JPH027864A - ロータリーソレノイド - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ロータリーツレ／イドに関するものである。

［従来の技術］ 一般に、ロータリーソレノイドは、円筒状に形成され周
方向において周面に少なくとも２極着磁された円筒状磁
石を備えたロータと、ロータの周面に対向して配置され
る磁極片を持ったステータとで構成されている。

［発明が解決しようとする！題］ ロータに円筒状磁石を用いた従来構成では、ロータの軸
方向における寸法が大きくなり、薄形化に対応できない
という問題があった。また、所定のトルクを得るには径
の大きな円筒状磁石を用いる必要があるが、このような
円筒状磁石を用いると慣性が大きくなるから、応答性が
悪くなり、また、低速になるという問題が発生していた
。

本発明は上記問題を解決することを目的とするものであ
り、円筒状磁石のようにステータの磁極片を周面に対向
させるのではなく、ステータの磁極片を回転軸の軸方向
において対向させることにより、円盤状磁石を用いるこ
とができるようにし、もって、薄形かつ高トルクとし、
かつ慣性を小さくして応答性や速度特性を向上させたロ
ータリーソレノイドを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明では、上記目的を達成するために、周方向におい
て交互に異極に着磁された円盤状磁石を有するロータと
、円盤状磁石の軸方向の表裏の一面に対向する形で円盤
状磁石の周方向に配列された複数の磁極片を有するステ
ータとを設け、各磁極片をコイルにより周方向において
交互にＪ％極に励磁するようにしているのである。

また、周方向において交互に異極に着磁された円盤状磁
石を有するロータと、円盤状磁石の軸方向の表裏にそれ
ぞれ対向する複数の磁極片を円盤状磁石の周方向に配列
したステータとを設け、円盤状磁石の表裏各面にそれぞ
れ対向する磁極片をフィルにより互いに異極に励磁する
ようにしてもよい。

この構成の一例としては、磁性体よりなるハウジングを
設け、ハウジングにおいて円盤状磁石の軸方向の表裏の
一面に対向する部位に複数の磁極片を形成し、円盤状磁
石の他面にコイル内に挿通された鉄芯の一端部に磁気的
に結合された複数の磁極片を対向させ、ハウジングを鉄
芯の他端部に磁気的に結合するようにした構成がある。

［作用］ 上記構成によれば、ロータに円盤状磁石を用いろととも
に、回転軸の軸方向にステータの磁極片を対向させるか
ら、高トルクを得ながらも回転軸の軸方向において薄形
化することができ、しかも、慣性が小さいから、応答性
や速度特性が向上するのである。

また、円盤状磁石であるから、表裏両面に磁極片を対向
させることができ、その場合には、漏れ磁束が少なくな
るから磁気効率が高くなるとともに、ステータの磁極片
と円盤状磁石の磁極との対向面積が大きくとれるから、
磁気的な吸引・反発力が大きくなり高トルクが得られる
のである。

さらに、ハウジングに一方の磁極片を形成している場合
には、ハウジングと磁極片とを別体にしている場合に比
較して、部品点数が削減されるから、コストの低減につ
ながるのである。

［実施例１１ 第１図ないし第３図に示すように、円筒状のケース本体
１１内にフィル２４が納装され、ケース本体１１に被嵌
されるキャップ１３とケース本体１１との間の空間内に
円盤状磁石３１が配設される。円盤状磁石３１は、回転
、１１１３２に対して合成樹脂成形品であるブッシング
３３を介して保持されている。このように、円盤状磁石
３１と回転軸３２とブッシング３３とにより回転子３０
が構成される。円盤状磁石３１は、表裏両面で周方向に
交互に異極の磁極を有するように４極着磁されている。

ここに、所定のトルク特性を得るために着磁幅や着磁間
隔は適宜設定される。回転軸３２は、円筒状の鉄芯２２
内に圧入された輪受２１に挿通されて回転自在に保持さ
れる。鉄芯２２の軸方向の両端部にはそれぞれ段部２２
ａ、２２ｂが形成され、一方の段部２２ａには磁極板２
３がかしめ固定され、他方の段部２２ｂには磁性体より
なる蓋板１２かかしめ固定される。磁極板２３および蓋
板１２にはそれぞれ透孔２６，１２ａが形成されており
、この透孔２６．１２＋１に各段部２２ａ、２２＆を挿
入した形で鉄芯２２がかしめられるのである。

