JP2013153098A - ロータリーソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、自己保持型のロータリーソレノイドにおいて、安価な構造で低振動・低騒音化を図るものである。
【解決手段】出力軸２１とスイングヨーク２２とこれに配置される２個のマグネット２３・２４を非磁性の成形材料により成形してスイングロータ２０を形成し、成形材料より成るホルダ２５に、スイングロータにおける揺動方向の両側にそれぞれ位置しスイングヨークの揺動範囲を規制するためのストッパに当接する当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２を形設し、かつ、これら当接部を出力軸の中心からスイングロータの最外径位置までの距離に対して１／２より中心寄りに配置する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、出力軸を所定の角度範囲で反復的にスイングさせるロータリーソレノイドに関するものである。

従来、出力軸を一定の角度範囲で反復的にスイングさせるロータリーソレノイドは、産業用機械の駆動源として使用されている。例えば、特許第３２４０３５１号公報や特開２００９−０３８８７４号公報に記載のものが知られている。

特許３２４０３５１号公報には、出力軸の回動方向に空隙を介してマグネットと電磁コイルを対向配置する、いわゆるラジアルエアギャップ構造のロータリーソレノイドが示されている。この種のロータリーソレノイドは、電磁コイルの配置等の関係で全体の形状が大きくなり、コストがアップする傾向にもある。

一方、特開２００９−０３８８７４号公報に記載のロータリーソレノイドは、出力軸の軸方向と平行な方向に空隙を介してマグネットと電磁コイルを配置する、いわゆるアキシャルエアギャップ構造であり、小型化に有利である。この構造のロータリーソレノイドは、中心に磁性体の主磁極を配置した電磁コイルに軸方向に対向して、極性が異なるようにして並置された２個のマグネットを配置しており、２個のマグネットの電磁コイルとの反対側には磁性体からなるスイングヨーク（バックヨーク）が空隙を介して配置されている。

そして、動作時、スイング部分の一部がストッパに当たることでスイング部分の移動を規制する。これにより、電磁コイル部を通電制御すれば、出力軸を一定の角度範囲で反復的にスイングさせることができる。また、電磁コイルの通電を遮断した場合には、ストッパの当たる位置でスイング部分はマグネットの吸引力により自己保持される。

このような反復運動を繰り返すロータリーソレノイドでは、スイング部分には大きな力が働いた状態でストッパと衝突すると大きな振動や騒音が発生する。特に、ストッパとスイング部分のストッパ当接部が金属で構成されている場合には、金属と金属が直接衝突してしまうので、振動騒音の問題が発生してしまうことが多い。
このような振動と騒音の問題に対しては、特開２００９−０３８８７４号公報にも記載されているように、スイングヨークの特にストッパに当接する部分に樹脂材を用いる方法が有効である。この従来技術では、樹脂材から形成した揺動アームでスイングヨークを保持し、この揺動アームをシャフトに嵌合させている。この場合、揺動アームとシャフトとの固定に際し、特許第３２４０３５１号公報にも見られるように、両者に形成した挿通孔部に止ピンを圧入することにより固定することも行われている。

特許３２４０３５１号公報 特開２００９−０３８８７４号公報

上述した構成のロータリーソレノイドは、高速で反復運動を繰り返す形態での使用も想定されるので、さらなる振動低減や騒音低減が求められる。また、ロータリーソレノイドの性能の向上とコスト低減を同時に成立させる必要もある。

本発明は、上記のような課題を解決するもので、加振力を低減し得る構成とし、低振動と低騒音を実現しかつ安価なロータリーソレノイドを提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明においては、箱状ケース内に、中心に主磁極を有する電磁コイルと、単極着磁された２個のマグネットと、この両マグネットを互いに異なる磁極が電磁コイルにエアギャップを介して対向するよう並置した状態で固着する平面部を有するスイングヨークと、このスイングヨークを揺動自在に支持するよう平面部に直交して設けられ主磁極と平行に配置された出力軸とを有し、スイングヨークを出力軸の中心と主磁極の中心とを結ぶ中心線に対して正逆方向にそれぞれ所定の角度を揺動させるようにしたロータリーソレノイドにおいて、
２個のマグネットとスイングヨークと出力軸とを、非磁性の成形材料よりなるホルダを用いて一体化してスイングロータを構成し、このホルダに、スイングロータにおける揺動方向の両側にそれぞれ位置しスイングヨークの揺動範囲を規制するためのストッパに当接する当接部を形設し、かつ、これら当接部を、出力軸の中心からスイングロータの最外径位置までの距離に対して１／２より中心寄りに配置することを特徴とする。

