JP5636430B2 - ロータリソレノイドの回動範囲規制装置 - Google Patents

Description

本発明は、マグネットロータのシャフトと一体に回動する係合部の回動範囲を規制する一対の規制部を備えるロータリソレノイドの回動範囲規制装置に関する。

従来、マグネットロータのシャフトと一体に回動する係合部の回動範囲を規制する一対の規制部を備えるロータリソレノイドの回動範囲規制装置としては、既に本出願人が提案した特許文献１に開示されるロータリソレノイドに付設した回動範囲規制装置が知られている。

同文献１に開示される回動範囲規制装置は、ロータリソレノイド本体の外面に、マグネットロータのシャフトに設けた係合部の回動変位範囲を規制するストッパ部（規制部）を備えるロータリソレノイドに付設する回動範囲規制装置であって、特に、ロータリソレノイド本体のケーシングにおける少なくとも一部のケーシング部を合成樹脂により形成するとともに、ストッパ部におけるダンパ部を固定するダンパ保持部を、ケーシング部に一体形成して構成したものであり、特に、ダンパ部は、弾性の異なる別体に形成した第一ダンパ部材と第二ダンパ部材を備え、第一ダンパ部材と第二ダンパ部材を組合わせて構成したものである。

特開２００５−１０８９２０号公報

しかし、上述した従来におけるロータリソレノイドの回動範囲規制装置は、次のような解決すべき課題が存在した。

第一に、係合部の停止位置が切換わる際には、ロータリソレノイドの特性上、係合部が最大速度に近い速度でストッパ部に衝突して停止する。この場合、ストッパ部は、ゴム等の弾性の大きいダンパ部を用いて衝撃吸収を図っているが、衝突時には、係合部が逆方向にリバウンドするなどの不安定挙動を生じる。このため、図９に示すように、係合部がストッパ部に衝突した後も本来の通電停止時よりも更に一定時間Ｔｒ通電を継続して切換方向の力を維持しているが、これらの対策を施しても、現実には、図７及び図８に仮想線で示す回動位置特性Ｘｒのようになり、停止位置Ｘｐ，Ｘｑにおける不安定挙動を十分に低減できないとともに、通電の継続により無用な電力消費も避けられない。

第二に、係合部は、ゴム等の弾性の大きいダンパ部に対して最大速度に近い速度で直接衝突し、使用時にはこの衝突が繰り返される。即ち、ダンパ部には係合部の機械的な衝突による衝撃が頻繁に付加されるとともに、加えて、この際には、ダンパ部は衝撃エネルギを吸収して発熱する。結局、ダンパ部は痛みやすく、寿命が短くなりやすいとともに、物理的な劣化及び発熱による変形等により、係合部の停止位置が不正確かつ不安定になりやすい。

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回動範囲規制装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、マグネットロータ２のシャフト２ｓと一体に回動する係合部３の回動範囲Ｚｒを規制する一対の規制部４ｐ，４ｑを備えるロータリソレノイドＭの回動範囲規制装置１を構成するに際して、係合部３が一方の規制部４ｐ（又は４ｑ）に規制される一方の停止位置Ｘｐ（又はＸｑ）から他方の規制部４ｑ（又は４ｐ）に規制される他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）まで回動する際における他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）よりも所定の回動区間Ｌｓだけ手前となる仮係止位置Ｘｍ…から他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）まで移動する係合部３に、係合部３と各規制部４ｐと４ｑ間に変位自在に配した所定の重量を有する一対のブロック部６ｐ，６ｑ及びこの一対のブロック部６ｐと６ｑを連結する連結部６ｒを有する可動ブロック６を衝突させて所定の慣性力による静止慣性を付与する静止慣性付与機構５ａと、ブロック部６ｐ，６ｑにブレーキパッド７を圧接して所定の制動力による制動を行うブレーキ機構５ｂと、を備える移動規制手段５を設けたことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、ブレーキ機構５ｂには、制動力の大きさを調整可能な制動力調整手段８を設けることができる。また、ブレーキパッド７は、ブロック部６ｐ，６ｑにおける相対向する両面を挟み、かつ回動方向への変位が規制される一対のパッド本体部７ｆ，７ｒを設けて構成できる。他方、一対の規制部４ｐ，４ｑは、一体形成した規制体部４により構成することにより、規制体部４の一方の側面を第一の規制部４ｐとし、かつ他方の側面を第二の規制部４ｑとすることができる。さらに、一対の規制部４ｐ，４ｑと一対のブロック部６ｐ，６ｑにおける一対の衝突部位の相対向する衝突面の少なくとも一方の衝突面には、緩衝体９ｐ，９ｑを付設することができる。そして、この緩衝体９ｐ，９ｑには、規制体部４の外面を被覆する弾性素材により形成した筒状の緩衝部材９を用いることができる。

