JP3811371B2 - ソレノイド式切換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリソレノイドにより切換部材を切換えるソレノイド式切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータシャフト部を一定の角度範囲で反復的に回動変位可能なロータリソレノイドとしては、既に、本出願人が特開２０００−３５８３４９号公報で提案したロータリソレノイドが知られている。
【０００３】
ところで、この種のロータリソレノイドは、切換部材を第一の位置と第二の位置へ選択的に切換えるソレノイド式切換装置に用いられることも多い。図６は、従来のソレノイド式切換装置６０を示す。このソレノイド式切換装置６０は、対峙する一対の支持プレート部６１ｐ，６１ｑを有するシャーシ６１を備え、一方の支持プレート部６１ｐに取付けたシャーシ側軸受部６２により、切換部材６４における切換シャフト６５の一端側を支持するとともに、他方の支持プレート部６１ｑの外面により、ロータリソレノイド６６を支持する。そして、ロータリソレノイド６６のロータシャフト部６７は、支持プレート部６１ｑの内面側へ突出させ、結合部６８を介して切換シャフト６５の他端に結合する。結合部６８は筒形の継手６９を備える。この継手６９は、予め、固定ピン７０を用いて切換シャフト６５の他端に取付けておき、組付時に、継手６９に、ロータシャフト部６７の先端を挿入し、固定ネジ７１により固定する。これにより、ロータリソレノイド６６を駆動制御すれば、切換部材６４は、一定の角度範囲で回動変位する。したがって、この切換部材６４を、例えば、複数の切換爪７２…を有する振分部材として用いれば、切換部材６４を回動変位させることにより、進入する被振分物を通過側又は取込側へ選択的に振り分けることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のソレノイド式切換装置６０は、次のような問題点があった。
【０００５】
第一に、切換シャフト６５とロータシャフト部６７を結合するための継手６９，固定ピン７０及び固定ネジ７１が必要になるため、部品点数及び組付工数（製造工数）が増加し、生産性の低下とコストアップを招く。
【０００６】
第二に、切換シャフト６５とロータシャフト部６７は、継手６９，固定ピン７０及び固定ネジ７１を介して間接的に結合するため、長期使用によりガタつき等を生じやすく、耐久性及び信頼性に難がある。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、部品点数及び組付工数（製造工数）を削減して、生産性向上及びコストダウンを図ることができるとともに、長期使用によってもガタつきが生じにくく、耐久性及び信頼性を高めることができるソレノイド式切換装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、一端３ｓ側が回動自在に支持された切換シャフト３を有する切換部材２と、切換シャフト３の他端に結合するロータシャフト部５を有するロータリソレノイド４とを備えるソレノイド式切換装置１を構成するに際して、対峙する一対の支持プレート部１１ｓ，１１ｔを有するシャーシ１１を備え、一方の支持プレート部１１ｓにシャーシ側軸受部１２を取付け、かつこのシャーシ側軸受部１２の内側端部に規制される係止リング１４を切換シャフト３の一端３ｓ側に形成した溝部１３に装着して切換シャフト３の一端３ｓ側を支持するとともに、他方の支持プレート部１１ｔの内面にロータリソレノイド４を支持し、かつ切換シャフト３の他端３ｔに形成した凸部（又は凹部）８とロータシャフト部５の先端５ｓに形成した凹部（又は凸部）９が嵌合する嵌合結合部７により切換シャフト３の他端３ｔとロータシャフト部５の先端５ｓを結合してなることを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の形態により、ロータリソレノイド４におけるロータシャフト部５を支持するソレノイド側軸受部１５には、切換シャフト３の他端３ｔを支持する支持機能を兼用させることができる。
【００１０】
これにより、ロータシャフト部５と切換シャフト３は、別体の継手を使用することなく、同軸上で直接結合されるため、ロータリソレノイド４を駆動制御すれば、切換部材２を一定の角度範囲で回動変位させることができる。よって、切換部材２を、例えば、複数の切換爪２１…を有する振分部材として用いれば、切換部材２を回動変位させることにより、進入する被振分物を通過側又は取込側へ選択的に振り分けることができる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
