JP2019187051A - Method and device for detecting switching point of rotary solenoid - Google Patents

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Abstract

To achieve improvement in responsiveness and speed up in processing by enabling detection of a switching point of a magnet rotor part with accuracy and also to increase versatility and expandability in addition to improvement in mounting quality by reducing variations in a mounting position of a hall element.SOLUTION: When detecting switching points Xcp ... of the magnet rotor 2 by a hall element 8 whose output Vo changes corresponding to the displacement of a magnet part 3, two switching points Xcp, Xcn detected when a magnet rotor part 2 is displaced in the forward direction Fp and the reverse direction Fn are located on both sides of the center position 0° of a rotation range Zr. A specific position Xs is selected, where a distance Lg between respective switching points Xcp, Xcn is relatively small, and the switching points Xcp, Xcn are detected by mounting the hall element 8 on the inner face 5i of a casing part 5 corresponding to the specific position Xs.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子によりマグネットロータ部の切換点を検出するロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置に関する。   The present invention relates to a rotary solenoid switching point detection method and apparatus for detecting a switching point of a magnet rotor unit by a Hall element whose output changes in response to displacement of the magnet unit.

従来、マグネット部をシャフトに固定したマグネットロータ部と、シャフトを所定の回動範囲で変位可能に支持するケーシングと、このケーシングの内部に取付け、コイルの通電制御により発生する磁極により、マグネットロータ部を回動範囲の順方向又は逆方向に変位させるステータ部とを備えたロータリソレノイドは知られている。さらに、マグネットロータ部の回動位置（回動角度）を、ロータリソレノイドに付設した所定の位置検出装置により検出し、当該マグネットロータ部の回動変位等を制御するようにしたロータリソレノイドも知られており、この種の位置検出装置は、特許文献１に開示されている。   Conventionally, a magnet rotor portion is configured by a magnet rotor portion that fixes a magnet portion to a shaft, a casing that supports the shaft so as to be displaceable within a predetermined rotation range, and a magnetic pole that is attached to the inside of the casing and generated by energization control of the coil. There is known a rotary solenoid provided with a stator part for displacing the motor in the forward direction or the reverse direction of the rotation range. Furthermore, a rotary solenoid is also known in which the rotation position (rotation angle) of the magnet rotor portion is detected by a predetermined position detection device attached to the rotary solenoid, and the rotation displacement of the magnet rotor portion is controlled. This type of position detection apparatus is disclosed in Patent Document 1.

同文献１に開示されるロータリソレノイドの位置検出装置は、コスト、配置スペース及び組立工数の削減を目的としたものであり、具体的には、磁路部材にコイルが巻かれ、その両端の各磁極がロータを挟むように対向するとともに、ロータは、磁性部材に、磁石が固着されて形成され、回転自在に支持されており、被駆動軸に連結される。また、各磁極間のエアギャップに、磁界の強さを検出するようにホール素子が配置されており、このホール素子の起電力とコイルに流れる電流からロータの回動角が算出されるように構成したものである。   The position detection device of the rotary solenoid disclosed in the same document 1 is intended to reduce cost, arrangement space, and assembly man-hours. Specifically, a coil is wound around a magnetic path member, The magnetic poles face each other with the rotor interposed therebetween, and the rotor is formed by fixing a magnet to a magnetic member, is rotatably supported, and is connected to a driven shaft. A hall element is arranged in the air gap between the magnetic poles so as to detect the strength of the magnetic field, and the rotation angle of the rotor is calculated from the electromotive force of the hall element and the current flowing through the coil. It is composed.

特開平８−２７５４６０号公報JP-A-8-275460

しかし、上述した従来におけるロータリソレノイドの位置検出装置は、次のような問題点があった。   However, the conventional rotary solenoid position detection apparatus described above has the following problems.

第一に、コイルに流れる電流とホール素子の起電力から回動角を算出する、いわば間接的な検出方法に基づくため、正確な回動角を得ることが困難である。しかも、ホール素子は、磁路部材の磁極間に形成されるエアギャップの中に収容することにより組付けを行うため、組付位置にバラツキを生じやすい。したがって、特定の回動位置（回動角度）をバラツキなく正確に検出する目的の用途（ロータリソレノイド）には、利用しにくい又は用できない難点があった。   First, since the rotation angle is calculated from the current flowing in the coil and the electromotive force of the Hall element, that is, based on an indirect detection method, it is difficult to obtain an accurate rotation angle. In addition, since the Hall element is assembled by being housed in an air gap formed between the magnetic poles of the magnetic path member, the assembly position is likely to vary. Therefore, there is a problem that it is difficult to use or cannot be used for the purpose of use (rotary solenoid) for accurately detecting a specific turning position (turning angle) without variation.

第二に、ホール素子をエアギャップの中に配設する取付構造が前提となるため、エアギャップが存在する磁路部材を使用する構造が必須の条件となる。したがって、これ以外の構造を有するロータリソレノイドには適用することが困難になる。結局、位置検出装置を付設できる特定のロータリソレノイドのタイプに限られるなど、用途が限定され、汎用性及び発展性に難がある。   Second, since a mounting structure in which the Hall element is disposed in the air gap is a prerequisite, a structure using a magnetic path member having an air gap is an essential condition. Therefore, it becomes difficult to apply to a rotary solenoid having a structure other than this. After all, the use is limited, such as being limited to a specific rotary solenoid type to which a position detection device can be attached, and there is difficulty in versatility and development.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置の提供を目的とするものである。   An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting a switching point of a rotary solenoid that solves the problems existing in the background art.

本発明に係るロータリソレノイドＭの切換点検出方法は、上述した課題を解決するため、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部２と、シャフト４を所定の回動範囲Ｚｒで変位可能に支持するケーシング部５と、このケーシング部５の内部に取付け、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させるステータ部６とを備えるロータリソレノイドＭにおけるマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ…をマグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８により検出するに際し、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出される二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが回動範囲Ｚｒの中央位置０°の両側にあり、かつ各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓを選定し、ホール素子８を当該特定位置Ｘｓに対応するケーシング部５の内面５ｉに取付けることにより切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出するようにしたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the method for detecting a switching point of the rotary solenoid M according to the present invention includes a magnet rotor portion 2 in which a magnet portion 3 having an N pole and an S pole arranged in a displacement direction Fm is fixed to a shaft 4, and a shaft. 4 is displaceably supported within a predetermined rotation range Zr, and the magnet rotor unit 2 is forwardly moved in the rotation range Zr by a magnetic pole generated by energization control of the coil 7 attached inside the casing unit 5. When the switching element Xcp... Of the magnet rotor unit 2 in the rotary solenoid M including the stator unit 6 displaced in the Fp or reverse direction Fn is detected by the Hall element 8 whose output Vo changes in response to the displacement of the magnet unit 3, Two switching points Xcp and Xcn detected when the magnet rotor unit 2 is displaced in the forward direction Fp and the reverse direction Fn are within the rotation range Zr. A specific position Xs that is on both sides of the central position 0 ° and that has a relatively small distance Lg between the switching points Xcp and Xcn is selected, and the Hall element 8 is connected to the inner surface 5i of the casing portion 5 corresponding to the specific position Xs. It is characterized in that the switching points Xcp and Xcn are detected by being attached to.

また、本発明に係るロータリソレノイドＭの切換点検出装置１は、上述した課題を解決するため、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部２と、シャフト４を所定の回動範囲Ｚｒで変位可能に支持するケーシング部５と、このケーシング部５の内部に取付け、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させるステータ部６とを備えるロータリソレノイドＭにおけるマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ…をマグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８により検出する切換点検出装置を構成する際し、ホール素子８を、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出される二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが回動範囲Ｚｒの中央位置０°の両側にあり、かつ各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓに対応するケーシング部５の内面５ｉに取付けてなることを特徴とする。   Further, the switching point detection device 1 for the rotary solenoid M according to the present invention has a magnet rotor portion 2 in which a magnet portion 3 having an N pole and an S pole arranged in a displacement direction Fm is fixed to a shaft 4 in order to solve the above-described problem. And a casing portion 5 that supports the shaft 4 so as to be displaceable within a predetermined rotation range Zr, and the magnet rotor portion 2 is attached to the inside of the casing portion 5 by a magnetic pole generated by energization control of the coil 7. The switching point Xcp... Of the magnet rotor part 2 in the rotary solenoid M provided with the stator part 6 displaced in the forward direction Fp or the reverse direction Fn is detected by the Hall element 8 whose output Vo changes corresponding to the displacement of the magnet part 3. When the switching point detecting device is configured, the Hall element 8 is detected when the magnet rotor portion 2 is displaced in the forward direction Fp and the reverse direction Fn. Of the casing portion 5 corresponding to the specific position Xs corresponding to the specific position Xs where the two switching points Xcp and Xcn are on both sides of the central position 0 ° of the rotation range Zr and the distance Lg between the switching points Xcp and Xcn is relatively small. It is characterized by being attached to the inner surface 5i.

一方、本発明は好適な態様により、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎは、ホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いることができる。また、特定位置Ｘｓには、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇを含めることができる。さらに、ホール素子８は、配線基板１１に表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付けることができるとともに、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、ケーシング部５の内面５ｉにおける基準位置Ｘｍに対して配線基板１１を位置決めして取付ける基準位置決め部１２を設けることができる。また、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、間隔調整用セパレータ１３を介在させることができる。他方、マグネットロータ部２には、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けることができるとともに、ステータ部６には、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するヨーク１５を設けることができる。   On the other hand, according to a preferred aspect of the present invention, the switching points Xcp and Xcn have a timing at which the output value H (L) of the hall element 8 is switched from one output value H (L) to the other output value L (H). Can be used. Further, the specific position Xs can include a relative position P with respect to the displacement direction Fm of the magnet part 3 and a facing interval G with respect to the magnet part 3. Further, the Hall element 8 can be surface-mounted on the wiring board 11, and the wiring board 11 can be attached to the inner surface 5 i of the casing portion 5. The casing portion 5 is interposed between the wiring substrate 11 and the inner surface 5 i of the casing portion 5. A reference positioning portion 12 for positioning and mounting the wiring board 11 with respect to the reference position Xm on the inner surface 5i of the inner surface 5i can be provided. Further, a spacing adjusting separator 13 can be interposed between the wiring board 11 and the inner surface 5 i of the casing portion 5. On the other hand, the magnet rotor portion 2 has a mold portion for fixing a position corresponding to one corner portion of the triangle to the shaft 4 and fixing the magnet portion 3 to positions corresponding to the remaining two corner portions serving as free ends. 14, and the stator portion 6 has a single coil 7 fixed to the casing portion 5 and having one end face 7 s facing the magnet portion 3, and a magnetic path of a magnetic field generated by the coil 7. A yoke 15 can be provided.

このような本発明に係るロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。   According to the rotary solenoid switching point detection method and apparatus 1 according to the present invention as described above, the following remarkable effects can be obtained.