磁極板２３には一対の磁極片２３ａが互いに反対方向に
突出している。また、蓋板１２はケース本体１１に対し
てもがしめ固定され、ケース本体１１と蓋板１２とキャ
ップ１３とによりハウジング１０が形成される。ここに
、ケース本体１１と蓋板１２とは磁性体により形成され
ている。また、ケース本体１１には取付片１５が延設さ
れでおり、取付片１５に設けた取付孔１５ａにねじ等の
固定具を通すことにより、他の部材に取り付けることが
できるようになっている。鉄芯２２は、コイル２４が巻
回された円筒状のコイルボビン２５に挿通されており、
コイル２４に通電することにより、鉄芯２２の両端が互
いに異極に励磁されるようになっている。コイルボビン
２５の一端面には溝部２５ａ、２５ｂが形成されている
。溝部２５ａには磁極板２３が嵌合し、溝部２５Ｉ］に
はケース本体１１に形成された磁極片２３ｂが嵌合する
。すなわち、ケース本体１１において蓋＠１２とは反対
側の端面には、打抜加工により一対の磁極片２３ｂが形
成されているのである。この磁極片２３ｂを結、ｌζ方
向と、磁極板２３の磁極片２３ａを結ぶ方向とは互いに
略直交するようになっている。ケース本体１１における
蓋板１２（ｉｌｌの開口縁の一所には切欠１４が形成さ
れでおり、コイルボビン２５に設けた突片２５ｃが嵌合
してコイルボビン２５がケース本体１１に対して位置決
めされるようになっている。また、この突片２Ｓｃ内に
はコイル２４の日出線２４ａが挿通されており、上記切
欠１４を通して口出１２４ａも引き出される。

ところで、ロータ３０は、第４図に示すように、円盤状
磁５３１の着磁中心と、ステータ２０の磁極片２３ａ、
２３ｂの中心位置とがずれるように、外部に設けたス）
ツバによって位置規制されており、このストッパは、回
転軸３２の回転角度が９０度よりも小さくなるように規
制する。初め第４図（ａ）のように、磁極片２３ａがＮ
極に励磁されているとすると、円盤状磁石３１のＳ極が
磁極片２３ａに対向する位置で安定する。ここで、コイ
ル２４への通電向きを逆転させると、ロータ３０は右回
りに回転し、上記ストッパによって規制される第４図（
ｂ）の位置に移動して安定する。この状態においても、
円盤状磁石３１の中心位置と磁極片２３ａ、２３ｂの中
心位置とがずれているのはもちろんのことである。した
がって、フィル２４への通電向きを逆転させると、今度
は左向きに回転して、第４図（、）の位置に復帰する。

こうして、ロータ３０は９０度以内で往復することにな
るのである。

上記実施例では、４極構成としているが、第５図に示す
ように、６極構成などとしてもよく、この場合には、回
転角度が６０度よりも小さくなるようにストッパで規制
する。

〔実施例２］ 実施例１では、円盤状磁石３１の一面でのみ磁極片２３
ａ、２３ｂを対向させるようにしていたが、本実施例で
は。第６図ないし第８図に示すように、円盤状磁石３１
の両面に磁極片２３ａ、２３ｂが対向するようにしてい
る。すなわち、ハウジング１０は、磁性体よりなる円筒
状のケース本体１１と、ケース本体１１の一面に嵌着さ
れる磁性体よりなる蓋板１２とで構成されており、ケー
ス本体１１における蓋板１２とは反対側の底面には、ケ
ース本体１１の内側に切り出して３個の磁極片２３ｂを
形成している。また、コイルボビン２５の一端面には溝
２５ａが形成されており、この溝２５ａ内には３個の磁
極片２３ａを有する磁極板２３が嵌合する。磁極片２３
ａ、２３ｂはそれぞれ互いに対向しており、ケース本体
１１の底面と、磁極板２３との間に円盤状磁石３１が配
設される。円盤状磁石３１は周方向において交互に異極
となるように６極着磁されており、また表裏が異極に着
磁されている。円盤状磁石３１を保持している回転軸３
２は、ケース本体１１の底面に当接することがあるから
、回転軸３２に軸方向の荷重がかがっても摩擦が大きく
ならないように、回転軸３２の端面は球面状に形成され
ている。他の構成については実施例１と同様である。

しかるに、外部に設けたストッパにより、円盤状磁石３
１の磁極の中心と、磁極片２３ａ、２３ｂの中心とは互
いにずれるように位置規制しておけば、たとえば、＠９
図（ａ）に示すように、初め磁極片２３ｂがＳ極に励磁
され、磁極片２３ｂに対向する円盤状磁石３１の一面に
おけるＮ極が磁極片２３ｂに吸引されているものとすれ
ば、コイル２４への通電向きを逆転させることにより、
第９図（ｂ）に示すように、円盤状磁石３１のＳ極が磁
極片２３ｂに吸引され、ロータ３０は右回りに回転する
。ストッパはロータ３０を６０度以内の回転角度に位置
規制するように設けられており、第９図（ｂ）の位置で
も円盤状磁石３１の着磁中心と磁極片２３ｂの中心位置
とは、ずれた状態で停止する。この状態から、コイル２
４への通電向きを逆転させると、ロータ３０は左回りに
回転して第９図（ａ）の位置に復帰する。

