KR20190006499A - 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법 - Google Patents

Abstract

가동체부(Sm)를, 구동 코일(6)의 통전 제어에 의해 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb) 사이에 있어서의 회전운동각 범위(Zm)에서 왕복 회전운동 가능하게 구성하고, 또한 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)에 의한 규제 및 마그넷(8a, 8b)의 흡인에 의한 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)에 의해 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 정지 가능하게 구성함과 아울러, 제2 위치(Xb)(또는 제1 위치(Xa))로부터 제1 위치(Xa)(또는 제2 위치(Xb))로의 전환 제어시에 구동 코일(6)에 대하여 구동 펄스(Ps)에 기초하는 구동 전압을 인가한 후, 가동체부(Sm)가 회전운동각 범위(Zm)의 10~50〔%〕에 있어서의 미리 설정한 중도 위치(Xp)에 이르렀다면 구동 전압의 인가를 해제하는 제어를 행한다.

Description

로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법

본 발명은 로터리 솔레노이드를 구동 제어할 때 사용하기 적합한 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 왕복 회전운동성을 가지는 로터리 솔레노이드는 지폐를 구분하는 반송로 전환이나 광학 기기의 광로 전환 등의 다양한 2위치 전환 용도에 이용되고 있다. 이와 같은 전환 용도에 이용되는 로터리 솔레노이드는 동작의 신뢰성은 물론 고속 동작(고속 처리)과 소형화(박형화)의 상반되는 성능이 요구되는 경우도 적지 않다. 또 통상 이러한 종류의 로터리 솔레노이드에는 구동 장치가 접속되어, 소정의 구동 전압이 설정된 구동 펄스가 공급됨으로써 2위치 전환을 위한 구동 제어가 행해진다.

종래, 이와 같은 로터리 솔레노이드를 구동 제어하기 위한 구동 제어 방법으로서는 이미 본 출원인이 제안한 특허문헌 1에서 개시되는 로터리 솔레노이드에 사용하는 구동 제어 방법이 알려져 있다. 이 구동 제어 방법은 샤프트에 적어도 한 쌍의 이극을 가지는 마그넷부를 설치한 마그넷 로터부와, 마그넷부의 외주면에 대향하는 위치에 고정하여 배치한 적어도 한 쌍의 요크를 가지는 스테이터부와, 코일 보빈에 감은 코일에 의해 요크에 자극을 발생시키는 코일 유닛부를 구비함과 아울러, 마그넷부의 일부를 직경 방향으로 돌출시켜 한 쌍의 요크 사이에 위치시키고, 또한 각 요크의 둘레 방향에 있어서의 끝변 사이를 변위 가능하게 구성함과 아울러, 둘레 방향에 있어서의 폭을 회전운동 범위에 대응시켜 형성한 걸어맞춤부와, 끝변에 의해 또는 이 끝변의 근방에서 걸어맞춤부에 맞닿아 당해 걸어맞춤부의 위치를 규제하는 한 쌍의 규제부를 구비한 로터리 솔레노이드를 구동 제어할 때, 코일에 구동 전압을 인가한 후, 마그넷 로터부가 회전운동 범위에 대응시켜 형성한 걸어맞춤부에 충돌한 후, 바운드가 감쇠하여, 거동이 안정된 타이밍에 의해 구동 전압의 인가를 해제하도록 한 것이다.

일본 특개 2012-80705호 공보

그러나 상기 서술한 특허문헌 1에 있어서의 구동 제어 방법을 비롯하여 로터리 솔레노이드를 구동 제어하는 종래의 구동 제어 방법은 다음과 같은 해결해야 할 과제가 존재했다.

첫번째로 적어도 회전운동 범위의 전범위에 걸쳐 전류를 흘리는 제어를 행함과 아울러, 걸어맞춤부에 도달한 후에도 거동이 안정될 때까지의 동안은 전류를 흘리는 제어를 행하기 때문에, 코일의 온도 상승에 의한 영향을 무시할 수 없다. 즉, 장시간 사용을 계속한 경우, 코일의 온도 상승에 따라 코일의 저항값이 증가하고, 결과적으로 출력 토크의 저하나 안정성의 저하를 초래한다. 특히, 출력 토크의 저하는 응답성의 저하 및 전환 속도에 직접 영향을 주어, 고속 전환 동작(고속 처리)의 저해 요인이 됨과 아울러, 안정성의 저하는 일정한 출력 토크에 의해 안정적인 전환 처리를 행하는 관점에서의 마이너스 요인이 된다.

두번째로 전력을 사용하기 때문에, 자원 절감이나 지구 환경 보호 등의 관점에서 소비 전력의 저감, 또한 에너지 절약성 및 경제성을 높이는 것이 요구되는데, 기본적인 구동 제어는 이른바 단순한 구동 펄스의 공급에 의한 심플한 제어에 의해 행하기 때문에, 소비 전력을 저감하기 위해서는 본래의 동작을 실현함에 있어서의 필수 요소가 되는 인가 전압을 저하시키거나 통전 시간을 짧게 할 필요가 있는 등, 개선 요소는 한정되어버린다. 따라서 소비 전력을 저감하는 관점에서는 반드시 충분한 고려가 이루어지고 있다고는 할 수 없고, 이 관점에서도 추가적인 개선의 여지가 있었다.

본 발명은 이와 같은 배경기술에 존재하는 과제를 해결한 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법은 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 전후에 위치하는 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)를 설치한 케이싱(2)을 가지는 고정체부(Sc) 및 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)에 의해 회전운동이 자유롭게 지지되는 회전운동 샤프트(4)를 가지는 가동체부(Sm)를 구비하는 로터리 솔레노이드(1)를 구동 제어할 때, 가동체부(Sm)를, 구동 코일(6)의 통전 제어에 의해 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb) 사이에 있어서의 회전운동각 범위(Zm)에서 왕복 회전운동 가능하게 구성하고, 또한 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)에 의한 규제 및 마그넷(8a, 8af…, 8b, 8bf…)의 흡인에 의한 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)에 의해 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 정지 가능하게 구성함과 아울러, 제2 위치(Xb)(또는 제1 위치(Xa))로부터 제1 위치(Xa)(또는 제2 위치(Xb))로의 전환 제어시에 구동 코일(6)에 대하여 구동 펄스(Ps)에 기초하는 구동 전압을 인가한 후, 가동체부(Sm)가 회전운동각 범위(Zm)의 10~50〔%〕에 있어서의 미리 설정한 중도 위치(Xp)에 이르렀으면 구동 전압의 인가를 해제하는 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 발명의 적합한 태양에 의해, 고정체부(Sc)는 자성재로 이루어지는 케이싱(2)과, 회전운동 샤프트(4)의 축방향(Fs)에 대하여 직교하는 면이 되는 케이싱(2)의 내면(2f(또는 2r))에 고정한 공심 코일을 사용한 구동 코일(6)을 구비하여 구성할 수 있음과 아울러, 가동체부(Sm)를, 일단(7s)측을 회전운동 샤프트(4)에 고정한 로터 요크(7)와, 구동 코일(6)에 대향하는 면이 되는 로터 요크(7)의 타단(7t)측에 위치하는 대향면(7p)에 고정하고 또한 당해 대향면(7p)의 회전운동 방향(Fr)을 따라 배치한 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf)을 가지는 마그넷 기구부(8)를 구비하여 구성할 수 있다. 또 고정체부(Sc)와 가동체부(Sm)는 서로 맞닿아 당해 가동체부(Sm)를 규제하는 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 겸용할 수 있음과 아울러, 케이싱(2)은 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 있어서의 가동체부(Sm)를 흡인하는 자기 유지 기구(11a, 11b)를 겸용할 수 있다. 또한 이 자기 유지 기구(11a, 11b)에는 케이싱(2)의 일부를 돌출 형성한 흡인편부(11as, 11bs)를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 가동체부(Sm)는 가동 블록부(13e)에 유지된 구동 코일(6)과, 가동 블록부(13e)에 고정되고 또한 구동 코일(6)의 축심에 대하여 평행하게 늘어놓아 배치한 회전운동 샤프트(4)와, 가동 블록부(13e)의 소정 위치에 고정한 자성재에 의해 형성한 피흡인자(16)를 구비하여 구성할 수 있음과 아울러, 고정체부(Sc)는 자성재에 의해 형성한 케이싱(2)과, 이 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)에 고정하고 또한 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 단부에 대향하여 배치함과 아울러, 가동체부(Sm)의 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 대응하여 배치한 2세트의 마그넷부(8a, 8b)를 가지는 마그넷 기구부(8)를 구비하여 구성할 수 있다. 이 때, 마그넷부(8a, 8b)는 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 일단부에 대향하는, 케이싱(2)의 편측의 내면(2f)에 배치한 단일의 마그넷(8af, 8bf)에 의해 구성해도 되고, 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 양단부에 각각 대향하는, 케이싱(2)의 서로 대향하는 양측의 내면(2f, 2r)에 배치한 한 쌍의 마그넷(8af, 8ar, 8bf…)에 의해 구성해도 된다. 또한 피흡인자(16)는 축직각의 단면적을 구동 코일(6)의 내측 공간에 있어서의 축직각의 단면적에 대하여 0.1~10〔%〕의 범위로 선정하는 것이 바람직하다.

이와 같은 수법에 기초하는 본 발명에 따른 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과를 나타낸다.

(1) 제2 위치(Xb)(또는 제1 위치(Xa))로부터 제1 위치(Xa)(또는 제2 위치(Xb))로의 전환 제어시에 구동 코일(6)에 대하여 구동 펄스(Ps)에 기초하는 구동 전압을 인가한 후, 가동체부(Sm)가 회전운동각 범위(Zm)의 10~50〔%〕에 있어서의 미리 설정한 중도 위치(Xp)에 이르렀다면 구동 전압의 인가를 해제하는 제어를 행하기 때문에, 통전 시간(Tp)의 대폭적인 단축과 비통전 시간의 확장을 도모할 수 있고, 결과적으로 구동 코일(6)의 온도 상승(저항값 상승)의 억제, 또한 출력 토크 및 안정성의 저하를 회피할 수 있다. 이것에 의해 높은 응답성을 유지하면서 항상 필요하게 되는 고속 전환 동작(고속 처리)을 확보할 수 있음과 아울러, 전환 동작의 안정화를 도모할 수 있다. 게다가 소비 전력의 대폭적인 삭감에도 기여할 수 있다.

(2) 구동 펄스(Ps)에 기초하는 구동 전압의 인가를 해제한 후에 있어서의 가동체부(Sm)의 변위는 등속 운동에 의한 변위가 되기 때문에, 제1 위치(Xa)(또는 제2 위치(Xb))에서 충돌했을 때의 가동체부(Sm)의 바운드의 수와 크기를 크게 저감할 수 있다. 이 결과, 로터리 솔레노이드(1) 자신의 저충격화(저진동화) 및 정음화에 기여할 수 있다.

(3) 적합한 실시의 태양에 의해, 고정체부(Sc)를, 자성재로 이루어지는 케이싱(2)과, 회전운동 샤프트(4)의 축방향(Fs)에 대하여 직교하는 면이 되는 케이싱(2)의 내면(2f(또는 2r))에 고정한 공심 코일을 사용한 구동 코일(6)을 구비하여 구성함과 아울러, 가동체부(Sm)를, 일단(7s)측을 회전운동 샤프트(4)에 고정한 로터 요크(7)와, 구동 코일(6)에 대향하는 면이 되는 로터 요크(7)의 타단(7t)측에 위치하는 대향면(7p)에 고정하고 또한 당해 대향면(7p)의 회전운동 방향(Fr)을 따라 배치한 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf)을 가지는 마그넷 기구부(8)를 구비하여 구성하면 대형 부품이 되는 철심을 배제할 수 있는 등, 부품 점수의 삭감을 도모할 수 있다. 게다가 구동 코일(6)의 축심과 회전운동 샤프트(4)의 축심을 평행하게 배치함으로써 소형화(박형화)하기 쉬운 레이아웃 구조로 할 수 있기 때문에, 로터리 솔레노이드(1) 전체의 소형화 특히 박형화를 용이하게 실현할 수 있음과 아울러, 로터리 솔레노이드(1) 전체의 경량화 및 코스트 다운에 기여할 수 있다. 덧붙여서 공심 코일을 사용하기 때문에, 공심 코일의 내측 공간에 있어서의 투자율에 비례하는 인덕턴스를 수 mH의 약간의 크기로 할 수 있다. 이 결과, 구동 전압을 인가했을 때는 전류를 대략 순식간에 포화 전류까지 상승시킬 수 있는 등, 매우 높은 응답성을 실현할 수 있기 때문에, 고속 동작, 또한 로터리 솔레노이드(1)의 사용 대상 기기에 있어서의 생산성이나 처리 속도의 향상에 공헌할 수 있다.

