JPH0510329Y2

JPH0510329Y2 -

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Publication number: JPH0510329Y2
Application number: JP1175588U
Authority: JP
Priority date: 1988-01-30
Filing date: 1988-01-30
Publication date: 1993-03-15
Anticipated expiration: 2003-01-30
Also published as: JPH01116410U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はロータリーソレノイドに関し、特に、
ステータの設定位置間において、初期時のトルク
特性を上昇させ、全体のトルクの均一化を図つた
ロータリーソレノイドに関する。

〔従来技術およびその問題点〕

従来、ロータリーソレノイドにあつては、第１
０図および第１１図に示すように構成されてい
て、一端が閉塞された筒状をなし、この閉塞され
た一端の中央部に軸受け部２２が形成されている
ケーシング２１の内周面に環状の溝２１ａが形成
され、この溝２１ａの内部に、環状をなすととも
に、所定の間隔（60°間隔）をおいて複数（実施
例では６つ）の突出部２４が一体に形成されてい
るステータ部材２３が取付けられ、このステータ
部材２３の各突出部２４にコイル２５が巻回され
ることでステータ（極歯）２６が形成されてい
る。

また、前記ケーシング２１の開口している他端
には、中央部に軸受け部２８が形成されている蓋
部材２７が位置して、前記ケーシング２１の開口
他端を閉塞するようになつている。

そして、前記ケーシング２１の内部には、前記
ケーシング２１の軸受け部２２に位置する軸受け
２９によつて一端が支持された状態で軸３０が配
設され、この軸３０の他端は前記蓋部材２７の軸
受け部２８に設けられた軸受け３１によつて支持
され、さらに、前記軸３０の一端は、前記ケーシ
ング２１の軸受け部２２の内部に設けられたウエ
ーブワツシヤ３２によつて前記蓋部材２７の方向
へ付勢されている。

さらに、前記ケーシング２１の内部において、
前記ステータ部材２３の突出部２４で囲まれた空
所の内部に位置する前記軸３０の部分にはロータ
３３が取付けられ、したがつて、前記ケーシング
２１の内部においてロータ３３が回転可能に支持
されている。

前記ロータ３３と前記ケーシング２１の内部に
設けられたステータ部材２３の突出部２４の先端
との間にはわずかなギヤツプが形成され、したが
つて、前記ステータ部材２３の各突出部２４およ
びそこに巻回されたコイル２５で形成されたステ
ータ（極歯）２６のうちの互いに対向するものを
対として通電して励磁を行なうと、この時の励磁
作用で前記ロータ３３が回転するようになつてい
る。

しかしながら、上記のように構成されている従
来のロータリーソレノイドにあつては、前述のよ
うに、対角線上の一対のコイル２５に通電し、ス
テータ２６を励磁することにより発生するステー
タ２６の吸引力によりロータ３３にトルクを発生
させるものであつたが、そのトルク特性は第１２
図に実線で示すようなものであつた。

この場合、アクチユエータとして使用するにあ
たつての使用トルクとしては第１２図の破線で示
すようなものが望ましいが、そのようにするため
には全体の吸引力を大きくする必要があり、ステ
ータを大型化するか、あるいはステータとロータ
との間のギヤツプを小さくすることで行なわなけ
ればならないが、それらは寸法管理のうえで煩雑
になるという問題点を有していた。

本考案は上記のような問題点に鑑み、ロータ側
にステータの側部と対向する部分を設け、特にス
テータの設定位置間において、初期時に前記対向
側部間のギヤツプを小さくしてステータへのロー
タの吸引力を強くし、トルク特性全体を均一化し
うるロータリーソレノイドを提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記問題点を解決するために、一端が
閉塞された筒状のケーシングと、該ケーシングの
他端を閉塞するとともに、中央部に筒状の支持部
を有する蓋部材と、該蓋部材の前記支持部を挿通
するシヤフトに設けられたプレート状のロータ
と、該ロータの下面に対向して前記蓋部材に複数
個が環状に配置され、巻回されたコイルへの通電
によつて吸引力を発揮するステータとを具え、前
記コイルへの通電を選択的に切り換えて前記ロー
タを回転するようになつたロータリーソレノイド
において、前記ロータを、両端隅部を切断して先
細となす長方形状とするとともに、下面に、前記
ステータの側面に対向する対向面を形成した構成
を有している。

〔作用〕

本考案は上記のような手段を採用したことによ
り、ステータの設定位置間におけるトルク特性
を、初期時で上昇させることができるので、全体
のトルク特性が均一化できて理想的な状態に近づ
けることができることとなる。

