JP2013084825A - ロータリソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】、回転力を得るために永久磁石を用いないロータリソレノイドにおいて、小型化を図れると共に大きな回転トルクが得られ、組立が簡単なロータリソレノイドを提供すること。
【解決手段】 ケース２０のシャフト５５の軸方向において第１ロータ３６と第２ロータ４１とに対応する位置に開口部２１、２２及び２３と開口部２４、２５及び２６を形成し、ケース２０に固定磁極部２７、２８及び２９と固定磁極部３０、３１及び３２とを設け、コイル６６への通電時に第１ロータ３６の磁極部３７、３８及び３９と第２ロータ４１の磁極部４２、４３及び４４とをそれぞれ吸引する構成とした。よって固定磁極を別個設ける必要がなく、ケース２０を従来技術による固定磁極と同じ厚さにしてもケースの肉厚分だけ小型化を図れる。また、コイル６６を間に置くように２つのロータを設けたので、トルクを増大することもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロータリソレノイドに関し、特に回転力を得るために永久磁石を用いないロータリソレノイドに関する。

ロータリソレノイドにおいては、回転力を得るために幅広く利用されている永久磁石を敢えて用いないことによって小型化や軽量化を図っている製品がある。すなわち、永久磁石は、ロータなどと共に大きな容積を占める部品であり、また比較的重量が大きい部品でもある。さらに、ロータなどに用いる磁性材よりも脆い部品であるので、割れや欠けを防止することを考慮した構造にする必要もある。したがって、永久磁石を用いずに回転力を得られるようにすることは、ロータリソレノイドの小型化や軽量化を図る上で大きなポイントとなる。

以下に、永久磁石を用いていないロータリソレノイドの従来技術ついて説明する。図９は、従来技術に係るロータリソレノイドの構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。図９において、１１０はロータリソレノイド、１１１、１１２、１１３及び１１４は固定磁極、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０及び１２１は延出部、１２２はロータ、１２３、１２４、１２５及び１２６は延在部、１２７はロータ、１２８、１２９、１３０及び１３１は延在部、１３２は駆動軸、１３３は径大部、１３４ は径小部、１３５はコイル、１３６はボビン、１３７はケースである。

図９は、特開２００８−１６６３４７公報に開示されているロータリソレノイドを示している。ロータリソレノイド１１０は、コイル１３５へ通電すると、駆動軸１３２の径大部１３３と端部に接するように設けたロータ１２２の延在部１２３、１２４、１２５及び１２６と、固定磁極１１１の延出部１１５、固定磁極１１２の延出部１１６、固定磁極１１３の延出部１１６及び固定磁極１１４の延出部１１８との間に吸引力を生じる。同様に、径大部１３３の径小部１３４側の端部に接するように設けたロータ１２７の延在部１２８、１２９、１３０及び１３１と、固定磁極１１１の延出部１１９、固定磁極１１２の延出部１２０、固定磁極１１３の図に現れない延出部及び固定磁極１１４の延出部１２１との間にも吸引力を生じる。このような吸引力を生じると、ロータ１２２の延在部１２３と固定磁極１１１の延出部１１５とが接近する方向に回転し、各延在部と各延出部との間に磁気的平衡状態を生じる位置まで回転する。

以上の構成によれば、比較的簡素な構造でロータリソレノイド１１０を製造することができるので、コスト的に有利で省スペース化を実現でき、さらに量産性に優れる。また、ロータ１２２及び１２７の回転トルクが大きくなるとともに、駆動軸１３２に対する作動および停止の制御動作が正確であり、信頼性も同時に得られる。

しかしながら、以上の構成では、磁気抵抗を抑えるために固定磁極１１１、１１２、１１３及び１１４の肉厚を一定程度確保する必要があるが、ケース１３７の肉厚を含めるとあまり小型化できないと言える。また、製造時には、固定磁極１１１、１１２、１１３及び１１４の間にボビン１３６を挟み込んだ状態で、かつ、径小部１３４側にロータ１２７を圧入した駆動軸１３２をボビン１３６の中空部に挿入した状態でケース１３７に挿入する必要があるので、作業者に高い技能が要求される。また、外部からの振動によって固定磁極１１１、１１２、１１３及び１１４ががたつかないようにするためには、固定磁極１１１、１１２、１１３及び１１４がボビン１３６の弾性力によってケース１３７に強く押し付けられるようにする必要がある。しかし、このように構成すると、固定磁極１１１、１１２、１１３及び１１４からボビン１３６を変形させる力が加わるので、場合によってはボビン１３６の中空部の周側面と駆動軸１３２の径大部１３３とが接触することになる。