(4) 적합한 실시의 태양에 의해, 고정체부(Sc)와 가동체부(Sm)에 서로 맞닿아 당해 가동체부(Sm)를 규제하는 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 겸용시키면, 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 구성하는 추가 부품이 불필요하게 되기 때문에, 부품 점수의 삭감 및 조립 공수의 삭감, 또한 소형화 및 코스트 다운을 도모할 수 있다.

(5) 적합한 실시의 태양에 의해, 케이싱(2)에 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 있어서의 가동체부(Sm)를 흡인하는 자기 유지 기구(11a, 11b)를 겸용시키면, 자기 유지 기구(11a, 11b)를 구성하는 추가 부품이 불필요하게 되기 때문에, 부품 점수의 삭감 및 조립 공수의 삭감, 또한 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.

(6) 적합한 실시의 태양에 의해, 자기 유지 기구(11a, 11b)에 케이싱(2)의 일부를 돌출 형성한 흡인편부(11as, 11bs)를 사용하면, 예를 들면 케이싱(2)의 제작시에 프레스 성형 등에 의해 함께 성형할 수 있기 때문에 용이하게 제작할 수 있음과 아울러, 자기 유지 기구(11a, 11b)의 유지 성능에 관련한 최적화도 용이하고 또한 유연하게 행할 수 있다.

(7) 적합한 태양에 의해, 가동체부(Sm)를, 가동 블록부(13e)에 유지된 구동 코일(6)과, 가동 블록부(13e)에 고정되고 또한 구동 코일(6)의 축심에 대하여 평행하게 늘어놓아 배치한 회전운동 샤프트(4)와, 가동 블록부(13e)의 소정 위치에 고정한 자성재에 의해 형성한 피흡인자(16)를 구비하여 구성함과 아울러, 고정체부(Sc)는 자성재에 의해 형성한 케이싱(2)과, 이 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)에 고정하고 또한 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 단부에 대향하여 배치함과 아울러, 가동체부(Sm)의 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 대응하여 배치한 2세트의 마그넷부(8a, 8b)를 가지는 마그넷 기구부(8)를 구비하여 구성하면, 중량이 큰 마그넷부(8a, 8b)를 고정측이 되는 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)에 고정하고, 가동측이 되는 회전운동 샤프트(4)에 비교적 경량의 구동 코일(6)을 지지하기 때문에, 가동체부(Sm)의 전체 중량을 비약적으로 경량화할 수 있고, 높은 응답성과 출력 토크를 확보할 수 있다. 게다가 회전운동 샤프트(4)에 지지되는 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 단부에 대향하는 케이싱(2)의 내면에 마그넷부(8a, 8b)를 구성하는 마그넷을 배치하기 때문에, 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)의 배열설치 스페이스가 허용하는 한, 당해 마그넷의 사이즈를 크게 할 수 있고, 결과적으로 필요한 성능을 확보하면서 로터리 솔레노이드(1) 전체의 소형화를 실현할 수 있다.

(8) 적합한 태양에 의해, 마그넷부(8a, 8b)를 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 일단부에 대향하는, 케이싱(2)의 편측의 내면(2f(또는 2r))에 배치한 단일의 마그넷(8af, 8bf)에 의해 구성하면, 필요최소한의 부품 점수로 충분하기 때문에, 로터리 솔레노이드(1)의 소형화 및 저비용화를 도모하는 관점에서 가장 유리한 형태로서 실시할 수 있다.

(9) 적합한 태양에 의해, 마그넷부(8a, 8b)를 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 양단부에 각각 대향하는, 케이싱(2)의 서로 대향하는 양측의 내면(2f, 2r)에 배치한 한 쌍의 마그넷(8af, 8ar, 8bf…)에 의해 구성하면, 케이싱(2)의 편측의 내면(2f)에만 마그넷(8af와 8bf)을 배치하는 경우에 비해 마그넷 수량은 2배가 되나, 로터리 솔레노이드(1)의 응답성과 출력 토크 및 자기 밸런스와 안정성을 확보하는 관점에서 가장 유리한 형태로서 실시할 수 있다.

(10) 적합한 태양에 의해, 피흡인자(16)를 축직각의 단면적을 구동 코일(6)의 내측 공간에 있어서의 축직각의 단면적에 대하여 0.1~10〔%〕의 범위로 선정하면, 정지시의 자기 유지력을 얻는 필요한 흡인력(유지 토크)을 확보하고 또한 쓸데없는 흡인력을 배제하는 관점에서 안정적인 자기 유지 작용을 확실하게 실현할 수 있음과 아울러, 그 최적화도 용이하게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 2는 상기 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법을 실시할 수 있는 구동 장치를 구동 제어하는 제어 신호의 신호 파형도이다.
도 3은 상기 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법을 실시할 수 있는 구동 장치의 일례를 나타내는 전기계 회로도이다.
도 4는 상기 로터리 솔레노이드를 상기 구동 장치에 의해 구동했을 때의 비교예를 포함하는 시간 대 구동 전류 특성도이다.
도 5는 상기 로터리 솔레노이드를 상기 구동 장치에 의해 구동했을 때의 비교예를 포함하는 시간 대 가동체부의 회전운동각 특성도이다.
도 6은 상기 시간 대 가동체부의 회전운동각 특성의 원리 설명도이다.
도 7은 상기 로터리 솔레노이드를 상기 구동 장치에 의해 구동했을 때의 비교예를 포함하는 가동체부의 회전운동각 대 출력 토크 특성도이다.
도 8은 상기 로터리 솔레노이드의 도 2 중 C-C선 위치의 단면 배면도이다.
도 9는 상기 로터리 솔레노이드의 단면 측면도이다.
도 10은 상기 로터리 솔레노이드의 케이싱을 구성하는 커버측의 내면을 나타내는 고정체부의 내부 구조도이다.
도 11은 상기 로터리 솔레노이드의 가동체부를 추출하여 나타내는 일부 단면 정면도이다.
도 12는 상기 로터리 솔레노이드의 분해 사시도이다.
도 13은 상기 로터리 솔레노이드의 일부 추출 확대도를 포함하는 단면 평면도이다.
도 14는 상기 로터리 솔레노이드의 정지시에 있어서의 자력선 분포도이다.
도 15는 상기 로터리 솔레노이드의 변경예를 나타내는 단면 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드의 도 17 중 D-D선 위치의 단면 배면도이다.
도 17은 상기 로터리 솔레노이드의 단면 측면도이다.
도 18은 본 발명의 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드의 사용예를 나타내는 정면 방향으로부터의 설치 개요도이다.
도 19는 상기 로터리 솔레노이드의 사용예를 나타내는 측면 방향으로부터의 설치 개요도이다.

이어서 본 발명에 따른 최량의 실시형태를 들어 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 구동 제어 방법을 사용하여 적합한 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)에 대해서 도 8~도 19를 참조하여 설명한다.

제1 실시형태

가장 먼저 제1 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)에 대해서 도 8~도 15를 참조하여 설명한다. 이 로터리 솔레노이드(1)는 크게 구별하여 전후에 위치하는 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)를 설치한 케이싱(2)을 가지는 고정체부(Sc)와, 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)에 의해 회전운동이 자유롭게 지지되는 회전운동 샤프트(4)를 가지는 가동체부(Sm)를 구비한다.

고정체부(Sc)는 도 8 및 도 9에 나타내는 케이싱(2)을 구비하고, 이 케이싱(2)은 전면이 개방면이 되는 하우징(2m)과, 이 하우징(2m)의 개방면을 덮는 덮개부(2c)에 의해 구성한다. 이 경우, 덮개부(2c)의 내면이 케이싱(2)의 전측의 내면(2f)이 되고, 이 내면(2f)에 대향(대면)하는 하우징(2m)의 내면이 케이싱(2)의 후측의 내면(2r)이 된다. 또한 도 8에 예시하는 케이싱(2)의 높이 치수는 16〔mm〕이다.

하우징(2m)은 냉간 압연 강판 등의 연자성(자성재)의 강판 소재를 사용하고, 전면에 개방면을 설치한 박스 형상으로 형성한다. 이 때, 포화 자속 밀도가 높은 순철이나 규소 강판을 사용하면, 판두께를 보다 얇게 할 수 있다. 한편, 강판의 두께를 후술하는 마그넷(8af(8bf))의 두께의 절반정도(0.5~2.0〔mm〕), 즉 비교적 두껍게 선정하면 요크로서의 자기 회로의 포화를 방지할 수 있음과 아울러, 포화에 의한 자속의 누설을 저감할 수 있다. 게다가 가동체부(Sm)가 충돌했을 때의 진동(진폭)을 억제할 수 있기 때문에, 충돌음의 저감에도 기여할 수 있다는 이점이 있다.

또 하우징(2m)의 내면(2r) 내에 있어서의 상부 위치에는 베어링 장착 구멍을 형성하고, 이 베어링 장착 구멍에 링 형상으로 형성한 후측의 베어링부(3r)를 장착한다. 이 경우, 가동체부(Sm)는 전방(덮개부(2c)측)으로 흡인되기 때문에, 후측의 베어링부(3r)에는 상대적으로 큰 응력이 부가되지 않기 때문에, 베어링부(3r)에 대한 큰 기계적 강도는 문제되지 않는다. 따라서 예를 들면 형성 소재로서 합성 수지 소재를 사용할 수 있음과 아울러, 축방향(Fs)의 두께도 얇게 할 수 있다.

한편, 덮개부(2c)도 1장의 플레이트 형상으로 형성하는 점을 제외하고, 하우징(2m)과 마찬가지의 소재에 의해 형성할 수 있다. 또 덮개부(2c)의 내면(2f) 내에 있어서의 상부 위치에는 장착 원형 구멍을 형성하고, 이 장착 원형 구멍에 링 형상을 이루는 전측의 베어링부(3f)를 장착한다. 상기 서술한 바와 같이 가동체부(Sm)는 자기 회로에 의해 전방(덮개부(2c)측)으로 흡인되기 때문에, 베어링부(3f)의 기계적 강도는 이 응력에 대항하기 위한 충분한 크기를 확보한다. 따라서 베어링부(3f)는 금속 소재를 사용하여 일체 형성하고, 축방향(Fs)의 두께도 크게 한다. 그리고 덮개부(2c)에 대해서는 용접 또는 코킹 등에 의해 강고하게 고정한다.

이것에 의해 하우징(2m)에 덮개부(2c)를 결합할 때는 하우징(2m)의 개구 가장자리에 돌출 형성한 복수(예시는 4개)의 코킹편부(2mp…)를 접어 구부려(도 11 참조), 덮개부(2c)에 형성한 오목부(2cp…)의 위치를 누르면 된다. 이와 같이 케이싱(2)은 하우징(2m)과 덮개부(2c)에 의해 용이하게 조립할 수 있고, 이 케이싱(2)은 후술하는 마그넷(8af, 8bf)으로부터의 자력선이 통과하는 자기 회로(자로)의 일부를 구성한다.

