JP2003318021A - ロータリーソレノイド - Google Patents

ロータリーソレノイド

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JP2003318021A
JP2003318021A JP2002121405A JP2002121405A JP2003318021A JP 2003318021 A JP2003318021 A JP 2003318021A JP 2002121405 A JP2002121405 A JP 2002121405A JP 2002121405 A JP2002121405 A JP 2002121405A JP 2003318021 A JP2003318021 A JP 2003318021A
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JP
Japan
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coil
poles
rotary solenoid
electromagnetic pole
rotor
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JP2002121405A
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English (en)
Inventor
Toshio Ueno
利夫 上野
Manabu Kamei
学 亀井
Norimitsu Sakurai
紀光 櫻井
Eiji Higashida
英治 東田
Susumu Yokosuka
進 横須賀
Sadami Kitabayashi
貞美 北林
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ACT GIKEN KK
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ACT GIKEN KK
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 一つのコイル6と該コイル6と同心上にコイ
ル6の両端面方向から1対又は複数対の電磁極4、5を
対向するように形成し、該電磁極4、5と同数対の極を
持つ永久磁石のロータ2を該電磁極4、5と若干の間隙
を有し、自由に回転可能に配置したロータリーソレノイ
ド。 【効果】 コイルが円筒状のため、単独にコイルを作成
しておくことができ、特殊な形状部に巻き付ける従来の
ものと比較して極めて簡易である。単独コイル、電磁
極、ロータ、軸受け等各部品単位に分解可能のため、部
品単位でのリサイクルがし易くなった。非通電時におい
て、ロータと電磁極との吸引力により拘束力があるの
で、動作後の通電を切っても保持が可能なため、動作時
のパルス通電で良く、保持に必要な通電等無駄なエネル
ギーを消費しない省エネタイプである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はロータリーソレノイ
ド、特に複写機、自動チケット販売機、光学機械のシャ
ッタ等のカム駆動、パチンコ機等の遊技機の打球発射装
置に使用されるロータリーソレノイドに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のマグネットロータのロータリーソ
レノイドの一例としては、図15、図16に示すように
ローター20に永久磁石を用い、ローター20を挟むよ
うに対向するハブ21が配置され、ヨーク24からハブ
21に連絡する連結部にコイル22を巻き付ける構成を
有するロータリーソレノイドが存在している。また、図
17に示すような構造でコイルが回転中心から偏芯した
位置にあるものが存在している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術におけるロータリーソレノイドは、図14、図1
5のような構造では、コイルの巻き付けがヨークからハ
ブに連結する連結部に巻き付けるためにやり難く、また
コイルスペースを確保するために複数の連結部にコイル
を形成する必要があった。また、動作角が少なくて良い
使用方法では、極数を増加する構造がエネルギー効率の
良い方法ではあるが、極数を増加するには連結部に形成
する巻き付け難いコイルを増加させる必要があった。ま
た、構造を変更せずに一部の角度のみを使用するという
非効率な使用方法で利用せざるを得なかった。また、リ
サイクルを考えた時、分解するにも連結部にコイルが巻
