JPH0628208B2 - Rotary solenoid device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リラクタンス型のロータリソレノイド装置に
関するものである。The present invention relates to a reluctance type rotary solenoid device.

周知のリラクタンス型のロータリソレノイドは、出力ト
ルクが大きく、マグネツトを使用しないので、構成が簡
素化される特徴がある。しかし次に述べる欠点がある。
リラクタンス型の場合には、作動時に大きい機械音を発
生し、又回転の初期において回転トルクが大きく、末期
においては著しく小さくなる欠点がある。又上記した作
動音の発生を小さくする為に、回転子を内転型としたこ
とも知られている。この装置は、回転子の径が小さい為
に出力トルクが小さく、又構成が錯雑となり高価とな
り、広い用途が見出せない現状にある。又出力トルクの
平坦性がないので、サーボ装置を付加することが困難と
なつている。The known reluctance type rotary solenoid has a feature that the output torque is large and a magnet is not used, so that the structure is simplified. However, it has the following drawbacks.
In the case of the reluctance type, there is a drawback that a large mechanical noise is generated at the time of operation, the rotational torque is large at the initial stage of rotation, and the rotational torque becomes extremely small at the final stage. It is also known that the rotor is an inversion type rotor in order to reduce the generation of the operating noise. This device has a small output torque due to the small diameter of the rotor, is complicated in structure, is expensive, and cannot be widely used. Further, since the output torque is not flat, it is difficult to add a servo device.

出力トルクを平坦とする為に、磁極と突極の形状を変更
する先行技術もいくつか知られているが、構成よりみて
量産性がなく、従つて実用化が困難となる欠点を有して
いる。There are some known prior arts in which the shapes of the magnetic poles and salient poles are changed in order to make the output torque flat, but they have the drawback of not being mass-producible in view of the configuration and thus making practical application difficult. There is.

本発明装置は、上述した欠点を除去したことに特徴を有
するものである。The device of the present invention is characterized by eliminating the above-mentioned drawbacks.

上述した特徴を有するリラクタンス型の本発明装置を実
施例について、その詳細を説明する。An example of the reluctance type device of the present invention having the above-mentioned features will be described in detail.

第１図は、本発明装置を側方よりみた外観の図面、第２
図は、第１図の点線Ａで示す断面をＢ方向よりみた断面
図である。FIG. 1 is a side view of the device of the present invention viewed from the side, and FIG.
The drawing is a cross-sectional view of the cross section indicated by the dotted line A in FIG.

第１，２図は同一部材を同一記号で示してあるので、第
１，２図と併せてその構成を説明する。1 and 2 show the same members with the same symbols, the structure thereof will be described together with FIGS.

第１図において、記号６で示すものは、第２図で断面が
示されてるように、カツプ状の鉄粉若しくは珪素鋼板の
焼結体により作られた磁性体回転子である。In FIG. 1, what is indicated by reference numeral 6 is a magnetic rotor made of a cup-shaped iron powder or a sintered body of a silicon steel sheet, as shown in the cross section in FIG.

外周円筒の内側には、突極６ａ，６ｂが設けられている
が、この詳細については、第３図につき後述する。The salient poles 6a and 6b are provided inside the outer peripheral cylinder, the details of which will be described later with reference to FIG.

第１図の記号３ａで示すものは、第２図に断面を示すよ
うに、回転子６と同じ材質で作られた円環状の磁性体で
ある。The symbol 3a in FIG. 1 is an annular magnetic body made of the same material as the rotor 6, as shown in the cross section in FIG.

第１図の記号３ｂで示すものも同じく円環状の磁性体
で、前者とともに固定子となるものである。The symbol 3b in FIG. 1 is also an annular magnetic body, and is a stator together with the former.

固定子３ａ，３ｂの中央円孔は、第２図の記号７で示す
点で圧接され、磁気的に結合されている。The central circular holes of the stators 3a and 3b are pressed and magnetically coupled at a point indicated by symbol 7 in FIG.

円環状磁性体３ａ，３ｂの対向面内には、励磁コイル14
が装着されている。The exciting coil 14 is provided in the opposing surfaces of the annular magnetic bodies 3a and 3b.
Is installed.

円環状磁性体３ａの外側は析曲されて、磁極４ａ，４ｃ
が作られている。又円環状磁性体３ｂの外側にも同じ手
段により磁極４ｂ，４ｄが作られている。第１図の磁極
４ａ，４ｂ及び磁極４ｃ，４ｄは重なつて同じ位相の位
置にある。第２図において、磁極が点線で示してあるの
は、断面図で磁極を表示できないので、その形状を明確
とする為に点線で図示したものである。The outside of the ring-shaped magnetic body 3a is bent to form magnetic poles 4a and 4c.
Is made. Magnetic poles 4b and 4d are also formed on the outside of the annular magnetic body 3b by the same means. The magnetic poles 4a and 4b and the magnetic poles 4c and 4d in FIG. 1 are overlapped and in the same phase position. In FIG. 2, the magnetic poles are shown by the dotted lines because the magnetic poles cannot be displayed in the cross-sectional view, and therefore the magnetic poles are shown by the dotted lines in order to clarify the shape.

