(57)【要約】【課題】本発明は、回転子の各回転子板間にマグネットを設けることにより、回転子の回転角度を従来構成よりも増加させることができるようにすることを目的とする。【解決手段】本発明による有限角トルクモータは、第１、第２回転子板(30,31)とマグネット(40)とによって回転子(9)を形成し、各固定子突部(2〜5)のステータ巻線(2a〜5a)を励磁することにより、回転子(9)が従来よりも大なる有限角範囲で正回転又は正逆回転できる構成である。【選択図】図１
2011115029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定角度間隔で内方へ向けて突出すると共にステータ巻線（2ａ〜5a)を有する複数の第１〜第４固定子突部(2〜5)を有する固定子(1)と、前記各固定子突部（2〜5)の内側に位置し回転自在に軸支された回転軸(8)と、前記回転軸(8)に互いに９０度位相をずらして設けられ一対の第１、第３と、第２、第４回転子突部(10〜13)を有する第１、第２回転子板(30,31)と、前記各回転子板(30,31)間に設けられたマグネット(40)と、を備え、
前記第１、第２回転子板(30,31)とマグネット(40)により回転子(9)を形成し、前記各固定子突部(2〜5)のステータ巻線(2a〜5a)を励磁することにより、前記回転子(9)が有限角範囲で正回転又は正逆回転できることを特徴とする有限角トルクモータ。
【請求項２】
前記第１〜第４固定子突部(2〜5)は９０度間隔で４個よりなり、前記第１〜第４回転子突部(10〜13)は前記回転軸(8)の軸方向(G)から見て９０度間隔で４個よりなり、前記第１、第２と第３、第４固定子突部(2〜5)に対する前記各回転子突部(10〜13)が回転方向(F)における次の各固定子突部(2〜5)に対して８０度の角度位置となる回転前初期位置において、前記第１、第３回転子突部(10,12)と同極を前記第１、第３固定子突部(2,4)のステータ巻線(2a,4a)に励磁し、８０度から４５度まで反発力により前記各回転子突部(10〜13)が回転し、前記４５度を超えると前記第２、第４固定子突部(3,5)の吸引力により前記回転子(9)が４５度から０度まで回転することにより、前記各回転子突部(10〜13)が各々合計で８０度回転することを特徴とする請求項１記載の有限角トルクモータ。
【請求項３】
前記回転子(9)の第１回転子板(30)の第１、第３回転子突部(10,13)の各幅方向の中心を結ぶ第１中心線(M)と、前記第２回転子板(31)の第２、第４回転子突部(11,13)の各幅方向の中心を結ぶ第２中心線(N)と、は互いに直交していることを特徴とする請求項１又は２記載の有限角トルクモータ。
【請求項４】
前記回転子(9)を回転後、各固定子突部(2〜5)の励磁極を反転させることにより、前記回転子(9)は回転前の前記回転前初期位置(P1)に戻ることを特徴とする請求項２又は３記載の有限角トルクモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有限角トルクモータに関し、特に、回転子の各回転子板間にマグネットを設けることにより、回転子の回転角度を従来構成よりも増加させることができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の有限角トルクモータは、例えば、特許文献１のパチンコ発射機構造の槌を回動させる手段として、特許文献２及び３に開示されたロータリーソレノイドを挙げることができる。
すなわち、この特許文献２のロータリーソレノイドの構成は、実際に製作された製品は原理的には図５から図７で示される従来構成の有限角トルクモータと類似構成である。
【０００３】
図５において符号１で示されるものは全体形状が四角又は円筒等の枠状をなす固定子であり、この固定子１の内面１ａには、９０度間隔で内方へ突出する４個の第１〜第４固定子突部２〜５が形成されている。
前記各固定子突部２〜５の外周にはステータ巻線２ａ，３ａ，４ａ，５ａが巻回して設けられている。
【０００４】
前記各固定子突部２〜５の内側には、前記固定子１を保持するための図示しないケースに設けられた一対の軸受け６,７によって回転自在に軸支された回転軸８が回転自在に設けられている。
前記回転軸８には、円板状の回転子９が設けられ、この回転子９の外周には、各固定子突部２〜５に対応するように、９０度間隔で外方に突出する第１〜第４回転子突部１０,１１,１２,１３が半径方向に向けて形成されている。
