JPH0681475B2 - Rotary solenoid - Google Patents

Rotary solenoid

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JPH0681475B2
JPH0681475B2 JP61102824A JP10282486A JPH0681475B2 JP H0681475 B2 JPH0681475 B2 JP H0681475B2 JP 61102824 A JP61102824 A JP 61102824A JP 10282486 A JP10282486 A JP 10282486A JP H0681475 B2 JPH0681475 B2 JP H0681475B2
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JP
Japan
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rotor
stator
pole
coils
stators
Prior art date
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JP61102824A
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Japanese (ja)
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JPS62260557A (en
Inventor
康男 上野
慎一 原田
Original Assignee
国際技術開発株式会社
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は電気力によって、一定角度範囲の機械的回転力
を得る目的で一般に広く使用されるロータリーソレノイ
ドに関するものであり、特に回転作動範囲両端で電流を
切ってもその位置を保持するいわゆるラッチ機能を有
し、コイルに通電する電流の向きによって反転動作する
もので、特に大きな回転角度を得ることができるロータ
リーソレノイドに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a rotary solenoid generally used for the purpose of obtaining a mechanical rotational force in a constant angle range by an electric force, and particularly to a rotary operation range. The present invention relates to a rotary solenoid that has a so-called latching function of holding the position even when the current is cut off at both ends, and performs a reversing operation depending on the direction of the current flowing to the coil, and can obtain a particularly large rotation angle.
(ロ)従来の技術 従来、この種のロータリーソレノイドとしては、一般に
ローターの円周外面の一部をN極に、反対側の一部をS
極に着磁させ、これに対面する2ケのステーターの各々
にコイルを設けて、これに通電することによってロータ
ーを回転させ、電流の方向を変えることによって反転す
る方式のものである。
(B) Conventional technology Conventionally, as a rotary solenoid of this type, a part of the outer circumferential surface of the rotor is generally the north pole and a part of the opposite side is the south pole.
This is a method in which a pole is magnetized, a coil is provided on each of two stators facing each other, and the rotor is rotated by energizing this, and the direction is reversed to change the direction of the current.
(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記のごとき構造の場合一般にローターの回
転角度は最大90°であり、しかもその両端における回転
力はかなり小さなものとなるため、実用的には60°位と
なってしまい、用途もせまく限定されることとなる。
(C) Problems to be solved by the invention However, in the case of the above-mentioned structure, the maximum rotation angle of the rotor is generally 90 °, and the rotation force at both ends is considerably small. The degree of use will be limited, and the applications will be limited.
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明はコ字状をなしたヨークの両側内面にコイルを嵌
装した2つの鉄芯を設け、該2つの鉄芯の端部に夫々第
1、第3のステータと、ヨーク中央内面に第2のステー
タとを設け、該第1、第2、第3のステータに対面する
円形外面を有するローターの該円形外面のほぼ半分をN
極に、反対面をS極に着磁し、となりあうN極とS極の
間には実質的な磁気的空隙を設け、第1、第3ののステ
ータを同一極性に、第2のステータを反対極性に同時に
励磁するようにコイルの通電を制御し、ローターの回転
方向を制御することにより上記欠点を解決するものであ
る。
(D) Means for Solving the Problems In the present invention, two iron cores fitted with coils are provided on the inner surfaces of both sides of a U-shaped yoke, and the first and second end portions of the two iron cores are respectively provided. A third stator and a second stator are provided on the inner surface of the center of the yoke, and about half of the circular outer surface of the rotor having a circular outer surface facing the first, second and third stators is N
The opposite surface is magnetized to the S pole, and a substantial magnetic gap is provided between the adjacent N and S poles, and the first and third stators have the same polarity and the second stator has the same polarity. The above drawbacks are solved by controlling the energization of the coils so as to simultaneously excite the coils with opposite polarities and controlling the rotation direction of the rotor.
(ホ)作用 上記のごとく構成することによるロータリーソレノイド
は2つのコイルに逆方向に通電することにより、第1及
び第2のステータによってローターに働く回転力と第2
及び第3のステータによってローターに働く回転力とが
連続的に働きローターをほぼ120°回転させる。回転方
向を反転させるには、コイルに流す電流の方向を逆にす
ればよい。
(E) Action The rotary solenoid configured as described above energizes the two coils in opposite directions, and thereby the rotational force and the second force acting on the rotor by the first and second stators.
And the rotational force exerted on the rotor by the third stator continuously act to rotate the rotor by approximately 120 °. To reverse the direction of rotation, the direction of the current flowing through the coil may be reversed.