〔実施例〕

以下図面に示すこの考案の実施例について説明
する。

第１図および第２図には、この考案によるロー
タリーソレノイドの第１実施例が示されていて、
一端が閉塞された筒状のケーシング１の下部に
は、シヤフト５を挿通させる筒状の支持部８を具
えた蓋部材９が位置してケーシング１の開口部を
密閉している。

前記蓋部材９には円状の溝部１３が環状をなす
ように複数（実施例では６つ）設けられており、
中央に穴１２が設けられたステータプレート１０
が、この穴１２を前記各溝１３に一致させた状態
で前記蓋部材９の上面に接着されている。

そして、前記各穴１２に下部の突部１１が挿通
して前記溝部１３の内部に収まつた状態でステー
タピン２ａが配設されている。

さらに、前記ステータピン２ａには、これに嵌
着した断面コ字状のボビン７を介してコイル６が
巻回され、これによりステータ２が形成されてい
る。

一方、前記筒状の支持部８の上端部には支承部
材４が設けられていて、前記支持部８を挿通する
シヤフト５を支持している。

そして、前記ステータ２とロータ３との関係は
第３図、第４図で詳しく示してあるようになつて
いる。

すなわち、まず、各ステータ２の上面の平面
形状は、第４図に示すように、等配置されたステ
ータ２のその中心Ｏから見て外側が、各々半円状
になつており、内側は各々、前記外側半円部の延
長であり、かつやや内向した直線部と、前記中心
Ｏを中心とする円周の一部とからなつており、こ
の場合中心Ｏから半径l₂となつている。

そして、前記ロータ３は、平面長方形状の４隅
が切断された８角形状をしており、このロータ３
の下面には、中央部には段部１４が形成されてい
るので、この段部１４の対向面１４ａが前記ステ
ータ２の側部と所定の間隔をおいて対向し、また
ロータ３の下面とステータ２の上面との間にはギ
ヤツプ長Ａが形成されている。

なお、前記対向面１４ａにあつては、ロータ３
の中心Ｏからの距離l₁は両端が最大として中心線
上で最小となつているとともに、l₂＞l₁となつて
いる。

次に前記のものの作用について説明する。

上記のように構成されているロータリーソレノ
イドにあつては、まず、第２図に示すステータ２
のうちの対向した一対ののステータ２に励磁を
行い、つぎに、このステータ２の励磁を解除する
とともに、隣接する他の一対ののステータ２に
励磁を行ない、さらに、このステータ２の励磁を
解除するとともに、他の一対ののステータ２に
励磁を行ない、このように順次隣接する一対のス
テータに励磁を行なうことで、前記ロータ３をシ
ヤフト５を中心として回転させるものである。

この時、ロータ３はステータ２の励磁を，
，と移していくに従い、第２図では右回転す
るが、それに従つてのステータ２は次第に前記
ロータ３との対向面積が減少していき、ロータ３
が60°回転した時には、回転角度が0°のときの，
のステータ２のロータ３との対向面積とそれぞ
れ同じになつており、この時点ではのステータ
２がほぼ全面的にロータ３によつて覆われるよう
になつている。

次に、また、回転を続けていく（励磁をから
に移す）とのステータ２とロータ３との対向
面積は減少していき、初期時に対して120°回転し
たとき、のステータ２がほぼ全面的にロータ３
に覆われるようになつている。

さらに、回転をしていくと、のステータ２と
ロータ３との対向面積は減少していき、180°回転
したとき、初期時の回転度が0°の時と同じ状態と
なり、したがつて、この変遷を繰り返すこととな
る。

この場合において、第４図で示すように基準と
なるステータ２の設定位置から次の設定位置まで
の間のロータ３の回転角60°において、基準とな
るのステータ２の励磁を解除して、隣接する次
ののステータ２に励磁を行なうと、ロータ３が
回転し始める時、のステータ２に対向するロー
タ３の段部１４の対向面１４ａには、両者間の距
離l₁が最小となる端部を含んで、極めて狭まつた
状態にあり、ロータ３はのステータ２によつて
強力に吸引されることとなりトルクは増大する。

そして、前記ロータ３が60°回転し終わる直前
付近で、すなわち、励磁がのステータ２から
のステータ２へ移行する付近で、ロータ３の段部
１４の対向面１４ａとのステータ２とは距離が
最大となる中央部を含んで対向して比較的大きい
対向状態にあり、このことによりロータ３の磁束
飽和を防ぐこととなり、トルクの低下を防いでい
る。