【０００５】
次に、前述の構成において、図５に示されるように、各固定子突部２〜５に対し、各回転子突部１０〜１３が４０度の位置に来るように、ストッパ等の図示しない手段によって回転子９を回転前初期位置Ｐ１に配置する。
前述の４０度は、図５に示されるように、互いに対向する第１、第３回転子突部１０,１２の幅方向の中心から回転軸８の軸心を結んで形成される第１中心線１５と、第２、第４固定子突部３,５の中心と回転軸８の軸心を結んだ形成される第２中心線１６との間の角度を示し、各回転子突部１０〜１３と各固定子突部２〜５との間に前記４０度が設定されている。
【０００６】
次に回転子９の各回転子突部１０〜１３と同極に各ステータ巻線２ａが励磁されることにより、各回転子突部１０〜１３が各固定子突部２〜５に吸引されて、回転子９の復帰用のバネがある場合には、このバネのバネ力に抗して、図７に示されるように４０度回転して停止する。
その後は、各ステータ巻線２ａへの励磁を切ることにより、図示しないバネ等のバネ力によって回転子９は元の位置へ４０度逆回転し、前記回転前初期位置Ｐ1に復帰する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−４８８７３号公報
【特許文献２】特開２００７−１９５２７７号公報
【特許文献３】特開２００７−１８０１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の有限角トルクモータは、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来の回転子はヨークのみで形成されていたため、励磁されることにより発生するステータ巻線と回転子突部による磁気回路における磁束が弱く、ステータ巻線による励磁のみでは、４０度の回転角度が限度であり、４０度以上の回転角度の回転要求には対応することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による有限角トルクモータは、所定角度間隔で内方へ向けて突出すると共にステータ巻線を有する複数の第１〜第４固定子突部を有する固定子と、前記各固定子突部の内側に位置し回転自在に軸支された回転軸と、前記回転軸に互いに９０度位相をずらして設けられ一対の第１、第３と、第２、第４回転子突部を有する第１、第２回転子板と、前記各回転子板間に設けられたマグネットと、を備え、前記第１、第２回転子板とマグネットにより回転子を形成し、前記各固定子突部のステータ巻線を励磁することにより、前記回転子が有限角範囲で正回転又は正逆回転できる構成であり、また、前記第１〜第４固定子突部は９０度間隔で４個よりなり、前記第１〜第４回転子突部は前記回転軸の軸方向から見て９０度間隔で４個よりなり、前記第１、第２と第３、第４固定子突部に対する前記各回転子突部が回転方向における次の各固定子突部に対して８０度の角度位置となる回転前初期位置において、前記第１、第３回転子突部と同極を前記第１、第３固定子突部のステータ巻線に励磁し、８０度から４５度まで反発力により前記各回転子突部が回転し、前記４５度を超えると前記第２、第４固定子突部の吸引力により前記各回転子突部が４５度から０度まで回転することにより、前記各回転子突部が各々合計で８０度回転する構成であり、また、前記回転子の第１回転子板の第１、第３回転子突部の各幅方向の中心を結ぶ第１中心線と、前記第２回転子板の第２、第４回転子突部の各幅方向の中心を結ぶ第２中心線と、は互いに直交している構成であり、また、前記回転子を回転後、各固定子突部の励磁極を反転させることにより、前記回転子は回転前の前記回転前初期位置に戻る構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による有限角トルクモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、所定角度間隔で内方へ向けて突出すると共にステータ巻線を有する複数の第１〜第４固定子突部を有する固定子と、前記各固定子突部の内側に位置し回転自在に軸支された回転軸と、前記回転軸に互いに９０度位相をずらして設けられ一対の第１、第３と、第２、第４回転子突部を有する第１、第２回転子板と、前記各回転子板間に設けられたマグネットと、を備え、前記第１、第２回転子板とマグネットにより回転子を形成し、前記各固定子突部のステータ巻線を励磁することにより、前記回転子が有限角範囲で正回転又は正逆回転できることにより、マグネットの磁束を用いて従来よりも大きい角度の有限角度範囲の回転を得ることができる。