まず、本実施例に係るソレノイド式切換装置１の構成について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１３】
ソレノイド式切換装置１において、１１はシャーシであり、水平なベースプレート部１１ｂと、このベースプレート部１１ｂの両端から直角に起立して対峙する一対の支持プレート部１１ｓ，１１ｔを有する。そして、一方の支持プレート部１１ｓの上部には、後述するシャーシ側軸受部１２を内側から嵌合可能な嵌合孔１１ｓｈを設けるとともに、他方の支持プレート部１１ｔの上部には、後述するロータリソレノイド４におけるソレノイド側軸受部１５ｓを内側から嵌合可能な嵌合孔１１ｔｈを設ける。
【００１４】
また、２は切換部材であり、切換シャフト３と複数の切換爪２１…を有する。この場合、切換シャフト３は、一本の丸棒材ｒにより形成し、一端３ｓ側には周方向に沿ったリング状の溝部１３を形成する。また、他端３ｔ（他端面）には、Ｉ形の凸部８を形成する。一方、切換爪２１は、図５に示すように、合成樹脂を用いた板材ｂにより三角形状に形成し、かつ内側には切換シャフト３の取付孔２１ｈを形成する。そして、切換爪２１は、複数（実施例は六つ）用意し、各切換爪２１…の取付孔２１ｈ…に切換シャフト３を圧入又は必要により接着剤等を用いることにより、切換シャフト３の軸方向に一定間隔おきに固定する。
【００１５】
他方、ロータリソレノイド４は、図２〜図４に示すように構成する。ロータリソレノイド４は、磁性体で形成したケーシング３１を備える。ケーシング３１はケーシング本体部３１ｐとこのケーシング本体部３１ｐの開口を閉塞するケーシング蓋部３１ｑからなり、このケーシング３１の一側（図中、上側）に偏した位置にロータシャフト部５が回動自在に支持される。ロータシャフト部５は非磁性体により形成し、ケーシング３１に取付けた一対のソレノイド側軸受部、即ち、ケーシング本体部３１ｐに取付けたソレノイド側軸受部１５とケーシング蓋部３１ｑに取付けたソレノイド側軸受部１５ｓにより支持される。この場合、ソレノイド側軸受部１５はケーシング本体部３１ｐの外面から、また、ソレノイド側軸受部１５ｓはケーシング蓋部３１ｑの外面からそれぞれ所定長だけ外方に突出する。
【００１６】
また、図３に示すように、ロータシャフト部５の先端５ｓは、ソレノイド側軸受部１５の外端面よりも内部側に位置するように短く形成するとともに、ロータシャフト部５の後端５ｔは、ソレノイド側軸受部１５ｓの外端面に一致するように形成する。さらに、ロータシャフト部５の先端５ｓ（先端面）には、切換シャフト３に形成したＩ形の凸部８に嵌合するＩ形（図２参照）の凹部９を形成する。このように、ロータシャフト部５の先端５ｓをソレノイド側軸受部１５の外端面よりも内部側に位置するよう短く形成することにより、ソレノイド側軸受部１５に切換シャフト３の他端３ｔを挿入することができ、レノイド側軸受部１５は切換シャフト３を支持する支持機能を兼用する。
【００１７】
一方、ケーシング３１の内部に位置するロータシャフト部５には、可動部３２の一端３２ｓを固定する。可動部３２は合成樹脂により一体成形した矩形可動板３３を有し、この矩形可動板３３の中間部に直方体状のマグネット３４をインサートするとともに、矩形可動板３３の一端をロータシャフト部５に固定する。この場合、矩形可動板３３の一端に設けた挿通孔部にロータシャフト部５を挿入し、このロータシャフト部５の径方向に設けた貫通孔に断面Ｃ形の止ピン３５を圧入して固定する。これにより、可動部３２の他端３２ｔは自由端となる。なお、矩形可動板３３の両端面にはマグネット３４の異磁極がそれぞれ現れる。
【００１８】
他方、合成樹脂により一体成形した内部ブロック３６を備える。内部ブロック３６は全体をＵ形状に形成してケーシング３１の内部に嵌合する。内部ブロック３６の両側には電磁コイル部３７ａ，３７ｂを装着（嵌着）するとともに、各電磁コイル部３７ａ，３７ｂの中心側に鉄芯３８ａ，３８ｂを収容（嵌着）する。また、鉄芯３８ａ，３８ｂの内側面には、ゴム材により形成したストッパブロック３９ａ，３９ｂを重ねて取付け、このストッパブロック３９ａ，３９ｂは、内部ブロック３６から球面状に突出する。このようなストッパブロック３９ａ，３９ｂにより、可動部３２が衝突した際の衝撃を緩和することができるとともに、可動部３２を内部ブロック３６の内側面に近接した位置に停止させることができる。なお、図中、４１は温度ヒューズを示す。
【００１９】
