JPH0612948B2 - 回転駆動装置 - Google Patents
回転駆動装置Info
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- JPH0612948B2 JPH0612948B2 JP59246429A JP24642984A JPH0612948B2 JP H0612948 B2 JPH0612948 B2 JP H0612948B2 JP 59246429 A JP59246429 A JP 59246429A JP 24642984 A JP24642984 A JP 24642984A JP H0612948 B2 JPH0612948 B2 JP H0612948B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/14—Pivoting armatures
- H01F7/145—Rotary electromagnets with variable gap
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は磁極を有する回転体と固定磁極部材との間の磁
力によって、前記回転体が反転動作する回転駆動装置に
関するものである。その用途は、例えばロータリバルブ
の駆動等、小型のロータリアクチュエータとして種々考
えられるものである。
力によって、前記回転体が反転動作する回転駆動装置に
関するものである。その用途は、例えばロータリバルブ
の駆動等、小型のロータリアクチュエータとして種々考
えられるものである。
（従来の技術） 従来の回転駆動装置は、第７図(a)，(b)に示す様に、ハ
ウジング２０に固定された固定磁極２１ａ，２１ｂ，２
２ａ，２２ｂと、その内部に回転自在に軸２３によって
支持された永久磁石のロータ２４とから構成され、固定
磁極２１ａ，２１ｂもしくは２２ａ，２２ｂの磁極を励
磁コイル（図示せず）によって反転させてロータ２４を
回転させるものであった。
ウジング２０に固定された固定磁極２１ａ，２１ｂ，２
２ａ，２２ｂと、その内部に回転自在に軸２３によって
支持された永久磁石のロータ２４とから構成され、固定
磁極２１ａ，２１ｂもしくは２２ａ，２２ｂの磁極を励
磁コイル（図示せず）によって反転させてロータ２４を
回転させるものであった。
（発明が解決しようとする課題） 上述の従来のものは、ロータ２４は円筒形状であるとと
もに、固定磁極２１ａ，２１ｄ，２２ａ，２２ｂの各々
の内端面と、ロータ２４の回転中心との距離が同一とな
るように、各々の固定磁極は同一の円周上に配置されて
いた。このため、ロータ２４から磁力線は、その外周面
より広く分布することになり（第７図(b)参照）、固定
磁極２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとロータ２４との
吸引磁力が弱くなる。従って、励磁コイルに通電されて
いない状態で、回転駆動装置に外部からの回転もしくは
振動等が加わわったときには、ロータ２４が容易に回転
してしまい、安定した静止位置を保つことができないと
いう問題があった。特に、この種の回転駆動装置を小型
即ち細長い外形形状とする場合は、ロータ２４の外径が
小さくなるため、励磁コイルの非通電時におけるロータ
２４の静止トルクが小さくなり、安定した静止位置を得
られないという問題があった。一方、通電時において
も、同様の理由によりロータ２４から得られる出力トル
クは小さいのであった。
もに、固定磁極２１ａ，２１ｄ，２２ａ，２２ｂの各々
の内端面と、ロータ２４の回転中心との距離が同一とな
るように、各々の固定磁極は同一の円周上に配置されて
いた。このため、ロータ２４から磁力線は、その外周面
より広く分布することになり（第７図(b)参照）、固定
磁極２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとロータ２４との
吸引磁力が弱くなる。従って、励磁コイルに通電されて
いない状態で、回転駆動装置に外部からの回転もしくは
振動等が加わわったときには、ロータ２４が容易に回転
してしまい、安定した静止位置を保つことができないと
いう問題があった。特に、この種の回転駆動装置を小型
即ち細長い外形形状とする場合は、ロータ２４の外径が
小さくなるため、励磁コイルの非通電時におけるロータ
２４の静止トルクが小さくなり、安定した静止位置を得
られないという問題があった。一方、通電時において
も、同様の理由によりロータ２４から得られる出力トル
クは小さいのであった。
そこで本発明は、上記の点に鑑みて、小型の回転駆動装
置においても、静止トルク及び回転出力トルクを大きく
することが可能な回転駆動装置を提供することを目的と
する。
置においても、静止トルク及び回転出力トルクを大きく
することが可能な回転駆動装置を提供することを目的と
する。
（課題を解決するための手段） 本発明による回転駆動装置は上記の目的を達成するため
に、 各々の端面が２箇所の間隙を有して対向するように筒状
に形成された一対の固定磁極と、 前記一対の固定磁極をそれぞれ異なる極性に着磁する励
磁コイルと、 前記一対の固定磁極の内側で回転自在に支持されるとと
もに、前記固定磁極の内面に対向する２つの端面を有
