JPWO2017038283A1 - Rotary solenoid - Google Patents
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Abstract
保持ブロック部5に保持されたコイル6と、保持ブロック部5に固定され、かつコイル6の軸心線Lsに対して平行に並べて配した回動シャフト4と、保持ブロック部5の所定位置に固定した磁性材により形成した被吸引子7とを設けてなる可動体部Smを備えるとともに、磁性材により形成したケーシング2と、このケーシング2の内面2p,2qに固定し、かつコイル6の軸方向Fs端部に対向して配するとともに、可動体部Smの旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応して配した二組のマグネット部8a,8bとを設けてなる固定体部Scを備える。The coil 6 held by the holding block unit 5, the rotating shaft 4 fixed to the holding block unit 5 and arranged in parallel with the axial center line Ls of the coil 6, and the holding block unit 5 at a predetermined position A movable body portion Sm provided with an attracted child 7 formed of a fixed magnetic material, a casing 2 formed of the magnetic material, and fixed to the inner surfaces 2p and 2q of the casing 2, and the axis of the coil 6 A fixed body Sc that is arranged to face the end portion in the direction Fs and includes two sets of magnet portions 8a and 8b arranged corresponding to both end positions Xa and Xb of the turning range Zm of the movable body portion Sm. Prepare.
Description
本発明は、軸受部を設けたケーシングを有する固定体部及びこの軸受部に回動自在に支持される回動シャフトを有する可動体部を備えるロータリソレノイドに関する。 The present invention relates to a rotary solenoid including a fixed body portion having a casing provided with a bearing portion and a movable body portion having a rotation shaft that is rotatably supported by the bearing portion.
従来、前後に一対の軸受部を配したケーシングを有する固定体部及び当該一対の軸受部により回動自在に支持される回動シャフトを有する可動体部を備えるロータリソレノイド、特に、マグネット等を含む可動部位が回動シャフトを支点に旋回するタイプのロータリソレノイドとしては、既に本出願人が提案した特許文献1で開示されるロータリソレノイドが知られている。
Conventionally, a rotary solenoid including a fixed body portion having a casing in which a pair of bearing portions are arranged on the front and rear sides and a movable body portion having a rotating shaft rotatably supported by the pair of bearing portions, particularly including a magnet or the like. As a rotary solenoid of a type in which a movable part turns around a pivot shaft, a rotary solenoid disclosed in
特許文献1で開示されるロータリソレノイドは、部品点数の削減及び組立工数の低減に基づくコストダウンを図るとともに、全体の小型コンパクト化を図ることを目的としたものであり、具体的には、ケーシングに設けた軸受部により回動自在に支持されるシャフトと、一端側をシャフトに固定し、かつ他端側を自由端にすることにより旋回可能なマグネット部を有する可動体部と、ケーシングに固定し、給電制御されることにより可動体部を吸引又は反発可能な界磁部とを備え、特に、三角形における一つの角部に対応する位置にシャフトを配し、かつ残りの角部に対応する位置にS極とN極がそれぞれ生じるマグネット部を配した可動体部と、コイル軸方向における一方の端面をマグネット部に対面させて配した単一コイルを有する界磁部と、可動体部が旋回する範囲を所定の範囲に規制する可動体規制部とを備えて構成したものである。
The rotary solenoid disclosed in
しかし、上述した特許文献1のロータリソレノイドをはじめ、特に、マグネット等を含む可動部位が旋回するタイプとなる従来のロータリソレノイドは、次のような解決すべき課題が存在した。
However, in addition to the rotary solenoid disclosed in
第一に、マグネットが回動シャフトに支持される構成のため、可動体部の全体重量が大きくなり、出力トルクの低下及び応答性の低下を招きやすい。特に、この種のロータリソレノイドは、シャフトの回動範囲が狭いため、出力トルクの低下及び応答性の低下は高速動作を実現する上でのマイナス要因となり、使用機器における生産性等の低下に直接影響する。 First, since the magnet is supported by the rotating shaft, the entire weight of the movable body portion is increased, and the output torque and the response are likely to decrease. In particular, since this type of rotary solenoid has a narrow shaft rotation range, a decrease in output torque and a decrease in responsiveness are negative factors in realizing high-speed operation, which directly reduces productivity in the equipment used. Affect.
第二に、出力トルク及び応答性はマグネットのサイズに影響を受けるため、所定の出力トルク及び応答性を確保するには、マグネットのサイズを対応する大きさにする必要があり、ロータリソレノイドの小型化を実現するには限界があるなど、ロータリソレノイド全体の大型化を招きやすい。 Second, since the output torque and responsiveness are affected by the size of the magnet, in order to ensure the predetermined output torque and responsiveness, it is necessary to make the size of the magnet a corresponding size. There is a limit to the realization of the system, which tends to increase the overall size of the rotary solenoid.
第三に、可動体部の重量が大きくなることから慣性モーメントが大きくなる。この結果、ケーシングの内部に、可動体部の旋回範囲を規制する可動体規制部を設けた場合、規制時に生じる衝撃音も大きくなる傾向がある。したがって、静音性を高める観点からも更なる改善の余地があった。 Third, since the weight of the movable body portion increases, the moment of inertia increases. As a result, when the movable body restricting portion that restricts the turning range of the movable body portion is provided inside the casing, the impact sound generated during restriction tends to increase. Therefore, there is room for further improvement from the viewpoint of improving the quietness.
第四に、従来のロータリソレノイド、即ち、マグネット等を含む可動部位が旋回するタイプでは、固定側に配するコイルの内側空間に磁極を発生させる高透磁率のコアを配設する必要があり、コイルのインダクタンスはひじょうに大きくなる。この結果、駆動電圧を印加しても電流の立ち上がりが遅くなり、この点も応答性の大きな低下要因になる。 Fourthly, in the conventional rotary solenoid, that is, the type in which the movable part including the magnet or the like turns, it is necessary to dispose a high permeability core that generates a magnetic pole in the inner space of the coil arranged on the fixed side. The inductance of the coil becomes very large. As a result, even when the drive voltage is applied, the rise of the current is delayed, and this is also a factor that greatly reduces the responsiveness.
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提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a rotary solenoid that solves such problems in the background art.