한편, 덮개부(2c)는 실질적인 고정체부(Sc)로서 기능시키기 위해서, 덮개부(2c)의 내면(2f) 내에 있어서의 하부 위치에는 절연 소재(비자성재)인 합성 수지 소재에 의해 일체 성형한 직사각형 형상의 고정 블록부(12)를 고정한다. 이 경우, 도 12에 나타내는 바와 같이 고정 블록부(12)의 부착면에는 복수의 핀형의 볼록부(12p…)를 형성하고, 이 볼록부(12p…)를 덮개부(2c)에 형성한 오목부(2fc…)에 삽입한다. 이것에 의해 덮개부(2c)에 대한 고정 블록부(12)의 위치 결정을 행함과 아울러, 삽입한 볼록부(12p…)의 선단을 열 변형시키거나 하여 고정한다. 또한 고정 블록부(12)의 사용은 필수적인 것은 아니다. 예를 들면 덮개부(2c)에 전기 아연 도금 강판 등의 강판을 사용하고, 이 강판의 표면에 폴리이미드 등의 절연층을 설치함과 아울러, 이 절연층에 구리박 패턴을 형성한 철 기판을 사용하면, 후술하는 구동 코일(6)이나 리드선과의 전기적 접속, 또는 온도 퓨즈 등의 회로 부품(Pc)의 실장이 덮개부(2c)의 내면(2f) 상에서 가능하게 되고, 조립 공수의 삭감에 기여할 수 있다.

또 고정 블록부(12)의 중앙 위치에는 공심 코일을 사용한 구동 코일(6)의 내측 공간에 삽입하고, 당해 구동 코일(6)을 위치 결정하여 고정하는 코일 지지 볼록부(12s)를 일체로 돌출 형성함과 아울러, 고정 블록부(12)에 있어서의 구동 코일(6)이 위치하지 않는 부위에는 도 10에 나타내는 바와 같이 구동 코일(6)에 접속하는 하나 또는 둘 이상의 회로 부품(Pc)을 유지하는 부품 유지부(14)를 일체로 형성한다. 부품 유지부(14)는 채널형으로 형성할 수 있다.

이와 같이 고정체부(Sc)에 구동 코일(6)을 유지하는 비자성재로 이루어지는 고정 블록부(12)를 설치하면, 구동 코일(6)을 고정 블록부(12)에 의해 정확한 위치 결정을 행하면서 케이싱(2)에 대하여 용이하게 결합할 수 있다는 이점이 있다. 또한 이 고정 블록부(12)에 부품 유지부(14)를 일체로 형성하면, 구동 코일(6)에 인접하는 고정 블록부(12)의 소정 위치에 회로 부품(Pc)을 유지(고정)할 수 있기 때문에, 구동 코일(6)로부터 도출되는 리드선을 포함하는 통전 회로 상에 있어서의 단선 등의 트러블을 회피할 수 있음과 아울러, 신뢰성 향상에도 기여할 수 있다.

한편, 구동 코일(6)을 준비한다. 이 구동 코일(6)은 마그넷 와이어(연동선)를 감은 단일의 공심 코일이다. 제1 실시형태에서는 도 10에 나타내는 바와 같이 원형 코일을 다소 직사각형 형상(사다리꼴 형상)으로 뒤틀리게 한 형상으로 구성했다. 이 경우, 구동 코일(6)은 마그넷 와이어 사이의 밀착 강도를 확보하기 위해서, 권선시에 수백〔℃〕의 열풍하에 노출시키고, 열 융착시키는 것이 바람직하다. 또한 열 융착한 구동 코일(6)을 두께 방향으로 프레스 성형하면, 도체의 점적률, 즉 암페어턴을 크게 할 수 있다. 따라서 로터리 솔레노이드(1) 전체의 박형화에 기여할 수 있음과 아울러, 또한 마그넷 와이어로서 평각선을 사용하면, 암페어턴을 보다 크게 할 수 있다.

그리고 구동 코일(6)은 고정 블록부(12)에 장착하여, 접착제 등에 의해 고정함과 아울러, 부품 유지부(14)에 회로 부품(Pc)을 수용하여, 접착제 등에 의해 고정한다. 그리고 구동 코일(6)과 회로 부품(Pc)을 접속함과 아울러, 도출용의 리드선과의 접속을 행하면, 덮개부(2c)측의 어셈블리를 얻을 수 있다. 또한 예시의 회로 부품(Pc)은 구동 코일(6)에 직렬 접속한 온도 퓨즈이다. 또 회로 부품(Pc)에는 리드선(구동 코일(6)의 인출선) 등도 포함된다.

한편, 가동체부(Sm)는 케이싱(2)에 부착한 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)에 의해 회전운동이 자유롭게 지지되는 회전운동 샤프트(4)를 구비한다. 회전운동 샤프트(4)는 스테인레스 소재 등의 강성이 높은 금속 소재에 의해 형성한다. 또한 형성 소재는 자성재인지 비자성재인지는 상관없다. 자성재를 사용하면, 로터리 솔레노이드(1)에 있어서의 자기 회로의 일부로서 이용할 수 있다.

또 회전운동 샤프트(4) 상에는 절연 소재(비자성재)인 합성 수지 소재에 의해 일체 성형한 가동 블록부(13)의 일단측을 고정한다. 또한 가동 블록부(13)는 관성 모먼트를 가능한 한 작게 하는 관점에서 합성 수지 소재를 사용하는 것이 바람직한데, 알루미늄이나 마그네슘 등의 비중이 작은 금속 소재를 사용해도 된다. 특히, 합성 수지 소재로서 나일론 소재 등의 PA 수지 소재를 사용하면, 진동 흡수 효과를 얻을 수 있음과 아울러, 금속 소재로서 합성 수지 소재와 동등한 중량을 가지는 마그네슘을 사용하면, 높은 강도를 확보하면서 진동 흡수 효과도 얻을 수 있다.

가동 블록부(13)는 상부에 위치하는 통 형상의 블록 상부(13u)와, 이 블록 상부(13u)의 축방향(Fs) 중앙 위치로부터 하방으로 뻗어 설치한 평반 형상의 블록 하부(13d)로 이루어지고, 이 블록 상부(13u)에 회전운동 샤프트(4)의 중간 위치를 관통시킨 상태로 고정한다. 이 경우, 압입 또는 용접 등에 의해 고정할 수 있다. 또한 블록 상부(13u)를 고정하는 회전운동 샤프트(4)의 둘레면에는 널링 공구 등을 형성함으로써 고정 강도를 보다 높이는 것이 바람직하다.

그리고 가동 블록부(13)의 후면에는 이 가동 블록부(13)보다 다소 작은 서로 비슷한 형상의 로터 요크(7)를 배열설치한다. 이것에 의해 로터 요크(7)의 일단(상단)(7s)측이 회전운동 샤프트(4)에 고정된다. 로터 요크(7)에는 냉간 압연 강판 등의 연자성(자성재)의 강판 소재를 사용하고, 두께(Lp)가 후술하는 마그넷(8af, 8bf)의 축방향(Fs)에 있어서의 두께(Lm…)의 절반정도가 되는 2〔mm〕정도로 선정한 1장의 플레이트에 의해 형성할 수 있다. 이 경우, 로터 요크(7)의 두께(Lp)로서는 근접하는 케이싱(2)과 조합한 자기 회로를 고려하여, 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf) 사이의 자속이 가장 집중되는 부분에서는 포화시켜도 사용할 수 있도록 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 자기 회로의 효율화를 도모할 수 있음과 아울러, 소형화 및 박육화에도 기여할 수 있다.

또한 블록 하부(13d)에 위치하는 로터 요크(7)의 타단(7t)측으로서, 도 9에 나타내는 바와 같이 구동 코일(6)에 대향하는 대향면(7p)에는 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf)으로 이루어지는 마그넷 기구부(8)를 고정한다. 이 경우, 각 마그넷(8af, 8bf)은 두께를 Lm…로 선정한 편평한 직육면체 형상으로 형성하고, 대향면(7p)의 회전운동 방향(Fr), 즉 선회 방향을 따르게 함으로써, 소정 간격을 두고 늘어놓아 배치한다. 각 마그넷(8af, 8bf)은 도 9에 나타내는 바와 같이 가동 블록부(13)를 관통하고, 가동 블록부(13)의 전면에 노출된다. 노출되는 각 마그넷(8af, 8bf)의 일방의 마그넷면은 N극, 타방의 마그넷면은 S극이 된다.

마그넷(8af, 8bf)에는 페라이트 마그넷이나 희토류 마그넷 등을 사용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 일례로서 [Nd-Fe-B] 마그넷을 사용하면, 높은 공극 자속 밀도가 얻어지기 때문에, 출력 토크를 크게 할 수 있음과 아울러, 두께 방향으로 배향(착자(着磁))하면, 자기 특성을 최대한 이용함으로써, 공극에서의 자속 밀도를 보다 높일 수 있다. 또 마그넷(8af, 8bf)의 두께(Lm)를 2~4〔mm〕정도로 선정함과 아울러, 공극을 대략 2배가 되는 4~8〔mm〕정도로 선정하면, 0.5 이상의 퍼미언스 계수를 얻을 수 있음과 아울러, 공극의 자속 밀도를 0.5〔T〕 이상으로 할 수 있다. 또한 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf)에는 단일의 마그넷을 사용할 수 있고, 특히 단일의 마그넷의 면 방향으로 두 극의 분할착자(分割着磁)를 행하는 경우도 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf)에 포함된다.

이와 같이 가동체부(Sm)에는 회전운동 샤프트(4), 가동 블록부(13), 로터 요크(7) 및 마그넷(8af, 8bf)을 포함하기 때문에, 이들을 조립함으로써 가동체부(Sm)를 얻어도 되고, 가동 블록부(13)를 성형할 때, 회전운동 샤프트(4), 로터 요크(7) 및 마그넷(8af, 8bf)을 함께 인서트 성형해도 된다. 이와 같은 가동 블록부(13)를 설치하면, 합성 수지 소재 등을 이용할 수 있는 가동 블록부(13)를 베이스로 하여 회전운동 샤프트(4), 로터 요크(7) 및 마그넷 기구부(8)를 일체화할 수 있기 때문에, 인서트 성형법 등에 의해 가동체부(Sm)의 제작을 용이하게 행할 수 있음과 아울러, 회전운동 샤프트(4), 로터 요크(7) 및 마그넷 기구부(8) 사이의 고정 강도(강성)의 향상 및 위치 결정 정밀도의 향상을 도모할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 케이싱(2)의 내부에는 가동체부(Sm)의 회전운동각 범위(Zm)를 규제하는 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 설치한다. 이 경우, 상기 서술한 고정체부(Sc)와 가동체부(Sm)에 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 겸용시키고 있다. 구체적으로는 도 8에 나타내는 바와 같이 가동체부(Sm)를 구성하는 가동 블록부(13)의 회전운동 방향(Fr)에 있어서의 일방의 측면을 규제면부(13a)로서 형성함과 아울러, 타방의 측면을 규제면부(13b)로서 형성한다. 이것에 의해 가동체부(Sm)가 일방(제1 위치(Xa)측)으로 회전운동 변위했을 때는 규제면부(13a)가 케이싱(2)의 일방의 내면(2a)에 맞닿음으로써 회전운동 변위가 규제됨과 아울러, 가동체부(Sm)가 타방(제2 위치(Xb)측)으로 회전운동 변위했을 때는 규제면부(13b)가 케이싱(2)의 타방의 내면(2b)에 맞닿음으로써 회전운동 변위가 규제된다. 따라서 가동체부(Sm)측의 일방의 규제면부(13a)와 고정체부(Sc)측의 일방의 내면(2a)이 일방의 규제 스토퍼 기구(10a)를 구성하고, 또한 가동체부(Sm)측의 타방의 규제면부(13b)와 고정체부(Sc)측의 타방의 내면(2b)이 타방의 규제 스토퍼 기구(10b)를 구성한다.