第２図の記号９は、負荷11及び増速歯車（例えばスター
ギアであるが、回転軸により直接に負荷が駆動できると
きには不要である。）が収納されている筐体の右側の側
板である。筐体は省略して図示していない。円環状磁性
体３ａは、ビス８ａ，８ｂにより側板９に固定されてい
る。Symbol 9 in FIG. 2 is a side plate on the right side of the housing in which the load 11 and the speed-increasing gear (for example, a star gear, but not necessary when the load can be directly driven by the rotating shaft) are housed. . The case is omitted and not shown. The annular magnetic body 3a is fixed to the side plate 9 with screws 8a and 8b.

固定子３ａ，３ｂの中央円孔には、金属円筒２が圧入さ
れている。回転軸１には、ボール溝12ａ，12ｂが円周上
に設けられ、これにリテーナ（図示せず）を介して、ス
チールボール13ａ，13ｂ，…が挿入されている。The metal cylinder 2 is press-fitted into the central circular holes of the stators 3a and 3b. Ball grooves 12a, 12b are provided on the circumference of the rotary shaft 1, and steel balls 13a, 13b, ... Are inserted into the ball grooves 12a, 12b via a retainer (not shown).

スチールボール13ａ，13ｂ，…は、円筒２とボール溝12
ａ，12ｂの間に介在してボールベアリングを構成してい
る。かかるボールベアリングは、図示するように、全く
同じ構成のものが左側に設けられている。The steel balls 13a, 13b, ... Are the cylinder 2 and the ball groove 12
A ball bearing is formed by interposing between a and 12b. As shown in the drawing, such a ball bearing has exactly the same structure and is provided on the left side.

回転子６の中央部は、回転軸１と固着しているので、回
転子６は回動自在に支持されている。このときに、突極
６ａ，６ｂと磁極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの対向面の
空隙は小さい程出力トルクが大きくなるので、50ミクロ
ン位とされている。Since the central portion of the rotor 6 is fixed to the rotary shaft 1, the rotor 6 is rotatably supported. At this time, the smaller the gap between the facing surfaces of the salient poles 6a, 6b and the magnetic poles 4a, 4b, 4c, 4d is, the larger the output torque becomes, so that the gap is set to about 50 microns.

回転軸１は左右に移動できるように支持されているが、
右方への移動は、回転軸１が、ダストカバー５に当接す
ることにより、左方への移動は、図示していないが、増
速歯車10若しくは負荷11に設けた抑止機構により抑止さ
れている。The rotating shaft 1 is supported so as to be movable left and right,
The rightward movement is prevented by the rotation shaft 1 coming into contact with the dust cover 5, and the leftward movement is restrained by a restraining mechanism provided in the speed increasing gear 10 or the load 11, although not shown. There is.

ダストカバー５は、カツプ状のプラスチツク成型体で、
その開口部はビスにより、側板９に密着して固定されて
いる。The dust cover 5 is a cup-shaped plastic molded body,
The opening is closely fixed to the side plate 9 with a screw.

突極６ａ，６ｂと磁極４ａ，４ｂ，…との対向面の空隙
は僅少なので、この空隙に空気中の塵埃が入ると回転不
能となる。ダストカバー５は、この欠点を除去する為の
ものである。Since the gap between the facing surfaces of the salient poles 6a, 6b and the magnetic poles 4a, 4b, ... Is small, if dust in the air enters this gap, it cannot rotate. The dust cover 5 is for removing this defect.

負荷11の収納された筐体の側板９を利用してダストカバ
ー５とともに塵埃の混入を防止しているが、側板９を独
立に使用してもよい。このときには、側板９の中央空孔
９ａに、塵埃の侵入を防止するシール装置（グリスのよ
うなもの）が必要となる。Although the side plate 9 of the housing in which the load 11 is housed is used to prevent dust from mixing with the dust cover 5, the side plate 9 may be used independently. At this time, a sealing device (such as grease) that prevents dust from entering the central hole 9a of the side plate 9 is required.

突極６ａ，６ｂの巾は90度で等しいピツチで配設されて
いる。磁極４ａ，４ｃも巾がほぼ90度で等しいピツチで
配設されている。磁極４ｂ，４ｄは同じ位相の位置にあ
る。The salient poles 6a and 6b have a width of 90 degrees and are arranged in the same pitch. The magnetic poles 4a and 4c are also arranged in the same pitch with a width of about 90 degrees. The magnetic poles 4b and 4d are in the same phase position.

突極，磁極は軸対称の位置にあることが必要である。こ
れは互いの吸引力を打消す為である。The salient poles and magnetic poles must be in axially symmetrical positions. This is to cancel each other's attraction.

突極の数を増加することができるが、実用的には45度の
巾で４個までである。It is possible to increase the number of salient poles, but in practice it is up to 4 in a width of 45 degrees.

第１，２図の記号７ａ，７ｂで示すものは、突出部でビ
ス孔８ｃ，８ｄにはビス８ａ，８ｂが螺着されるもので
ある。Reference numerals 7a and 7b in FIGS. 1 and 2 indicate that the screws 8a and 8b are screwed into the screw holes 8c and 8d at the projecting portions.

磁極４ａ，４ｂ，…と突極６ａ，６ｂの対向面の空隙は
前述したように50ミクロン位であるが、この空隙長を保
持して量産することにはいくつかの困難を伴なうもので
ある。又空隙長が小さくなる程出力トルクが増加するの
で、空隙長が小さいことが望ましい。The air gap between the facing surfaces of the magnetic poles 4a, 4b, ... And the salient poles 6a, 6b is about 50 microns as described above, but there are some difficulties in mass production while maintaining this air gap length. Is. Since the output torque increases as the gap length decreases, it is desirable that the gap length be small.