本発明に係るロータリソレノイド1は、上述した課題を解決するため、前後に位置する一対の軸受部3f,3rを設けたケーシング2を有する固定体部Sc及び一対の軸受部3f,3rにより回動自在に支持される回動シャフト4を有する可動体部Smを備えるロータリソレノイドであって、保持ブロック部5に保持されたコイル6と、保持ブロック部5に固定され、かつコイル6の軸心線Lsに対して平行に並べて配した回動シャフト4と、保持ブロック部5の所定位置に固定した磁性材により形成した被吸引子7とを設けてなる可動体部Smを備えるとともに、磁性材により形成したケーシング2と、このケーシング2の内面2p,2qに固定し、かつコイル6の軸方向Fs端部に対向して配するとともに、可動体部Smの旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応して配した二組のマグネット部8a,8bとを設けてなる固定体部Scを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the
また、本発明は、発明の好適な態様により、可動体部Smには、単一のコイル6を設けるとともに、当該コイル6における巻線両端6s,6tに接続し、かつ長さを旋回範囲Zmにおける可動体部Smの変位を許容する長さに選定してケーシング2の内部に配した一対の導出リード線11s,11tを設けることができる。一方、保持ブロック部5には、回動シャフト4から見てコイル6に対する180〔°〕反対側の部位Xnに、導出リード線11s,11tを保持する保持スリット部12s,12tを設けてもよいし、或いは、この保持ブロック部5の片面に固定し、かつコイル6の巻線両端6s,6tと一対の導出リード線11s,11tを接続する回路配線部5ps,5ptを有するプリント配線基板5pを設けてもよい。さらに、保持ブロック部5には、ケーシング2の内面に当接して旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応した位置規制を行う規制ストッパ部13a,13bを設けることができる。
Further, according to a preferred aspect of the present invention, the movable body portion Sm is provided with a
さらに、本発明は、発明の好適な態様により、マグネット部8aと8bは、コイル6の軸方向Fs一端部に対向する、ケーシング2の片側の内面2pに配した単一のマグネット8apと8bpにより構成することができる。この際、ケーシング2の片側の内面2pに対向する他側の内面2qには、当該他側の内面2qから突出し、各マグネット8ap,8bpに対向する磁束収集部14a,14bをそれぞれ設けることができる。また、マグネット部8aと8bは、コイル6の軸方向Fs両端部にそれぞれ対向する、ケーシング2の相対向する両側の内面2p及び2qに配した一対のマグネット8ap,8aq,及び8bp,8bqにより構成することができる。なお、マグネット8ap,8bp,8aq,8bqは、ケーシング2の内面2p,2qに吸着固定するとともに、ケーシング2の内面2p,2qに一体形成した一又は二以上の位置決め凸部15…により位置決めすることができる。さらに、被吸引子7は、コイル6の内側空間内であって、かつ当該コイル6の中央位置よりも回動シャフト4側に配することができるとともに、一対のマグネット8ap,8aq,及び8bp,8bqにおける一方のマグネット8ap,8bpに対する距離と他方のマグネットに対する距離を異ならせて配することができる。なお、被吸引子7は、軸直角の断面積を、コイル6の内側空間における軸直角の断面積に対して、0.1〜10〔%〕の範囲に選定するとともに、旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbで、中心位置7cがマグネット8ap,8bp…のエッジ部Ea,Eb…の位置に対して旋回方向Frにおける所定範囲Zsに位置するように固定位置を選定することが望ましい。
Furthermore, according to a preferred aspect of the present invention, the
他方、本発明は、発明の好適な態様により、固定体部Scには、ケーシング2の内部に位置決めして配設し、かつ一体形成することにより、少なくとも導出リード線11s,11tをガイドするリード線カバー17cを有する内部フレーム部17を設けることができる。この際、内部フレーム部17には、保持ブロック部5における規制ストッパ部13a,13bに当接して旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応した位置規制を行う左右一対のブロック規制部18a,18bを一体に設けることができるとともに、一対の軸受部3f,3rにおける一方の軸受部3rを一体に設けることもできる。
On the other hand, according to a preferred aspect of the present invention, the lead for guiding at least the
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1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the
(1) 重量の大きいマグネット8ap,8bp,8aq,8bqを固定側となるケーシング2の内面2p,2qに固定し、可動側となる回動シャフト4に比較的軽量のコイル6を支持するため、可動体部Smの全体重量を飛躍的に軽量化でき、高い応答性と出力トルクを確保できる。加えて、コイル6の内側空間には、断面積の小さい被吸引子7以外は存在しないため、コイル6の内側空間における透磁率に比例するコイル6のインダクタンスは数mHの僅かな大きさとなり、駆動電圧を印加した際には、電流をほぼ瞬時に飽和電流まで立ち上げることができるなど、極めて高い応答性を実現できる。この結果、高速動作、更には使用機器における生産性等の向上に大きく寄与できる。
(1) In order to support the relatively
(2) 回動シャフト4に支持されるコイル6の軸方向Fs端部に対向するケーシング2の内面にマグネット8ap,8bp,8aq,8bqを配するとともに、ケーシング2内面2p,2qの配設スペースが許す限り、マグネット8ap,8bp,8aq,8bqのサイズを大きくすることができるため、結果的に、必要な性能を確保しつつロータリソレノイド1全体の小型化を実現できる。
(2) The magnets 8ap, 8bp, 8aq, 8bq are arranged on the inner surface of the
(3) 好適な態様により、可動体部Smに、単一のコイル6を設けるとともに、当該コイル6における巻線両端6s,6tに接続し、かつ長さを旋回範囲Zmにおける可動体部Smの変位を許容する長さに選定してケーシング2の内部に配した一対の導出リード線11s,11tを設ければ、可動体部Smが旋回範囲Zmにわたって変位しても、その変位を導出リード線11s,11tにより容易に吸収できる。これにより、導出リード線11s,11tを含む電気系統の信頼性を高めることができる。
(3) According to a preferred embodiment, the movable body Sm is provided with a
(4) 好適な態様により、保持ブロック部5に、コイル6の位置に対して180〔°〕反対側の部位Xnに、導出リード線11s,11tを保持する保持スリット部12s,12tを設ければ、コイル6における巻線両端6s,6tに接続した導出リード線11s,11tの中間位置を保持スリット部12s,12tにより保持できるため、特に、コイル6における巻線両端6s,6tと導出リード線11s,11tの接続部分に付加される応力を阻止し、当該接続部分における断線等を回避できる。
(4) According to a preferred embodiment, the
(5) 好適な態様により、保持ブロック部5に、この保持ブロック部5の片面に固定し、かつコイル6の巻線両端6s,6tと一対の導出リード線11s,11tを接続する回路配線部5ps,5ptを有するプリント配線基板5p設ければ、コイル6の巻線両端6s,6tと一対の導出リード線11s,11tを、共に、プリント配線基板5p上に固定できるため、巻線両端6s,6tと一対の導出リード線11s,11tの接続を容易かつ確実に行うことができる。しかも、回路配線部5ps,5ptにより、一対の導出リード線11s,11tの導出位置を設定し、一対の導出位置を可及的に離間させることにより、ケーシング2の内部を引き回す導出リード線11s,11tの湾曲部位における曲率半径をより大きくできるため、可動体部Smの反復的な回動変位に対する導出リード線11s,11tや接続部位の耐久性をより高めることができる。さらに、接続部位の確実な固定により、振動等に対する固定強度及び耐久性の向上を図れるとともに、インサート成形等により保持ブロック部5とプリント配線基板5pを一体成形する場合であっても成形時の安定性を確保することにより良好な成形を行うことができる。
