JPS6016732B2 - ロ−タリマグネツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえばプリンタの印字ハンマや紙テープパ
ンチ装置のパンチピンなどを駆動するために使用して好
適なロータリマグネットに関する。

この種のロータリマグネットは、電磁力とスプリングの
引張力とを利用することにより所定角度で往復回敷運動
して種々の作動部を駆動するためのものであり、従来は
電磁石の吸引力によるスラスト方向の直線運動をポール
としースの組み合わせなどにより回動連動に変換する構
造のものや、パルスモータの原理を利用してロー夕とス
テータの磁極片に相互に働く吸引力で回動運動させる構
造のものが採用されていた。

しかしながら、このような従来のもののうち、前者のも
のは、機械的な作動部品が多く、その構造が複雑である
ばかりでなく、各構成部品の加工および組立、調整が面
倒であり、また各部品間に情勤動作が伴なうことから、
寿命が比較的短く、さらにその動作時に騒音が生じる等
の欠点があった。

また、後者のものは、動作時に衝合する部分がないこと
から騒音が小さく、寿命が長いという利点はあるが、ロ
ータとステータとの位置関係、あるいはこれらとヨーク
との結合等によりその構造が複雑となり、これにより各
構成部品の加工および組立、調整等が面倒で、特にこの
ような傾向は。ータを回転させるためにステータを軸万
向に二分割する必要性からステー夕とヨークとを一体に
形成した構造のものに顕著にあらわれる。また、このよ
うな構造では、ロータとステータとの磁極片の相対位置
によってそのトルク特性が著しく異なり、その加工精度
を厳密にしないと動作特性が不安定になるという欠点が
ある。また従来のものでは各構成部品を一度組立てると
ロータとステー夕の磁極片の相対位置を調整することが
できず、このため加工ならびに組立調整精度を厳格に管
理しなければならないという不都合もある。本発明はこ
のような点に鑑み、一対をなす円筒状のステータ素子を
鱗方向に並べて非磁性カップリング部材により連結して
ロータと対をなすステータを構成し、かっこのステータ
両端部にすべり軸受を競合してその内部にロー夕を鞠支
させるとともに、このステータの両端部を支持フレーム
を兼ねるヨーク部材の対向側板に回敷調整自在に支持さ
せるように構成し、これにより構造が簡単で、各構成部
品の加工および組立、調整が簡単に行なえ、動作特性が
安定した効率のよい動作を期待することができ、しかも
長寿命なロータリマグネットを提供するものである。以
下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明す
る。

第１図および第２図は本発明に係るロータリマグネット
の一実施例を示している。

これらの図において、符号１は円柱状をなすロータで、
このロータ１の外周には、第３図ａ，ｂにその詳細を示
すように、８個の磁極片２ａ，２ｂ，・・・，２ｈが軸
方向に沿って、しかもその周万向に等間隔おいて放射状
に突段されている。そして、このロータ１はロータリマ
グネットの出力滋となるシャフト３の略中央部に圧入団
定されている。４はロータ１の周囲に配置されてこれに
回転力を与える略円筒状のステータで、このステータ４
は、一対の円筒状のステータ素子５Ａ，５８と、これら
のステータ素子５Ａ，５Ｂを軸方向に所定距離々間した
状態で連結する非磁性カップリング部材６とから構成さ
れている。

すなわち、一対のステータ素子５Ａ，５Ｂは、第４図ａ
，ｂにその詳細を示すように、その内周の一端側から中
央部にかけて形成され前記ロータ１の磁極片２ａ，２ｂ
．・・・，２ｈに対応する８個の磁極片７ａ，７ｂ，・
・・，７ｈを有しており、またこれらの磁極片７ａ，７
ｂ，・・・，７ｈを形成した一端側の外周には全周にわ
たって切欠されて前記カップリング部材６が圧入固定さ
れる連結用段部８が形成されている。したがって、上述
したステータ素子５Ａ，５Ｂを、その磁極片７ａ，７ｂ
，・・・，７ｈ側の一端部が対向するようにして軸方向
に所定距離々間させ、かつそれぞれの段部８，８を用い
てカップリング部材６に圧入接着などにより固着するこ
とにより、これらのステータ素子５Ａ，５Ｂとカップリ
ング部材６とは一体的に連結されてステータ４を構成す
る。なお、９はステータ素子５Ａ，５Ｂの磁極片７ａ，
７ｂ，・・・，７ｈを形成するための切欠溝である。１
０Ａ，１０Ｂはステータ４内に貫通配置されるロータ１
およびシャフト３を回動自在に軸支する環状のすべり軸
受で、これらのすべり軸受１０Ａ，１０Ｂはステータ４
の両端部、すなわち各ステータ素子５Ａ，５Ｂの池端側
に蕨合され、かつシャフト３の両端を軸支するごとく寸
法精度を保って焼結成形されている。