上記した本発明のロータリーソレノイドにおいて、箱状ケース内に、電磁コイルを支持すると共に主磁極と磁気的に結合された固定ヨークを設け、この固定ヨークに、電磁コイルの外周位置の両側において主磁極とほぼ同じ高さに立ち上げた突起部をそれぞれ形成し、この両突起部をそれぞれ、スイングロータにおける当接部がストッパに当接した位置において、両マグネットの互いの隣り合うそれぞれの内側縁部のうち一方のマグネットの内側縁部が主磁極に近接するときに、他方のマグネットにおける外側縁部に近接するよう配置するのがよい。

また、本発明のロータリーソレノイドにおいて、ストッパを、箱状ケースにおいてスイングロータの揺動方向両側を覆う側壁により形成することができる。この箱状ケースは、樹脂材料により構成してもよいし、金属材料により構成してもよい。

一方、本発明のロータリーソレノイドにおいては、スイングロータにおけるホルダに、出力軸のうち少なくとも電磁コイル側の外周を覆うと共にこの出力軸の電磁コイル側の端部を箱状ケースの支持壁に支持した際に支持壁からの高さ位置を規定するボス部を設けて、スイングロータにおけるマグネットと電磁コイルとの間に所定のエアギャップを確保するようにしてもよい。特に、出力軸の電磁コイル側の端部を箱状ケースの支持壁に装着されたすべり軸受により回転自在に支持する場合には、ホルダにおけるボス部の端面をすべり軸受に摺接させるのがよい。

さらに、本発明のロータリーソレノイドにおけるスイングロータは、スイングヨークと出力軸とを結合した状態でスイングヨークの平面部の所定位置にマグネットを配置し、樹脂成形によるインサートモールドでホルダを成形して構成することができる。この場合、スイングヨークに出力軸が嵌合する軸孔を透設し、出力軸の外周面に形成されたローレット加工部を軸孔に圧入するのがよく、出力軸のローレット加工部を、スイングヨークの軸孔の位置及びボス部の位置にかけて連続的に形成することができる。

本発明のロータリーソレノイドにあっては、可動部としてのスイングロータがスイングヨークと出力軸と２個のマグネットとをホルダにより一体化して構成されているため、出力軸に対するスイングヨークの固定や、スイングヨークにおける２個のマグネットの位置決めを同時に行うことができる。また、スイングヨークの揺動範囲を規制するストッパに対し、スイングロータの当接部が出力軸の中心からスイングロータの最外径位置までの距離の１／２より中心寄りに配置されているため、スイングロータのストッパに対する当接位置の回転半径が小さくなり、ストッパへの衝突エネルギーを大幅に減少化させることが可能となる。従って、本発明のロータリーソレノイドは以下の効果を奏することになる。
（１）従来よりも低振動である。
（２）従来よりも低騒音である。
（３）部品点数や組立て工数を削減することができる。
（４）マグネットの位置精度を向上することができる。

本発明の一実施形態によるロータリーソレノイドの斜視図である。 図１のロータリーソレノイドの分解斜視図である。 図１のロータリーソレノイドの上カバーを取り外した状態の平面図である。 図３のＡ−Ａ’線で切断した切断正面図である。 図１のロータリーソレノイドにおけるスイングロータの下斜め方向からの斜視図である。 図１のロータリーソレノイドにおけるスイングロータの平面図である。

