JP3489075B2 - 電磁式ロック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は可動鉄心を有する
電磁石を適用した電磁式ロック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電磁式ロック装置は、立
体駐車場の昇降装置等に落下防止用として使用されてい
る。

【０００３】このような電磁式ロック装置５０は、例え
ば、図６に示すように、筒形ボビン５１に巻回された励
磁コイル５２と、励磁コイル５２中心へ円すい台状に突
出した固定磁極５３を有する固定鉄心５４と、出入する
ロック端部５５および固定磁極５３に対向する側に円す
い台穴を有する磁極部５６を備えた可動鉄心５７と、固
定磁極５３と可動鉄心５７との間に設けられた復帰用の
コイルばね５８と、可動鉄心５７の位置検出スイッチ５
９とを備え、水密構造の本体容器６０に覆われて構成さ
れていた。

【０００４】この電磁式ロック装置５０は、一般には、
可動鉄心５７の直線移動距離（ストローク）が大きく、
例えば、４０ｍｍ程度のストロークに形成され、可動鉄
心５７の軸線を水平にして、屋外、または屋内の立体駐
車場の支柱，桁材等に取り付けられていた。そして、可
動鉄心５７のロック端部５５の突出時に、ロック端部５
５が、何らかの原因によって落下する昇降パレットを支
持可能に配設されて、昇降パレットの落下防止用として
使用されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
磁式ロック装置においては、円すい台穴を有する可動磁
極と円すい台状に形成された固定磁極を有して全長が長
く形成されているため、立体駐車場の支柱に取りつける
際、上記ロック装置が支柱よりはみ出し他の器具と干渉
することがある。また、励磁コイルの通電によって可動
鉄心を内部に収納するため、可動鉄心を移動するための
大きな力を必要とし消費電力が大きくなっていた。しか
も円すい台穴を有する可動磁極及び円すい台状の固定磁
極はその加工費を向上させコストアップにつながってし
まう。

【０００６】この発明は、上記にかんがみてなされたも
のであり、その目的とするところは、コンパクトに形成
することであり、さらに消費電力を少なくするとともに
加工費をやすくしてコスト低減できる電磁式ロック装置
を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明における電磁式
ロック装置は、上記課題を解決するために以下のように
構成するものである。即ち、ケース体内に配設され筒形
ボビンに巻回された励磁コイルと、前記ボビン内に配設
される可動鉄心と、を有し、前記可動鉄心が前記励磁コ
イルにより前記ケース体内を軸方向に移動するように構
成される電磁式ロック装置であって、前記励磁コイル
が、起磁力が大きく設定された起動コイルと起磁力が小
さく設定された保持コイルと、を有して構成され、前記
起動コイルの起動で発生する磁束と、前記起動コイルと
前記保持コイルとの起磁力の差によって発生する漏洩磁
束との合成磁束を流すことによって、前記可動鉄心が吸
着移動され、前記起動コイルの励磁解除及び前記保持コ
イルの励磁により前記可動鉄心を吸着状態で保持するよ
うに構成され、前記ケース体が磁性体で形成されるとと
もにケース前部とケース後部とケース本体部とを有し、
前記ケース後部が前記可動鉄心を吸着可能に形成される
とともに、前記可動鉄心の吸着移動前の状態において前
記可動鉄心と前部ケース後部との間に形成される軸方向
の隙間が、前記可動鉄心の外周面と前記ケース本体部内
周面との距離より大きいことを特徴とするものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】また、前記可動鉄心が、小径のロック部と
大径の摺動部を有して形成され、前記摺動部が前記ロッ
ク部より短尺に形成されるとともに、前記摺動部の内部
には戻りばねが収納される中空部が形成されていること
を特徴とするものであってもよい。

【００１１】また、前記ケース後部が平板状に形成され
ていることを特徴とするものであればよい。

【００１２】さらに、前記ケース体内に前記可動鉄心の
位置検出体が配設され、前記可動鉄心の位置を検出する
ことによって前記励磁コイルのうち前記起動コイルの励
磁が解除されることを特徴とするものであればよい。

【００１３】また、前記起動コイルと前記保持コイルが
並列に構成された回路を有することを特徴とするもので
あればなおよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施態様を図
面に基づいて説明する。