し、それぞれの端面が異なる極性を有する板状の回転体
と、 前記回転体を回転自在に支持する軸とを備え、 前記一対の固定磁極が対向する端面の間隙は、前記回転
体の回転角度の範囲において、軸方向の変位に対してそ
の周方向に変位傾斜していることを特徴とする。
に、 各々の端面が２箇所の間隙を有して対向するように筒状
に形成された一対の固定磁極と、 前記一対の固定磁極をそれぞれ異なる極性に着磁する励
磁コイルと、 前記一対の固定磁極の内側で回転自在に支持されるとと
もに、前記固定磁極の内面に対向する２つの端面を有
し、それぞれの端面が異なる極性を有する板状の回転体
と、 前記回転体を回転自在に支持する軸とを備え、 前記一対の固定磁極が対向する端面の間隙は、前記回転
体の回転角度の範囲において、軸方向の変位に対してそ
の周方向に変位傾斜していることを特徴とする。
（作用） このように、固定磁極の間隙を、回転体の回転角度の範
囲において、軸方向変位に対して周方向に変位傾斜させ
ることにより、回転体はいかなる回転角においてもその
２つの端面が何れかの間隙部分と対向する。従って、励
磁コイルへの通電時に、固定磁極の間隙と対向する回転
体の端面が、一方の固定磁極から吸引力を受け、かつ他
方の固定磁極から反発力を受ける。このため、回転体は
いかなる回転角においても大きな回転出力トルクを得る
ことができる。
囲において、軸方向変位に対して周方向に変位傾斜させ
ることにより、回転体はいかなる回転角においてもその
２つの端面が何れかの間隙部分と対向する。従って、励
磁コイルへの通電時に、固定磁極の間隙と対向する回転
体の端面が、一方の固定磁極から吸引力を受け、かつ他
方の固定磁極から反発力を受ける。このため、回転体は
いかなる回転角においても大きな回転出力トルクを得る
ことができる。
また、励磁コイルへの非通電時にも、回転体の２つの端
面は何れかの間隙部分と対向する。従って、回転体から
それぞれの固定磁石を介して再び回転体へ達する磁束の
流れが形成される。このため、励磁コイルへの非通電時
に、充分な回転体の静止トルクを得ることができる。
面は何れかの間隙部分と対向する。従って、回転体から
それぞれの固定磁石を介して再び回転体へ達する磁束の
流れが形成される。このため、励磁コイルへの非通電時
に、充分な回転体の静止トルクを得ることができる。
（実施例） 以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。第４
図は回転駆動装置を弁切換用のトルクモータとして用い
たものである。
図は回転駆動装置を弁切換用のトルクモータとして用い
たものである。
図中符号１１は、非磁性体よりなる円筒形のケースで、
後述詳細説明する回転駆動装置の各構成部品を収納す
る。また、このケース１１はハウジング１２に結合され
ており、ハウジング１２内には切換弁部が設けられてい
る。
後述詳細説明する回転駆動装置の各構成部品を収納す
る。また、このケース１１はハウジング１２に結合され
ており、ハウジング１２内には切換弁部が設けられてい
る。
まず、切換弁部について説明する。回転体であるロータ
４と一体に回転する出力軸７は、ハウジング１２に固定
された軸受８により回転自在に支持されている。９は非
磁性体よりなるプレートで、軸受８をハウジング１２に
固定し、１０は出力軸７のスラスト受けワッシャで出力
軸７に固定されている。また出力軸７は弁部の構成部品
である弁体７ａも兼ねており、この弁体７ａ内には軸方
向に設けられた弁ポート７ｂ、及び弁ポート７ｂと連通
して弁体７ａの外周に開口する弁ポート７ｃが設けられ
ている。また弁体７ａはハウジング１２の穴１２ａに挿
入されている。一方、ハウジング１２には流体の入力ポ
ート１２ｂと出力ポート１２ｃが設けられており、出力
軸７（弁体７ａ）の回転によって流体を切換えるロータ
弁が形成されている。即ち、弁体７ａが第４図の位置に
あるときは、入力ポート１２ｂ弁ポート７ｂ，７ｃ，出
力ポート１２ｃが連通し、開弁したことになる。一方、
この位置より弁体７ａが回転すると弁ポート７ｃと出力
ポート１２ｃとの連通がとざされて閉弁したことにな
る。
４と一体に回転する出力軸７は、ハウジング１２に固定
された軸受８により回転自在に支持されている。９は非
磁性体よりなるプレートで、軸受８をハウジング１２に
固定し、１０は出力軸７のスラスト受けワッシャで出力
軸７に固定されている。また出力軸７は弁部の構成部品
である弁体７ａも兼ねており、この弁体７ａ内には軸方
向に設けられた弁ポート７ｂ、及び弁ポート７ｂと連通
して弁体７ａの外周に開口する弁ポート７ｃが設けられ
ている。また弁体７ａはハウジング１２の穴１２ａに挿
入されている。一方、ハウジング１２には流体の入力ポ
ート１２ｂと出力ポート１２ｃが設けられており、出力
軸７（弁体７ａ）の回転によって流体を切換えるロータ
弁が形成されている。即ち、弁体７ａが第４図の位置に
あるときは、入力ポート１２ｂ弁ポート７ｂ，７ｃ，出
力ポート１２ｃが連通し、開弁したことになる。一方、
この位置より弁体７ａが回転すると弁ポート７ｃと出力
ポート１２ｃとの連通がとざされて閉弁したことにな
る。
次に、本発明の主要部となる回転駆動装置について第１
図〜第３図に基づいて説明する。
図〜第３図に基づいて説明する。
１は励磁用コイル、２，３はケース１１の内部に固定さ