また、作動範囲両端において、コイルに流す電流を切っ
た場合の保持トルクは、ローターの形状及び第1、第3
のステータの形状及び巾を変えることで任意の大きさで
設定することができる。
At both ends of the operating range, the holding torque when the current passed through the coil is cut off is the shape of the rotor and the first and third holding torques.
It can be set to an arbitrary size by changing the shape and width of the stator.
(ヘ)実施例 以下図について本発明の構造を説明する。(F) Example The structure of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の構造を示す正断面図であ
る。
FIG. 1 is a front sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention.
第1図において、両端が下方に曲がったほぼコ字状のヨ
ーク1には、両側内面に鉄芯2,3が取り付けられ、該鉄
芯2,3にはボビン4,5がはめこまれて該ボビン4,5にはコ
イル6,7が各々巻かれている。
In FIG. 1, iron cores 2 and 3 are attached to inner surfaces of both sides of a yoke 1 having a substantially U shape with both ends bent downward, and bobbins 4 and 5 are fitted into the iron cores 2 and 3. Coils 6 and 7 are wound around the bobbins 4 and 5, respectively.
また鉄芯2,3の先端及びヨーク1の内面中央に円弧状内
面を有する第1、第2、第3のステータ8,9,10が順に設
けられている。また、ローター11は、円形外面と切欠き
12,13と中央部にシャフト14を有し円形外面の一方をN
極、他方をS極に着磁されたものであり材料はバリュー
ムフェライト等の磁石用材料で製作されている。また、
着磁された円形外面の長さは夫々円周角で120°程度が
望ましい。シャフト14は図示しない軸受け及び枠体によ
ってヨーク1に支持され、前記ステータ8,9,10の円弧状
内面と同芯で回転自在に支えられている。
Further, first, second, and third stators 8, 9, and 10 having arc-shaped inner surfaces are provided in order at the tips of the iron cores 2 and 3 and the center of the inner surface of the yoke 1. In addition, the rotor 11 has a circular outer surface and a notch.
12 and 13 and shaft 14 at the center, and one of the circular outer surfaces is N
The pole and the other are magnetized to the S pole, and the material is made of magnet material such as value ferrite. Also,
The length of the magnetized circular outer surface is preferably about 120 ° in circumferential angle. The shaft 14 is supported by the yoke 1 by a bearing and a frame (not shown), and is rotatably supported coaxially with the arc-shaped inner surfaces of the stators 8, 9 and 10.
第1図において、コイル6,7に通電しないときには、ロ
ーター11の着磁面、N及びSが第1のステータ8と、第
3のステータ10とに等分に対向しているため、この状態
で停止している。しかしこの状態はいずれの方向にも回
転しやすい不安定なものである。
In FIG. 1, when the coils 6 and 7 are not energized, the magnetized surfaces of the rotor 11, N and S, face the first stator 8 and the third stator 10 equally. Stopped at. However, this state is unstable because it easily rotates in either direction.
今コイル6,7に逆方向に通電して第1及び第3のステー
タ8及び10の内面をN極にしたとすると、第2のステー
タ9の内面はS極となる。そうすると、ローター11のN
極は第1のステータ8と反発し第2のステータ9とは吸
引しあう。また第2のステータ9のS極はローター11の
S極と反発し、第3のステータ10はこれを吸引する。従
って、第1,第2,第3のステータはローター11を時計方向
に回転させることとなる。
Now, assuming that the inner surfaces of the first and third stators 8 and 10 have N poles by energizing the coils 6 and 7 in opposite directions, the inner surface of the second stator 9 has S pole. Then, N of rotor 11
The poles repel the first stator 8 and attract the second stator 9. Further, the S pole of the second stator 9 repels the S pole of the rotor 11, and the third stator 10 attracts this. Therefore, the first, second and third stators rotate the rotor 11 in the clockwise direction.
第2図,第3図は本発明の一実施例の作動状態を示す正
断面図である。
2 and 3 are front sectional views showing an operating state of an embodiment of the present invention.
第1図における説明において、時計方向に回転したロー
ター11の状態を第2図に示す。
In the description of FIG. 1, the state of the rotor 11 rotated clockwise is shown in FIG.
第2図の状態でコイル6,7に流した電流を切るとロータ
ー11のN極と第2のステータ9、ローター11のS極と第
3のステータ10が吸引しあった状態で停止している。
When the currents applied to the coils 6 and 7 are cut off in the state shown in FIG. 2, the N pole of the rotor 11 and the second stator 9 and the S pole of the rotor 11 and the third stator 10 are attracted to each other and stopped. There is.
