JP3545889B2

JP3545889B2 - Rotary solenoid

Info

Publication number: JP3545889B2
Application number: JP26347096A
Authority: JP
Inventors: 洋之小田原
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-09-12
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2016-09-12
Also published as: JPH1092633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロ−タリソレノイドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のロ−タリソレノイドは図１及び図２に示すように、永久磁石１に回転磁界を形成するように、永久磁石１を囲む磁性体プレ−ト２を配置し、この磁性体プレ−ト２は複数の極歯の各にコイル３ａ、３ｂ、３ｃが巻回されている。
そして、永久磁石１には、その回転軸に直角シャフト６が固着されている。
【０００３】
更に、永久磁石１、磁性体プレ−ト２及びコイル３ａ、３ｂ、３ｃ等はケ−ス４ａ、４ｂに覆われており、シャフト６が外部に貫通している。
【０００４】
また、シャフト６は、その回転方向の安定性を良くするために、軸受５ａ、５ｂによって２カ所で両持ち支持されている。
【０００５】
このような構成のロ−タリソレノイドにおいて、永久磁石１の回転力はシャフト６を通して外部に伝達されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来技術の構造においては、シャフトが２カ所の軸受によって支持されているため、ロ−タリソレノイドが厚くなってしまう。
また、２カ所の軸受けの芯ずれが発生するなどして、耐久性においても劣る。更に、軸受けを２カ所設けるため、部品点数及び構造上において高価なものになってしまう等の問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決して、厚みを薄く、構造を簡素化し、かつ、低コストで耐久性の優れたロ−タリソレノイド提供することを目的とするものである。
【０００８】
【かだいを解決するための手段】
本発明は、永久磁石１に回転磁界を形成するように、この永久磁石１を囲んで、複数の極歯を有する磁性体プレ−ト２を配置し、更に、磁性体プレ−ト２の複数の極歯にはそれぞれコイル３を巻回し、かつ、永久磁石１の回転力がシャフト６を通して外部に伝達される様に構成されたロ−タリソレノイドに於いて、シャフト６は、一個の軸受５によって片持支持されている事を特徴とするロ−タリソレノイドである。
これによって、薄型のロ−タリソレノイドが実現できる。
【０００９】
このような構造を実現するための一つの手段は、磁性体プレ−ト２の厚みの中心線が、永久磁石１の厚みの中心線に対して、軸受５の端面側にずれており、そして、永久磁石１の中心線と磁性体プレ−ト２の中心線を一致させるような磁力が、永久磁石１に働くことにより、シャフト６は、軸受５の少なくとも一方の端面（ロ）と軸受面（イ）との、少なくとも２面で支持される事を特徴とするロ−タリソレノイドである。
このような構成によって、シャフト６は少なくとも２カ所で支持されるため、シャフトの回転に対して極めて安定性がよくなる。
【００１０】
さらに具体的な一つの手段は、永久磁石１の中心線が磁性体プレ−ト２の中心線に一致する方向に働く磁力が、永久磁石１の浮力として働き、この永久磁石１の浮力押圧によって、シャフト６に直角に設けたシャフトツバ８は、軸受５の一方の端面、すなわち永久磁石１側の端面（ロ）を押圧し、この結果、シャフト６は、軸受５の軸受面（イ）と永久磁石側の端面（ロ）との２面によって支持される事を特徴とするロ−タリソレノイドである。
【００１１】
また、前記軸受５はボ−ルベアリングである事が望ましく、一つの完成品とするためには、少なくとも永久磁石１と磁性体プレ−ト２とコイル３とを、ケ−ス４で覆う事を特徴とするロ−タリソレノイドである。
【００１２】
尚、上記の構成を満足するためには、永久磁石１の浮力（ト）は、磁性体プレ−ト２と永久磁石１の間の磁力（ヘ）が最も小さくなる位置に永久磁石１が回転した時においても、永久磁石１とシャフト６の合計質量より、大きい事が必要条件である。
【００１３】
【実施の形態】
図３は、本発明のロ−タリソレノイドの一実施例断面図であり、図４は、そのＡ部詳細図である。
従来技術と同一部品は同一番号がふってある。
【００１４】
この種のロ−タリソレノイドは従来技術と同様、円柱状であって円周方向に着磁された永久磁石１に回転磁界を形成するように、永久磁石１を囲むように複数の極歯を有する磁性体プレ−ト２を配置し、この磁性体プレ−ト２の複数の極歯には、それぞれコイル３が巻回されている。
そして、永久磁石１には、その回転軸に直角にシャフト６が固着されている。更に、永久磁石１、磁性体プレ−ト２及びコイル３等はケ−ス４で覆われており、シャフト６が外部に貫通している。
【００１５】
又、軸受け５は取り付けプレ−ト７に固着され、この軸受け５がシャフト６を支承している。
このような構成のロ−タリソレノイドにおいて、永久磁石１の回転力はシャフト６を通して外部にスム−ズに伝達されるようになっている。
【００１６】
ここで、本発明の特徴は、シャフト６は一個の軸受け５によって、安定的に支承されている事にある。
このように軸受け５を一個にすることによって、ロ−タリソレノイドの厚みを従来のものに比べて薄くすることが出来る。
【００１７】
しかし、単純に軸受けを一個にしたのでは、シャフト６が、いわゆる、片持ち軸受けとなり、シャフト６の駆動安定性が悪くなる。
【００１８】
そこで、本発明は、図４のＡ部詳細図に示すような構成になっている。
即ち、永久磁石１の中心線（ホ）に比べて、磁性体プレ−ト２の中心線（ニ）が、軸受け５の端面側にずれている。
【００１９】
また、シャフト６にはシャフトツバ８を設け、永久磁石１の図の上面がシャフトツバ８の下面を押圧することによって、シャフトツバ８は軸受け５の下部端面を押圧するようになっている。
【００２０】
この実施例では軸受け５はボ−ルベアリングで表示されている。
従って、軸受け５の外周円環は、取り付けプレ−ト７に固着され、固定部となっている。
また、シャフト６は軸受け５の内周円環に支持され、軸受け５のボ−ルが回転することによって、軸受け５の内周円環とシャフト６が一体となって回転体を形成している。
【００２１】
ここで、永久磁石１の中心線（ホ）に比べて、磁性体プレ−ト２の中心線（ニ）は、軸受け５の下部端面側にずれているので、永久磁石１と磁性体プレ−ト２の端面には、図の矢印（ヘ）のような、斜め上方の磁力が働く。
この磁力（ヘ）の上方向ベクトル成分によって、永久磁石１は上向きに浮力（ト）が働く。
【００２２】
従って、永久磁石１は、シャフトツバ８の永久磁石支持部（ハ）を押圧し、この結果、シャフトツバ８は軸受け５の下部端面、即ち、シャフト支持部（ロ）を押圧する。
【００２３】
これにより、シャフト６は、シャフト軸方向のシャフト支持部（イ）と、シャフト軸と直角方向のシャフト支持部（ロ）の２カ所で、軸受け５に支持される事になる。
【００２４】
この結果、シャフト６は一個の軸受け５を用いても２面で支持されるので、シャフトは芯ぶれを起こす事なく、安定した回転力を外部に伝達することができる。尚、シャフトツバ８の出っ張り長さは、シャフト６と一体的に回転する軸受け５の内周円環の肉厚程度がよく、シャフトツバ８が軸受け５の外周円環まで伸びていると、軸受け５の固定面を慴動するので好ましくない。
【００２５】
又、軸受け５は、本実施例ではボ−ルベアリングで説明したが、その他の軸受け、例えば樹脂系のブッシュ軸受け等であっても構わない。
【００２６】
更に、本発明の作用上、永久磁石の浮力（ト）は、磁性体プレ−ト２と永久磁石１との間の磁力（ヘ）が最小になる位置に永久磁石１が回転した時に於いても、永久磁石１とシャフト６の合計質量より大きくなければならない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の構成により、一個の軸受けでシャフトの２カ所を支持する事ができるので、薄型のロ−タリソレノイドを提供することができる。
これにより、構造も簡単になり、軸受け等の部品点数も削減できるので、信頼性が高く、かつ、安価なロ−タリソレノイドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のロ−タリソレノイドの横断面図
【図２】従来のロ−タリソレノイドの縦断面図
【図３】本発明のロ−タリソレノイドの縦断面図
【図４】図３のＡ部詳細図
【符号の説明】
１永久磁石
２磁性体プレ−ト
３、３ａ、３ｂ、３ｃコイル
４、４ａ、４ｂケ−ス
５、５ａ、５ｂ軸受け
６シャフト
７取り付けプレ−ト
８シャフトツバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the structure of a rotary solenoid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of rotary solenoid has a magnetic plate 2 surrounding a permanent magnet 1 so as to form a rotating magnetic field on the permanent magnet 1 as shown in FIGS. The plate 2 has coils 3a, 3b and 3c wound around each of a plurality of pole teeth.