本発明装置が、上述した目的が達成できる理由を次に説
明する。円筒２の内径は、５ミクロン位の精度で加工さ
れる。円環状磁性体３ａ，３ｂはともに、鉄の焼結体に
より作られ、円筒２の外側に圧入され、記号７部で衝合
される。このときに、励磁コイル14を枠巻してから固化
されたものが、図示の位置に装着される。The reason why the device of the present invention can achieve the above-mentioned object will be described below. The inner diameter of the cylinder 2 is processed with an accuracy of about 5 microns. Both of the ring-shaped magnetic bodies 3a and 3b are made of a sintered iron body, press-fitted to the outside of the cylinder 2, and abutted at the symbol 7 part. At this time, the exciting coil 14 frame-wound and then solidified is mounted at the position shown in the figure.

次に、円筒２を円柱状の支軸に嵌合し、これを回転しな
がら、外側部即ち磁極４ａ，４ｂ，…を研磨することに
より、円筒２の内面と磁極面までの長さの精度を５ミク
ロン以内の公差に仕上げることができる。この場合に同
時に複数個の固定子を、同じ支軸に固定して研磨するこ
とができるので量産性がある。Next, the cylinder 2 is fitted to a cylindrical support shaft, and while rotating the support shaft, the outer portions, that is, the magnetic poles 4a, 4b, ..., Are polished, whereby the accuracy of the length between the inner surface of the cylinder 2 and the magnetic pole surface is improved. Can be finished to within 5 microns. In this case, a plurality of stators can be fixed to the same spindle at the same time and polished, so that there is mass productivity.

回転子６を回転軸１に固定した後に、回転軸１を回転し
ながら、突極６ａ，６ｂの内側を研磨して、回転軸１の
外周面と突極６ａ，６ｂの磁極との対向面までの長さを
５ミクロン位の精度に仕上げることができる。回転軸１
のボール溝（12ａ，12ｂ）の深さ及びスチールボール13
ａ，13ｂの径の精度は周知の手段により数ミクロンの公
差に仕上げることも容易である。After fixing the rotor 6 to the rotating shaft 1, the inner surface of the salient poles 6a and 6b is polished while rotating the rotating shaft 1 to face the outer peripheral surface of the rotating shaft 1 and the magnetic poles of the salient poles 6a and 6b. Can be finished to an accuracy of about 5 microns. Rotating shaft 1
Depth of ball grooves (12a, 12b) and steel balls 13
The accuracy of the diameters of a and 13b can be easily finished to a tolerance of several microns by a known means.

上述した工作手段より理解されるように、量産時におい
ても、突極と磁極の対向面を50ミクロン±10ミクロンの
空隙長を保持して作ることができる特徴がある。As can be understood from the working means described above, even in mass production, there is a feature that the facing surfaces of the salient poles and the magnetic poles can be formed while maintaining a gap length of 50 microns ± 10 microns.

円筒２にはボール溝がないので、固定子３ａ，３ｂと回
転子６との組立作業は容易となる。Since the cylinder 2 has no ball groove, the assembling work of the stators 3a and 3b and the rotor 6 becomes easy.

円筒２の内側に、摺動軸承を圧入して回転軸１を支持す
る場合においても上述した工作手段により、空隙長を所
定の小さい値に保持することができるものである。Even when the sliding bearing is press-fitted into the inside of the cylinder 2 to support the rotary shaft 1, the gap length can be maintained at a predetermined small value by the working means described above.

次に第３図につき、本発明装置の出力トルクについて説
明する。Next, referring to FIG. 3, the output torque of the device of the present invention will be described.

第３図は、前述した突極６ａ，６ｂ及び磁極４ａ，４
ｂ，…の展開図である。FIG. 3 shows the salient poles 6a, 6b and the magnetic poles 4a, 4 described above.
It is a development view of b, ....

固定子３ａには、磁極４ｃ，４ａが、又固定子３ｂに
は、磁極４ｂ，４ｄが設けられている。回転子６には突
極６ａ，６ｂが突出して設けられている。磁極４ｃ，４
ａの巾は９０度でそれぞれ９０度離間する。磁極４ｄ，
４ｂも同じく９０度の巾で同位相で互いに９０度離間し
ている。突極６ａ，６ｂの巾は９０度で互いに９０度離
間し、磁極４ｃ，４ａ，４ｄ，４ｂと僅かな空隙を介し
て対向する。The stator 3a is provided with magnetic poles 4c and 4a, and the stator 3b is provided with magnetic poles 4b and 4d. The rotor 6 is provided with salient poles 6a and 6b protruding. Magnetic poles 4c, 4
The widths of a are 90 degrees and are separated by 90 degrees. Magnetic pole 4d,
4b are also 90 degrees apart and are 90 degrees apart from each other in the same phase. The salient poles 6a and 6b have a width of 90 degrees and are separated from each other by 90 degrees, and face the magnetic poles 4c, 4a, 4d and 4b with a slight gap.