次に反時計方向に回転しようとする時は第2図の状態で
コイル6,7に流す電流の方向を夫々第1図の場合と反対
の方向にする。そうすると第1のステータ8と第3のス
テータ10の内面はS極になり、第2のステータ9の内面
はN極となる。従って、ローター11のN極は第1のステ
ータ8に吸引され、第2のステータ9には反発される。
またローター11のS極は第3のステータ10に反発され
る。第2図に示すローター11の位置から第1図に示す位
置までの間は第1のステータ8、第2のステータ9とロ
ーター11のN極とによる力がローター11を反時計方向に
回転させ第3のステータ10とローター11のS極との間に
働く反発力は回転力には寄与しない。
Next, when trying to rotate counterclockwise, the directions of the currents flowing through the coils 6 and 7 in the state shown in FIG. 2 are opposite to those in the case shown in FIG. Then, the inner surfaces of the first stator 8 and the third stator 10 become S poles, and the inner surfaces of the second stator 9 become N poles. Therefore, the N pole of the rotor 11 is attracted to the first stator 8 and repelled by the second stator 9.
The south pole of the rotor 11 is repelled by the third stator 10. From the position of the rotor 11 shown in FIG. 2 to the position shown in FIG. 1, the force generated by the first stator 8, the second stator 9 and the N pole of the rotor 11 causes the rotor 11 to rotate counterclockwise. The repulsive force acting between the third stator 10 and the S pole of the rotor 11 does not contribute to the rotational force.
次に第1図の状態では、第2のステータ9とローター11
のS極との吸引力及び第3図のステータ10とローター11
のS極との反発力が回転力となりローター11を第3図に
示す位置まで反時計方向に回転させる。
Next, in the state of FIG. 1, the second stator 9 and the rotor 11 are
Attracting force with the S pole and the stator 10 and rotor 11 of FIG.
The repulsive force with the S pole becomes the rotational force and rotates the rotor 11 counterclockwise to the position shown in FIG.
第3図の位置でコイル6,7の電流を切るとローター11の
N極と、第1のステータ8及びローター11のS極と第2
のステータ9とが吸引し合うことによって、停止してい
る。
When the current of the coils 6 and 7 is cut off at the position shown in FIG. 3, the north pole of the rotor 11 and the south pole of the first stator 8 and the rotor 11
It is stopped by attracting each other with the stator 9.
第4図は本発明の他の実施例の構造を示す正断面図であ
る。
FIG. 4 is a front sectional view showing the structure of another embodiment of the present invention.
第4図においてローター11のN極、S極は第1図に示す
120℃よりわずかに広くなっている。このようにする
と、ローター11が時計方向に回転して、点線に示す位置
まできたとき、S極の端部は、第1のステータ8に届い
ており、コイル6,7の通電でを切ったあとも前記両者の
間に吸引力が生じているため、ローター11は常に時計方
向の回転力を受けていることになる。図示しないストツ
パーによりこの位置でローター11を停止しておけば前記
回転力によって、自己保持力を有することとなる。ロー
ター11が反対方向に回転した場合には、ローター11のN
極と、第3のステータ10が上記説明と同様の作用によっ
て反時計方向の回転力を生じ、同様の自己保持力を有す
ることとなる。この自己保持力の大きさは、第1又は第
3のステータ8,10とローター11のN極、S極との重なり
量に比例するので容易に任意の値に設定することができ
る。
In FIG. 4, the north and south poles of the rotor 11 are shown in FIG.
It is slightly wider than 120 ℃. With this arrangement, when the rotor 11 rotates clockwise and reaches the position shown by the dotted line, the end of the S pole reaches the first stator 8 and is cut off by energizing the coils 6 and 7. Since the suction force is generated between the two, the rotor 11 always receives the rotational force in the clockwise direction. If the rotor 11 is stopped at this position by a stopper (not shown), the rotor 11 has a self-holding force due to the rotational force. If the rotor 11 rotates in the opposite direction, N of the rotor 11
The pole and the third stator 10 generate counterclockwise rotational force by the same action as described above, and have the same self-holding force. The magnitude of this self-holding force is proportional to the amount of overlap between the first or third stator 8 or 10 and the N pole or S pole of the rotor 11, and therefore can be easily set to any value.
第5図は本発明の他の実施例の構造を示す正断面図であ
る。
FIG. 5 is a front sectional view showing the structure of another embodiment of the present invention.
第4図においてはローター11のN極、S極を広くした状
態について説明したが、第5図に示す如く、第1及び第
3のステータ8,10の下端をのばしてもほぼ同様の効果が
ある。
In FIG. 4, the state in which the north pole and the south pole of the rotor 11 are widened has been described, but as shown in FIG. 5, even if the lower ends of the first and third stators 8 and 10 are extended, substantially the same effect can be obtained. is there.
