が一方の位置
に揺動したときの断面図、図7は同じくその他方の位置
に揺動したときの断面図である。従来例は主として、軸
22の回りに回動(揺動)可能な可動部としての平板状
のアーマチュア21、永久磁石25の各磁極面を挟む形
の、固定部としての各ヨーク23,24、アーマチュア
21を揺動させる駆動源としてのボビン26に巻かれた
コイル27からなる。ここで、アーマチュア21の上端
部に設けられた孔28は、アーマチュア21の揺動を、
図示してない他の部材に伝達するために用いられる。
【0003】いま、永久磁石25の右側面がN極、左側
面がS極とし、コイル27の励磁電流が零のときは、図
6のようにアーマチュア21は、その上端部がヨーク2
3の上端部と、また下端部がヨーク24の右下側の対向
部とに、それぞれ吸引されて反時計方向に回動,当接
し、一方に位置決めされる。ヨーク23の上端部からア
ーマチュア21とアーマチュア24とを通る形で示され
た細線は、永久磁石25による磁束の流れである。アー
マチュア21の上端部がN極になるように、コイル27
に励磁電流が流れると、図7のようにアーマチュア21
は、下端部がヨーク23の下端部と、また上端部がヨー
ク24の右側の上端部とに、それぞれ吸引されて時計方
向に回動,当接し、他方に位置決めされる。ヨーク23
の下端部からアーマチュア21とアーマチュア24とを
通る形で示された細線は、そのときの永久磁石25によ
る磁束の流れである。
面がS極とし、コイル27の励磁電流が零のときは、図
6のようにアーマチュア21は、その上端部がヨーク2
3の上端部と、また下端部がヨーク24の右下側の対向
部とに、それぞれ吸引されて反時計方向に回動,当接
し、一方に位置決めされる。ヨーク23の上端部からア
ーマチュア21とアーマチュア24とを通る形で示され
た細線は、永久磁石25による磁束の流れである。アー
マチュア21の上端部がN極になるように、コイル27
に励磁電流が流れると、図7のようにアーマチュア21
は、下端部がヨーク23の下端部と、また上端部がヨー
ク24の右側の上端部とに、それぞれ吸引されて時計方
向に回動,当接し、他方に位置決めされる。ヨーク23
の下端部からアーマチュア21とアーマチュア24とを
通る形で示された細線は、そのときの永久磁石25によ
る磁束の流れである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来例における作用が
成り立つための、コイル27の励磁電流による起磁力に
ついて、図8の従来例の磁気回路の電気的等価回路図を
参照しながら説明する。図8において、Hmgは永久磁石
25の起磁力、Rmgは同じくその内部磁気抵抗、Hc は
コイル27の起磁力、R9 , R10, R11, R12は、それ
ぞれアーマチュア21とヨーク23との上端部の空隙磁
気抵抗,アーマチュア21とヨーク23との下端部の空
隙磁気抵抗,アーマチュア21とヨーク24との右上端
部の空隙磁気抵抗,アーマチュア21とヨーク24との
右下側の対向部の空隙磁気抵抗である。図6の状態で
は、そのときアーマチュア21を通る磁束をΦmgとする
と、図6における細線表示の磁束の流れから、 Φmg=Hmg/(Rmg+R9 +R12) ここで、各磁気抵抗R9 , R12は、Rmgに比べて極めて
小さいから、 Φmg≒Hmg/Rmg …(1)
成り立つための、コイル27の励磁電流による起磁力に
ついて、図8の従来例の磁気回路の電気的等価回路図を
参照しながら説明する。図8において、Hmgは永久磁石
25の起磁力、Rmgは同じくその内部磁気抵抗、Hc は
コイル27の起磁力、R9 , R10, R11, R12は、それ
ぞれアーマチュア21とヨーク23との上端部の空隙磁
気抵抗,アーマチュア21とヨーク23との下端部の空
隙磁気抵抗,アーマチュア21とヨーク24との右上端
部の空隙磁気抵抗,アーマチュア21とヨーク24との
右下側の対向部の空隙磁気抵抗である。図6の状態で
は、そのときアーマチュア21を通る磁束をΦmgとする
と、図6における細線表示の磁束の流れから、 Φmg=Hmg/(Rmg+R9 +R12) ここで、各磁気抵抗R9 , R12は、Rmgに比べて極めて
小さいから、 Φmg≒Hmg/Rmg …(1)
【0005】次に、図6の状態から、図7の状態に変化