上記のようにしてステータ２の設定位置間にお
けるトルク特性を示す曲線は第５図で実線で示す
ようになり、破線で示す理想状態へ近づくことと
なる。

次に第６図、第７図で示す第２実施例について
説明する。

前提となる構成は第１実施例の場合と同じなの
で省略する。

この実施例においては、ステータ２とロータ３
の関係が第６図、第７図で示すようになつてお
り、すなわち、前記ステータ２は前記実施例の場
合と異なつて平面円形状をしており、また、ロー
タ３の平面形状は第１実施例で述べた様になつて
いる。

なお、前記ロータ３の中心O′から、ロータ３
の下面に設けた段部１４の対向面１４ａまでの距
離R₁は一定であり、また中心O′からステータ２
の側面までの距離l₁との間にl₁＞R₁の関係があ
る。

次に前記のものの作用について説明する。

上記のように構成されているロータリーソレノ
イドにあつては、まず、第７図に示すステータ２
のうちの対向した一対の′で示すステータ２に
励磁を行ない、つぎに、このステータ２の励磁を
解除するとともに、隣接する他の一対の′で示
すステータ２に励磁を行ない、さらに、このステ
ータ２の励磁を解除するとともに、他の一対の
′で示すステータ２に励磁を行ない、このよう
に順次隣接する一対のステータ２に励磁を行なう
ことで、前記ロータ３をシヤフト５を中心として
回転させるものである。

この時、ロータ３はステータ２の励磁′，
′，′と移していくに従い、第７図では右回転
するが、それに従つて′のステータ２は次第に
前記ロータ３との対向面積が減少していき、ロー
タ３が60°回転した時には、回転角度が0°のとき
の′および′のステータ２のロータ３との対向
面積とそれぞれ同じになつており、この時点では
′のステータ２がほぼ全面的にロータ３によつ
て覆われるようになつている。

つぎに、また、回転を続けていく（励磁を′
から′に移す）と′のステータ２とロータ３と
の対向面積は減少していき、初期時に対して120°
回転したとき、′のステータ２がほぼ全面的に
ロータ３に覆われるようになつている。

さらに、回転をしていくと、′のステータ２
とロータ３との対向面積は減少していき、180°回
転したとき、初期時の回転度が0°の時と同じ状態
となり、この変遷を繰り返すこととなる。

この場合において、第７図で示すように、基準
となるステータ２の設定位置から次の設定位置ま
での間のロータ３の回転角60°において、基準と
なる′のステータ２の励磁を解除して、隣接す
る次の′のステータ２に励磁を行なうと、′の
ステータ２の側部と前記ロータ３の段部１４の対
向面１４ａは、接近した状態となり、ロータ３は
′のステータ２によつて強力に吸引されること
となり、ロータ３のステータ２の設定位置間にお
ける回転始めにトルクは上昇することとなる。

このことにより、ステータ２の設定位置間にお
けるロータ３のトルク特性を示す曲線は前記実施
例と同様に第５図で実線で示すようになり、同図
で、破線で示す理想曲線に近づくことになる。

次に第８図、第９図で示すところの第３実施例
について説明する。

この場合も、前提となる構成は第１実施例で述
べたものと同じなので省略する。

そして、ステータ２とロータ３の関係は第８
図、第９図に示すようになつている。

すなわち、前記ステータ２は平面円形状をして
おり、また、ロータ３の平面形状は第１、第２実
施例と同じであり、かつ、下面に、ステータ２の
側面と対向する対向面１５ａを有するピン１５が
ロータ３に圧入またはカシメによつて固定されて
おり、ロータ３とステータ２の上面との間はギヤ
ツプ長Ａとなつている。

そして、任意のステータ２の設定位置上にロー
タ３があるときピン１５の対向面１５ａとステー
タ２との側面との間隔は最大となり、このとき隣
接するステータ２との間は最小となるようになつ
ている。

なお、ロータ３の中心O″からピン１５の対向
面１５ａまでの距離l₂は、中心O″からステータ２
の側面までの距離l₁に対してl₁＞l₂となつている。

次に前記のものの作用について説明する。

上記のように構成されているロータリーソレノ
イドにあつては、ます、第９図に示すステータ２
のうちの対向した一対の″のステータ２に励磁
を行ない、つぎに、このステータ２の励磁を解除
するとともに、隣接する他の一対の″のステー
タ２に励磁を行ない、さらに、このステータ２の
励磁を解除するとともに、他の一対の″のステ
ータ２に励磁を行ない、このように順次隣接する
一対のステータ２に励磁を行なうことで、前記ロ
ータ３をシヤフト５を中心として回転させるもの
である。

