JP2002110420A

JP2002110420A - ロータリソレノイド

Info

Publication number: JP2002110420A
Application number: JP2000296953A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kusui; 健一楠井
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】可動子の回転角度が決定されるためのストッパ
を有する著しく小型なロータリソレノイドを簡単な構造
で提供すること。【解決手段】フレームの脚部にコイルの巻回されたボビ
ンを偶数個挿入し、永久磁石、ヨーク及びシャフトから
なる可動子が自在に回転するロータリソレノイドにおい
て、ボビンに突起を設けたことにより、可動子の回転角
度を決定したことを特徴とするロータリソレノイド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明はロータリソレノイドの構
造、及び小型化に関する。

【０００２】

【従来の技術】図7は従来のロータリソレノイドの断面
図である。図7において2はボビン、3はコイル、7はシャ
フト、8はケース、9はベアリングボール、10はアーマチ
ュアプレート、11は可動子、12はスリーブ、13はベース
である。

【０００３】ケース8の外側とアーマチュアプレート10
にはそれぞれ同心円上に傾斜のついた溝（ボールレース
溝）が複数個設けられ、ボールレース溝にはベアリング
ボールが収装されている。ベース13は円盤型で中央が周
囲よりも厚く成形されている。アーマチュアプレート10
には可動子11が連結され、可動子11には中央に穴が設け
られ、前記穴にシャフト7が貫通されている。シャフト7
はスリーブ12によってベース13に支持されている。ケー
ス8にはコイル3が巻回されたボビン2が配置され、ベー
ス13の中央の厚い部分がボビン2の中空部に嵌合し、ケ
ース8の口部が周囲の円盤部分を被うごとく配置されて
いる。

【０００４】次に従来のロータリソレノイドの動作につ
いて説明する。コイル3に通電を行うとコイル3は磁力を
発生する。コイル3に発生した磁力はケース8、ベース13
に磁気回路を構成する。可動子11はベース13に生じた磁
束に吸引される。この時、アーマチュアプレート10は複
数個のベアリングボール9で支えられているため、ベア
リングボール9がケース8に施された傾斜のある溝（ボー
ルレース溝）の高部から低部へ転がっていくに従って、
アーマチュアプレート10は回転しながらボールレース溝
の最下部まで下って行く。それに伴い、シャフト7はア
ーマチュアプレート10の回転角度と等しい一定の角度を
回転する。回転角度はボールレース溝の長さで決定され
る。

【０００５】しかし、上述のロータリソレノイドは、ボ
ールレース溝をケース8に設け、アーマチュアプレート1
0を設けたために空間的なスペースを多く取り、軸方向
の小型化が困難であった。そこで、考えられたのが第2
の従来例である。

【０００６】第2の従来例について図4〜図6に基いて説
明する。図4(a)は第2の従来例のケース8の平面図、図4
(b)は第2の従来例の縦断面図、図5は第2の従来例のステ
ータ14の横断面図、図6は第2の従来例の組立図である。
図4〜図6において2及び2’はボビン、3及び3’はコイ
ル、4及び4’は軸受、6及び6’は永久磁石、7はシャフ
ト、8及び8’はケース、14はステータ、14a及び14a’は
突起部、15は永久磁石の保持器、16及び16’はインサー
ト金具である。

【０００７】図6に示すように、ケース8及び8’は浅い
盆状で底部には、シャフト7を貫通させるための穴8aと
穴8’aがそれぞれ設けられている。穴8aと穴8’aの周囲
には、軸受4及び4’の位置を固定するための円周状の突
起が設けられている。

【０００８】また、ケース8’の向かい合う辺部にはイ
ンサート成形されたインサート金具16及び16’が直立し
ている。一方、ケース8は向かい合う辺部が内側に張り
出した形状になっており、ソレノイドを組み立てる際に
インサート金具16及び16’を嵌合させるための穴8b及び
8b’が設けられている。

【０００９】図5はステータ14の横断面図である。ステ
ータ14は中空で、内周部に略Y字型の突起部14a及び14
a’を嵌合させるための凹みがそれぞれ向かい合うよう
に設けられている。突起部14a及び14a’をステータ14の
凹みに嵌合させると、向かい合う突起部14a及び14a’の
先端同志は、ステータ14の内部に円形の空間を形成す
る。また、ステータ14は向かい合う辺部が内側に張り出
した形状になっており、ソレノイドを組み立てる際にイ
ンサート金具16及び16’を嵌合させるための穴14b及び1
4b’が設けられている。