本願発明のロータリーソレノイドの実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。

図１は実施形態によるロータリーソレノイド１の外観を示し、また、図２は図１のロータリーソレノイド１を構成要素で分解した状態を示すものである。このロータリーソレノイド１は、箱状の外周ケース部１０の上面より突出した出力軸２１をスイング角±θ（つまり２θ）として反復的にスイング運動させるものである。外周ケース部１０は、上面が開口された本体ケース１１とこの本体ケース１１の開口を施蓋するカバーケース１２とからなり、例えば金属材料にて構成されている。外周ケース部１０は平面視ほぼホームベース形状であり、両ケース１１・１２における出力軸２１の貫通部位、つまり本体ケース１１の底板１１Ａ及びカバーケース１２におけるホームベース形状の先細りした一端部側にそれぞれすべり軸受からなる軸受部１３・１４が貫通した状態で取り付けられ、出力軸２１を回動自在に支持する構成になっている。出力軸２１の上部はカバーケース１２の軸受部１４から外部に導出されている。

図３及び図４は、本体ケース１１の内部を示しており、本体ケース１１の底板１１Ａにおけるほぼ中央部上面には、磁性体からなる固定ヨーク３０が固定され、さらにこの固定ヨーク３０上の中央部には電磁コイル４０が固定されている。電磁コイル４０は中心に磁性体からなる主磁極４１を有し、主磁極４１の回りに絶縁性コイルボビン４２を介して巻装されたマグネットワイヤ４３を配置することにより構成されている。主磁極４１の下端部は固定ヨーク３０に固定され、磁気的に結合されている。固定ヨーク３０は、対称多角形状に形成されており、固定ヨーク３０の左右方向の両側には、電磁コイル４０の外周位置の両側に位置すると共に折り曲げ加工により出力軸２１の軸線と平行で上方に立ち上げられた突片から成る突起部３１・３２が形成されている。この突起部３１・３２はその立ち上げ端面が電磁コイル４０の主磁極４１とほぼ同じ高さとなるように設定されている。ここで、対称多角形状の固定ヨーク３０は、対称線が前記出力軸２１の中心を通る位置に配置されており、また、両突起部３１・３２はそれぞれ、固定ヨーク３０の中心線に対し２θの角度だけ傾斜しており、本体ケース１１の周壁１１Ｂのホームベース形状における先細り傾斜位置に対応する両側壁部１１Ｂ１・１１Ｂ２に対しほぼ平行に配置されている。

上記外周ケース部１０には、前記出力軸２１を備えたスイングロータ２０が出力軸２１の一部を外部に導出した状態で収容されている。このスイングロータ２０は、図２・図５及び図６に示すように、出力軸２１の軸線方向に対し直交する平面部（裏面部）を有する磁性金属板からなるスイングヨーク２２と、スイングヨーク２２の平面部に配置された２個の矩形状マグネット２３・２４と、出力軸２１・スイングヨーク２２及びマグネット２３・２４をインサートモールドにより一体化する非磁性樹脂材料よりなるホルダ２５とにより構成されており、出力軸２１の下端部と中腹部とがそれぞれ軸受部１３・１４により回転自在に支持され、電磁コイル４０の主磁極４１の上端面に対し両マグネット２３・２４が所定のエアギャップを介してアキシャル方向に対向するようになっている。

このスイングヨーク２２は、図６に示すように、出力軸２１の中心を通る中央線に対して対称な形状になっており、一端部に軸孔が形成され、これに出力軸２１が圧入されている。また、スイングヨーク２２の裏面部における２個のマグネット２３・２４は上記中央線に対して対称な位置、つまり２個のマグネット２３・２４の互いに向かい合う側縁（内側縁）がそれぞれ中央線からθの角度を有する位置に配置され、各々出力軸２１と平行な方向つまり上下方向に単極着磁され、かつ着磁の向きが互いに逆になるように配置されている。さらに、これらマグネット２３・２４は、互いに異なる磁極がエアギャップを介して電磁コイル４０に対向するよう並置され、マグネット２３・２４の磁化方向に主磁極４１の上面及び突起部３１・３２の上端面に対向するようになっている。