そして、各電磁コイル部３７ａ，３７ｂは並列接続して制御部４２（図５）に接続する。これにより、各電磁コイル部３７ａ，３７ｂに対する通電方向を交互に切換えれば、可動部３２に対向する各電磁コイル部３７ａ，３７ｂにおける鉄芯３８ａ，３８ｂの先端磁極の双方を同時にＮ極又はＳ極に切換えることができる。一方、可動板３２の両端面にはマグネット３４の異磁極がそれぞれ現れ、一側の端面がＳ極，他側の端面がＮ極となるため、各電磁コイル部３７ａ，３７ｂに対する通電方向を交互に切換えれば、可動部３２を反復的に回動変位させることができる。そして、この際、可動部３２の可動角度範囲はストッパブロック３９ａ，３９ｂにより規制される。
【００２０】
次に、本実施例に係るソレノイド式切換装置１の組立方法について、各図を参照して説明する。
【００２１】
まず、シャーシ１１，切換部材２，ロータリソレノイド４，係止リング１４及び一端にフランジ１２ｆを有するシャーシ側軸受部１２を用意する。そして、図１に示すように、ロータリソレノイド４のソレノイド側軸受部１５ｓを、支持プレート部１１ｓの内側から嵌合孔１１ｔｈに嵌め入れるとともに、フランジ１２ｆを内側にしたシャーシ側軸受部１２に、切換シャフト３を一端３ｓ側から挿入する。この後、シャーシ側軸受部１２を支持プレート部１１ｓの内側から嵌合孔１１ｓｈに嵌め入れ、この状態で、切換シャフト３の他端３ｔをソレノイド側軸受部１５に挿入する。これにより、切換シャフト３の他端３ｔに形成した凸部８がロータシャフト部５の先端５ｓに形成した凹部９に嵌合し、かつ切換シャフト３の他端３ｔはソレノイド側軸受部１５により支持される。
【００２２】
さらに、この状態で、切換シャフト３の一端３ｓ側に形成した溝部１３に、係止リング１４を装着（係止）する。これにより、切換シャフト３の一端３ｓ側は、係止リング１４がシャーシ側軸受部１２の内側端部、即ち、フランジ１２ｆに係止して位置が規制されるとともに、ロータリソレノイド４は、ケーシング３１が支持プレート部１１ｔの内面に当接して位置が規制される。よって、切換部材２及びロータリソレノイド４は、シャーシ１１により支持され、抜け落ちることはない。
【００２３】
次に、本実施例に係るソレノイド式切換装置１の使用方法について、図５を参照して説明する。
【００２４】
図５は、ソレノイド式切換装置１を紙幣振分機５０に用いた場合を示し、図中、５１は紙幣センサ，５２は紙幣Ｐ（被振分物）をガイドする前ガイド，５３は紙幣Ｐをガイドする後ガイドであり、前ガイド５２と後ガイド５３は、それぞれソレノイド式切換装置１の前後に配される。通常、切換爪２１…は、図５に実線で示す位置にある。今、前ガイド５２に矢印Ｆｉ方向から紙幣Ｐが進入すれば、紙幣センサ５１により紙幣Ｐの種類が検出される。
【００２５】
この際、取込まない紙幣の場合には、紙幣Ｐは、そのまま切換爪２１…の上を通過し、矢印Ｆｐ方向にガイドされ、後ガイド５３に進入する。即ち、通過側にガイドされる。これに対して、取込むべき紙幣の場合には、その検出結果が制御部４２に付与され、制御部４２は、ロータリソレノイド４を駆動制御して切換部材２を所定角度回動変位させる。これにより、切換爪２１…は、図５に仮想線で示すように、搬送方向後側が上方へ変位し、この結果、紙幣Ｐは、切換爪２１…の下辺に沿って矢印Ｆｃ方向にガイドされ、下方の取込側に取込まれる。よって、紙幣Ｐに対する振分処理が行われ、目的の紙幣Ｐのみが抜き取られる。
【００２６】
このように、本実施例に係るソレノイド式切換装置１は、切換シャフト３とロータシャフト部５を結合するための継手，固定ピン及び固定ネジが不要になるため、部品点数及び組付工数（製造工数）が大幅に削減され、生産性向上及びコストダウンを図ることができるとともに、切換シャフト３とロータシャフト部５は、直接結合するため、長期使用によってもガタつきが生じにくく、耐久性及び信頼性を高めることができる。
【００２７】
また、シャーシ１１における一方の支持プレート部１１ｓに取付けたシャーシ側軸受部１２により切換シャフト３の一端３ｓ側を支持し、かつ他方の支持プレート部１１ｔの内面によりロータリソレノイド４を支持するとともに、切換シャフト３の一端３ｓ側に形成した溝部１３に、シャーシ側軸受部１２の内側端部に規制される係止リング１４を装着したため、ロータリソレノイド４及び切換部材２は、固定ネジ等を使用することなくシャーシ１１に取付けることができ、組付の容易化を図ることができる。
【００２８】
さらに、ロータリソレノイド４におけるロータシャフト部５を支持するソレノイド側軸受部１５に、切換シャフト３の他端３ｔを支持する支持機能を兼用させたため、凸部８と凹部９の形状を最も単純なＩ形とすることができ、シャフト端面の加工性を高めることができる。