【００１０】永久磁石6及び6’はそれぞれ弓形形状をし
ており、永久磁石6は外側がN極に内側がS極に着磁され
ている。一方、永久磁石6’は外側がS極に内側がN極に
着磁されている。

【００１１】永久磁石の保持器15は、非磁性材料からな
り、釣り鐘型で底部にはシャフト7を貫通させるための
穴が設けられている。

【００１２】次にこれらの部品の組み立て方について図
６に基いて説明する。可動子の組み立ては、シャフト7
に永久磁石6及び6’を貼り付ける。その上に非磁性材料
からなる釣り鐘型の永久磁石の保持器15を被せる。

【００１３】ケース8の穴8a及びケース8’の穴8’aの周
囲に設けられた円周状の突起に軸受4及び4’を勘合させ
る。

【００１４】ステータ14のY字型の突起部14a及び14a’
の脚部にコイル3及び3’が巻回されたボビン2及び2’を
貫通させる。更に、ステータ14の内径に設けられた凹み
に、突起部14a及び14a’を嵌合させる。その後、コイル
3及び3’を連結させる。

【００１５】次に、ステータ14の穴14b及び14b’にケー
ス8’にインサート成形されたインサート金具16及び1
6’を貫通させる。更に、ステータ14の突起部14a及び14
a’によって形成される円形の空間に、先に組み立てた
可動子を貫通させるごとく配置し、軸受4及び4’にシャ
フト7を貫通させる。ケース8の穴8b及び8b’にインサー
ト金具16及び16’を嵌合させるごとくケース8をステー
タ14に重ねる。

【００１６】次に第2の従来例のロータリソレノイドの
動作について説明する。コイル3及び3’に通電するとコ
イル3及び3’は磁力を発生し、ステータ14の突起部14
a、ステータ14の外周部、ステータ14の突起部14a’に磁
気回路が構成される。この時、ステータ14の突起部14a
はN極の磁性を帯び、ステータ14の突起部14a’はS極の
磁性を帯びる。永久磁石6は外側がN極に着磁されている
ので、S極の磁性を帯びたステータ14の突起部14a’に引
き付けられる。また、永久磁石6’は外側がS極に着磁さ
れているので、N極の磁性を帯びたステータ14の突起部1
4aに引き付けられる。よって、可動子は回転する。

【００１７】コイル3及び3’への通電方向を逆にする
と、先程とは逆向きに磁力が発生する。ステータ14の突
起部14aはS極の磁性を帯び、ステータ14の突起部14a’
はN極の磁性を帯びる。永久磁石6は外側がN極に着磁さ
れているので、N極の磁性を帯びたステータ14の突起部1
4a’に反撥する。また、永久磁石6’は外側がS極に着磁
されているので、S極の磁性を帯びたステータ14の突起
部14aに反撥する。よって、可動子は先程とは逆方向に
回転する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】第2の従来例にはスト
ッパが設けられていないために、可動子がステータ14の
突起部14a及び14a’と向き合う位置まで回転すると、永
久磁石6及び6’と逆の磁性を帯びたステータ14の突起部
14a及び14a’がそれぞれ引き合ってしまい、そこで可動
子の回転は止まり均衡状態になってしまう。そのため
に、可動子を継続的に回転させるためには、可動子の回
転角度を決定するためのストッパを設ける必要がある。
第2の従来例では、ストッパを装置側に設けるか、ある
いはケース8もしくは8’の外側に設ける方法を採用して
いた。そのために、小型化が困難であり、外観がコンパ
クトではなかった。

【００１９】また、第2の従来例はステータ14の内周に
突出部14aを設けるので、ステータ14内にデッドスペー
スが生じ、径方向の小型化が困難であり、部品点数が多
いために、組立工程に手間が掛かった。本発明は、上記
問題に鑑みてなされたものであり、著しく小型で一定角
度を回転するロータリソレノイドを簡単な構造で提供す
るものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、フレ
ームの脚部にコイルの巻回されたボビンを偶数個挿入し
たことで簡単な構造を実現し、ボビンに突起を設けたこ
とで、永久磁石、ヨーク及びシャフトからなる可動子の
回転角度が決定されることを実現した。

【００２１】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1(a)本発明の一実施例の平面図、図1
(b)は本発明の一実施例の縦断面図、図2は本発明の断面
斜視図、図3は本発明の一実施例の組立図である。図1に
おいて、1はフレーム、2及び2’はボビン、2a及び2’a
はストッパ、3及び3’はコイル、4は軸受、5はヨーク、
６は永久磁石、７はシャフトである。