このような構成を有する本発明に係るロータリソレノイドＭの回動範囲規制装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）よりも所定の回動区間Ｌｓだけ手前となる仮係止位置Ｘｍから当該停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）まで移動する係合部３に対して、静止慣性付与機構５ａにより所定の慣性力による静止慣性を付与し、かつブレーキ機構５ｂにより所定の制動力による制動を行う移動規制手段５を設けたため、係合部３が仮係止位置Ｘｍから停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）まで回動する際には、静止慣性付与機構５ａに対する衝突により減速され、さらにブレーキ機構５ｂにより減速されながら停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）に至る。したがって、係合部３が停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）に到達したときの衝突も、減速後の小さい速度による衝突となり、この停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）における衝撃も大きく低減され、もって、停止位置Ｘｐ，Ｘｑにおける不安定挙動をほとんど解消できる。また、衝突後に一定時間だけ通電を継続して切換方向の力を維持するなどの対策が不要になるため、無用な電力消費を回避できる。

（２） 衝突時の衝撃が大きく低減され、衝突時の衝撃エネルギも小さくなることから、発熱も大きく低減される。したがって、規制部４ｑ（又は４ｐ）と係合部３における機械的な痛みを防止でき、耐久性向上による規制部４ｑ（又は４ｐ）及び係合部３の長寿命化を図れるとともに、物理的な劣化及び発熱による変形等が低減又は解消され、停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）の正確性及び安定性を高めることができる。

（３） 静止慣性付与機構５ａは、係合部３と各規制部４ｑと４ｐ間に変位自在に配した所定の重量を有する一対のブロック部６ｐ，６ｑ及びこの一対のブロック部６ｐと６ｑを連結する連結部６ｒを有する可動ブロック６を備えて構成したため、可動ブロック６の大きさや形状等を変更（選定）することにより静止慣性に係わる慣性力の大きさを容易に設定できる。また、一方側への制動時に、直前における他方側の制動をいわば自動でリセットできる。即ち、係合部３が一方側へ回動する際には一方のブロック部６ｐ（又は６ｑ）は係合部３の回動方向と同方向となるが、他方のブロック部６ｑ（又は６ｐ）は係合部３の回動方向に対して逆方向になるため、他方のブロック部６ｑ（又は６ｐ）は、自動で制動開始位置に戻される。

（４） ブレーキ機構５ｂは、ブロック部６ｐ，６ｑに圧接して所定の制動力による制動を行うブレーキパッド７を備えて構成したため、ブロック部６ｐ，６ｑは、静止慣性付与機構５ａとブレーキ機構５ｂの双方に兼用でき、移動規制手段５の全体における構成の簡易化，小型化及び低コスト化に寄与できる。また、一体的に動作するため、動作の円滑化にも寄与できる。

（５） 好適な態様により、ブレーキ機構５ｂに、制動力の大きさを調整可能な制動力調整手段８を設ければ、制動力の大きさを任意に設定できるため、停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）の正確性及び安定性を高める観点から、その最適化を容易に行うことができる。

（６） 好適な態様により、ブレーキパッド７に、ブロック部６ｐ，６ｑにおける相対向する両面を挟み、かつ回動方向への変位が規制される一対のパッド本体部７ｆ，７ｒを設ければ、ブロック部６ｐ，６ｑに対して、安定した制動力を確実に付与できるとともに、制動力調整手段８を設ける際にも容易に設けることができる。

（７） 好適な態様により、一対の規制部４ｐ，４ｑを、一体形成した規制体部４により構成することにより、規制体部４の一方の側面を第一の規制部４ｐとし、かつ他方の側面を第二の規制部４ｑとすれば、一対の規制部４ｐ，４ｑを単一の規制体部４により構成できるため、部品点数を半減できる。しかも、各ブロック部６ｐ，６ｑの大きさ（摺接面積）をより大きくできるため、より安定した制動力を付与できる。