【００１５】本形態の電磁式ロック装置（以下、ロック
装置という）１は、図１に示すように、円筒状に形成さ
れたケース体２と、ケース体２内に配置され中空状でし
かも外向きに中間壁を有して２室に形成されるボビン３
と、ボビン３のそれぞれの室に巻回する起動コイル５及
び保持コイル６とで構成される励磁コイル４と、ボビン
３内を摺動可能に配置され先端部がケース体２から突出
可能に形成される可動鉄心１０とを有して構成されてい
る。

【００１６】ケース体２は、先端側（図１における左
側）に被取付体に装着するために段部を有し可動鉄心１
０が出入するように形成されるケース前部２１と、後端
側（図１における右側）に円板状に形成されるケース後
部２２と、ケース前部２１とケース後部２２を接続し円
筒状に形成されるケース本体部２３とからなり、ケース
前部２１とケース後部２２の内周面には可動鉄心１０を
摺動案内するパイプ８が固着支持されている。ケース前
部２１、ケース後部２２及びケース本体部２３はいずれ
も磁性体で形成され励磁コイル４の通電によりケース体
２と可動鉄心１０間に磁路を形成している。また、ケー
ス前部２１には可動鉄心１０が出入するための孔２１ａ
が形成されるとともに、段部に軸方向に沿って被取付体
に装着するための雌ねじ２１ｂが前端側から後端側に向
かって複数個形成されている。

【００１７】ボビン３は、円筒状の底壁３１に前壁３２
・中間壁３３・後壁３４を有して２室のコイル室を形成
し、前壁３２がケース前部２１の後端面に当接支持する
ように配置されるとともに２室のコイル室のうち、前方
側のコイル室に起動コイル５が巻回され後方側のコイル
室に保持用コイル６が巻回される。

【００１８】起動コイル５は可動鉄心１０の始動時に大
きな吸引力を引き出すために配設され保持コイル６に比
べてその起磁力を大きく設定している。起動コイル５の
起磁力を保持コイル６の起磁力より大きくすることによ
って、後述のように、起動コイル５の回りに発生する磁
束と保持コイル６の回りに発生する磁束との間に漏洩磁
束Φ１を発生させ、この漏洩磁束Φ１を起動コイル５の
回りに流すことができる。

【００１９】また、ボビン３の後壁３４からケース後部
２２に向かって軸方向に１個のリミットスイッチ用壁３
５が形成され、リミットスイッチ３６が可動鉄心１０を
検知できるように装着されている。リミットスイッチ３
６には作動子３６ａが配置され、作動子３６ａの先端は
パイプ８に形成された切欠孔８ａを貫通してパイプ８内
に位置される。

【００２０】可動鉄心１０は、小径のロック部１１と大
径の摺動部１２を有する２段の円柱状に形成され、ロッ
ク部１１はケース体２から外方に突出するように配置さ
れ４０〜５０ミリのストロークを有するように長尺に形
成されるとともにケース前部２１の孔２１ａに装着され
るパッキン２５に移動可能に嵌合される。摺動部１２は
ロック部１１より短く形成されるとともにパイプ８内を
摺動し、内部に中空部１２ａが形成される。摺動部１２
の摺動ストロークを確保するために摺動部１２とケース
後部２２との隙間（ギャップ）は大きくする必要があ
り、本形態においては可動鉄心１０のロック部１１がケ
ース体２の外方に突出した位置にある時、つまり励磁コ
イル４が通電されない状態では、可動鉄心１０の摺動部
１２の後端面からケース後部２２の前端面との距離（軸
方向のギャップ）Ｓ１は、摺動部１２の外周面からケー
ス本体部２３の内周面（径方向のギャップ）Ｓ２より大
きく設定している。従って、可動鉄心１０を起動する際
においては起動コイル５と保持コイル６との励磁によっ
て発生する磁束は軸方向よりギャップの小さい径方向に
流れることになる。

【００２１】一方ケース後部２２の内側端面に、軸心中
央部が突起されたゴム状弾性体のストッパが２６が固着
され、可動鉄心１０の摺動部１２の後端面がストッパ２
６に当接される。また、可動鉄心１０の摺動部１２の中
空部１２ａとストッパ２６との間に可動鉄心１０のロッ
ク部１１をケース前部２１から外方に突出する方向に付
勢する戻りばね２７が配置されている。さらに、可動鉄
心１０の前方へのストローク端位置に、ケース前部２１
の内側端面に弾性状の緩衝部材２８が固着され、可動鉄
心１０が最先端位置に達した時に摺動部１２の前端面が
緩衝部材２８に当接する。