(5) According to a preferred embodiment, a circuit wiring portion that is fixed to the
(6) 好適な態様により、保持ブロック部5に、ケーシング2の内面に当接して旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応した位置規制を行う規制ストッパ部13a,13bを設ければ、可動体部Smの軽量化により慣性モーメントを小さくできるため、ケーシング2の内部に規制ストッパ部13a,13bを設けた場合であっても、衝突時の衝撃音を低減することができ、より静音性を高めることができる。
(6) According to a preferred embodiment, if the holding
(7) 好適な態様により、マグネット部8aと8bを、コイル6の軸方向Fs一端部に対向する、ケーシング2の片側の内面2pに配した単一のマグネット8apと8bpにより構成すれば、必要最少限の部品点数で足りるため、ロータリソレノイド1の小型化及び低コスト化を図る観点から最も有利な形態として実施できる。
(7) Necessary if the
(8) 好適な態様により、ケーシング2の片側の内面2pに対向する他側の内面2qに、当該他側の内面2qから突出し、各マグネット8ap,8bpに対向する磁束収集部14a,14bをそれぞれ設ければ、磁束収集部14a,14bによる磁力線の収束作用によりコイル6を通過する磁束密度をより高めることができるため、応答性と出力トルクの更なる向上に寄与できる。
(8) According to a preferred embodiment, the magnetic
(9) 好適な態様により、マグネット部8aと8bを、コイル6の軸方向Fs両端部にそれぞれ対向する、ケーシング2の相対向する両側の内面2p及び2qに配した一対のマグネット8ap,8aq,及び8bp,8bqにより構成すれば、ケーシング2の片側の内面2pにのみマグネット8apと2bpを配する場合に比べ、マグネット数量は2倍になるも、ロータリソレノイド1の応答性と出力トルク及び磁気バランスと安定性を確保する観点から最も有利な形態として実施できる。
(9) According to a preferred embodiment, a pair of magnets 8ap, 8aq, 8a, 8b, which are disposed on
(10) 好適な態様により、マグネット8ap,8bp,8aq,8bqを、ケーシング2の内面2p,2qに吸着固定するとともに、ケーシング2の内面2p,2qに一体形成した一又は二以上の位置決め凸部15…により位置決めするようにすれば、マグネット8ap…を取付けるための部品の追加が不要になるため、容易かつ低コストに実施できるとともに、マグネット8ap…の位置決めを正確に行うことができる。加えて、マグネット8ap…とケーシング2の内面2p…が直接面接触するため、良好な磁気回路(磁路)を構成できる。
(10) According to a preferred embodiment, the magnets 8ap, 8bp, 8aq, 8bq are attracted and fixed to the
(11) 好適な態様により、被吸引子7を、コイル6の内側空間内であって、かつ当該コイル6の中央位置よりも回動シャフト4側に配すれば、リニアに変化する被吸引子7による吸引力の変化角度をより大きくできるとともに、両端位置Xa,Xbで吸引力を最大にできるため、安定した自己保持作用を確保できる。
(11) According to a preferred aspect, if the sucked
(12) 好適な態様により、被吸引子7を配するに際し、一対のマグネット8ap,8aq,及び8bp,8bqにおける一方のマグネット8ap,8bpに対する距離と他方のマグネットに対する距離を異ならせて配すれば、回動シャフト4の軸方向Fsに対して適度の力を作用させることができるため、可動体部Smのガタツキを防止できるとともに、無用な振動や騒音の発生を抑制できる。
(12) According to a preferred embodiment, when the attracted
(13) 好適な態様により、被吸引子7の軸直角の断面積を、コイル6の内側空間における軸直角の断面積に対して、0.1〜10〔%〕の範囲に選定すれば、停止時の自己保持力を得る必要な吸引力(保持トルク)を確保し、かつ無用な吸引力を排除する観点から安定した自己保持作用を確実に実現できるとともに、その最適化も容易に行うことができる。
(13) According to a preferred embodiment, if the cross-sectional area perpendicular to the axis of the attracted
(14) 好適な態様により、被吸引子7の固定位置を選定するに際し、旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbで、中心位置7cがマグネット8ap,8bp…のエッジ部Ea,Eb…の位置に対して旋回方向Frにおける所定範囲Zsに位置するように選定すれば、非通電時であっても自己保持力を作用させることができるため、可動体部Smを両端位置Xa,Xbで停止させることができるとともに、被吸引子7のサイズを小さくし、通電時(移動開始時)に対する影響をより少なくした場合であっても確実に停止させることができる。
(14) According to a preferred embodiment, when selecting the fixed position of the attracted
(15) 好適な態様により、固定体部Scに、ケーシング2の内部に位置決めして配設し、かつ一体形成することにより、少なくとも導出リード線11s,11tをガイドするリード線カバー17cを有する内部フレーム部17を設ければ、ケーシング2の内部に配する導出リード線11s,11tの引き回し位置を規制できるため、安定に導くことができるとともに、振動等によるコイル6との干渉及びトラブルを回避し、動作の信頼性を高めることができる。
(15) An interior having a
(16) 好適な態様により、内部フレーム部17に、保持ブロック部5における規制ストッパ部13a,13bに当接して旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応した位置規制を行う左右一対のブロック規制部18a,18bを一体に設ければ、保持ブロック部5の変位は内部フレーム部17との衝突により規制されるため、内部フレーム部17の形状や素材を選定することにより、衝突時の衝撃吸収によるバウンドの低減及び騒音の低減を図ることができる。
(16) According to a preferred embodiment, a pair of left and right block restriction that performs position restriction corresponding to both end positions Xa and Xb of the turning range Zm by contacting the
(17) 好適な態様により、内部フレーム部17に、一対の軸受部3f,3rにおける一方の軸受部3rを一体に設ければ、別途の軸受部3rが不要となるため、部品点数の削減によるコスト低減及び製作性の向上に寄与できるとともに、軸受部3rを内部フレーム部17の他の機能部位(例えば、ブロック規制部18a,18b)に対して、正確に位置決めすることができる。
(17) According to a preferred embodiment, if one