前記第１〜第４固定子突部は９０度間隔で４個よりなり、前記第１〜第４回転子突部は前記回転軸の軸方向から見て９０度間隔で４個よりなり、前記第１、第２と第３、第４固定子突部に対する前記各回転子突部が回転方向における次の各固定子突部に対して８０度の角度位置となる回転前初期位置において、前記第１、第３回転子突部と同極を前記第１、第３固定子突部のステータ巻線に励磁し、８０度から４５度まで反発力により前記各回転子突部が回転し、前記４５度を超えると前記第２、第４固定子突部の吸引力により前記各回転子突部が４５度から０度まで回転することにより、前記各回転子突部が各々合計で８０度回転することにより、８０度の正回転を得ることができる。
前記回転子の第１回転子板の第１、第３回転子突部の各幅方向の中心を結ぶ第１中心線と、前記第２回転子板の第２、第４回転子突部の各幅方向の中心を結ぶ第２中心線と、は互いに直交していることにより、四極の回転子による有限角トルクモータを得ることができる。
前記回転子を回転後、各固定子突部の励磁極を反転させることにより、前記回転子は回転前の前記回転前初期位置に戻ることにより励磁極の反転のみで回転子の逆転を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による有限角トルクモータを示す軸方向からの正面図である。
【図２】図１の軸方向断面図である。
【図３】図１の回転子が磁極の反発により８０度から４５度の位置へ回転した状態を示す正面図である。
【図４】図３の回転子が磁極の吸引により４５度から０度の位置へ回転後停止した状態を示す正面図である。
【図５】従来の有限角トルクモータを示す軸方向からの正面図である。
【図６】図５の軸方向断面図である。
【図７】図５の回転子が磁極の吸引により４０度から０度の位置へ回転後停止した状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、回転子の各回転子板間にマグネットを設けることにより、回転子の回転角度を従来構成よりも増加させることができるようにした有限角トルクモータを提供することを目的とする。
【実施例】
【００１３】
以下、図面と共に本発明による有限角トルクモータの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは、全体形状が四角又は円筒等の枠状をなす固定子であり、この固定子１の内面１ａには、９０度間隔で内方へ突出する４個の第１〜第４固定子突部２〜５が形成されている。
前記各固定子突部２〜５の外周には筒状のボビン４１を介してステータ巻線２ａ，３ａ，４ａ，５ａが巻回して設けられている。
【００１４】
前記各固定子突部２〜５の内側には、前記固定子１を保持するための図示しないケースに設けられた一対の軸受け６,７によって回転自在に軸支された回転軸８が回転自在に設けられている。
前記回転軸８には、一対の第１、第２回転子板３０,３１（図２に示す）からなる回転子９が一体状に取付けられており、各回転子板３０,３１は、円板の外周の１８０度対向する位置で互いに異なる方向に突出する一対の第１、第３回転子突部１０,１２及び第２、第４回転子突部１１,１３を有している。
【００１５】
前記各回転子板３０,３１は、前記回転軸８上で互いに重合して一体状に設けられており、前記第１回転子板３０の第１、第３回転子突部１０,１２の幅方向の中心を結ぶ第１中心線Ｍと、前記第２回転子板３１の第２、第４回転子突部１１,１３の幅方向の中心を結ぶ第２中心線Ｎと、は、互いに直交している。
従って、図２の軸方向Ｇから見た場合、前記回転子９の第１〜第４回転子突部１０〜１３は、互いに９０度間隔で各固定子突部２〜５と対応するように形成されている。
【００１６】
前記各回転子板３０,３１の間には、予め着磁されたリングマグネット等からなるマグネット４０が設けられ、このマグネット４０は、図２で示されるように各回転子板３０,３１によって一体状に挟持されている。
【００１７】
次に、前述の構成による有限角トルクモータを有限角回転させる場合について説明する。
