(57)【要約】【課題】回転プランジャーと支持板部のヨークとから比較的簡素な構造でトルクむらの無い大きな回転トルクを略均一に発生することができて、量産性に優れるロータリーソレノイドを提供する。【解決手段】コイル体１３への通電に伴い、突出部１１とヨーク８の支持板部８ａとの間に生じる電磁吸引力により、回転プランジャー１０が捩りコイルスプリングＱの付勢力に抗して初期位置Ｔから停止位置Ｓまで回動し、回転コア軸５に回転力を付与してシェードの遮蔽板などの制御を可能とする。比較的簡素な構造でトルクむらの無い大きな回転トルクを略均一に発生することができて、かつコスト的に有利で省スペース化を図りながら量産性の向上に寄与する。【選択図】図１
2008277700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に回転可能に設けられ、外周部にコイル体を巻回して被駆動部に連結される回転コア軸と、
前記ケーシング内で前記回転コア軸の周囲に略同心状に配置されて、横断面が略円弧状をなす複数の支持板部からなるヨークと、
前記回転コア軸の外周部に前記回転コア軸の回転変位に連動するとともに、前記回転コア軸の径方向に延出形成された延出腕部と前記延出腕部に略直角な縦腕部とからなる断面略逆Ｌ字状の突出部を前記支持板部に対応するように形成し、前記縦腕部を前記支持板部の内周面と微小空隙を介して対向させるようにした回転プランジャーと、
前記コイル体への無通電時、前記突出部の前記縦腕部と前記支持板部とが前記微小空隙を介して重なる相互的重複部分を減少させる方向に前記突出部を回動させた初期位置に付勢する付勢部材とを備え、
前記コイル体への通電時、前記突出部の前記縦腕部と前記ヨークの前記支持板部との間に生じる電磁吸引力により、前記回転プランジャーを前記付勢部材の付勢力に抗して前記初期位置から前記相互的重複部分が所定量だけ増加した停止位置まで周方向に回動させて、前記回転コア軸に回転力を付与するようにしたことを特徴とするロータリーソレノイド。
【請求項２】
ケーシング内に回転可能に設けられ、外周部にコイル体を巻回して被駆動部に連結される回転コア軸と、
前記ケーシング内で前記回転コア軸の周囲に略同心状に配置されて、横断面が略円弧状をなす複数の支持板部からなるヨークと、
前記回転コア軸の外周部に前記回転コア軸の回転変位に連動するとともに、前記回転コア軸の径方向に延出形成された延出腕部と前記延出腕部に略直角な縦腕部とからなる断面略逆Ｌ字状の突出部を前記支持板部に対応するように形成し、前記縦腕部を前記支持板部の内周面と微小空隙を介して対向させるようにした回転プランジャーと、
前記コイル体への無通電時、前記突出部の前記縦腕部と前記支持板部とが前記微小空隙を介して重なる相互的重複部分を減少させる方向に前記突出部を回動させた初期位置に付勢する付勢部材と、
前記支持板部の周方向の厚みを前記初期位置から前記相互的重複部分が増す方向に漸次大きく設定するとともに、前記支持板部の厚みの大きな部分の内周面に複数の縦側面部からなる角壁面部を形成し、各縦側面部の法線に対して前記突出部の軸線が交わるように構成し、
前記コイル体への通電時、前記突出部の前記縦腕部と前記ヨークの前記支持板部との間に生じる電磁吸引力により、前記回転プランジャーを前記付勢部材の付勢力に抗して前記初期位置から前記相互的重複部分が所定量だけ増加した停止位置まで周方向に回動させて、前記回転コア軸に回転力を付与するようにしたことを特徴とするロータリーソレノイド。
【請求項３】
前記微小空隙の幅寸法は、前記回転プランジャーが位置する前記初期位置から前記停止位置に向かって漸次小となるように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーソレノイド。
【請求項４】
前記ヨークにおける前記支持板部は、厚みが前記縦腕部に対向する部分から軸方向に沿って前記縦腕部の略中央部に対向する部分まで漸次大きくなるテーパ状をなし、かつ前記突出部の前記縦腕部は、厚みが軸方向に沿って漸次小さくなり、前記支持板部の前記内周面に対応するテーパ状をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーソレノイド。
【請求項５】