1:ロータリソレノイド,2:ケーシング,2p:ケーシングの内面,2q:ケーシングの内面,3f:軸受部,3r:軸受部,4:回動シャフト,5:保持ブロック部,5p:プリント配線基板,5ps:回路配線部,5pt:回路配線部,6:コイル,6s:巻線端,6t:巻線端,7:被吸引子,7c:中心位置,8a:マグネット部,8b:マグネット部,8ap:マグネット,8bp:マグネット,8aq:マグネット,8bq:マグネット,11s:導出リード線,11t:導出リード線,12s:保持スリット部,12t:保持スリット部,13a:規制ストッパ部,13b:規制ストッパ部,14a:磁束収集部,14b:磁束収集部,15…:位置決め凸部,17:内部フレーム部,17c:リード線カバー,18a:ブロック規制部,18b:ブロック規制部,Xn:コイルの位置に対して180〔°〕反対側の部位,Xa:旋回範囲の端位置(一端位置),Xb:旋回範囲の端位置(他端位置),Sc:固定体部,Sm:可動体部,Ls:軸心線,Fs:コイルの軸方向,Fr:旋回方向,Zm:旋回範囲,Ea:マグネットのエッジ部,Eb:マグネットのエッジ部 1: rotary solenoid, 2: casing, 2p: inner surface of casing, 2q: inner surface of casing, 3f: bearing portion, 3r: bearing portion, 4: rotating shaft, 5: holding block portion, 5p: printed wiring board, 5ps : Circuit wiring part, 5pt: circuit wiring part, 6: coil, 6s: winding end, 6t: winding end, 7: attracted element, 7c: center position, 8a: magnet part, 8b: magnet part, 8ap: Magnet, 8 bp: Magnet, 8 aq: Magnet, 8 bq: Magnet, 11 s: Derived lead wire, 11 t: Derived lead wire, 12 s: Holding slit portion, 12 t: Holding slit portion, 13 a: Restricting stopper portion, 13 b: Restricting stopper portion, 14a: magnetic flux collecting part, 14b: magnetic flux collecting part, 15 ...: positioning convex part, 17: inner frame part, 17c: lead wire cover, 18a: 18b: block restricting portion, Xn: 180 ° opposite to the coil position, Xa: end position of the turning range (one end position), Xb: end position of the turning range (the other end) Position), Sc: fixed body part, Sm: movable body part, Ls: axial center line, Fs: axial direction of coil, Fr: turning direction, Zm: turning range, Ea: edge part of magnet, Eb: edge of magnet Part
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。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係るロータリソレノイド1の全体構成について、図1〜図6を参照して具体的に説明する。
First, the overall configuration of the
このロータリソレノイド1は、大別して、前後に位置する一対の軸受部3f,3rを設けたケーシング2を有する固定体部Scと、一対の軸受部3f,3rにより回動自在に支持される回動シャフト4を有する可動体部Smとを備えている。
The
この場合、可動体部Smは、図1及び図2に示すように、絶縁素材である合成樹脂素材により一体成形した保持ブロック部5を備え、この保持ブロック部5は、上部に配した筒形状のブロック上部5uと、このブロック上部5uの軸方向Fs中央位置から下方に延設した平盤形状のブロック下部5dからなる。
In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the movable body portion Sm includes a holding
そして、ブロック上部5uに回動シャフト4の中間位置を貫通させた状態に固定するとともに、ブロック下部5dに単一のコイル6及び磁性材により形成した被吸引子7を配する。したがって、保持ブロック部5に対する、回動シャフト4,コイル6及び被吸引子7の組付は、合成樹脂素材により保持ブロック部5を成形する際に、インサート成形法により一体成形することができる。これにより、コイル6は、保持ブロック部5に保持され、かつ被吸引子7は、保持ブロック部5の所定位置に固定されるとともに、回動シャフト4は、保持ブロック部5に固定され、かつコイル6の軸心線Lsに対して平行に並べて配される構造となる可動体部Smが構成される。
And while fixing the state which penetrated the intermediate position of the
一方、固定体部Scは、図1及び図2に示すように、磁性材(望ましくは軟磁性材)により形成したケーシング2を備え、このケーシング2は、前面が開放面となる筺体部2mと、この筺体部2mの開放面を覆う蓋体部2cにより構成する。これにより、蓋体部2cの内面がケーシング2の内面2qとなり、この内面2qに対向(対面)する筺体部2mの内面がケーシング2の内面2pとなる。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the fixed body portion Sc includes a
この筺体部2mと蓋体部2cは、後述する二組のマグネット部8a,8bからの磁力線が通る磁気回路(磁路)を構成するため、設計,コスト及び重量が許容される範囲で、できるだけ肉厚を大きくすることが望ましい。例示の場合、通常のケーシングの1.5倍程度となる1.5〔mm〕厚に選定した。なお、図1に示すケーシング2の高さ寸法は35〔mm〕である。本実施形態に係るロータリソレノイド1は、構造面及び性能面からの小型化が可能となるため、その分、ケーシング2の肉厚を大きくすることが可能となる。この結果、磁路断面積を大きくすることができ、磁路に係わる磁気的損失を小さくできるとともに、機械的強度(剛性)を高めることができる。しかも、後述する静音性の向上にも寄与できる。
The
そして、ケーシング2の内面2p,2qには、可動体部Smの旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xb(図9参照)に対応し、かつコイル6の軸方向Fs端部に対向して配した二組のマグネット部8a,8bを固定する。この場合、図6(図8)に示すように、一方のマグネット部8aは、ケーシング2の内面2pに固定したマグネット8apとケーシング2の内面2qに固定したマグネット8aqにより構成するとともに、他方のマグネット部8bは、ケーシング2の内面2pに固定したマグネット8bpとケーシング2の内面2qに固定したマグネット8bqにより構成する。これにより、マグネット部8aと8bは、コイル6の軸方向Fs両端部にそれぞれ対向する、ケーシング2の相対向する両側の内面2p及び2qに配した一対のマグネット8ap,8aq,及び8bp,8bqにより構成される。このように構成すれば、ケーシング2の片側の内面2pにのみマグネット8apと2bpを配する場合に比べ、マグネット数量は2倍になるも、ロータリソレノイド1の応答性と出力トルク及び磁気バランスと安定性を確保する観点から最も有利な形態として実施できる利点がある。
And on the
また、一つのマグネット8apは、ケーシング2の内面2pに対して、次のように固定することができる。まず、マグネット8apは、図3及び図4に示すように、偏平な直方体形に形成し、一つの角部をスライス形状にすることにより、傾斜した規制面8xを形成する。マグネット8apは、最も大きな面積を有する二つの対峙する面の一方がN極に、他方がS極にそれぞれ着磁される。したがって、規制面8xを設けることにより、表裏を反対に取付けてしまう製造上のミスを防止することができる。
Moreover, one magnet 8ap can be fixed to the
そして、マグネット8apを、ケーシング2の内面2pに固定するに際しては、内面2pにマグネット8apを直接吸着させて固定する。この際、ケーシング2の内面2pには、図3及び図4に示すように、三つの位置決め凸部15…を一体形成する。この位置決め凸部15…は、図4に示すように、ケーシング2を製作する際に、プレス成形等により容易に設けることができる。三つの位置決め凸部15…のうち、一つ目の位置決め凸部15はマグネット8apの規制面8xに係止させ、二つ目の位置決め凸部15はマグネット8apの底辺部8yに係止させ、三つ目の位置決め凸部15はマグネット8apの縦辺部8zに係止させる。この三つ目の位置決め凸部15は、マグネット8apの隣に並べて配するマグネット8bpに共用する。図5は、ケーシング2の外面に現れる各位置決め凸部15…を示している。
When the magnet 8ap is fixed to the