かれているため、磁極の鉄とコイルの銅との分離にも難
点があった。また、図16の構造では、回転を利用する
ものであるが、出力中心が偏芯しているため、使用し難
いところがあったり、多極化が難しいという難点があっ
た。
【0004】本発明は、このような事情に鑑み、コイル
の巻き付けが簡単な、円筒状のボビンにコイルを巻き付
け、このコイルと同心上にコイルの両端面から対向する
ような磁極で形成されたロータリーソレノイドを提供す
ることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図ったもので、次のような技術手段を採用した。請
求項1記載の発明においては、一つのコイルと該コイル
と同心上にコイルの両端面方向から1対又は複数対の電
磁極を対向するように形成し、該電磁極と同数対の極を
持つ永久磁石のロータを該電磁極と若干の間隙を有し、
自由に回転可能に配置するという技術手段を採用した。
【0006】請求項2記載の発明においては、請求項1
記載の発明に加えて、コイルボビンに凸部、又は凹部を
形成し対向する電磁極の端面、または電磁極に設けた凹
部、または凸部との嵌合により対向する電磁極間との位
置決めを行うという技術手段を採用した。
【0007】請求項3記載の発明においては、請求項1
または請求項2記載の発明に加えて、電磁極とヨークを
一体化するという技術手段を採用した。
【0008】請求項4記載の発明においては、請求項1
〜請求項3のいずれか1項に記載の発明に加えて、コイ
ルの外周に電磁極を設け、電磁極の外周にリング状の永
久磁石を設けるという技術手段を採用した。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面で詳細に
説明する。図1〜図3に基いて第1実施例を説明する。
本発明の第1実施例のものは、2極についてのもので、
軸受3に軸受けられた軸1に嵌合されたマグネットロー
ター2を覆うように、円板状に略半円状のフロント側電
磁極4を立ち上げ、これに対向するように円板状に略半
円状のバック側電磁極5を極が対向するように組み合わ
せて覆い、前記フロント側電磁極4とバック側電磁極5
を囲むように円筒状ボビンに巻き付けたコイル6を設
け、これを外側から囲むように円筒状のヨーク7で覆う
ように組み立てるものである。
【0010】また、該コイル6の通電により発生する磁
束により、該電磁極を磁化することにより、該電磁極と
永久磁石ロータの磁極との間の吸引反発力により回転を
行い、また非通電時においては、永久磁石ロータと電磁
極との吸引力により拘束力を持つものである。
【0011】また、コイル用の円筒状ボビンには、フロ
ント側電磁極4とバック側電磁極5の位置合わせ用の突
起部8を設けて、位置合わせと間隙を安定した状態で維
持できるようにしたものである。前記突起部8について
は、種々な形状が考えられ、位置決めと組み立てのガイ
ドを兼ねるものであれば各種設計できるものである。ま
た、これは組み立ての際の案内にもなるので組み立てが
簡易である。
【0012】さらに図1で示したものは、ヨーク7がフ
ロント側電磁極4にもバック側電磁極5にも一体化され
ていないが、フロント側、バック側どちらかの電磁極に
一体化することも可能である。
【0013】次に、マグネットローターの形状について
図3に基いて説明する。図3aに示すものは、上半分を
N極、下半分をS極にした単純な円筒状のもの、図3b
に示すものは、円弧部を2ヶ所切り欠いて平面部を形成
したもの、図3cに示すものは、2ヶ所の円弧状の切り
欠きを形成したもの等が考えられる。
【0014】形状は上記図3a、図3b、図3cに示さ
れるものに限定されるものではなく、特性機能が満たさ
れれば、どのような形状でも良いものである。
【0015】次に図4〜図6に基いて第2実施例を説明
する。この第2実施例は、4極についてのもので、図4
に示したものは図1と違って、バック側電磁極5にヨー
ク7を一体化して形成したものを示し、第1実施例との
違いは、フロント側電磁極4、バック側電磁極5を4極
にするために、フロント側電磁極4は4分割にし対向す
るように2つの磁極を形成し、同様にバック側電磁極5
にも4分割にし対向するように2つの磁極に形成したも
のを交互になるように対向させて挿し込むように組み立
てるものであって、その他の構成は第1実施例と同一で
あるので説明は省略する。
【0016】また、ヨーク7をフロント側、バック側の
途中で分割し、フロント側電磁極4とフロント側ヨーク
7、バック側電磁極5とバック側ヨーク7という電磁
極、ヨークの一体化も可能である。
【0017】また、マグネットローターの形状は、図6