【００２２】従って上記の構成のロック装置１は可動鉄
心１０の摺動部１２が短く、その分、装置全体をコンパ
クトにできる。しかも可動鉄心１０のストロークは変わ
ることがない。さらに、従来の可動鉄心と比べてテーパ
部が形成されていないので加工費を下げることができ、
また、従来のテーパ状の固定磁極も形成されていないの
でケース後部２２においても加工費を下げることができ
る。

【００２３】次に、このように構成されたロック装置１
の動作を説明する。

【００２４】非通電時には、戻りばね２７の付勢力によ
り、可動鉄心１０は、摺動部１２の前端面が緩衝部材２
８に当接して位置決めされ、ロック部１１がケース前部
２１より突出したロック位置にあり、そして、リミット
スイッチ３６は、可動鉄心１０が作動子３６ａから離隔
して非押圧状態にあり、ロック部１１がロック位置にあ
ることを検出している。

【００２５】起動コイル５と保持コイル６に通電する
と、ケース体２と可動鉄心１０間に磁気回路が構成され
可動鉄心１０をケース後部１２側に吸引する磁力が働
く。この際に発生する磁束Φは、図１に示すように、起
動コイル５の回りに発生する磁束と保持コイル６の回り
に発生する磁束が合成されケース体２と可動鉄心１０間
を流れる磁束Φ２と、前述の起動コイル５と保持コイル
６との起磁力の大きさの差異によって発生した漏洩磁束
Φ１との合成されたものとなり、その吸引力は起動コイ
ル５と保持コイル６とが同じ大きさの起磁力のものに比
べて始動時の吸引力が増大する。

【００２６】この吸引力は、戻りばね２７の付勢力に勝
って、図２に示すように、可動鉄心１０をケース後部２
２側に移動させる。この時、可動鉄心１０のロック部１
１の先端面はケース前部２１の先端面と略同一面にあ
る。このストロークは４０〜５０ミリ程に設定されてい
る。可動鉄心１０がケース後部２２側に移動すると、リ
ミットスイッチ３６の作動子３６ａが可動鉄心１０の摺
動部１２の外周面に押圧されてリミットスイッチ３６を
作動させる。リミットスイッチ３６は常開回路（ｂ接
点）のため、作動子３６ａが押圧されて作動されるとＯ
ＦＦになり、起動コイル５が遮断され非通電になるとと
もに保持コイル６のみが通電される。この際に発生する
磁束はケース前部２１から可動鉄心１０を通ってケース
後部２２に流れ、可動鉄心１０をケース後部２２に吸引
状態で保持することになる。

【００２７】 この状態を図３に示す回路図で説明す
る。交流電源１５は全波整流回路１６の入力端子に接続
され、全波整流回路１６の出力端子に起動コイル５と保
持コイル６が並列で接続されている。さらに、起動コイ
ル５と保持コイル６間にリミットスイッチ３６が接続さ
れている。リミットスイッチ３６は、電源ＯＮの状態で
は回路を閉じて起動コイル５と保持コイル６に電流が流
れ、リミットスイッチ３６の作動子３６ａが可動鉄心１
０によって押圧されると起動コイル５の回路を遮断する
ように接続されている。従って、電源が入ると交流電流
が全波整流回路１６によって直流に変換され、起動コイ
ル５と保持コイル６が通電状態となって可動鉄心１０を
移動させ、リミットスイッチ３６が開放されると保持コ
イル６の回路は閉じたままで保持コイル６は励磁され、
起動コイル５の回路は解放されるため起動コイル５の励
磁が解除される。なお、保持コイル６の通電による磁力
は戻りばね２７の付勢力より僅かに大きく設定され、そ
の消費電力及び発熱は従来に比べて少ない。