이와 같이 고정체부(Sc)와 가동체부(Sm)에 서로 맞닿아 당해 가동체부(Sm)의 회전운동각 범위(Zm)를 규제하는 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 겸용시키면, 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 구성하는 추가 부품이 불필요하게 되기 때문에, 부품 점수의 삭감 및 조립 공수의 삭감, 또한 소형화 및 코스트 다운을 도모할 수 있다는 이점이 있다. 특히, 가동 블록부(13)에 케이싱(2)의 내면(2a, 2b)에 맞닿아 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 구성하는 한 쌍의 규제면부(13a, 13b)를 설치하면, 합성 수지 소재 등을 이용할 수 있는 가동 블록부(13)의 일부를 규제면부(13a, 13b)로서 이용할 수 있기 때문에, 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 용이하게 구축할 수 있음과 아울러, 가동 블록부(13)의 회전운동각 범위(Zm)의 설정도 용이하게 행할 수 있다. 도 11에 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)에 의해 규제된 위치의 가동체부(Sm)를 가상선으로 나타낸다. 따라서 가동체부(Sm)의 회전운동각 범위(Zm)는 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)에 의해 규제되는 범위가 되고, 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)에 의해 규제되는 위치가 회전운동각 범위(Zm)의 양단에 있어서의 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)가 된다.

또 케이싱(2)의 내부에는 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 있어서의 가동체부(Sm)를 흡인하여 가동체부(Sm)의 위치를 유지하는 자기 유지 기구(11a, 11b)를 설치한다. 예시의 경우, 케이싱(2)에 자기 유지 기구(11a, 11b)를 겸용시키고 있다. 구체적으로는 도 10 및 도 13에 나타내는 바와 같이 케이싱(2)을 구성하는 덮개부(2c)의 끝변에 한 쌍의 슬릿부(21, 22)를 형성하고, 이 슬릿부(21과 22) 사이에 형성되는 스트립 형상의 편부분을 내부측으로 90〔°〕 접어 구부림으로써, 일방의 흡인편부(11as)를 형성한다. 이것에 의해 가동체부(Sm)가 제1 위치(Xa)측으로 회전운동 변위하면, 일방의 마그넷(8af)이 흡인편부(11as)에 접근하고, 마그넷(8af)과 흡인편부(11as)의 흡인 작용에 의해 가동체부(Sm)가 제1 위치(Xa)에 유지되는 일방의 자기 유지 기구(11a)가 구성된다. 타방의 자기 유지 기구(11b)도 좌우 대칭이 되는 점을 제외하고 일방의 자기 유지 기구(11a)와 마찬가지로 구성한다. 11bs가 타방의 자기 유지 기구(11b)에 있어서의 흡인편부를 나타낸다.

따라서 가동체부(Sm)에는 마그넷(8af, 8bf)을 구비하기 때문에, 케이싱(2)측에 형성한 흡인편부(11as, 11bs)가 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)를 구성하고, 케이싱(2)이 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)를 겸용한다. 이와 같이 케이싱(2)에 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)를 겸용시키면, 자기 유지 기구(11a, 11b)를 구성하는 추가 부품이 불필요하게 되기 때문에, 부품 점수의 삭감 및 조립 공수의 삭감, 또한 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다는 이점이 있다. 특히, 자기 유지 기구(11a, 11b)를 케이싱(2)의 일부를 돌출 형성한 흡인편부(11as, 11bs)에 의해 구성하면, 예를 들면 케이싱(2)의 제작시에 프레스 성형 등에 의해 함께 성형할 수 있기 때문에, 용이하게 제작할 수 있음과 아울러, 자기 유지 기구(11a, 11b)의 유지 성능에 관련한 최적화도 용이하고 또한 유연하게 행할 수 있다.

그런데 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)는 공심 코일(구동 코일(6))을 사용하는 등, 비교적 심플한 구성이 되기 때문에, 세부의 디멘션이 중요한 요소로서 기능한다. 이하에 각 부의 디멘션에 관련한 특히 중요한 요소에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다.

우선, 마그넷(8af)과 흡인편부(11as) 사이의 축방향(Fs)에 있어서의 최단 거리(Ls), 구체적으로는 제1 위치(Xa)에 있어서의 가동체부(Sm)의 마그넷(8af)과 흡인편부(11as) 사이의 최단 거리(Ls)를 축방향(Fs)에 있어서의 마그넷(8af)의 두께(Lm)보다 작게 선정함과 아울러, 마그넷(8bf)과 흡인편부(11bs) 사이의 축방향(Fs)에 있어서의 최단 거리(Ls), 구체적으로는 제2 위치(Xb)에 있어서의 가동체부(Sm)의 마그넷(8bf)과 흡인편부(11bs) 사이의 최단 거리(Ls)를 축방향(Fs)에 있어서의 마그넷(8bf)의 두께(Lm)보다 작게 선정한다. 이와 같은 조건을 선정하면, 이 선정 조건하에 있어서 자기 유지 기구(11a, 11b)를 구성할 때의 충분한 자기 유지 기능을 확보할 수 있음과 아울러, 그 최적화도 용이하게 행할 수 있다는 이점이 있다.

또 마그넷(8af)과 흡인편부(11as)를 축방향(Fs)에 있어서 서로 오버랩하지 않는 위치 관계에 배치함과 아울러, 마그넷(8bf)과 흡인편부(11bs)를 축방향(Fs)에 있어서 서로 오버랩하지 않는 위치 관계에 배치한다. 구체적으로는 축방향(Fs)에 있어서의 마그넷(8af)과 흡인편부(11as) 사이에 간극(Lg(Lg>0))이 발생하도록 선정함과 아울러, 마그넷(8bf)과 흡인편부(11bs) 사이에 간극(Lg)이 발생하도록 선정한다. 이와 같은 위치 조건을 선정하면, 이 위치 관계에 있어서 마그넷(8af, 8bf)과 흡인편부(11as, 11bs)의 흡인력의 벡터 밸런스를 최적화할 수 있기 때문에, 자기 유지 기구(11a, 11b)에 의한 양호한 자기 유지 기능을 확보할 수 있다는 이점이 있다.

또한 제1 위치(Xa)에 있어서의 로터 요크(7)의 회전운동 방향(Fr)의 단부와 케이싱(2)의 내면(2a) 사이의 최단 거리(Ly), 및 제1 위치(Xa)에 있어서의 마그넷(8af)의 회전운동 방향(Fr)의 단부와 케이싱(2)의 내면(2a) 사이의 최단 거리(Li)를 축방향(Fs)에 있어서의 마그넷(8af)의 두께(Lm)보다 작게 선정함과 아울러, 제2 위치(Xb)에 있어서의 로터 요크(7)의 회전운동 방향(Fr)의 단부와 케이싱(2)의 내면(2b) 사이의 최단 거리(Ly), 및 제2 위치(Xb)에 있어서의 마그넷(8bf)의 회전운동 방향(Fr)의 단부와 케이싱(2)의 내면(2b) 사이의 최단 거리(Li)를 축방향(Fs)에 있어서의 마그넷(8bf)의 두께(Lm)보다 작게 선정한다. 이와 같은 조건을 선정하면, 본 발명에 따른 로터리 솔레노이드(1)의 자기 회로를 구축하는 관점에서 최적인 형태로서 실시할 수 있기 때문에, 이러한 선정 조건하의 디멘션에 의해 양호한 자기 특성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.

덧붙여서 로터 요크(7)와 이 로터 요크(7)에 대면하는 케이싱(2)의 내면(2r) 사이의 거리(La)는 이 내면(2r)에 있어서의 당해 케이싱(2)의 두께(Lc)보다 작게 선정한다. 이와 같이 선정하면, 로터 요크(7)와 케이싱(2)을 서로 보완하는 일체의 자로로서 기능시킬 수 있기 때문에, 자기 누설 등을 가급적 억제할 수 있는 양호한 자기 회로를 구축할 수 있다는 이점이 있다.

이어서, 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)의 제조 방법에 대해서 도 12를 참조하여 설명한다.

도 12는 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)의 분해 사시도를 나타낸다. 도 12로부터 명확한 바와 같이 각 부품류는 축방향(Fs)을 따른 결합이 가능하다.

우선, 덮개체(2c)의 어셈블리는 덮개체(2c)의 상부 위치에 형성한 장착 원형 구멍에 외면측으로부터 축방향(Fs)을 따라 베어링부(3f)를 끼워넣고, 용접 또는 코킹 등에 의해 고정(장착)한다. 또 덮개체(2c)의 내면(2f)에 고정 블록부(12)를 축방향(Fs)을 따라 결합하고, 복수의 볼록부(12p…)를 오목부(2fc…)에 삽입한 후, 볼록부(12p…)의 선단을 열 변형시키거나 하여 고정한다. 또한 고정 블록부(12)의 코일 지지 볼록부(12s)에 구동 코일(6)의 내측 공간을 축방향(Fs)으로부터 편입시킴과 아울러, 부품 유지부(14)에 회로 부품(Pc)을 축방향(Fs)으로부터 편입시킨다. 이것에 의해 덮개체(2c)의 어셈블리를 얻을 수 있다.

한편, 가동체부(Sm)의 어셈블리는 상기 서술한 바와 같이 인서트 성형법에 의해 일체 성형해도 되고, 통상의 결합 방식에 의해 제작해도 된다. 결합 방식의 경우에는 수지 성형품이 되는 가동 블록부(13)의 이면에 축방향(Fs)으로부터 로터 요크(7)의 결합을 행함과 아울러, 그 후, 가동 블록부(13)의 표면측으로부터 마그넷(8af 및 8bf)을 각각 축방향(Fs)을 따라 결합할 수 있다. 또 가동 블록부(13)에는 축방향(Fs)으로부터 회전운동 샤프트(4)를 삽입하여 고정한다. 이것에 의해 가동체부(Sm)의 어셈블리를 얻을 수 있다.

한편, 하우징(2m)의 상부 위치에 형성한 장착 원형 구멍에는 내면측으로부터 축방향(Fs)을 따라 베어링부(3r)를 장착한다. 그 후, 베어링부(3r)에 축방향(Fs)으로부터 가동체부(Sm)의 회전운동 샤프트(4)를 후단측으로부터 삽입함과 아울러, 회전운동 샤프트(4)의 전단측을 덮개부(2c)에 고정한 베어링부(3f)에 내면측으로부터 축방향(Fs)을 따라 삽입한다. 그리고 하우징(2m)에 돌출 형성한 4개의 코킹편부(2mp…)를 접어 구부려(코킹), 덮개부(2c)의 오목부(2cp…)를 눌러서 고정하면, 도 8 및 도 9에 나타내는 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)를 얻을 수 있다.

이와 같이 로터리 솔레노이드(1)의 조립(제조)을 행하는 경우, 각 부품류를 축방향(Fs)을 따라 결합하는 것이 가능하게 되기 때문에, 제조 공정의 완전 자동화도 매우 용이하게 행할 수 있는 등, 제조 비용의 저감에 기여할 수 있다.

따라서 이와 같은 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)에 의하면, 고정체부(Sc)에 구동 코일(6)을 구비함과 아울러, 가동체부(Sm)에 일단(7s)측을 회전운동 샤프트(4)에 고정한 로터 요크(7)와, 구동 코일(6)에 대향하는 면이 되는 로터 요크(7)의 타단(7t)측에 위치하는 대향면(7p)에 고정하고 또한 대향면(7p)의 회전운동 방향(Fr)을 따라 배치한 한 쌍의 마그넷(8af, 8bf)을 가지는 마그넷 기구부(8)를 구비하는 기본 구성에 의해 구축하기 때문에, 대형 부품이 되는 철심을 배제할 수 있는 등, 부품 점수의 삭감을 도모할 수 있음과 아울러, 구동 코일(6)의 축심과 회전운동 샤프트(4)의 축심을 평행하게 배치함으로써, 소형화(박형화)하기 쉬운 레이아웃 구조로 할 수 있기 때문에, 로터리 솔레노이드(1) 전체의 소형화 특히 박형화를 용이하게 실현할 수 있음과 아울러, 로터리 솔레노이드(1) 전체의 경량화 및 코스트 다운에 기여할 수 있다.

