JPH0217923B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0217923B2 JPH0217923B2 JP59107213A JP10721384A JPH0217923B2 JP H0217923 B2 JPH0217923 B2 JP H0217923B2 JP 59107213 A JP59107213 A JP 59107213A JP 10721384 A JP10721384 A JP 10721384A JP H0217923 B2 JPH0217923 B2 JP H0217923B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- load
- permanent magnet
- solenoid
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1607—Armatures entering the winding
- H01F7/1615—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/121—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position
- H01F7/122—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、回転負荷を可変に調節することがで
きる回転負荷可変ソレノイド、さらに詳しくいえ
ば永久磁石とソレノイドコイルを利用し、部品間
に電磁的に発生させられた摩擦力等を利用して回
転負荷トルクを自在に調節することができる回転
負荷可変ソレノイドに関する。
きる回転負荷可変ソレノイド、さらに詳しくいえ
ば永久磁石とソレノイドコイルを利用し、部品間
に電磁的に発生させられた摩擦力等を利用して回
転負荷トルクを自在に調節することができる回転
負荷可変ソレノイドに関する。
（発明の背景）
精密機械や事務機械および民生機器などの回転
機構内に適当な負荷や、ブレーキを必要とするこ
とがしばしばある。
機構内に適当な負荷や、ブレーキを必要とするこ
とがしばしばある。
例えば磁気テープ送り機構などで供給側のリー
ルに適当なブレーキまたは負荷を与えておく方が
テープを円滑に給送することができる。
ルに適当なブレーキまたは負荷を与えておく方が
テープを円滑に給送することができる。
またこの負荷も一様ではなく供給始めは少さく
かつ供給終りに近づくにしたがつて大きくするこ
とができれば、常に最適な状態で給送が可能であ
りかつ動力を供給するモータの電力を最少にする
ことができる。近時一般的になつたカメラのフイ
ルムの自動送りとか自動巻戻しについても同様な
ことが言える。
かつ供給終りに近づくにしたがつて大きくするこ
とができれば、常に最適な状態で給送が可能であ
りかつ動力を供給するモータの電力を最少にする
ことができる。近時一般的になつたカメラのフイ
ルムの自動送りとか自動巻戻しについても同様な
ことが言える。
しかし現実にはそのような動作をする簡単な装
置は存在しないのでばねを利用して発生させられ
る摩擦力等による負荷を作り出して使用してい
る。このような負荷は一定であり刻々変化させる
ことは不可能である。また長い時間経過すると摩
擦の状態が変化して負荷が変わるという問題があ
る。
置は存在しないのでばねを利用して発生させられ
る摩擦力等による負荷を作り出して使用してい
る。このような負荷は一定であり刻々変化させる
ことは不可能である。また長い時間経過すると摩
擦の状態が変化して負荷が変わるという問題があ
る。
大型のテープレコーダなどでは供給側と巻取側
にそれぞれモータを配置して各モータを交互に負
荷とし、かつその負荷の程度を制御するなどの構
成が用いられている。しかしながらこのような構
成は大掛りであり装置全体を大きくするか、本来
大型の装置にしか利用できない。
にそれぞれモータを配置して各モータを交互に負
荷とし、かつその負荷の程度を制御するなどの構
成が用いられている。しかしながらこのような構
成は大掛りであり装置全体を大きくするか、本来
大型の装置にしか利用できない。
（発明の目的）
本発明の目的は、回転負荷を任意に調節するこ
とができる小型の回転負荷可変ソレノイドを提供
することにある。
とができる小型の回転負荷可変ソレノイドを提供
することにある。
（発明の構成）
前記目的を達成するために本発明による回転負
荷可変ソレノイドは、第１および第２の磁性体軸
受と、軸方向に磁化されて前記第１の軸受外周に
設けられている円筒状の永久磁石と、前記第１お
よび第２の軸受により回転可能に支持されている
非磁性体の負荷軸と、前記負荷軸に一体に設けら
