JPH0517849Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はロータリーソレノイドに関し、特
に、トルク特性の均一化を図ることができるロー
タリーソレノイドに関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

従来、ロータリーソレノイドにあつては、第４
図および第５図に示すように構成されていて、一
端が閉塞された筒状をなし、この閉塞された一端
の中心部に軸受け部２２が形成されているケーシ
ング２１の内周面に環状の溝２１ａが形成され、
この溝２１ａの内部に、環状をなすとともに、所
定の間隔（60°間隔）をおいて複数（実施例では
６つ）の突出部２４が一体に形成されているステ
ータ部材２３が取り付けられ、このステータ部材
２３の各突出部２４にコイル２５が巻回されるこ
とでステータ（極歯）２６が形成されている。

また、前記ケーシング２１の開口している他端
には、中心部に軸受け部２８が形成されている蓋
部材２７が位置して、前記ケーシング２１の開口
他端を閉塞するようになつている。

そして、前記ケーシング２１の内部には、前記
ケーシング２１の軸受け部２２に位置する軸受２
９によつて一端が支持された状態で軸３０が配設
され、この軸３０の他端は前記蓋部材２７の軸受
け部２８に設けられた軸受３１によつて支持さ
れ、さらに、前記軸３０の一端は、前記ケーシン
グ２１の軸受け部２２の内部に設けられたウエー
ブワツシヤ３２によつて前記蓋部材２７の方向へ
付勢されている。

さらに、前記ケーシング２１の内部において、
前記ステータ部材２３の突出部２４で囲まれた空
所の内部に位置する前記軸３０の部分にはロータ
３３が取り付けられ、したがつて、前記ケーシン
グ２１の内部においてロータ３３が回転可能に支
持されている。

前記ロータ３３と前記ケーシング２１の内部に
設けられたステータ部材２３の突出部２４の先端
との間にはわずかなギヤツプが形成され、したが
つて、前記ステータ部材２３の各突出部２４およ
びそこに巻回されたコイル２５で形成されたステ
ータ（極歯）２６のうちの互いに対向するものを
対として通電して励磁を行うと、この時の励磁作
用で前記ロータ３３が回転するようになつてい
る。

しかしながら、上記のように構成されている従
来のロータリーソレノイドにあつては、前述のよ
うに、対角線上の一対のコイル２５に通電し、ス
テータ２６を励磁することにより発生するステー
タ２６の吸引力によりロータ３３にトルクを発生
させるものであつが、そのトルク特性は第６図に
実線で示すようなものであつた。

この場合、アクチユエータとして使用するにあ
たつての使用トルクとしては第６図の破線で示す
ようなものが望ましいが、そのようにするために
全体の吸引力を大きくする必要があり、ステータ
を大型化するか、あるいはステータとロータとの
間のギヤツプを小さくすることで行なわなければ
ならないが、それらは寸法管理の上で煩雑になる
という問題点を有していた。

本考案は上記のような従来のもののもつ問題点
を解決したものであつて、ロータの形状を長方形
状に形成するとともに、対向する短辺をわん曲状
にし、さらに、その肉厚を長手方向に渡つて中心
部を厚く形成し、さらに、ステータをロータの上
面および下面にそれぞれ対向するように配設する
とともに、ステータの上面外側にロータの外周面
と所定のギヤツプ長で対向するように突部を設け
て、ステータの所定位置間においてステータとロ
ータとの間の角度が大きい場合の吸引力を大きな
ものとし、また、それらの角度が小さい場合の吸
引力を小さくして全体としてロータに対する吸引
力を均一にすることによつてトルク特性全体を均
一化することのできるロータリーソレノイドを提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

前記の問題点を解決するためにこの考案は、ケ
ーシングの内部にシヤフトによつてロータを回動
可能に配設し、前記シヤフトの軸線方向と直交す
る方向において前記シヤフトを中心とし、かつ、
前記ロータとの間に所定のギヤツプ長を有するよ
うに複数個のステータを前記ロータの上面および
下面にそれぞれ対向するように環状に配設し、前
記ケーシングの内部を蓋部材で閉塞したロータリ
ーソレノイドであつて、前記ロータを長方形状に
形成するとともに、対向する短辺をわん曲状に
し、また、該ロータの肉厚を長手方向に渡つて中
心部を厚く形成し、さらに、前記ステータの上面
外側に、前記ロータの外周面と所定のギヤツプ長
で対向する突部を設けた手段を採用したものであ
る。

〔作用〕

この考案は前記の手段を採用したことにより、
長方形状のロータがステータに隣接した際には、
ステータの上面およびステータの上面に設けられ
た突部との両方で吸引されることになるので吸引
力を大きくすることができ、しかも、ロータの上
面および下面の両面に対向してステータを配設し
たのでその吸引力を著しく大きなものとすること
ができ、これによつて、ロータの角度位置にかか
わらず発生するトルクを均一のものとすることが
できることとなる。