또 구동 코일(6)을 사용하기 때문에, 구동 코일(6)의 내측 공간에 있어서의 투자율에 비례하는 인덕턴스를 수 mH의 약간의 크기로 할 수 있다. 이 결과, 구동 전압을 인가했을 때는 전류를 대략 순식간에 포화 전류까지 상승시킬 수 있는 등, 매우 높은 응답성을 실현할 수 있기 때문에, 고속 동작, 또한 로터리 솔레노이드(1)의 사용 대상 기기에 있어서의 생산성이나 처리 속도의 향상에 공헌할 수 있다.

한편, 도 15에는 제1 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)의 변경예를 나타낸다. 도 15에 나타내는 변경예는 도 9에 나타낸 로터리 솔레노이드(1)에 대하여, 축방향(Fs)에 있어서의 부품 배열의 전후를 반전시킨 것이다.

즉, 도 9에 나타낸 실시형태는 전방이 되는 덮개부(2c)의 내면(2f)에 구동 코일(6)을 고정하고, 이 후방에 마그넷(8af, 8bf)을 가지는 가동체부(Sm)를 배치한 것이다. 따라서 가동체부(Sm)는 전방에 흡인되어, 전방의 베어링부(3f)에 흡인에 의한 응력이 작용하게 된다. 이 때문에 베어링부(3f)의 기계적 강도를 높일 필요가 있음과 아울러, 반면, 후측의 베어링부(3r)의 기계적 강도는 낮게 억제할 수 있다.

이에 대해, 도 15에 나타내는 변경예는 후방이 되는 하우징(2m)의 내면(2r)에 구동 코일(6)을 고정하고, 이 전방에 마그넷(8af, 8bf)을 가지는 가동체부(Sm)를 배치한 것이다. 따라서 이 경우, 가동체부(Sm)는 후방에 흡인되어, 후방의 베어링부(3r)에 흡인에 의한 응력이 작용하게 된다. 이 때문에 후측의 베어링부(3r)의 기계적 강도를 높게 할 필요가 있으며, 변경예에서는 후측의 베어링부(3r)에도 전측의 베어링부(3f)와 동일한 것을 결합한 것이다. 또한 전측의 베어링부(3f)에는 내부측의 응력은 부가되지 않지만, 작용단으로서의 외부측의 부하가 부여된다. 이 때문에 변경예에서도 베어링부(3f)를 간략화할 수는 없지만, 반면, 응력의 분포를 전후에 평균적으로 분산시킬 수 있다는 이점이 있다. 그 밖에 도 15에 있어서의 세부의 구조는 도 9에 나타낸 실시형태와 동일하다. 이 때문에 도 15에 나타낸 변경예에 있어서, 도 9와 동일 부분에는 동일 부호를 붙여 그 구성을 명확히 함과 아울러, 그 상세한 설명은 생략한다.

제2 실시형태

이어서 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)에 대해서 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.

제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)는 도 9에 나타낸 로터리 솔레노이드(1)에 대하여 마그넷 기구부(8)를 케이싱(2)측에 부착함으로써 고정체부(Sc)를 구성하고, 구동 코일(6)을 회전운동 샤프트(4)측에 부착함으로써 가동체부(Sm)를 구성한 것이다.

구체적으로는 가동체부(Sm)를, 가동 블록부(13e)에 유지된 구동 코일(6)과, 가동 블록부(13e)에 고정되고 또한 구동 코일(6)의 축심에 대하여 평행하게 늘어놓아 배치한 회전운동 샤프트(4)와, 가동 블록부(13e)의 소정 위치에 고정한 자성재에 의해 형성한 피흡인자(16)를 구비하여 구성함과 아울러, 한편, 고정체부(Sc)를, 자성재에 의해 형성한 케이싱(2)과, 이 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)에 고정하고 또한 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 단부에 대향하여 배치함과 아울러, 가동체부(Sm)의 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 대응하여 배치한 2세트의 마그넷부(8a, 8b)를 가지는 마그넷 기구부(8)를 구비하여 구성한 것이다.

이와 같이 구성하면, 중량이 큰 마그넷부(8a, 8b)를 고정측이 되는 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)에 고정하고, 가동측이 되는 회전운동 샤프트(4)에 비교적 경량의 구동 코일(6)을 지지하기 때문에, 가동체부(Sm)의 전체 중량을 비약적으로 경량화할 수 있고, 높은 응답성과 출력 토크를 확보할 수 있다. 게다가 회전운동 샤프트(4)에 지지되는 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 단부에 대향하는 케이싱(2)의 내면에 마그넷부(8a, 8b)를 구성하는 마그넷을 배치하기 때문에, 케이싱(2)의 내면(2f, 2r)의 배열설치 스페이스가 허용하는 한, 당해 마그넷의 사이즈를 크게 할 수 있고, 결과적으로 필요한 성능을 확보하면서 로터리 솔레노이드(1) 전체의 소형화를 실현할 수 있다.

또 도 16 및 도 17에 예시하는 마그넷 기구부(8)는 마그넷부(8a…)를 구성할 때, 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 양단부에 각각 대향하는, 케이싱(2)의 서로 대향하는 양측의 내면(2f, 2r)에 배치한 한 쌍의 마그넷(8af와 8bf…)에 의해 구성한 것이다. 즉, 일방의 마그넷부(8a)를 서로 대향하는 한 쌍의 마그넷(8af, 8ar)에 의해 구성함과 아울러, 타방의 마그넷부(8b)를 서로 대향하는 한 쌍의 마그넷(8bf, 8br)에 의해 구성한 것이다. 또한 마그넷(8br)은 케이싱(2)의 내면(2r)에 고정하고, 또한 케이싱(2)의 내면(2f)에 고정한 마그넷(8af)에 대향하여 배치하기 때문에, 도면에는 나타내고 있지 않다.

이와 같이 구성하면, 케이싱(2)의 편측의 내면(2f)에만 마그넷(8af와 8bf)을 배치하는 경우에 비해 마그넷 수량은 2배가 되나, 로터리 솔레노이드(1)의 응답성과 출력 토크 및 자기 밸런스와 안정성을 확보하는 관점에서 가장 유리한 형태로서 실시할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 마그넷 기구부(8)를 구성할 때, 도시를 생략했지만, 도 9에 나타낸 제1 실시형태와 마찬가지로 구동 코일(6)의 축방향(Fs) 일단부에 대향하는, 케이싱(2)의 편측의 내면(2f(또는 2r))에 배치한 단일의 마그넷(8af, 8bf)만에 의해 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는 필요최소한의 부품 점수로 충분하기 때문에, 로터리 솔레노이드(1)의 소형화 및 저비용화를 도모하는 관점에서 가장 유리한 형태로서 실시할 수 있다는 이점이 있다.

한편, 피흡인자(16)와 마그넷 기구부(8)(마그넷부(8a, 8b))는 마그넷 기구부(8)의 흡인에 의한 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)를 구성한다. 이 경우, 피흡인자(16)는 축직각의 단면적을 구동 코일(6)의 내측 공간에 있어서의 축직각의 단면적에 대하여 0.1~10〔%〕의 범위로 선정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 선정함으로써, 정지시의 자기 유지력을 얻는 필요한 흡인력(유지 토크)을 확보하고 또한 쓸데없는 흡인력을 배제하는 관점에서 안정적인 자기 유지 작용을 확실하게 실현할 수 있음과 아울러, 그 최적화도 용이하게 행할 수 있다.

또한 도 16 및 도 17 중, 13ea는 규제 스토퍼 기구(10a)를 구성하는 가동 블록부(13e)에 일체 형성한 규제면부를 나타냄과 아울러, 13eb는 규제 스토퍼 기구(10b)를 구성하는 가동 블록부(13e)에 일체 형성한 규제면부를 나타낸다. 또 62s, 62t는 구동 코일(6)로부터의 한 쌍의 도출 리드선을 나타냄과 아울러, 61s, 61t는 이 도출 리드선(62s, 62t)을 유지하는 가동 블록부(13e)에 형성한 유지 슬릿부를 나타낸다. 그 밖에 기본적인 구성은 제1 실시형태에서 나타낸 로터리 솔레노이드(1)와 마찬가지로 구성할 수 있기 때문에, 도 16 및 도 17에 있어서, 도 8 및 도 9와 동일 부분(동일 기능 부분)에는 동일 부호를 붙여 그 구성을 명확히 함과 아울러, 그 상세한 설명은 생략한다.

기본 동작 및 사용 방법

이어서 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)의 기본 동작 및 사용 방법에 대해서 도 1~도 7(도 14)을 참조하여 설명한다. 또한 예시하는 도 1~도 7(도 14)은 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)에 적용한 경우를 나타낸다.

도 3은 로터리 솔레노이드(1)에 사용하기 적합한 구동 장치(30)의 일례를 나타낸다. 도 3 중, 부호 6은 구동 코일이며, 이 경우에는 회로 부품(온도 퓨즈 등)(Pc)도 포함된다. 또 로터리 솔레노이드(1)에는 구동 코일(6)로부터의 2개의 리드선이 도출되기 때문에, 각 리드선을 구동 장치(30)에 접속한다. 이 구동 장치(30)는 2개의 리드선에 접속하는 구동 회로(31), 이 구동 회로(31)에 직류 전력(DC/24〔V〕)을 공급하는 직류 전원(32), 이 구동 회로(31)에 제1 전환 펄스(Pa) 및 제2 전환 펄스(Pb)를 부여하는 전환 펄스 생성부(33), 이 전환 펄스 생성부(33)에 접속하여 제1 전환 펄스(Pa) 및 제2 전환 펄스(Pb)의 OFF 시간(종료 시간)을 조정하는 조정부(34)를 구비한다.

구동 회로(31)는 2개의 PNP 트랜지스터(Q1, Q2), 4개의 NPN 트랜지스터(Q3, Q4, Q5, Q6), 4개의 다이오드(D1, D2, D3, D4), 8개의 저항 소자(R1, R2, R3, R4…R8)를 구비하고, 도 3에 나타내는 결선에 의해 전기계 회로를 구성한다. 이것에 의해 전환 펄스 생성부(33)에 제어 신호(제어 지령)(Cc)가 부여되면, 이것에 기초하여 NPN 트랜지스터(Q3)의 베이스에는 도 2(a)에 나타내는 제1 전환 펄스(Pa)가 부여됨과 아울러, NPN 트랜지스터(Q5)의 베이스에는 도 2(b)에 나타내는 제2 전환 펄스(Pb)가 부여된다. 이 결과, 구동 코일(6)의 양단에는 도 2(c)에 나타내는 구동 펄스(Ps)가 인가된다. 이 구동 펄스(Ps)는 제1 전환 펄스(Pa)와, 정부 극성을 반전시킨 제2 전환 펄스(Pb)를 더한 펄스 파형에 대하여 크기를 제외하고 일치하는 파형이 된다.

이것에 의해 제1 전환 펄스(Pa)가 ON이 되면, 구동 코일(6)에 정방향 전류(Ii〔A〕)가 흐른다. 이 결과, 구동 코일(6)은 정방향으로 여자되어, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 로렌츠력에 의한 통전 토크(Tfd)가 발생하기 때문에, 가동체부(Sm)는 제2 위치(Xa)에 있어서의 마그넷(8b)과 흡인편부(11bs) 사이에 의한 유지 토크(Tfc)에 이기고, 제1 위치(Xa)측으로 회전운동을 개시한다. 그 후, 통전 토크(Tfd)는 증가하고, 중앙 위치에서 최대 토크가 된다. 또한 통전을 계속하면, 통전 토크(Tfd)에 의해 가속이 행해지고, 대략 최고속의 상태로 제1 위치(Xa)에 도달한다. 즉, 제1 위치(Xa)로 전환된다. 또한 제1 위치(Xa)에서는 자기 회로의 영향에 의해 자속 밀도가 작아지기 때문에, 통전 토크(Tfd)의 크기도 작아진다.