（１） 切換点検出装置１を構成するホール素子８は、最適な取付位置となる特定位置Ｘｓを予め選定（設定）してケーシング部５の内面５ｉに取付けるため、マグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを正確に検出できるとともに、取付位置のバラツキを容易かつ確実に低減できることからホール素子８の取付品質も高めることができる。この結果、ロータリソレノイドＭを使用する各種機器における応答性の向上や処理の高速化など、各種機器の処理能力向上に貢献できる。   (1) Since the hall element 8 constituting the switching point detecting device 1 selects (sets) a specific position Xs as an optimal mounting position in advance and attaches it to the inner surface 5i of the casing part 5, the switching point of the magnet rotor part 2 Xcp and Xcn can be accurately detected, and variations in mounting position can be easily and reliably reduced, so that the mounting quality of the Hall element 8 can be improved. As a result, it is possible to contribute to improvement of the processing capability of various devices such as improvement of responsiveness and processing speed in various devices using the rotary solenoid M.

（２） 基本的に、ホール素子８は、ケーシング部５の内面５ｉにおける任意の位置に、その内面５ｉを利用して取付可能になるため、切換点検出装置１を付設するに際しては、磁気回路の構成やレイアウト等、特定の構造に左右されることなく、様々な磁気回路に設けることができる。したがって、各種ロータリソレノイドに適用可能になるなど、用途を拡大することが可能となり、汎用性及び発展性に優れる。   (2) Basically, the Hall element 8 can be attached to an arbitrary position on the inner surface 5i of the casing portion 5 by using the inner surface 5i. Therefore, when the switching point detector 1 is attached, a magnetic circuit is provided. The magnetic circuit can be provided in various magnetic circuits without being affected by a specific structure such as a configuration or a layout. Therefore, it becomes possible to expand the application such as being applicable to various rotary solenoids, and is excellent in versatility and expansibility.

（３） 好適な態様により、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎに、ホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いれば、二値化出力（ラッチタイプ）のホール素子８のみの利用、即ち、別途の処理回路等が不要になるため、切換点検出装置１をケーシング部５の内部に容易に収容できるなど、実施の容易化、更には全体の小型化及び低コスト化に寄与できる。   (3) According to a preferred embodiment, if switching timings Xcp and Xcn are used for switching from one output value H (L) to the other output value L (H) at the binarized output Vo of the Hall element 8 The use of only the hall element 8 of the binarized output (latch type), that is, no separate processing circuit or the like is required, so that the switching point detection device 1 can be easily accommodated in the casing portion 5 and the like. This can contribute to the simplification and further to the overall size reduction and cost reduction.

（４） 好適な態様により、特定位置Ｘｓに、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇを含めれば、ホール素子８に対する、いわば立体的な位置選定（位置設定）が可能になるため、特定位置Ｘｓに対する、より望ましい位置選定を行うことができる。   (4) According to a preferred aspect, if the specific position Xs includes the relative position P with respect to the displacement direction Fm of the magnet unit 3 and the facing distance G with respect to the magnet unit 3, so-called three-dimensional position selection (position setting) ) Is possible, so that a more desirable position can be selected for the specific position Xs.

（５） 好適な態様により、ホール素子８を、配線基板１１に表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付ければ、配線基板１１の一定の範囲内においてホール素子８の半田付け位置を調整できるため、特定位置Ｘｓに対するホール素子８の位置決めを容易に行うことができるとともに、併せて組付の容易化も確保できる。   (5) If the Hall element 8 is surface-mounted on the wiring board 11 and attached to the inner surface 5 i of the casing portion 5 according to a preferred embodiment, the Hall element 8 is within a certain range of the wiring board 11. Since the soldering position can be adjusted, the Hall element 8 can be easily positioned with respect to the specific position Xs, and the assembly can be facilitated.

（６） 好適な態様により、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に、ケーシング部５の内面５ｉにおける基準位置Ｘｍに対して配線基板１１を位置決めして取付ける基準位置決め部１２を設ければ、配線基板１１とケーシング部５間の位置決めを確実に行うことができるため、ケーシング部５に対するホール素子８の確実な位置決め可能になり、特定位置Ｘｓに係わる正確性の向上及びバラツキの低減に寄与できる。   (6) According to a preferred embodiment, if a reference positioning portion 12 is provided between the wiring substrate 11 and the inner surface 5i of the casing portion 5 for positioning and mounting the wiring substrate 11 with respect to the reference position Xm on the inner surface 5i of the casing portion 5. Since the positioning between the wiring board 11 and the casing portion 5 can be performed reliably, the Hall element 8 can be reliably positioned with respect to the casing portion 5 and contributes to the improvement of accuracy and the reduction of variations related to the specific position Xs. it can.

（７） 好適な態様により、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に間隔調整用セパレータ１３を介在させれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付高さを容易に調整（設定）できるため、ホール素子８における対向間隔Ｇ（特定位置Ｘｓ）の調整（設定）も容易に行うことができる。しかも、両面接着性の間隔調整用セパレータ１３を用いれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付手段にも兼用させることができる。   (7) According to a preferred embodiment, if the spacing adjusting separator 13 is interposed between the wiring board 11 and the inner surface 5i of the casing part 5, the mounting height of the wiring board 11 with respect to the inner surface 5i of the casing part 5 can be easily adjusted ( Therefore, the adjustment (setting) of the facing gap G (specific position Xs) in the Hall element 8 can be easily performed. Moreover, if the double-sided adhesive spacing adjusting separator 13 is used, it can also be used as a means for attaching the wiring board 11 to the inner surface 5 i of the casing portion 5.

（８） 好適な態様により、マグネットロータ部２を構成するに際し、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けて構成するとともに、ステータ部６を構成するに際し、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するヨーク１５を設けて構成すれば、独立した界磁部の数量を半減できるため、部品点数の削減及び組立工数の低減によるコストダウンを図ることができる。しかも、シャフト４の軸直角方向における寸法もサイズダウンできるとともに、マグネットロータ部２の変位空間の両側にはステータ部６が存在しないため、ケーシング５を直方体状に形成する場合であっても、合理的な部品配置を容易に行うことができる。この結果、無用なデッドスペースの発生を低減し、ロータリソレノイドＭ全体の小型コンパクト化も容易に実現できる。   (8) According to a preferred embodiment, when the magnet rotor portion 2 is configured, a position corresponding to one corner portion in the triangle is fixed to the shaft 4 and a position corresponding to the remaining two corner portions serving as free ends. A single coil 7 having a mold portion 14 for fixing the magnet portion 3 and a stator portion 6 and a single coil 7 fixed to the casing portion 5 and having one end face 7s facing the magnet portion 3 is provided. If the yoke 15 that forms the magnetic path of the magnetic field generated by the coil 7 is provided, the number of independent field portions can be halved. Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of parts and the number of assembly steps. it can. In addition, the size of the shaft 4 in the direction perpendicular to the axis can be reduced, and since the stator portion 6 does not exist on both sides of the displacement space of the magnet rotor portion 2, it is reasonable even when the casing 5 is formed in a rectangular parallelepiped shape. Can be easily arranged. As a result, generation of unnecessary dead space can be reduced, and the entire rotary solenoid M can be easily reduced in size and size.

本発明の好適実施形態に係る切換点検出装置を備えるロータリソレノイドの一部を破断した内部構造を含む断面側面図、Sectional side view including the internal structure which fractured | ruptured a part of rotary solenoid provided with the switching point detection apparatus which concerns on suitable embodiment of this invention, 同切換点検出装置を備えるロータリソレノイドの一部を破断した内部構造を含む断面正面図、A sectional front view including an internal structure in which a part of a rotary solenoid provided with the switching point detection device is broken, 同切換点検出装置のホール素子を表面実装した配線基板の一部を省略した正面拡大図、Front enlarged view in which a part of the wiring board on which the Hall element of the switching point detection device is surface-mounted is omitted, 同切換点検出装置のホール素子を表面実装した配線基板の一部を省略した側面拡大図、An enlarged side view in which a part of the wiring board on which the Hall element of the switching point detection device is surface-mounted is omitted, 同切換点検出装置の特定位置を選定するためのホール素子の対向間隔を１．５〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置を異なるパラメータとした際の切換点の検出結果を示すタイムチャートによるデータ図、Data based on a time chart showing the detection result of the switching point when the opposing distance of the Hall elements for selecting a specific position of the switching point detection device is set to 1.5 [mm] and the relative position is a different parameter Figure, 同切換点検出装置の特定位置を選定するためのホール素子の対向間隔を０．８〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置を異なるパラメータとした際の切換点の検出結果を示すタイムチャートによるデータ図、Data based on a time chart showing the detection result of the switching point when the opposing distance of the Hall elements for selecting a specific position of the switching point detection device is set to 0.8 [mm] and the relative position is a different parameter Figure, 同切換点検出装置における特定位置に調整された検出結果を実際の角度を用いて示すデータ図、The data diagram which shows the detection result adjusted to the specific position in the switching point detection apparatus using an actual angle, 同切換点検出装置における偏って調整された検出結果を実際の角度を用いて示すデータ図、The data diagram which shows the detection result adjusted in bias in the same switching point detection device using an actual angle, 同切換点検出装置による検出結果のバラツキを確認するための順方向における切換点の発生頻度を示す棒グラフ、A bar graph showing the frequency of occurrence of switching points in the forward direction for confirming variations in detection results by the switching point detection device; 同切換点検出装置による検出結果のバラツキを確認するための逆方向における切換点の発生頻度を示す棒グラフ、A bar graph showing the frequency of occurrence of switching points in the reverse direction for confirming variations in detection results by the switching point detection device; 同切換点検出装置による図５及び図６の全検出結果をまとめて示す折線グラフ、A line graph collectively showing all the detection results of FIGS. 5 and 6 by the switching point detection device, 同切換点検出装置を適用できるロータリソレノイドの外観斜視図、External perspective view of a rotary solenoid to which the switching point detection device can be applied, 同切換点検出装置を適用できるロータリソレノイドの電気系及び磁気系を示す回路図、A circuit diagram showing an electrical system and a magnetic system of a rotary solenoid to which the switching point detection device can be applied, 同切換点検出装置を適用できるロータリソレノイドの作用説明図、Operation explanatory diagram of a rotary solenoid to which the switching point detection device can be applied, 同切換点検出装置を適用したロータリソレノイドの使用説明図、Use explanatory diagram of a rotary solenoid to which the switching point detection device is applied,

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る切換点検出装置１の理解を容易にするため、ロータリソレノイドＭの基本構成について、図１，図２，図１２及び図１３を参照して説明する。   First, in order to facilitate understanding of the switching point detection apparatus 1 according to the present embodiment, the basic configuration of the rotary solenoid M will be described with reference to FIGS. 1, 2, 12, and 13.

基本構成に係るロータリソレノイドＭは、外郭を構成するケーシング部５を備え、図１に示すように、ケーシング本体部５ｍとこのケーシング本体部５ｍの開口部を閉塞するケーシング蓋部５ｃからなる。このケーシング本体部５ｍとケーシング蓋部５ｃは、それぞれ成形性及び軽量性に優れた合成樹脂素材Ｒにより一体成形する。この場合、合成樹脂素材Ｒの種類としては、特定の種類に限定するものではないが、寸法安定性及び熱安定性（耐熱性）に優れた素材、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂素材等を用いることができる。なお、図中、符号２１，２２（図１２）は、ケーシング本体部５ｍの底面に設けた脚部を示す。   The rotary solenoid M according to the basic configuration includes a casing portion 5 that constitutes an outer shell, and includes a casing main body portion 5m and a casing lid portion 5c that closes an opening of the casing main body portion 5m, as shown in FIG. The casing body 5m and the casing lid 5c are integrally formed of a synthetic resin material R excellent in moldability and light weight. In this case, the type of the synthetic resin material R is not limited to a specific type, but a material excellent in dimensional stability and thermal stability (heat resistance), for example, a PBT (polybutylene terephthalate) resin material, etc. Can be used. In the figure, reference numerals 21 and 22 (FIG. 12) denote legs provided on the bottom surface of the casing body 5m.