〔実施例〕

以下図面に示すこの考案の実施例について説明
する。

第１図〜第３図には、この考案によるロータリ
ーソレノイドの実施例が示されていて、第１図は
全体を示す概略断面図、第２図はロータとステー
タとの関係を示す概略説明図、第３図はロータの
断面を示す断面図である。

すなわち、第１図において、一端が閉塞された
筒状のケーシング１の開口端部には、中央部にシ
ヤフト挿通用の孔１５ｃを有する蓋部材１５が位
置して開口端部を閉塞している。

前記蓋部材１５の中央部に設けられたシヤフト
挿通用の孔１５ｃの周縁部には、ベアリング用の
穴１５ｂが設けられており、その穴１５ｂにはベ
アリング１３が嵌合され、さらに、このベアリン
グ１３の外側には円状の溝部１５ａが、前記シヤ
フト挿通用の孔１５ｃを中心として環状をなすよ
うに複数（実施例では４つ）設けられている。

また、前記蓋部材１５の上面には中央部に孔９
ｂを有する円板状のステータプレート９が、その
孔９ｂを前記蓋部材１５の中央部のベアリング１
３の外周に一致させて配設され、さらに、このス
テータプレート９には前記蓋部材１５の溝部１５
ａに対応する穴９ａが設けられ、これらの穴９ａ
には断面コ字状のボビン５を介してコイル４を巻
回したステータピン２の突部２ｂがそれぞれ嵌入
されている。

また、前記ケーシング１の内部の上面中央部に
はベアリング用の穴１ｂが設けられており、その
穴１ｂにはベアリング１４が嵌合され、さらに、
このベアリング１４の外側の前記蓋部材１５に設
けられた円状の溝部１５ａに対応する位置には、
円状の溝部１ａがそれぞれ前記ベアリング１４の
中心部を中心として環状をなすように複数（実施
例では４つ）設けられている。

また、このケーシング１の内部上面には、中央
部に孔１０ｂを有する円板状のステータプレート
１０が、その孔１０ｂを前記ベアリング１４の外
周に一致させて配設され、さらに、このステータ
プレート１０には、前記ケーシング１の内部の上
面に設けられた溝部１ａに対応する穴１０ａが設
けられ、これらの穴１０ａには断面コ字状のボビ
ン６を介してコイル４を巻回したステータピン３
の突部３ｂがそれぞれ嵌入されている。

そして、前記ケーシング１の内部の上面に設け
られたベアリング１４と前記蓋部材１５の中央部
に設けられたベアリング１３とによつて、中央部
にロータ１１を支持しているシヤフト１２が回転
可能に軸支され、この場合、前記ロータ１１は第
２図に示すように長方形状に形成されているとと
もに、その対向する短辺はわん曲状に形成されて
いる。そして、その肉厚は第３図に示すように長
手方向に渡つて中心部を厚く形成してあり、所定
の角度αとしてある。

また、前記ステータピン２，３の上面外側には
突部２ａ，３ａが設けられており、その突部２
ａ，３ａの内側の面は前記ロータ１１のわん曲状
の短辺に対向するようにわん曲させてある。

そして、前記ロータ１１の上面および下面は、
それぞれ前記ケーシング１側に配設されたステー
タピン３の上面および前記蓋部材１５側に配設さ
れたステータピン２の上面との間に所定のギヤツ
プ長を有して対向し、さらに、前記ロータ１１の
外周面は前記ステータピン２，３の上面外側に設
けられた突部２ａ，３ａの内側の面とそれぞれ所
定のギヤツプ長を有して対向することとなる。

なお、前記ステータピン２とボビン５とコイル
４とで、あるいはステータピン３とボビン６とコ
イル４とで一つのステータ７，８が構成されるこ
とになる。

次に前記に示すものの作用について説明する。

上記のように構成されるロータリーソレノイド
にあつては、まず、第２図に示すステータピン
２，３のうちの対向した一対のステータピンに
励磁を行ない、次に、このステータピンの励磁
を解除するとともに、隣接する他の一対のステー
タピンに励磁を行ない、さらに、このステータ
ピンの励磁を解除するとともに、隣接するもと
のステータピンに励磁を行なう。

なお、上記に示す一対のステータピンとは、ロ
ータ１１を介して上下に位置するステータピン
２，３を一組とし、さらにこれに対向する側のロ
ータ１１を介して上下に位置するステータピン
２，３を別の一組として一対に構成したものであ
る。