한편, 제2 전환 펄스(Pb)가 ON이 되면, 구동 코일(6)에 역방향 전류(-Ii〔A〕)가 흐른다. 이 결과, 구동 코일(6)이 역방향으로 여자되어, 플레밍의 왼손 법칙에 의한 로렌츠력이 발생하고, 상기 서술한 제1 위치(Xa)측으로 회전운동 변위하는 경우와 마찬가지의 작용에 의해, 가동체부(Sm)는 제2 위치(Xb)측으로 변위하고, 제2 위치(Xb)로 전환된다.

도 14는 정방향 전류(Ii)가 해제되고, 자기 유지 기구(11a)의 자기 유지 기능에 의해 가동체부(Sm)가 제1 위치(Xa)에 정지하고 있을 때의 자기 회로에 있어서의 자력선(Ff…)을 점선 화살표로 나타내고 있다.

이 경우, 마그넷(8a)의 N극으로부터의 자력선(Ff…)은 케이싱(2) 내의 공간 및 덮개부(2c)를 통과하여 타방의 마그넷(8b)의 S극에 도달한다. 또한 덮개부(2c)는 이 덮개부(2c)에 일체 형성한 흡인편부(11as)가 포함된다. 또 덮개부(2c) 내를 통과한 자력선(Ff…)은 하우징(2m)을 통과함과 아울러, 하우징(2m)과 로터 요크(7) 사이의 공극을 통과한 후, 로터 요크(7)를 통과하여 마그넷(8a)의 S극에 도달한다. 한편, 마그넷(8b)의 N극으로부터의 자력선(Ff…)은 로터 요크(7)를 통과하여 마그넷(8a)의 S극에 도달함과 아울러, 로터 요크(7)와 하우징(2m) 사이의 공극을 통과한 후, 하우징(2m)을 통과하고, 또한 하우징(2m)으로부터 하우징(2m)과 로터 요크(7) 사이의 공극을 통과한 후, 로터 요크(7)를 통과하여 마그넷(8a)의 S극에 도달한다. 또 하우징(2m)을 통과한 자력선(Ff…)은 덮개부(2c)를 통과하고, 케이싱(2) 내의 공간을 통과한 후, 마그넷(8b)의 S극에 도달한다.

이와 같이 구동 코일(6)이 여자되어 있지 않은 상태에서도 마그넷(8a)의 회전운동 방향(Fr)에 있어서의 선단부와 흡인편부(11as)는 최단 거리(Ls)(도 13 참조)에 의해 근접하고, 자성재로 형성된 흡인편부(11as)와 마그넷(8a)은 흡인된다. 또 도 8 및 도 11에 나타내는 바와 같이 규제 스토퍼 기구(10a)에 의한 규제, 즉 가동체부(Sm)에 있어서의 가동 블록부(13)의 규제면부(13a)가 케이싱(2)의 내면(2a)에 맞닿아 위치가 규제된다. 이 결과, 가동체부(Sm)는 규제 스토퍼 기구(10a) 및 자기 유지 기구(11a)에 의해 제1 위치(Xa)에 유지된다. 마찬가지로 가동체부(Sm)가 제2 위치(Xb)로 변위했을 때도 마찬가지의 작용에 의해 제2 위치(Xb)에 유지된다.

이상, 구동 장치(30)를 사용한 제1 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)의 기본 동작에 대해서 설명했는데, 예시의 구동 장치(30)는 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)에도 마찬가지로 사용할 수 있다.

특히, 제2 실시형태의 경우에는 축방향(Fs)에 있어서의 자기 흡인력을 대폭 작게 할 수 있기 때문에, 베어링부(3f, 3r)와 가동체부(Sm)측과의 마찰을 대폭 저감하는 것이 가능하게 되고, 구동 펄스(Ps)가 해제된 후, 신속하게 (매끄럽게) 제1 위치(Xa)(또는 제2 위치(Xb))에 도달시킬 수 있다. 또 제2 실시형태의 경우, 구동 코일(6)의 내측 공간에 자성재를 삽입하게 되는데, 피흡인자(16)의 축직각의 단면적을 구동 코일(6)의 내측 공간에 있어서의 축직각의 단면적에 대하여 0.1~10〔%〕의 범위로 선정하면, 최대로도 인덕턴스의 상승은 50〔%〕정도가 되기 때문에, 이러한 조건을 만족하는 경우에는 후술하는 바와 같이 실질적으로 공심 코일로 간주할 수 있다.

한편, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)는 사용 방법의 일례로서 도 16 및 도 17에 나타내는 2위치의 전환 장치로서 이용할 수 있다.

도 16 및 도 17은 반송로(51)를 반송되는 지폐(Mo)를 제1 통로(52) 또는 제2 통로(53)로 배분하는 지폐 배분 장치(50)의 개요를 나타낸다. 이 지폐 배분 장치(50)는 반송로(51), 제1 진입로(52) 및 제2 진입로(53)의 3로의 분기부에 로터리 솔레노이드(1)를 설치함과 아울러, 이 로터리 솔레노이드(1)의 회전운동 샤프트(4)에 플래퍼 유닛(41)을 부착한 것이다. 또한 플래퍼 유닛(41)은 플라스틱 소재 등에 의해 가능한 한 경량으로 형성하는 것이 바람직하다. 또 플래퍼 유닛(41)은 회전운동 샤프트(4)의 선단에 동축적으로 부착한 기부(41m)와, 이 기부(41m)의 축방향에 이간하여 설치한 한 쌍의 플래퍼부(41f, 41f)를 구비한다.

이것에 의해 도 16 중, 플래퍼부(41f, 41f)를 반시계 방향으로 회전운동 변위시킨 실선으로 나타내는 위치(제1 위치(Xa))로 전환하면, 반송로(51)와 제1 진입로(52)가 접속되기 때문에, 반송로(51)를 반송되는 지폐(Mo)는 화살표(Fc) 방향이 되는 제1 진입로(52)에 진입시킬 수 있다. 또 플래퍼부(41f, 41f)를 시계 방향으로 회전운동 변위시킨 가상선으로 나타내는 위치(제2 위치(Xb))로 전환하면, 반송로(51)와 제2 진입로(53)가 접속되기 때문에, 반송로(51)를 반송되는 지폐(Mo)는 화살표(Fce) 방향이 되는 제2 진입로(53)에 진입시킬 수 있다.

그런데, 로터리 솔레노이드(1)를 이와 같은 지폐 배분 장치(50)의 플래퍼 유닛(41)의 전환 용도에 사용하는 경우, 로터리 솔레노이드(1)에는 어느 정도의 출력 토크에 기초하는 안정적이며 또한 확실한 전환을 행하는 신뢰성의 확보가 요구된다. 또 이에 더해, 한정된 설치 스페이스에 배열설치할 필요가 있기 때문에, 가능한 한 소형 컴팩트화를 도모함과 아울러, 처리 수량을 가능한 한 높일 필요가 있는 점에서 고속 처리(고속 전환 동작)도 요구된다. 게다가 전력을 사용하기 때문에, 기본적으로는 소비 전력의 저감, 또한 에너지 절약성 및 경제성의 개선도 요구된다.

따라서, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)는 기계적 구조로부터의 어프로치에 의해 이러한 요구에 부응할 수 있음과 아울러, 또한 이어서 서술하는 제어적 수법 즉 본 발명에 따른 구동 제어 방법으로부터의 어프로치에 의해서도 이러한 요구에 부응할 수 있다.

구동 제어 방법

이어서 제1 실시형태 및 제2 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)에 사용하기 적합한 본 발명에 따른 구동 제어 방법에 대해서 도 1~도 7을 참조하여 설명한다. 또한 예시하는 도 1~도 7은 제1 실시형태에 의한 로터리 솔레노이드(1)에 적용하는 경우를 나타내고 있다.

가장 먼저 본 발명에 따른 구동 제어 방법의 이해를 용이하게 하기 위해서, 종래부터 일반적인 구동 제어 방법에 대해서 설명한다.

도 4는 도 2(a)에 나타내는 제1 전환 펄스(Pa)에 의해 구동 코일(6)에 도 2(c)에 나타내는 구동 펄스(Ps)의 정측 펄스(Pp)가 부여되었을 때의 시간〔ms〕에 대한 정방향 전류(Ii)〔A〕의 변화 특성을 나타내고 있다. 제1 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)는 구동 코일(6)을 사용하여 고정체부(Sc)를 구성하기 때문에, 상기 서술한 바와 같이 구동 코일(6)의 인덕턴스는 당해 구동 코일(6)의 내측 공간의 투자율에 비례하는 수 mH정도의 약간의 크기로 설정할 수 있다.

따라서 정측 펄스(Pp)에 기초하는 구동 전압이 인가된 경우, 도 4에 나타내는 정방향 전류(Ii)와 같이 대략 순식간에 포화 전류(예시는 1.0〔A〕)까지 상승시킬 수 있는 등, 매우 높은 응답성을 실현할 수 있다.

도 4에는 구동 코일(6)의 배면에 철판을 겹쳤을 때의 전류의 특성 곡선을 Iip로 나타낸다. 또 구동 코일(6)의 공심 부분의 약 절반에 철심을 삽입했을 때의 전류의 특성 곡선을 Iss로 나타낸다. 또한 구동 코일(6)의 내측에 내측 공간을 채우는 철심을 삽입했을 때의 전류의 특성 곡선을 Ism으로 나타낸다. 도 4로부터 명확한 바와 같이, 특히, 특성 곡선(Iip)은 고속 응답을 만족하는 관점에서는 특성 곡선(Ii)과 동등한 특성을 얻을 수 있다. 따라서 공심 코일을 사용한 구동 코일(6)은 공심 코일에 대하여 자성재를 전혀 부가하지 않는 경우 뿐만아니라 공심 코일의 배면에 철판을 겹쳐서 사용하는 경우도 포함하는 개념이다.

또한 제2 실시형태에 따른 도 16 및 도 17에 나타낸 로터리 솔레노이드(1)의 경우, 구동 코일(6)의 내측 공간에 피흡인자(16)(철심)를 삽입하게 되는데, 내측 공간의 면적의 10〔%〕 이하를 차지하는 면적의 소형 철심 코어를 삽입한 경우의 인덕턴스는 공심 코일의 배면에 철판을 겹쳤을 경우와 대략 동등 또는 그 이하가 되고, 이 경우의 전류의 특성 곡선은 Iip와 대략 동일하게 된다. 따라서 이 경우에도 이러한 조건을 만족하는 한 공심 코일을 사용한 구동 코일(6)로 간주할 수 있다.

한편, 정측 펄스(Pp)의 통전 시간(Tp)은 다음과 같아진다. 도 2(c)에 가상선으로 나타낸 통전 시간(Tr)은 공지의 일반적인 통전 시간이며, 제2 위치(Xb)로부터 제1 위치(Xa)까지의 회전운동각 범위(Zm)의 전범위에서 통전하는 경우를 나타내고 있다. 따라서 이 경우, 정측 펄스(Pp)를 인가하고, 제2 위치(Xb)의 가동체부(Sm)가 회전운동 변위에 의해 제1 위치(Xa)에 도달한 후, 안정된 타이밍에서 정측 펄스(Pp)의 인가를 해제하는 이른바 전통전 제어에 의한 구동 제어 방법이 된다.

이에 대해, 본 실시형태에 기초하는 구동 제어 방법은 중도까지의 경과 시간에 의해 제어하는 이른바 초기 통전 제어에 기초하는 구동 제어 방법이 된다. 도 2에 실선으로 나타낸 정측 펄스(Pp)의 통전 시간(Tp)이 본 발명에 기초하는 구동 제어 방법에 의한 제어가 된다. 이 경우, 통전 시간(Tp)은 정측 펄스(Pp)를 인가하고, 제2 위치(Xb)의 가동체부(Sm)의 회전운동 위치가 중도 위치, 구체적으로는 제2 위치(Xb)로부터 제1 위치(Xa)까지의 회전운동각 범위(Zm)를 100〔%〕로 한 경우, 가동체부(Sm)가 제2 위치(Xb)로부터 당해 회전운동각 범위(Zm)의 10~50〔%〕 회전운동 변위한 중도 위치(Xm)(중도 타이밍)에서 정측 펄스(Pp)를 OFF로 하는 것이다.