させるための、図6における磁気抵抗R9 を流れる破線
表示の磁束をΦg とすると、Φg>Φmg でなければな
らない。いま、 Φg =〔Hc /(R9 +R11)〕+〔Hc /(Rmg+R9 +R12)〕 ≒(Hc /R11)+(Hc /Rmg) …(2) であるから、各式(1) ,(2) より、前記の条件、Φg >
Φmg が成立するためには、 Hc >HmgR11/(Rmg+R11)
させるための、図6における磁気抵抗R9 を流れる破線
表示の磁束をΦg とすると、Φg>Φmg でなければな
らない。いま、 Φg =〔Hc /(R9 +R11)〕+〔Hc /(Rmg+R9 +R12)〕 ≒(Hc /R11)+(Hc /Rmg) …(2) であるから、各式(1) ,(2) より、前記の条件、Φg >
Φmg が成立するためには、 Hc >HmgR11/(Rmg+R11)
【0006】したがって、Hc を大きくするためには、
コイル27のアンペア・ターンが、大きくなるつまり揺
動角度が一定なら、コイル27の直径,長さが大きくな
る必要があり、またアーマチュア21の各ヨーク23,
24との対向部の磁気抵抗を小さく、つまり対向部の面
積を大きくする必要がある。すなわち、この必要は、コ
イル27の直径,長さ、およびアーマチュア23の長さ
を大きくすることになり、従来例の励磁電流が大きくな
ること、および従来例の小形化が阻害されることにつな
がる。
コイル27のアンペア・ターンが、大きくなるつまり揺
動角度が一定なら、コイル27の直径,長さが大きくな
る必要があり、またアーマチュア21の各ヨーク23,
24との対向部の磁気抵抗を小さく、つまり対向部の面
積を大きくする必要がある。すなわち、この必要は、コ
イル27の直径,長さ、およびアーマチュア23の長さ
を大きくすることになり、従来例の励磁電流が大きくな
ること、および従来例の小形化が阻害されることにつな
がる。
【0007】この発明の課題は、従来の技術がもつ以上
の問題点を解消し、小電流で駆動可能で、かつ小形化が
図れるソレノイド方式の揺動形アクチュエータを提供す
ることにある。
の問題点を解消し、小電流で駆動可能で、かつ小形化が
図れるソレノイド方式の揺動形アクチュエータを提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る揺動形ア
クチュエータは、永久磁石の各磁極面に接続されるヨー
クと、これに対応するアーマチュアとを有し、前記ヨー
クの、コイルを流れる電流による励磁によって、このヨ
ークと前記アーマチュアとの間の磁気的な吸引,反発に
基づく駆動力を発生するアクチュエータにおいて、前記
ヨークは、外周の所定箇所で軸線方向に連続する形で形
成される外周突出部を有する円筒状をなし、その外周突
出部を円筒の軸線と一半径とのなす平面で分割するとき
の、その分割箇所に前記永久磁石を挟着し、かつ前記円
筒の各端面に間欠的に端面突出部を有し、前記アーマチ
ュアは、前記コイルに係るボビンの中心孔に固着される
軸と、この軸の各端部から放射状に伸びるアームとを有
し、前記ヨークの各端面突出部が、前記コイルを流れる
電流による励磁によって、前記各アームの側面と当接可
能に対応して磁気的に吸引,反発し、前記ヨークの円筒
内周が、前記ボビンのフランジ外周に沿って回動して2
位置をとる。
クチュエータは、永久磁石の各磁極面に接続されるヨー
クと、これに対応するアーマチュアとを有し、前記ヨー
クの、コイルを流れる電流による励磁によって、このヨ
ークと前記アーマチュアとの間の磁気的な吸引,反発に
基づく駆動力を発生するアクチュエータにおいて、前記
ヨークは、外周の所定箇所で軸線方向に連続する形で形
成される外周突出部を有する円筒状をなし、その外周突
出部を円筒の軸線と一半径とのなす平面で分割するとき
の、その分割箇所に前記永久磁石を挟着し、かつ前記円
筒の各端面に間欠的に端面突出部を有し、前記アーマチ
ュアは、前記コイルに係るボビンの中心孔に固着される
軸と、この軸の各端部から放射状に伸びるアームとを有
し、前記ヨークの各端面突出部が、前記コイルを流れる
電流による励磁によって、前記各アームの側面と当接可
能に対応して磁気的に吸引,反発し、前記ヨークの円筒
内周が、前記ボビンのフランジ外周に沿って回動して2