この時、ロータ３はステータ２の励磁を″，
″，″と移していくに従い、第９図では右回転
するが、それに従つて″のステータ２は次第に
前記ロータ３との対向面積が減少していき、ロー
タ３が60°回転した時には、回転角度が0°のとき
のステータ″，″のロータ３との対向面積とそ
れぞれ同じになつており、つぎに、また、回転を続けていく（励磁を″
から″に移す）と″のステータ２とロータ３と
の対向面積は減少していき、初期時に対して120°
回転したとき、″のステータ２がほぼ全面的に
ロータ３に覆われるようになつている。

さらに、回転をしていくと、″のステータ２
とロータ３との対向面積は減少していき、180°回
転したとき、初期時の回転度が0°の時と同じ状態
となり、この変遷を繰り返すこととなる。

この場合において、第９図で示すように、基準
となるステータ２の設定位置から次の設定位置ま
での間のロータ３の回転角60°において、基準と
なる″のステータ２の励磁を解除して隣接する
次の″のステータ２に励磁を行なうと、前記の
ようにピン１５の対向面１５ａと″のステータ
２との間幅が最小となつて対向しているので、ロ
ータ３は″のステータ２によつて強力に吸引さ
れることとなり、第９図に示す状態の″のステ
ータ２によつて回転始めのトルクが上昇すること
となる。

このことにより、ステータ２の設定位置間にお
けるロータ３のトルク特性を示す曲線は前記各実
施例と同様に第５図で実線で示すようになり、同
図で破線で示す理想曲線に近づくことになる。

〔考案の効果〕

本考案は上記のような構成にしたことにより、
ステータの設定位置間において、ロータがステー
タを覆う初期段階で前記ステータをロータに強力
に吸引するので、その位置のトルクを大きくで
き、トルク特性を均一として円滑に一定のトルク
を得ることができることができ、これによりソレ
ノイドの小型化が可能になり、またソレノイドの
使用範囲が広くなるなどすぐれた効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のロータリーソレノイドの第１
実施例の縦断面図、第２図は本考案のロータリー
ソレノイドの第１実施例の平面説明図、第３図は
本考案のロータリーソレノイドの第１実施例のロ
ータとステータの関係説明図、第４図は第３図の
平面説明図、第５図は本考案のロータリーソレノ
イドのトルク特性曲線と理想曲線の相対図、第６
図は本考案のロータリーソレノイドの第２実施例
のロータとステータの関係説明図、第７図は第６
図の平面説明図、第８図は本考案のロータリーソ
レノイドの第３実施例のロータとステータの関係
説明図、第９図は第８図の平面説明図、第１０図
は従来のロータリーソレノイドの縦断面図、第１
１図は従来のロータリーソレノイドの横断面図、
第１２図は従来のロータリーソレノイドのトルク
特性曲線と理想曲線の相対図である。１，２１……ケーシング、２，，，，
′，′，′，″，″，″……ステータ、
３，３３……ロータ、４……支承部材、５……シ
ヤフト、６，２５……コイル、７……ボビン、８
……支持部、９，２７……蓋部材、１０……ステ
ータプレート、１１……突部、１２……穴、１３
……溝部、１４……段部、１４ａ，１５ａ……対
向面、１５……ピン、２１ａ……溝、２２，２８
……軸受け部、２３……ステータ部材、２４……
突出部、２６……ステータ（極歯）、２９，３１
……軸受け、３０……軸、３２……ウエーブワツ
シヤ、Ａ……ギヤツプ長、Ｏ，O′，O″……中心、
Ｔ……トルク、θ……ロータの回転角度。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

一端が閉塞された筒状のケーシング１と、該ケ
ーシング１の他端を閉塞するとともに、中央部に
筒状の支持部８を有する蓋部材９と、該蓋部材９
の前記支持部８を挿通するシヤフト５に設けられ
たプレート状のロータ３と、該ロータ３の下面に
対向して前記蓋部材９に複数個が環状に配置さ
れ、巻回されたコイル６への通電によつて吸引力
を発揮するステータ２とを具え、前記コイル６へ
の通電を選択的に切り換えて前記ロータ３を回転
するようになつたロータリーソレノイドにおい
て、前記ロータ３を、両端隅部を切断して先細と
なす長方形状とするとともに、下面に、前記ステ
ータ２の側面に対向する対向面１４ａ，１５ａを
形成したことを特徴とするロータリーソレノイ
ド。