まず、図1で示されるように、前記第１、第２と第３、第４固定子突部２,３と４,５に対する各回転子突部１０〜１３が矢印で示す回転方向Ｆにおける次の各回転子突部に対して８０度の角度位置となる回転前初期位置Ｐ１に図示しない保持手段により保持した状態で、前記第１、第３回転子突部１０,１２と同極を前記第１、第３固定子突部２,４のステータ巻線２ａ，４ａに励磁し、前述の８０度から４５度まで各磁極の反発力により前記各回転子突部１０〜１３が回転する。尚、復帰用のバネを用いている場合には、このバネのバネ力に抗して回転子９が回転する。
【００１８】
次に、各回転子突部１０〜１３を有する回転子９が前述の８０度から４５度まで回転して、この４５度を超えると、第２、第４固定子突部３．５は吸引される磁極に励磁されているため、各回転子突部１０、１２は各固定子突部３．５に吸引されることにより前記各回転子突部１０〜１３が各々合計で８０度回転する。
従って、前述の動作により、前記回転子９は、従来の４０度を超えて８０度迄回転することが可能であり、大きい回転ストロークにより、図示しないアーム等の従来よりも大なる有限角回転を行うことができる。
【００１９】
さらに、前述のように一度有限角回転が完了した後の回転子９の元の位置への逆回転復帰は、図示しないバネ等のバネ力によって戻す構成と、前記各固定子突部２〜５の励磁極を反転させることにより、前記回転子９は回転前の前記動作前初期位置に戻す構成の何れかとすることができる。
【００２０】
尚、本発明による有限角トルクモータの構成をまとめると次の通りである。
所定角度間隔で内方へ向けて突出すると共にステータ巻線２ａ〜５ａを有する複数の第１〜第４固定子突部２〜５を有する固定子１と、前記各固定子突部２〜５の内側に位置し回転自在に軸支された回転軸８と、前記回転軸８に互いに９０度位相をずらして設けられ一対の第１、第３と、第２、第４回転子突部１０〜１３を有する第１、第２回転子板３０，３１と、前記各回転子板３０,３１間に設けられたマグネット４０と、を備え、前記第１、第２回転子板３０,３１とマグネット４０により回転子９を形成し、前記各固定子突部２〜５のステータ巻線２ａ〜５ａを励磁することにより、前記回転子９が有限角範囲で正回転又は正逆回転できる構成であり、また、前記第１〜第４固定子突部２〜５は９０度間隔で４個よりなり、前記第１〜第４回転子突部１０〜１３は前記回転軸８の軸方向Ｇから見て９０度間隔で４個よりなり、前記第１、第２と第３、第４固定子突部２〜５に対する前記各回転子突部１０〜１３が回転方向Ｆにおける次の各固定子突部２〜５に対して８０度の角度位置となる回転前初期位置において、前記第１、第３回転子突部１０〜１２と同極を前記第１、第３固定子突部２，４のステータ巻線２ａ、４ａに励磁し、８０度から４５度まで反発力により前記各回転子突部１０〜１３が回転し、前記４５度を超えると前記第２、第４固定子突部３，５の吸引力により前記各回転子９が４５度から０度まで回転することにより、前記各回転子突部１０〜１３が各々合計で８０度回転する構成であり、また、前記回転子９の第１回転子板３０の第１、第３回転子突部１０、１３の各幅方向の中心を結ぶ第１中心線Ｍと、前記第２回転子板３１の第２、第４回転子突部１１,１３の各幅方向の中心を結ぶ第２中心線Ｎと、は互いに直交している構成であり、また、前記回転子９を回転後、各固定子突部２〜５の励磁極を反転させることにより、前記回転子９は回転前の前記回転前初期位置Ｐ１に戻る構成である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明による有限角トルクモータは、パチンコ発射機等の遊技機のみに限ることなく、例えば、工作機、ロボット等におけるアクチュエータとして適用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１    固定子
２    第１固定子突部
２ａ〜５ａ    ステータ巻線
３    第２固定子突部
４    第３固定子突部
５    第４固定子突部
６、７    軸受
８    回転軸
９    回転子
１０〜１３    第１〜第４回転子突部
３０    第１回転子板
３１    第２回転子板
４０    マグネット
Ｐ１    回転前初期位置
Ｍ    第１中心線
Ｎ    第２中心線
【図１】
2011115029.tif 000003
【図２】
2011115029.tif 000004
【図３】
2011115029.tif 000005
【図４】
2011115029.tif 000006
【図５】
2011115029.tif 000007
【図６】
2011115029.tif 000008
【図７】
2011115029.tif 000009