特開２００８−１６６３４７公報

本発明は、上記課題を解決するために、回転力を得るために永久磁石を用いないロータリソレノイドにおいて、小型化を図れると共に大きな回転トルクが得られ、組立が簡単なロータリソレノイドを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、ロータと、該ロータに直接的又は間接的に固定されたシャフトと、前記ロータの近傍に配置されたコイルと、前記ロータ及び前記コイルを収納すると共に略筒状に形成されたケースとを備えたロータリソレノイドにおいて、前記ロータは、前記シャフトの中心軸から放射状に延びるように形成された複数個の磁極部と、前記ケースは、磁性材で形成されると共に、複数個の前記磁極部と同数の開口部がそれぞれの前記磁極部に対向する部位に形成され、複数個の前記開口部の周辺領域がコイルへの通電時に複数個の前記磁極部をそれぞれ吸引する固定磁極部としてなされていることを特徴とするロータリソレノイドである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記シャフトは、非磁性材で形成され、さらに、略筒状に形成されると共に、前記シャフトが挿入され、かつ、前記ロータが固定された補助磁極を備えていることを特徴とするロータリソレノイドである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、さらに、前記シャフトの中心軸から放射状に延びるように形成された複数個の磁極部が形成された別のロータを備え、前記ロータと前記別のロータとは、互いの間に前記コイルが介在するように配置されていることを特徴とするロータリソレノイドである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、さらに、前記ケースの前記シャフトの先端側の開口部を閉止する第１の蓋と、前記ケースの前記シャフトの基端側の開口部を閉止する第２の蓋と、前記第１の蓋と前記第２の蓋とにそれぞれ固定された第１の軸受と第２の軸受とを備え、
前記シャフトは、前記第１の軸受及び前記第２の軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とするロータリソレノイドである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、さらに、前記第２の蓋に基端部が固定され、先端部に緩衝材を設けたストッパを少なくとも１つ備えていることを特徴とするロータリソレノイドである。

請求項１に記載の発明によれば、ケースの開口部の周辺領域を固定磁極として利用するので、ケースの肉厚を従来技術に係るロータリソレノイドの固定磁極の肉厚と同等にすれば、固定磁極を別個設ける必要がなく、このような厚さにしても、従来技術に係るロータリソレノイドのケースの肉厚分だけ小型化を図ることができる。したがって、小型化を図れると共に大きなトルクが得られ、部品点数が削減できるので組立も簡単になる。

請求項２に記載の発明によれば、補助磁極を備えることによってシャフトを非磁性にすることができる。したがって、ロータからシャフトに、シャフトからシャフトに接続した負荷装置の機構に、さらに負荷装置の機構のうちケースの開口部に対向する部分からロータに一巡する寄生的磁気回路を生じず、コイルへの通電によって生じる磁束線をトルクの生成により効率的に利用することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ロータを２つ備える構造である上に、コイルとロータとをできる限り接近させた構造であるので、大きなトルクを得ることができ、さらにコイルへの通電によって生じる磁束線を回転力の生成により効率的に利用することができる。

請求項４に記載の発明によれば、第１の軸受と第２の軸受とが第１の蓋と第２の蓋とにそれぞれ固定されているので、固定磁極によって軸受を固定する構造よりもロータリソレノイドの小型化を図ることが容易になる。

請求項５に記載の発明によれば、シャフトの基端側の蓋にストッパが位置するので、シャフトの先端側の蓋に他装置への固定のためのねじ孔を形成する際にストッパのねじ孔が干渉することがない。

