JPH0517850Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案はコイルに通電するとその磁力により
回転軸が回動するロータリソレノイドに関する。

「従来の技術」 従来この種のロータリソレノイドは例えば実公
昭39−24417号公報に示すように、永久磁石が使
用されてなく、回転力を、コイルに通電した時の
コイルよりの磁力のみによつて得ているため、大
きな電力を必要とした。

従来において永久磁石をロータに使用したロー
タリソレノイドもあつたが、Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−
Ｓ極が、円板状永久磁石の周面にその周方向に沿
つて等角度間隔で形成され、例えばその二つのＮ
極が一対の固定磁極と対向し、コイルに通電する
と固定磁極がＮ極となり、永久磁石が回転してそ
のＳ極が固定磁極と対向するものである。この場
合はコイルへの通電を停止した状態で永久磁石と
固定磁極との間に磁気的吸引力が作用しているた
め、通電前の状態に永久磁石を回動復帰させるた
めに大きな力を必要とし、この復帰力がばね又は
負荷により常時与えられている場合は、通電によ
り永久磁石を回動させるために、大きな復帰力に
打勝つ必要があり、従つて大きな電力を必要とし
た。

「課題を解決するための手段」 この考案によれば回転軸上に第１回動磁極が挿
通固定され、その第１回転磁極の一面に、軸方向
に着磁された永久磁石が対接され、第１回転磁極
の周面と対向して固定磁極が設けられ、その固定
磁極に対し永久磁石と反対側において回転軸の外
側にこれと同軸的にコイルが設けられ、このコイ
ルに通電することにより発生した磁束が第１回転
磁極と固定磁極との空隙を通過する磁路を構成す
る第１磁気ヨーク手段が設けられ、また永久磁石
の磁束が第１回転磁極と固定磁極との空隙を通過
する磁路を構成する第２磁気ヨーク手段が設けら
れ、回転軸に角度規制板が取付けられ、コイルへ
の通電前の回転軸の角度位置と、コイルへの通電
後の回転軸の角度位置とでそれぞれ角度規制板が
固定部と係合して回転規制が行われ、第１回転磁
極と固定磁極との間隔が通電前の角度位置から通
電後の角度位置に回転軸が回転するに従つて徐々
に狭くなるように第１回転磁極と固定磁極との対
向面の形状が選定されている。

「実施例」 第１図乃至第３図にこの考案の実施例を示す。
磁性体又は非磁性体の回転軸１１上に第１回転磁
極１２が挿通固定される。第１回転磁極１２はこ
の例では第２図に示すように同一形状の半円板状
部１２ａ，１２ｂがその直線部を互いにずらし、
つまり回転軸１１に対し互いに反対方向に偏心さ
せてつき合せた形状とされている。

第１回転磁極１２の一面に、軸方向に着磁され
た円板状永久磁石１３が対接されて回転軸１１上
に挿通固定される。この例では第１回転磁極１２
の永久磁石１３との対接面に凹部１４が形成さ
れ、その凹部１４内に非磁性体の角度規制板１５
が嵌め込まれると共に回転軸１１上に挿通固定さ
れている。

永久磁石１３の第１回転磁極１２と反対の面に
円板状の第２回転磁極１６が対接されて回転軸１
１上に挿通固定される。第１回転磁極１２の永久
磁石１３と反対の面に磁性材の柱状体１７が対接
されて回転軸１１上に挿通固定される。このよう
にして第１回転磁極１２、永久磁石１３、角度規
制板１５、第２回転磁極１６、柱状体１７により
ロータ１８が第３図に示すように構成される。第
１回転磁極１２と柱状体１７とは一体に構成して
もよい。第２回転磁極１６は省略してもよい。