この構成ではハウジング１０の一部に磁極片２３ｂを形
成しているから、実施例１に比較してキャップ１３が不
要となり、コストが低減されるという利点がある。

上記構成では、６極構成となっているが、第１０図に示
すように、４極構成としてもよいのはもちろんのことで
ある。この場合には、ロータ３０の回転角度が９０度以
内となるように設定するのである。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、周方向において交互に異極に着
磁された円盤状磁石を有するロータと、円盤状磁石の軸
方向の表裏の一面に対向する形で円盤状磁石の周方向に
配列された複数の磁極片を有するステータとを設け、各
磁極片をコイルにより周方向において交互に異極に励磁
するようにしているものであり、ロータに円盤状磁石を
用いるとともに、回伝軸の軸方向にステータの磁極片を
対向させるから、高トルクを得ながらも回転軸の軸方向
において薄形化することができ、しかも、慣性が小さい
から、応答性や速度特性が向上するという利点を有する
のである。

また、周方向において交互に異極に着磁された円盤状磁
石を有するロータと、円盤状磁石の軸方向の表裏にそれ
ぞれ対向する複数の磁極片を円盤状磁石の周方向に配列
したステータとを設け、円盤状磁石の表裏各面にそれぞ
れ対向する磁極片をコイルにより互いに異極に励磁する
ようにすれば、円盤状磁石の両面に磁極片を配置するこ
とで、漏れ磁束が少なくなるから磁気効率が高くなると
ともに、ステータの磁極片と円盤状磁石の磁極との対向
面積が大きくとれるから、磁気的な吸引・反発力が大き
くなり高トルクが得られるという利点を有する。

さらに、磁性体よりなるハウジングを設け、ハウジング
において円盤状磁石の軸方向の表裏の一面に対向する部
位に複数の磁極片を形成し、円盤状磁石の他面にコイル
内に挿通された鉄芯の一端部に磁気的に結合された複数
の磁極片を対向させ、ハウジングを鉄芯の他端部に磁気
的に結合するようにした構成では、ハウジングと磁極片
とを別体にしている場合に比較して、部品点数が削減さ
れるから、コストの低減につながるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す分解斜視図、第２図は
同上のキャップを外した平面図、第３図は第２図中Ｘ−
Ｘ線断面図、ｐｌＳ４図は同上の動作説明図、！＃５図
は同上において磁極数を変えた実施例を示すキャップを
外した斜視図、第６図は本発明の実施例２を示す分解斜
視図、第７図は同上の平面図、第８図は第７図中Ｘ−Ｘ
線断面図、第９図は同上の動作説明図、第１０図は同上
の磁極数を変えた実施例を示す斜視図である。 １０・・・ハウジング、２０・・・ステータ、２２・・
・鉄芯、２３ａ、２３ｂ−磁極片、２４−：フイル、３
０・・・ロータ、３１・・・円盤状磁石。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第 ２図 ３ａ 第３図 第７図 ３ｂ ！ 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）周方向において交互に異極に着磁された円盤状磁
   石を有するロータと、円盤状磁石の軸方向の表裏の一面
   に対向する形で円盤状磁石の周方向に配列された複数の
   磁極片を有するステータとを具備し、上記各磁極片はコ
   イルにより周方向において交互に異極に励磁されること
   を特徴とするロータリーソレノイド。
2. （２）周方向において交互に異極に着磁された円盤状磁
   石を有するロータと、円盤状磁石の軸方向の表裏にそれ
   ぞれ対向する複数の磁極片を円盤状磁石の周方向に配列
   したステータとを具備し、円盤状磁石の表裏各面にそれ
   ぞれ対向する磁極片はコイルにより互いに異極に励磁さ
   れることを特徴とするロータリーソレノイド。
3. （３）磁性体よりなるハウジングを有し、ハウジングに
   おいて円盤状磁石の軸方向の表裏の一面に対向する部位
   に複数の磁極片が形成され、円盤状磁石の他面にはコイ
   ル内に挿通された鉄芯の一端部に磁気的に結合された複
   数の磁極片が対向し、ハウジングは鉄芯の他端部に磁気
   的に結合されて成ることを特徴とする請求項２記載のロ
   ータリーソレノイド。