（８） 好適な態様により、一対の規制部４ｐ，４ｑと一対のブロック部６ｐ，６ｑにおける一対の衝突部位の相対向する衝突面の少なくとも一方の衝突面に、緩衝体９ｐ，９ｑを付設すれば、緩衝体９ｐ，９ｑは、減速された小さい速度で衝突する際の衝撃を吸収すれば足りるため、衝突時の衝撃を確実に吸収できるとともに、緩衝体９ｐ，９ｑの緩衝性能も低くて足りる。

（９） 好適な態様により、緩衝体９ｐ，９ｑに、規制体部４の外面を被覆する弾性素材により形成した筒状の緩衝部材９を用いれば、単一の緩衝部材９を双方の緩衝体９ｐ，９ｑに利用できるため、部品点数の削減，小型化，低コスト化、更には組付の容易化を図ることができる。

本発明の最良実施形態に係る回動範囲規制装置を備えるロータリソレノイドの内部構造を示す断面正面構成図、 同回動範囲規制装置の内部構造を示す断面平面構成図、 同回動範囲規制装置に備えるブレーキパッドと可動ブロックを抽出して示す断面側面構成図、 同回動範囲規制装置に備える可動ブロックの斜視図、 同回動範囲規制装置に備えるブレーキパッドを構成する一方のパッド本体部の平面図、 同回動範囲規制装置の作用説明図、 同回動範囲規制装置を備えるロータリソレノイドにおける時間対回動位置特性図、 図７中の円Ｚの範囲における詳細特性図、 同回動範囲規制装置を備えるロータリソレノイドにおける時間対印加電圧特性図、 本発明の変更実施形態に係る回動範囲規制装置の内部構造を示す断面平面構成図、 本発明の他の変更実施形態に係る回動範囲規制装置の内部構造を示す断面正面構成図、

１：回動範囲規制装置，２：マグネットロータ，２ｓ：シャフト，３：係合部，４：規制体部，４ｐ：規制部，４ｑ：規制部，５：移動規制手段，５ａ：静止慣性付与機構，５ｂ：ブレーキ機構，６：可動ブロック，６ｐ：ブロック部，６ｑ：ブロック部，６ｒ：連結部，７：ブレーキパッド，７ｆ：パッド本体部，７ｒ：パッド本体部，８：制動力調整手段，９：緩衝部材，９ｐ：緩衝体，９ｑ：緩衝体，Ｚｒ：回動範囲，Ｍ：ロータリソレノイド，Ｘｐ：停止位置，Ｘｑ：停止位置，Ｘｍ：仮係止位置，Ｌｓ：所定距離

次に、本発明に係る最良実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る回動範囲規制装置１を備えるロータリソレノイドＭの概略構成について、図１を参照して説明する。

ロータリソレノイドＭは、大別して、ロータリソレノイド本体１１と、このロータリソレノイド本体１１のリア側（図１中の上端側）に一体に配設した回動範囲規制装置１を備える。

ロータリソレノイド本体１１は、ケーシング１２を備え、このケーシング１２は、フロントケーシング１２ｆとリアケーシング１２ｒからなる。フロントケーシング１２ｆは筒体部１２ｆｃとこの筒体部１２ｆｃの一側に一体形成した端体部１２ｆｓを有し、端体部１２ｆｓの中央には軸受部１３ｆを取付ける。また、リアケーシング１２ｒは、筒体部１２ｒｃとこの筒体部１２ｒｃの一側に一体形成した端体部１２ｒｓを有し、端体部１２ｒｓの中央には軸受部１３ｒを取付ける。この軸受部１３ｆ，１３ｒによりマグネットロータ２のシャフト２ｓを回動自在に支持するとともに、シャフト２ｓの両端は各端体部１２ｆｓ，１２ｒｓから外方に突出させる。マグネットロータ２は、シャフト２ｓの中間部周面に接着剤等により固定した筒形に焼成したマグネット１４を備える。なお、マグネット１４は１８０゜の位置関係で着磁したＮ極とＳ極を有する二極マグネットである。

また、フロントケーシング１２ｆとリアケーシング１２ｒ間にはステータ１５を配する。ステータ１５は、リング形のヨーク部１６と、このヨーク部１６の内周面に１８０゜の位置関係で配し、かつ中心方向に突出した一対のコア部１７ａ，１７ｂを備える。そして、各コア部１７ａ，１７ｂにはマグネットワイヤを巻回したコイル部１８ａ，１８ｂを装着する。なお、コイル部１８ａとコア部１７ａ間、及びコイル部１８ｂとコア部１７ｂ間には、それぞれ図示を省略した絶縁用のコイルボビンが介在する。これにより、各コア部１７ａ，１７ｂの中心側先端面はマグネット１４の周面に対向するステータ磁極部となる。なお、ロータリソレノイド本体１１の種類や原理は特に限定されるものではなく、公知の各種ロータリソレノイドを利用できる。