スイングロータ２０のインサートモールドは、スイングヨーク２２の軸孔に出力軸２１を圧入し且つスイングヨーク２２に対し２個のマグネット２３・２４が所定位置に配置されるようにした状態で行われる。すなわち、所定の成形型内にスイングヨーク２２と出力軸２１との結合品及び両マグネット２３・２４を組み込み、型内に樹脂材料を注入してホルダ２５を成形する。この場合、マグネット２３・２４はスイングヨーク２２に対する位置が型により規定される。このようにして成形されたホルダ２５は、スイングヨーク２２の外周及び出力軸２１の下半部外周を覆うと共に、スイングヨーク２２の裏面部を両マグネット２３・２４端面を露出させる形で覆い、スイングヨーク２２と出力軸２１とを出力軸２１に対しスイングヨーク２２を直交させた状態で強固に結合すると共に、両マグネット２３・２４をスイングヨーク２２に強固に固着させる。このとき、両マグネット２３・２４はスイングヨーク２２の裏面部に接触する形で固定される。このようにして形成されたスイングロータ２０において、両マグネット２３・２４に対し専用の着磁機を用いて単極着磁が施される。なお、両マグネット２３・２４は予め着磁したものを用いても良く、スイングヨーク２２に両マグネット２３・２４を所定位置に所定の磁極方向で吸着させ、この状態でインサートモールドを行えばよい。

スイングロータ２０のホルダ２５には、出力軸２１の下部外周を覆う円筒状のボス部２５Ａが一体に設けられている。このボス部２５Ａの軸方向寸法は、スイングロータ２０の外周部ケース１０への組み込み時にスイングヨーク２２が所定高さになるよう設定されている。すなわち、ボス部２５Ａの下端面は、出力軸２１の下端部を本体ケース１１の軸受部１３に装着した際、軸受部１３の上面に当接するが、この当接時に、スイングヨーク２２に固着された両マグネット２３・２４の下面が電磁コイル４０の主磁極４１の上面に対し所定のエアギャップを介して対向するよう、ボス部２５Ａの軸方向寸法が設定されている。ここで、図示しないが、出力軸２１のスイングヨーク２２との結合部外周面にはローレット加工が施されており、スイングヨーク２２と出力軸２１との固定強度が高められている。加えて、この出力軸２１へのローレット加工は、上記ボス部２５Ａに対応する位置まで連続的に延長して形成されており、インサート成形したホルダ２５の出力軸２１への固定強度が格段に高められている。

また、スイングロータ２０のホルダ２５には、スイングロータ２０の揺動方向の両側における中心寄りに、両外側に向けて幾分膨出した形で当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２が形成されている。これら当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２は、スイングロータ２０の揺動時に本体ケース１１における周壁１１Ｂの両側壁部１１Ｂ１・１１Ｂ２内面に当接することにより、スイングロータ２０の揺動範囲を規制するよう作用する。本体ケース１１の周壁１１Ｂにおける両側壁部１１Ｂ１・１１Ｂ２はスイングロータ２０に対するストッパを構成しており、本体ケース１１自体がストッパを兼用することで構成の簡略化を図っている。ここで、ホルダ２５の当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２は、図６に示すように、出力軸２１の中心からスイングロータ２０の最外径位置までの距離をＬａとした時、出力軸２１の中心からの距離ＬｂがＬａの半分以下になる位置に形成されている（Ｌａ／２＞Ｌｂ）。

外周ケース部１０の内部における出力軸２１との反対側（他端側）には、電磁コイル４０におけるコイルボビン４２に一体に設けられた部品収納部４４が配置され、例えば温度ヒューズが収容されている。電磁コイル４０のマグネットワイヤ４３の端子は温度ヒューズを介して外部引き出し用のリード線に接続され、部品収納部４４に形成された引き出し口４５からリード線が外部に導出される。

このような構成のロータリーソレノイドにあっては、電磁コイル４０への通電を制御することにより、スイングロータ２０を反復揺動させ、出力軸２１より往復軸回転力を得ることができる。

すなわち、図３及び図４は、スイングロータ２０の停止位置、つまりにホルダ２５の右側の当接部２５Ｂ１がケース側のストッパとなる側壁部１１Ｂ１に当接した停止位置でのマグネット２３・２４と電磁コイル４０の主磁極４１との位置関係を示すものである。スイングヨーク２２における左側のマグネット２４はその内側縁部と主磁極４１のセンタとが上下方向にほぼ一致し、また右側のマグネット２３の外側縁部と突起部３１の端面の幅方向のセンタとが上下方向にほぼ一致するように配置され、最大の磁気吸引反発力が得られるようになっている。