前記ヨークにおける前記支持板部の内周面中央部には、前記回転コア軸の方向に向かって隆起状に盛り上がり、前記縦腕部の延出端に対向する突条帯部を周方向に形成していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーソレノイド。
【請求項６】
前記突条帯部の両辺部を前記停止位置から前記初期位置に向かって幅狭となるテーパ部とするとともに、前記縦腕部の前記延出端部をテーパ状に形成して前記突条帯部の前記テーパ部に対応させたことを特徴とする請求項５に記載のロータリーソレノイド。
【請求項７】
前記複数の支持板部の周方向の長さがそれぞれ異なり、前記支持板部のうち周方向の長さが小さくなるものほど、前記縦腕部に対する前記微小空隙の幅寸法が順に狭くなるように設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーソレノイド。
【請求項８】
前記ヨークの前記支持板部には、幅狭な隘路部を軸方向に形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーソレノイド。
【請求項９】
前記複数の支持板部のうち少なくとも二個の支持板部は、前記縦腕部に対する各微小空隙の幅寸法をそれぞれ異ならせているとともに、前記初期位置から前記停止位置に沿う方向の前記各微小空隙の幅変化量が、前記少なくとも二個の支持板部に応じて異なるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動部を回転駆動するために車両に搭載される車載形のロータリーソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータを用いた回転機構は、自動変速機を搭載した車両（ＡＴ車）のシフトレバーロック装置をはじめ、ディスチャージ形前照灯のロー・ハイを配光制御するシェードの遮蔽板、照射方向を上下調節するレベライザー、照射方向を左右に調整するＡＦＳ等、ならびに各種のバルブの開閉を行うアクチュエータにも適用されている。
シフトレバーロック装置の施解錠機構や前照灯の遮蔽板等には、直線作動する電磁ソレノイド装置が組み込まれ、レベライザーやＡＦＳ等の制御には、ステップモータと減速ギアで構成された駆動装置が用いられている。電磁ソレノイド装置の駆動部は、リンク機構を介してロック装置や遮蔽板を駆動するようにしている。
【０００３】
近年では、回転駆動源として用いるため、回転体に傾斜磁石を設け、永久磁石の反発力を利用することで、エネルギー源を必要とせず連続的な回転を発生させる回転力発生装置の実現化が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、コイルを巻いたステータ内に回転子を設け、回転子の両端に永久磁石を取付け、省電力化、高速作動化および小型化を目指したロータリーソレノイドが提示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７３４００号公報
【特許文献２】特開２００１−１１０６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レベライザーやＡＦＳ等の制御に、ステップモータを用いたものでは、ギアと組合わせたり制御回路を必要とし、全体が大がかりになるとともに、リンク機構を介して間接的に駆動するため、複雑な構造となってコスト的に不利で、省スペース化を妨げる不都合がある。原点に復帰する際にも、モータへの通電が必要なため、電源への導線が断線した場合、プランジャーが元の位置に戻らないといった不都合も生じる。
【０００５】
特許文献１の回転発生装置をシフトレバーロック装置、遮蔽板、レベライザーやＡＦＳ等の制御に用いた場合、永久磁石の磁気が常に放出状態になっていることに加えて、多数の磁石を正確に配列しなければならず構造が複雑化する虞がある。
【０００６】
特許文献２のロータリーソレノイドでは、回転子本体にはＮ極とＳ極とが隣り合って発生することとなり、固定子との間に発生する引力と斥力により回転子が同一方向の回転力を受ける。これにより、第１停止位置と第２停止位置との間で回転子が回転する際、その回転角度に応じて概ねフラットになるトルク特性を得ている。