次に、本実施形態に係る回動範囲規制装置１の構成について、図１〜図５を参照して具体的に説明する。

回動範囲規制装置１は、図１に示すように、リアケーシング１２ｒの端体部１２ｒｓを利用して一体に配設する。回動範囲規制装置１は、端体部１２ｒｓの周面側から軸方向外方へ筒状に突出させたハウジング部２１を備えるとともに、このハウジング部２１に対して着脱可能なカバー部２２を備える。カバー部２２は、円盤状の端体部２２ｓとこの端体部２２ｓの周縁から突出した筒体部２２ｃからなり、筒体部２２ｃの内周面に形成した雌ネジ部２２ｎをハウジング部２１の外周面に形成した雄ネジ部２１ｎに螺着することができる。

一方、前述したシャフト２ｓのリア端は、ハウジング部２１の内部に臨ませ、このシャフト２ｓのリア端に係合ブロック２３を固定する。係合ブロック２３は、図２に示すように、シャフト２ｓに固定するリング形の取付部２３ｃ及びこの取付部２３ｃの周面から放射方向に突出したレバー状の係合部３を一体形成してなる。取付部２３ｃはシャフト２ｓに形成したＤカット部に装着し、不図示の固定ネジにより固定する。また、係合部３の回動方向における両面（前後面）には硬質の合成樹脂素材等により形成した係合子２４ｐ，２４ｑをそれぞれ付設する。

他方、端体部１２ｒｓには規制体部４を一体形成する。この規制体部４は、図２に示すように、横断面が矩形となる角柱状に形成し、シャフト２ｓを支点に、上述した係合部３ｓに対して１８０゜反対側の位置における端体部１２ｒｓの面上から直角方向へ突出させる。これにより、規制体部４の一方の側面が第一の規制部４ｐとなり、かつ他方の側面が第二の規制部４ｑとなる。したがって、このような規制体部４を採用すれば、一対の規制部４ｐ，４ｑを単一の規制体部４により構成できるため、部品点数を半減できる。しかも、後述するように、ブレーキ機構５ｂに兼用するブロック部６ｐ，６ｑの大きさ（摺接面積）をより大きくできるため、必要な静止慣性における慣性力を確保できるとともに、より安定した制動力を付与できる。

また、規制体部４の外面には、ゴム或いは合成樹脂等の弾性素材により形成した筒状の緩衝部材９を装着する。これにより、規制体部４は緩衝部材９により被覆され、規制体部４の周方向における両側に位置する衝突面に、それぞれ緩衝体９ｐ，９ｑが設けられることになる。この場合、緩衝体９ｐ，９ｑは、後述するように、減速された小さい速度で衝突する際の衝撃を吸収すれば足りるため、衝突時の衝撃を確実に吸収できるとともに、緩衝体９ｐ，９ｑの緩衝性能も低くて足りる。なお、後述するブレーキ機構５ｂによる制動が最適化されているような場合には、必ずしも緩衝体９ｐ，９ｑが必須構成要素となるものではない。さらに、筒状の緩衝部材９を用いれば、単一の緩衝部材９を双方の緩衝体９ｐ，９ｑに利用できるため、部品点数の削減，小型化，低コスト化、更には組付の容易化を図ることができる。

そして、係合部３が一方の規制部４ｐ（又は４ｑ）に規制される一方の停止位置Ｘｐ（又はＸｑ）から他方の規制部４ｑ（又は４ｐ）に規制される他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）まで回動する際に、他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）よりも所定の回動区間Ｌｓだけ手前となる仮係止位置Ｘｍから他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）まで移動する係合部３に対して、静止慣性付与機構５ａにより所定の慣性力による静止慣性を付与し、かつブレーキ機構５ｂにより所定の制動力による制動を行う移動規制手段５を配設する。