本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドを示す図（１）であり、（ａ）はシャフトの軸方向の断面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドを示す図（２）であり、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドを示す図（３）であり、（ｅ）は左側面図、（ｆ）は背面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るロータを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態を示す断面図であり、（ａ）は回転前の状態、（ｂ）は回転後の状態を示す。 本発明の第２の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態を示す断面図であり、（ａ）は磁極の先端が広いロータを用いた状態の断面図、（ｂ）は磁極の先端が狭いロータを用いた状態の断面図を示す。 本発明の第３の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態を示す断面図であり、（ａ）は回転前の状態、（ｂ）は回転後の状態を示す。 ケースに保護テープを巻回した状態を示す右側面図である。 従来技術に係るロータリソレノイドの構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

まず、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドの全体構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドを示す図（１）であり、（ａ）はシャフトの軸方向の断面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。図１において、１０はロータリソレノイド、２０はケース、２０ａは先端部、２０ｂは基端部、２０ｃは中間部、２２は開口部、２２ａは配線用開口部、２４、２５及び２６は開口部、３０、３１及び３２は固定磁極部、３３及び３４は段差部、３５ａ及び３５ｃはねじ孔、３６は第１ロータ、３８及び３９は磁極部、４１は第２ロータ、４２、４３及び４４は磁極部、４５、４６及び４７はエアギャップ、４８はストッパ、４９は緩衝ゴム、５０は補助磁極、５１ａ及び５１ｂは小径部、５２は大径部、５３及び５４は段差部、５５はシャフト、５５ａは先端部、５５ｂは基端部、５６は第１蓋、５７は凹陥部、５８は第２蓋、５９は凹陥部、６０及び６１はボールベアリング、６２はスプリング、６３は下地板、６４はカバー、６５はボビン、６６はコイル、６７及び６８はスペーサ、７０ａ及び７０ｂはリード線、７１は保護チューブである。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドを示す図（２）であり、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は正面図である。図２において、２１は開口部、２１ａは配線用開口部、２７及び２９は固定磁極部、３５ｂ及び３５ｄはねじ孔、６９ａはボルトであり、その他の符号は図１と同じものを示す。さらに、図３は、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドを示す図（２）であり、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は背面図である。図３において、２３は開口部、２３ａは配線用開口部、２８は固定磁極部、６９ｂはボルトであり、その他の符号は図１と同じものを示す。

本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイド１０の概略について説明する。ロータリソレノイド１０は、２つのロータに３極ずつ、計６極の磁極が形成されている。ケース２０は、ロータリソレノイドとしての構成品を収納する筐体としての機能と、第１ロータ３６及び第２ロータ４１の回転力を生成する機能を併せ持っている。すなわち、図１（ｂ）に示すように、ロータリソレノイド１０は、永久磁石を備えていない。ケース２０の内部に配置された第１ロータ３６と第２ロータ４１とは、シャフト５５の先端側と基端側からコイル６６を巻回したボビン６５を間に置くように配置されている。また、後述するように、第２ロータ４１の磁極部４２、４３及び４４と固定磁極部３０、３１及び３２との間隙は、エアギャップ４５、４６及び４７よりも著しく小さいので、コイル６６への通電時には、磁極部４２、４３及び４４と固定磁極部３０、３１及び３２との間に強い吸引力を生じる。これは、第１ロータ３６についても同様であるが、これらの吸引力はシャフト５５の回転力となる。シャフト５５は補助磁極５０の中空部を貫通した状態で嵌合されており、第１ロータ３６及び第２ロータ４１は、補助磁極５０を介してシャフト５５に支持されている。シャフト５５は、第１蓋５６に嵌合されたボールベアリング６０と第２蓋５８に嵌合されたボールベアリング６１によって支持されている。

続けて各構成品について説明する。ケース２０は、磁性材によって略円筒形状に形成されている。また、図１に示すように、第１ロータ３６及び第２ロータ４１の回転力を生成する固定磁極としての役割を持っているので、磁気抵抗などを考慮して一般的なケースよりも肉厚に形成されている。さらに、図２及び図３に示すように、シャフト５５の軸方向において第１ロータ３６と第２ロータ４１とに対応する位置に、開口部２１、２２及び２３と開口部２４、２５及び２６を形成している。開口部２１、２２及び２３は、ケース２０の周方向に並ぶように、かつ、互いに等間隔となるように形成されている。開口部２１、２２及び２３の周辺領域のうち、これらの開口部の間隙となる領域は、固定磁極部２７、２８及び２９となる。すなわち、固定磁極部２７、２８及び２９は、シャフト５５の軸方向において第１ロータ３６に対応する位置にあるので、ケース２０の内部において後述する第１ロータ３６の３つの磁極に対向しており、コイル６６への通電時にはこれら３つの磁極を吸引する。同様に、開口部２４、２５及び２６もケース２０の周方向に並ぶように、かつ、互いに等間隔となるように形成されており、これらの開口部の間隙となる領域は、固定磁極部３０、３１及び３２となる。固定磁極部３０、３１及び３２は、シャフト５５の軸方向において第２ロータ４１に対応する位置にあるので、コイル６６への通電時にはこれら３つの磁極を吸引する。