れる略円弧形状をした一対の固定磁極、４は回転自在に
支持され、回転軸と平行な２平面４ａｄ，４ｂｃにはさ
まれる着磁端面を有し、その一方の端面がＮ極、他方の
端面がＳ極となるように径方向に着磁された永久磁石よ
りなるロータである（第３図イ参照）。尚、この２平面
とは、後述する当接部と対応する部分のみにあればよ
く、ロータ４の中央部については平面でなくてもよい。
また、固定磁極２，３の内面とロータ４の外周端面とは
一定の間隙を保って配設される。
れる略円弧形状をした一対の固定磁極、４は回転自在に
支持され、回転軸と平行な２平面４ａｄ，４ｂｃにはさ
まれる着磁端面を有し、その一方の端面がＮ極、他方の
端面がＳ極となるように径方向に着磁された永久磁石よ
りなるロータである（第３図イ参照）。尚、この２平面
とは、後述する当接部と対応する部分のみにあればよ
く、ロータ４の中央部については平面でなくてもよい。
また、固定磁極２，３の内面とロータ４の外周端面とは
一定の間隙を保って配設される。
固定磁極３は、対向端面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有す
る円弧部３−１と、当接端面３ｅ，３ｆを有する当接部
３−２とからなる略円弧形状のものである。対向端面３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及び当接端面３ｅ，３ｆの各々
は、ロータ４の回転軸と平行な端面である。一方、端面
３ａ，３ｃを結ぶ段差端面３ａｃ，端面３ｂ，３ｄを結
ぶ段差端面３ｂｄは、回転軸に対して傾斜している。即
ち、端面３ａ，３ｃ及び端面３ｂ，３ｄは、各々軸方向
の位置変化に対してその周方向に変位しており、その変
位は、後述するロータ４の必要回転角θとほぼ等しい角
度の範囲となるように、固定磁極３の円周上に設けられ
ている。
る円弧部３−１と、当接端面３ｅ，３ｆを有する当接部
３−２とからなる略円弧形状のものである。対向端面３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ及び当接端面３ｅ，３ｆの各々
は、ロータ４の回転軸と平行な端面である。一方、端面
３ａ，３ｃを結ぶ段差端面３ａｃ，端面３ｂ，３ｄを結
ぶ段差端面３ｂｄは、回転軸に対して傾斜している。即
ち、端面３ａ，３ｃ及び端面３ｂ，３ｄは、各々軸方向
の位置変化に対してその周方向に変位しており、その変
位は、後述するロータ４の必要回転角θとほぼ等しい角
度の範囲となるように、固定磁極３の円周上に設けられ
ている。
一方、固定磁極３の当接端面３ｅ，３ｆは、ロータ４の
２平面４ａｄ，４ｂｃの一部を当接し回転θを規制する
とともに、大きなディテントトルクを得るためのもので
あって、端面３ｅ，３ｆに設けられた非磁性材５、例え
ばゴム，樹脂等を介してロータ４の当接静止する。（第
３図参照、第１図，第２図中非磁性材５は図示せず） また、固定磁極２にも固定磁極３と同様の対向端面２
ａ，２ｂ．２ｃ，２ｄ及び当接端面２ｅ，２ｆが形成さ
れて、回転軸と対称となるように配設されており、両固
定磁極２，３の各対向端面の間隙即ち距離Ｇａ，Ｇｃ及
びＧｂ，Ｇｄは全て同一かつ所定の間隙に設定されてい
る。尚、端面３ａｃ，３ｂｄとそれに対向する固定磁極
２との距離も、前記間隙も同一である。また、ロータ４
の２平面４ａｄ，４ｂｃの巾Ｈは、前記間隙Ｇａ，Ｇ
ｂ，Ｇｃ，Ｇｄより大きくなっており、両者の関係は、
Ｈ≧Ｇａ＝Ｇｃ＝Ｇｄとなっている。
２平面４ａｄ，４ｂｃの一部を当接し回転θを規制する
とともに、大きなディテントトルクを得るためのもので
あって、端面３ｅ，３ｆに設けられた非磁性材５、例え
ばゴム，樹脂等を介してロータ４の当接静止する。（第
３図参照、第１図，第２図中非磁性材５は図示せず） また、固定磁極２にも固定磁極３と同様の対向端面２
ａ，２ｂ．２ｃ，２ｄ及び当接端面２ｅ，２ｆが形成さ
れて、回転軸と対称となるように配設されており、両固
定磁極２，３の各対向端面の間隙即ち距離Ｇａ，Ｇｃ及
びＧｂ，Ｇｄは全て同一かつ所定の間隙に設定されてい
る。尚、端面３ａｃ，３ｂｄとそれに対向する固定磁極
２との距離も、前記間隙も同一である。また、ロータ４
の２平面４ａｄ，４ｂｃの巾Ｈは、前記間隙Ｇａ，Ｇ
ｂ，Ｇｃ，Ｇｄより大きくなっており、両者の関係は、
Ｈ≧Ｇａ＝Ｇｃ＝Ｇｄとなっている。
次に、固定磁極２，３とロータ４の回転した位置との相
対的位置関係について第３図に基づいて詳細に説明す
る。第３図のＩ，IIは各々第１図におけるＣ−Ｃ線、Ｄ
−Ｄ線に沿う断面図で、ロータ位置Ａにおいては、ロー
タ４が固定磁極２，３の当接端面２ｆ，３ｅと非磁性材
５を介して当接静止し、ロータ位置Ｂにおいては、ロー
タ４が固定磁極の当接端面２ｅ，３ｆと非磁性材５を介
して当接静止する。以上の位置関係によって、ロータ位
置Ａ及びＢにおけるＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図
を、各々図イ，ロ及びハ，ニとする。尚、図イについて
は各構成部の全ての符号を付すが、他の図においては図
面を見易くするための要部のみ符号を付すが、同一部分
は図イと同一符号である。
対的位置関係について第３図に基づいて詳細に説明す
る。第３図のＩ，IIは各々第１図におけるＣ−Ｃ線、Ｄ