移動規制手段５は、可動ブロック６とブレーキパッド７を備える。可動ブロック６は、中心を支点に回動変位自在となる静止慣性付与機構５ａを構成し、静止時には、所定の慣性力による静止慣性を有する。この可動ブロック６は、図４に示すように、係合部３と各規制部４ｑと４ｐ間に変位自在に配した所定の重量を有する一対のブロック部６ｐ，６ｑ及びこの一対のブロック部６ｐと６ｑを連結する連結部６ｒからなり、金属等の比重の大きい素材により一体形成する。静止慣性付与機構５ａをこのような可動ブロック６により構成すれば、可動ブロック６の大きさや形状等を変更（選定）することにより静止慣性に係わる慣性力の大きさを容易に設定できる。また、一方側への制動時に、直前における他方側の制動をいわば自動でリセットできる。即ち、係合部３が一方側へ回動する際には一方のブロック部６ｐ（又は６ｑ）は係合部３の回動方向と同方向となるが、他方のブロック部６ｑ（又は６ｐ）は係合部３の回動方向に対して逆方向になるため、他方のブロック部６ｑ（又は６ｐ）は、自動で制動開始位置に戻される。この場合、係合部３が一方の停止位置Ｘｐ（又はＸｑ）から回動を開始して他方側のブロック部６ｑ（又は６ｐ）に当接するまでの回動角度、即ち、仮係止位置Ｘｍまでの回動角度と、この仮係止位置Ｘｍから他方の停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）までの回動角度の比は、例示構造の場合、３：１〜２０：１程度に設定することが望ましい。なお、６ｈは、連結部６ｒの中央に設けたシャフト２ｓの挿通孔を示す。

一方、ブレーキパッド７は、制動性（摩擦特性）及び耐摩耗性に優れた合成樹脂素材等により一体形成した一対のブレーキパッド半体２５ｆ，２５ｒを備える。一方のブレーキパッド半体２５ｆは、図３及び図５に示すように、ブロック部６ｐ，６ｑにおける一方の面に当接するリング板状のパッド本体部７ｆと、このパッド本体部７ｆの周縁から一方に設けた筒状のホルダ部２６を有する。また、パッド本体部７ｆの中心には、シャフト２ｓが挿通する円孔２７を設けるとともに、周縁側には１８０゜の位置関係で一対の取付孔２８ｐ，２８ｑを設ける。さらに、取付孔２８ｐと２８ｑ間の中間位置となるパッド本体部７ｆには、規制体部４が挿通する角形孔２９を設けるとともに、パッド本体部７ｆにおけるブロック部６ｐ，６ｑに対向する面には、所定の大きさに形成し、かつブロック部６ｐ，６ｑに対して直接摺接する複数の凸面部３１ｐ，３２ｐ，３１ｑ，３２ｑをそれぞれ設ける。なお、他方のブレーキパッド半体２５ｒはブレーキパッド半体２５ｆと同一に形成できる。したがって、ブレーキパッド半体２５ｆを二つ用意し、一方をブレーキパッド半体２５ｆとし、他方をブレーキパッド半体２５ｒとして用いることができる。

このように、ブロック部６ｐ，６ｑに圧接して所定の制動力による制動を行うブレーキパッド７は、ブレーキ機構５ｂを構成する。したがって、ブロック部６ｐ，６ｑは、静止慣性付与機構５ａとブレーキ機構５ｂの双方に兼用するため、移動規制手段５の全体における構成の簡易化，小型化及び低コスト化に寄与できるとともに、一体的に動作するため、動作の円滑化にも寄与できる。

他方、ブレーキ機構５ｂには、制動力の大きさを調整可能な制動力調整手段８を付設する。制動力調整手段８は、中心から直角に起立したシャフト部３３ｓを有し、かつブレーキパッド半体２５ｒに当接する円盤形の押圧プレート３３を備えるとともに、この押圧プレート３３を付勢するスプリング（皿バネ等）３４を備える。なお、シャフト部３３ｓは、カバー部２２の端体部２２ｓの中心に設けた保持孔２２ｈに挿通させる。

したがって、回動範囲規制装置１の組付けは、次のように行うことができる。まず、図１に示すように、ハウジング２１の内部に、ホルダ部２６を外側にしたブレーキパッド半体２５ｆを収容するとともに、さらに、可動ブロック６を収容する。そして、係合部３を有する係合ブロック２３をシャフト２ｓに固定する。次いで、ブレーキパッド半体２５ｒを収容する。ブレーキパッド半体２５ｒは、ブレーキパッド半体２５ｆに対して反転させた位置関係、即ち、各ホルダ部２６が対向する位置関係に収容する。この状態で、ブレーキパッド半体２５ｒと２５ｆに設けた取付孔２８ｐ…，２８ｑ…に対して、図３に示すように、規制ネジＮ…を挿入し、規制ネジＮ…の先端を端体部１２ｒｓに螺着する。これにより、ブロック部６ｐ，６ｑにおける相対向する両面は、一対のパッド本体部７ｆ，７ｒにより挟まれるとともに、各パッド本体部７ｆ，７ｒは、回動方向への変位が規制される。したがって、ブロック部６ｐ，６ｑには安定した制動力が確実に付与される。