しかしながら、回転子を第１停止位置と第２停止位置との間で回転させるには、コイルに対して正逆に反転するように通電しているので、通電反転回路の取付けが必要となる。第１停止位置と第２停止位置とに保持するには、アーム部材をストッパに当接させて拘束する必要があり、いきおい部材点数の増加を招来し、小型化を阻むとともに、コストの上昇をもたらす虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、比較的簡素な構造でトルクむらの無い大きな回転トルクを略均一に発生することができて、かつコスト的に有利で省スペース化を図りながら量産性に優れるロータリーソレノイドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１について）
回転コア軸は、ケーシング内に回転可能に設けられ、外周部にコイル体を巻回して被駆動部に連結されるようになっている。ヨークは横断面が略円弧状をなす複数の支持板部からなり、ケーシング内で回転コア軸の周囲に略同心状に配置されている。回転プランジャーは、回転コア軸の外周部に回転コア軸の回転変位に連動し、回転コア軸の径方向に延出形成された延出腕部と延出腕部に略直角な縦腕部とからなる断面略逆Ｌ字状の突出部を支持板部に対応するように形成し、縦腕部を支持板部の内周面と微小空隙を介して対向させるようにしている。
付勢部材は、コイル体への無通電時、突出部の縦腕部と支持板部とが微小空隙を介して重なる相互的重複部分を減少させる方向に突出部を回動させた初期位置に付勢する。コイル体への通電時、突出部の縦腕部とヨークの支持板部との間に生じる電磁吸引力により、回転プランジャーを付勢部材の付勢力に抗して初期位置から相互的重複部分が所定量だけ増加した停止位置まで周方向に回動させて、回転コア軸に回転力を付与する。
【０００９】
請求項１の構成では、コイル体への通電・無通電に伴い、回転プランジャーの突出部は、初期位置から縦腕部が微小空隙を介して支持板部と重なる度合を増す停止位置との間で回動する。
突出部の縦腕部は、支持板部の内周面と広い面積を介して対向する構成のため、回転プランジャーを大きな回転トルクで初期位置から停止位置へ確実に回動することができて、被駆動部の作動への応答性を向上させることができる。
【００１０】
回転プランジャーの突出部と支持板部との間に働く電磁吸引力は、コイル体への通電時のみに発生するので、常に磁気放出状態になることがない。
ケーシング内に回転コア軸、コイル体、回転プランジャーおよびヨークを設けるといった比較的簡素な構造で、ロータリーソレノイドを製作することができ、コスト的に有利で省スペース化を実現できて量産性に優れる。このため、大量生産が必要となる車両に搭載するロータリーソレノイドとして好適となる。
【００１１】
（請求項２について）
回転コア軸は、ケーシング内に回転可能に設けられ、外周部にコイル体を巻回して被駆動部に連結されるようになっている。ヨークは横断面が略円弧状をなす複数の支持板部からなり、ケーシング内で回転コア軸の周囲に略同心状に配置されている。回転プランジャーは、回転コア軸の外周部に回転コア軸の回転変位に連動し、回転コア軸の径方向に延出形成された延出腕部と延出腕部に略直角な縦腕部とからなる断面略逆Ｌ字状の突出部を支持板部に対応するように形成し、縦腕部を支持板部の内周面と微小空隙を介して対向させる。付勢部材は、コイル体への無通電時、突出部の縦腕部と支持板部とが微小空隙を介して重なる相互的重複部分を減少させる方向に突出部を回動させた初期位置に付勢する。
【００１２】
支持板部の周方向の厚みは、初期位置から縦腕部との相互的重複部分が増す方向に漸次大きくなるように設定されているとともに、支持板部の厚みの大きな部分の内周面に複数の縦側面部からなる角壁面部を形成し、各縦側面部の法線に対して突出部の軸線が交わるようにしている。コイル体への通電時、突出部の縦腕部とヨークの支持板部との間に生じる電磁吸引力により、回転プランジャーを付勢部材の付勢力に抗して初期位置から相互的重複部分が所定量だけ増加した停止位置まで周方向に回動させて、回転コア軸に回転力を付与する。
【００１３】
請求項２の構成では、コイル体への通電・無通電に伴い、回転プランジャーの突出部は、請求項１と同様に、初期位置と縦腕部が微小空隙を介して支持板部と重なる度合いが増す停止位置との間で回動する。