位置をとる。
【0009】
【作用】請求項1に係る揺動形アクチュエータでは、各
ヨーク端面突出部が、コイルを流れる電流による励磁に
よって、各アーマチュアアームの側面と当接可能に対応
して磁気的に吸引,反発し、固定子としてのアーマチュ
アに対して外型回転子としてのヨークが、その円筒内周
とボビンのフランジ外周との間で回動して2位置をと
る。
ヨーク端面突出部が、コイルを流れる電流による励磁に
よって、各アーマチュアアームの側面と当接可能に対応
して磁気的に吸引,反発し、固定子としてのアーマチュ
アに対して外型回転子としてのヨークが、その円筒内周
とボビンのフランジ外周との間で回動して2位置をと
る。
【0010】
【実施例】この発明に係る揺動形アクチュエータの実施
例について、以下に図面を参照しながら説明する。図1
は実施例の側断面図、図2は同じくその正面図、図3は
同じくその背面図である。これらの図において、固定子
としてのアーマチュア1は、いずれも磁性材料の軸部1
aと、この軸部1aの各端部に固着される各アーム部1
b,1c,1dの一体化された部材とからなる。また、
軸部1aの中間部には、コイル9が巻かれたボビン8が
貫通,固着される。固定子としてのアーマチュア1に対
応する、外型回転子としてのヨーク5は、磁性材料の円
筒部5aと、この円筒部5aの外周に接着される2個の
磁性材料の突出部5bおよび1個の非磁性材料のフック
10と、同じく円筒部5aの各端部に一体的に突出する
形をとる磁性材料の各突出部5c,5d,5eとからな
る。各突出部5bの間に永久磁石4が挟まれ固定され
る。2個の突出部5cは中空部を挟む形で対向し、各突
出部5d,5eはそれぞれ1個で、これらの各突出部5
c,5d,5eは、円筒部5aの各端面の同一円周上の
ほぼ3等分箇所に位置する。円筒部5aは、その内周面
がボビン8の両側のフランジ部の外周面に対して回動可
能に遊合する。すなわちヨーク5は、その円筒部5aが
ボビン8の両側のフランジ部外周を軸受として回動する
構成をとっている。
例について、以下に図面を参照しながら説明する。図1
は実施例の側断面図、図2は同じくその正面図、図3は
同じくその背面図である。これらの図において、固定子
としてのアーマチュア1は、いずれも磁性材料の軸部1
aと、この軸部1aの各端部に固着される各アーム部1
b,1c,1dの一体化された部材とからなる。また、
軸部1aの中間部には、コイル9が巻かれたボビン8が
貫通,固着される。固定子としてのアーマチュア1に対
応する、外型回転子としてのヨーク5は、磁性材料の円
筒部5aと、この円筒部5aの外周に接着される2個の
磁性材料の突出部5bおよび1個の非磁性材料のフック
10と、同じく円筒部5aの各端部に一体的に突出する
形をとる磁性材料の各突出部5c,5d,5eとからな
る。各突出部5bの間に永久磁石4が挟まれ固定され
る。2個の突出部5cは中空部を挟む形で対向し、各突
出部5d,5eはそれぞれ1個で、これらの各突出部5
c,5d,5eは、円筒部5aの各端面の同一円周上の
ほぼ3等分箇所に位置する。円筒部5aは、その内周面
がボビン8の両側のフランジ部の外周面に対して回動可
能に遊合する。すなわちヨーク5は、その円筒部5aが
ボビン8の両側のフランジ部外周を軸受として回動する
構成をとっている。
【0011】アーマチュア1の各アーム部と、ヨーク5
の各突出部との位置関係について説明すると、次のとお
りである。図2の正面について言うと、アーム部1cの
左側面と突出部5cの右側面とが当接するとき同時に、
アーム部1dの右側面と突出部5eの左側面とが当接す
る。また同様に、図3の背面について言うと、アーム部
1dの右側面と突出部5dの左側面とが当接するとき同
時に、アーム部1bの左側面と突出部5cの右側面とが
当接する。フック10には、孔があけられ、この孔を介
してヨーク5の揺動(アクチュエータの動き)を、図示
してない外部の別の部分に伝達する。
の各突出部との位置関係について説明すると、次のとお
りである。図2の正面について言うと、アーム部1cの
左側面と突出部5cの右側面とが当接するとき同時に、
アーム部1dの右側面と突出部5eの左側面とが当接す
る。また同様に、図3の背面について言うと、アーム部
1dの右側面と突出部5dの左側面とが当接するとき同