図３及び図４において、無通電状態では、左側のマグネット２４と主磁極４１間には磁気吸引力が生じ、また、右側のマグネット２３と突起部３１間にも磁気吸引力が生じている。この両方の磁力はほぼ同一回転方向（平面視で反時計方向）であるため、両吸引力が残留した状態でホルダ２５の当接部２５Ｂ１が側壁部１１Ｂ１に当接して停止している。このとき、左側のマグネット２４・主磁極４１・固定ヨーク３０・突起片３１・右側のマグネット２３及びスイングヨーク２２を磁束が通る磁気回路が形成されている。

そして、この状態から電磁コイル４０のマグネットワイヤ４３に通電すると、電磁コイル４０が励磁されてその中心部の主磁極４１は左側のマグネット２４の下部極と同極に磁化され、大きな反発力が作用して、スイングロータ２０は時計方向に移動（回動）する。一方、右側のマグネット２３の外側縁部とほぼ一致して位置していた突起部３１の端面は、電磁コイル４０の中心部の磁極と反対極性に磁化されるため、この右側のマグネット２３との間に反発力が生じ、これら両方の力で大きなスイング出力が得られる。さらに左側のマグネット２４が突起部３２の端面に近づくと吸引力が作用する。この３つの電磁力は合成されて出力軸２１からトルクとして出力される。スイングロータ２０は、ホルダ２５の当接部２５Ｂ２が側壁部１１Ｂ２に当接した位置で回動を停止し、この位置で停止が保持される。この状態では、前述とは反対に、スイングヨーク２２における右側のマグネット２３の内側縁部と主磁極４１のセンタとが上下方向にほぼ一致し、左側のマグネット２４の外側縁部と突起部３２の幅方向のセンタとが上下方向にほぼ一致するように配置される。

さらに、この回動位置で無通電状態となると、右側のマグネット２３と主磁極４１間には磁気吸引力が生じ、また、左側のマグネット２４と突起部３２間にも磁気吸引力が生じ、この両方の磁力はほぼ同一回転方向（時計方向）であるため、両吸引力が残留した状態でホルダ２５の当接部２５Ｂ２が側壁部１１Ｂ２に当接して停止した状態が維持される。このとき、右側のマグネット２３・主磁極４１・固定ヨーク３０・突起片３２・左側のマグネット２４及びスイングヨーク２２を磁束が通る磁気回路が形成され、自己保持状態される。

つぎに、この状態から電磁コイル４０に前述とは逆方向に通電すると、電磁コイル４０が逆方向に励磁されてその中心部の主磁極４１は右側のマグネット２３の下部極と同極に磁化され、大きな反発力が作用して、スイングロータ２０は反時計方向に移動（回動）する。同時に、左側のマグネット２４の外側縁部とほぼ一致して位置していた突起部３２の端面は、電磁コイル４０の中心部の磁極と反対極性に磁化されるため、この左側のマグネット２４との間に反発力が生じ、これら両方の力で大きなスイング出力が得られる。さらに右側のマグネット２３が突起部３１の端面に近づくと吸引力が作用し、これら３つの電磁力は合成されて出力軸２１からトルクとして出力される。そして、スイングロータ２０は、ホルダ２５の当接部２５Ｂ１が側壁部１１Ｂ１に当接した位置で回動を停止し、再び図３及び図４の状態に保持される。

このようにして、電磁コイル４０への通電方向を切り換えることにより、スイングロータ２０は反復動作を繰り返し、所定の出力を得ることができる。

上述した実施形態にあっては、スイングロータ２０の往復動作及び無通電時の自己保持に際し、最短の磁気回路を構成するための専用の固定ヨーク３０を配置し、その両端を立ち上げて突起部３１・３２として、それぞれマグネット２３・２４に対し狭い空隙を介して対向させるため、磁路が非常に短く磁気抵抗の小さい磁気回路構成とすることができる。この結果、マグネット２３・２４としてグレード（残留磁束密度等）の低いフェライト系のものを使用しても所望の動作を確保することができ、コスト低減に大きく寄与できることになる。なお、実施形態では、外周ケース部１０を構成する本体ケース１１及びカバーケース１２を金属材料により構成しているが、外周ケース部１０内で固定ヨーク３０による最短距離で集中する磁気回路を構成しているため、磁気特性的に何ら問題にならない。特に微弱な磁束に対して磁気シールド機能が要求される環境においては、好適である。