さらに、第１ロータ３６及び第２ロータ４１について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係るロータを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。図４において、３７は磁極部、４０は開口部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。なお、第１ロータ３６と第２ロータ４１とは同一の形状及び大きさを持っており、第１ロータ３６を示している図４の記載と図４に関する以下の説明はすべて第２ロータ４１に共通する。

図４に示すように、第１ロータ３６は、磁極部３７、３８及び３９が中心から等間隔で放射状に、かつ、同一形状で延びており、磁極部３７、３８及び３９と固定磁極部２７、２８及び２９との間に生じる吸引力によって回転する。第１ロータ３６の中心部には、補助磁極５０を嵌合するための開口部４０が形成されている。また、補助磁極５０を嵌合する際の破断を防止するために、開口部４０の周辺領域を所定以上の幅となるように形成している。なお、磁極部の形状は、この実施の形態で示したものに限られるものではなく、必要となるトルクや回転角に応じて適宜変更することが可能である。また、後述するように、ロータの磁極数は、２極又は４極以上としてもよい。第２ロータ４１も、図１（ｂ）に示すように、磁極部４２、４３及び４４と固定磁極部３０、３１及び３２との間に生じる吸引力によって回転する。以上のように、２つのロータをコイル６６が間に介在するように設けたことによって、コイル６６への通電時に生成される磁束線をより多く磁気回路内に取り込んで効率的に回転力に変換することができる。

次に、補助磁極５０について説明する。補助磁極５０は、第１ロータ３６及び第２ロータ４１と、ケース２０と共にコイル６６を取り囲むように設けられており、コイル６６への通電時に磁気回路を構成するものである。また、図１（ａ）に示すように、端部よりの部分を相対的に計が小さい小径部５１ａ及び５１ｂとし、中央寄りの部分を大径部５２としている。小径部５１ａと小径部５１ｂとは、第１ロータ３６と第２ロータ４１とをそれぞれ嵌合する部分である。なお、第１ロータ３６と第２ロータ４１を大径部５２との境界である段差部５３と段差部５４まで圧入することによって圧入位置の位置決めが簡単にできる。大径部５２にはボビン６６が挿入されているが、補助磁極５０の回転を妨げることがないように、ボビン６６との間に所定の間隙を確保できる径としている。

シャフト５５は、補助磁極５０の中空部を貫通した状態で嵌合されており、非磁性材で形成されている。磁性材のシャフトを用いた場合には、例えば負荷装置のリンク機構などがロータリソレノイドに非常に接近していると、磁束線がシャフトからシャフトに接続したリンク機構を流れ、さらにリンク機構からケースの開口部を介してロータ、ロータからシャフトへ流れる寄生的磁気回路を生じるが、この実施の形態のロータリソレノイドではこのような寄生的磁気回路を生じることがない。したがって、磁束線をトルクの生成により効率的に利用することができる。また、シャフト５５の先端部近傍の部分はボールベアリング６０によって回転可能に支持され、シャフト５５の基端部近傍の部分はボールベアリング６１によって支持されている。したがって、ボールベアリング６０は第１蓋５６に嵌合され、ボールベアリング６１は第２蓋５８に嵌合されているので、シャフト５５は２つの蓋によってしっかり支持されており、中心軸のぶれを生じることがない。さらに、シャフト５５を支持するこれらの軸受をそれぞれ別個の蓋の中空部に嵌合しているので、ケース２０の内部に軸受を収納するスペースが不要であり、ロータリソレノイドの小型化に寄与する構造と言える。なお、シャフト５５は、ボールベアリングに代えて、ニードルベアリングやドライベアリングなど他の軸受で支持してもよい。