突出部の縦腕部は、請求項１と同様に、支持板部の内周面と広い面積を介して対向する構成のため、回転プランジャーを大きな回転トルクで初期位置から停止位置へ確実に回動することができて、被駆動部への作動に対する応答性を向上させることができる。
【００１４】
支持板部の周方向の厚みは、初期位置から縦腕部との相互的重複部分が増す方向に漸次大きくなるようにしているので、支持板部の途中の薄肉部分に局所的な磁気飽和を生じさせることがなくなる。このため、突出部の縦腕部から支持板部に及ぼす磁束密度を概ね均一化できて、トルクむらの無い回転トルクで回転プランジャーを回動させることができる。
【００１５】
支持板部の厚みの大きな部分の内周面に複数の縦側面部からなる角壁面部を形成し、各縦側面部の法線に対して突出部の軸線が交わる構成のため、支持板部の縦側面部と縦腕部との間に働く磁束には、縦腕部に回転モーメントを生じさせるものが常に存在するようになる。この結果、コイル体への通電時、初期位置から停止位置に到る過程では勿論、停止位置に到っても、回転プランジャーに比較的大きな回転トルクが持続的に働くようになり、回転プランジャーの動作を高めてロータリーソレノイドの機能性を向上することができる。
【００１６】
回転プランジャーの突出部と支持板部との間に働く電磁吸引力は、コイル体への通電時のみに発生するので、常に磁気放出状態になることがない。
ケーシング内に回転コア軸、コイル体、回転プランジャーおよびヨークを設けるといった比較的簡素な構造で、ロータリーソレノイドを製作することができ、コスト的に有利で省スペース化を実現できて量産性に優れる。このため、大量生産が必要となる車両に搭載するロータリーソレノイドとして好適である。
【００１７】
（請求項３について）
微小空隙の幅寸法は、回転プランジャーが位置する初期位置から停止位置に向かって漸次小となるように設定されている。この場合、突出部の縦腕部と支持板部とが初期位置から停止位置に向かって壁狭になった構造となるため、回転プランジャーが停止位置の方向へ回動するにつれて、縦腕部から支持板部に働く電磁吸引力が漸増し、効率よく回転トルクに変換されて回転トルクの均一化に寄与する。
【００１８】
（請求項４について）
ヨークにおける支持板部は、厚みが縦腕部に対向する部分から軸方向に沿って縦腕部の略中央部に対向する部分まで漸次大きくなるテーパ状をなしている。突出部の縦腕部は、厚みが軸方向に沿って漸次小さくなり、支持板部の内周面に対応するテーパ状をなしている。
【００１９】
この場合、支持板部は、テーパ化により局所的な磁気飽和を緩和して軸方向に沿う磁束分布を略均等化する。突出部の縦腕部もテーパ化により局所的な磁気飽和を緩和して軸方向に沿う磁束分布を略均等化する。このため、回転プランジャーにむらの無い回転トルクを効果的に働かすようになって回転プランジャーの機能性を高めることができる。
【００２０】
（請求項５について）
ヨークにおける支持板部の内周面中央部には、回転コア軸の方向に向かって隆起状に盛り上がり、縦腕部の延出端に対向する突条帯部を周方向に形成している。この場合、支持板部に伝わる磁束を突条帯部に誘導することにより、支持板部に局所的な磁気飽和が生じることを緩和し、回転プランジャーにむらの無い回転トルクを効果的に働かすことができる。
【００２１】
（請求項６について）
突条帯部の両辺部を停止位置から初期位置に向かって幅狭となるテーパ部とするとともに、縦腕部の延出端部をテーパ状に形成して突条帯部のテーパ部に対応させている。
突条帯部のテーパ部と延出端部との間に働く磁束により、電磁吸引力が生じて突条帯部のテーパ部と延出端部との間の隙間を縮めるように作用する。このため、突出部が初期位置から停止位置に回動する過程では勿論、停止位置に到っても突出部に回転トルクを持続的に働かせることができる。この場合も、縦腕部や支持板部に局所的な磁気飽和が生じることを防ぎ、突出部の縦腕部および支持板部に生じる磁束分布が略均等になり、むらの無い回転トルクを突出部に発生させることに寄与する。
【００２２】
（請求項７について）
複数の支持板部の周方向の長さがそれぞれ異なり、支持板部のうち周方向の長さが小さくなるものほど、縦腕部に対する微小空隙の幅寸法が順に狭くなるように設定されている。