aに示すように円筒を略4分割するようにS極とN極を
交互に配設したもの、図6bに示すように円弧部を4ヶ
所切り欠いて4面の水平面を形成したもの、図6cに示
すように4ヶ所の円弧状の切り欠き部を形成したものが
考えられる。
【0018】形状は上記図6a、図6b、図6cに示さ
れるものに限定されるものではなく、特性機能が満たさ
れれば、どのような形状でも良いものである。
【0019】ここで、電磁極の形状を変えた実施例を図
7〜図9に基づいて説明する。図7に示すものは、軸受
3に軸受けられた軸1に嵌合された円筒形マグネットロ
ーター2の外周に円筒状に形成した電磁極を略4分割
し、フロント側電磁極4とバック側電磁極5を対向する
ように組み合わせ、その周囲を囲むように円筒状ボビン
に巻き付けたコイル6を設け、これを外側から囲むよう
に円筒状のヨーク7で覆うように組み立てたものであ
る。
【0020】図8に示すものは、前記図7で説明した実
施例との違いを示したもので、フロント側電磁極4とバ
ック側電磁極5の形状を図8に示すように角筒状に形成
した電磁極を略2分割し、内側は円弧状に、外側は一部
円弧状にした略3角形状の電磁極にしたもので、その他
は前記図7で示した実施例と同一であるので説明は省略
する。
【0021】次に、図9に示すものは、前記図7で説明
した実施例との違いを示したもので、フロント側電磁極
4とバック側電磁極5の形状を図9に示すように矩形状
に形成した電磁極を略2分割し、内側と外側を円弧状に
したもので、その他は前記図7で示した実施例と同一で
あるので説明は省略する。
【0022】なお、極数については2極と4極について
説明したが、その他6極、8極等偶数極のものは同様に
極数を増やすことでできることはいうまでもない。
【0023】次に、図10、図11に基いて第3実施例
について説明する。マグネットローター2を軸1にブラ
ケット9を介して外周に形成したもので、その他の構
造、考え方は前記実施例と同一であるので、詳細な説明
は省略して簡単に説明する。フロント側電磁極4とバッ
ク側電磁極5に取り付けられた軸受3に軸受けられた軸
1の端部10にマグネットローター2を外周に設けるよ
うにブラケット9を設け、ブラケット9の他端にマグネ
ットローター2をフロント側電磁極4とバック側電磁極
5を覆うように設けられたものである。また、この第3
実施例は、フロント側電磁極4とバック側電磁極5を継
ぐ継鉄12をコイル6で覆うようにしたものである。
【0024】第12図に基づいて第4実施例について説
明する。前記の図10、図11で示した第3実施例との
違いは、継鉄12ではなくこの継鉄12の役目を持った
バック側電磁極5を変形して、図示のように継鉄12の
部分に相当する部分を一体的に形成したもので、その他
は全て第3実施例と同一なので説明は省略する。
【0025】尚、図13は2極ソレノイドのマグネット
着磁例を示すもので、図13aはN極マグネットとS極
マグネットを間隙を作らずに接触状態で設けたもので、
図13bはN極マグネットとS極マグネットを間隙を作
って設けたものである。
【0026】図14に示したものは、フロント側電磁極
4とバック側電磁極5の位置合わせの一実施例で、電磁
極に凹部を設け、ボビンに凸部を設けた実施例で、凹部
・凸部はどちらにあってもかまわないものである。
【0027】なお、極数については2極について説明し
たが、その他4極、6極等偶数極のものは同様に増やす
ことができることはいうまでもない。
【0028】次に作用について説明すると、コイル6を
介して励磁されるとフロント側電磁極4、バック側電磁
極5に発生する各磁極と、マグネットローター2の吸
引、反発力により軸を回転させるものである。また、コ
イル6にはボビンを使用しない空心コイルで組み立てる
ことも可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明は、以上の構成を採用した結果、
次のような効果を得ることができる。 (1)コイルが円筒状のため、単独にコイルを作成して
おくことができ、特殊な形状部に巻き付ける従来のもの
と比較して極めて簡易である。 (2)単独コイル、電磁極、ロータ、軸受け等各部品単
位に分解可能のため、部品単位でのリサイクルがし易く
なった。また、鉄、銅との分離も容易なため、素材単位
でのリサイクルに適している。 (3)広角度用には2極、狭い角度用には、希望の角度
に近い極数のものが簡単に製作可能なため、特に狭い角
度のものでは、小型で強力な出力のものが提供できるよ
うになった。 (4)非通電時において、ロータと電磁極との吸引力に
より拘束力があるので、動作後の通電を切っても保持が
可能なため、動作時のパルス通電で良く、保持に必要な