ところで、この種ロータリーソレノイドにあっては、動作時間を短くした素早い応答性が要求される。この応答性は、スイングヨーク２２に配置するマグネット２３・２４の位置やスイングヨーク２２と電磁コイル４０の位置関係により変化してしまうため、所望の性能を確保するためには、スイングヨーク２２と電磁コイル４０間の位置関係やスイングヨーク２２におけるマグネット２３・２４の配置位置が重要となる。

上述した本発明の実施形態にあっては、スイングロータ２０を構成する際に、出力軸２１・スイングヨーク２２及び両マグネット２３・２４をインサートモールドにより一体化するため、組立が容易になる上、スイングヨーク２２における両マグネット２３・２４の位置精度を容易に確保でき、組立精度が向上し、ロータリーソレノイドとしての性能を高めることができ、しかも生産性・量産性を高め、且つ安価にできるものである。

さらに、インサートモールドにより形成されたホルダ２５には、本体ケース１１における両マグネット２３・２４の高さ位置を規定し電磁コイル４０の主磁極４１の上面に対する両マグネット２３・２４の下面位置を所定ギャップを介して対向させ得るボス部２５Ａが一体に成形されているため、スイングロータ２０の本体ケース１１への組み込みだけで磁気的な精度を確保することが可能となり、組立が簡単になるばかりでなく、ロータリーソレノイドの性能を高めることができる。

加えて、スイングロータ２０の樹脂製ホルダ２５に、スイングヨーク２２の両側に位置する当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２を形設し、これを本体ケース１１のストッパ（側壁部１１Ｂ１・１１Ｂ２）に当接させてスイングロータ２０の回動を規制するようにしたので、金属製スイングヨークを直接ストッパに当接させる場合に比し、衝突時の振動や騒音を低減することができ、しかも、この当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２を出力軸２１の中心からスイングロータ２０の最外径位置までの距離Ｌａに対して１／２より中心寄りに配置しているため、当接部がスイングロータ２０の外径側寄りに存在する場合に比し、スイングロータ２０の本体ケース１１への衝突エネルギーを最小にでき、振動や騒音を低減することができる。

以上、本発明の実施形態によるロータリーソレノイドについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱することなく種々の変更・変形が可能である。

例えば、スイングヨークに固着された一対のマグネットは、無通電時の自己保持状態において、内側縁部を電磁コイルの主磁極のセンタに一致させるだけでなく、主磁極に対しマグネットの一部が上下方向にオーバーラップするだけでもよく、要は、マグネットの磁気センタが主磁極のセンタからずれる形態で近接していれば、磁気吸引力が作用し、保持力を得ることができるものである。さらに、マグネットはその外側縁部を固定ヨークの突起部の端面センタに一致させる以外に、外側縁部が突起部端面に一部または全部をオーバーラップさせてもよく、或いは全くオーバーラップすることなく近接させる形態でもよく、十分な磁気吸引力を得ることができるのは明らかである。

また、上記実施形態では、固定ヨーク・電磁コイル・スイングヨーク等を収容する外周ケース部を金属材料により構成した場合を説明したが、この外周ケース部を樹脂材料により形成することもできる。この場合、外周ケース部内では固定ヨークによる最短距離で集中する磁気回路を構成しているため、外部への漏れ磁束は殆ど問題にならない。
一方、外周ケース部を実施形態のように金属材料により構成した場合、本体ケースの周壁における両側壁部の内側（特にスイングロータの当接部に対応する位置）に衝撃吸収材を設ければ、スイングロータのストッパへの当接時の衝撃をさらに和らげることができる。

さらに、上記実施形態では、スイングロータ２０のホルダ２５に設けた当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２を、出力軸２１の中心からスイングロータ２０の最外径位置までの距離Ｌａに対して１／２より短い距離Ｌｂ内に配置したが、必ずしも距離Ｌａの１／２内に収める必要はなく、当接部２５Ｂ１・２５Ｂ２の中心位置が出力軸２１の中心からスイングロータ２０の最外径位置までの距離Ｌａに対して１／２より中心寄りに位置していれば、上述した作用効果を得ることができる。