このように、マグネット8apをケーシング2の内面2pに固定するに際し、マグネット8apを、ケーシング2の内面2pに、直接吸着させて固定するとともに、ケーシング2の内面2p,2qに一体形成した一又は二以上の位置決め凸部15…により位置決めするようにすれば、マグネット8ap…を取付けるための部品の追加が不要になるため、容易かつ低コストに実施できるとともに、マグネット8ap…の位置決めを正確に行うことができ、加えて、マグネット8ap…とケーシング2の内面2p…が直接面接触するため、良好な磁気回路(磁路)を構成できる利点がある。
As described above, when the magnet 8ap is fixed to the
以上、マグネット8apをケーシング2の内面2pに固定する手順について説明したが、他のマグネット8bpをケーシング2の内面2pに固定する場合も、図3に示すように、マグネット8apに対して左右対称になる点を除いて同様に行うことができる。また、他のマグネット8aq,8bqをケーシング2における他方の内面2qに固定する場合も、マグネット8ap,8bpをケーシング2の内面2pに固定する場合と同様に固定することができる。
The procedure for fixing the magnet 8ap to the
一方、前述した可動体部Smにおける保持ブロック部5は、固定体部Scとの関係で、次の点を考慮して構成する。まず、ブロック下部5dの左右に、それぞれケーシング2の内面に当接して旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応した位置規制を行う規制ストッパ部13a,13bを設ける。本実施形態に係るロータリソレノイド1は、可動体部Smにコイル6を配するため、可動体部Smの軽量化を図ることができ、慣性モーメントを小さくできる。この結果、ケーシング2の内部に規制ストッパ部13a,13bを設けた場合であっても、衝突時の衝撃音を低減することができ、より静音性を高めることができる。特に、前述したように、ケーシング2の肉厚を大きくしたことに伴い、規制ストッパ部13a,13bが衝突するケーシング2の剛性が高まることと相俟って、極めて高い静音性を確保できる。
On the other hand, the holding
保持ブロック部5に被吸引子7を設けるに際しては次の点を考慮する。まず、被吸引子7は、丸棒状に形成したピン部材を使用し、端面(例示は、径1.7〔mm〕)が各マグネット8ap…の磁極面に対して平行となるように配する。なお、この場合、ピン部材の中間位置に段差を形成することにより、保持ブロック部5からの抜止めを図ることができる。
The following points are taken into consideration when the sucked
さらに、被吸引子7を配するに際し、一対のマグネット8ap,8aq,及び8bp,8bqにおける一方のマグネット8ap,8bpに対する距離と他方のマグネットに対する距離を異ならせる。即ち、図2及び図6に示すように、被吸引子7を、一方のマグネット8ap(8bp)側に対して、より近づけた位置に配する。このように配すれば、回動シャフト4の軸方向Fsに対して適度の力を作用させることが可能になるため、可動体部Smのガタツキを防止できるとともに、無用な振動や騒音の発生を抑制できる利点がある。
Further, when the attracted
被吸引子7の端面の大きさ、即ち、被吸引子7の軸直角の断面積は、コイル6の内側空間における軸直角の断面積に対して、0.1〜10〔%〕の範囲に選定する。このように選定すれば、停止時の自己保持力を得る必要な吸引力(保持トルク)を確保し、かつ無用な吸引力を排除する観点から安定した自己保持作用を確実に実現できるとともに、その最適化も容易に行うことができる。より具体的には、被吸引子7の吸引トルクを、コイル6の通電時のトルクに対して、概ね5〜50〔%〕にすることにより揺動及び静止(吸引による自己保持)が可能になる。したがって、被吸引子7の吸引トルクが下限となる5〔%〕であれば、被吸引子7の軸直角の断面積を、0.1〜1〔%〕に選定することが望ましいとともに、上限となる50〔%〕であれば、被吸引子7の軸直角の断面積を、1〜10〔%〕に選定することが望ましい。
The size of the end face of the attracted
なお、断面積の比率が、0.1〔%〕未満の場合、被吸引子7の断面積が過小になるため、吸引力が不足し、必要な保持トルクを確保できないとともに、断面積の比率が、10〔%〕を越えた場合、被吸引子7の断面積がマグネット8ap…の面積に近付き、軸方向Fsの吸引力が過大になるため、吸引力による旋回方向(揺動方向)の保持トルクの寄与が小さくなり、保持状態が不安定となる。
When the cross-sectional area ratio is less than 0.1 [%], the cross-sectional area of the attracted
また、被吸引子7は、コイル6の内側空間内であって、かつ当該コイル6の中央位置よりも回動シャフト4側に配する。なお、中央位置は軸直角の方向であって、回動シャフト4からの放射方向及び旋回方向における中央位置を意味する。このように配すれば、リニアに変化する被吸引子7による吸引力の変化角度をより大きくできるとともに、両端位置Xa,Xbで吸引力を最大にできるため、安定した自己保持作用を確保できる。なお、コイル6の中央位置よりも外側に配した場合、旋回範囲Zmが狭くなるとともに、旋回開始時のトルク不足(コイル6により発生するトルクから被吸引子7による吸引トルクを引いたトルク(起動時のトルクに相当)が小さくなりすぎる不具合を生じる。
The attracted
例示(図1)の場合、被吸引子7の径を1〜2〔mm〕に選定し、回動シャフト4の中心に対して径方向10〔mm〕の位置に配すれば、0.005〜0.02〔Nm〕の保持トルクを得ることができる。
さらに、被吸引子7の固定位置を選定するに際しては、図6(図9)に示すように、可動体部Smの旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbで、中心位置7cがマグネット8ap,8bp…のエッジ部Ea,Eb…の位置に対して旋回方向Frにおける所定範囲Zsに位置するように選定する。例示の場合、所定範囲Zsは被吸引子7の直径寸法とほぼ同じである。このように選定すれば、非通電時であっても自己保持力を作用させることができるため、可動体部Smを両端位置Xa,Xbで停止させることができるとともに、被吸引子7のサイズを小さくし、通電時(移動開始時)に対する影響をより少なくした場合であっても確実に停止させることができる。In the case of illustration (FIG. 1), if the diameter of the sucked
Further, when selecting the fixed position of the attracted
一方、可動体部Smには、コイル6の巻線両端6s,6tに接続し、かつ長さを旋回範囲Zmにおける可動体部Smの変位を許容する長さに選定することによりケーシング2の内部に配した一対の導出リード線11s,11tを設ける。これにより、可動体部Smが旋回範囲Zmにわたって変位しても、導出リード線11s,11tはその変位を容易に吸収できるため、導出リード線11s,11tを含む電気系統の信頼性を高めることができる。したがって、導出リード線11s,11tの長さは、当該変位を許容する十分な長さを選定することが望ましい。なお、Js,Jtは、巻線両端6s,6tと導出リード線11s,11tの接続部を示している。この場合、接続部JsとJtが位置する保持ブロック部5の部位には、段差を形成し、接続部JsとJtが接触しないよう離間距離を確保することが望ましい。
On the other hand, the movable body portion Sm is connected to the winding ends 6s and 6t of the
また、導出リード線11s,11tを配するに際し、図2及び図3に示すように、保持ブロック部5(ブロック上部5u)におけるコイル6に対して180〔°〕反対側の部位Xnに、導出リード線11s,11tを保持する保持スリット部12s,12tを設ける。これにより、コイル6における巻線両端6s,6tに接続した導出リード線11s,11tの中間位置を保持スリット部12s,12tにより保持できるため、特に、コイル6における巻線両端6s,6tと導出リード線11s,11tの接続部分に付加される応力を阻止し、当該接続部分における断線等を回避できる。
Further, when the