第１蓋５６と第２蓋５８とは、ケース２０の両端部にそれぞれ嵌合されており、内周面の端部近傍に形成された段差部のところまで圧入されている。また、第１蓋５６と第２蓋５８の内側面には、中央にシャフト５５を貫通するための開口部を形成した凹陥部５７と凹陥部５９がそれぞれ形成されており、前述のように、ボールベアリング６０とボールベアリング６１とが内側から嵌合されている。なお、ケース２０などの寸法のばらつきに対応して、回転する構成要素のがたつきを防止するために、補助磁極５０とボールベアリング６０との間隙、補助磁極５０とボールベアリング６１との間隙にはそれぞれスペーサ６７及び６８を設けている。

また、第２蓋５８の外側面には下地板６３が設けられており、さらには下地板６３にはスプリング６２の一端部が固定されている。スプリング６２は、ぜんまい型のスプリングであり、他端部はシャフトに固定されており、シャフト５５を元の位置まで回転復帰させる。さらに、下地板６３には、スプリング６２を覆うカバー６４が設けられている。なお、下地板６３とカバー６４とは、図３（ｆ）のボルト６９ａ及び６９ｂによって第２蓋５８に固定されている。また、第２蓋５８の下地板６３に隠れる部分には、ストッパ４８が設けられている。ストッパ４８は、ボルト状に形成されており、第２蓋５８に形成されたねじ孔にねじ込まれており、先端部にはリング状の緩衝ゴム４９が設けられており、第２ロータ４１の磁極部４３に当接することによって第２ロータ４１の回転を規制する。

ボビン６５は、コイル６６を構成するコイルワイヤが巻回されており、また前述のように第１ロータ３６と第２ロータ４１との間に、これらのロータに接触しない状態で介在している。さらに、ボビン６５は、ケース２０に押し込まれた状態で設けられており、ケース２０によって保持されている。また、前述のように、第１ロータ３６、第２ロータ４１及び補助磁極５０には接しておらず、これらの回転する構成要素の回転を妨げることがない。くわえて、コイル６６は、コイルワイヤの端部がリード線７１ａ及び７１ｂに接続されており、開口部２１の近傍に設けた配線用開口部２１ａを介して外部へ導出されている。なお、この実施の形態では、ボビン６５の巻胴部においてコイルワイヤの端部とリード線７１ａ及び７１ｂとを接続する構成としているが、例えば、ボビン６５の鍔部の開口部又はスリットからコイルワイヤの端部を導出し、この導出した端部をリード線７１ａ及び７１ｂと接続させ、さらに第１ロータ３６の磁極の間を通過して、第１蓋５６に形成した開口部から外部へ導出するようにしてもよい。この場合、後述する配線用開口部２１ａ、２２ａ及び２３ａは設ける必要がない。

また、リード線７１ａ及び７１ｂのコイルワイヤ側の端部には保護チューブ７１に挿通されており、保護チューブ７１が配線用開口部２１ａに軽く締め付けられた状態となっている。配線用開口部２１ａは、開口部２１の近傍に形成した小孔である。このように、開口部２１の近傍に形成すると、リード線７１ａ及び７１ｂを配線用開口部２１ａから導き出すときに、開口部２１から工具を挿入してリード線７１ａ及び７１ｂをつかみ、リード線７１ａ及び７１ｂの先端部を配線用開口部２１ａに向けて動かすことができるので、配線作業が容易になるという利点がある。また、開口部２２と開口部２３とにも、それぞれ配線用開口部２２ａと配線用開口部２３ａを形成しているので、リード線７１ａ及び７１ｂは３方向から導出することが可能である。なお、この実施の形態では、配線用開口部２１ａを開口部２１の近傍に設けているが、コイルの構成などに応じて適宜形成位置を変更する、たとえば開口部２４側に形成してもよい。また、１つのみ形成するようにしてもよい。

さらに、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態について説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態を示す断面図であり、（ａ）は回転前の状態、（ｂ）は回転後の状態を示す。図５に置いて用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。