また、ケーシング本体部５ｍには前軸受部２３を一体成形するとともに、ケーシング蓋部５ｃには後軸受部２４を一体成形する。即ち、二つの各軸受部２３，２４は、ケーシング部５（ケーシング本体部５ｍ及びケーシング蓋部５ｃ）に対して同一の合成樹脂素材Ｒにより一体成形する。この場合、前軸受部２３は、図１及び図１２に示すように、軸方向Ｆｓに対して所定の厚さを有し、かつ径方向Ｆｄに対して所定のリング厚を有するリング状となるように形成し、ケーシング本体部５ｍの外面から軸方向Ｆｓに突出形成する。   Further, the front bearing portion 23 is integrally formed with the casing main body portion 5m, and the rear bearing portion 24 is integrally formed with the casing lid portion 5c. That is, the two bearing portions 23 and 24 are integrally formed of the same synthetic resin material R with respect to the casing portion 5 (the casing main body portion 5m and the casing lid portion 5c). In this case, as shown in FIGS. 1 and 12, the front bearing portion 23 has a ring shape having a predetermined thickness with respect to the axial direction Fs and a predetermined ring thickness with respect to the radial direction Fd. And formed so as to protrude in the axial direction Fs from the outer surface of the casing body 5m.

さらに、前軸受部２３の外端面には、図１及び図１２に示すように、周方向Ｆｃに沿って所定の間隔置きに配し、かつ底部を所定の厚さに選定した複数の公差吸収凹部２５ｆ…を形成する。例示は、同一形状に選定した八つのほぼ矩形状の公差吸収凹部２５ｆ…を全周にわたって形成した例を示す。この場合、基本的には、公差吸収凹部２５ｆ…により、この内側には実質的な軸受筒部２３ｗが形成されるため、軸受筒部２３ｗの支持機能が損なわれないように留意する。このような公差吸収凹部２５ｆ…を設ければ、合成樹脂素材Ｒを使用し、比較的大きな公差が生じやすい場合であっても、機械的強度を確保しつつ、無用な公差を有効に吸収できる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 12, the outer end surface of the front bearing portion 23 is arranged at predetermined intervals along the circumferential direction Fc and has a plurality of tolerance absorptions with the bottom portion selected to have a predetermined thickness. Recesses 25f are formed. The illustration shows an example in which eight substantially rectangular tolerance absorbing recesses 25f... Selected in the same shape are formed over the entire circumference. In this case, basically, since the substantial bearing tube portion 23w is formed inside by the tolerance absorbing recesses 25f, care is taken so that the support function of the bearing tube portion 23w is not impaired. If such a tolerance absorbing recess 25f is provided, even if a relatively large tolerance is likely to be generated using the synthetic resin material R, it is possible to effectively absorb unnecessary tolerances while ensuring mechanical strength. .

一方、ケーシング蓋部５ｃに設ける後軸受部２４も、図１に示すように、基本的には、上述した前軸受部２３と同様に構成することができる。即ち、ケーシング蓋部５ｃの後軸受部２４は、ケーシング本体部５ｍの前軸受部２３に対して前後対称となる点を除いて、ケーシング本体部５ｍ側と同一に構成できる。なお、２４ｗは後軸受部２４における軸受筒部、２５ｒ…は後軸受部２４に形成した複数の公差吸収凹部をそれぞれ示す。   On the other hand, the rear bearing portion 24 provided in the casing lid portion 5c can be basically configured in the same manner as the front bearing portion 23 described above, as shown in FIG. That is, the rear bearing portion 24 of the casing lid portion 5c can be configured in the same manner as the casing main body portion 5m side except that the rear bearing portion 24 is symmetrical with respect to the front bearing portion 23 of the casing main body portion 5m. In addition, 24w shows the bearing cylinder part in the rear bearing part 24, 25r ... shows the some tolerance absorption recessed part formed in the rear bearing part 24, respectively.

したがって、このような前軸受部２３及び後軸受部２４を設ければ、別途製作する二つの軸受部品が不要になり、実質的な部品点数はケーシング部５のみで足りるため、部品コストの削減を図れるとともに、ケーシング部５に軸受部品を取付ける工程が不要になり、組立工数の低減による製造コストの削減を図ることができる。   Therefore, if such a front bearing portion 23 and a rear bearing portion 24 are provided, two separately manufactured bearing parts are not required, and the substantial number of parts is sufficient only by the casing part 5. In addition, the process of attaching the bearing parts to the casing part 5 is not necessary, and the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of assembly steps.

他方、２は、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部を示す。シャフト４は、図１及び図２に示すように、磁性材により丸棒状に形成した回転出力軸となり、前後の位置がケーシング部５に設けた前軸受部２３と後軸受部２４により回動変位可能に支持される。また、シャフト４の回動変位の範囲は、図２及び図１３に示すように、ケーシング部５の上内面５ｉｕが規制部位になり、所定の回動範囲Ｚｒに規制される。この場合、上内面５ｉｕには、マグネットロータ部２が当接して変位が規制される左右一対の規制壁面部５ｐ，５ｑを一体成形により設けている。これにより、マグネットロータ部２は、シャフト４を支点に回動し、図２中、時計方向となる順方向Ｆｐに回動変位させれば、左側の規制壁面部５ｑに当接して回動変位が規制されるとともに、反時計方向となる逆方向Ｆｎに回動変位させれば、右側の規制壁面部５ｐに当接して回動変位が規制される。このような規制壁面部５ｐ，５ｑを設ければ、ケーシング部５の内壁及びマグネットロータ部２の一部に、位置規制手段を兼用できるため、全体構造の簡略化，コストダウン及びサイズダウンに寄与できる。   On the other hand, 2 indicates a magnet rotor portion in which a magnet portion 3 having an N pole and an S pole arranged in the displacement direction Fm is fixed to a shaft 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the shaft 4 becomes a rotary output shaft formed into a round bar shape by a magnetic material, and the front and rear positions are rotationally displaced by the front bearing portion 23 and the rear bearing portion 24 provided in the casing portion 5. Supported as possible. Further, as shown in FIGS. 2 and 13, the range of the rotational displacement of the shaft 4 is restricted to a predetermined rotational range Zr, with the upper inner surface 5iu of the casing portion 5 serving as a restriction part. In this case, the upper inner surface 5iu is provided with a pair of left and right restricting wall surfaces 5p and 5q that are in contact with the magnet rotor portion 2 and whose displacement is restricted by integral molding. As a result, the magnet rotor portion 2 rotates around the shaft 4 as a fulcrum, and if it is rotationally displaced in the forward direction Fp, which is the clockwise direction in FIG. If the rotation is displaced in the reverse direction Fn, which is counterclockwise, the rotation displacement is regulated by coming into contact with the right regulation wall surface portion 5p. If such restriction wall surface parts 5p and 5q are provided, the inner wall of the casing part 5 and a part of the magnet rotor part 2 can also be used as position restriction means, contributing to simplification of the overall structure, cost reduction, and size reduction. it can.

そして、このシャフト４におけるケーシング部５の内部側の位置には可動体部２６を固定する。可動体部２６は、合成樹脂素材等の非磁性材により形成し、図２に示すように、全体を三角形状のモールド部１４を備える。そして、このモールド部１４の一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定するとともに、自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にはマグネット部３を固定する。この場合、マグネット部３は、下側のマグネット本体３ｍと上側のバックヨーク３ｙを重ねて構成するとともに、モールド部１４は、下面側の一部を開口し、マグネット本体３ｍを露出させる。   And the movable body part 26 is fixed to the position inside this casing part 5 in the shaft 4. The movable body portion 26 is formed of a non-magnetic material such as a synthetic resin material, and includes a triangular mold portion 14 as a whole as shown in FIG. And while fixing the position corresponding to one corner | angular part of this mold part 14 to the shaft 4, the magnet part 3 is fixed to the position corresponding to the remaining two corner | angular parts used as a free end. In this case, the magnet unit 3 is configured by overlapping the lower magnet body 3m and the upper back yoke 3y, and the mold unit 14 opens a part of the lower surface side to expose the magnet body 3m.

マグネット本体３ｍは、さらに、図２及び図１３に示すように、二枚重ねのマグネットプレート３ｍｕ，３ｍｄにより構成する。例示の場合、上側のマグネットプレート３ｍｕは、左側をＮ極にし、右側をＳ極にするとともに、下側のマグネットプレート３ｍｄは、左側をＳ極にし、右側をＮ極にする。したがって、全体では四極のマグネット本体３ｍが構成される。なお、例示のマグネット本体３ｍは、二枚重ねのマグネットプレート３ｍｕ，３ｍｄを用いたが、一枚のマグネットプレートの左右上下の四部位を四極に着磁してもよい。   As shown in FIGS. 2 and 13, the magnet main body 3m is composed of two stacked magnet plates 3mu and 3md. In the illustrated example, the upper magnet plate 3mu has an N pole on the left side and an S pole on the right side, and the lower magnet plate 3md has an S pole on the left side and an N pole on the right side. Therefore, a quadrupole magnet body 3m is formed as a whole. Although the illustrated magnet body 3m uses the two-layered magnet plates 3mu and 3md, the left and right and upper and lower four portions of one magnet plate may be magnetized to four poles.

マグネットロータ部２は、可動体部２６の一端側がシャフト４に固定され、他端側が自由端となるため、マグネット部３はシャフト４を支点に旋回可能となる。この結果、少なくとも変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３が構成される。なお、バックヨーク３ｙは、設けることが望ましいが必ずしも設けることを要しない。   In the magnet rotor part 2, one end side of the movable body part 26 is fixed to the shaft 4, and the other end side is a free end, so that the magnet part 3 can turn around the shaft 4 as a fulcrum. As a result, the magnet unit 3 having at least the N pole and the S pole arranged in the displacement direction Fm is configured. The back yoke 3y is preferably provided, but not necessarily provided.

一方、ケーシング部５の内部にはステータ部６を取付ける。ステータ部６は、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させる機能を備える。この場合、図１及び図２に示すように、ステータ部６は、単一のコイル７を備えるとともに、ステータ部６は、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するＥ形のヨーク１５を備える。これにより、ステータ部６は、全体をユニットに構成し、このユニットをケーシング部５の内部に収容して固定する。この結果、コイル７における一方の端面７ｓは、マグネット部３に対面するとともに、ヨーク１５により磁気回路が形成されるため、ロータリソレノイドＭの高効率化及び高性能化に寄与できる。なお、２７は、プラスチック等の絶縁材により形成し、コイル７を巻回したコイルボビンを示す。   On the other hand, the stator portion 6 is attached inside the casing portion 5. The stator unit 6 has a function of displacing the magnet rotor unit 2 in the forward direction Fp or the reverse direction Fn of the rotation range Zr by a magnetic pole generated by energization control of the coil 7. In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the stator portion 6 includes a single coil 7, and the stator portion 6 has an E-shaped yoke 15 that forms a magnetic path of a magnetic field generated by the coil 7. Is provided. Thereby, the stator part 6 comprises the whole in the unit, and this unit is accommodated in the inside of the casing part 5, and is fixed. As a result, one end face 7 s of the coil 7 faces the magnet portion 3 and a magnetic circuit is formed by the yoke 15, which can contribute to higher efficiency and higher performance of the rotary solenoid M. Reference numeral 27 denotes a coil bobbin formed of an insulating material such as plastic and wound with a coil 7.