第２図の励磁コイル１４に通電すると、これにより発生
する磁束は、磁性体３ａ→磁極４ａ→突極６ａ→磁極４
ｂ→磁性体３ｂ→磁性体３ａの径路で閉じられ、又同時
に磁性体３ａ→磁極４ｃ→突極６ｂ→磁極４ｄ→磁性体
３ｂ→磁性体３ａの径路で閉じられる。When the exciting coil 14 of FIG. 2 is energized, the magnetic flux generated by the exciting coil 14 is the magnetic substance 3a → the magnetic pole 4a → the salient pole 6a → the magnetic pole 4
The path is closed by b → magnetic body 3b → magnetic body 3a, and at the same time closed by the path of magnetic body 3a → magnetic pole 4c → salient pole 6b → magnetic pole 4d → magnetic body 3b → magnetic body 3a.

第３図に示すように、磁極４ｃ，４ｄの左端は突極６ｂ
の右端と対向部が少し重畳し、磁極４ａ，４ｂの左端も
突極６ａの右端と対向部が少し重畳している。従って対
向部の磁束は対向面にほぼ垂直なので回転子６のトルク
に余り寄与しないが、対向部両側の洩れ磁束により、突
極６ａ，６ｂはそれぞれ磁極４ａ，４ｂと磁極４ｃ，４
ｄに吸引されて突極６ａ，６ｂを矢印Ｃ方向に回転せし
めるトルクを発生する。回転子６若しくは第２図の負荷
11には、バツクスプリングが掛けられて、矢印Ｄ方向に
駆動力が作用している。しかし両者のいずれかに設けた
抑止機構により、図示の位置で回転子６は停止している
ものである。As shown in FIG. 3, the left ends of the magnetic poles 4c and 4d are salient poles 6b.
Of the salient pole 6a is slightly overlapped with the right end of the salient pole 6a. Therefore, since the magnetic flux of the facing portion is substantially perpendicular to the facing surface, it does not contribute much to the torque of the rotor 6, but the salient poles 6a and 6b cause the magnetic poles 4a and 4b and the magnetic poles 4c and 4 due to the leakage magnetic flux on both sides of the facing portion.
A torque is generated that is attracted by d to rotate the salient poles 6a and 6b in the direction of arrow C. Rotor 6 or load of Fig. 2
A back spring is applied to 11 and a driving force acts in the direction of arrow D. However, the rotor 6 is stopped at the position shown in the figure by the restraining mechanism provided in either of them.

点線Ｅで示す点より上側の突極６ａ，６ｂは、それぞれ
磁極４ａ，４ｃと対向し、点線Ｆで示す点より下側の突
極６ａ，６ｂは、それぞれ磁極４ｂ，４ｄと対向してい
る。The salient poles 6a and 6b above the point indicated by the dotted line E face the magnetic poles 4a and 4c, respectively, and the salient poles 6a and 6b below the point indicated by the dotted line F face the magnetic poles 4b and 4d, respectively. .

磁極４ａ，４ｃと突極６ａ，６ｂの点線Ｅより上の部分
の対向部による出力トルクは、各対向面が矩形となつて
いるので、第４図のグラフのトルク曲線16ａのようにな
る。The output torque of the facing portions of the magnetic poles 4a, 4c and the salient poles 6a, 6b above the dotted line E is as shown by the torque curve 16a in the graph of FIG. 4 because the facing surfaces are rectangular.

トルク曲線１６ａの詳細を次に説明する。突極６ａ，６
ｂにより得られるトルクは全く同じものとなるので、突
極６ａについて説明する。The details of the torque curve 16a will be described below. Salient poles 6a, 6
Since the torque obtained by b is exactly the same, the salient pole 6a will be described.

突極６ａの右端と磁極４ａの左端との対向面積は図示の
ように小さくなっているので、対向部で磁束は飽和して
いる。従って端部より洩れる磁束量が大きく、この磁束
により矢印Ｃ方向のトルクが発生する。突極６ａが矢印
Ｃ方向に移動すると突極６ａと磁極４ａの対向面積が増
大するので、上述した磁気飽和現象が漸減し、従って上
記した洩れ磁束も漸減して矢印Ｃ方向の出力トルクも漸
減するので出力トルクは曲線１６ａに示す形状となる。
このときに磁極４ａと突極６ａの対向部の磁束は対向面
に垂直方向となっているので出力トルクに無関係な力と
なっている。Since the facing area between the right end of the salient pole 6a and the left end of the magnetic pole 4a is small as shown in the figure, the magnetic flux is saturated at the facing portion. Therefore, the amount of magnetic flux leaking from the end is large, and this magnetic flux generates torque in the direction of arrow C. When the salient pole 6a moves in the direction of arrow C, the facing area between the salient pole 6a and the magnetic pole 4a increases, so that the above-mentioned magnetic saturation phenomenon gradually decreases, and thus the above-mentioned leakage flux also gradually decreases and the output torque in the direction of arrow C also gradually decreases. Therefore, the output torque has the shape shown by the curve 16a.
At this time, the magnetic flux of the facing portion between the magnetic pole 4a and the salient pole 6a is in the direction perpendicular to the facing surface, and therefore has a force unrelated to the output torque.

磁極４ｂ，４ｄと突極６ａ，６ｂの点線Ｆより下の部分
の対向面による出力トルクは、各対向面はくさび型とな
つているので、回転の初期はトルクが小さく、末期が大
きくなり、第４図のグラフのトルク曲線16ｂのようにな
る。次にその理由を説明する。The output torque of the opposing surfaces of the magnetic poles 4b and 4d and the salient poles 6a and 6b below the dotted line F is wedge-shaped on each of the opposing surfaces, so the torque is small at the beginning of rotation and becomes large at the end. It becomes like the torque curve 16b in the graph of FIG. Next, the reason will be described.