【００２２】フレーム1は磁性材料からなり、U字型をし
ており、脚部1a及び1a’と底部1bを有する。底部1bに
は、シャフト7を貫通させるための穴1cが設けられてい
る。ボビン2及び2’は非磁性材料からなり、ボビン2及
び2’の鍔部には可動子の回転角度を制限するためのス
トッパ2a及び2’aが直立するごとく一体成形されてい
る。また、ストッパ2aはソレノイドを装置等に取り付け
る際の端子としての機能も兼ね備えている。

【００２３】軸受4は筒状で、上部は永久磁石6及びヨー
ク5を支持するための鍔4aが設けられている。永久磁石6
は、円盤状で半円ずつN極、S極に着磁され、裏面には表
とは逆の極性が現われるように着磁されている。中央に
はシャフト7を貫通させるための穴が設けられている。
ヨーク5は可動子の回転角度を決定するための突起5a及
び5a’が向かい合うように設けられている。中央にはシ
ャフト7を貫通させるための穴が設けられている。

【００２４】次にこれらの部品の組み立て方について図
3に基いて説明する。可動子の組立は、ヨーク5に永久磁
石6を貼りつけ、ヨーク5と永久磁石6に設けられた穴に
シャフト7を貫通させる。ボビン2にコイル3を、ボビン
2’にコイル3’をそれぞれ巻回する。次に、コイル3の
巻き終わりとコイル3’の巻き始めとを連結する。フレ
ーム1の脚部1a及び1a’にボビン2及び2’の中空部を貫
通させる。軸受4をボビン2及び2’の間に配置し、底部
をフレーム1の穴1cに嵌合させる。最後に、先程組み立
てた可動子のシャフト7を軸受4の中空部に貫通させる。

【００２５】次に本発明の動作について説明する。コイ
ル3及び3’に通電を行うとコイル3及び3’に磁力が発生
し励磁状態となる。このとき、コイル3とコイル3’に流
れる電流の方向は逆向きになる。従って、形成される磁
界の方向も逆向きになる。よって、フレーム1の脚部1a
と1a’はそれぞれ逆の磁性を帯びる。N極の磁性を帯び
た脚部は永久磁石のN極と反撥し、逆に永久磁石のS極に
引き付けられる。S極の磁性を帯びた脚部は永久磁石のS
極と反撥し、逆に永久磁石のN極に引き付けられる。よ
って、可動子はストッパに衝突するまでの一定角度を回
転する。コイル3及び3’への通電を逆にすると、先程と
は逆向きに磁力が発生する。よって、可動子は先程とは
逆方向にストッパに衝突するまでの一定角度を回転す
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の効果としては、簡単な構造で、
ストッパの機能を有するロータリソレノイドの著しい小
型化が可能になり、産業上の利用可能性大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図1】(a)本発明の一実施例の平面図 (b)本発明の一実施例の縦断面図

【図2】本発明の断面斜視図

【図3】本発明の一実施例の組立図

【図4】(a) 第2の従来例のケース8の平面図 (b) 第2の従来例の縦断面図

【図5】第2の従来例のステータ14の横断面図

【図6】第2の従来例の組立図

【図7】従来のソレノイドの断面図

【符号の簡単な説明】

1．フレーム 1a．脚部 1a’．脚部 1b．底部 1c．穴 2．ボビン 2’．ボビン 2a．ストッパ 2’a．ストッパ 3．コイル 3’．コイル 4．軸受 4a．鍔 4’．軸受 5．ヨーク 5a．突起 5a’．突起 6．永久磁石 6’．永久磁石 7．シャフト 8．ケース 8’．ケース 9．ベアリングボール 10．アーマチュアプレート 11．可動子 12．スリーブ 13．ベース 14．ステータ 14a．突出部 14a’．突出部 14ｂ．穴 14ｂ’．穴 15．永久磁石の保持器 16．インサート金具 16’．インサート金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレームの脚部にコイルの巻回されたボビ
ンを偶数個挿入し、永久磁石、ヨーク及びシャフトから
なる可動子が自在に回転するロータリソレノイドにおい
て、ボビンに突起を設けたことにより、可動子の回転角
度を決定したことを特徴とするロータリソレノイド。
【請求項２】ボビンに設けられた突起は、ロータリソレ
ノイドの取り付け用端子であることを特徴とする請求項
1記載のロータリソレノイド。