Further, a right-angle shaft 6 is fixed to the permanent magnet 1 on a rotation axis thereof.
[0003]
Further, the permanent magnet 1, the magnetic plate 2, the coils 3a, 3b, 3c and the like are covered by cases 4a, 4b, and the shaft 6 penetrates outside.
[0004]
The shaft 6 is supported at two positions by bearings 5a and 5b in order to improve the stability in the rotation direction.
[0005]
In the rotary solenoid having such a configuration, the rotational force of the permanent magnet 1 is transmitted to the outside through the shaft 6.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional structure, the rotary solenoid becomes thick because the shaft is supported by two bearings.
Further, the bearings are inferior in durability due to, for example, misalignment of two bearings. Furthermore, since two bearings are provided, there is a problem that the number of parts and the structure become expensive.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a rotary solenoid having a reduced thickness, a simplified structure, low cost, and excellent durability.
[0008]
[Means for solving the problem]
According to the present invention, a magnetic plate 2 having a plurality of pole teeth is arranged around the permanent magnet 1 so as to form a rotating magnetic field in the permanent magnet 1. Each of the pole teeth has a coil 3 wound thereon, and the rotary force of the permanent magnet 1 is transmitted to the outside through a shaft 6. The shaft 6 has a single bearing 5. And a cantilevered rotary solenoid.
Thus, a thin rotary solenoid can be realized.
[0009]
One means for realizing such a structure is that the center line of the thickness of the magnetic plate 2 is shifted toward the end face of the bearing 5 with respect to the center line of the thickness of the permanent magnet 1, and A magnetic force acting on the permanent magnet 1 such that the center line of the permanent magnet 1 coincides with the center line of the magnetic plate 2 causes the shaft 6 to be at least one end face (b) of the bearing 5 and the bearing surface. (B) a rotary solenoid which is supported on at least two sides.
With such a configuration, the shaft 6 is supported at at least two places, so that the stability against rotation of the shaft is extremely improved.
[0010]
One more specific means is that a magnetic force acting in a direction in which the center line of the permanent magnet 1 coincides with the center line of the magnetic plate 2 acts as a buoyancy of the permanent magnet 1, and the buoyancy pressure of the permanent magnet 1 causes The shaft flange 8 provided at right angles to the shaft 6 presses one end surface of the bearing 5, that is, the end surface (b) on the permanent magnet 1 side. As a result, the shaft 6 is brought into contact with the bearing surface (a) of the bearing 5. A rotary solenoid, characterized in that it is supported by two surfaces, the end surface (b) on the permanent magnet side.
[0011]
It is preferable that the bearing 5 is a ball bearing. In order to form one completed product, at least the permanent magnet 1, the magnetic plate 2, and the coil 3 are covered with the case 4. Rotary solenoid characterized by:
[0012]
In order to satisfy the above configuration, the buoyancy (g) of the permanent magnet 1 must be adjusted so that the magnetic force (f) between the magnetic plate 2 and the permanent magnet 1 is minimized. It is also a necessary condition that the total mass of the permanent magnet 1 and the shaft 6 be larger than the total mass of the permanent magnet 1 and the shaft 6.
[0013]
Embodiment
FIG. 3 is a sectional view of an embodiment of a rotary solenoid according to the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of a portion A thereof.
Parts that are the same as in the prior art are numbered the same.
[0014]
This type of rotary solenoid has a plurality of pole teeth surrounding the permanent magnet 1 so as to form a rotating magnetic field on the permanent magnet 1 which is cylindrical and is magnetized in the circumferential direction, as in the prior art. A magnetic plate 2 is disposed, and a coil 3 is wound on each of a plurality of pole teeth of the magnetic plate 2.
The shaft 6 is fixed to the permanent magnet 1 at right angles to the rotation axis. Further, the permanent magnet 1, the magnetic plate 2, the coil 3 and the like are covered with a case 4, and a shaft 6 penetrates outside.