コイル６６に通電していない状態においては、図５（ａ）に示すように、第２ロータ４１の磁極４３がスプリング６２に付勢されてストッパ４８の緩衝ゴム４９に対して押し付けられている。コイル６６に通電すると、補助磁極５０から第１ロータ３６へ流れ、さらに第１ロータ３６からケース２０、ケース２０から第２ロータ４１へと流れ、第２ロータ４１から補助磁極５０へ戻る磁気回路を生成する。このとき、第１ロータ３６及び第２ロータ４１とケース２０との間にはエアギャップを縮小するような吸引力が働く。すなわち、第２ロータ４１の磁極４３には、最も接近している固定磁極部３１に対して吸引される力が働き、図５（ｂ）において第２ロータ４１を右回転させる。磁極４２及び４４にも同様に右回転させる力が働く。第１ロータ３６の各磁極にも同じ方向へ回転させる力が働くので、シャフト５５も右回転する。所定角度回転したところで、磁極４２がストッパ４８の緩衝ゴム４９に当接して回転が停止する。コイル６６への通電を停止すると、スプリング６２の付勢力で図５（ａ）に示す位置に復帰する。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイド１０は、ケース２０の、シャフト５５の軸方向において第１ロータ３６と第２ロータ４１とに対応する位置に、開口部２１、２２及び２３と開口部２４、２５及び２６を形成することによって、ケース２０に固定磁極部２７、２８及び２９と固定磁極部３０、３１及び３２とを設け、コイル６６への通電時に、第１ロータ３６の磁極部３７、３８及び３９と第２ロータ４１の磁極部４２、４３及び４４とをそれぞれ吸引する構成としたので、固定磁極を別個設ける必要がなく、ケース２０を従来技術による固定磁極と同じ厚さにしても、従来技術に係るロータリソレノイドのケースの肉厚分だけ小型化を図ることができる。したがって、小型化を図れると共に大きな回転トルクが得られ、部品点数が削減できるので組立も簡単になる。また、コイル６６を間に置くように２つのロータを設けたので、トルクを増大することもできる。さらに、補助磁極５０を設けて、第１ロータ３６及び第２ロータ４１をシャフトではなく補助磁極５０に嵌合しているので、シャフト５５を磁性材で形成する必要がない。したがって、ケース２０に開口部を設けても寄生的な磁気回路を生成することを防止できる。くわえて、開口部２１の近傍に配線用開口部２１ａを形成し、リード線７１ａ及び７１ｂをケース２０の外部へ導き出すときに、開口部２１を利用することができるので、リード線７１ａ及び７１ｂの導出工程が非常に簡単なものとなる。また、ボールベアリング６０及び６１を第１蓋５６及び第２蓋５８に嵌合しているので、ケース２０の内部に軸受を収納するスペースが不要である。さらに、第２蓋５８にストッパ４８を設けたので、第１蓋５６側に負荷装置に固定するためのねじ孔を設ける際に、ストッパを避けて配置する必要がない。

さらに、本発明の第２の実施の形態に係るロータリソレノイドについて説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態を示す断面図であり、（ａ）は磁極の先端が広いロータを用いた状態の断面図、（ｂ）は磁極の先端が狭いロータを用いた状態の断面図を示す。図６において、７２はケース、７３及び７４は開口部、７５及び７６は固定磁極部、７７はロータ、７８及び７９は磁極部、８０は中央部、８１及び８２はエアギャップ、８３はロータ、８４及び８５は磁極部であり、その他の符号は図１と同じものを示す。なお、図６においては、一方のロータのみ記載し、他方のロータの記載を省略しているが、他方のロータは一方のロータと同一の形状及び大きさである。

本発明の第２の実施の形態に係るロータリソレノイドは、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドの２つのロータが３極ずつの計６極の磁極を備えているのに対し、２極ずつの計４極としている。すなわち、図６（ａ）に示すように、ロータ７７は、磁極部７８と磁極部７９を備えており、それぞれ固定磁極部７５と固定磁極部７６とに吸引される。また、２極としたので、エアギャップ８１及び８２はケース７２に周方向において幅が広くなっており、第１の実施の形態に係るロータリソレノイドよりも回転角度を大きく設定することが可能である。なお、ロータ７７の中央部８０ａ及び８０ｂは、補助磁極５３の圧入時に亀裂や欠けを生じることを防止するために、一定程度の肉厚を確保することが必要である。また、図６（ａ）では、ロータ７７の磁極７８及び７９が先端側に向かって扇状に拡がるように形成し、回転角度を大きく設定しやすい形状としているが、これらの磁極の形状は必要となる回転角やトルクに応じて適宜変更できる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、ロータ８３の磁極８４及び８５は、先端側に向かって幅が狭くなるように形成した例であり、このように磁極の形状を変更できる。