−Ｄ線に沿う断面図で、ロータ位置Ａにおいては、ロー
タ４が固定磁極２，３の当接端面２ｆ，３ｅと非磁性材
５を介して当接静止し、ロータ位置Ｂにおいては、ロー
タ４が固定磁極の当接端面２ｅ，３ｆと非磁性材５を介
して当接静止する。以上の位置関係によって、ロータ位
置Ａ及びＢにおけるＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図
を、各々図イ，ロ及びハ，ニとする。尚、図イについて
は各構成部の全ての符号を付すが、他の図においては図
面を見易くするための要部のみ符号を付すが、同一部分
は図イと同一符号である。
＜ロータ位置Ａの場合＞ 図イにおいて、ロータ４の一端のエッジ部４ａは、固定
磁極３の円弧部３−１の対向端面３ａ付近と対向し、他
端のエッジ部４ｂは、固定磁極２の円弧部２−１の対向
端面２ｂ付近と対向している。このため、通電時には固
定磁極２，３とロータ４の間で回転トルクが得られる。
磁極３の円弧部３−１の対向端面３ａ付近と対向し、他
端のエッジ部４ｂは、固定磁極２の円弧部２−１の対向
端面２ｂ付近と対向している。このため、通電時には固
定磁極２，３とロータ４の間で回転トルクが得られる。
図ロにおいて、ロータ４の一端の両エッジ部４ａ，４ｃ
及び他端の両エッジ部４ｂ，４ｄは、各々固定磁極２の
円弧部２−１及び固定磁極３の円弧部３−１の内面と対
向して内径内にある。
及び他端の両エッジ部４ｂ，４ｄは、各々固定磁極２の
円弧部２−１及び固定磁極３の円弧部３−１の内面と対
向して内径内にある。
＜ロータ位置Ｂの場合＞ 図ハにおいて、ロータ４の一端の両エッジ部４ａ，４ｃ
及び他端の両エッジ部４ｂ，４ｄは、各々固定磁極３の
円弧部３−１および固定磁極２の円弧部２−１の内面と
対向して内径内にある。
及び他端の両エッジ部４ｂ，４ｄは、各々固定磁極３の
円弧部３−１および固定磁極２の円弧部２−１の内面と
対向して内径内にある。
図ニにおいて、ロータ４の一端のエッジ部４ｃは、固定
磁極２の対向端面２ａ付近と対向し、他端のエッジ部４
ｄは、固定磁極３の対向対面３ｄ付近と対向する。この
ため、通電時には固定磁極２，３とロータ４の間で回転
トルクが得られる。
磁極２の対向端面２ａ付近と対向し、他端のエッジ部４
ｄは、固定磁極３の対向対面３ｄ付近と対向する。この
ため、通電時には固定磁極２，３とロータ４の間で回転
トルクが得られる。
以上述べた様に、ロータ位置Ａ及びＢの位置において、
ロータ４に発生するディテントトルク、出力トルクは、
後述する様に、ロータ４の上部，下部に各々分担される
ことになる。
ロータ４に発生するディテントトルク、出力トルクは、
後述する様に、ロータ４の上部，下部に各々分担される
ことになる。
尚、第１図中符号６は継鉄であり、励磁コイル１の励磁
磁束を固定磁極２，３へ伝えるものである。
磁束を固定磁極２，３へ伝えるものである。
次に、上述構成に基づいて作動を説明する。
ロータ位置Ａでの静止トルクは、永久磁石よりなるロー
タ４の発生磁束により、その一部の磁束Φ１はロータ４
の上部において第３図の図イに示す様に、ロータ４の４
ｃ→固定磁極２→継鉄６→固定磁極３→ロータ４のエッ
ジ部４ｄと閉ループを形成する。また、上記以外にも、
ロータ４の発生磁束によって、ロータ４の４ｃ→固定磁
石２→ロータ４の４ｂからなる閉ループや、ロータ４の
４ａ→固定磁石３→ロータ４の４ｄからなる閉ループが
形成される。このように、ロータ４の外周端面が固定磁
極２，３の間隙Ｇａ，Ｇｂと対向することにより、ロー
タ４の発生磁束によって数種の閉ループが形成され、大
きなディテントトルクを得ることができる。また、ロー
タ下部においては、第３図のロに示すように、ロータ４
の外周端面が固定磁石２，３の内面に対向する位置にあ
るため、ロータ４の外周端面によっては閉ループが形成
されず、静止トルクの向上に殆ど寄与しない。
タ４の発生磁束により、その一部の磁束Φ１はロータ４
の上部において第３図の図イに示す様に、ロータ４の４
ｃ→固定磁極２→継鉄６→固定磁極３→ロータ４のエッ
ジ部４ｄと閉ループを形成する。また、上記以外にも、
ロータ４の発生磁束によって、ロータ４の４ｃ→固定磁
石２→ロータ４の４ｂからなる閉ループや、ロータ４の
４ａ→固定磁石３→ロータ４の４ｄからなる閉ループが
形成される。このように、ロータ４の外周端面が固定磁
極２，３の間隙Ｇａ，Ｇｂと対向することにより、ロー
タ４の発生磁束によって数種の閉ループが形成され、大
きなディテントトルクを得ることができる。また、ロー
タ下部においては、第３図のロに示すように、ロータ４
の外周端面が固定磁石２，３の内面に対向する位置にあ
るため、ロータ４の外周端面によっては閉ループが形成
されず、静止トルクの向上に殆ど寄与しない。
しかし、ロータ４の２平面４ａｄ，４ｂｃは、その端部
において非磁性材５に当接しており、この当接部により
磁束の閉ループが形成される。すなわち、ロータ４のエ
ッジ部４ｃ→固定磁極２の当接部２−２→継鉄６→固定
磁極の当接部３−２→ロータ４のエッジ部４ｄからなる
閉ループが形成され、磁束Φ２が流れる。
において非磁性材５に当接しており、この当接部により
磁束の閉ループが形成される。すなわち、ロータ４のエ
ッジ部４ｃ→固定磁極２の当接部２−２→継鉄６→固定
磁極の当接部３−２→ロータ４のエッジ部４ｄからなる