したがって、このような構成、即ち、マグネットロータ部２を、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けて構成するとともに、ステータ部６を、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するヨーク１５を設けて構成すれば、独立した界磁部の数量を半減できるため、部品点数の削減及び組立工数の低減によるコストダウンを図ることができる。しかも、シャフト４の軸直角方向における寸法もサイズダウンできるとともに、マグネットロータ部２の変位空間の両側にはステータ部６が存在しないため、ケーシング５を直方体状に形成する場合であっても、合理的な部品配置を容易に行うことができる。この結果、無用なデッドスペースの発生を低減し、ロータリソレノイドＭ全体の小型コンパクト化も容易に実現できる。以上が、本実施形態に係る切換点検出装置１を適用して好適なロータリソレノイドＭの基本構成となる。   Therefore, such a configuration, that is, the magnet rotor portion 2 is fixed to the shaft 4 at a position corresponding to one corner portion in the triangle, and the magnet portion is located at a position corresponding to the remaining two corner portions serving as free ends. 3 is provided, and the stator portion 6 is fixed to the casing portion 5 and one end surface 7s faces the magnet portion 3 and is generated by the coil 7. If the yoke 15 for forming the magnetic path of the magnetic field to be provided is provided, the number of independent field portions can be halved, so that the cost can be reduced by reducing the number of parts and the number of assembly steps. In addition, the size of the shaft 4 in the direction perpendicular to the axis can be reduced, and since the stator portion 6 does not exist on both sides of the displacement space of the magnet rotor portion 2, it is reasonable even when the casing 5 is formed in a rectangular parallelepiped shape. Can be easily arranged. As a result, generation of unnecessary dead space can be reduced, and the entire rotary solenoid M can be easily reduced in size and size. The above is the basic configuration of the preferred rotary solenoid M to which the switching point detection device 1 according to the present embodiment is applied.

次に、本実施形態に係る切換点検出装置１の構成について、図１〜図１１及び図１５を参照して具体的に説明する。   Next, the configuration of the switching point detection apparatus 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 11 and FIG.

この切換点検出装置１は、マグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８を備え、このホール素子８によりマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出する基本的な機能を備える。   The switching point detection device 1 includes a Hall element 8 whose output Vo changes in response to the displacement of the magnet unit 3, and the basic function of detecting the switching points Xcp and Xcn of the magnet rotor unit 2 by the Hall element 8. Is provided.

この場合、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎとは、マグネットロータ部２の変位時にホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わる時点（タイミング）を意味し、マグネットロータ部２が順方向Ｆｐ（時計方向）に変位する際に発生する切換点Ｘｃｐとマグネットロータ部２が逆方向Ｆｑ（反時計方向）に変位する際に発生する切換点Ｘｃｎの二つが存在する。   In this case, the switching points Xcp and Xcn are times when the output value H (L) in the binarized output Vo of the Hall element 8 is switched from the other output value L (H) when the magnet rotor unit 2 is displaced. (Timing), and occurs when the magnet rotor portion 2 is displaced in the forward direction Fp (clockwise) and the switching point Xcp and the magnet rotor portion 2 is displaced in the reverse direction Fq (counterclockwise). There are two switching points Xcn.

ラッチタイプのホール素子８を用いた場合、ホール素子８に対して、Ｎ極が近付けばホール素子８の出力Ｖｏの出力値はＨ（ハイ）になり、Ｓ極が近付けばホール素子８の出力Ｖｏの出力値はＬ（ロー）になる二値化信号を出力する。したがって、本実施形態におけるマグネット本体３ｍは、変位方向にＮ極とＳ極を有するため、ホール素子８をマグネット本体３ｍが変位する回動範囲Ｚｒの中央位置に設置したとすれば、マグネットロータ部２が順方向Ｆｐへ変位した際には、出力値Ｈから途中で出力値Ｌに切換わるとともに、逆方向Ｆｎへ変位した際には、出力値Ｌから途中で出力値Ｈに切換わる。したがって、この出力値Ｈ（Ｌ）の切換わり（出力Ｖｏの電位変化）のタイミングを切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎとして検出することができる。   When the latch-type Hall element 8 is used, the output value of the output Vo of the Hall element 8 becomes H (high) when the N pole approaches the Hall element 8, and the output of the Hall element 8 when the S pole approaches. The output value of Vo is a binary signal that becomes L (low). Therefore, since the magnet body 3m in the present embodiment has N and S poles in the displacement direction, if the Hall element 8 is installed at the center position of the rotation range Zr in which the magnet body 3m is displaced, the magnet rotor portion When 2 is displaced in the forward direction Fp, the output value H is switched to the output value L on the way, and when it is displaced in the reverse direction Fn, the output value L is switched to the output value H on the way. Therefore, the switching timing of the output value H (L) (the potential change of the output Vo) can be detected as the switching points Xcp and Xcn.

このように、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎに、ホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いれば、二値化出力（ラッチタイプ）のホール素子８のみの利用、即ち、別途の処理回路等が不要になるため、切換点検出装置１をケーシング部５の内部に容易に収容できるなど、実施の容易化、更には全体の小型化及び低コスト化に寄与できる。なお、実施形態では、二値化した出力Ｖｏが直接得られるラッチタイプのホール素子８を示したが、アナログタイプのホール素子から出力するアナログ信号を外部回路で処理することにより二値化した出力Ｖｏを得る場合であってもよく、本発明におけるホール素子８には、ラッチタイプのホール素子とアナログタイプのホール素子の双方が含まれる。   In this way, if the switching points Xcp and Xcn are used at the timing of switching from one output value H (L) to the other output value L (H) in the binarized output Vo of the Hall element 8, binarization is performed. Since only the output (latch type) hall element 8 is used, that is, a separate processing circuit is not required, the switching point detection device 1 can be easily accommodated in the casing portion 5, etc. Can contribute to overall size reduction and cost reduction. In the embodiment, the latch-type hall element 8 that directly obtains the binarized output Vo is shown. However, the binarized output is obtained by processing an analog signal output from the analog-type hall element by an external circuit. Vo may be obtained, and the Hall element 8 in the present invention includes both a latch type Hall element and an analog type Hall element.

ホール素子８は、図１及び図２に示すように、ケーシング部５の内面５ｉに取付けるとともに、取付けるに際しては、配線基板１１に対して表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付ける取付構造を採用する。配線基板１１を拡大した一部を図３及び図４に示す。   As shown in FIGS. 1 and 2, the Hall element 8 is attached to the inner surface 5 i of the casing portion 5, and when mounted, the Hall element 8 is surface-mounted on the wiring substrate 11, and the wiring substrate 11 is attached to the inner surface 5 i of the casing portion 5. Adopting a mounting structure to attach to. A part of the enlarged wiring board 11 is shown in FIGS.

例示の場合、配線基板１１は、ケーシング部５におけるケーシング蓋部５ｃの内面５ｃｉ（５ｉ）であって、マグネット部３の左端部（又は右端部）を検出できる位置に取付ける。また、ケーシング蓋部５ｃの内面５ｃｉ（５ｉ）と配線基板１１間には、内面５ｃｉにおける基準位置Ｘｍに対して配線基板１１を位置決めして取付ける基準位置決め部１２を設ける。具体的には、配線基板１１の上部（一端側）に円形の係合孔部３１を形成するとともに、この係合孔部３１に嵌合する円柱形の係合凸部３２を内面５ｃｉに一体形成する。この係合孔部３１と係合凸部３２により基準位置決め部１２が構成される。そして、例示の配線基板１１は、図３に示すように、三個所に、ランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有するため、このランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃ上に、ホール素子８の端子８ａ，８ｂ，８ｃを載置し、半田付けにより表面実装することができる。   In the case of illustration, the wiring board 11 is attached to the inner surface 5ci (5i) of the casing lid part 5c in the casing part 5 at a position where the left end part (or right end part) of the magnet part 3 can be detected. Further, between the inner surface 5ci (5i) of the casing lid portion 5c and the wiring substrate 11, a reference positioning portion 12 for positioning and mounting the wiring substrate 11 with respect to the reference position Xm on the inner surface 5ci is provided. Specifically, a circular engagement hole 31 is formed in the upper part (one end side) of the wiring board 11, and a cylindrical engagement convex part 32 fitted into the engagement hole 31 is integrated with the inner surface 5ci. Form. The reference positioning portion 12 is configured by the engagement hole portion 31 and the engagement convex portion 32. As shown in FIG. 3, the exemplary wiring board 11 has lands 35a, 35b, and 35c at three locations. Therefore, the terminals 8a, 8b, and 8c of the Hall element 8 are formed on the lands 35a, 35b, and 35c. Can be mounted and surface-mounted by soldering.

ところで、ホール素子８をケーシング部５に取付けるに際し、マグネットロータ部２の回動範囲Ｚｒの中央位置０°に切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが存在すれば理想的となるが、ホール素子８は、Ｎ極が近付くことにより出力値Ｈを出力するが、Ｎ極が離れてもそのままの極性を維持し、他方、Ｓ極が近付くことにより出力値Ｌを出力するが、Ｓ極が離れてもそのままの極性を維持する。即ち、ホール素子８の出力Ｖｏは、図５に示すようなヒステリシス出力となる。   By the way, when the Hall element 8 is attached to the casing portion 5, it is ideal if the switching points Xcp and Xcn exist at the central position 0 ° of the rotation range Zr of the magnet rotor portion 2. Although the output value H is output when the N pole approaches, the polarity remains unchanged even if the N pole is separated. On the other hand, the output value L is output when the S pole approaches, but the polarity remains even if the S pole is separated. To maintain. That is, the output Vo of the Hall element 8 is a hysteresis output as shown in FIG.

したがって、ホール素子８の取付位置の選定は、中央位置０°を基準に単純に設定できるものではなく、ホール素子８を取付ける取付位置の選定（設定）は重要な技術的要素となる。本実施形態に係る切換点検出装置１では、ホール素子８の取付位置として、予め最適な取付位置となる特定位置Ｘｓを選定するようにした。この場合、特定位置Ｘｓには、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐのみならず、マグネット部３に対するホール素子８の対向間隔Ｇも含まれる。   Therefore, the selection of the mounting position of the Hall element 8 cannot be simply set based on the central position of 0 °, and the selection (setting) of the mounting position for mounting the Hall element 8 is an important technical element. In the switching point detection apparatus 1 according to the present embodiment, the specific position Xs that is the optimal mounting position is selected in advance as the mounting position of the Hall element 8. In this case, the specific position Xs includes not only the relative position P with respect to the displacement direction Fm of the magnet unit 3 but also the facing gap G of the Hall element 8 with respect to the magnet unit 3.

