JPS633641A

JPS633641A - 回転電機

Info

Publication number: JPS633641A
Application number: JP14559586A
Authority: JP
Inventors: Hisaji Shirai; 久次白井; Akio Tamaki; 昭男玉木
Original assignee: Takano Corp
Current assignee: Takano Corp
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1988-01-08
Also published as: JPH0419790B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明はトルク特性を向上させたロータリソレノイド等
の回転電機に関する。

〔従来の技術〕

従来の代表的ロータリソレノイドの縦断面図を第６図に
示す。同図のロータリソレノイド（３０）は同心巻した
コイル（３１）に対しその両端面から包むように一対の
ヨーク（３２）及び（３３）を取付け、この内側中空部
にロータ（３４）を配してなる。ヨーク（３２）と（３
３）において各外周部はそれぞれ全周にわたって衝合す
るとともに、ロータ（３４）の周面に対向する内周部は
極数に応じた界磁用磁極（３５）、（３６）を形成し、
各磁極（３５）、（３６）は所定のギャップ（Ｇｏ）を
介して対向する。また、ロータ（３４）は当該磁極（３
５）、（３６）に対応した被吸引極（３７〕、（３８）
を存し、中央にはシャフト（出力軸Ｘ３９）を軸止する
。

よって、ロータリソレノイド（３０）のコイル（３１）
を励磁すると、図中矢印（Ｈｏ）のように磁束が通り、
磁極（３５）、（３６）にＳ極又はＮ極が現れる。そし
て、各磁極（３５）、（３６）に被吸引極（３７）、（
３８）が吸引され、ロータ（３４）、つまりシャフト（
３９）が所定角度回転変位する。他方、通電を遮断し、
励磁を解いた場合には吸引力は無くなり、不図示の戻し
スプリングによって元の位置へ復帰する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来のロータリソレノイド（３０）
はヨーク（３２）、（３３）の厚さく断面積）によって
磁束密度が決まる。したがって、漏れ磁束をできるだけ
少なくシ、かつ磁界の強さを大きくして十分な回転トル
クを得るにはヨーク（３２）、（３３）の厚みを厚くし
たり、磁気抵抗を小さくするする等の手段を講じなけれ
ばならない。−方、このような機能部品は小型軽量化、
低コスト化が要求され、ヨーク等はできるだけ薄肉化す
ることか望ましい等、結局相反する問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような従来の問題点を解決した新規なロー
タリソレノイド、−般には回転電機の提供を目的とする
もので、以下に示す回転電機によって達成される。

つまり、本発明に係る回転電機（Ｍ）は内周面に磁極（
２ａ）、（２ｂ）を有するリング状の界磁コア（３）を
備え、この界磁コア（３）両端面を挟むように一対の同
心巻界磁コイル（４）と（５）を重ねるとともに、これ
らコア（３）とコイル（４）、（５）をヨーク（６）で
覆って界磁側を構成し、さらに界磁コア（３）の内側空
間に当該磁極（２ａ）、（２ｂ）に対応する被吸引極（
７ａ）、（７ｂ）を有するロータ（８）を備えてなる。

なお、このロータ（８）の中心にはシャフト（９）を有
する。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る回転電機（Ｍ）は第４図のように一対のコ
イル（４）と（５）によって軸方向前後に二つの磁気回
路（ＣＩ）、（Ｃ２）が形成される。そして、中間の界
磁コア（３）は共通の磁路となり双方の磁束が通るとと
もに、ヨーク（６）には全体の１７２の磁束が通る。こ
の結果全体の磁束を通した場合に比ベヨーク（６）の磁
束密度は１／２、また、各磁気回路（ＣＩ）、（Ｃ２）
の磁路の長さも１／２となる。

〔実　施　例〕

以下には本発明をロータリソレノイドに適用した場合の
好適な実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の実施例に係るロータリソレノイドの縦
断面図（第２図中Ｃ−Ｃ線断面）、第２図は第２図中Ｃ
−Ｃ線断面図、第３図は同ソレノイドの主要部の分解斜
視図、第４図は磁束を明示する第２図中Ｃ−Ｃ線断面の
左半部における模式図、第５図は同ロータリソレノイド
の回転角度対トルク特性図である。

まず、符号（１）で示すロータリソレノイドの全体の構
造につにて説明する。界磁コア（３）はリング状をなし
、リングの断面は矩形である。この界磁コア（３）の内
周面には直径方向に対向する一対の、っまり２極の磁極
（２ａ）、（２ｂ）を内方へ突出して一体形成する。

また、ボビン（１１）にワイヤを同心巻した二つの界磁
コイル（４）、（５）を用意し、このコイル（４）、（
５）を上記界磁コア（３）の両端面を挟む格好でそれぞ
れ重ね合わせる。

そして、この重ねたコア（３）及びコイル（４）、（５
）のユニットは有底筒状のヨーク半休（１２）、（１３
）の組み合わせからなるヨーク（６）に嵌め入れる。各
ヨーク半休（１２）と（１３）の筒部（１２ａ）と（Ｌ
３ａ）の縁部は接合し、この接合部分の内周面に前記コ
ア（３）の外周面が当接する。なお、ヨーク半休（１２
）と（１３）の端面部（１２ｂ）、（１３ｂ）の中心に
はソレノイドの内部側に膨出した円形の凹部（１４）、
（１５）を設け、さらにこの凹部（１４）、（１５）の
底面中央にシャフト（９）の挿通孔を形成するとともに
、各凹部にはベアリング（１６）、（１７）を嵌め入れ
る。