閉ループが形成され、磁束Φ２が流れる。
以上のように、ロータ４の上部及び下部において形成さ
れる磁束の閉ループにより、ロータ４を確実に保持する
ディテントトルクを確保することができる。
れる磁束の閉ループにより、ロータ４を確実に保持する
ディテントトルクを確保することができる。
次に、ロータ位置Ａで静止しているロータ４を励磁コイ
ル１の通電によりロータ位置Ｂへ回転力発生させる作動
を説明する。
ル１の通電によりロータ位置Ｂへ回転力発生させる作動
を説明する。
励磁コイル１，励磁電流により固定磁極２にＳ，３にＮ
の極性を発生させることにより、固定磁極の各端面２
ａ，２ｃ，３ｂ，３ｄ付近で反発力ＦＲ１，固定磁極の
各端面２ｂ，３ｄ付近で吸引力がＦＲ２がロータ４に加
わり、ロータ４は図中右回転してロータ位置Ｂへ転動す
ると同時に出力軸７に出力トルクを発生させる。この時
の回転力はロータの上部（第３図の図イ）により起動ト
ルクを確保している。その理由は、ロータ位置Ａでは固
定磁極の端面２ｂ，３ａとロータ４のエッジ４ｂｂ，４
ｄとが対向し合っており、この点ではロータ４の回転角
θに対する磁気エネルギーＷの変化が大きく、吸引力Ｆ
Ｒ２は次式で表わされ、大きな起動トルクが得られる。
の極性を発生させることにより、固定磁極の各端面２
ａ，２ｃ，３ｂ，３ｄ付近で反発力ＦＲ１，固定磁極の
各端面２ｂ，３ｄ付近で吸引力がＦＲ２がロータ４に加
わり、ロータ４は図中右回転してロータ位置Ｂへ転動す
ると同時に出力軸７に出力トルクを発生させる。この時
の回転力はロータの上部（第３図の図イ）により起動ト
ルクを確保している。その理由は、ロータ位置Ａでは固
定磁極の端面２ｂ，３ａとロータ４のエッジ４ｂｂ，４
ｄとが対向し合っており、この点ではロータ４の回転角
θに対する磁気エネルギーＷの変化が大きく、吸引力Ｆ
Ｒ２は次式で表わされ、大きな起動トルクが得られる。
ＦＲ２＝ｄＷ／ｄθ 〔ｋｇ〕 一方、ロータ下部（第３図の図ロ）では回転角θに対す
る磁気エネルギーＷの変化は小さく、出力トルクにはあ
まり寄与していない。
る磁気エネルギーＷの変化は小さく、出力トルクにはあ
まり寄与していない。
次に、ロータ位置Ｂでのディデントトルク、起動トルク
においても前述のロータ位置Ａと同様に固定磁極２，３
とロータ４とによって決まる。
においても前述のロータ位置Ａと同様に固定磁極２，３
とロータ４とによって決まる。
ロータ位置Ｂの静止位置において、ロータ４の磁束はロ
ータ下部（第３図の図ニ）では、ロータ４のエッジ部４
ａ→固定磁極３→継鉄６→固定磁極２→ロータ４のエッ
ジ部４ｂの閉ループが形成され、磁束Φ３が流れる。ま
た、この閉ループ以外にも、前述したと同様の閉ループ
が形成され、所定の磁束が流れる。
ータ下部（第３図の図ニ）では、ロータ４のエッジ部４
ａ→固定磁極３→継鉄６→固定磁極２→ロータ４のエッ
ジ部４ｂの閉ループが形成され、磁束Φ３が流れる。ま
た、この閉ループ以外にも、前述したと同様の閉ループ
が形成され、所定の磁束が流れる。
さらに、ロータ４上部（第３図の図ハ）では、ロータ４
のエッジ部４ａ→固定磁極３→継鉄６→固定磁極２→ロ
ータ４のエッジ部４ｂの閉ループが形成され、磁束Φ４
が流れる。
のエッジ部４ａ→固定磁極３→継鉄６→固定磁極２→ロ
ータ４のエッジ部４ｂの閉ループが形成され、磁束Φ４
が流れる。
これらの閉ループを流れる磁束によって、ロータ４のデ
ィテントトルクが得られる。
ィテントトルクが得られる。
よって、前述のごとく、ロータ４は磁束Φ４により確実
なディテントトルクが確保できる。
なディテントトルクが確保できる。
次にロータ位置Ｂで静止しているロータ４を励磁コイル
１へ前述と逆に通電し、固定磁極２，３に各々Ｎ，Ｓの
極性を発生させることにより、固定磁極の各端面２ｃ，
３ｄ付近で吸引力ＦＬ２がロータ４に加わり、ロータ４
は図中左回転してロータ位置Ａへ起動すると同時に出力
軸７に出力トルクを発生させる。
１へ前述と逆に通電し、固定磁極２，３に各々Ｎ，Ｓの
極性を発生させることにより、固定磁極の各端面２ｃ，
３ｄ付近で吸引力ＦＬ２がロータ４に加わり、ロータ４
は図中左回転してロータ位置Ａへ起動すると同時に出力
軸７に出力トルクを発生させる。
この時の回転力は前述のごとく、ロータ下部（第３図の
図ニ）では固定磁極の各端面２ｃ，３ｄとロータ４のエ
ッジ４ｃ，４ｄが対向する位置関係となっており、大き
な起動トルクを得ている。
図ニ）では固定磁極の各端面２ｃ，３ｄとロータ４のエ
ッジ４ｃ，４ｄが対向する位置関係となっており、大き
な起動トルクを得ている。
第５図，第６図にロータ４の回転角度θに対する出力ト
ルク，ディテントトルクのトルク特性を示す。図中実線
Ｘは、本実施例の特性を示し、固定磁極２，３の対向端
面の間隙Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃ，Ｇｄを周方向に傾斜させて
設けた時の特性である。一方、一点鎖線ＹＨは、従来
（第７図）のものを示す特性である。
ルク，ディテントトルクのトルク特性を示す。図中実線
Ｘは、本実施例の特性を示し、固定磁極２，３の対向端
面の間隙Ｇａ，Ｇｂ，Ｇｃ，Ｇｄを周方向に傾斜させて
設けた時の特性である。一方、一点鎖線ＹＨは、従来
（第７図）のものを示す特性である。
第５図，第６図から明らかなように、ロータ位置Ａ，Ｂ