一方、図3において、符号17cは、ゴム素材或いは合成樹脂素材等の絶縁素材により形成した導出リード線11s,11tをガイドするリード線カバーであり、このリード線カバー17cは、ケーシング2の内部に配する内部フレーム部17の一形態として位置付けられる。したがって、導出リード線11s,11tは、このリード線カバー17cの内部を通して、ケーシング2の外部に導出される。このようなリード線カバー17cを形成した内部フレーム部17を設ければ、ケーシング2の内部に配する導出リード線11s,11tの引き回し位置を規制できるため、安定に導くことができるとともに、振動等によるコイル6との干渉及びトラブルを回避し、動作の信頼性を高めることができる利点がある。
On the other hand, in FIG. 3,
次に、本実施形態に係るロータリソレノイド1の機能(作用)について、図7〜図11を参照して説明する。
Next, the function (action) of the
本実施形態に係るロータリソレノイド1における可動体部Smの旋回範囲Zm、即ち、停止位置となる左右の両端位置XaとXb間の角度(旋回範囲Zm)は、図9に示すように、概ね20〔°〕に設定した。したがって、可動体部Smの停止位置となる一端位置Xaでは、可動体部Smの規制ストッパ部13aがケーシング2の内面に当接し、可動体部Smの他方の停止位置となる他端位置Xbでは、可動体部Smの規制ストッパ部13bがケーシング2の内面に当接する。このようなロータリソレノイド1は、その往復回動性を利用した二位置の切換アクチュエータとして利用できる。
As shown in FIG. 9, the turning range Zm of the movable body Sm in the
最初に、非通電時の作用について説明する。非通電時には、コイル6に電流が流れないため、可動体部Smの自己保持力により、一端位置Xa又は他端位置Xbの一方で停止している。
First, the operation at the time of non-energization will be described. Since no current flows through the
即ち、図6に示すように、一端位置Xa側には、マグネット8ap及び8aqが配され、他端位置Xb側には、マグネット8bp及び8bqが配されるとともに、可動体部Smの旋回方向中央位置には、被吸引子7が固定されるため、可動体部Smが一端位置Xaに位置するときは、可動体部Smの被吸引子7がマグネット8ap(及び8aq)のエッジ部Ea付近に位置し、マグネット8ap(及び8aq)の磁気吸引力により被吸引子7が吸引されるとともに、規制ストッパ部13aがケーシング2の内面に当接して停止する。また、可動体部Smが他端位置Xbに位置するときは、可動体部Smの被吸引子7がマグネット8bp(及び8bq)のエッジ部Eb付近に位置し、マグネット8bp(及び8bq)の磁気吸引力により被吸引子7が吸引されるとともに、規制ストッパ部13bがケーシング2の内面に当接して停止する。
That is, as shown in FIG. 6, the magnets 8ap and 8aq are arranged on the one end position Xa side, the magnets 8bp and 8bq are arranged on the other end position Xb side, and the center of the movable body Sm in the turning direction is arranged. Since the attracted
図11に、Toで示す特性線は非通電時における可動体部Smの回動角度(旋回範囲Zm)に対する出力トルクの大きさを示している。非通電時の停止時における出力トルクは、概ね0.02〔Nm〕程度となる。なお、Torで示す特性線は、特許文献1で示したロータリソレノイドを本実施形態に係るロータリソレノイド1と同程度のディメンションとしたときの同様の特性線を示している。
In FIG. 11, the characteristic line indicated by To indicates the magnitude of the output torque with respect to the rotation angle (turning range Zm) of the movable body portion Sm when no power is supplied. The output torque at the time of stoppage when not energized is about 0.02 [Nm]. The characteristic line indicated by Tor is the same characteristic line when the rotary solenoid shown in
次に、正方向通電時及び負方向通電時の作用について説明する。今、ロータリソレノイド1は、負方向通電時の後、一端位置Xaで停止している状態を想定する。
Next, the operation during energization in the positive direction and energization in the negative direction will be described. Now, it is assumed that the
まず、この状態において、正方向通電を行えば、コイル6に正方向の電流が流れる。一方、ケーシング2の内面2p,2qに固定したマグネット8ap,8aq,8bp,8bqによる磁力線は、図7及び図8に、複数の点線矢印Fm…で示すように、ケーシング2の内部を通過するとともに、マグネット8apとマグネット8aq間の空間を通過し、かつマグネット8bpとマグネット8bq間の空間を通過する。この際、マグネット8apとマグネット8aq間の磁力線の方向は、マグネット8aqからマグネット8apに至る方向となり、マグネット8bpとマグネット8bq間の磁力線の方向は、マグネット8apとマグネット8aq間とは反対方向となるマグネット8bpからマグネット8bqに至る方向となる。
First, in this state, if a positive current is applied, a positive current flows through the
この結果、マグネット8apとマグネット8aq間の磁力線の影響を大きく受けるコイル6の巻線部位に、フレミングの左手の法則によるローレンツ力が発生し、コイル6、即ち、可動体部Smは、一端位置Xaから他端位置Xbに変位する。他端位置Xbでは、規制ストッパ部13bがケーシング2の内面に当接して停止する。この後、通電を解除しても前述した可動体部Smの自己保持力により他端位置Xbで停止する。
As a result, a Lorentz force according to Fleming's left-hand rule is generated at the winding portion of the
図10は、通電の開始からの時間〔sec〕に対する電流Ii〔A〕の大きさの応答波形を示している。同図から明かなように、駆動電圧を印加した時点、即ち、時間0〔sec〕時点から、電流Iiはほぼ瞬時に飽和電流まで立ち上げることを確認できる。なお、図中、Ir〔A〕は、特許文献1で示したロータリソレノイドを本実施形態に係るロータリソレノイド1と同程度のディメンションとしたときの同様の応答波形を示している。
FIG. 10 shows a response waveform of the magnitude of the current Ii [A] with respect to the time [sec] from the start of energization. As can be seen from the figure, it can be confirmed that the current Ii rises to the saturation current almost instantaneously from the time when the drive voltage is applied, that is, from the time 0 [sec]. In the figure, Ir [A] indicates a similar response waveform when the rotary solenoid shown in
このように、本実施形態に係るロータリソレノイド1では、コイル6の内側空間に、断面積の小さい被吸引子7以外は存在しないため、コイル6の内側空間における透磁率に比例するコイル6のインダクタンスは数mHの僅かな大きさとなる。この結果、駆動電圧を印加した際には、電流はほぼ瞬時に飽和電流まで立ち上がり、極めて高い応答性を実現できる。加えて、可動体部Smの全体重量は飛躍的に軽量化されるため、高い応答性と出力トルクを確保できるなど、高速動作、更には使用機器における生産性等の向上に大きく寄与できる。
As described above, in the