−方、界磁コア（３）の内方空間には全体が円柱状のロ
ータ（８）を配する。ロータ（８）は中心のシャフト（
９）を有し、このシャフト（９）は前記ベアリング（１
６）、（１７）に支持される。シャフト（９）は磁性体
で形成でき、これにより、より磁路面積を大きくできる
。

また、ロータ（８）はその両端側の一部を残し、その中
間部における直径方向の両側−部を切削する。

これにより、ロータ（８）の両端にはフランジ状のヨー
ク対接部（１８）、（１９）を形成するとともに、他方
、中間部には直径方向に前記界磁コア（３）の磁極（２
ａ）、（２ｂ）に対応する２極の被吸引極（７ａ）、（
７ｂ）を形成する。よって、被吸引極（７ａ）、（７ｂ
）と磁極（２ａ）、（２ｂ）は第２図のように僅かのギ
ャップＣＧ）を置いて対向し、また、ヨーク対接部（ｋ
ｌり、（１９）は前記各ヨーク半休の凹部（１４）、（
１５）の内側面に僅かのクリアランスを介して比較的広
い面積で対向し、磁気抵抗を小さくしている。

以上のように構成したロータリソレノイド（１）はシャ
フト（９）を除き、軸方向前後に二分する位置を中心と
して対称形であり、それぞれ二つの磁気回路（ＣＩ）、
（Ｃ２）を構成する。第４図にこれら磁気回路における
磁束を矢印（Ｅｌ）で示す。

よって、ストッパ、戻りスプリング等を付設することに
より、次のように機能する。今、コイル（４）、（５）
に通電が無い場合を想定する。この場合、戻りスプリン
グの作用によりロータ（８）は磁極（２ａ）、（２ｂ）
に対し被吸引極（７ａ）、（７ｂ）が略９０度位相ずれ
した位置で停止している。他方、この状態で通電すると
コイル（４）、（５）は励磁され、被吸引極（７ａ）、
（７ｂ）は磁極（２ａ）、（２ｂ）に吸引される。この
結果、第２図のように谷径（２ａ）と（７ａ）、（２ｂ
）と（７ｂ）が対向する位置までシャフト（９）が略９
０度回転する。この場合の回転角度に対するトルクの特
性を第５図に示す。同図において（Ｐ）は本発明に係る
ロータリソレノイド（１）の特性曲線、（Ｐｏ）は巻数
、大きさ等の条件を同じに設定した従来技術に係る第６
図に示したロータリソレノイド（３０）の特性曲線を示
す。

これらから明らかなように本ロータリソレノイド（１）
は全体にトルクを大きくできるとともに、特に回転角度
が大きくなった範囲においてもトルクの低下を抑えるこ
とかできる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明はこのよ
うな実施例に限定されるものではない。

例えば、二極の場合を例示したが、その他任意の極数で
も同様に構成できる。また、ロータリソレノイドに適用
したが、他の同じ原理に基づく交直流モータ、ステッピ
ングモータ、−般には回転電機に同様に適用できる。そ
の他細部の構成、形状、数量、配列、素材等において本
発明の精神を逸脱しない範囲で任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る回転電機はリング状の界磁コ
アに対し、その両端面を挟むように一対の界磁コイルを
重ねてなるため次のような著効を得る。

■　従来タイプに比ベヨークの磁束密度をほぼ１／２に
できるとともに、磁気回路長をほぼ１／２にできる。し
たがって、漏れ磁束を減少させ、かつ磁束を増加できる
ため、全体にトルクを大きくできる。

■　また、全体のトルク特性の改善を図れ、特に回転角
度か大きくなった範囲においてもトルクの低下が少ない
ため、ロータリソレノイドに適用した場合には広角度範
囲で、使用でき、用途の拡大を図ることができる。

■　磁気回路の改善により、ヨークの薄肉化が可能にな
る等小型軽量化、コスト低減に資する。

【図面の簡単な説明】

第１図工本発明の実施例に係るロータリソレノイドの縦
断面図（第２図中Ｃ−Ｃ線断面）、第２図：第２図中Ｃ−Ｃ線断面図、第３図二同ソレノイドの主要部の分解斜視図、第４図：
磁束を明示する第２図中Ｃ−Ｃ線断面の左半部における
模式図、第５図二同ソレノイドの回転角度対トルク特性図、第６図：従来例に係るロータリソレノイドの縦断面図。尚図面中、（Ｍ）二回転電機　　　　（１）二ロータリソレノイド
（２ａ）、（２ｂ）　：磁極　　　（３）：界磁コア（
４）、（５）：界磁コイル　（６）：ヨーク（７ａ）、
（７ｂ）：被吸引極　（８）：ロータ（９）：シャフト

Claims

【特許請求の範囲】〔１〕内周面に磁極を有するリング状の界磁コアと、こ
の界磁コアの両端面を挟むように重ねた一対の同心巻界
磁コイルと、前記界磁コアおよび界磁コイルを覆うヨー
クと、前記界磁コアの内側に配し、前記磁極に対応する
被吸引極を有するとともに、中央にシャフトを有するロ
ータとを備えてなる回転電機。〔２〕回転電機はロータリソレノイドであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の回転電機。