JPS58186360A - 回転駆動装置 - Google Patents

回転駆動装置

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JPS58186360A
JPS58186360A JP57068751A JP6875182A JPS58186360A JP S58186360 A JPS58186360 A JP S58186360A JP 57068751 A JP57068751 A JP 57068751A JP 6875182 A JP6875182 A JP 6875182A JP S58186360 A JPS58186360 A JP S58186360A
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JP
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magnet
yoke
drive device
hole
rotating
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JP57068751A
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Koji Idogaki
井戸垣 孝治
Hisashi Kawai
寿 河合
Hibiki Hattori
響 服部
Kazuhiro Sakurai
桜井 計宏
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/14Pivoting armatures
    • H01F7/145Rotary electromagnets with variable gap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00Idling devices for carburettors
    • F02M3/06Increasing idling speed
    • F02M3/07Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
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    • F16K31/0682Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid with an articulated or pivot armature
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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】 本発明は、回転磁石の回転力と復帰スプリングの復元力
とのつり合φによυ回転軸の回転角度が定まる比例ソレ
ノイド式の回転駆動装置に関する。
流量制御弁等の駆動用に用いられる比例ソレノイドは、
一般に、#11−に示すように、円筒形のハウジング1
円に中空円筒のコイル2t−設け、その中心部にコア3
1−!i[L、さらに1 コア3と一定のエアギャップ
4を介してプランジャ5に設置してこれが可動S管形成
するようKWI成している。
含油プラスチック部材6がコア5の中心に設けられ、プ
ランジャ5を支持している。なお、同図にお9て、7F
i空気通路であり、この通路を介する空気流量が比例ソ
レノイドによって比例制御される。
このような従来の比例ソレノイドによると、プランジャ
5Fi5■程度のストロークしか取れない。
例えば自動車の排気ガス制御装置の流量制御弁にこの種
の比例ソレノイドを適用する場合には0〜6 Q Q 
17分の流量側#を行なわなければならないことから空
気通路17i14−以上にする必要があり、その結果、
流量制御機構全体が非常に大11になってしまうという
問題がおる。ま念、プランジャ5の直線運動によりエア
ギヤ、プ4t−開閉制御しているので、振動管受けやす
いという問題がある。
本発明は従来技術の上記問題点tm決する九めになされ
たものであり、可動部分を直線運動ではなく回転運動を
行なう回転軸とし、固定冒−りの磁界により180°以
内で永久磁石を回転させ、この永久磁石の回転力と復帰
スプリングの復元力とをつり合わせて回転軸の回転角1
fk設定し、特にトルクを向上させるため冒−りは閉磁
路を形成し、この曹−りの一部に貫通穴を設け、この貫
通穴に挿入し九前記永久磁石を回転させる構庭とするこ
とにより、小型かつ簡単な構造でろって電流値に比例し
た回転角に回転軸を回転駆動できる装置ヲ提供すること
全目的としている。
以下、本発明を図に示す実施例により詳細に説明する。
第2図は空気流量を制御する3万弁構造を有する比例ソ
レノイド式回転駆動装置の縦ilT面図でおり、第3図
はその…−醒断面図である。両図において10は弁ハウ
ジングであり、この弁ハウジングIOK三つのパイプI
t、12.1!Sが取付けられる。弁ハウジング10内
にはロータ14が位置しており、そのp−夕14の中心