このようにして順次隣接する一対のステータピ
ンに励磁を行なうことで、前記ロータ１１をシヤ
フト１２を中心として回転して任意の位置に保持
させるものである。

この時、ロータ１１はステータピン２，３の励
磁を，，……と移して行くに従つて、第２図
では矢印の方向に右回転するが、それに従つてス
テータピンは次第に前記ロータ１１との対向面
積が減少していき、ロータが90°回転した時には、
回転角度が0°の時のステータピンのロータ１１
との対向面積とそれぞれ同じになつており、この
時点ではステータピンがほぼ全面的にロータ１
１によつて覆われるようになつている。

次にまた回転を続けていくと（励磁をから
に移す）とステータピンとロータ１１との対向
面積は減少して行き、初期時に対して180°回転し
た時、ステータピンがほぼ全面的にロータ１１
に覆われるようになり、この時は、初期時の回転
度が0°の時と同じ状態となる。

このような変遷を回転して行くに従つて繰り返
していくことになる。

この場合において、第２図で示すように、基準
となるステータピン２，３の設定位置から次の設
定位置までの間のロータ１１の回転角90°におい
て、基準となるステータピンの励磁を解除し
て、隣接する次のステータピンに励磁を行なう
と、ロータ１１が回転してステータピンの方向
に近づくに従つて、ロータ１１の肉厚の薄い外側
の部分から肉厚の厚い中央部が接近するようにな
るので、ステータピンとギヤツプ長が小さくな
り、吸引力が一段と増すとともに、ロータの外周
面がステータピン２，３の上面外側に設けられた
突部２ａ，３ａの内側の面に接近するようになる
ので、さらに強力にステータピン２，３によつて
ロータ１１は吸引されることとなり、ロータ１１
のステータピン２，３の設定位置間における回転
始めのトルクは上昇することとなる。

このことにより、ステータピン２，３の設定位
置間におけるロータ１１のトルク特性を示す曲線
は第６図に破線で示す理想曲線にほぼ近づくこと
になる。

なお、前記実施例においてはステータが２極の
ものについての説明であつたがこれに限定するこ
となく２極以上のステータを有するものであつて
もよいことは勿論のことである。

〔考案の効果〕

本考案は上記のように構成したことにより、ス
テータの設定位置間において、ロータがステータ
を覆う初期段階でステータがロータを強力に吸引
できるので、その位置でのトルクを大きくでき、
したがつて、トルク特性を均一にすることがで
き、従来のものと比較して理想曲線にほぼ近い平
坦な状態とすることができるとともに、強力な吸
引力が得られるので所定の位置に確実に停止でき
ることとなり、アクチユエータ等に使用する場合
にも優れた性能を発揮できるなどすぐれた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるロータリーソレノイド
の全体を示す概略縦断面図、第２図はロータとス
テータピンとの関係を示す概略説明図、第３図は
第２図に示すロータのＡ−Ａ断面を示す断面図、
第４図は従来のロータリーソレノイドを示す概略
縦断面図、第５図は従来のロータリーソレノイド
を示す概略横断面図、第６図は従来のロータリー
ソレノイドのトルク曲線を示す図である。 １，２１……ケーシング、２，３……ステータ
ピン、４，２５……コイル、５，６……ボビン、
７，８，２６……ステータ、９，１０……ステー
タプレート、１１，３３……ロータ、１２，３０
……シヤフト、１３，１４，２９，３１……ベア
リング、１５，２７……蓋部材、２２，２８……
軸受け部、２３……ステータ部材、２４……突出
部、３２……ウエーブワツシヤ、１ａ，１５ａ…
…溝部、１ｂ，１５ｂ，９ａ，１０ａ……穴、２
ｂ，３ｂ，３ａ，２ａ……突部、９ｂ，１０ｂ，
１５ｃ……孔、２１ａ……溝、Ｔ……トルク、θ
……回転角度。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシング１の内部にシヤフト１２によつてロ
   ータ１１を回動可能に配設し、前記シヤフト１２
   の軸線方向と直交する方向において前記シヤフト
   １２を中心とし、かつ、前記ロータ１１との間に
   所定のギヤツプ長を有するように複数個のステー
   タ７，８を前記ロータ１１の上面及び下面にそれ
   ぞれ対向するように環状に配設し、前記ケーシン
   グ１の内部を蓋部材１５で閉塞したロータリーソ
   レノイドであつて、前記ロータ１１を長方形状に
   形成するとともに、対向する短辺をわん曲状に
   し、また、該ロータ１１の肉厚を長手方向に渡つ
   て中心部を厚く形成し、さらに、前記ステータ
   ７，８の上面外側に、前記ロータ１１の外周面と
   所定のギヤツプ長で対向する突部２ａ，３ａを設
   けたことを特徴とするロータリーソレノイド。