第１回転磁極１２の周面と対向して固定磁極１
９ａ，１９ｂが設けられる。固定磁極１９ａ，１
９ｂは回転軸１１に対して互いに反対に位置して
いる。固定磁極１９ａ，１９ｂの永久磁石１３と
反対側において、つまり柱状体１７と対向する部
分において、回転軸１１及び柱状体１７の外側
に、これと同軸的にコイル２１が配される。コイ
ル２１はボビン２２上に巻かれている。柱状体１
７及びコイル２１の各軸方向の長さはほゞ等しく
されている。第２回転磁極１６の周面と近接対向
して板リング状磁気ヨーク２３が同軸心的に配さ
れる。ロータ１８、固定磁極１９ａ，１９ｂ、コ
イル２１、板リング状磁気ヨーク２３が内部に配
されて円筒状磁気ヨーク２４が設けられる。円筒
状磁気ヨーク２４のコイル２１側の一端は磁性材
の端板２５が嵌込まれて固定され、他端は磁性材
の端板２６で蓋されている。端板２６と板リング
状磁気ヨーク２３との間に非磁性材のスペーサ２
７が介在されて、磁束が端板２６に通らないよう
にされる。固定磁極１９ａ，１９ｂと板リング状
磁気ヨーク２３との間に非磁性材のスペーサ２８
が介在される。固定磁極１９ａ，１９ｂは円筒状
磁気ヨーク２４の内周面と対接され、板リング状
磁気ヨーク２３の外周面は円筒状磁気ヨーク２４
の内周面と対接されている。スペーサ２７−板リ
ング状磁気ヨーク２３−スペーサ２８−固定磁極
１９ａ，１９ｂ−ボビン２２が順次積み重ねられ
て端板２５，２６間に挾まれて保持されている。
端板２５，２６の各中心孔に非磁性材の軸受２
９，３１がそれぞれ固定され、軸受２９，３１に
回転軸１１が挿通されて回動自在に保持されてい
る。

コイル２１に対する通電前の初期状態では、第
２図に示すように第１回転磁極１２の半円板状部
１２ａ，１２ｂの各回転軸１１からの距離が短い
周面部分がそれぞれ固定磁極１９ａ，１９ｂと対
向して第１回転磁極１２と固定磁極１９ａ，１９
ｂとの間隔が大きく、これら間の磁気抵抗が大と
されている。このため永久磁石１３の磁束は第１
図中にφ₁として示すように、永久磁石１３のＮ
極から第１回転磁極１２−柱状体１７−端板２５
−円筒状磁気ヨーク２４−板リング状磁気ヨーク
２３−第２回転磁極１６を順次通つて永久磁石１
３のＳ極に達し、第１回転磁極１２と固定磁極１
９ａ，１９ｂとの間を永久磁石１３の磁束は通ら
ないため、この状態では永久磁石１３の磁束はロ
ータ１８に回転力を与えない。また第２回転磁極
１６と板リング状磁気ヨーク２３との間の空隙は
円形リングとなつており、この各部に均一に磁束
φ₁が通るため永久磁石１３はロータ１８をこの
角度位置に保持させる作用はない。なおこのロー
タ１８の角度位置で角度規制板１５の一端部が固
定磁極１９ａに、他端部が固定磁極１９ｂにそれ
ぞれ図において反時計方向から係合して位置決め
がされている。

この状態でコイル２１に通電して、コイル２１
により発生して柱状体１７を通る磁束が永久磁石
１３の磁束と反対方向となるようにすると、第４
図に示すようにコイル２１により発生した磁束
φ₂は永久磁石１３の磁束φ₃と反発し、柱状体１
７−第１回転磁極１２−固定磁極１９ａ，１９ｂ
−円筒状磁気ヨーク２４−端板２５−柱状体１７
なる通路を通り、永久磁石１３の磁束φ₃は永久
磁石１３のＮ極−第１回転磁極１２−固定磁極１
９ａ，１９ｂ−円筒状磁気ヨーク２４−板リング
状磁気ヨーク２３−第２回転磁極１６−永久磁石
１３のＳ極なる通路を通り、つまり両磁束φ₂，
φ₃が第１回転磁極１２と固定磁極１９ａ，１９
ｂとの間の空隙を通るため、磁気作用により、こ
の空隙が小さくなるように、第２図において時計
方向に第１回転磁極１２が回転力を受けて第５図
に示すように回転して、第１回転磁極１２の半円
板状部１２ａ，１２ｂの回転軸１１からの距離が
長い周面部分がそれぞれ固定磁極１９ａ，１９ｂ
と対向して、第１回転磁極１２と固定磁極１９
ａ，１９ｂとの間隔が小さくなる。この状態で角
度規制板１５の各端部は固定磁極１９ａ，１９ｂ
と時計方向から係合してこの時のロータ１８の角
度位置が規制される。