他方、この状態において、負方向通電を行えば、コイル6に負方向の電流が流れる。この結果、マグネット8bpとマグネット8bq間の磁力線の影響を大きく受けるコイル6の巻線部位に、上述したフレミングの左手の法則によるローレンツ力が、正方向通電時に対して反対方向に発生し、コイル6、即ち、可動体部Smは、他端位置Xbから一端位置Xaに変位する。一端位置Xaでは、規制ストッパ部13aがケーシング2の内面に当接して停止する。この後、通電を解除しても前述した可動体部Smの自己保持力により一端位置Xaで停止する。
On the other hand, if negative direction energization is performed in this state, a negative direction current flows through the
図11に、コイル6の仕様を異ならせた二つの特性線TsとTmを示す。Ts,Tmはいずれも通電時における可動体部Smの回動角度に対する出力トルクの大きさを示す。例示するコイル6の仕様は次のとおりである。
線径 巻数 巻線抵抗 電流 電圧 AT
〔φ〕 〔T〕 〔Ω〕 〔A〕 〔V〕
Ts: 0.12 648 45 0.53 24 345.6
Tm: 0.14 460 21 1.14 24 525.7FIG. 11 shows two characteristic lines Ts and Tm with different specifications of the
Wire diameter Number of turns Winding resistance Current Voltage AT
[Φ] [T] [Ω] [A] [V]
Ts: 0.12 648 45 0.53 24 345.6
Tm: 0.14 460 21 1.14 24 525.7
なお、図11におけるTsr,Tmrで示す特性線は、特許文献1で示したロータリソレノイドを本実施形態に係るロータリソレノイド1と同程度のディメンションとしたときの同様の特性線を示している。即ち、Tsrにおけるロータリソレノイドの外形サイズ,電流,電圧を、Tsと同じに設定し、Tmrにおけるロータリソレノイドの外形サイズ,電流,電圧を、Tmと同じに設定したことを意味する。
Note that the characteristic lines indicated by Tsr and Tmr in FIG. 11 are similar characteristic lines when the rotary solenoid shown in
よって、このような本実施形態に係るロータリソレノイド1によれば、基本的な構成として、保持ブロック部5に保持されたコイル6と、保持ブロック部5に固定され、かつコイル6の軸心線Lsに対して平行に並べて配した回動シャフト4と、保持ブロック部5の所定位置に固定した磁性材により形成した被吸引子7とを設けてなる可動体部Smを備えるとともに、磁性材により形成したケーシング2と、このケーシング2の内面2p,2qに固定し、かつコイル6の軸方向Fs端部に対向して配するとともに、可動体部Smの旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応して配した二組のマグネット部8a,8bとを設けてなる固定体部Scを備えるため、重量の大きいマグネット8ap,8bp,8aq,8bqを固定側となるケーシング2の内面2p,2qに固定し、可動側となる回動シャフト4に比較的軽量のコイル6を支持するため、可動体部Smの全体重量を飛躍的に軽量化でき、高い応答性と出力トルクを確保できる。加えて、コイル6の内側空間には、断面積の小さい被吸引子7以外は存在しないため、コイル6のインダクタンスは僅かな大きさとなり、駆動電圧を印加した際には、電流をほぼ瞬時に飽和電流まで立ち上げることができるなど、極めて高い応答性を実現できる。この結果、高速動作、更には使用機器における生産性等の向上に大きく寄与できる。また、回動シャフト4に支持されるコイル6の軸方向Fs端部に対向するケーシング2の内面にマグネット8ap,8bp,8aq,8bqを配するとともに、ケーシング2内面2p,2qの配設スペースが許す限り、マグネット8ap,8bp,8aq,8bqのサイズを大きくすることができるため、結果的に、必要な性能を確保しつつロータリソレノイド1全体の小型化を実現できる。
Therefore, according to the
次に、本発明の変更実施形態に係るロータリソレノイド1について、図12〜図20を参照して説明する。
Next, a
図12に示す変更実施形態は、図3に示した実施形態に対して基本形態は同じになるが、リード線カバー17cの内部に配した一方の導出リード線11tにヒューズ31を接続したものである。したがって、他の構成は、図3に示した実施形態と同じである。このように、マグネット8ap…の下方には、空間ができるため、導出リード線11s,11tの引き回しに利用できるとともに、必要に応じて各種の付属素子や回路(補正素子等)の配設に利用することができる。
The modified embodiment shown in FIG. 12 is the same as the embodiment shown in FIG. 3 except that the
図13に示す変更実施形態は、導出リード線11s,11tと規制ストッパ部13a,13bを異ならせたものである。即ち、この変更実施形態では、導出リード線11s,11tを構成するに際し、FPC(フレキシブルプリント基板)32を用いた。なお、33は、このFPC32と外部の導出リード線(11s,11t)を接続するためのコネクタを示す。また、規制ストッパ部13a,13bは、図1に示した実施形態では、ケーシング2の側面に位置する内面に当接させたが、変更実施形態に係る規制ストッパ部13a,13bは、形成位置を変更し、ケーシング2の上面部2ma,2mbの内面に当接させるようにしたものである。いずれも、図1に示した実施形態と同様の機能を持たせることができる。
In the modified embodiment shown in FIG. 13, the lead-out leads 11s and 11t and the regulating
図14及び図15に示す変更実施形態は、マグネット部8aと8bを変更したものである。即ち、図2に示した実施形態は、二組のマグネット部8a及び8bをそれぞれ一対のマグネット8apと8aq及び8bpと8bqにより構成し、可動体部Smの両側に位置する内面2pと2qにそれぞれ固定することにより、可動体部Smを、いわば両側から挟むように固定したものであるが、図14に示す変更実施形態では、片側の内面2pのみにマグネット8ap及び8bpを固定したものである。このように、マグネット部8aと8bを、コイル6の軸方向Fs一端部に対向する、ケーシング2の片側の内面2pに配した単一のマグネット8apと8bpにより構成すれば、必要最少限の部品点数で足りるため、ロータリソレノイド1の小型化及び低コスト化を図る観点から最も有利な形態として実施できる。また、各マグネット8ap及び8bpの厚さを大きくできるため、前述したリード線カバー17cを配設するスペースをより広く確保できる。
In the modified embodiment shown in FIGS. 14 and 15, the
また、図15は、図14の変更例を示す。図15に示す変更例は、図14に示した変更実施形態に対して、ケーシング2の片側の内面2pに対向する他側の内面2qに、当該他側の内面2qから突出し、各マグネット8ap,8bpに対向する磁束収集部14a,14bをそれぞれ設けたものである。これにより、磁束収集部14a,14bによる磁力線の収束作用によりコイル6を通過する磁束密度をより高めることができるため、応答性と出力トルクの更なる向上に寄与できる。
FIG. 15 shows a modification of FIG. In the modified example shown in FIG. 15, with respect to the modified embodiment shown in FIG. 14, the
その他、図14及び図15における他の構造は、図1〜図4に示した実施形態と同じである。なお、図12〜図15に示した変更実施形態において、図1〜図6と同一部分には同一符号を付し、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。 Other structures in FIGS. 14 and 15 are the same as those of the embodiment shown in FIGS. In addition, in the modified embodiment shown in FIGS. 12 to 15, the same parts as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, the configuration is clarified, and detailed description thereof is omitted.