突極６ａと磁極４ｂの対向部はくさび型となり、回転の
進行とともに、矢印Ｃで示す斜め方向（回転方向に対し
て）の磁力線が増加して、トルクの減少を防止して、ト
ルクを増大せしめるからである。突極６ｂと磁極４ｄに
ついても矢印Ｈ方向の磁力線により事情は全く同じであ
る。The opposing portions of the salient poles 6a and the magnetic poles 4b are wedge-shaped, and as the rotation progresses, the lines of magnetic force in the oblique direction (with respect to the rotation direction) shown by the arrow C increase to prevent the torque from decreasing and increase the torque. This is because it is strict. The situation is exactly the same for the salient poles 6b and the magnetic poles 4d due to the lines of magnetic force in the arrow H direction.

両者のトルクの合成トルクが曲線16ｂとなるものであ
る。The combined torque of both torques becomes a curve 16b.

出力トルク16ａ，16ｂの合成トルクはトルク曲線17とな
り、平坦な特性となる。点線18ａ，18ｂの間の矢印18の
部分のみを利用すると平坦部のみを使用できる特徴があ
る。The combined torque of the output torques 16a and 16b becomes a torque curve 17, which has a flat characteristic. If only the portion of the arrow 18 between the dotted lines 18a and 18b is used, only the flat portion can be used.

第３図の点線15ａ，15ｂに示すように、突極６ａ，６ｂ
の下側の斜面部を曲線として変更すると、トルク曲線16
ｂの形状は変更され、又逆に点線15ａ，15ｂを下側に膨
出せしめると、曲線16ｂの形状は反対方向に変更され
る。As shown by dotted lines 15a and 15b in FIG. 3, salient poles 6a and 6b
If you change the slope on the lower side of the
The shape of b is changed, and conversely, when the dotted lines 15a and 15b are bulged downward, the shape of the curve 16b is changed in the opposite direction.

上述した変更により、トルク曲線16ｂを点線16ｃで示す
ように変更すると、合成トルク曲線17の平坦性を更に良
好とすることができる効果がある。By changing the torque curve 16b as shown by the dotted line 16c by the above-mentioned change, there is an effect that the flatness of the combined torque curve 17 can be further improved.

突極６ａ，６ｂの斜面部は、第２図の突極６ａ，６ｂの
断面図より推察されるように、回転子６の左側即ち開口
部に設けられている。従つて、回転子６を鉄粉の焼結体
で作るときに製作が容易となる効果がある。The sloped portions of the salient poles 6a, 6b are provided on the left side of the rotor 6, that is, in the openings, as inferred from the sectional view of the salient poles 6a, 6b in FIG. Therefore, when the rotor 6 is made of a sintered body of iron powder, it has an effect of facilitating the production.

本発明装置は、周知の内転型のロータリソレノイドに比
較して、出力トルクが著しく大きくなる特徴がある。突
極６ａ，６ｂと回転軸１との間の距離が、同一外型のも
のであつても大きくとれるからである。又偏平に構成で
きる特徴がある。The device of the present invention is characterized in that the output torque becomes significantly larger than that of a well-known inversion type rotary solenoid. This is because the distance between the salient poles 6a and 6b and the rotating shaft 1 can be large even if they are of the same outer type. There is also a feature that it can be configured flat.

第５図は、変形された突極６ａ，６ｂのみの展開図であ
る。磁極４ａ，４ｂ，…は第３図の展開図に示したもの
なので省略して図示していない。FIG. 5 is a development view of only the deformed salient poles 6a and 6b. The magnetic poles 4a, 4b, ... Are shown in the developed view of FIG. 3 and are not shown.

矢印Ｃ方向に、突極６ａ，６ｂが回転すると、対応する
磁極との間に、斜め方向の磁力線20ａ，20ｂ及び20ｃ，
20ｄの数が増加して、出力トルクの減少が防止される。
従つて出力トルクは、第４図のグラフのトルク曲線19の
ようになり、平坦性が保持される効果がある。When the salient poles 6a and 6b rotate in the direction of arrow C, the magnetic force lines 20a, 20b and 20c in the oblique direction are formed between the salient poles 6a and 6b and the corresponding magnetic poles.
The number of 20d is increased to prevent the output torque from decreasing.
Therefore, the output torque is as shown by the torque curve 19 in the graph of FIG. 4, and the flatness is maintained.

上述した場合に、矢印20の方向の長さは磁極４ａ，４
ｂ，…の巾即ち回転方向と垂直方向の巾となつているの
で、対応する突極６ａ，６ｂの巾は、図示のように小さ
くなつていることが特徴である。上述したように突極巾
を磁極巾より小さくする代りに、その逆としても同じ目
的が達成される。In the case described above, the length in the direction of the arrow 20 is determined by the magnetic poles 4a, 4
.., that is, the width in the direction perpendicular to the rotation direction, the salient poles 6a, 6b corresponding to the salient poles 6a, 6b are characterized in that they have a small width as shown in the drawing. Instead of making the salient pole width smaller than the pole width as described above, the same purpose can be achieved by vice versa.

かかる構成の断面図が、第６図に示されている。A cross-sectional view of such a configuration is shown in FIG.