でのディテントトルクが向上するとともに、ロータ４の
出力トルクも向上し、全回転域において安定する。
でのディテントトルクが向上するとともに、ロータ４の
出力トルクも向上し、全回転域において安定する。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の回転駆動装置では、固定
磁極の間隙を、回転体の回転角度の範囲において、軸方
向変位に対して周方向に変位傾斜させているので、励磁
コイルの通電時に、回転体はいかなる回転角においても
大きな回転出力トルクを得ることができ、また、励磁コ
イルへの非通電時に、充分な回転体の静止トルクを得る
ことができる。
磁極の間隙を、回転体の回転角度の範囲において、軸方
向変位に対して周方向に変位傾斜させているので、励磁
コイルの通電時に、回転体はいかなる回転角においても
大きな回転出力トルクを得ることができ、また、励磁コ
イルへの非通電時に、充分な回転体の静止トルクを得る
ことができる。
第１図は本発明の回転駆動装置の一実施例の要部を示す
要部斜視図、第２図は第１図に図示した固定磁極を示す
斜視図、第３図は第１図におけるＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線
に沿う断面図とロータ位置Ａ，Ｂとの関係を示す図、第
４図は本発明の回転駆動装置を切換部に用いたときの断
面図、第５図，第６図は各々ロータの回転角と出力トル
ク，静止トルクを示す特性図、第７図(a)，(b)は従来の
回転駆動装置を示す図である。 １……励磁コイル、２，３……固定磁極、４……回転体
であるロータ、７……回転軸、１１……ケース。
要部斜視図、第２図は第１図に図示した固定磁極を示す
斜視図、第３図は第１図におけるＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線
に沿う断面図とロータ位置Ａ，Ｂとの関係を示す図、第
４図は本発明の回転駆動装置を切換部に用いたときの断
面図、第５図，第６図は各々ロータの回転角と出力トル
ク，静止トルクを示す特性図、第７図(a)，(b)は従来の
回転駆動装置を示す図である。 １……励磁コイル、２，３……固定磁極、４……回転体
であるロータ、７……回転軸、１１……ケース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 周二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 横矢 雄二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−131066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−212361（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−74990（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】各々の端面が２箇所の間隙を有して対向す
るように筒状に形成された一対の固定磁極と、 前記一対の固定磁極をそれぞれ異なる極性に着磁する励
磁コイルと、 前記一対の固定磁極の内側で回転自在に支持されるとと
もに、前記固定磁極の内面に対向する２つの端面を有
し、それぞれの端面が異なる極性を有する板状の回転体
と、 前記回転体を回転自在に支持する軸とを備え、 前記一対の固定磁極が対向する端面の間隙は、前記回転
体の回転角度の範囲において、軸方向の変位に対してそ
の周方向に変位傾斜していることを特徴とする回転駆動
装置。 - 【請求項２】前記一対の固定磁極が対向する端面の間隙
は、前記回転体の前記固定磁極の内面に対向する２つの
端面の幅よりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の回転駆動装置。 - 【請求項３】前記固定磁極の内面には、前記回転体の端
面の側部として当接して、その回転角度を規制する当接
部が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の回転駆動装置。 - 【請求項４】前記当接部の当接端面には、非磁性材が固
定されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の回転駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246429A JPH0612948B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 回転駆動装置 |
| US06/799,656 US4691135A (en) | 1984-11-20 | 1985-11-19 | Rotary driving device used for rotary actuator |
| DE8585308417T DE3582917D1 (de) | 1984-11-20 | 1985-11-19 | Drehantriebsvorrichtung fuer drehbares betaetigungsorgan. |