には弁軸15が挿通される。弁軸15の一端は、軸受1
9によって弁ハウジング10に軸支される。弁軸15の
他端は軸受20によって弁カバー27に軸支される。弁
軸15は中空になっており、復帰スプリングを構成する
トーシ冒ンバー18が内蔵されている。トーションバー
18の一端はホルダー17を弁軸15に圧スして固定し
である。このホルダー17は外側がロート状になってお
り、内側にはトーシ冒ンパー18が通る穴がおいていて
、スリットが設けである。トーシ冒ンパー18の他端は
前記ホルダー17と同じ構造のホルダー22iスラスト
ホルダ21[圧入することにより固定しである。2′s
はアジャスタでめり、−趨には2面幅の穴がありている
。この12面幅の穴にスラストホルダ21を挿入し、ス
ラストホルダ21の外側の溝にサークリップ24とシム
25とt入れて、スラストホルダ21がアジャスタ25
に確実に固定され、トーシlンバー18がゆるまな−よ
うにして−る。アジャスタ23の他端には弧状の長大が
設けられている。アジャスタ25は、この長大を介して
ネジ26により弁ハウジングIOK固定されるが、この
場合前記トーシ冒ンパー18の絢整用にスラストホルダ
21′に弁ハウジング100円周方向に回転させて固定
が行われる。
ロータ14は第3図の如く末広がりの流入口1411と
ストレートの吐出口14bt有し、これらは相互に連絡
している。従って、ロータ14が図の実線位置にあると
きは、第1のパイプ11は第2のパイプ12と連通する
。又、四−夕14を矢印の方向に回していくと、今度は
破線の様に、第1のパイプ11は@3のパイプ1sと連
通する。
従ってロータ14が実線の位置から破線の位置まで変化
していくと、ロータ14とパイプ12との開度は徐々に
閉じていき破線の位置で全閉になる。
一方、ロータ14とパイプ13との開腹は全閉から徐々
に開いていき破線の位置で全開になる。従つて、第1の
パイプ11に連通される流体源からの流体(例えば空気
)はロータ14の位置に応じて1a2のパイプ12又F
i第3のパイプ15に連続的に流量を変えて供給できる
。かかるロータ14に回転運動を付与させる本発明装置
について以下説明する。弁ハウジング10内に磁性体の
冒−り30がねじs2によって堆付けられる。冒−りs
OKはスプール34が挿入され、このスプール34に励
轟コイル56が巻回しである。冒−りsOは、対向した
端部50a、5obl有し、これらの間にセリウム系希
土@14@転磁石(永久磁石)40が配置され、第5図
に示すように直径対立位置で反対極性に着磁されている
。この回転磁石40は第2図の如く、軸15と一体であ
るプレート42上に載せられ、接着剤等でこのプレート
42に接着一定しである。プレート42上には、第4図
の如く、180°未満の円弧状溝44が切削され、スト
ッパビン44の上端がこの溝内に位置している。ストッ
パピン460下鴻は弁カバー27に圧入固定されている
。かくして、ストツパビン46が円弧状溝44の一端4
4mと轟接する第1の位置(実線)と、その溝46の他
熾44bと轟接する第2の位置(破線)との間で、弁軸
15、換言すればロータ14の回転が可能となる。
なお、エンドプレート50は組付の最後に弁ハウジング
10に圧入される。エンドプレー)50Fiゴム製グロ
メシト52を有し、コイル560轡端に至るリード纏5
4がこのグ四メy)521押通している。
第5図に示す作動原理図において、回転磁石40の一対
の直径対立端の一方はN極、他方は8極に着磁されてi
る。同図における璽−夕30の点線部分は閉磁路を形成
していることを表わしている。璽−り50が回転磁石4
oにょ〕閉塞される部分!IOC,1sOdが本発明の
重要な部分でらる。閉塞部分SaCとSodとの厚さt
Yr互いに等しくした場合のその厚さtと回転磁石40
0回転トルクとの関係が第4図に示されている。同図は
断面積10X12− のl−りで15oOアンペア・タ
ーンの場合であシ、横軸は回転角、縦軸はトルクを示し
ている。回転磁石40はN極、S極の2極に着磁してあ
り、コイル56に通電した場合、第5図の曹−り5oa
ycN極、30 JC8極が発生する。第5図は回転角
度が0″の状態である。なお、第6図において、実線は
運−り30の閉塞部soc、Sodの厚さtをパラメー
タとした場合、点線はヨーク30が存在せず、回転磁石
をおおうようにしてコイルを巻回した場合をそれぞれ示
しており、アンペア・ターンはいずれも同じである。t
た、一点鎖線は閉1部を切−した場合の特性である。N
A6図から判るように璽−りなしの場合よりも本発明の
如くヨークを挿入した方がトルクが大きくとれる。また
閉塞部をなくして閉磁路にすると、一点鎖線に示すよう
に、ディテントトルクが非常に大きくなり、回転範囲を
有効に使用できない。逆に閉塞部の厚さtを大きくとる
とディテントトルクは小さくなるが、コイル36の発生
する磁束が閉塞部を通過して−ってしまって回転磁石4
0に影#を与えなくなり、トルクが低下する。閉塞部の
厚さtは(175■Ii&が最も望ましい。なお、ディ
テントトルクとはコイル56に電流を流さな−ときでも