時に、アーム部1bの左側面と突出部5cの右側面とが
当接する。フック10には、孔があけられ、この孔を介
してヨーク5の揺動(アクチュエータの動き)を、図示
してない外部の別の部分に伝達する。
【0012】実施例の動作について以下に述べる。図2
において、永久磁石4の右側面がN極とすると、これか
らの磁束が、実線矢印のように、一つには右側の突出部
5bから突出部5c(右側),アーム部1cをへて軸部
1aに、もう一つには円筒部5aから突出部5e,アー
ム部1dをへて軸部1aの手前側に流れ込む。さらに、
磁束はこの軸部1aを通って向こう側に流れ、図3にお
いて、実線矢印のように、一つにはアーム部1dから突
出部5d,円筒部5a,突出部5b(右側)をへて永久
磁石4の右側面のS極に、もう一つにはアーム部1bか
ら突出部5c(右側),円筒部5a,突出部5b(右
側)をへて永久磁石4の右側面のS極に戻る。
において、永久磁石4の右側面がN極とすると、これか
らの磁束が、実線矢印のように、一つには右側の突出部
5bから突出部5c(右側),アーム部1cをへて軸部
1aに、もう一つには円筒部5aから突出部5e,アー
ム部1dをへて軸部1aの手前側に流れ込む。さらに、
磁束はこの軸部1aを通って向こう側に流れ、図3にお
いて、実線矢印のように、一つにはアーム部1dから突
出部5d,円筒部5a,突出部5b(右側)をへて永久
磁石4の右側面のS極に、もう一つにはアーム部1bか
ら突出部5c(右側),円筒部5a,突出部5b(右
側)をへて永久磁石4の右側面のS極に戻る。
【0013】次に、これまで軸部1aを流れた磁束と逆
向きの磁束が流れるように、コイル9に励磁電流を流す
と、図2,図3における破線矢印の方向の磁束が増大し
て、図2で突出部5c(左側)とアーム部1b、突出部
5dとアーム部1d(左側)が吸引し、図3で突出部5
eとアーム部1d(左側)、突出部5c(左側)とアー
ム部1cとが吸引して、これらが互いに当接するまで、
図2においてヨーク5が、右方向に回転する。次に、コ
イル9に逆向きの励磁電流を流すと、図2においてヨー
ク5が、左方向に回転する。これを繰り返すことによっ
て揺動することになる。このヨーク5の揺動は、既に述
べたように、フック10を介して別の部分に伝達され
る。なお、図4,図5は、磁束の流れをより明確に示す
ための実施例の斜視図で、それぞれ図2,図3に対応す
る。
向きの磁束が流れるように、コイル9に励磁電流を流す
と、図2,図3における破線矢印の方向の磁束が増大し
て、図2で突出部5c(左側)とアーム部1b、突出部
5dとアーム部1d(左側)が吸引し、図3で突出部5
eとアーム部1d(左側)、突出部5c(左側)とアー
ム部1cとが吸引して、これらが互いに当接するまで、
図2においてヨーク5が、右方向に回転する。次に、コ
イル9に逆向きの励磁電流を流すと、図2においてヨー
ク5が、左方向に回転する。これを繰り返すことによっ
て揺動することになる。このヨーク5の揺動は、既に述
べたように、フック10を介して別の部分に伝達され
る。なお、図4,図5は、磁束の流れをより明確に示す
ための実施例の斜視図で、それぞれ図2,図3に対応す
る。
【0014】以上のように、軸部1aの回りにコイル9
が配置され、アーマチュアとヨークとの磁気的な吸引,
反発部分、つまり対応する各アーム部と各突出部とが、
コイル9の軸線方向と直角な位置で円周に沿って配置さ
れるから、コイルを流れる励磁電流は低い値で駆動可能
で、かつ軸線方向の寸法の短縮化、つまりアクチュエー
タの小形化が図れる。
が配置され、アーマチュアとヨークとの磁気的な吸引,
反発部分、つまり対応する各アーム部と各突出部とが、
コイル9の軸線方向と直角な位置で円周に沿って配置さ
れるから、コイルを流れる励磁電流は低い値で駆動可能
で、かつ軸線方向の寸法の短縮化、つまりアクチュエー
タの小形化が図れる。
【0015】
【発明の効果】請求項1に係る揺動形アクチュエータで
は、各ヨーク端面突出部が、コイルを流れる電流による
励磁によって、各アーマチュアアームの側面と当接可能
に対応して磁気的に吸引,反発し、固定子としてのアー
マチュアに対して外型回転子としてのヨークが、その円
筒内周とボビンのフランジ外周との間で回動して2位置
をとる。したがって、アーマチュア軸の回りにコイルが