【００２８】なお、このリミットスイッチ３６は上述の
ように起動・保持の自己切替の役目をするものである
が、ａ接点に別の配線をすることによって外部からの動
作確認用のセンサとしての役目を果たすことができる。
例えば、ａ接点にランプを接続しリミットスイッチ３６
が作動子３６ａの押圧によりｂ接点からａ接点につなが
ってランプを点灯させれば、可動鉄心１０のロック部１
１がケース体２内に収納された非ロック位置にあること
が確認できる。従って、可動鉄心１０のロック位置ある
いは非ロック位置を確認するための新たなセンサを設け
る必要がない。

【００２９】 保持コイル６への通電を断つと、ケース
体２と可動鉄心１０間に発生した磁界は消磁され、可動
鉄心１０は戻りばね２７の付勢力により、ロック部１１
が突出したロック位置へ復帰する。

【００３０】この復帰移動は、緩衝部材２８により緩衝
的に受け止められ、金属騒音の発生を防止することがで
きる。

【００３１】上記のように構成されたロック装置１は、
例えば、図４に示すように、立体駐車場の昇降パレット
落下防止用のロック装置として使用される。

【００３２】図４において、ロック装置１は、立体駐車
場の両側の桁材４０へ、ケース前部２１の雌ねじ２１ｂ
に、ボルト３９を用いて固定されるとともに、図示しな
い制御盤に電気的に接続されているる。

【００３３】起動コイル５と保持コイル６の非通電状態
では、可動鉄心１０は、非吸引状態で戻りばね２７に付
勢されて、ロック部１１が両桁材４０の内方へ突出して
いる。左右両側の桁材４０，４０に配置された、各２個
のロック装置１のロック部１１の突出により、何らかの
原因により落下する昇降パレット４１の下面が、各ロッ
ク部１１上面に当接して停止する。

【００３４】起動コイル５と保持コイル６が通電状態に
なると、可動鉄心１０はケース体２内に吸引され、可動
鉄心１０の摺動部１２後端面とストッパ２６とが当接し
て、ロック部１１がケース前部２１と面一となる位置に
移動され、起動コイル５のみがその通電を解除され保持
コイル６の励磁で吸着状態を保持する。そして、昇降パ
レット４１は設定された次の作動が開始される。

【００３５】なお、このロック装置１は、上記形態に限
らずその要旨を変更しない範囲で各部の形態を変更する
ことができる。例えば、図５に示すように、ケース後部
２２には従来の固定磁極に対応するように内方に向かう
突起部２２ａが形成されている。このことにより可動鉄
心１０は起動コイル５と保持コイル６の通電によりさら
に効率よく吸引される。ただし突起部２２ａを設けるこ
とによるコストは増大する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電磁式ロッ
ク装置によれば、ケース体内に配設され筒形ボビンに巻
回された励磁コイルと、前記ボビン内に配設される可動
鉄心と、を有し、前記可動鉄心が前記励磁コイルにより
前記ケース体内を軸方向に移動するように構成されるも
のであり、前記励磁コイルが、起動コイルと保持コイル
と、を有して構成され、前記起動コイルと前記保持コイ
ルとの励磁で前記可動鉄心が吸着移動され、前記起動コ
イルの励磁解除及び前記保持コイルの励磁により前記可
動鉄心を吸着状態で保持するように構成されているの
で、前記可動鉄心を起動する時には大きな力で行ない、
前記可動鉄心を吸着保持する状態では保持コイルだけで
励磁すればよいので電力消費及び発熱を下げることが可
能となり焼損の発生しにくい効率の良いロック装置を提
供することができる。

【００３７】また、前記起動コイルの起磁力が前記保持
コイルの起磁力より大きく設定されているので起動コイ
ルと保持コイルとの間に漏洩磁束を発生させることがで
き可動鉄心の始動時の吸引力を大きくすることができ
る。

【００３８】また、前記ケース体が、磁性体で形成され
るとともにケース前部とケース後部とケース本体部とを
有し、前記ケース後部が前記可動鉄心を吸着可能に形成
されるとともに、前記可動鉄心の吸着移動前の状態にお
いて前記可動鉄心と前記ケース後部との間に形成される
軸方向の隙間が前記可動鉄心と前記ケース本体部との間
に形成される径方向の隙間より大きく設定されているの
でストロークを確保できるとともに前記起動コイルと前
記保持コイルとの励磁により発生する磁束が径方向の隙
間を通って流れることができる。従って起動コイルと保
持コイルの起磁力の差異により発生する漏洩磁束を引き
出させることができる。