くわえて、本発明の第３の実施の形態に係るロータリソレノイドについて説明する。図７は、本発明の第３の実施の形態に係るロータリソレノイドの回転状態を示す断面図であり、（ａ）は回転前の状態、（ｂ）は回転後の状態を示す。図７において、８６はケース、８７、８８、８９及び９０は固定磁極部、９１、９２、９３及び９４は開口部、９５はロータ、９６、９７、９８及び９９は磁極部、１００、１０１、１０２及び１０３は凹部、１０４、１０５、１０６及び１０７はエアギャップであり、その他の符号は図１と同じものを示す。なお、図７においては、一方のロータのみ記載し、他方のロータの記載を省略しているが、他方のロータは一方のロータと同一の形状及び大きさである。

本発明の第３の実施の形態に係るロータリソレノイドは、本発明の第１の実施の形態に係るロータリソレノイドの２つのロータが３極ずつの計６極の磁極を備えているのに対し、４極ずつの計８極としている。すなわち、ロータ９５は、磁極部９６、磁極部９７、磁極部９８と磁極部９９とを備えており、それぞれ固定磁極部８７、固定磁極部８８、固定磁極部８９と固定磁極部９０とに吸引される。なお、この実施の形態では、４極としたことによって、エアギャップ１０４、１０５、１０６及び１０７のケース８６の周方向における幅が小さくなっており、ストッパを設置するスペースである凹部１００、１０１、１０２及び１０３も小さくなっている。したがって、この実施の形態に係るロータリソレノイドでは、設定可能な最大回転角が第１の実施の形態に係るものよりも相当小さくなる。

以上に説明した実施の形態に係るロータリソレノイドは、ケースに対して開口部を形成しているので、このままの状態で使用する場合には防塵性に問題を生じる場合がある。そこで、防塵性という課題を解決した変形例について説明する。図８は、ケースに保護テープを巻回した状態を示す右側面図である。図８において、１０８は保護テープであり、その他の符号は図２と同じものを示す。

図８に示すように、ケース２０の周側面の全体に対して保護テープ１０８を部分的に重なり合うように巻回している。なお、保護チューブ７１の部位では保護テープ１０８を切断して保護チューブ７１を取り出す開口部を設けている。このような対策を施すことによって、ケース２０に開口部を形成していないロータリソレノイドに準じた防塵性を得ることができる。また、保護テープ１０８を巻回するので、ロータなどの可動部に対する絶縁性を向上することもできる。

なお、本発明は以上に説明した内容に限定されるものではなく、例えば、薄型ロータリソレノイドとして構成するために、ロータを１つのみ設けるように構成してもよい。また、ストッパを２個以上設けてもよい。さらに、特開２００８−１６６３４７公報に開示されているロータリソレノイドのように、ストッパを設けない構成としてもよい。また、シャフトが補助磁極を貫通する構成とせずに、シャフトの基端部を補助磁極の凹陥部に嵌合する構成にしてもよい。このように、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を加えることが可能である。