[0015]
The bearing 5 is fixed to a mounting plate 7, and the bearing 5 supports a shaft 6.
In the rotary solenoid having such a configuration, the rotational force of the permanent magnet 1 is smoothly transmitted to the outside through the shaft 6.
[0016]
Here, a feature of the present invention is that the shaft 6 is stably supported by one bearing 5.
Thus, by using only one bearing 5, the thickness of the rotary solenoid can be reduced as compared with the conventional one.
[0017]
However, if one bearing is simply used, the shaft 6 becomes a so-called cantilever bearing, and the driving stability of the shaft 6 deteriorates.
[0018]
Therefore, the present invention is configured as shown in a detailed view of a portion A in FIG.
That is, the center line (d) of the magnetic plate 2 is shifted toward the end face of the bearing 5 as compared with the center line (e) of the permanent magnet 1.
[0019]
The shaft 6 is provided with a shaft flange 8, and the upper surface of the permanent magnet 1 in the figure presses the lower surface of the shaft flange 8, so that the shaft flange 8 presses the lower end surface of the bearing 5.
[0020]
In this embodiment, the bearing 5 is represented by a ball bearing.
Accordingly, the outer circumferential ring of the bearing 5 is fixed to the mounting plate 7 and forms a fixed portion.
The shaft 6 is supported by the inner peripheral ring of the bearing 5, and when the ball of the bearing 5 rotates, the inner peripheral ring of the bearing 5 and the shaft 6 integrally form a rotating body. .
[0021]
Here, since the center line (d) of the magnetic plate 2 is shifted toward the lower end face of the bearing 5 as compared with the center line (e) of the permanent magnet 1, the permanent magnet 1 and the magnetic plate An obliquely upward magnetic force as shown by an arrow (f) in FIG.
Due to the upward vector component of the magnetic force (f), the buoyancy (g) acts on the permanent magnet 1 upward.
[0022]
Therefore, the permanent magnet 1 presses the permanent magnet support portion (c) of the shaft collar 8, and as a result, the shaft collar 8 presses the lower end surface of the bearing 5, that is, the shaft support portion (b).
[0023]
As a result, the shaft 6 is supported by the bearing 5 at two locations: the shaft support portion (a) in the shaft axis direction and the shaft support portion (b) in the direction perpendicular to the shaft axis.
[0024]
As a result, the shaft 6 is supported on two surfaces even if one bearing 5 is used, so that the shaft can transmit a stable rotational force to the outside without causing the shaft to be misaligned. The protrusion length of the shaft flange 8 is preferably about the thickness of the inner circumferential ring of the bearing 5 that rotates integrally with the shaft 6. When the shaft flange 8 extends to the outer circumferential ring of the bearing 5, the bearing length is reduced. 5 slides on the fixed surface, which is not preferable.
[0025]
Although the bearing 5 is described as a ball bearing in this embodiment, it may be another bearing, for example, a resin bush bearing.
[0026]
Further, in the operation of the present invention, the buoyancy (g) of the permanent magnet is determined when the permanent magnet 1 is rotated to a position where the magnetic force (f) between the magnetic plate 2 and the permanent magnet 1 is minimized. Must be larger than the total mass of the permanent magnet 1 and the shaft 6.
[0027]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention, two bearings can be supported by one bearing, so that a thin rotary solenoid can be provided.
As a result, the structure is simplified, and the number of parts such as bearings can be reduced, so that a highly reliable and inexpensive rotary solenoid can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a conventional rotary solenoid. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a conventional rotary solenoid. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a rotary solenoid of the present invention. Part A detail view [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet 2 Magnetic plate 3, 3a, 3b, 3c Coil 4, 4a, 4b Case 5, 5a, 5b Bearing 6 Shaft 7 Mounting plate 8 Shaft flange