この場合、縦腕部の周方向の長さ寸法や支持板部に対する微小空隙の幅寸法を調整することにより、初期位置から停止位置に到る過程のトルク特性をそれぞれ異ならせることができて、総じてトルクむらの少ない回転トルクを回転プランジャーに発生させることが可能となる。
【００２３】
（請求項８について）
ヨークの支持板部には、幅狭な隘路部を軸方向に形成している。
これにより、コイル体への通電に伴い、支持板部のうち隘路部から初期位置側の薄肉部分を磁気飽和させることで、磁束を厚肉部分へ誘導することができ、磁束の向きを回転方向に移動させることで、特に停止位置近くにおける回転プランジャーの回転トルクを向上させることができる。
【００２４】
（請求項９について）
複数の支持板部のうち少なくとも二個の支持板部は、縦腕部に対する各微小空隙の幅寸法をそれぞれ異ならせているとともに、初期位置から停止位置に沿う方向の各微小空隙の幅変化量が、少なくとも二個の支持板部に応じて異なるようにしている。
【００２５】
この場合、複数の支持板部のうち、例えば、第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部を特定し、突出部の縦腕部から第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部に働く電磁吸引力は、回転プランジャーが初期位置から停止位置に回動するにつれて大きくなるとともに、第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部の各箇所により大きさが異なるように設定する。
【００２６】
この構成では、微小空隙の幅寸法に序列をつけて大きさを異ならせたので、突出部の縦腕部は、初期位置において第３支持板部と最小の微小空隙を保持することが可能になる。このため、全ての支持板部との微小空隙が大きく開いてしまうものと異なり、初期位置での電磁吸引力の減少を防いで回転トルクの低下を回避することができる。
しかも、各微小空隙の幅変化量は、第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部の順で小としているので、第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部の各内周面の法線と突出部の軸線とは平行にはならず交わる関係にある。
このため、第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部の各内周面と縦腕部との間に働く磁束には、縦腕部に回転モーメントを生じさせるものが常に存在するようになる。この結果、初期位置から停止位置に到る過程では勿論、停止位置に到っても突出部に回転トルクを持続的に発生させることができる。
【００２７】
すなわち、回転プランジャーが初期位置から停止位置に回動するに伴い、縦腕部に対して第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部が及ぼす各回転トルクは互いに異なった特性に有するようになる。この結果、第１支持板部、第２支持板部および第３支持板部における回転トルクの特性を重ね合わせて調整することが可能になり、電磁吸引力の低下を来さない、略直線状に平滑化された理想的な回転トルク特性を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
コイル体への通電に伴い、回転プランジャーの突出部と支持板部との間に生じる電磁吸引力により、回転プランジャーが付勢部材の付勢力に抗して初期位置から停止位置まで回動し、回転コア軸に回転力を付与して被駆動部の制御を可能とする。比較的簡素な構造でトルクむらの無い大きな回転トルクを略均一に発生することができて、かつコスト的に有利で省スペース化を図りながら量産性に優れ、大量生産が必要となる車両に搭載するロータリーソレノイドとして好適となる。
【実施例１】
【００２９】
図１ないし図３は本発明の実施例１を示す。本発明におけるロータリーソレノイド１は、自動変速機を搭載した車両（ＡＴ車）のシフトレバーロック装置をはじめ、ディスチャージ形前照灯のロー・ハイを配光制御するシェードの遮蔽板、照射方向を上下に調節するレベライザー、ならびに照射方向を左右に調整するＡＦＳ等などの被駆動部に用いられるものである。ロータリーソレノイド１における有底円筒状のケーシング２は、その開口部および有底部に上プレート３および下プレート４を取付け、後述する駆動系部品（例えば、回転コア軸５および回転プランジャー１０を含む部材）を抜止め状態に配置する｛図１の（ａ）参照｝。