まず、相対位置Ｐの設定は、上述したように、ホール素子８を配線基板１１に対して表面実装するため、容易に実現することができる。即ち、図３に示すように、例示する配線基板１１は、三個所に、ランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有し、このランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃ上に、ホール素子８の三つの端子８ａ，８ｂ，８ｃを半田付けにより実装するため、ホール素子８をランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃに載置する際に、選定した特定位置Ｘｓに載置すればよい。表面実装では、配線基板１１の一定の範囲内においてホール素子８の半田付け位置を調整できるため、特定位置Ｘｓに対するホール素子８の位置決めを容易に行うことができるとともに、併せて組付の容易化も確保できる。この場合、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、前述したように、ケーシング部５内面５ｉの基準位置Ｘｍに対して、配線基板１１が位置決めされる基準位置決め部１２が設けられるため、配線基板１１とケーシング部５間の位置決めが確実に行なわれる。この結果、ケーシング部５に対するホール素子８の確実な位置決めも可能になり、特定位置Ｘｓに係わる正確性の向上及びバラツキの低減に寄与できる。   First, the setting of the relative position P can be easily realized because the Hall element 8 is surface-mounted on the wiring board 11 as described above. That is, as shown in FIG. 3, the exemplified wiring board 11 has lands 35a, 35b, and 35c at three locations, and the three terminals 8a and 8b of the Hall element 8 are formed on the lands 35a, 35b, and 35c. 8c are mounted by soldering, the Hall element 8 may be placed at the selected specific position Xs when it is placed on the lands 35a, 35b, 35c. In surface mounting, since the soldering position of the hall element 8 can be adjusted within a certain range of the wiring substrate 11, the hall element 8 can be easily positioned with respect to the specific position Xs, and the assembly is facilitated. Can also be secured. In this case, between the wiring board 11 and the inner surface 5i of the casing part 5, as described above, the reference positioning part 12 for positioning the wiring board 11 with respect to the reference position Xm of the inner surface 5i of the casing part 5 is provided. The positioning between the wiring board 11 and the casing part 5 is performed reliably. As a result, the Hall element 8 can be surely positioned with respect to the casing portion 5, which can contribute to an improvement in accuracy and a reduction in variation related to the specific position Xs.

また、図４に示すように、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、間隔調整用セパレータ１３を介在させるため、対向間隔Ｇの設定も容易に実現できる。なお、間隔調整用セパレータ１３の素材は特に限定されるものではなく、プラスチックフィルムや紙フィルム等のシート部材を利用できる。配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に間隔調整用セパレータ１３を介在させれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付高さを容易に調整（設定）できるため、ホール素子８における対向間隔Ｇ（特定位置Ｘｓ）の調整（設定）も容易に行うことができる。しかも、両面接着性の間隔調整用セパレータ１３を用いれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付手段にも兼用できる利点がある。   Further, as shown in FIG. 4, since the interval adjusting separator 13 is interposed between the wiring substrate 11 and the inner surface 5 i of the casing portion 5, the setting of the facing interval G can be easily realized. In addition, the raw material of the separator 13 for space | interval adjustment is not specifically limited, Sheet members, such as a plastic film and a paper film, can be utilized. If the spacing adjusting separator 13 is interposed between the wiring board 11 and the inner surface 5i of the casing part 5, the mounting height of the wiring board 11 with respect to the inner surface 5i of the casing part 5 can be easily adjusted (set). The adjustment (setting) of the facing gap G (specific position Xs) can be easily performed. Moreover, the use of the double-sided adhesive spacing adjusting separator 13 has an advantage that it can also be used as a means for attaching the wiring board 11 to the inner surface 5 i of the casing portion 5.

このように、特定位置Ｘｓとして、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇを含めれば、ホール素子８に対する、いわば立体的な位置選定（位置設定）が可能になるため、特定位置Ｘｓに対する、より望ましい位置選定を行うことができる。なお、図４中、３８，３９は、ホール素子８から導出されるリードを示すとともに、４０，４１はリード３８，３９と外部配線を接続する接続ランドを示す。   Thus, if the relative position P with respect to the displacement direction Fm of the magnet part 3 and the facing distance G with respect to the magnet part 3 are included as the specific position Xs, so-called three-dimensional position selection (position setting) with respect to the Hall element 8 becomes possible. Therefore, a more desirable position can be selected for the specific position Xs. In FIG. 4, reference numerals 38 and 39 denote leads derived from the hall element 8, and reference numerals 40 and 41 denote connection lands for connecting the leads 38 and 39 and external wiring.

次に、特定位置Ｘｓの選定方法及びこの選定の有効性の検証結果について、図１〜図１１を参照して説明する。   Next, a method for selecting the specific position Xs and a verification result of the effectiveness of this selection will be described with reference to FIGS.

上述したように、使用するホール素子８を取付ける際における相対位置Ｐは、図３に示すように、表面実装を行うことにより実現できるとともに、対向間隔Ｇは、図４に示すように、間隔調整用セパレータ１３を使用することにより実現できる。このため、特定位置Ｘｓに含まれる相対位置Ｐ及び対向間隔Ｇを予め選定する。   As described above, the relative position P when mounting the Hall element 8 to be used can be realized by performing surface mounting as shown in FIG. 3, and the facing gap G is adjusted as shown in FIG. This can be realized by using the separator 13 for the printer. For this reason, the relative position P and the facing interval G included in the specific position Xs are selected in advance.

相対位置Ｐを選定するに際しては、図３に示すように、初期位置Ｘｏとして、回動範囲Ｚｒの中央位置０°を設定する。今、この初期位置Ｘｏにおける基準位置決め部１２の中心位置とホール素子８の中心位置（中央位置）間の距離Ｌｐは、４．５〔ｍｍ〕である。そして、この４．５〔ｍｍ〕の位置を起点として、ホール素子８を、マグネット部３の変位方向の前後へ０．５〔ｍｍ〕単位で変位させた際の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出した。実施形態の場合、基準位置決め部１２に対して離れる方向において、５．０〔ｍｍ〕を設定し、基準位置決め部１２に対して近付く方向において、４．０〔ｍｍ〕，３．５〔ｍｍ〕を設定した。   When selecting the relative position P, as shown in FIG. 3, the central position 0 ° of the rotation range Zr is set as the initial position Xo. Now, the distance Lp between the center position of the reference positioning portion 12 and the center position (center position) of the Hall element 8 at the initial position Xo is 4.5 [mm]. Then, starting from the position of 4.5 [mm], the switching points Xcp and Xcn when the Hall element 8 is displaced in units of 0.5 [mm] back and forth in the displacement direction of the magnet unit 3 are detected. . In the case of the embodiment, 5.0 [mm] is set in the direction away from the reference positioning part 12, and 4.0 [mm] and 3.5 [mm] in the direction approaching the reference positioning part 12. It was set.

また、対向間隔Ｇを選定するに際しては、図４に示すように、間隔調整用セパレータ１３の厚さを選定することにより、１．５〔ｍｍ〕，０．８〔ｍｍ〕，０．６〔ｍｍ〕を設定し、相対位置Ｐと組合わせることにより、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出を行った。   Further, when selecting the facing gap G, as shown in FIG. 4, by selecting the thickness of the gap adjusting separator 13, 1.5 [mm], 0.8 [mm], 0.6 [ mm] is set and combined with the relative position P, the switching points Xcp and Xcn are detected.

この検出結果を図５及び図６に示す。図５は、対向間隔Ｇを１．５〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置Ｐを異ならせた際におけるマグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎにおいて検出された切換点Ｘｃｐ及びＸｃｎを示すとともに、図６は、対向間隔Ｇを０．８〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置Ｐを異ならせた際におけるマグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎにおいて検出された切換点Ｘｃｐ及びＸｃｎを示す。そして、この検出結果から、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出される二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが回動範囲Ｚｒの中央位置０°の両側にあり、かつ各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓを選定した。   The detection results are shown in FIGS. FIG. 5 shows switching points Xcp and Xcn detected in the forward direction Fp and the reverse direction Fn of the magnet rotor portion 2 when the facing distance G is set to 1.5 [mm] and the relative position P is changed. 6 shows the switching point Xcp detected in the forward direction Fp and the reverse direction Fn of the magnet rotor portion 2 when the facing distance G is set to 0.8 [mm] and the relative position P is varied. And Xcn. From this detection result, the two switching points Xcp and Xcn detected when the magnet rotor portion 2 is displaced in the forward direction Fp and the reverse direction Fn are on both sides of the central position 0 ° of the rotation range Zr, and each switching The specific position Xs where the distance Lg between the points Xcp and Xcn is relatively small was selected.

例示の場合、図５（ｂ）に示す一点鎖円で囲んだ、対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕（＞０．８〔ｍｍ〕）であって、相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕（中央位置０°は、４．５〔ｍｍ〕）の条件が最も良い結果を示している。   In the case of the example, the facing distance G is 1.5 [mm] (> 0.8 [mm]) and the relative position P is 4.0 [mm] surrounded by a one-dot chain circle shown in FIG. ] (Center position 0 ° is 4.5 [mm]) shows the best results.

この結果から、対向間隔Ｇとして、ホール素子８とマグネット部３間の間隔が短いことが必ずしも良い結果をもたらす訳ではなく、適切（最適）な間隔が存在すること、また、回動範囲Ｚｒの中央位置０°が必ずしも良い結果をもたらす訳ではなく、適切（最適）な間隔が存在することを確認できる。   From this result, it is not necessarily a good result that the distance between the Hall element 8 and the magnet unit 3 is short as the facing distance G. There is an appropriate (optimum) distance, and the rotation range Zr It can be confirmed that the center position 0 ° does not necessarily give a good result, and there is an appropriate (optimum) interval.

したがって、得られた検出結果から、相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕の位置を特定位置Ｘｓとして選定できる。なお、図７は、特定位置Ｘｓに調整された検出結果である相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕の位置を実際の角度を用いて示すとともに、図８は、逆方向Ｆｎに偏って調整された検出結果である相対位置Ｐが５．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕の位置を実際の角度を用いて示す。   Therefore, from the obtained detection result, a position where the relative position P is 4.0 [mm] and the facing distance G is 1.5 [mm] can be selected as the specific position Xs. FIG. 7 shows a position where the relative position P, which is the detection result adjusted to the specific position Xs, is 4.0 [mm] and the facing interval G is 1.5 [mm] using an actual angle. FIG. 8 shows the detection result adjusted to be biased in the reverse direction Fn. The relative position P is 5.0 [mm] and the position where the facing distance G is 1.5 [mm] is used as an actual angle. Show.

さらに、図９及び図１０は、特定位置Ｘｓに調整された検出結果、即ち、相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕となる特定位置Ｘｓに対して、多数のロット間のバラツキを検証したデータを示す。図９は、順方向Ｆｐにおいて検出された切換点Ｘｃｐ…を示すとともに、図１０は、逆方向Ｆｎにおいて検出された切換点Ｘｃｎ…を示す。図９に示すように、切換点Ｘｃｐ…は、−０．５〜−１．０°前後に集中するとともに、図１０に示すように、切換点Ｘｃｎ…は、０〜−０．５°前後に集中しており、バラツキは狭い範囲に集約されていることを確認できる。   9 and 10 show the detection result adjusted to the specific position Xs, that is, the specific position Xs where the relative position P is 4.0 [mm] and the facing interval G is 1.5 [mm]. On the other hand, the data which verified the variation between many lots are shown. 9 shows switching points Xcp... Detected in the forward direction Fp, and FIG. 10 shows switching points Xcn... Detected in the reverse direction Fn. As shown in FIG. 9, the switching points Xcp ... are concentrated around -0.5 to -1.0 °, and as shown in FIG. 10, the switching points Xcn ... are around 0--0.5 °. It can be confirmed that the variation is concentrated in a narrow range.