第６図は、回転子６の上半分及び磁極４ａ，４ｂのみが
示され、下半分が省略されているが、下半分も全く同じ
構成となつているものである。突極６ａの巾は、回転子
６の円筒部の巾と同一となり、対向する磁極４ａ，４ｂ
の巾（点線24ａと24ｂの間の長さ）より大きくされてい
る。突極６ａと磁極４ａ，４ｂ間の斜め方向の磁力線に
より、出力トルクの平坦性が保持されることは、第５図
の場合と全く同様である。第７図に示す制御回路によ
り、出力トルクの特性を変更することもできる。第２図
において、回転子６の外周部には、プラスチツクマグネ
ツト21ａが貼着され、回転子６の径方向に磁化され、こ
れに対向して、ダストカバー５の空孔には、ホール素子
21が埋設されている。In FIG. 6, only the upper half of the rotor 6 and the magnetic poles 4a and 4b are shown, and the lower half is omitted, but the lower half has the same structure. The width of the salient pole 6a is the same as the width of the cylindrical portion of the rotor 6, and the magnetic poles 4a and 4b facing each other.
Is larger than the width (the length between the dotted lines 24a and 24b). The flatness of the output torque is maintained by the oblique magnetic force lines between the salient poles 6a and the magnetic poles 4a and 4b, as in the case of FIG. The characteristics of the output torque can be changed by the control circuit shown in FIG. In FIG. 2, a plastic magnet 21a is attached to the outer peripheral portion of the rotor 6, is magnetized in the radial direction of the rotor 6, and is opposed to the plastic magnet 21a.
21 are buried.

回転子６の回転とともに、ホール出力が増加するよう
に、マグネツト21ａは磁化されている。The magnet 21a is magnetized so that the Hall output increases as the rotor 6 rotates.

ホール素子21は、第７図で同一記号で示され、その出力
は増巾回路27により増巾され、トランジスタ26のベース
入力となつている。The Hall element 21 is designated by the same symbol in FIG. 7, and its output is amplified by the amplification circuit 27 and serves as the base input of the transistor 26.

回転子６の回転とともに、励磁コイル14の通電電流は増
加するように構成すると、第４図のグラフのトルク曲線
22を点線22ａのように変更することができて、平坦なト
ルク特性となる。When the energizing current of the exciting coil 14 is configured to increase with the rotation of the rotor 6, the torque curve of the graph in FIG.
22 can be changed as indicated by a dotted line 22a, and a flat torque characteristic can be obtained.

マグネツト21ａの磁化の程度を変更することにより、ト
ルク曲線22ａは任意に変更できる効果がある。By changing the degree of magnetization of the magnet 21a, the torque curve 22a can be changed arbitrarily.

尚この場合には、突極，磁極はともに対向面は矩形とな
り、同じ巾となつている。記号25ａ，25ｂは電源正負極
である。In this case, the salient poles and the magnetic poles have a rectangular opposing surface and have the same width. Symbols 25a and 25b are positive and negative electrodes of the power source.

前述したように、本発明装置は、出力トルクを平坦とす
ることができ、従つてサーボ装置を付加できるので、例
えば自動車のキヤブレータのサーボ弁の開閉を行なうこ
とにより有効な技術手段を提供できるものである。As described above, the device of the present invention can flatten the output torque and accordingly can add a servo device, so that it is possible to provide an effective technical means by opening and closing the servo valve of the cab of an automobile, for example. Is.

かかる装置は、出力トルクが４キログラムセンチメート
ル，バツクスプリングが２キログラムセンチメートル，
サーボ弁の開閉角は80度位を必要とする。Such a device has an output torque of 4 kgcm, a back spring of 2 kgcm,
The opening and closing angle of the servo valve should be around 80 degrees.

全体の大きさは、径が60ミリメートル、厚さが25ミリメ
ートル位で所要の出力トルクが得られる。従つて小型偏
平軽量となる特徴がある。第２図の増速歯車10は、２〜
1.５倍の増速歯車が必要となる。The overall size is 60 mm in diameter and 25 mm in thickness, and the required output torque is obtained. Therefore, there is a feature that it is small and flat and lightweight. The speed increasing gear 10 in FIG.
A 1.5 times speed increasing gear is required.

第８図につき、上述したサーボ回路の説明をする。第２
図につき説明したように、マグネツト21ａが回転子６と
ともに回転したときに、ホール素子21のホール出力が漸
増若しくは漸減するように、磁化の強さが調整されてい
る。The above-mentioned servo circuit will be described with reference to FIG. Second
As described with reference to the drawing, the strength of the magnetization is adjusted so that the Hall output of the Hall element 21 gradually increases or decreases when the magnet 21a rotates together with the rotor 6.

従つてホール出力は位置検知出力となるものである。で
きるだけホール出力は直線性があるように磁化の強さを
調整することがよい。Therefore, the hall output becomes the position detection output. It is preferable to adjust the strength of magnetization so that the Hall output has linearity as much as possible.

ホール素子21の代りに、10〜20ターン位の空心のコイル
を使用し、これに対向するマグネツト21ａの代りに、そ
の位置に、回転子６の面に、くさび型の凹部を円周面に
そつて設けると、回転子６の回転とともに誘導損失が変
化する。コイルには発振回路により、１メガサイクル位
の交流が通電されている。回転体６が回転して、コイル
と対向する空孔の巾が大きい程電流値は減少する。この
電流を整流平滑化することにより位置検知出力を得るこ
とができる。Instead of the hall element 21, an air-core coil of about 10 to 20 turns is used. Instead of the magnet 21a facing this, at that position, on the surface of the rotor 6, a wedge-shaped recess is formed on the circumferential surface. If it is provided, the induced loss changes as the rotor 6 rotates. An alternating current of about 1 megacycle is supplied to the coil by the oscillation circuit. The current value decreases as the rotor 6 rotates and the width of the holes facing the coil increases. A position detection output can be obtained by rectifying and smoothing this current.