| EP85308417A EP0182652B1 (en) | 1984-11-20 | 1985-11-19 | Rotary driving device used for rotary actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59246429A JPH0612948B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 回転駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61124255A JPS61124255A (ja) | 1986-06-12 |
| JPH0612948B2 true JPH0612948B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=17148344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59246429A Expired - Lifetime JPH0612948B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 回転駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4691135A (ja) |
| EP (1) | EP0182652B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0612948B2 (ja) |
| DE (1) | DE3582917D1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5233252A (en) * | 1985-11-20 | 1993-08-03 | Allied-Signal | Motor having integral detent |
| FR2606109B1 (fr) * | 1986-10-31 | 1992-12-04 | Atsugi Motor Parts Co Ltd | Dispositif rotatif de manoeuvre et amortisseur a action variable |
| JPH0747984Y2 (ja) * | 1986-11-26 | 1995-11-01 | オリエンタルモーター株式会社 | ロータリーアクチュエータ |
| GB8811650D0 (en) * | 1988-05-17 | 1988-06-22 | Econocruise Ltd | Improvements in & relating to electromagnetic actuators |
| FR2633694B1 (fr) * | 1988-06-29 | 1992-11-20 | Solex | Vanne rotative a commande electrique |
| DE3828464A1 (de) * | 1988-08-22 | 1990-03-01 | Vdo Schindling | Kreuzspul-drehmagnetanordnung |
| JPH0619304Y2 (ja) * | 1988-11-16 | 1994-05-18 | ジェコー株式会社 | アクチュエータの停止機構 |
| DE3843646C2 (de) * | 1988-12-23 | 1994-05-26 | Spinner Georg | Elektromagnetischer Schalterantrieb |
| US5811898A (en) * | 1995-12-21 | 1998-09-22 | Siemens Electric Limited | Rotary actuator |
| JP3635209B2 (ja) * | 1999-04-06 | 2005-04-06 | ミネベア株式会社 | アクチュエータ |
| US6431519B1 (en) | 1999-07-07 | 2002-08-13 | Big Horn Valve, Inc. | Axially rotated valve actuation system |
| US7677261B1 (en) | 2001-10-29 | 2010-03-16 | Big Horn Valve, Inc. | High flow, low mobile weight quick disconnect system |
| US20050189825A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-09-01 | Philipp Brodt | Bistable rotary solenoid |
| US7408433B1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-08-05 | Saia-Burgess Inc. | Electromagnetically actuated bistable magnetic latching pin lock |