配置され、アーマチュアとヨークとの磁気的な吸引,反
発部分が、コイルの軸線方向と直角な位置で円周に沿っ
て配置されるから、コイルを流れる励磁電流は低い値で
駆動可能で、かつ軸線方向の寸法の短縮化、つまりアク
チュエータの小形化が図れる。
は、各ヨーク端面突出部が、コイルを流れる電流による
励磁によって、各アーマチュアアームの側面と当接可能
に対応して磁気的に吸引,反発し、固定子としてのアー
マチュアに対して外型回転子としてのヨークが、その円
筒内周とボビンのフランジ外周との間で回動して2位置
をとる。したがって、アーマチュア軸の回りにコイルが
配置され、アーマチュアとヨークとの磁気的な吸引,反
発部分が、コイルの軸線方向と直角な位置で円周に沿っ
て配置されるから、コイルを流れる励磁電流は低い値で
駆動可能で、かつ軸線方向の寸法の短縮化、つまりアク
チュエータの小形化が図れる。
【図1】発明に係る実施例の側断面図
【図2】同じくその正面図
【図3】同じくその背面図
【図4】同じくその正面を含む斜視図
【図5】同じくその背面を含む斜視図
【図6】従来例が一方の位置に揺動したときの断面図
【図7】同じくその他方の位置に揺動したときの断面図
【図8】従来例の磁気回路の電気的等価回路図
1 アーマチュア 1a 軸部 1b アーム部 1c アーム部 1d アーム部 5 ヨーク 5a 円筒部 5b 突出部 5c 突出部 5d 突出部 5e 突出部 8 ボビン 9 コイル 10 フック
Claims (1)
- 【請求項1】永久磁石の各磁極面に接続されるヨーク
と、これに対応するアーマチュアとを有し、前記ヨーク
の、コイルを流れる電流による励磁によって、このヨー
クと前記アーマチュアとの間の磁気的な吸引,反発に基
づく駆動力を発生するアクチュエータにおいて、前記ヨ
ークは、外周の所定箇所で軸線方向に連続する形で形成
される外周突出部を有する円筒状をなし、その外周突出
部を円筒の軸線と一半径とのなす平面で分割するとき
の、その分割箇所に前記永久磁石を挟着し、かつ前記円
筒の各端面に間欠的に端面突出部を有し、前記アーマチ
ュアは、前記コイルに係るボビンの中心孔に固着される
軸と、この軸の各端部から放射状に伸びるアームとを有
し、前記ヨークの各端面突出部が、前記コイルを流れる
電流による励磁によって、前記各アームの側面と当接可
能に対応して磁気的に吸引,反発し、前記ヨークの円筒
内周が、前記ボビンのフランジ外周に沿って回動して2
位置をとる構成にしたことを特徴とする揺動形アクチュ
エータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18494791A JPH0574320A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 揺動形アクチユエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18494791A JPH0574320A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 揺動形アクチユエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574320A true JPH0574320A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16162142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18494791A Pending JPH0574320A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 揺動形アクチユエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574320A (ja) |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18494791A patent/JPH0574320A/ja active Pending
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