【００３０】
磁性体製の回転コア軸５は、上下に径小端部５ａ、５ｂを有し、中央部に径大部５ｃを設けた段付き状に形成されてケーシング２内に同心的に配置されている。
回転コア軸５の径小端部５ａは、上プレート３の外部に位置してシフトレバーロック装置、ディスチャージ形前照灯の遮蔽板、レベライザー、あるいはＡＦＳ等の被駆動部等に連結されるものである。上プレート３および下プレート４の中央部には、上軸受６および下軸受７が設けられ、回転コア軸５の径小端部５ａ、５ｂをそれぞれ回転可能に支持している。
【００３１】
磁性体である縦長なヨーク８は、縦長に形成されて、横断面が略円弧状をなす支持板部８ａからなり、ケーシング２の内側で回転コア軸５の周囲に略１２０度の角度間隔で略同心的に複数箇所（例えば三箇所）に設けられている。
ディスク状の回転プランジャー１０は、回転コア軸５と同一材料で形成されて回転コア軸５の外周部である径小端部５ａ、５ｂにそれぞれ取付けられ、回転コア軸５の回転変位に連動するようになっている。回転プランジャー１０は、回転コア軸５の径方向に延出形成された延出腕部１１ａと延出腕部１１ａに略直角な縦腕部１１ｂとからなる断面略逆Ｌ字状の突出部１１を支持板部８ａに対応するように形成している。この状態で、縦腕部１１ｂの外周面は、支持板部８ａの内周面と微小空隙Ｇを介して対向している。
【００３２】
回転コア軸５の径小端部５ｂには、捩りコイルスプリングＱが付勢部材として取付けられており、突出部１１の縦腕部１１ｂと支持板部８ａとが微小空隙Ｇを介して重なる相互的重複部分を減少させる方向に突出部１１を回動させた初期位置Ｔに付勢している｛図１の（ｂ）参照｝。回転プランジャー１０は、捩りコイルスプリングＱの付勢力に抗して初期位置Ｔから相互的重複部分が所定量だけ増加し、停止位置Ｓまで周方向に回動するようになっている。
【００３３】
支持板部８ａの周方向の厚みｕは、初期位置Ｔから相互的重複部分が増す方向に漸次大きく設定するとともに、支持板部８ａにおける厚みの大きな部分８Ａの内周面に複数の縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃからなる角壁面部９を形成し、各縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃの法線Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３に対して突出部１１の軸線Ａｘが交わるように構成している（図２の角度θ１、θ２、θ３参照）。突出部１１の一隅角部には、その隅角部の一部を切除して縦側面部９ａに対応するように形成した面取部１１ｃを形成している。
【００３４】
ヨーク８における支持板部８ａは、長手方向の厚みｔが縦腕部１１ｂに対向する部分から軸方向に沿って縦腕部１１ｂの略中央部に対向する部分まで漸次大きくなるテーパ部１１ｄをなす｛図１の（ａ）参照｝。突出部１１の縦腕部１１ｂは、厚みｖが軸方向に沿って漸次小さくなり、支持板部８ａの内周面に対応するテーパ部８ｄをなす。
【００３５】
延出腕部１１ａの停止位置Ｓ寄りの軸長Ｌ２を初期位置Ｔ寄りの軸長Ｌ１よりも僅かに長く設定し、縦腕部１１ｂの外周面（テーパ部１１ｄ）を支持板部８ａの内周面（テーパ部８ｄ）に対して僅かな角度だけ周方向に傾斜させるようにしている。これにより、微小空隙Ｇの幅寸法は、回転プランジャー１０が位置する初期位置Ｔから停止位置Ｓに向かって漸次小となる。
【００３６】
ボビン１２は、回転コア軸５の径大部５ｃに固定されており、通電により電磁力を発生する巻線をコイル体１３として構成している。回転コア軸５の径小端部５ｂに取付けられた捩りコイルスプリングＱは、コイル体１３への無通電時に突出部１１を支持板部８ａから周方向に離間させる方向の初期位置Ｔに付勢している（図２の矢印Ａ参照）。
【００３７】
コイル体１３への通電時、コイル体１３からの磁束が回転コア軸５を貫き、回転プランジャー１０の突出部１１および縦腕部１１ｂに沿って微小空隙Ｇを横切り、支持板部８ａに到る経路に磁気回路を形成する。