第８図は、かかる位置検知信号により、前述したサーボ
弁即ち第２図の回転子６の回転角を制御する回路であ
る。FIG. 8 shows a circuit for controlling the rotation angle of the above-mentioned servo valve, that is, the rotor 6 in FIG. 2 by the position detection signal.

自動車が定速走行を自動的に行なうときに、手動摘子に
より、例えば可変抵抗と速度信号を利用して、設定値の
電気信号を出力する回路が記号39で示されている。Reference numeral 39 indicates a circuit for outputting an electric signal of a set value by a manual knob when the vehicle automatically runs at a constant speed, for example, using a variable resistance and a speed signal.

記号40は上述した位置検知信号を出力する回路である。
位置検知信号は、サーボ弁の開角が大きくなるに従つて
大きい信号となるようにされている。又励磁コイル14の
通電電流が増大すると、サーボ弁の開角は大きくなるよ
うに構成されている。Reference numeral 40 is a circuit that outputs the above-described position detection signal.
The position detection signal becomes larger as the opening angle of the servo valve increases. Further, the opening angle of the servo valve increases as the energizing current of the exciting coil 14 increases.

回路39より設定値がオペアンプ38に入力されると、この
ときにサーボ弁の開角が小さすぎた状態とすると、回路
40の出力は小さいので、トランジスタ37のベース電流が
大きく、サーボ弁の開角は増加し、オペアンプ38の２つ
の入力がほぼ等しくなつたときに、回転トルクとバツク
スプリングのトルクがバランスして停止し、回路39の出
力に対応したサーボ弁の開角となるものである。従つて
所定値の定速走行を持続することができる。電源入力の
停止その他の事故のときには、出力トルクが消滅して、
バツクスプリングによりサーボ弁は復帰して、燃料と空
気の流入を断つので安全である。このときに第２図の駆
動部分は殆んど負荷とならないので、急速な復帰作用の
行なわれる効果がある。When the set value is input from the circuit 39 to the operational amplifier 38, if the opening angle of the servo valve is too small at this time, the circuit
Since the output of 40 is small, the base current of the transistor 37 is large, the opening angle of the servo valve increases, and when the two inputs of the operational amplifier 38 become almost equal, the rotation torque and the torque of the back spring balance and stop. However, the opening angle of the servo valve corresponds to the output of the circuit 39. Therefore, the constant speed traveling of a predetermined value can be continued. When the power input is stopped or other accidents, the output torque disappears,
The servo spring is returned by the back spring and the flow of fuel and air is cut off, which is safe. At this time, the driving portion shown in FIG. 2 has almost no load, so that there is an effect that a rapid return action is performed.