また第5図において第2のステータ9はその内面がほぼ
平面状になっているがこれは、第1図のごとき状態にお
いて、この中立点に安定状態があると、使用上不都合な
場合があるのでこの中立点においては不安定な状態とし
回転作動範囲両端にのみ安定点があるごとくするための
ものである。
Further, in FIG. 5, the inner surface of the second stator 9 is substantially flat, but this may be inconvenient in use if the neutral point has a stable state in the state as shown in FIG. Therefore, the neutral point is set to an unstable state so that there are stable points only at both ends of the rotation operating range.
またローター11の切欠き12,13は説明の都合上設けたも
のであり、実際には円形のローターとしてとなりあうN
極とS極の間に磁気的空隙があればよい。
Further, the notches 12 and 13 of the rotor 11 are provided for convenience of explanation, and actually become a circular rotor N
It suffices if there is a magnetic gap between the pole and the S pole.
(ト)発明の効果 以上の説明で明らかなごとく、本発明のロータリーソレ
ノイドは、3個のステータを2個のコイルで制御すると
いう独特な方法により簡単な回路で有効な回転角度を2
倍近く広げることができ、励磁電流の方向を変えるだけ
で2つのコイルのタイミングをずらすことなくローター
の回転方向を反転することができ、コイルが2個である
ので寸法的には従来のものとほぼ同様のもので済むもの
であり、また、ローター11と第1及び第3のステータ8,
10との重なり量を変えるだけで自己保持回転力を任意に
設定することができるという大きな利点も有し、産業分
野における利用範囲を大幅に広げ得るものでありその効
果は極めて著しい。
(G) Effect of the Invention As is clear from the above description, the rotary solenoid of the present invention has a unique method in which three stators are controlled by two coils so that the effective rotation angle can be set to 2 by a simple circuit.
It can be expanded nearly twice, and the direction of rotation of the rotor can be reversed without shifting the timing of the two coils simply by changing the direction of the exciting current. Since there are two coils, the size is the same as the conventional one. The rotor 11 and the first and third stators 8,
There is also a great advantage that the self-holding rotational force can be arbitrarily set only by changing the overlapping amount with 10, and the range of application in the industrial field can be greatly expanded, and the effect is extremely remarkable.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
第1図は本発明の一実施例の構造を示す正断面図、第2
図、第3図はその作動状態を示す正断面図、第4図、第
5図は本発明の他の実施例の構造を示す正断面図であ
る。 1……ヨーク、2,3……鉄芯、6,7……コイル、8……第
1のステータ、9……第2のステータ、10……第3のス
テータ、11……ローター、14……シャフト。
FIG. 1 is a front sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a front sectional view showing its operating state, and FIGS. 4 and 5 are front sectional views showing the structure of another embodiment of the present invention. 1 ... Yoke, 2,3 ... Iron core, 6,7 ... Coil, 8 ... First stator, 9 ... Second stator, 10 ... Third stator, 11 ... Rotor, 14 ……shaft.

Claims (1)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】実質的にコ字状をなしたヨークの両側内面
    にコイルを嵌装した2つの鉄芯を設け、該2つの鉄芯の
    端部に夫々第1及び第3のステータと、ヨーク中央内面
    に第2のステータとを設け、該第1、第2及び第3のス
    テータに対面する円形外面を有するローターの該円形外
    面のほぼ半分をN極に、反対面をS極に着磁し、隣あう
    N極とS極の間には実質的な磁気的空隙を設け、第1、
    第3のステータを同一極性に、第2のステータを反対極
    性に同時に励磁するようにコイルの通電を制御し、ロー
    ターの回転方向を制御することを特徴とするロータリー
    ソレノイド。
    1. A substantially U-shaped yoke is provided with two iron cores fitted with coils on both inner surfaces, and first and third stators are provided at the ends of the two iron cores, respectively. A second stator is provided on the inner surface of the center of the yoke, and approximately half of the circular outer surface of the rotor having a circular outer surface facing the first, second and third stators is attached to the N pole and the opposite surface is attached to the S pole. It is magnetized, and a substantial magnetic gap is provided between the adjacent N and S poles.
    A rotary solenoid characterized in that the energization of a coil is controlled so as to simultaneously excite the third stator with the same polarity and the second stator with the opposite polarity, thereby controlling the rotation direction of the rotor.
JP61102824A 1986-05-02 1986-05-02 Rotary solenoid Expired - Lifetime JPH0681475B2 (en)

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JPS62260557A JPS62260557A (en) 1987-11-12
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