図１１は、図５及び図６に示した本実施形態に係る切換点検出装置１により検出した相対位置Ｐと対向間隔Ｇをパラメータとした切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出結果データをまとめた折線グラフを示す。図１１に示すように、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの分布は、一定の傾向が現れているとともに、例示の場合、４．０〔ｍｍ〕の相対位置Ｐ及び１．５〔ｍｍ〕の対向間隔Ｇが最も良い条件にあることを確認できる。   FIG. 11 is a line graph summarizing detection result data of the switching points Xcp and Xcn using the relative position P detected by the switching point detection apparatus 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 5 and 6 and the facing gap G as parameters. Indicates. As shown in FIG. 11, the distribution of the switching points Xcp and Xcn shows a certain tendency, and in the illustrated example, the relative position P of 4.0 [mm] and the facing distance G of 1.5 [mm]. Can be confirmed to be in the best condition.

そして、特定位置Ｘｓを選定（設定）したなら、この特定位置Ｘｓに対応する配線基板１１上に、ホール素子８を表面実装により半田付けすればよく、これにより、本実施形態に係る切換点検出装置１を構成することができる。これにより、ホール素子８の取付位置に対する最適化を図ることができるとともに、これに基づき、本実施形態に係る切換点検出方法による切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの最適な検出を行うことができる。   When the specific position Xs is selected (set), the Hall element 8 may be soldered by surface mounting on the wiring board 11 corresponding to the specific position Xs, thereby detecting the switching point according to the present embodiment. The apparatus 1 can be configured. As a result, the mounting position of the hall element 8 can be optimized, and based on this, the switching points Xcp and Xcn can be optimally detected by the switching point detection method according to the present embodiment.

次に、本実施形態に係る切換点検出装置１を備えるロータリソレノイドＭの基本動作について、図１３及び図１４を参照して説明する。   Next, the basic operation of the rotary solenoid M provided with the switching point detection device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14.

図１３は、ロータリソレノイドＭに接続した駆動回路５０を示す。この駆動回路５０は、コイル７から導出する一対の接続リード５３ａ，５３ｂに給電するための直流源５１と、この直流源５１からコイル７の接続リード５３ａ，５３ｂに供給する直流電圧の給電又は給電停止を行うとともに、直流電圧の極性を反転させる極性切換を行う操作スイッチ５２を備える。   FIG. 13 shows the drive circuit 50 connected to the rotary solenoid M. The drive circuit 50 includes a direct current source 51 for supplying power to the pair of connection leads 53a and 53b derived from the coil 7, and supply or supply of direct current voltage supplied from the direct current source 51 to the connection leads 53a and 53b of the coil 7. An operation switch 52 is provided for stopping the polarity and switching the polarity for inverting the polarity of the DC voltage.

図１３は、操作スイッチ５２を一方の給電ポジションに切換えた状態を示す。これにより、コイル７に給電が行われるため、Ｅ形のヨーク１５に、図１３に示すＳ極とＮ極が発
生する。なお、マグネット本体３ｍの極性（Ｓ極，Ｎ極）は、図１３に示すとおりであり、マグネットプレート３ｍｄのＮ極側はヨーク１５のＳ極側に吸引されるとともに、マグネットプレート３ｍｄのＳ極側はヨーク１５のＳ極側に対して反発する。この結果、シャフト４は、図１３に示す矢印Ｆｐ方向（時計方向）に回動変位する。そして、可動体部２６が図１３に示す位置、即ち、可動体部２６がケーシング部５の規制壁面部５ｑに当接（係止）した位置で停止する。 FIG. 13 shows a state in which the operation switch 52 is switched to one power feeding position. Accordingly, since power is supplied to the coil 7, the S pole and the N pole shown in FIG. 13 are generated in the E-shaped yoke 15. The polarity (S pole, N pole) of the magnet body 3m is as shown in FIG. 13, and the N pole side of the magnet plate 3md is attracted to the S pole side of the yoke 15, and the S pole of the magnet plate 3md. The side repels the S pole side of the yoke 15. As a result, the shaft 4 is rotationally displaced in the arrow Fp direction (clockwise direction) shown in FIG. Then, the movable body portion 26 stops at the position shown in FIG. 13, that is, the position where the movable body portion 26 comes into contact (locks) with the restriction wall surface portion 5 q of the casing portion 5.

一方、この状態から操作スイッチ５２を中央に位置する給電停止ポジションに切換えた場合を想定する。この場合、ステータ部６には給電に基づく自らの磁極は発生しない。しかし、マグネット部３による磁界は維持されるため、マグネット部３及びヨーク１５により形成される磁気回路により可動体部２６の位置が保持される。この磁気回路による磁力線は、図１４に示す点線Ｊｍとなり、可動体部２６は自己保持力により停止状態が維持される。   On the other hand, it is assumed that the operation switch 52 is switched from this state to the power supply stop position located at the center. In this case, the stator unit 6 does not generate its own magnetic pole based on power feeding. However, since the magnetic field by the magnet part 3 is maintained, the position of the movable body part 26 is held by the magnetic circuit formed by the magnet part 3 and the yoke 15. The lines of magnetic force generated by this magnetic circuit are dotted lines Jm shown in FIG. 14, and the movable body 26 is maintained in the stopped state by the self-holding force.

他方、この停止状態から操作スイッチ５２を極性反転する他方の反転給電ポジションに切換えた場合を想定する。この場合、ヨーク１５には、図１４に示すように、図１３に示した極性に対して反転したＳ極とＮ極が発生する。これにより、マグネットプレート３ｍｄのＳ極側はヨーク１５のＮ極側に吸引され、マグネットプレート３ｍｄのＮ極側はヨーク１５のＮ極側に対して反発する。この結果、シャフト４は図１４に示す矢印Ｆｎ方向（反時計方向）に回動変位する。そして、可動体部２６が図１４に示す位置、即ち、可動体部２６がケーシング部５の規制壁面部５ｐに当接（係止）した位置で停止する。図１４に示す点線Ｊｐ，Ｊｑは、給電時における磁気回路を通る磁力線を示している。この際、シャフト４が回動変位する角度範囲は、図２に示した所定の回動範囲Ｚｒとなる。   On the other hand, a case is assumed in which the operation switch 52 is switched from the stop state to the other reverse feeding position where the polarity is reversed. In this case, as shown in FIG. 14, the S pole and the N pole that are reversed with respect to the polarity shown in FIG. Thereby, the S pole side of the magnet plate 3 md is attracted to the N pole side of the yoke 15, and the N pole side of the magnet plate 3 md repels against the N pole side of the yoke 15. As a result, the shaft 4 is rotationally displaced in the arrow Fn direction (counterclockwise direction) shown in FIG. Then, the movable body portion 26 stops at the position shown in FIG. 14, that is, the position where the movable body portion 26 abuts (locks) to the restriction wall surface portion 5 p of the casing portion 5. Dotted lines Jp and Jq shown in FIG. 14 indicate magnetic lines of force that pass through the magnetic circuit during power feeding. At this time, the angular range in which the shaft 4 is rotationally displaced is the predetermined rotational range Zr shown in FIG.

次に、本実施形態に係る切換点検出装置１を用いた切換点検出方法を含むロータリソレノイドＭの使用方法について、図１３〜図１５を参照して説明する。   Next, a method of using the rotary solenoid M including a switching point detection method using the switching point detection apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

この種のロータリソレノイドＭは、その用途として各種切換機構に使用される場合も少なくない。図１５に、その一例として、多数のカードＣ…を、ＡタイプとＢタイプに振分けるカード振分けシステム６０に付設した切換機構６１を示す。   This type of rotary solenoid M is often used in various switching mechanisms as its application. As an example, FIG. 15 shows a switching mechanism 61 attached to a card distribution system 60 that distributes a large number of cards C to A type and B type.

例示するカード振分けシステム６０は、カード送出部６２から一枚ずつカードＣを送り出すとともに、送り出されたカードＣは、共通供給路６３を通った後、切換機構６１により振分けられる。これにより、振分けられたカードＣは、Ａタイプ取込路６３ａ又はＢタイプ取込路６３ｂの一方に進入する。なお、図中、Ｌｄは共通供給路６３の長さであり、通常、短い長さに設定されるものとする。   The illustrated card distribution system 60 sends out the cards C one by one from the card sending unit 62, and the sent-out cards C are sorted by the switching mechanism 61 after passing through the common supply path 63. Thereby, the distributed card C enters one of the A type intake path 63a and the B type intake path 63b. In the figure, Ld is the length of the common supply path 63 and is normally set to a short length.

今、カード送出部６２において、次に送り出すカードＣのタイプがセンサ６４により識別され、ＡタイプのカードＣａが識別された場合を想定する。この識別結果に係わる識別データはコントローラ６５に送られ、コントローラ６５からは切換機構６１のロータリソレノイドＭに、切換制御信号Ｄｓが付与される。ロータリソレノイドＭのシャフト４に取付けられている切換ブレード６６が仮想線で示す切換ブレード６６ｓの位置、即ち、Ｂタイプ取込路６３ｂ側に切換わっている状態にあるとすれば、この切換制御信号Ｄｓに基づいてロータリソレノイドＭが作動し、Ａタイプ取込路６３ａ側へ切換えるための回動変位を開始する。   Now, it is assumed that the card sending unit 62 identifies the type of the card C to be sent out next by the sensor 64 and identifies the A type card Ca. Identification data relating to the identification result is sent to the controller 65, and the controller 65 gives a switching control signal Ds to the rotary solenoid M of the switching mechanism 61. If the switching blade 66 attached to the shaft 4 of the rotary solenoid M is switched to the position of the switching blade 66s indicated by the phantom line, that is, the B type intake path 63b side, this switching control signal The rotary solenoid M is actuated based on Ds, and rotational displacement for switching to the A-type intake path 63a side is started.

即ち、ロータリソレノイドＭは停止状態にあり、かつ切換機構６１はＢタイプ取込路６３ｂ側に切換わっているため、ロータリソレノイドＭに切換制御信号Ｄｓが供給されれば、可動体部２６は時計方向（矢印Ｆｐ方向）へ回動変位し、前述したように、図１３の位置に達して停止する。この際、シャフト４には一体の切換ブレード６６を備えるため、図１５に仮想線で示す切換ブレード６６ｓも対応して回動変位し、図１５に実線で示す切換ブレード６６の位置、即ち、Ａタイプ取込路６３ａ側に切換わる。   That is, since the rotary solenoid M is in the stopped state and the switching mechanism 61 is switched to the B-type intake path 63b side, if the switching control signal Ds is supplied to the rotary solenoid M, the movable body portion 26 will be As described above, the rotary displacement is made in the direction (arrow Fp direction), and the position reaches the position shown in FIG. 13 and stops. At this time, since the shaft 4 is provided with an integral switching blade 66, the switching blade 66s indicated by the phantom line in FIG. 15 is also rotationally displaced, and the position of the switching blade 66 indicated by the solid line in FIG. It switches to the type intake path 63a side.