そして、各すべり軸受１０Ａ，１０Ｂの内側にはロータ
ーの両端を摺動自在に保持する含油フェルト１１，１１
が鉄め込まれる環状溝１２，１２が形成され、各含油フ
ェルト１１，１１はポリスライダ１３，１３を介してロ
ータ１の両端面と対向している。したがって、ステータ
４の中央部分における各ステータ素子５Ａ，５Ｂの磁極
片７ａ，７ｂ，・・・，７ｈと対向するようにロータ１
を配置させた状態でステ−夕４の両端部に各すべり軸受
１０Ａ，１０Ｂを含油フェルト１１，１１およびポリス
ライダー３，１３と共に鉄合させることにより、ロータ
１とステータ４とは所定の間隔を保って対向して組み合
わされる。１４は励磁コイル、１５はコイルボビンで、
これらはステータ４の周囲にロータ１と同心的に配置さ
れ、その励磁時にステータ４の磁極片７ａ，７ｂ，・・
・，７ｈを介してロータ１の磁極片２ａ，２ｂ，・・・
，２ｈを吸引し、ロータ１に回動力を付与するものであ
る。

１６は上述したロータ１、ステータ４および励磁コイル
１４等を組み付けるための支持フレームを兼ねるヨーク
部材で、焼結あるいはロストワックス等の成形法により
全体が略□字状となるように形成されている。

そして、このヨーク部材１６の対向する両側板１７Ａ，
１７Ｂには、前記ステータ４の両端部が鞠支される閉口
１８Ａ，１８Ｂが同Ｄ性をもって穿設されている。そし
て、これらの側板１７Ａ，１７Ｂにはその端部外方から
開○１８Ａ，１８Ｂに臨むごとく面方向にねじ孔１９Ａ
，１９８があげられ、これらのねじ孔１９Ａ，１９Ｂに
ステータ４を固定する固定手段としてセットスクリュー
２０Ａ，２０Ｂが螺着されている。したがって、ステー
タ４の両端部をヨーク部材１６の閉口１８Ａ，１８８に
軸支し、かつセットスクリュー２０Ａ，２０Ｂを用いて
ステータ４の外周部を前記側板１７Ａ，１７Ｂに押付け
、その回転を規制することによりステータ４は回動調整
自在にヨーク部材１６に固定される。この場合、前記ス
テ−夕４の両端部外周には、第２図に示されるように、
ステータ回動調整用の溝４ａが形成され、その回動位置
を何等かの拾具を用いて調整できるようになっている。
なお、２１は略Ｌ字状をなすクランクで、ローターを支
持するシャフト３の頭部３ａに固定され、ロータ１の回
動に伴なつて揺動する。

このクランク２１の一端は、第１図および第２図に示さ
れるように、上方に延長されて主機器を駆動するための
レバー等が連結される部分で、また池端は側方に延びて
ヨーク部材１６の側板１７Ａ上のスタッド２２にに装着
されているストッパ２３に係止され、ロータ１の回転方
向に対する初期位置を設定している。２４はクランク２
１の他端部とヨーク部材１６の側板１７Ａのスプリング
ポスト２５との間に張架された引張スプリングで、ロー
タ１およびシャフト３が回動したときにこれらを初期位
置に復帰させるためのものである。