Claims

A magnetic plate 2 having a plurality of pole teeth is arranged around the permanent magnet 1 so as to form a rotating magnetic field in the permanent magnet 1. In a rotary solenoid configured to wind each coil 3 and transmit the rotational force of the permanent magnet 1 to the outside through a shaft 6, the shaft 6 is cantilevered by one bearing 5. Supported ,
The center line of the thickness of the magnetic plate 2 is shifted to the end face side of the bearing 5 with respect to the center line of the thickness of the permanent magnet 1, and the center line of the permanent magnet 1 and the magnetic plate The shaft 6 is supported on two surfaces, the end surface (b) of the bearing 5 and the bearing surface (a), by a magnetic force acting on the permanent magnet 1 so as to make the center line of the gate 2 coincide. Rotary solenoid characterized by the following.

2. The rotary solenoid according to claim 1, wherein the magnetic force acting in a direction in which the center line of the permanent magnet 1 coincides with the center line of the magnetic plate 2 acts as a buoyancy of the permanent magnet 1, the buoyancy pressing of the permanent magnet 1, a shaft collar 8 provided at right angles to the shaft 6 presses the end face of the permanent magnet 1 side of the bearing 5, which the shaft 6 by, the permanent magnets of the bearing 5 A rotary solenoid characterized by being supported by two surfaces, one end surface (b) and the bearing surface (a).

3. The rotary solenoid according to claim 2 , wherein said bearing is a ball bearing.

4. A rotary solenoid according to claim 3, wherein said permanent magnet, said magnetic plate, and said coil are covered with a case.

The rotary solenoid according to any one of claims 2 to 4 , wherein the buoyancy (g) of the permanent magnet 1 is a magnetic force (f) between the magnetic plate 2 and the permanent magnet 1. A rotary solenoid which is larger than the total mass of the permanent magnet 1 and the shaft 6 even when the permanent magnet 1 is rotated to a position where is smaller.