本発明は、出力軸を一定の角度範囲で反復的にスイング変位させ、自己保持力が要求されるロータリーソレノイドであって、産業用機械の駆動源として広く適用が可能である。

１ ロータリーソレノイド
１０ 外周ケース部
１３・１４ 軸受部
２０ スイングロータ
２１ 出力軸
２２ スイングヨーク
２３・２４ マグネット
２５ ホルダ
２５Ａ ボス部
２５Ｂ１・２５Ｂ２ 当接部
３０ 固定ヨーク
３１・３２ 突起部
４０ 電磁コイル
４１ 主磁極

Claims (8)

1. 箱状ケース内に、中心に主磁極を有する電磁コイルと、単極着磁された２個のマグネットと、該両マグネットを互いに異なる磁極が前記電磁コイルにエアギャップを介して対向するよう並置した状態で固着する平面部を有するスイングヨークと、該スイングヨークを揺動自在に支持するよう前記平面部に直交して設けられ前記主磁極と平行に配置された出力軸とを有し、前記スイングヨークを前記出力軸の中心と前記主磁極の中心とを結ぶ中心線に対して正逆方向にそれぞれ所定の角度を揺動させるようにしたロータリーソレノイドにおいて、
   前記２個のマグネットと前記スイングヨークと前記出力軸とは、非磁性の成形材料よりなるホルダを用いて一体化されてスイングロータが構成され、当該ホルダには、前記スイングロータにおける揺動方向の両側にそれぞれ位置し前記スイングヨークの揺動範囲を規制するためのストッパに当接する当接部が形設されており、かつ、これら当接部が、前記出力軸の中心から前記スイングロータの最外径位置までの距離に対して１／２より中心寄りに配置されていることを特徴とするロータリーソレノイド。
2. 前記箱状ケース内に、前記電磁コイルを支持すると共に前記主磁極と磁気的に結合された固定ヨークが設けられ、該固定ヨークには、前記電磁コイルの外周位置の両側において前記主磁極とほぼ同じ高さに立ち上げた突起部がそれぞれ形成され、
   該両突起部はそれぞれ、前記スイングロータにおける前記両当接部がそれぞれ前記ストッパに当接した位置において、前記両マグネットの互いの隣り合うそれぞれの内側縁部のうち一方のマグネットの内側縁部が前記主磁極に近接するときに、他方のマグネットにおける前記内側縁部との反対側の外側縁部に近接するよう配置されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーソレノイド。
3. 前記ストッパは、前記箱状ケースにおいて前記スイングロータの揺動方向両側を覆う側壁により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータリーソレノイド。
4. 前記スイングロータにおける前記ホルダには、前記出力軸のうち少なくとも電磁コイル側の外周を覆うと共に当該出力軸の電磁コイル側の端部を前記箱状ケースの支持壁に支持した際に該支持壁からの高さ位置を規定し前記スイングロータにおける前記マグネットと前記電磁コイルとの間に所定のエアギャップを確保するボス部が一体に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のロータリーソレノイド。
5. 前記出力軸の電磁コイル側の端部は、前記箱状ケースの支持壁に装着されたすべり軸受により回転自在に支持され、前記ホルダにおける前記ボス部の端面が前記すべり軸受に摺接されていることを特徴とする請求項４に記載のロータリーソレノイド。
6. 前記スイングロータは、前記スイングヨークと前記出力軸とを結合すると共にスイングヨークの平面部の所定位置に前記マグネットを装着した状態で、樹脂成形によるインサートモールドで前記ホルダを成形することにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリーソレノイド。
7. 前記スイングヨークには前記出力軸が嵌合する軸孔が透設され、前記出力軸の外周面に形成されたローレット加工部が前記軸孔に圧入されている請求項６に記載のロータリーソレノイド。
8. 前記出力軸のローレット加工部は、前記スイングヨークの軸孔の位置及び前記ボス部の位置にかけて連続的に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のロータリーソレノイド。

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