この場合、ロータリマグネツトの用途によっては、引張
スプリング２４をクランク２１とヨーク部材１６との間
ではなく、これに連結されるレバー等（図示せず）の連
結部に設けてもよく、このときにはスプリング池端を他
のフレーム等（図示せず）に掛止させるように適宜変更
すればよい。また、クランク２１に連結されるレバー等
（図示せず）の連結部は、このロータリマグネツトによ
り生ずる往復回動動作をそのまま利用してもよいが、こ
れを直線運動に変更して利用するものでもよい。上述し
たようなロータリマグネットは、次のようにして簡単に
組立てられる。まず、一対のステータ素子５Ａ，５Ｂを
軸方向に並べてカップリング部材６で連結してステータ
４を形成した後、このステータ４内にローターおよびシ
ャフト３を配置させ、すべり軸受１０Ａ，１０Ｂ等によ
りロータ１をステータ４に回動自在に支持させる。そし
て、このステータ４を励磁コイル１４を配置させたヨー
ク部材１６の開ロー８Ａ，１８Ｂに舷入してその両端部
を軸支させた後、セットスクリュー２０Ａ，２０Ｂによ
り所定の回動位置で固定し、さらにクランク２１、スプ
リング２４等を所定個所に粗付けることにより組立、調
整作業が完了する。また、このように組立てられたロー
タリマグネットにおいて、励磁コイル１４に電流が流れ
ると、ステータ４およびヨーク部材１６に磁束通路が形
成され、ロータ１の磁極片２ａ，２ｂ，・・・，２ｈは
それぞれ対応するステータ４の磁極片７ａ，７ｂ，…，
７ｈに吸引され、これによりローターがスプリング２４
による引張力に抗して所定角度だけ回動される。

そして、この励磁電流が切れると、ロータ１はスプリン
グ２４による引張力で初期位置まで回動復旧され、クラ
ンク２１がストッパ２３に係止された状態で停止し、以
下ロータ１は励磁電流の断続により所定角度で往復回動
運動することになる。本発明に係るロータリマグネット
では、ステータ４の回動を規制するセットスクリュー２
０Ａ，２０Ｂを緩めてこのステータ４の両端部に設けた
溝部４ａに適切な治具などを掛止し、ステータ４を回転
させることにより、ステータ４の磁極片７ａ，７ｂ，・
・・，７ｈとロータ１の磁極片２ａ，２ｂ，・・・，２
ｈとの相対位置を調整して動作特性の安定した効率のよ
い相対位置を選択することができる。

すなわち、ロータ１の磁極片２ａが、第５図に示すよう
に、ステータ４の磁極片７ａに対してＡ，Ｂ，Ｃの位置
にあるとき、励磁コイル１４に流れる励磁電流を一定と
すると、そのトルク特性は第６図のように表わされるも
ので、両磁極片２ａ，７ａの相対位置によってトルクが
大きく変化する。したがって、スタート時におけるロー
タ１とステータ４との磁極片２ａ，７ａの相対位置によ
り起動特性が異なるもので、このロータリマグネットを
効率よく使用するには上述したトルク特性とロータ１に
加わるスプリング２４の引張力などを考慮して磁極片２
ａ，７ａの相対位置を設定すればよい。この場合、ロー
タ１の磁極片２ａ，２ｂ，・・・，２ｈの初期位置はク
ランク２１とストッパ２３とにより決められており、前
述したステー夕４の回動操作によりその磁極片７ａ，７
ｂ，・・・，・７ｈとの相対位置を自由に変更すること
が可能である。したがって、ロータ１の磁極片２ａを、
たとえば第５図に示すＣの位置状態でステータ４の磁極
片７ａに対向するように設定した場合に、励磁コイル１
４に電流が流れると、ロータ１の磁極片２ａはステータ
４の磁極片７ａに吸引されて。

−夕１は図中反時計方向に所定角度回動され、略Ａの位
置状態で停止される。そして、励磁電流が切られると、
ロータ１はスプリング２４により初期位置に復旧回動さ
れることになる。なお、第６図に示すトルクの最大位置
Ｐ点となるロータ１とステータ４との磁極片２ａ，７ａ
の相対位置は、第５図において、ステータ４の磁極片７
ａの右端Ｋ点とロータ１の磁極片２ａの左端Ｍ点とが一
致する′点である。