れており前記軸受間で回転可能である磁性体の鉄
心と、前記鉄心と前記第１の軸受、前記永久磁石
および第２の軸受の外周に設けられているボビン
およびこれに巻かれているコイルからなるソレノ
イドコイルと、前記第１の軸受、前記永久磁石、
第２の軸受および前記ソレノイドコイルの外周を
覆うヨークからなり、前記コイルに流れる電流に
より前記鉄心と軸受間の接触圧力を調節すること
により前記負荷軸を回転させるのに必要なトルク
を調節可能に構成されている。
荷可変ソレノイドは、第１および第２の磁性体軸
受と、軸方向に磁化されて前記第１の軸受外周に
設けられている円筒状の永久磁石と、前記第１お
よび第２の軸受により回転可能に支持されている
非磁性体の負荷軸と、前記負荷軸に一体に設けら
れており前記軸受間で回転可能である磁性体の鉄
心と、前記鉄心と前記第１の軸受、前記永久磁石
および第２の軸受の外周に設けられているボビン
およびこれに巻かれているコイルからなるソレノ
イドコイルと、前記第１の軸受、前記永久磁石、
第２の軸受および前記ソレノイドコイルの外周を
覆うヨークからなり、前記コイルに流れる電流に
より前記鉄心と軸受間の接触圧力を調節すること
により前記負荷軸を回転させるのに必要なトルク
を調節可能に構成されている。
（実施例）
以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。
説明する。
第１図は本発明による回転負荷可変ソレノイド
の実施例を示す図であつて、中心軸を含む平面で
一部破断して示してある。
の実施例を示す図であつて、中心軸を含む平面で
一部破断して示してある。
第２図は前記実施例の軸に直角な平面で一部破
断して示した図である。
断して示した図である。
この実施例は組立を自動化することを念頭にお
いて設計されたものであり、ソレノイドコイルの
ボビン８の内径を基準にして組立可能にしてあ
る。磁性体の第１の軸受３には円筒状の永久磁石
２が嵌装され一体に設けられている。この円筒状
の永久磁石２は軸方向に磁化されている。
いて設計されたものであり、ソレノイドコイルの
ボビン８の内径を基準にして組立可能にしてあ
る。磁性体の第１の軸受３には円筒状の永久磁石
２が嵌装され一体に設けられている。この円筒状
の永久磁石２は軸方向に磁化されている。
この軸受３と永久磁石の組立は、ボビン８の内
径に嵌入され支持されている。
径に嵌入され支持されている。
なおボビン８に巻かれたコイルはボビン端子８
ａおよび図示を省略した他の端子に接続され外部
から動作電流が供給される。
ａおよび図示を省略した他の端子に接続され外部
から動作電流が供給される。
磁性体の第２の軸受４の図中右側は深い座ぐり
孔が設けられており、この孔に、中心に貫通孔の
ある非磁性体の円板状のスペーサ６が嵌入されて
いる。この第２の軸受４とスペーサ６の組立は前
記ボビンの他方からボビン８の内径に嵌入されて
いる。なおスペーサ６は磁気回路抵抗の調節等に
用いられる。
孔が設けられており、この孔に、中心に貫通孔の
ある非磁性体の円板状のスペーサ６が嵌入されて
いる。この第２の軸受４とスペーサ６の組立は前
記ボビンの他方からボビン８の内径に嵌入されて
いる。なおスペーサ６は磁気回路抵抗の調節等に
用いられる。
非磁性体の負荷軸１には円筒状の磁性体の鉄心
５が一体に設けられている。この鉄心５の外形は
前記第２の軸受４の深い座ぐり孔よりも小さくか
つボビン８の最少内径よりも小さい（第２図参
照）。負荷軸１が前記第１および第２の軸受３，
４内で支持されたときに鉄心５は前記軸と一体に
ボビン８内の空間で回転可能である。
５が一体に設けられている。この鉄心５の外形は
前記第２の軸受４の深い座ぐり孔よりも小さくか
つボビン８の最少内径よりも小さい（第２図参
照）。負荷軸１が前記第１および第２の軸受３，
４内で支持されたときに鉄心５は前記軸と一体に
ボビン８内の空間で回転可能である。
鉄心５の軸方向の移動は前記スペーサ６と第１
の軸受３の面で制限されており、回転に必要な間
隙が確保されているだけである。
の軸受３の面で制限されており、回転に必要な間
隙が確保されているだけである。
ヨーク本体９は磁性体の円筒状の容器であり、
このヨーク本体９の内径は前記ボビン８のフラン
ジに適合して第１の軸受側から嵌められ、第２の
軸受４側から嵌められるヨーク蓋１０とでヨーク
を形成している。
このヨーク本体９の内径は前記ボビン８のフラン
ジに適合して第１の軸受側から嵌められ、第２の
軸受４側から嵌められるヨーク蓋１０とでヨーク
を形成している。
このヨークは前記第１の軸受３、前記永久磁石
２、第２の軸受４および前記ソレノイドコイルの
外周を覆い磁気回路の一部を形成している。
２、第２の軸受４および前記ソレノイドコイルの
外周を覆い磁気回路の一部を形成している。