図16〜図20に示す変更実施形態は、保持ブロック部5の変更形態を示すとともに、
ケーシング2の内部に、内部フレーム部17を設けた変更形態を示す。なお、全体の基本構成は、図14及び図15に示したマグネット8ap及び8bpを片側の内面にのみ配したタイプとなる。The modified embodiment shown in FIGS. 16 to 20 shows a modified form of the holding
A modified form in which an
この場合、保持ブロック部5は、図17及び図18に示すように、この保持ブロック部5の片面にプリント配線基板5pを固定したものであり、合成樹脂素材により保持ブロック部5を成形する際に、インサート成形により、保持ブロック部5とプリント配線基板5pを一体に構成できる。プリント配線基板5pは、図18に示すように、基板面におけるコイル6の巻線両端6s,6tを接続しやすい位置に、巻線側ランド部21s,21tをそれぞれ設けるとともに、導出リード線11s,11tを接続する導出側ランド部22s,22tを左右方向であって相互にできるだけ離間した位置に設ける。そして、巻線側ランド部21sと導出側ランド部22s間に導電パターン部23sを設けて回路配線部5psを構成するとともに、巻線側ランド部21tと導出側ランド部22t間に導電パターン部23tを設けて回路配線部5ptを構成する。
In this case, as shown in FIGS. 17 and 18, the holding
これにより、コイル6の巻線両端6s,6tを巻線側ランド部21s,21tにそれぞれ半田付け等により接続できるとともに、一対の導出リード線11s,11tを導出側ランド部22s,22tにそれぞれ半田付け等により接続できる。したがって、このようなプリント配線基板5pを設ければ、コイル6の巻線両端6s,6tと一対の導出リード線11s,11tを、共に、プリント配線基板5p上に固定できるため、巻線両端6s,6tと一対の導出リード線11s,11tの接続を容易かつ確実に行うことができる。
As a result, the winding ends 6s and 6t of the
しかも、回路配線部5ps,5ptにより、一対の導出リード線11s,11tの導出位置を設定し、一対の導出位置を可及的に離間させることにより、ケーシング2の内部を引き回す導出リード線11s,11tの湾曲部位における曲率半径をより大きくできるため、可動体部Smの反復的な回動変位に対する導出リード線11s,11tや接続部位の耐久性をより高めることができる。さらに、接続部位の確実な固定により、振動等に対する固定強度及び耐久性の向上を図れるとともに、インサート成形等により保持ブロック部5とプリント配線基板5pを一体成形する場合であっても成形時の安定性を確保することにより良好な成形を行える利点がある。
In addition, the lead positions of the pair of
他方、内部フレーム部17は、図20に示すように、全体を合成樹脂素材により一体成形し、矩形の枠型形状に形成する。特に、外面は、図19に示すように、ケーシング2における筺体部2mの内部に位置決めして配設(嵌合)できるように形状選定する。そして、内部フレーム部17の下フレームメンバ及び左右フレームメンバを利用して、導出リード線11s,11tをガイドするリード線カバー17cを形成する。このリード線カバー17cは、図3に示したリード線カバー17cと同一の機能を持たせる。したがって、この内部フレーム部17は、その一部をリード線カバー17cに兼用し、ケーシング2の内部に配する導出リード線11s,11tの引き回し位置を規制できるため、安定に導くことができるとともに、振動等によるコイル6との干渉及びトラブルを回避し、動作の信頼性を高めることができるという基本的な効果を享受できる。
On the other hand, as shown in FIG. 20, the
また、内部フレーム部17の左フレームメンバ及び右フレームメンバを利用することにより、保持ブロック部5における規制ストッパ部13a,13bに当接して旋回範囲Zmの両端位置Xa,Xbに対応した位置規制を行うブロック規制部18a,18bをそれぞれ一体に形成する。このようなブロック規制部18a,18bを一体に形成すれば、図19に示すように、保持ブロック部5の変位は内部フレーム部17との衝突により規制されるため、内部フレーム部17の形状や素材を選定することにより、衝突時の衝撃吸収によるバウンドの低減及び騒音の低減を図れる利点がある。
Further, by using the left frame member and the right frame member of the
さらに、内部フレーム部17の上フレームメンバを利用することにより、一対の軸受部3f,3rにおける一方の軸受部3rを一体に形成する。このように構成すれば、内部フレーム部17の一部を軸受部3rに兼用できるため、別途の軸受部3rが不要となる。これにより、部品点数の削減によるコスト低減及び製作性の向上に寄与できるとともに、軸受部3rを内部フレーム部17の他の機能部位(例えば、ブロック規制部18a,18b)に対して正確に位置決めできる利点がある。その他、図16〜図20に示した変更実施形態において、図1〜図15と同一部分には同一符号を付し、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。
Further, by utilizing the upper frame member of the
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,数値等において、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。 As described above, the best embodiment and the modified embodiment have been described in detail. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, etc. Changes, additions and deletions can be made arbitrarily without departing from the scope.
例えば、単一のコイル6を設けた場合を示したが、二以上のコイルを組合わせることによりコイル6として構成してもよい。また、コイル6における巻線両端6s,6tに接続し、かつ長さを旋回範囲Zmにおける可動体部Smの変位を許容する長さに選定してケーシング2の内部に配した一対の導出リード線11s,11tを設ける構成を例示したが、ケーシング2に、表裏に貫通する接続端子部を配設し、この接続端子部に対して、ケーシング2の内部側から巻線両端6s,6tを接続するとともに、外部側から導出リード線11s,11tを接続するなど、他の接続形態を排除するものではない。さらに、保持ブロック部5に、規制ストッパ部13a,13bを設けた場合を示したが、規制ストッパ部13a,13bは別途設けてもよいし、ケーシング2の外部に突出した回動シャフト4に設ける場合を排除するものではない。一方、マグネット8ap,8bp,8aq,8bqは、ケーシング2の内面2p,2qに吸着固定するとともに、ケーシング2の内面2p,2qに一体形成した三つの位置決め凸部15…により位置決めする場合を示したが、矩形枠状に形成した一つの位置決め凸部15であってもよいし、二つ又は四つ以上の位置決め凸部15…を設ける場合を排除するものではない。なお、マグネット8ap…をケーシング2の内面2p…に固定するに際しては、そのまま吸着固定してもよいし、必要により接着剤等を付加してもよい。また、可動体部Smをインサート成形法により一体成形した場合を示したが、一部品として一体成形した保持ブロック部5に対して、コイル6,回動シャフト4及び被吸引子7をそれぞれ組付ける形態であってもよい。
For example, although the case where the
本発明に係るロータリソレノイドは、貨幣や紙幣等の区分け機能、郵便物等の仕分け機能、印刷物の搬送路切替機能、光路切替機能等の各種切換機能を備える各種機器類における二位置の切換えを行う切換アクチュエータとして利用できる。 The rotary solenoid according to the present invention performs two-position switching in various devices having various switching functions such as a sorting function for money and banknotes, a sorting function for postal items, a conveyance path switching function for printed matter, and an optical path switching function. It can be used as a switching actuator.
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