１０ ロータリソレノイド
２０ ケース
２０ａ 先端部
２０ｂ 基端部
２０ｃ 中間部
２１ 開口部
２１ａ 配線用開口部
２２ 開口部
２２ａ 配線用開口部
２３ 開口部
２３ａ 配線用開口部
２４ 開口部
２５ 開口部
２６ 開口部
２７ 固定磁極部
２８ 固定磁極部
２９ 固定磁極部
３０ 固定磁極部
３１ 固定磁極部
３２ 固定磁極部
３３ 段差部
３４ 段差部
３５ａ ねじ孔
３５ｂ ねじ孔
３５ｃ ねじ孔
３５ｄ ねじ孔
３６ 第１ロータ
３７ 磁極部
３８ 磁極部
３９ 磁極部
４０ 開口部
４１ 第２ロータ
４２ 磁極部
４３ 磁極部
４４ 磁極部
４５ エアギャップ
４６ エアギャップ
４７ エアギャップ
４８ ストッパ
４９ 緩衝ゴム
５０ 補助磁極
５１ａ 小径部
５１ｂ 小径部
５２ 大径部
５３ 段差部
５４ 段差部
５５ シャフト
５５ａ 先端部
５５ｂ 基端部
５６ 第１蓋
５７ 凹陥部
５８ 第２蓋
５９ 凹陥部
６０ ボールベアリング
６１ ボールベアリング
６２ スプリング
６３ 下地板
６４ カバー
６５ ボビン
６６ コイル
６７ スペーサ
６８ スペーサ
６９ａ ボルト
６９ｂ ボルト
７０ａ リード線
７０ｂ リード線
７１ 保護チューブ
７２ ケース
７３ 開口部
７４ 開口部
７５ 固定磁極部
７６ 固定磁極部
７７ ロータ
７８ 磁極部
７９ 磁極部
８０ 中央部
８１ エアギャップ
８２ エアギャップ
８３ ロータ
８４ 磁極部
８５ 磁極部
８６ ケース
８７ 固定磁極部
８８ 固定磁極部
８９ 固定磁極部
９０ 固定磁極部
９１ 開口部
９２ 開口部
９３ 開口部
９４ 開口部
９５ ロータ
９６ 磁極部
９７ 磁極部
９８ 磁極部
９９ 磁極部
１００ 凹部
１０１ 凹部
１０２ 凹部
１０３ 凹部
１０４ エアギャップ
１０５ エアギャップ
１０６ エアギャップ
１０７ エアギャップ
１０８ 保護テープ
１１０ ロータリソレノイド
１１１ 固定磁極
１１２ 固定磁極
１１３ 固定磁極
１１４ 固定磁極
１１５ 延出部
１１６ 延出部
１１７ 延出部
１１８ 延出部
１１９ 延出部
１２０ 延出部
１２１ 延出部
１２２ ロータ
１２３ 延在部
１２４ 延在部
１２５ 延在部
１２６ 延在部
１２７ ロータ
１２８ 延在部
１２９ 延在部
１３０ 延在部
１３１ 延在部
１３２ 駆動軸
１３３ 径大部
１３４ 径小部
１３５ コイル
１３６ ボビン
１３７ ケース

Claims (5)

1. ロータと、該ロータに直接的又は間接的に固定されたシャフトと、前記ロータの近傍に配置されたコイルと、前記ロータ及び前記コイルを収納すると共に略筒状に形成されたケースとを備えたロータリソレノイドにおいて、
   前記ロータは、前記シャフトの中心軸から放射状に延びるように形成された複数個の磁極部と、
   前記ケースは、磁性材で形成されると共に、複数個の前記磁極部と同数の開口部がそれぞれの前記磁極部に対向する部位に形成され、複数個の前記開口部の周辺領域がコイルへの通電時に複数個の前記磁極部をそれぞれ吸引する固定磁極部としてなされていることを特徴とするロータリソレノイド。
2. 前記シャフトは、非磁性材で形成され、
   さらに、略筒状に形成されると共に、前記シャフトが挿入され、かつ、前記ロータが固定された補助磁極を備えていることを特徴とする請求項１に記載のロータリソレノイド。
3. さらに、前記シャフトの中心軸から放射状に延びるように形成された複数個の磁極部が形成された別のロータを備え、
   前記ロータと前記別のロータとは、互いの間に前記コイルが介在するように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータリソレノイド。
4. さらに、前記ケースの前記シャフトの先端側の開口部を閉止する第１の蓋と、前記ケースの前記シャフトの基端側の開口部を閉止する第２の蓋と、前記第１の蓋と前記第２の蓋とにそれぞれ固定された第１の軸受と第２の軸受とを備え、
   前記シャフトは、前記第１の軸受及び前記第２の軸受によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のロータリソレノイド。
5. さらに、前記第２の蓋に基端部が固定され、先端部に緩衝材を設けたストッパを少なくとも１つ備えていることを特徴とする請求項４に記載のロータリソレノイド。

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