回転磁石40と冒−り30との間に吸引力が働き、回転
磁石40を回転せしめるトルクである。
第6図よシ、tW(L7g−の場合、最大トルクは回転
角80°付近で得られる。この特性のトルクにみ合う復
帰力になるようにトーシ田ンパー18Fi設計される。
トーシ冒ンバー18Fi、その−熾がスラストホルダ2
1、ホルダ22、及びアジャスタ25によ〕弁ハウジン
グ10に固定され、他端が弁軸15にポルグ17により
固定されているので、回転磁石40が矢印の方向に回転
するに従って復帰力は大きくなる。つまり回転角lfK
比例して矢印の逆方向に戻す力が働き、コイル36に流
す電流値に比例した回転角が得られる。そして最大回転
角は80’になる。−万、弁軸15は、回転磁石40と
一体であるので回転磁石40と同じ回転をする。第3図
において、コイル34に流す譬、流が大きくなるとロー
タ14は矢印の方向に回転する。ロータ14の開口部分
とパイプ12及びパイプ13の開口部分との重なった部
分が制御される空気の通路となる。従ってコイル36の
電流を増してi〈とパイプ12を通る流量は減少して%
A自、パイプ15【通る流量は増大していく如く流量制
御が行われる。
なお、上述した実施例では復帰スプリングとしてトーシ
■ンバーを使用したが、これはコイルスプリングVrI
l!用してjlL埴。アジャスタ23はトーシ璽ンパー
18の一帰力のかかる開始時点ttS整するものである
。調整後はねじ26により固定される。
以上述べたように1本発明の回転躯動装置は、閉磁路t
一層形成る画一りと回転する永久磁石と該永久磁石の回
転に抗する復帰スプリングと冒−りKllk回された励
磁コイルとを有し上記ヨークの一部に貫通穴tW&け、
該貫通穴の周St通る磁束をM嘉するためにその周Hの
一部に閉塞部を設け、上記貫通穴に上記回転自在な永久
磁石t−設置するように榊成している。これにょシ、上
記四−りに巻回したコイルに電流を流した際に上記ヨー
クの磁束を受けて90@以内の範囲で上記永久磁石が回
転する。復帰スプリングのm−は磁石に固定された軸に
連絡され、他端は固定される。鋏復帰スプリングは上記
ヨークにより上記磁石に与えられる回転力に抗するよう
になっている。このように本発明によれば励磁部に閉磁
路を形成するコアが設けられているからアンペア・ター
ンの少しの増加に対して大きな回転トルクを得られ、し
かも磁束の閉塞部が設けられている丸めコアがあるわり
には、ステップ状の動1!(コギング)がなくなめらか
な動きが得られ、また広i回転角度範囲が得られると共
にコイルに流す電流に対してほぼ比例した回転角変が得
られるという優れ九効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の比例ソレノイドの断面図、第2図は本発
明になる回転駆動装置の一実施例を示す縦断面図、II
5図Fi第2図のト」線断m図、第4図は第20I−I
NK沿う矢視図、馬5図は本発明の作動原聰図、第6図
は回転角変−トルク特性線図である。 10 ・■・弁ハウジング、  11,12,13・@
@@ A()、14 *a・・ ロータ、  15・・
・・弁軸、  18・・・・トーションバー、  30
@IIII@画一り、  30C,30d・・争・閉庵
部、  36・・°・励磁コイル、  40・・・・回
転磁石。 特許出願人 株式貴社日本自動車部品総合研究所 ト璽夕自動車工業株式会社 籍許出鵬代理人 弁理士  育  木     朗 弁理士  西  舘  和  之 弁理士  山  口  昭  之 第1図 +      4    3   b ′Itk3図 \へ−一一一7 第4図 第5図 第6図 回転角(deg )

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 閉磁路を形成する冒−りと、#璽−りに巻回され
    た励磁コイルと、前記ヨークの一部に形成された貫通穴
    内に回転自在に取り付けられた永久磁石と、前記励磁コ
    イルへの通電により誼永久磁石に生ずる回転力に抗する
    力を発生する復帰スプリングとを備え、前記冒−りに設
    けた貫通穴の周囲に通過磁束の閉塞部全形成したことt
    %黴とする回転駆動装置。 2 復帰スプリングが一端を回・転flK他端を固定部
    に取り付けたトーシ璽ンバーから成る特許請求の範囲第
    1項記載の回転駆動装置。 五 前記閉塞部が二個新設けられている特許請求の範囲
    5tJJ記載の回転駆動装置。
JP57068751A 1982-04-26 1982-04-26 回転駆動装置 Pending JPS58186360A (ja)

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JP57068751A JPS58186360A (ja) 1982-04-26 1982-04-26 回転駆動装置
US06/487,760 US4491815A (en) 1982-04-26 1983-04-22 Rotary actuator

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