이하, 본 실시형태에 따른 구체적인 구동 제어 방법에 대해서 도 2~도 7을 참조하면서 도 1에 나타내는 플로우차트에 따라 설명한다.

도 5는 본 실시형태에 따른 로터리 솔레노이드(1)를 구동 장치(30)에 의해 구동했을 때의 비교예를 포함하는 시간〔ms〕에 대한 가동체부(Sm)의 회전운동각〔°〕의 변화 특성도이며, 도 6은 시간〔ms〕에 대한 가동체부(Sm)의 회전운동각〔°〕의 변화 특성의 원리 설명도이며, 도 7은 가동체부(Sm)가 회전운동 변위했을 때의 회전운동각〔°〕에 대한 출력 토크〔N·m〕의 변화 특성도를 각각 나타낸다.

우선, 도시를 생략한 전원 스위치를 ON으로 한다(스텝 S1). 또한 로터리 솔레노이드(1)에 있어서의 가동체부(Sm)는 제2 위치(Xb)에 정지, 즉 제2 위치(Xb)에서 자기 유지 상태에 있는 것으로 한다. 또 전환 펄스 생성부(33)에는 도 3에 나타내는 제어 신호(제어 지령)(Cc)가 부여되는 것으로 한다(스텝 S2).

제어 신호(Cc)가 부여됨으로써, 우선 도 2(a)에 나타내는 제1 전환 펄스(Pa)가 NPN 트랜지스터(Q3)의 베이스에 부여된다(스텝 S3). 이것에 의해 도 2(c)에 나타내는 구동 펄스(Ps)(정측 펄스(Pp))에 기초하는 구동 전압이 구동 코일(6)에 인가된다. 이 결과, 구동 코일(6)에 정방향 전류(Ii)〔A〕가 흐르고, 구동 코일(6)은 정방향으로 여자된다(스텝 S5, S6). 구동 코일(6)의 정방향 여자에 의해, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 로렌츠력에 의한 통전 토크(Tfd)가 발생하기 때문에, 가동체부(Sm)는 제2 위치(Xa)에 있어서의 마그넷(8b)과 흡인편부(11bs) 사이에 의한 유지 토크(Tfc)에 이기고, 제1 위치(Xa)측으로 회전운동을 개시한다(스텝 S7).

이것에 의해 도 5에 실선으로 나타내는 변화 특성(Xi)과 같이, 제2 위치(Xb)로부터 제1 위치(Xa)까지의 중도 위치, 즉 미리 설정한 중도 위치(Px)에 도달했다면 정측 펄스(Pp)를 OFF로 한다(스텝 S8, S9). 예시하는 중도 위치(Px)에 있어서의 회전운동각은 대략 4.3〔°〕정도이며, 회전운동각 범위(Zm)의 대략 22〔%〕이다. 이 중도 위치(Px)는 시간적으로 대략 4〔ms〕가 되고, 통전 시간(Tp)에 대응한다. 그리고 이 중도 위치(Px)에서 구동 코일(6)의 여자를 해제해도 가동체부(Sm)는 관성력(관성 모먼트)에 의해 그대로 회전운동 변위를 계속한다(스텝 S10). 또 제1 위치(Xa)에 근접하면, 마그넷(8a)과 흡인편부(11as)의 흡인 작용에 의해 제1 위치(Xa)까지 변위한다(스텝 S11). 이것에 의해 가동체부(Sm)가 제1 위치(Xa)에 도달하면, 규제 스토퍼 기구(10a)에 의해 회전운동 변위가 규제됨과 아울러, 자기 유지 기구(11a)에 의해 흡인되고, 목적으로 하는 제1 위치(Xa)에서 정지한다(스텝 S12, S13). 또한 중도 위치(Px)의 검출은 스위치류를 포함하는 센서에 의해 직접적으로 검출해도 되고, 경과 시간 등에 의해 간접적으로 검출해도 된다.

이 때, 가동체부(Sm)의 회전운동 변위는 도 5에 나타내는 변화 특성(Xi)과 같이 중도 위치(Px)로부터는 직선적 변위, 즉 등속 운동이 된다. 따라서 제1 위치(Xa)에 있어서 약간의 바운드를 발생시킨다고 해도 바운드의 수와 크기는 저감되어, 도 5에 나타내는 바와 같이 대략 13〔ms〕정도로 제1 위치(Xa)에 유지된다. 또한 통전 시간(Tp)은 전류(Ii)의 응답시 상수(예시는 0.5〔ms〕)의 4배 이상을 확보하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 포화 전류의 98〔%〕 이상의 전류를 확보할 수 있기 때문에, 최대 토크에 가까운 곳까지 가속할 수 있다.

또한 도 5에 가상선으로 나타내는 변화 특성(Xr)은 종래부터 일반적인 구동 제어를 행하는 경우의 구동 펄스를 나타낸다. 이 경우, 로터리 솔레노이드(1)의 구동 코일(6)을 상기 서술한 전통전 제어(도 2(c)의 통전 시간(Tr))에 의해 여자하기 때문에, 가동체부(Sm)는 제2 위치(Xb)에 있어서의 마그넷(8b)과 흡인편부(11bs)의 흡인 작용에 기초하는 유지 토크(Tfc)를 넘은 토크분에 의해 가속되고, 도 5에 가상선으로 나타내는 변화 특성(Xr)과 같이 대략 8〔ms〕의 시간을 들여 제2 위치(Xb)로부터 제1 위치(Xa)에 도달함과 아울러, 바운드를 2회정도 반복하고, 대략 12〔ms〕 후에 자기 유지된다. 이 경우, 가동체부(Sm)가 회전운동 변위하는 범위는 회전운동각 범위(Zm)가 되고, 예시는 20〔°〕이다. 또 제1 위치(Xa)에 도달 후에는 구동 코일(6)의 소손을 회피하기 위해서, 대략 20〔ms〕의 경과 후에 여자를 해제함과 아울러, 그 후는 대략 80〔ms〕 이상의 기간에 걸쳐 비통전을 유지한다. 이 전통전 제어에 사용하는 제1 전환 펄스가 도 2(a)에 나타내는 가상선(Par)이 된다.

이 때, 가동체부(Sm)의 회전운동 변위는 도 5에 나타내는 변화 특성(Xr)과 같이 이차함수에 의한 가속도적 변위가 된다. 이 때문에 제1 위치(Xa)에 도달하고, 규제면부(13a)가 케이싱(2)의 내면(2a)에 충돌했을 때는 큰 바운드를 발생시키는 점에서, 이 바운드가 어느 정도 수습된 시점에서 유지 상태로 이행한다. 따라서 유지 상태 후, 일정 시간을 두고 정측 펄스(Pp)를 OFF로 하는 제어를 행하고 있다. 또한 제1 위치(Xa)에 도달할 때는 전압 억제 제어나 브레이크 펄스 제어 등에 의해 바운드를 가능한 한 억제하고 있지만, 어느 정도의 바운드는 피할 수 없다.

그리고 설치한 기기 등에 의한 처리가 계속되는 경우에는 도 2(c)에 나타내는 구동 펄스(Ps)(부측 펄스(Pn))가 인가되고, 정측 펄스(Pp)와 마찬가지의 작용에 의해 가동체부(Sm)는 제1 위치(Xa)로부터 제2 위치(Xb)로 회전운동 변위하고, 제2 위치(Xb)측으로 전환됨과 아울러, 이상의 처리가 반복 실행된다(스텝 S14, S2, S3, S4, S5…). 그리고 목적으로 하는 처리가 모두 종료되면 전원 스위치를 OFF로 한다(스텝 S14, S15).

이와 같이, 본 실시형태에 따른 제어 방법을 행해도 가동체부(Sm)의 회전운동 변위에 걸리는 시간은 통상의 전통전 제어를 행하는 경우와 거의 달라지지 않지만, 통전 시간(Tp)은 대략 1/5까지 단축할 수 있음과 아울러, 소비 전력도 1/5로 할 수 있다.

또 예시의 경우, 전류의 응답시 상수는 0.5〔ms〕가 되기 때문에, 소비 전력이 1/5이 되면, 구동 코일(6)의 온도 상승도 1/5이 된다. 따라서 통전 시간(Tr)이 20〔ms〕(디티비 20%)이 되는 전통전 제어시에 있어서의 구동 코일(6)의 온도 상승이 100〔℃〕인 경우, 통전 시간(Tp)이 4〔ms〕(디티비 4%)가 되는 초기 통전 제어시에 있어서의 구동 코일(6)의 온도 상승은 대략 20〔℃〕로 억제된다.

구동 코일(6)의 온도 상승을 20〔℃〕로 억제할 수 있으면, 저항값의 상승은 약 8〔%〕에 머무르기 때문에, 소손 등의 트러블이 발생할 우려가 없을 뿐만아니라 출력 토크의 저하는 무시할 수 있을 정도의 미소 레벨이 되고, 게다가 구성도 심플화할 수 있다. 또한 출력 토크의 저하에 대해서는 정전압 회로에 의해 구동하고, 구동 코일(6)의 온도 상승이 100〔℃〕인 경우, 출력 토크는 저항값에 반비례하기 때문에, 저항값은 40〔%〕 상승하고 또한 출력 토크는 70〔%〕정도가 된다.

또한 제1 전환 펄스(Pa)를 OFF(해제)하는 타이밍의 범위로서는 도 6에 나타내는 바와 같이 제2 위치(Xb)로부터의 회전운동각이 회전운동각 범위(Zm)의 10~50〔%〕에 이른 타이밍이 바람직하다. 도 5~도 7에 있어서, 선정할 수 있는 해제 범위(Ze), 즉 10~50〔%〕의 범위를 해칭에 의해 나타내고 있다.

이 경우, 10〔%〕 미만에서는 개시 위치가 되는 제2 위치(Xb)에 있어서의 자기 유지력의 영향이 크게 작용함과 아울러, 부하 변동에 대한 여유가 없어진다. 또 50〔%〕 이상에서는 제1 위치(Xa)에 있어서의 구동 코일(6)의 여자가 행해지지 않기 때문에, 제1 위치(Xa)에서의 자기 유지력이 작아지고, 바운드가 보다 커진다. 따라서 50〔%〕 이상에서는 전통전 제어에 가까워지고, 결과적으로 통전 시간이 길어진다. 이상의 이유에 의해 제2 위치(Xb)로부터의 회전운동각을 10~50〔%〕의 범위로부터 선정하는 것이 바람직하고, 이것에 의해 응답 시간의 저하를 회피하면서, 저소비 전력화, 저충격화 및 정음화를 실현할 수 있다.

도 6에 나타내는 Pd는 비교적 빠른 단계가 되는 해제 위치를 나타내고 있고, 이 해제 위치(Pd)는 회전운동각 범위(Zm)의 대략 5〔%〕가 된다. 이 해제 위치(Pd)에서 정측 펄스(Pp)를 OFF로 한 경우, 이후에 있어서의 가동체부(Sm)는 해제 위치(Pd)에 있어서의 변화 특성(Xr)의 접선이 되는 변화 특성(Kd)을 따라 회전운동 변위한다. 따라서 이 변화 특성(Kd)을 연장시킨 제1 위치(Xa)에 있어서의 도달 시각(td)은 대략 18〔ms〕이 된다. 이 경우, 도 5에 나타낸 전통전 제어시의 도달 시각(te)(12〔ms〕)보다 상당히 시간이 경과하기 때문에, 응답성의 저하에 의해 고속화의 요청에 부응할 수는 없다. 게다가 본래의 통전 토크(Tfd)가 발생하기 바로 앞에서 OFF하게 된다.