| BR112015011628B1 (pt) * | 2012-11-21 | 2020-12-01 | Dynapar Corporation | aparelho de sensor, aparelho de armazenamento de energia, aparelho para detectar e armazenar energia, e registro de fluxímetro |
| HU230782B1 (hu) * | 2014-03-19 | 2018-05-02 | Istvan Andor Suemegi | Elektromágneses mûködtetésû bistabil reteszelõ eszköz |
| CN105790457B (zh) * | 2016-05-10 | 2019-01-08 | 焦作市华鹰机电技术有限公司 | 高性能旋转电磁执行器 |
| DE102022119118A1 (de) | 2022-07-29 | 2024-02-01 | Svm Schultz Verwaltungs-Gmbh & Co. Kg | Drehmagnet |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2767357A (en) * | 1952-09-10 | 1956-10-16 | Molyneux & Aspinwall Inc | Electromagnetic actuator |
| US2718614A (en) * | 1952-11-22 | 1955-09-20 | Curtiss Wright Corp | Linear torque motor |
| FR1307883A (fr) * | 1961-12-13 | 1962-10-26 | Astaron Electronics Ltd | Perfectionnements aux dispositifs électromagnétiques d'entraînement à courant continu |
| US4274026A (en) * | 1977-12-27 | 1981-06-16 | Tri-Tech, Inc. | Electric rotating machine |
| JPS5674990U (ja) * | 1979-11-15 | 1981-06-19 | ||
| JPS56115508A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-10 | Nippon Soken Inc | Proportional solenoid |
| JPS606526B2 (ja) * | 1980-04-15 | 1985-02-19 | ブラザー工業株式会社 | ロ−タリソレノイド |
| JPS5812819A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-25 | Hitachi Ltd | 車両用冷凍機 |
| JPS58212361A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-10 | Nippon Soken Inc | 回転駆動装置 |
| JPS59144357A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | ロ−タリ−ソレノイド |
| JPS60131066A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Canon Electronics Inc | 往復駆動装置 |
| JPS60180466A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-14 | Nippon Denso Co Ltd | 回転駆動装置 |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59246429A patent/JPH0612948B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-11-19 DE DE8585308417T patent/DE3582917D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-19 EP EP85308417A patent/EP0182652B1/en not_active Expired
- 1985-11-19 US US06/799,656 patent/US4691135A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0182652B1 (en) | 1991-05-22 |
| EP0182652A2 (en) | 1986-05-28 |
| EP0182652A3 (en) | 1987-08-05 |
| DE3582917D1 (de) | 1991-06-27 |
| JPS61124255A (ja) | 1986-06-12 |
| US4691135A (en) | 1987-09-01 |
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