次いで、押圧プレート３３をブレーキパッド半体２５ｒの上に載せるとともに、シャフト部３３ｓにスプリング３４を装着する。なお、押圧プレート３３とブレーキパッド半体２５ｒは係合する。そして、カバー部２２を装着する。この際、カバー部２２の雌ネジ部２２ｎをハウジング部２１の雄ネジ部２１ｎに螺着するとともに、カバー部２２の保持孔２２ｈにシャフト部３３ｓの上端を挿入する。これにより、制動力調整手段８が構成される。このように、制動力調整手段８は容易に設けることができる。

制動力調整手段８による制動力の調整は、次のように行うことができる。カバー部２２を回動操作すれば、雄ネジ部２１ｎと雌ネジ部２２の螺合によりカバー部２２が軸方向に変位する。したがって、ブレーキパッド半体２５ｒに対する押圧力が変化し、制動力の大きさを調整することができる。例示する構造の場合には、シャフト２ｓを回動支点とした可動ブロック６の慣性モーメントが、マグネットロータ２の全体（マグネットロータ２と一体に回動する他の部品等を含む）の慣性モーメントに対して、０．５〜１倍程度となるように設定することが望ましい。よって、ブレーキ機構５ｂに、このような制動力調整手段８を設ければ、制動力の大きさを任意に設定できるため、停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）の正確性及び安定性を高める観点から、その最適化を容易に行うことができる。これにより、回動範囲規制装置１を組付けは終了する。図１は、回動範囲規制装置１が組付けられたロータリソレノイドＭを示す。

次に、本実施形態に係る回動範囲規制装置１を備えるロータリソレノイドＭの使用方法及び動作について、図１〜図９を参照して説明する。

例示のロータリソレノイドＭは、図１に示すように、シャフト２ｓのフロント側に、振分ブレード５０を取付けたものであり、この振分ブレード５０を、例えば、商品等の配送路に臨ませれば、搬送される商品等を二方向に選択的に振り分けることができる。したがって、振分ブレード５０の切換動作は、配送路における商品等の搬送速度に対応する高速性かつ正確性が要求されるが、本実施形態に係る回動範囲規制装置１を備えるロータリソレノイドＭはこのような用途に最適となる。

一方、ロータリソレノイドＭ及び回動範囲規制装置１の動作は次のように行われる。まず、ロータリソレノイドＭのコイル部１８ａ，１８ｂに通電して、コイル部１８ａ，１８ｂを励磁すれば、一対のコア部１７ａ，１７ｂの先端面に、それぞれＮ極とＳ極を発生させることができる。したがって、コイル部１８ａ，１８ｂに対する通電極性を制御し、一対のコア部１７ａ，１７ｂの先端面に発生する極性を反転させれば、シャフト２ｓを一方（正方向）又は他方（逆方向）に回動させることができる。

今、図６（ａ）に示すように、係合部３が一方の停止位置Ｘｐにあるものとする。したがって、振分ブレード５０は実線で示す５０ｓの位置にある。そして、振分ブレード５０を仮想線で示す５０ｅの位置、即ち、係合部３を他方の停止位置Ｘｑに切換える切換指令が出力すれば、コイル部１８ａ，１８ｂに対して反対方向の通電が行われ、図９に示す負側の印加電圧Ｖｑが付与される。この結果、マグネットロータ２は加速しながら回動し、係合部３は、図６（ａ）の停止位置Ｘｐから、図中、時計方向へ回動変位する。そして、図６（ｂ）に示すように、他方の停止位置Ｘｑよりも所定の回動区間Ｌｓだけ手前となる仮係止位置Ｘｍに達すれば、係合部３の係合子２４ｑがブロック部６ｑに衝突する。