한편, Pu는 비교적 느린 단계가 되는 해제 위치를 나타내고 있고, 이 해제 위치(Pu)는 회전운동각 범위(Zm)의 대략 50〔%〕이 된다. 이 해제 위치(Pu)에서 정측 펄스(Pp)를 OFF로 한 경우, 전통전 제어시(변화 특성(Xr))와 거의 달라지지 않게 된다. 즉, 이후에 있어서의 가동체부(Sm)는 해제 위치(Pu)에 있어서의 변화 특성(Xr)의 접선이 되는 변화 특성(Ku)을 따라 회전운동 변위한다. 따라서 이 변화 특성(Ku)을 연장시킨 제1 위치(Xa)에 있어서의 도달 시각(tu)은 대략 8〔ms〕이 된다. 이 경우, 전통전 제어시와 유사하지만, 제1 위치(Xa)에서는 통전되어 있지 않은 상태에서의 충돌이 되기 때문에, 보다 불안정화하는 것이 상정된다. 또한 Pm은 해제 위치(Pd와 Pu)의 중간에 위치하는 해제 위치를 나타냄과 아울러, Km은 해제 위치(Pm)에 있어서의 접선이 되는 변화 특성을 나타낸다.

한편, 제1 위치(Xa)에 있어서의 마그넷(8a)과 흡인편부(11as) 사이의 흡인 작용으로 발생하는 유지 토크(Tfc)는 용도 등에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 실시형태에 따른 제어 방법을 사용하는 경우, 구동 코일(6)의 통전시에 발생하는 통전 토크(Tfd)의 10~50〔%〕로 설정하는 것이 바람직하다. 제1 위치(Xa)에 있어서의 통전 토크(Tfd)를 최대 토크(통전 토크(Tfd))가 발생하는 중앙 위치의 50~80〔%〕로 하기 위해서는 확실하게 기동시킬 필요가 있고, 이를 위해서는 유지 토크(Tfc)를 중앙 위치에 있어서의 최대시의 통전 토크(Tfd)에 대하여 50〔%〕 이하로 하는 것이 바람직하다. 또 진동 등의 영향을 회피하고, 비통전시에 있어서의 확실한 자기 유지력을 확보하기 위해서는 통전 토크(Tfd)의 10〔%〕이상으로 하는 것이 바람직하다.

도 7에는 유지 토크(Tfc)를 10〔%〕와 50〔%〕로 설정한 경우의 변화 특성을 나타내고 있다. 도 7 중, Ti는 유지 토크(Tfc)를 통전 토크(Tfd)의 50〔%〕로 설정하고, 또한 10~50〔%〕의 설정 범위(Ze) 중에서 OFF로 했을 때의 출력 토크(통전 토크+유지 토크)의 변화 특성을 나타낸다. 또한 도 7에는 비교예로서 도 5의 특성곡선(Xr)에 대응한 일반적인 구동 펄스를 전구간에 걸쳐 부여한 경우로서, 유지편부(11as)에 기초하는 유지 토크가 없는 경우의 변화 특성(Tr), 유지 토크를 구동 코일(6)의 통전시에 발생하는 토크의 10〔%〕로 설정한 경우의 당해 유지 토크의 변화 특성(Ths), 유지 토크를 구동 코일(6)의 통전시에 발생하는 토크의 50〔%〕로 설정한 경우의 당해 유지 토크의 변화 특성(Thm), 변화 특성(Tr)과 변화 특성(Ths)를 더한 특성(Trs), 변화 특성(Tr)과 변화 특성(Thm)을 더한 특성(Trm)을 각각 나타낸다.

정측 펄스(Pp)에 의한 동작을 중심으로 설명했는데, 도 2(c)에 나타내는 부측 펄스(Pn)를 인가하고, 제1 위치(Xa)의 가동체부(Sm)를 제2 위치(Xb)로 전환하는 경우도 기본적인 동작은 정측 펄스(Pp)의 경우와 동일하게 된다.

이상, 최량의 실시형태에 대해서 상세하게 설명했는데, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 세부의 구성, 형상, 소재, 수량, 세부의 수법 등에 있어서, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경, 추가, 삭제할 수 있다.

예를 들면, 본 발명에 따른 구동 제어 방법을 적용할 수 있는 로터리 솔레노이드(1)로서, 제1 실시형태(변경예를 포함한다) 및 제2 실시형태를 예시했는데, 이들 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 로터리 솔레노이드, 특히 기본 형태로서 전후에 위치하는 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)를 설치한 케이싱(2)을 가지는 고정체부(Sc) 및 한 쌍의 베어링부(3f, 3r)에 의해 회전운동이 자유롭게 지지되는 회전운동 샤프트(4)를 가지는 가동체부(Sm)를 구비함과 아울러, 가동체부(Sm)를, 구동 코일(6)의 통전 제어에 의해 제1 위치(X1)와 제2 위치(X2) 사이에 있어서의 회전운동각 범위(Zm)에서 왕복 회전운동 가능하게 구성하고, 또한 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)에 의한 규제 및 마그넷(8a, 8b)의 흡인에 의한 한 쌍의 자기 유지 기구(11a, 11b)에 의해 제1 위치(Xa)와 제2 위치(Xb)에 정지 가능하게 구성한 각종 로터리 솔레노이드(1)에 적용 가능하다. 또 설정하는 중도 위치(Xp)는 구체적인 위치에 의해 직접 설정해도 되고, 위치에 대응하는 시간에 의해 간접적으로 설정해도 된다. 또 가동체부(Sm)가 정지 위치에 접근했을 때, 필요에 의해 전압 억제 제어나 브레이크 펄스 제어 등의 공지의 정지 제어를 조합하는 것도 가능하다. 한편, 고정체부(Sc)와 가동체부(Sm)에는 서로 맞닿아 당해 가동체부(Sm)의 회전운동각 범위(Zm)를 규제하는 한 쌍의 규제 스토퍼 기구(10a, 10b)를 겸용시킨 경우를 나타냈는데, 규제 스토퍼부(10a, 10b)를 별도 설치하는 경우를 배제하는 것은 아니며, 케이싱(2)의 외부에 돌출시킨 회전운동 샤프트(4)에 설치하는 경우를 배제하는 것은 아니다. 또 가동체부(Sm)에 회전운동 샤프트(4)에 고정함으로써 로터 요크(7) 및 마그넷부(8)를 유지하는 비자성재로 이루어지는 가동 블록부(13)를 설치한 경우를 나타냈는데, 이 가동 블록부(13)를 사용하지 않는 경우를 배제하는 것은 아니다. 또한 고정 블록부(12)에 구동 코일(6)에 접속하는 하나 또는 둘 이상의 회로 부품(Pc)을 유지하는 부품 유지부(14)를 설치한 경우를 예시했는데, 설치할지 여부는 임의이다. 한편, 케이싱(2)에 회전운동각 범위(Zm)의 양단 위치(Xa, Xb)에 있어서 가동체부(Sm)에 대한 흡인 작용에 의해 당해 가동체부(Sm)의 위치를 유지하는 자기 유지 기구(11a, 11b)를 겸용시킨 경우를 나타냈는데, 별도의 부품을 부착하는 경우를 배제하는 것은 아니다.

(산업상 이용 가능성)

본 발명에 따른 구동 제어 방법은 화폐나 지폐 등의 구분 기능, 우편물 등의 분류 기능, 인쇄물의 반송로 전환 기능, 광로 전환 기능 등의 각종 전환 기능을 구비하는 각종 기기류에 있어서의 2위치의 전환용 액추에이터의 구동 제어를 비롯하여 각종 로터리 솔레노이드를 구동 제어할 때 이용할 수 있다.

1 로터리 솔레노이드
2 케이싱
2f 케이싱의 내면
2r 케이싱의 내면
3f 베어링부
3r 베어링부
4 회전운동 샤프트
6 구동 코일
7 로터 요크
7s 로터 요크의 일단
7t 로터 요크의 타단
7f 대향면
8 마그넷 기구부
8a 마그넷부
8b 마그넷부
8af 마그넷
8bf 마그넷
8ar 마그넷
10a 규제 스토퍼 기구
10b 규제 스토퍼 기구
11a 자기 유지 기구
11b 자기 유지 기구
11as 흡인편부
11bs 흡인편부
13e 가동 블록부
16 피흡인자
Sc 고정체부
Sm 가동체부
Xa 제1 위치
Xb 제2 위치
Xp 중도 위치
Zm 회전운동각 범위
Ps 구동 펄스
Fs 축방향
Fr 회전운동 방향

Claims (9)

1. 전후에 위치하는 한 쌍의 베어링부를 설치한 케이싱을 가지는 고정체부 및 상기 한 쌍의 베어링부에 의해 회전운동이 자유롭게 지지되는 회전운동 샤프트를 가지는 가동체부를 구비하는 로터리 솔레노이드를 구동 제어하는 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 가동체부를, 구동 코일의 통전 제어에 의해 제1 위치와 제2 위치 사이에 있어서의 회전운동각 범위에서 왕복 회전운동 가능하게 구성하고, 또한 한 쌍의 규제 스토퍼 기구에 의한 규제 및 마그넷의 흡인에 의한 한 쌍의 자기 유지 기구에 의해 상기 제1 위치와 상기 제2 위치에 정지 가능하게 구성함과 아울러, 상기 제2 위치(또는 상기 제1 위치)로부터 상기 제1 위치(또는 상기 제2 위치)로의 전환 제어시에 상기 구동 코일에 대하여 구동 펄스에 기초하는 구동 전압을 인가한 후, 상기 가동체부가 상기 회전운동각 범위의 10~50〔%〕에 있어서의 미리 설정한 중도 위치에 이르렀으면 상기 구동 전압의 인가를 해제하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드의 구동 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정체부는 자성재로 이루어지는 케이싱과, 상기 회전운동 샤프트의 축방향에 대하여 직교하는 면이 되는 상기 케이싱의 내면에 고정한 공심 코일을 사용한 구동 코일을 구비하여 구성함과 아울러, 상기 가동체부를, 일단측을 상기 회전운동 샤프트에 고정한 로터 요크와, 상기 구동 코일에 대향하는 면이 되는 상기 로터 요크의 타단측에 위치하는 대향면에 고정하고 또한 당해 대향면의 회전운동 방향을 따라 배치한 한 쌍의 마그넷을 가지는 마그넷 기구부를 구비하여 구성하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정체부와 상기 가동체부는 서로 맞닿아 당해 가동체부를 규제하는 상기 규제 스토퍼 기구를 겸용하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
4. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은 상기 제1 위치와 상기 제2 위치에 있어서의 상기 가동체부를 흡인하는 상기 자기 유지 기구를 겸용하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 자기 유지 기구는 상기 케이싱의 일부를 돌출 형성한 흡인편부를 구비하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
6. 제1항에 있어서, 상기 가동체부는 가동 블록부에 유지된 구동 코일과, 상기 가동 블록부에 고정되고 또한 상기 구동 코일의 축심에 대하여 평행하게 늘어놓아 배치한 상기 회전운동 샤프트와, 상기 가동 블록부의 소정 위치에 고정한 자성재에 의해 형성한 피흡인자를 구비하여 구성함과 아울러, 상기 고정체부는 자성재에 의해 형성한 케이싱과, 이 케이싱의 내면에 고정하고 또한 상기 구동 코일의 축방향 단부에 대향하여 배치함과 아울러, 상기 가동체부의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치에 대응하여 배치한 2세트의 마그넷부를 가지는 마그넷 기구부를 구비하여 구성하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
7. 제6항에 있어서, 상기 마그넷부는 상기 구동 코일의 축방향 일단부에 대향하는, 상기 케이싱의 편측의 내면에 배치한 단일의 마그넷에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
8. 제6항에 있어서, 상기 마그넷부는 상기 구동 코일의 축방향 양단부에 각각 대향하는, 상기 케이싱의 서로 대향하는 양측의 내면에 배치한 한 쌍의 마그넷에 의해 구성하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.
9. 제6항에 있어서, 상기 피흡인자는 축직각의 단면적을 상기 구동 코일의 내측 공간에 있어서의 축직각의 단면적에 대하여 0.1~10〔%〕의 범위로 선정하는 것을 특징으로 하는 로터리 솔레노이드.

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