また、本発明に係るロータリマグネットでは、構造が簡
単であることから、その性質上最も重要なステータ４と
ロータ１との寸法精度を研摩などにより容易にかつ確実
に行なえ、これらの間のクリアランスの管理が容易であ
り、さらにたとえばヨーク部材１６、すべり軸受１０Ａ
，１０Ｂなど他の構成部品の成形加工も擁鯖等により容
易に行なえるという利点がある。

以上説明したように、本発明に係るロータリマグネット
によれば、簡単な構造により各構成部品の成形加工が容
易に行なえ、しかも高い加工精度を得ることができ、ま
た各構成部品を圧入などにより容易に組立てできるよう
にしたためその組立、調整作業が容易に行なえ、これに
よる部品′点数の削減を図れ、さらにステータの回動位
置調整機能によりロータとステータとの磁極片の相対位
置を調整して効率よく動作させることができ、これによ
りロータリマグネットとしての性能を大幅に向上させる
等種々の優れた効果がある。

特に、本発明によれば、その初期位置を設定されたロー
夕に対しステータを回動調整することにより両者の相対
位置を調整するように構成しているため、ロータ側を回
動調整する場合に比べ、その調整作業が簡単で、しかも
精度のよい微調整を簡単かつ確実に行なえるものであり
、またロータとこのロータの動きが伝達される作動部と
の間の連結部やその作動方向等を変更するといった面倒
な作業が不要であるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るロータリマグネットの一実施例を示す
ものであり、第１図はその上部のみを切断して示す一部
切欠正面図、第２図はその側面図、第３図ａ，ｂは本発
明に係るロータの正面図および側面図、第４図ａ，ｂは
本発明に係るステータを構成するステータ素子の正面図
および側面図、第５図はロータとステータとの磁極片の
相対位置を示す図、第６図は第５図に対応するロータの
回転角とトルクとの関係を示すための説明図である。 １・・・・ロータ、２ａ，２ｂ，…，２ ｈ・・・・磁極片、３・・・・シャフト、４・・・・ス
テータ、４ａ・・・・溝部、５Ａ，５８・・・・一対の
円筒状ステータ素子、６・・・・非磁性カップリング部
材、７ａ，７ｂ，・・・，７ｈ・・・・磁極片、１０Ａ
，１０Ｂ・・・・すべり軸受、１１・・・・含油フェル
ト、１４・・・・励磁コイル、１６．．・・ヨーク部材
、１７Ａ，１７Ｂ・・・・側板、１８Ａ，１８Ｂ・・・
・開□、１９Ａ，１９Ｂ・・．・ねじ孔、２０Ａ，２０
Ｂ・・・・セットスクリュ第１図第２図 第３図 （〇） （ｂ） 第４図

【〇） 【ｂ】

第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の磁極片が等間隔おいて放射状に突設されてい
   るロータと、このロータの磁極片と対応する磁極片を有
   する一対の円筒状ステータ素子と、これら一対のステー
   タ素子をその軸方向に所定距離離間した状態で連結して
   前記ロータに対向するステータを形成する非磁性カツプ
   リング部材と、前記ステータの両端部開口内に嵌合され
   前記ロータおよびそのシヤフトを回動自在に軸支する一
   対のすべり軸受と、前記ステータの周囲に巻回して配設
   された励磁コイルと、前記ロータが設けられたシヤフト
   上に直接または間接的に連設された部材を係止すること
   によりロータを回転方向の初期位置で係止するストツパ
   部材と、前記ロータをこのストツパ部材に係止させる方
   向に付勢する付勢手段とを備え、前記ステータの両端外
   周部を、その支持フレームを兼ねるヨーク部材の対向す
   る側板に穿設された開口内で回動可能に軸支するととも
   に、このステータの外周部に係合することによりこのス
   テータを前記ヨーク部材に対し位置決め固定する固定手
   段を前記各側板に設け、この固定手段によってステータ
   を前記ロータに対し回転方向において調整自在に構成し
   たことを特徴とするロータリマグネツト。