このため、回転プランジャー１０における突出部１１の縦腕部１１ｂと支持板部８ａとの間に磁束が集中して電磁吸引力を生じ、突出部１１を支持板部８ａに引きつける。これにより、回転プランジャー１０の突出部１１を捩りコイルスプリングＱの付勢力に抗して初期位置Ｔから停止位置Ｓまで周方向に回動させて、回転コア軸５に回転力を付与する｛図１の（ｂ）における矢印Ｂ参照｝。
【００３８】
この時、シフトレバーロック装置、ディスチャージ形前照灯のロー・ハイを配光制御するシェードの遮蔽板や照射方向を上下調節するレベライザー、あるいはＡＦＳ等の被駆動部等の作動が制御される。コイル体１３への無通電時、突出部１１と支持板部８ａとの間の電磁吸引力が消滅するため、突出部１１は捩りコイルスプリングＱの付勢力により、停止位置Ｓから初期位置Ｔに戻って被駆動部を元の状態に復帰させる。
【００３９】
なお、回転コア軸５の外周側面部に、ピン（図示せず）を突設し、ピンをヨーク８側のストッパー（図示せず）に当接させることにより、突出部１１が停止位置Ｓを超える過剰回転を防止してもよい。このピンはヨーク８側に形成し、ストッパーを回転コア軸５の外周側面部に設けてもよい。
【００４０】
上記構成では、突出部１１の縦腕部１１ｂは、支持板部８ａの内周面と広い面積を介して対向する構成のため、回転プランジャー１０を大きな回転トルクで初期位置Ｔから停止位置Ｓへ確実に回動することができて、被駆動部の作動への応答性を向上させることができる。
【００４１】
支持板部８ａの周方向の厚みｕは、初期位置Ｔから縦腕部１１ｂとの相互的重複部分が増す方向に漸次大きくなるようにしているので、支持板部８ａの途中の薄肉部分で局所的な磁気飽和を生じさせてしまうことがなくなる。このため、突出部１１の縦腕部１１ｂから支持板部８ａに及ぼす磁束密度を概ね均一化できて、トルクむらの無い回転トルクで回転プランジャー１０を回動させることができる。
【００４２】
支持板部８ａの厚みの大きな部分８Ａの内周面に複数の縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃからなる角壁面部９を形成し、各縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃの法線Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３に対して突出部１１の軸線Ａｘが交わる構成のため、停止位置Ｓにおいても、突出部１１からの磁束のうち各縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃの法線Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３に対して平行ではなく所定の角度θ１、θ２、θ３をもって作用するものが生じる。
【００４３】
この結果、支持板部８ａの縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃと縦腕部１１ｂとの間に働く磁束には、縦腕部１１ｂに回転モーメントを生じさせるものが常に存在するようになる。この結果、コイル体１３への通電時、初期位置Ｔから停止位置Ｓに到る過程では勿論、停止位置Ｓに到っても、回転プランジャー１０に比較的大きな回転トルクが持続的に作用するようになり、回転プランジャー１０の働きを高めてロータリーソレノイド１の機能性を向上させることができる。
【００４４】
これに対して、従来におけるこの種のロータリーソレノイドでは、回転子のギアによる減速ができない制約もあって、ロータリーソレノイド自体の体格に対して大きなトルクを必要としながらも、十分なトルクを確保できない事情があった。ソレノイドコイルからの磁束は、停止位置でステータに対して軸方向に指向するものが多く、回転子の回転角度が大きくなるにつれて回転時のトルクむらも大きくなる難点があった。
【００４５】
ちなみに、図３は回転プランジャー１０が初期位置Ｔから停止位置Ｓに回動する際に見られる回転トルク特性図を示す。図３の横軸を５度毎の角度間隔で示す回転角度〔°〕とし、縦軸を回転プランジャー１０が受ける回転トルク〔Ｎ・ｃｍ〕としている。この回転トルク特性図によれば、初期位置Ｔを０度とし、停止位置Ｓを３５度とし、回転プランジャー１０の回転角度が増える毎に、初期位置Ｔから停止位置Ｓに向かって回転トルクが漸増し、概ね理想的な直線に近い線形性を示すことが分かる。