以上の各実施例につき説明したように、本発明装置によ
れば、冒頭において述べた目的が達成されて効果著しき
ものである。As described in each of the above-described embodiments, the device of the present invention achieves the objects described at the beginning, and is effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、本発明装置の側面図、第２図は、同じくその
断面図、第３図は、突極と磁極の展開図、第４図は、出
力トルクのグラフ、第５図は、突極と磁極の他の実施例
の展開図、第６図は、他の実施例の断面図、第７図及び
第８図は、励磁コイルの通電制御回路図をそれぞれ示
す。 １……回転軸、２……金属円筒、３ａ，３ｂ……円環状
磁性体（固定子）、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ……磁極、
６……回転子、６ａ，６ｂ……突極、７ａ，７ｂ……突
出部、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ……ビス及びビス孔、５
……ダストカバー、９……側板、10……増速歯車、11…
…負荷、12ａ，12ｂ……ボール溝、13ａ，13ｂ……スチ
ールボール、14……励磁コイル、21ａ……マグネツト、
21……ホール素子、16ａ，16ｂ，17，16ｃ，19，22，22
ａ……トルク曲線、Ｇ，Ｈ，20ａ，20ｂ，20ｃ，20ｄ…
…磁力線、25ａ，25ｂ……電源正負極、26，37……トラ
ンジスタ、27……増巾回路、40……位置検知信号発生装
置、39……定速走行の為の指令電気信号の発生装置、38
……オペアンプ。FIG. 1 is a side view of the device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the same, FIG. 3 is a developed view of salient poles and magnetic poles, FIG. 4 is a graph of output torque, and FIG. FIG. 6 is a development view of another embodiment of salient poles and magnetic poles, FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment, and FIGS. 7 and 8 are energization control circuit diagrams of exciting coils. 1 ... Rotation axis, 2 ... Metal cylinder, 3a, 3b ... Toroidal magnetic body (stator), 4a, 4b, 4c, 4d ... Magnetic pole,
6 ... Rotor, 6a, 6b ... Salient pole, 7a, 7b ... Projection, 8a, 8b, 8c, 8d ... Screw and screw hole, 5
…… Dust cover, 9 …… Side plate, 10 …… Speed increasing gear, 11…
… Load, 12a, 12b… Ball groove, 13a, 13b… Steel ball, 14… Excitation coil, 21a… Magnet,
21 ... Hall element, 16a, 16b, 17, 16c, 19, 22, 22
a: Torque curve, G, H, 20a, 20b, 20c, 20d ...
Magnetic field lines, 25a, 25b ... Power source positive / negative, 26, 37 ... Transistor, 27 ... Widening circuit, 40 ... Position detection signal generator, 39 ... Command electric signal generator for constant speed running , 38
…… Op amp.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】負荷の収納された筐体と、該筐体の側板若
しくは独立した側板に固着されるとともに、中央部に円
孔が設けられ、外円周部に、所定の巾で等しいピツチで
突出して配設された第１の磁極を設けた固定子となる第
１の円環状磁性体と、中央部の円孔が前記した円孔と同
一の径で、該円孔部において第１の円環状磁性体と圧接
固着され、外円周部に、所定の巾で等しいピツチで突出
して、第１の磁極と同位相の位置で配設された第２の磁
極を設けた固定子となる第２の円環状磁性体と、第１，
第２の円環状磁性体の円孔の内部に軸承を介して回動自
在に支持されるとともに、１端が前記した側板の空孔を
介して負荷に連結され、他端には、磁性体よりなるカツ
プ状の回転子の底面の中央部が固着された回転軸と、該
回転子の円筒内面にそつて第１の磁極ならびに第２の磁
極と僅かな空隙を介して対向し、第１，第２の磁極と同
じ数及び同じピツチ及び所定の巾で突出して配設された
磁性体よりなる突極と、前記した負荷若しくは回転子に
設けられた復帰装置による復帰力により、回転子が回転
したときに、突極と磁極の端部が若干の巾だけ重なつて
対向した位置で回転を抑止し、反対方向の回転のときに
は、突極と磁極の重なる対向部が増大するようにされた
抑止機構と、固定子及び回転子を内部に収納し、開口部
の全周が前記した側板に密着固定されたカツプ状のダス
トカバーと、第１，第２の円環状磁性体の対向面の内部
に装着された励磁コイルならびに該励磁コイルの通電制
御回路とより構成されたことを特徴とするロータリソレ
ノイド装置。1. A housing in which a load is accommodated and a side plate of the housing or an independent side plate, which is fixed to the housing, has a circular hole in the central portion, and has an equal pitch with a predetermined width on the outer circumferential portion. A first annular magnetic body, which is a stator provided with a first magnetic pole and is arranged so as to project, and a circular hole at the center has the same diameter as the circular hole described above, And a stator provided with a second magnetic pole arranged at the same phase as the first magnetic pole and protruding from the outer circumferential portion with equal pitches with a predetermined width. And a second annular magnetic body,
The second circular magnetic body is rotatably supported inside the circular hole through a bearing, one end is connected to the load through the side plate hole, and the other end is a magnetic body. A cup-shaped rotor made of a cup-shaped rotor having a central portion fixed to the bottom surface thereof, and the inner surface of the rotor, which faces the first magnetic pole and the second magnetic pole with a slight gap therebetween. , The rotor is driven by the salient poles made of a magnetic material that are arranged so as to project with the same number and the same pitch and a predetermined width as the second magnetic pole, and the above-mentioned load or the restoring force of the restoring device provided in the rotor. When it rotates, the salient pole and the magnetic pole end overlap each other with a slight width to prevent the rotation, and when rotating in the opposite direction, the overlapping portion where the salient pole and the magnetic pole overlap is increased. The restraining mechanism, the stator and the rotor are housed inside, and the entire circumference of the opening is as described above. A cup-shaped dust cover closely fixed to the plate, an exciting coil mounted inside the facing surfaces of the first and second annular magnetic bodies, and an energization control circuit for the exciting coil. And a rotary solenoid device. 【請求項２】第１，第２の円環状磁性体の中央円孔に嵌
着された金属円筒と、回転軸の円周面にそつて設けた２
本のボール溝と、該ボール溝と金属円筒間を転動するス
チールボールと、回転軸の軸方向の移動を抑止する機構
とより構成されたことを特徴とする第(1)項記載の特許
請求の範囲のロータリソレノイド装置。2. A metal cylinder fitted in a central circular hole of each of the first and second annular magnetic bodies, and 2 provided along the circumferential surface of the rotating shaft.
A patent according to item (1), characterized in that it is constituted by a book ball groove, a steel ball rolling between the ball groove and the metal cylinder, and a mechanism for suppressing the axial movement of the rotating shaft. A rotary solenoid device according to the claims. 【請求項３】突極と磁極との対向面において、その回転
方向と同一方向で回転トルクに寄与する洩れ磁束ならび
に回転方向と合致しない斜め方向の洩れ磁束を発生せし
めて、回転子の回転の初期と末期の回転トルクの差を小
ならしめるように、突極と磁極の回転方向と垂直方向の
対向面の巾より突極若しくは磁極の巾を大きく構成した
ことを特徴とする第(1)項記載の特許請求の範囲のロー
タリソレノイド装置。3. Rotation of a rotor is generated by generating leak magnetic flux that contributes to a rotational torque in the same direction as the rotation direction of the salient pole and the magnetic pole, and leak magnetic flux in an oblique direction that does not match the rotation direction. The width of the salient pole or magnetic pole is configured to be larger than the width of the facing surface in the direction perpendicular to the rotation direction of the salient pole and the magnetic pole so that the difference between the initial and final rotational torques can be reduced. A rotary solenoid device according to the claims.