通電等無駄なエネルギーを消費しない省エネタイプのソ
レノイドを供給できるようになった。 (5)通電方向により反発力と吸引力が相乗的に働くた
め、通電のエネルギーが少なくてすむ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に関するロータリーソレノ
イドを示す断正面図である。
【図2】本発明の第1実施例における図1の中央縦断面
図である。
【図3】本発明の第1実施例におけるマグネットロータ
ーの形状例を示す正面図である。
【図4】本発明の第2実施例に関するロータリーソレノ
イドを示す断正面図である。
【図5】本発明の第2実施例における図4の中央縦断面
図である。
【図6】本発明の第2実施例におけるマグネットロータ
ーの形状例を示す正面図である。
【図7】本発明の電磁極の形状を変えた実施例を示す中
央縦断面図である。
【図8】本発明の電磁極の形状を変えた他の実施例を示
す中央縦断面図である。
【図9】本発明の電磁極の形状をさらに変えた他の実施
例を示す中央縦断面図である。
【図10】本発明の第3実施例に関するロータリーソレ
ノイドを示す断正面図である。
【図11】本発明の第3実施例における図10の中央縦
断面図である。
【図12】本発明の第4実施例に関するロータリーソレ
ノイドを示す断正面図である。
【図13】本発明に関する2極ソレノイドのマグネット
着磁例を示す正面図である。
【図14】フロント側電磁極とバック側電磁極の位置合
わせの一実施例を示す中央縦断面図である。
【図15】従来のロータリーソレノイドを示す断正面図
である。
【図16】従来のロータリーソレノイドを示す中央縦断
面図である。
【図17】従来のロータリーソレノイドの別の実施例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1‥‥軸 2‥‥マグネ
ットローター 3‥‥軸受 4‥‥フロン
ト側電磁極 5‥‥バック側電磁極 6‥‥コイル 7‥‥ヨーク 8‥‥位置合
わせ用突起部 9‥‥ブラケット 10‥‥端部 11・・・・ケース 12・・・・継鉄 13・・・・位置合わせ用嵌合部材 20‥‥ローター 21‥‥ハブ 22‥‥コイル 23‥‥軸受 24‥‥ヨーク 25‥‥シャ
フト 26・・・・フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 紀光 東京都立川市上砂町5丁目13番7号 株式 会社アクト技研内 (72)発明者 東田 英治 東京都立川市上砂町5丁目13番7号 株式 会社アクト技研内 (72)発明者 横須賀 進 東京都立川市上砂町5丁目13番7号 株式 会社アクト技研内 (72)発明者 北林 貞美 茨城県真壁郡協和町小栗5826番地 株式会 社アクト技研内 Fターム(参考) 5E048 AD21

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つのコイルと該コイルと同心上にコイ
    ルの両端面方向から1対又は複数対の電磁極を対向する
    ように形成し、該電磁極と同数対の極を持つ永久磁石の
    ロータを該電磁極と若干の間隙を有し、自由に回転可能
    に配置したことを特徴とするロータリーソレノイド。
  2. 【請求項2】 コイルボビンに凸部、又は凹部を形成し
    対向する電磁極の端面、または電磁極に設けた凹部、ま
    たは凸部との嵌合により対向する電磁極間との位置決め
    を行うようにしたことを特徴とする請求項1記載のロー
    タリーソレノイド。
  3. 【請求項3】 電磁極とヨークを一体化したことを特徴
    とする請求項1または請求項2記載のロータリーソレノ
    イド。
  4. 【請求項4】 コイルの外周に電磁極を設け、電磁極の
    外周にリング状の永久磁石を設けたことを特徴とする請
    求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のロータリーソ
    レノイド。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005286283A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Toshiaki Miyasaka ロータリーソレノイド
CN108694774A (zh) * 2018-05-07 2018-10-23 安徽瀚思智能科技有限公司 一种可拆装式智能打饭机的扒饭装置及其操作方法

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