なお歯車１１を負荷軸１に固定しておくと、こ
の歯車１１を介して前記負荷軸１を回転させる力
を伝達することができる。
の歯車１１を介して前記負荷軸１を回転させる力
を伝達することができる。
前記構成の装置でコイル７に通電しない状態に
おいても鉄心５は永久磁石２により吸引され第１
の軸受３の面に引きつけられている。したがつて
負荷軸１を回転させるには鉄心５の端面と第１の
軸受３の端面間の接触圧力による摩擦力に打ち勝
つ回転力を供給する必要がある。
おいても鉄心５は永久磁石２により吸引され第１
の軸受３の面に引きつけられている。したがつて
負荷軸１を回転させるには鉄心５の端面と第１の
軸受３の端面間の接触圧力による摩擦力に打ち勝
つ回転力を供給する必要がある。
永久磁石２の発生する磁束と同じ方向の磁束を
発生するようにソレノイドコイルを励磁すれば、
前記摩擦力は増大することになり、その摩擦に打
ち勝つためにはより大きい回転力が必要となる。
発生するようにソレノイドコイルを励磁すれば、
前記摩擦力は増大することになり、その摩擦に打
ち勝つためにはより大きい回転力が必要となる。
前記とは逆に永久磁石２の発生する磁束を打ち
消す方向の磁束を発生するようにソレノイドコイ
ルを励磁すれば、前記摩擦力は次第に減少し、つ
いには摩擦０の状態を形成することができる。
消す方向の磁束を発生するようにソレノイドコイ
ルを励磁すれば、前記摩擦力は次第に減少し、つ
いには摩擦０の状態を形成することができる。
第３図は前記負荷可変ソレノイドの動作特性を
説明するためのグラフである。
説明するためのグラフである。
縦軸は前記負荷軸を回転させるのに必要なトル
ク（グラム重・cm）を対数目盛で示し、横軸は前
記ソレノイドコイルに供給する電圧を示してあ
る。曲線は前記実施例の動作特性を示してい
る。
ク（グラム重・cm）を対数目盛で示し、横軸は前
記ソレノイドコイルに供給する電圧を示してあ
る。曲線は前記実施例の動作特性を示してい
る。
ソレノイドコイルを励磁しない状態で前記負荷
軸を回転させるのに略11グラム重・cmのトルクが
必要であり、順方向（永久磁石と同じ方向の磁束
を発生させる方向）の電圧を発生させ、前記トル
クを増大させると、1Vで14グラム重・cm、10V
で略60グラム重・cmとなる。
軸を回転させるのに略11グラム重・cmのトルクが
必要であり、順方向（永久磁石と同じ方向の磁束
を発生させる方向）の電圧を発生させ、前記トル
クを増大させると、1Vで14グラム重・cm、10V
で略60グラム重・cmとなる。
逆方向電圧を印加すると4.5Vでトルクは１グ
ラム重・cmの状態となり、さらに印加電圧を略
8V位（図示されていない）にするとトルクは０
の状態を形成することができる。
ラム重・cmの状態となり、さらに印加電圧を略
8V位（図示されていない）にするとトルクは０
の状態を形成することができる。
（変形例）
以上詳しく説明した実施例について本発明の範
囲内で種々変形を施すことができる。
囲内で種々変形を施すことができる。
第１の軸受３と鉄心５の間に摩擦係数の異なる
薄い材料を挿入することにより、前記負荷の範囲
を変化させることができる。
薄い材料を挿入することにより、前記負荷の範囲
を変化させることができる。
摩擦係数の低い合成樹脂円板を挿入したときの
特性を第３図の曲線に示す。
特性を第３図の曲線に示す。
トルクが著しく減少していることがわかる。逆
方向に0.5V印加するとトルクは１グラム重・cm
の状態となり、さらに印加電圧を略3V位にする
とトルク０の状態にすることができる。
方向に0.5V印加するとトルクは１グラム重・cm
の状態となり、さらに印加電圧を略3V位にする
とトルク０の状態にすることができる。
コイル７を第１図中左右に２分割して巻線を行
い三端子構造として、左右の種々の組合せにより
励磁することにより、さらに多様な動作をさせる
ことができる。
い三端子構造として、左右の種々の組合せにより
励磁することにより、さらに多様な動作をさせる
ことができる。
（発明の効果）
以上詳しく説明したように本発明による回転負
荷可変ソレノイドは負荷トルクをソレノイド電流
により自由に調節することができる。
荷可変ソレノイドは負荷トルクをソレノイド電流
により自由に調節することができる。
したがつてこの回転負荷可変ソレノイドを含む
制御回路ループを構成して負荷トルクの自動制御
をすることもできる。
制御回路ループを構成して負荷トルクの自動制御
をすることもできる。
また回転以外の移動機構は不要であり構造が簡
単であるから全体を小型にすることができる。
単であるから全体を小型にすることができる。
前記実施例装置のヨークの長さは18mm、ヨーク
の直径は12mmであつて非常に小型である。したが
つて、光学機械や、事務機械、音響装置、ビデオ