【００３９】また、前記可動鉄心が、小径のロック部と
大径の摺動部を有して形成され、前記摺動部が前記ロッ
ク部より短尺に形成されるとともに、前記摺動部の内部
には戻りばねが収納される中空部が形成されているの
で、従来の可動鉄心に比べ可動鉄心を短く形成でき全体
のロック装置をコンパクトに形成できるとともに、可動
鉄心の加工費をやすくできる。

【００４０】さらに、前記ケース後部が平板状に形成さ
れているため、従来の固定鉄心に比べ極めて廉価に製作
できる。

【００４１】また、この電磁式ロック装置は、前記ケー
ス体内に前記可動鉄心の位置検出体が配設され、前記可
動鉄心の位置を検出することによって前記励磁コイルの
うち前記起動コイルの励磁が解除されるように構成され
るので、前記可動鉄心を吸着保持する状態では保持コイ
ルだけで励磁すればよいので電力消費及び発熱を下げる
ことが可能となり焼損の発生しにくい効率の良いロック
装置を提供することができる。

【００４２】また、前記起動コイルと前記保持コイルが
並列に構成された回路を有しているので、リミットスイ
ッチの接点間に大きな電圧を掛けることなく簡易的な起
動保持自己切替回路を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施態様の電磁式ロック装置の非通電
状態を示す正面断面図。

【図２】同電磁式ロック装置の通電状態を示す正面断面
図

【図３】本発明の電磁式ロック装置の励磁コイルを示す
回路図

【図４】本発明の電磁式ロック装置の使用の一例を示す
図

【図５】電磁式ロック装置の別の形態を示す正面断面図

【図６】従来の電磁式ロック装置の一例を示す正面断面
図

【符号の説明】

１…電磁式ロック装置 ２…ケース体 ３…ボビン ４…励磁コイル ５…起動コイル ６…保持コイル １０…可動鉄心 １１…ロック部 １２…摺動部 ２１…ケース前部 ２２…ケース後部 ２３…ケース本体部 ３６…リミットスイッチ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース体内に配設され筒形ボビンに巻回
   された励磁コイルと、前記ボビン内に配設される可動鉄
   心と、を有し、前記可動鉄心が前記励磁コイルにより前
   記ケース体内を軸方向に移動するように構成される電磁
   式ロック装置であって、 前記励磁コイルが、起磁力が大きく設定された起動コイ
   ルと起磁力が小さく設定された保持コイルと、を有して
   構成され、前記起動コイルの起動で発生する磁束と、前記起動コイ
   ルと前記保持コイルとの起磁力の差によって発生する漏
   洩磁束との合成磁束を流すことによって、前記可動鉄心
   が吸着移動され、 前記起動コイルの励磁解除及び前記保
   持コイルの励磁により前記可動鉄心を吸着状態で保持す
   るように構成され、前記ケース体が磁性体で形成されるとともにケース前部
   とケース後部とケース本体部とを有し、前記ケース後部
   が前記可動鉄心を吸着可能に形成されるとともに、前記
   可動鉄心の吸着移動前の状態において前記可動鉄心と前
   部ケース後部との間に形成される軸方向の隙間が、前記
   可動鉄心の外周面と前記ケース本体部内周面との距離よ
   り大きい ことを特徴とする電磁式ロック装置。
2. 【請求項２】 前記可動鉄心が、小径のロック部と大径
   の摺動部を有して形成され、前記摺動部が前記ロック部
   より短尺に形成されるとともに、前記摺動部の内部には
   戻りばねが収納される中空部が形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の電磁式ロック装置。
3. 【請求項３】 前記ケース後部が平板状に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の電磁式ロック装置。
4. 【請求項４】 前記ケース体内に前記可動鉄心の位置検
   出体が配設され、前記可動鉄心の位置を検出することに
   よって前記励磁コイルのうち前記起動コイルの励磁が解
   除されることを特徴とする請求項１記載の電磁式ロック
   装置。
5. 【請求項５】 前記起動コイルと前記保持コイルが並列
   に構成された回路を有することを特徴とする請求項１記
   載の電磁式ロック装置。