【００２９】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量等において、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。例えば、実施例は、切換シャフト３の他端３ｔに凸部８を形成し、ロータシャフト部５の先端５ｓに凹部９を形成した場合を示したが、切換シャフト３の他端３ｔに凹部を形成し、ロータシャフト部５の先端５ｓに凸部を形成しても勿論よい。また、Ｉ形の凸部８とＩ形の凹部９を例示したが、＋形等の任意の形状を適用できる。したがって、嵌合時に径方向の変位が規制される形状の場合には、必ずしも、ソレノイド側軸受部１５に、切換シャフト３の他端３ｔを支持する支持機能を兼用させる必要はない。
【００３０】
【発明の効果】
このように、本発明に係るソレノイド式切換装置は、対峙する一対の支持プレート部を有するシャーシを備え、一方の支持プレート部にシャーシ側軸受部を取付け、かつこのシャーシ側軸受部の内側端部に規制される係止リングを切換シャフトの一端側に形成した溝部に装着して切換シャフトの一端側を支持するとともに、他方の支持プレート部の内面にロータリソレノイドを支持し、かつ切換シャフトの他端に形成した凸部（又は凹部）とロータシャフト部の先端に形成した凹部（又は凸部）が嵌合する嵌合結合部により切換シャフトの他端とロータシャフト部の先端を結合してなるため、次のような顕著な効果を奏する。
【００３１】
（１） 切換シャフトとロータシャフト部を結合するための継手，固定ピン及び固定ネジが不要になるため、部品点数及び組付工数（製造工数）を大幅に削減でき、生産性向上及びコストダウンを図ることができる。
【００３２】
（２） 切換シャフトとロータシャフト部は、直接結合するため、長期使用によってもガタつきが生じにくく、耐久性及び信頼性を高めることができる。
【００３３】
（３） シャーシにおける一方の支持プレート部に取付けたシャーシ側軸受部により切換シャフトの一端側を支持し、かつ他方の支持プレート部の内面によりロータリソレノイドを支持するとともに、切換シャフトの一端側に形成した溝部に、シャーシ側軸受部の内側端部に規制される係止リングを装着するようにしたため、ロータリソレノイド及び切換部材を、固定ネジ等を使用することなくシャーシに取付けることができ、組付の容易化を図ることができる。
【００３４】
（４） 好適な実施の形態により、ロータリソレノイドにおけるロータシャフト部を支持するソレノイド側軸受部に、切換シャフトの他端を支持する支持機能を兼用させれば、凸部と凹部の形状を最も単純なＩ形とすることができ、シャフト端面の加工性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係るソレノイド式切換装置の一部断面側面図、
【図２】同ソレノイド式切換装置に用いるロータリソレノイドの正面図、
【図３】同ソレノイド式切換装置に用いるロータリソレノイドの縦断側面図、
【図４】同ソレノイド式切換装置に用いるロータリソレノイドの縦断正面図、
【図５】同ソレノイド式切換装置を紙幣振分機に用いた場合の原理構成図、
【図６】従来の技術に係るソレノイド式切換装置の一部断面側面図、
【符号の説明】
１ ソレノイド式切換装置
２ 切換部材
３ 切換シャフト
３ｓ 切換シャフトの一端
３ｔ 切換シャフトの他端
４ ロータリソレノイド
５ ロータシャフト部
５ｓ ロータシャフト部の先端
７ 嵌合結合部
８ 凸部（又は凹部）
９ 凹部（又は凸部）
１１ シャーシ
１１ｓ 支持プレート部
１１ｔ 支持プレート部
１２ シャーシ側軸受部
１３ 溝部
１４ 係止リング
１５ ソレノイド側軸受部

Claims (2)

1. 一端側が回動自在に支持された切換シャフトを有する切換部材と、前記切換シャフトの他端に結合するロータシャフト部を有するロータリソレノイドとを備えるソレノイド式切換装置において、対峙する一対の支持プレート部を有するシャーシを備え、一方の支持プレート部にシャーシ側軸受部を取付け、かつこのシャーシ側軸受部の内側端部に規制される係止リングを前記切換シャフトの一端側に形成した溝部に装着して前記切換シャフトの一端側を支持するとともに、他方の支持プレート部の内面に前記ロータリソレノイドを支持し、かつ前記切換シャフトの他端に形成した凸部（又は凹部）と前記ロータシャフト部の先端に形成した凹部（又は凸部）が嵌合する嵌合結合部により前記切換シャフトの他端と前記ロータシャフト部の先端を結合してなることを特徴とするソレノイド式切換装置。
2. 前記ロータリソレノイドにおける前記ロータシャフト部を支持するソレノイド側軸受部は、前記切換シャフトの他端を支持する支持機能を兼用することを特徴とする請求項１記載のソレノイド式切換装置。

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