装置等に広く応用することができる。
の直径は12mmであつて非常に小型である。したが
つて、光学機械や、事務機械、音響装置、ビデオ
装置等に広く応用することができる。
また、ソレノイドコイルはヨークで遮蔽されて
いるのでもれ磁束の発生は防止される。
いるのでもれ磁束の発生は防止される。
第１図は本発明による回転負荷可変ソレノイド
の実施例を示す図であつて、中心軸を含む平面で
一部破断して示した図である。第２図は前記実施
例の軸に直角な平面で一部破断して示した図であ
る。第３図は前記負荷可変ソレノイドの動作を説
明するためのグラフである。 １……負荷軸、２……永久磁石、３……第１の
軸受、４……第２の軸受、５……鉄心、６……ス
ペーサ、７……コイル、８……ボビン、９……ヨ
ーク、１０……ヨーク蓋、１１……歯車。
の実施例を示す図であつて、中心軸を含む平面で
一部破断して示した図である。第２図は前記実施
例の軸に直角な平面で一部破断して示した図であ
る。第３図は前記負荷可変ソレノイドの動作を説
明するためのグラフである。 １……負荷軸、２……永久磁石、３……第１の
軸受、４……第２の軸受、５……鉄心、６……ス
ペーサ、７……コイル、８……ボビン、９……ヨ
ーク、１０……ヨーク蓋、１１……歯車。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１および第２の磁性体軸受と、軸方向に磁
化されて前記第１の軸受外周に設けられている円
筒状の永久磁石と、前記第１および第２の軸受に
より回転可能に支持されている非磁性体の負荷軸
と、前記負荷軸に一体に設けられており前記軸受
間で回転可能である磁性体の鉄心と、前記鉄心と
前記第１の軸受、前記永久磁石および第２の軸受
の外周に設けられているボビンおよびこれに巻か
れているコイルからなるソレノイドコイルと、前
記第１の軸受、前記永久磁石、第２の軸受および
前記ソレノイドコイルの外周を覆うヨークからな
り、前記コイルに流れる電流により前記鉄心と軸
受間の接触圧力を調節することにより前記負荷軸
を回転させるのに必要なトルクを調節可能に構成
した回転負荷可変ソレノイド。 ２ 前記一対の磁性体軸受は前記ボビンの内周に
嵌入されている特許請求の範囲第１項記載の回転
負荷可変ソレノイド。 ３ 前記ヨークは円筒状であつて前記永久磁石の
１極と前記第２の軸受の間の磁気回路を形成して
いる特許請求の範囲第２項記載の回転負荷可変ソ
レノイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107213A JPS60250607A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 回転負荷可変ソレノイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59107213A JPS60250607A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 回転負荷可変ソレノイド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250607A JPS60250607A (ja) | 1985-12-11 |
| JPH0217923B2 true JPH0217923B2 (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=14453351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59107213A Granted JPS60250607A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 回転負荷可変ソレノイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60250607A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629224A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-12 | 吴中区甪直渡岘工艺品厂 | 一种变扭矩从动轴 |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP59107213A patent/JPS60250607A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60250607A (ja) | 1985-12-11 |
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