一方、本実施形態に係る切換点検出装置１は、前述したように、マグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８によりマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出する機能を備える。したがって、マグネットロータ部２が図１４に示す回動開始位置にある場合、切換点検出装置１におけるホール素子８の出力Ｖｏは、図５（ｂ）に示すように出力値Ｈが出力する。そして、回動開始位置からシャフト４が時計方向（矢印Ｆｐ方向）へ回動変位し、回動範囲Ｚｒの中央位置付近である切換点Ｘｃｐに達すれば、ホール素子８による切換点Ｘｃｐの検出が行われる。即ち、切換点Ｘｃｐにおいて、ホール素子８の出力Ｖｏは、出力値Ｈから出力値Ｌに切換わる。   On the other hand, as described above, the switching point detection apparatus 1 according to the present embodiment detects the switching points Xcp and Xcn of the magnet rotor unit 2 by the Hall element 8 whose output Vo changes in response to the displacement of the magnet unit 3. It has a function. Therefore, when the magnet rotor unit 2 is at the rotation start position shown in FIG. 14, the output value H of the hall element 8 in the switching point detection device 1 is output as shown in FIG. 5B. Then, when the shaft 4 is rotationally displaced clockwise (in the direction of the arrow Fp) from the rotational start position and reaches the switching point Xcp near the central position of the rotational range Zr, the switching point Xcp is detected by the Hall element 8. Done. That is, at the switching point Xcp, the output Vo of the Hall element 8 is switched from the output value H to the output value L.

さらに、この出力Ｖｏは、切換点検出部６７に付与されるため、切換点検出部６７からコントローラ６５に切換点検出信号Ｄｄが付与されるとともに、コントローラ６５からカード送出機構６８にカード送出開始信号Ｄｆが供給される。この結果、カード送出機構６８が作動する。例示の場合、送出ローラが回転し、一枚のカードＣａが送り出されるとともに、送り出されたカードＣａは、共通供給路６３を落下した後、Ａタイプ取込路６３ａに取り込まれる。   Further, since this output Vo is applied to the switching point detector 67, a switching point detection signal Dd is applied from the switching point detector 67 to the controller 65, and a card delivery start signal is sent from the controller 65 to the card delivery mechanism 68. Df is supplied. As a result, the card delivery mechanism 68 operates. In the case of the example, the delivery roller rotates and one card Ca is delivered, and the delivered card Ca falls through the common supply path 63 and is taken into the A-type intake path 63a.

この後、カード送出部６２において、次に送り出すカードＣのタイプとして、ＢタイプのカードＣｂが識別されれば、基本的に、上述した各部の制御に対して反対方向の制御が行われるとともに、上述した各部の動作に対して反対方向の動作が行われる。即ち、カード送出部６２において、次に送り出すカードＣのタイプがセンサ６４によりＢタイプのカードＣｂが識別され、この識別結果に係わる識別データがコントローラ６５に送られる。そして、コントローラ６５からは、切換機構６１のロータリソレノイドＭに対応する切換制御信号Ｄｓが送られる。この際、ロータリソレノイドＭのシャフト４に取付けられている切換ブレード６６は、実線で示す切換ブレード６６の位置に切換わっているため、この切換制御信号Ｄｓに基づいてロータリソレノイドＭが作動し、Ｂタイプ取込路６３ｂ側へ切換えるための回動変位を開始する。   Thereafter, in the card sending unit 62, if the B type card Cb is identified as the type of the card C to be sent out next, basically, the control in the opposite direction to the control of each unit described above is performed, The operation in the opposite direction to the operation of each unit described above is performed. That is, in the card sending section 62, the type of the card C to be sent next is identified by the sensor 64 as the B type card Cb, and the identification data relating to this identification result is sent to the controller 65. A switching control signal Ds corresponding to the rotary solenoid M of the switching mechanism 61 is sent from the controller 65. At this time, since the switching blade 66 attached to the shaft 4 of the rotary solenoid M is switched to the position of the switching blade 66 indicated by the solid line, the rotary solenoid M is operated based on this switching control signal Ds, and B The rotational displacement for switching to the type take-in path 63b side is started.

即ち、ロータリソレノイドＭは停止状態にあり、Ａタイプ取込路６３ａ側に切換わっているため、ロータリソレノイドＭに切換制御信号Ｄｓが供給されれば、可動体部２６は反時計方向（矢印Ｆｎ方向）へ回動変位し、図１４の位置に達して停止するとともに、この際、図１５に実線で示す切換ブレード６６も回動変位し、図１５に仮想線で示す切換ブレード６６ｓの位置であるＢタイプ取込路６３ｂ側に切換わる。   That is, since the rotary solenoid M is in a stopped state and switched to the A type intake path 63a side, if the switching control signal Ds is supplied to the rotary solenoid M, the movable body portion 26 is counterclockwise (arrow Fn). 14 and reaches the position shown in FIG. 14 and stops. At this time, the switching blade 66 indicated by the solid line in FIG. 15 is also rotated and displaced at the position of the switching blade 66s indicated by the phantom line in FIG. It switches to a certain B type intake path 63b side.

一方、マグネットロータ部２が図１３に示す回動開始位置にある場合、切換点検出装置１におけるホール素子８の出力Ｖｏは、図５（ｂ）に示すように出力値Ｌが出力する。そして、シャフト４が反時計方向（矢印Ｆｎ方向）に回動変位し、回動範囲Ｚｒの中央位置付近である切換点Ｘｃｎに達すれば、ホール素子８により切換点Ｘｃｎが検出される。即ち、ホール素子８の出力Ｖｏは、出力値Ｌから出力値Ｈに切換わる。   On the other hand, when the magnet rotor unit 2 is in the rotation start position shown in FIG. 13, the output value L of the output Vo of the hall element 8 in the switching point detection device 1 is output as shown in FIG. Then, when the shaft 4 is rotationally displaced counterclockwise (in the direction of the arrow Fn) and reaches the switching point Xcn near the central position of the rotational range Zr, the switching point Xcn is detected by the Hall element 8. That is, the output Vo of the hall element 8 is switched from the output value L to the output value H.

さらに、この出力Ｖｏは、切換点検出部６７に付与されるため、切換点検出部６７からコントローラ６５に切換点検出信号Ｄｄが付与される。これにより、コントローラ６５からカード送出機構６８にカード送出開始信号Ｄｆが供給され、カード送出機構６８が作動する。例示の場合、送出ローラが回転し、一枚のカードＣｂが送り出されるとともに、送り出されたカードＣｂは、共通供給路６３を落下した後、Ｂタイプ取込路６３ｂに取り込まれる。このように一連の動作が順次行われ、多数のカードＣ（Ｃａ，Ｃｂ）…に対する振分け処理が行われる。   Further, since this output Vo is applied to the switching point detector 67, the switching point detection signal Dd is applied from the switching point detector 67 to the controller 65. As a result, the card sending start signal Df is supplied from the controller 65 to the card sending mechanism 68, and the card sending mechanism 68 is activated. In the case of the example, the delivery roller rotates and one card Cb is sent out, and the sent out card Cb drops in the common supply path 63 and is then taken into the B type take-in path 63b. In this way, a series of operations are sequentially performed, and distribution processing is performed for a large number of cards C (Ca, Cb).

ところで、この際、誤動作を防止する観点から切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎに対する正確な検出は重要な技術的要素となる。即ち、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出タイミングは、カードＣの送出開始タイミングとなるため、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが不正確或いはバラツキのある状態で検出されれば、例えば、本来、Ａタイプ取込路６３ａに取り込まれるカードＣａが、誤ってＢタイプ取込路６３ｂに取り込まれるなどの誤動作の原因となる。この場合、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出タイミングから、カードＣの送出開始タイミングを時間的に遅らせれば、このような誤動作を回避できるも、反面、処理速度（振分け速度）が遅くなり、処理の高速化や効率化を実現できない問題を生じる。   By the way, in this case, accurate detection of the switching points Xcp and Xcn is an important technical element from the viewpoint of preventing malfunction. That is, since the detection timing of the switching points Xcp and Xcn is the sending start timing of the card C, if the switching points Xcp and Xcn are detected in an inaccurate state or a variation state, for example, originally, the A type take-in path The card Ca taken into the 63a may cause a malfunction such as being mistakenly taken into the B-type taking-in path 63b. In this case, if the sending start timing of the card C is delayed from the detection timing of the switching points Xcp and Xcn, such a malfunction can be avoided, but on the other hand, the processing speed (distribution speed) is slowed down. There arises a problem that speed and efficiency cannot be realized.

したがって、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出タイミングをバラツキなく正確に行うことは、この種のカード振分けシステム６０にとって重要な課題となる。   Accordingly, it is an important issue for this type of card distribution system 60 to accurately perform the detection timing of the switching points Xcp and Xcn without variation.

本実施形態に係る切換点検出装置１（及び切換点検出方法）では、基本的に、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部２と、シャフト４を所定の回動範囲Ｚｒで変位可能に支持するケーシング部５と、このケーシング部５の内部に取付け、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させるステータ部６とを備えるロータリソレノイドＭにおけるマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ…をマグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８により検出するに際し、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出される二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが回動範囲Ｚｒの中央位置０°の両側にあり、かつ各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓを選定し、ホール素子８を当該特定位置Ｘｓに対応するケーシング部５の内面５ｉに取付けることにより切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出するようにしたため、マグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを正確に検出できるとともに、取付位置のバラツキを容易かつ確実に低減できることからホール素子８の取付品質も高めることができる。この結果、ロータリソレノイドＭを使用する各種機器における応答性の向上や処理の高速化など、各種機器の処理能力向上に貢献できる。   In the switching point detection device 1 (and the switching point detection method) according to the present embodiment, basically, a magnet rotor unit 2 in which a magnet unit 3 having an N pole and an S pole arranged in a displacement direction Fm is fixed to a shaft 4; A casing portion 5 that supports the shaft 4 so as to be displaceable within a predetermined rotation range Zr, and a magnet rotor portion 2 that is attached to the inside of the casing portion 5 and magnetic poles generated by energization control of the coil 7 are arranged in the order of the rotation range Zr. When the switching element Xcp... Of the magnet rotor part 2 in the rotary solenoid M provided with the stator part 6 displaced in the direction Fp or the reverse direction Fn is detected by the Hall element 8 whose output Vo changes corresponding to the displacement of the magnet part 3. The two switching points Xcp and Xcn detected when the magnet rotor portion 2 is displaced in the forward direction Fp and the reverse direction Fn are the center position 0 of the rotation range Zr. The specific position Xs that is on both sides of the switch and the distance Lg between the switching points Xcp and Xcn is relatively small, and the Hall element 8 is attached to the inner surface 5i of the casing portion 5 corresponding to the specific position Xs. Since the switching points Xcp and Xcn are detected, the switching points Xcp and Xcn of the magnet rotor portion 2 can be accurately detected, and the variation in the mounting position can be easily and reliably reduced, so that the mounting quality of the Hall element 8 is improved. Can do. As a result, it is possible to contribute to improvement of the processing capability of various devices such as improvement of responsiveness and processing speed in various devices using the rotary solenoid M.

しかも、基本的に、ホール素子８は、ケーシング部５の内面５ｉにおける任意の位置に、その内面５ｉを利用して取付可能になるため、切換点検出装置１を付設するに際しては、磁気回路の構成やレイアウト等、特定の構造に左右されることなく、様々な磁気回路に設けることができる。したがって、各種ロータリソレノイドに適用可能になるなど、用途を拡大することが可能となり、汎用性及び発展性に優れる。   Moreover, basically, the Hall element 8 can be attached to an arbitrary position on the inner surface 5i of the casing portion 5 using the inner surface 5i. Therefore, when the switching point detecting device 1 is attached, It can be provided in various magnetic circuits without depending on a specific structure such as a configuration or a layout. Therefore, it becomes possible to expand the application such as being applicable to various rotary solenoids, and is excellent in versatility and expansibility.