衝突時には、静止慣性付与機構５ａにより、係合部３に対して所定の慣性力による静止慣性が付与されるため、係合部３対する減速が行われ、さらにブレーキ機構５ｂにより減速されながら停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）に至る。即ち、係合部３は、そのまま可動ブロック６を押して回動するとともに、この際、可動ブロック６はブレーキ機構５ｂにおけるブレーキパッド７により制動され、所定の回動区間Ｌｓを回動すれば、ブロック部６ｑが規制部４ｑに当接して停止する。この状態を図６（ｃ）に示す。この場合、ブロック部６ｑが規制部４ｑに当接した時点では、ブレーキ機構５ｂによる制動により回動時のエネルギが消滅し、この結果、回動時の速度も十分に減速される。したがって、他方の停止位置Ｘｑに到達したときの衝突は、減速された小さい速度（微速）での衝突となり、図７及び図８に実線で示す回動位置特性Ｘのように、衝突に伴う停止位置Ｘｐ，Ｘｑにおける不安定挙動はほとんど解消される。なお、図８中、ｔｃは係合部３と可動ブロック６の衝突時点を示す。

また、ブロック部６ｑが他方の規制部４ｑに当接した後は、図９に示すように、印加電圧Ｖｑの印加は速やかに解除する。即ち、図９に示すｔｅ時点において印加電圧Ｖｑの印加を解除し、従来のような衝突後に一定時間だけ通電を継続して切換方向の力を維持する制御は行わない。したがって、無用な電力消費を回避することができる。

しかも、係合部３は、静止慣性付与機構５ａにより衝撃が吸収（低減）されるとともに、ブレーキ機構５ｂにより移動速度が減速された後に、規制部４ｑ（又は４ｐ）に衝突するため、衝突時の衝撃が大きく低減され、衝突時の衝撃エネルギも小さくなることから、発熱も大きく低減される。したがって、規制部４ｑ（又は４ｐ）と係合部３における機械的な痛みを防止でき、耐久性向上による規制部４ｑ（又は４ｐ）及び係合部３の長寿命化を図れるとともに、物理的な劣化及び発熱による変形等が低減又は解消され、停止位置Ｘｑ（又はＸｐ）の正確性及び安定性を高めることができる。

以上の説明は、係合部３を、一方の停止位置Ｘｐから他方の停止位置Ｘｑへ回動させる場合であるが、この場合とは反対に、他方の停止位置Ｘｑから一方の停止位置Ｘｐへ回動させる場合も同様に行うことができる。この場合、コイル１８ａ，１８ｂには、図９に示す正側の印加電圧Ｖｐが付与される。また、係合部３が他方の停止位置Ｘｑへ回動する際には、一方のブロック部６ｐは係合部３の回動方向と同方向になるが、他方のブロック部６ｑは係合部３の回動方向に対して逆方向になるため、他方のブロック部６ｑは、自動で制動開始位置に戻される。この結果、反対方向となる他方の停止位置Ｘｑから一方の停止位置Ｘｐへ回動させる際にも移動規制手段５による同様の静止慣性の付与及び制動が行われる。

次に、本発明の変更実施形態に係る回動範囲規制装置１について、図１０及び図１１を参照して説明する。

図１０に示す変更実施形態は、規制部４ｐ，４ｑと可動ブロック６を変更した例を示す。図１〜図６に示した実施形態（基本実施形態）は、一対の規制部４ｐ，４ｑを、一体形成した規制体部４により構成した場合を示したが、図１０に示す変更実施形態は、規制部４ｐと４ｑをそれぞれ別体に構成し、かつ離間させることによりそれぞれを独立した形態により構成したものである。基本実施形態では、規制体部４を用いたため、部品点数を半減できるとともに、各ブロック部６ｐ，６ｑの大きさ（摺接面積）をより大きくできるため、より安定した制動力を付与できる利点がある。これに対して、図１０に示す変更実施形態では、規制部４ｐ，４ｑの位置を自由に選定できるとともに、規制部４ｐ，４ｑの位置に応じて各ブロック部６ｐ，６ｑの大きさを任意に変更できる。例示の場合は、図１０に示すように、規制部４ｐ，４ｑと可動ブロック６を端体部１２ｒｓの半円以内に収めることができるため、よりコンパクトに構成できるなど、レイアウト上の自由度を高めることができる。このように、規制部４ｐ，４ｑと可動ブロック６、更には移動規制手段５は、様々な形態により実施することができる。