コイル２１に対する通電を停止すると、永久磁
石１３の磁束は第１図にφ₁として示したように
通るため、永久磁石１３はこの動作時の角度位置
を保持するような力を作用しないため、復帰ばね
又は負荷があれば、第２図に示したコイル通電前
の角度位置にロータ１８は容易に弱い復帰力で復
帰する。なお第４図の磁束φ₂，φ₃の各通路から
理解されるように、この例では柱状体１７、円筒
状磁気ヨーク２４、端板２５が第１磁気ヨーク手
段を構成し、第２回転磁極１６、板リング状磁気
ヨーク２３、円筒状磁気ヨーク２４が第２磁気ヨ
ーク手段を構成している。

第１図において端板２６を非磁性体としてスペ
ーサ２７と一体のものとすることもできる。端板
２５，２６の一方を円筒状磁気ヨーク２４と一体
に構成してもよい。角度規制板１５を磁性体と
し、角度規制板１５と固定磁極１９ａ，１９ｂと
のぶつかり部分に非磁性体を介在させてもよい。
角度規制板１５を磁性体とする時は、第１回転磁
極１２と一体に作ることもできる。角度規制板１
５の回転軸１１への取付け位置は図示例に限ら
ず、任意にすることができ、角度規制板１５と固
定部との係合は固定磁極１９ａ，１９ｂを兼用す
る場合に限らず、他に磁性体又は非磁性体のもの
を用いてもよい。更に上述では第１回転磁極１２
の周面形状を選定して、固定磁極１９ａ，１９ｂ
との間隔が大きい状態と小さい状態とをとるよう
にしたが、例えば前記実公昭39−24417号公報に
示すように、第１回転磁極１２を矩形状とし、固
定磁極１９ａ，１９ｂの第１回転磁極１２との対
向面が、コイル通電前の初期角度位置で回転軸１
１との間隔が大で、コイル通電後の角度位置に近
ずくに従つて回転軸１１に徐々に近ずく形状とし
てもよい。

「考案の効果」 以上述べたようにこの考案においてはコイル２
１に通電しない状態では永久磁石１３はロータ１
８の角度位置を保持するように作用せず、コイル
２１に通電すると、コイル２１により発生した磁
束φ₂と、永久磁石１３の磁束φ₃との両者が第１
回転磁極１２と固定磁極１９ａ，１９ｂとの空隙
を通り、両磁束φ₂，φ₃により第１回転磁極１２
を回動する力が作用するため大きな回転駆動力が
得られ、それだけコイル２１へ供給する電力を小
さくすることができる。

また角度規制板１５の端部の角度幅、つまり固
定磁極１９ａと係合する縁と固定磁極１９ｂと係
合する縁とのなす角度θ₁（第２図）を変えた角度
規制板と交換することにより、種々の動作角度の
ものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す断面図、第２
図はロータ１８がコイル通電前の初期角度位置の
状態にある場合の第１図のAA線断面図、第３図
は第１図中のロータ１８を示す正面図、第４図は
コイル通電時のコイルの磁束φ₂と永久磁石１３
の磁束φ₃の各通路を示す第１図と対応した断面
図、第５図はロータ１８がコイル通電により回転
した状態における第１図のAA線断面図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転軸と、 その回転軸上に挿通固定された第１回転磁極
   と、 その第１回転磁極の一面に対接され、軸方向に
   着磁された永久磁石と、 上記第１回転磁極の周面と対向して設けられた
   固定磁極と、 その固定磁極に対し、上記永久磁石と反対側に
   おいて、上記回転軸の外側にこれと同軸的に設け
   られたコイルと、 上記コイルに対する通電により発生した磁束が
   上記第１回転磁極と上記固定磁極との空隙を通過
   する磁路を構成する第１磁気ヨーク手段と、 上記永久磁石の磁束が上記第１回転磁極と上記
   固定磁極との空隙を通過する磁路を構成する第２
   磁気ヨーク手段と、 上記回転軸に取付けられ、上記コイルに対する
   通電前の上記回転軸の角度位置と、コイルに対す
   る通電後の上記回転軸の角度位置とでそれぞれ固
   定部と係合して回転規制を行う角度規制板とを有
   し、 上記第１回転磁極と、上記固定磁極との間隔が
   上記通電前の角度位置から上記通電後の角度位置
   に上記回転軸が回転するに従つて徐々に狭くなる
   ようにこれら第１回転磁極と固定磁極との対向面
   の形状が選定されているロータリソレノイド。