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。   Although the preferred embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, material, quantity, technique, and the like do not depart from the gist of the present invention. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.

例えば、特定位置Ｘｓは、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐとマグネット部３に対する対向間隔Ｇの双方を含ませた場合を示したが、相対位置Ｐのみにより特定位置Ｘｓを設定する場合を排除するものではない。また、ホール素子８は、配線基板１１に表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付ける場合を示したが、ホール素子８をスルーホール方式により配線基板１１に実装し、この配線基板１１を位置調整可能な介在部材を介してケーシング部５の内面５ｉに取付ける場合であっても同様に実施可能であり、表面実装は必須の構成要素になるものではない。さらに、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に設ける基準位置決め部１２は、位置決め可能な手段であれば、例示の構成に限定されるものではなく、各種位置切め構造により構成できる。一方、間隔調整用セパレータ１３は、事前に用意した異なる厚さを有する複数の間隔調整用セパレータ１３…から選択した一つであってもよいし、複数の間隔調整用セパレータ１３…を重ねて（組合わせて）使用してもよく、使用する数量は任意である。他方、ロータリソレノイドＭとして、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けたマグネットロータ部２を備えるとともに、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を構成するヨーク１５を設けたステータ部６を備えるタイプを例示したが、他の形態に基づくロータリソレノイドＭであってもよい。したがって、切換点検出装置１を適用できるロータリソレノイドＭは、例示の構成に限定されるものではなく、各種原理を採用した様々なロータリソレノイドに適用可能である。   For example, the specific position Xs indicates a case where both the relative position P with respect to the displacement direction Fm of the magnet unit 3 and the facing gap G with respect to the magnet unit 3 are included, but the specific position Xs is set only by the relative position P. Is not to be excluded. In addition, the Hall element 8 is surface-mounted on the wiring board 11 and the wiring board 11 is attached to the inner surface 5i of the casing portion 5. However, the Hall element 8 is mounted on the wiring board 11 by the through-hole method. Even when the wiring board 11 is attached to the inner surface 5i of the casing part 5 via an interposition member whose position can be adjusted, the same can be implemented, and surface mounting is not an essential component. Further, the reference positioning portion 12 provided between the wiring board 11 and the inner surface 5i of the casing portion 5 is not limited to the illustrated configuration as long as it is a positionable means, and can be configured by various position cutting structures. On the other hand, the spacing adjusting separator 13 may be one selected from a plurality of spacing adjusting separators 13 having different thicknesses prepared in advance, or a plurality of spacing adjusting separators 13 may be stacked ( May be used in any combination, and the quantity used is arbitrary. On the other hand, as the rotary solenoid M, a mold portion 14 is fixed that fixes a position corresponding to one corner portion of the triangle to the shaft 4 and fixes the magnet portion 3 to positions corresponding to the remaining two corner portions serving as free ends. A single coil 7 provided with the provided magnet rotor part 2 and fixed to the casing part 5 so that one end face 7s faces the magnet part 3, and a yoke constituting a magnetic path of a magnetic field generated by the coil 7 Although the type provided with the stator part 6 provided with 15 is illustrated, the rotary solenoid M based on other forms may be used. Therefore, the rotary solenoid M to which the switching point detection device 1 can be applied is not limited to the illustrated configuration, and can be applied to various rotary solenoids adopting various principles.

本発明に係る切換点検出方法及び装置は、マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子によりマグネットロータ部の切換点を検出する機能を必要とする各種ロータリソレノイドに利用できる。   The switching point detection method and apparatus according to the present invention can be used for various rotary solenoids that require a function of detecting the switching point of the magnet rotor portion by a Hall element whose output changes in response to the displacement of the magnet portion.

１：切換点検出装置，２：マグネットロータ部，３：マグネット部，４：シャフト，５：ケーシング部，５ｉ：ケーシング部の内面，６：ステータ部，７：コイル，７ｓ：コイルの一方の端面，８：ホール素子，１１：配線基板，１２：基準位置決め部，１３：間隔調整用セパレータ，１４：モールド部，１５：ヨーク，Ｍ：ロータリソレノイド，Ｆｍ：変位方向，Ｆｐ：順方向，Ｆｎ：逆方向，Ｚｒ：回動範囲，Ｖｏ：出力，Ｘｃｐ：切換点，Ｘｃｎ：切換点，Ｘｓ：特定位置，Ｘｍ：基準位置，Ｌｇ：間隔，Ｈ：一方の出力値，Ｌ：他方の出力値，Ｇ：対向間隔   1: switching point detection device, 2: magnet rotor, 3: magnet, 4: shaft, 5: casing, 5i: inner surface of casing, 6: stator, 7: coil, 7s: one end surface of the coil , 8: Hall element, 11: Wiring board, 12: Reference positioning part, 13: Separation adjusting separator, 14: Mold part, 15: Yoke, M: Rotary solenoid, Fm: Displacement direction, Fp: Forward direction, Fn: Reverse direction, Zr: rotation range, Vo: output, Xcp: switching point, Xcn: switching point, Xs: specific position, Xm: reference position, Lg: interval, H: one output value, L: other output value , G: Spacing distance

Claims (8)

変位方向にＮ極とＳ極を配したマグネット部をシャフトに固定したマグネットロータ部と、前記シャフトを所定の回動範囲で変位可能に支持するケーシング部と、このケーシング部の内部に取付け、コイルの通電制御により発生する磁極により前記マグネットロータ部を前記回動範囲の順方向又は逆方向に変位させるステータ部とを備えるロータリソレノイドにおける前記マグネットロータ部の切換点を前記マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子により検出するロータリソレノイドの切換点検出方法であって、前記マグネットロータ部の前記順方向及び前記逆方向の変位時に検出される二つの前記切換点が前記回動範囲の中央位置の両側にあり、かつ各切換点間の間隔が相対的に小さくなる特定位置を選定し、前記ホール素子を当該特定位置に対応する前記ケーシング部の内面に取付けることにより前記切換点を検出することを特徴とするロータリソレノイドの切換点検出方法。   A magnet rotor portion in which a magnet portion having N and S poles arranged in the displacement direction is fixed to a shaft, a casing portion that supports the shaft so as to be displaceable within a predetermined rotation range, and a coil portion that is mounted inside the casing portion. The switching point of the magnet rotor portion in a rotary solenoid provided with a stator portion that displaces the magnet rotor portion in the forward direction or the reverse direction of the rotation range by the magnetic pole generated by the energization control of the magnet corresponds to the displacement of the magnet portion. The rotary solenoid switching point detection method detects the Hall element whose output changes, and the two switching points detected when the magnet rotor part is displaced in the forward direction and the reverse direction are within the rotation range. Select a specific position on both sides of the central position and the distance between each switching point is relatively small, Switching point detecting method of the rotary solenoid and detects the switching point by attaching the child on the inner surface of the casing portion corresponding to the specific position. 前記切換点は、前記ホール素子の二値化した出力における一方の出力値から他方の出力値に切換わるタイミングを用い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の切換点検出方法。   2. The method for detecting a switching point of a rotary solenoid according to claim 1, wherein the switching point uses a timing of switching from one output value to the other output value in the binarized output of the Hall element. 前記特定位置は、前記マグネット部の変位方向に対する相対位置及び前記マグネット部に対する対向間隔を含むことを特徴とする請求項１記載のロータリソレノイドの切換点検出方法。   The method for detecting a switching point of a rotary solenoid according to claim 1, wherein the specific position includes a relative position with respect to a displacement direction of the magnet part and a spacing between the magnet part and the magnet part. 変位方向にＮ極とＳ極を配したマグネット部をシャフトに固定したマグネットロータ部と、前記シャフトを所定の回動範囲で変位可能に支持するケーシング部と、このケーシング部の内部に取付け、コイルの通電制御により発生する磁極により前記マグネットロータ部を前記回動範囲の順方向又は逆方向に変位させるステータ部とを備えるロータリソレノイドＭにおける前記マグネットロータ部の切換点を前記マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子により検出するロータリソレノイドの切換点検出装置であって、前記ホール素子を、前記マグネットロータ部の前記順方向及び前記逆方向の変位時に検出される二つの前記切換点が前記回動範囲の中央位置の両側にあり、かつ各切換点間の間隔が相対的に小さくなる特定位置に対応する前記ケーシング部の内面に取付けてなることを特徴とするロータリソレノイドの切換点検出装置。   A magnet rotor part in which a magnet part having N poles and S poles arranged in the displacement direction is fixed to a shaft, a casing part that supports the shaft so as to be displaceable within a predetermined rotation range, and a coil part mounted inside the casing part. The switching point of the magnet rotor part in a rotary solenoid M provided with a stator part that displaces the magnet rotor part in the forward direction or the reverse direction of the rotation range by the magnetic pole generated by the energization control of the magnet corresponds to the displacement of the magnet part. A rotary solenoid switching point detecting device that detects by a Hall element whose output changes, wherein the two switching points are detected when the Hall element is displaced in the forward direction and the reverse direction. Is located on both sides of the central position of the rotation range, and the specific position where the interval between the switching points becomes relatively small Switching point detector of the rotary solenoid, characterized by comprising attached to the inner surface of the corresponding casing section. 前記ホール素子は、配線基板に表面実装し、この配線基板を前記ケーシング部の内面に取付けることを特徴とする請求項４記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。   5. The rotary solenoid switching point detection device according to claim 4, wherein the Hall element is surface-mounted on a wiring board, and the wiring board is attached to an inner surface of the casing portion. 前記配線基板と前記ケーシング部の内面間には、前記ケーシング部の内面における基準位置に対して前記配線基板を位置決めして取付ける基準位置決め部を備えることを特徴とする請求項５記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。   6. The rotary solenoid according to claim 5, further comprising a reference positioning portion that positions and attaches the wiring substrate with respect to a reference position on the inner surface of the casing portion between the inner surface of the wiring substrate and the casing portion. Switching point detection device. 前記配線基板と前記ケーシング部の内面間に介在させる間隔調整用セパレータを備えることを特徴とする請求項４記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。   The rotary solenoid switching point detection device according to claim 4, further comprising an interval adjusting separator interposed between the wiring board and the inner surface of the casing portion. 前記マグネットロータ部は、三角形における一つの角部に対応する位置を前記シャフトに固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置に前記マグネット部を固定するモールド部を備えて構成するとともに、前記ステータ部は、前記ケーシング部に固定して一方の端面を前記マグネット部に対面させた単一のコイルと、このコイルにより発生する磁界の磁路を形成するヨークを備えて構成することを特徴とする請求項４記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。   The magnet rotor portion includes a mold portion that fixes a position corresponding to one corner portion of the triangle to the shaft and fixes the magnet portion to positions corresponding to the remaining two corner portions serving as free ends. The stator portion includes a single coil fixed to the casing portion and having one end face facing the magnet portion, and a yoke that forms a magnetic path of a magnetic field generated by the coil. 5. The rotary solenoid switching point detection device according to claim 4, wherein
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