図１１に示す変更実施形態は、回動範囲規制装置１を、ロータリソレノイド本体１１に対して別体の独立した装置として構成した例を示す。基本実施形態は、ロータリソレノイド本体１１のリアケーシング１２ｒを利用し、このリアケーシング１２ｒに対して一体に設けた場合を示したが、図１１に示す変更実施形態は、回動範囲規制装置１をロータリソレノイド本体１１から分離して構成した。このため、回動範囲規制装置１には、ハウジング２１の端部に一体の円盤形のベース体部６０を設ける。また、このベース体部６０の中央には軸受部６１を取付け、この軸受部６１によりシャフト部６２を回動自在に支持するとともに、このシャフト部６２の内端は、ハウジング２１の内部に臨ませて係合部３（係合ブロック２３）を固定する。さらに、シャフト部６２の外端は、外部に臨ませて結合部６３を設ける。この結合部６３には、ロータリソレノイド本体１１のシャフト２ｓを挿入し、不図示の固定ネジにより固定して、シャフト２ｓとシャフト部６２を結合することができる。したがって、図１１に示す回動範囲規制装置１は、他のロータリソレノイド製品と任意に組み合わせて使用することができる。このように独立した形態の回動範囲規制装置１も本発明に包含される。

なお、図１０及び図１１において、図１〜図６と同一部分には同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。特に、図１１の変更実施形態に係る主要構成は、図１〜図６の基本実施形態と同じである。

以上、最良実施形態及び変更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、本発明の精神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、制動力の大きさを調整可能な制動力調整手段８は、例示の構成に限定されるものではなく、制動力の大きさを調整する機能を有するものであれば、他の構成により置換することができる。また、ブレーキパッド７は、ブロック部６ｐ，６ｑにおける相対向する両面を挟み、かつ回動方向への変位が規制される一対のパッド本体部７ｆ，７ｒを有する構成を例示したが、ブロック部６ｐ，６ｑの周面に圧接するブレーキパッド７を用いるなど、他の構成を排除するものではない。一方、一対の規制部４ｐ，４ｑと一対のブロック部６ｐ，６ｑにおける一対の衝突部位の相対向する衝突面の一方の衝突面に、緩衝体９ｐ，９ｑを付設する場合を示したが、このような緩衝体９ｐ，９ｑはブロック部６ｐ，６ｑ側に設けてもよいし、必要によりブロック部６ｐ，６ｑ側と規制部４ｐ，４ｑ側の双方に設けてもよい。

本発明に係る回動範囲規制装置は、マグネットロータのシャフトと一体に回動する係合部の回動範囲を規制する一対の規制部を備える各種ロータリソレノイドに利用することができる。この場合、ロータリソレノイドに対して一体であるか別体であるかは問わないとともに、ロータリソレノイドは、例示以外の各種用途及び各種タイプのロータリソレノイドに適用できる。

Claims (6)

1. マグネットロータのシャフトと一体に回動する係合部の回動範囲を規制する一対の規制部を備えるロータリソレノイドの回動範囲規制装置において、前記係合部が一方の規制部に規制される一方の停止位置から他方の規制部に規制される他方の停止位置まで回動する際における前記他方の停止位置よりも所定の回動区間だけ手前となる仮係止位置から当該他方の停止位置まで移動する前記係合部に、前記係合部と各規制部間に変位自在に配した所定の重量を有する一対のブロック部及びこの一対のブロック部を連結する連結部を有する可動ブロックを衝突させて所定の慣性力による静止慣性を付与する静止慣性付与機構と、前記ブロック部にブレーキパッドを圧接して所定の制動力による制動を行うブレーキ機構と、を備える移動規制手段を設けたことを特徴とするロータリソレノイドの回動範囲規制装置。
2. 前記ブレーキ機構は、前記制動力の大きさを調整可能な制動力調整手段を備え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回動範囲規制装置。
3. 前記ブレーキパッドは、前記ブロック部における相対向する両面を挟み、かつ回動方向への変位が規制される一対のパッド本体部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のロータリソレノイドの回動範囲規制装置。
4. 前記一対の規制部は、一体形成した規制体部により構成することにより、前記規制体部の一方の側面を第一の規制部とし、かつ他方の側面を第二の規制部とすることを特徴とする請求項１，２又は３記載のロータリソレノイドの回動範囲規制装置。
5. 前記一対の規制部と前記一対のブロック部における一対の衝突部の相対向する衝突面の少なくとも一方の衝突面には、緩衝体を付設することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロータリソレノイドの回動範囲規制装置。
6. 前記緩衝体は、前記規制体部の外面を被覆する弾性素材により形成した筒状の緩衝部材を用い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回動範囲規制装置。

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