【００４６】
回転プランジャー１０の突出部１１と支持板部８ａとの間に働く電磁吸引力は、コイル体１３への通電時のみに発生するので、常に磁気放出状態になることがない。
【００４７】
ケーシング２内に回転コア軸５、コイル体１３、回転プランジャー１０およびヨーク８を設けるといった比較的簡素な構造で、ロータリーソレノイド１を製作することができ、コスト的に有利で省スペース化を実現できて量産性に優れる。このため、大量生産が必要となる車両に搭載するロータリーソレノイド１として好適である。
【００４８】
微小空隙Ｇの幅寸法は、回転プランジャー１０が位置する初期位置Ｔから停止位置Ｓに向かって漸次小となるように設定されている。これにより、突出部１１の縦腕部１１ｂと支持板部８ａとが初期位置Ｔから停止位置Ｓに向かって壁狭になった構造（図２参照）となり、回転プランジャー１０が停止位置Ｓに回動するにつれて、縦腕部１１ｂから支持板部８ａに働く電磁吸引力が漸増し、効率よく回転トルクに変換されて回転トルクの均一化に寄与する。
【００４９】
ヨーク８における支持板部８ａは、厚みｔが縦腕部１１ｂに対向する部分から軸方向に沿って縦腕部１１ｂの略中央部に対向する部分まで漸次大きくなるテーパ部８ｄをなしている。突出部１１の縦腕部１１ｂは、厚みｖが軸方向に沿って漸次小さくなり、支持板部８ａの内周面に対応するテーパ１１ｄをなしている。
【００５０】
支持板部８ａは、テーパ部８ｄにより磁束の分散を促し、局所的な磁気飽和を緩和して軸方向に沿う磁束分布を略均等化する。突出部１１の縦腕部１１ｂも、テーパ部１１ｄにより磁束の分散を促し、局所的な磁気飽和を緩和して軸方向に沿う磁束分布を略均等化する。このため、回転プランジャー１０にむらの無い回転トルクを効果的に働かすようになって回転プランジャー１０の機能性を高めることができる。
【００５１】
図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における実施例１の変形例を示す。
図４の（ａ）に示す変形例１においては、突出部１１の縦腕部１１ｂに形成したテーパ部１１ｄに代わって、縦腕部１１ｂの厚みｖを軸方向の全長にわたって略均一にしている。支持板部８ａに形成したテーパ部８ｄに代わって、支持板部８ａの厚みｔを軸方向の全長にわたって略均一にしている。この場合、縦腕部１１ｂの長さ寸法や支持板部８ａとの微小空隙Ｇの幅寸法を調整することにより、支持板部８ａに局所的な磁気飽和を生じることを抑制して、トルクむらの少ない回転トルクを回転プランジャー１０に作用させることができる。
【００５２】
図４の（ｂ）に示す変形例２が変形例１と異なるところは、支持板部８ａの内周面中央部が回転コア軸５の方向に向かって隆起状に盛り上がり、縦腕部１１ｂの延出端１１ｅに対向する突条帯部１４を周方向に形成したことである。この場合、支持板部８ａの磁束を突条帯部１４に誘導することにより、磁束の向きを回転プランジャー１０に対して回転方向に移動するとともに、支持板部８ａに局所的な磁気飽和が生じることを緩和し、回転プランジャー１０にむらの無い回転トルクを効果的に働かすことができる。
【００５３】
図４の（ｃ）に示す変形例３が変形例２と異なるところは、突条帯部１４の上下両辺部に、停止位置Ｓから初期位置Ｔに向かって幅狭となるテーパ部１４ａ、１４ｂを形成したことである。突条帯部１４のテーパ部１４ａ、１４ｂに対応して、縦腕部１１ｂの延出端１１ｅをテーパ状に形成している。延出端１１ｅの傾き度合いとテーパ部１４ａ、１４ｂの傾き度合いとは、同一のものに限らず異なっていてもよい。
【００５４】
この場合、テーパ部１４ａ、１４ｂに対する延出端１１ｅからの磁束により、電磁吸引力が延出端１１ｅと突条帯部１４のテーパ部１４ａ（１４ｂ）との間の隙間Ｒｐを縮めるように働く。このため、突出部１１が初期位置Ｔから停止位置Ｓに回動する過程では勿論、停止位置Ｓに到っても突出部１１に回転トルクを持続的に働かせることができる。
なお、図４の（ａ）、（ｂ）では、支持板部８ａと縦腕部１１ｂを縦断面図で示したが、図４の（ｃ）では理解の容易性から展開図で示した。
【実施例２】
【００５５】
図５は本発明の実施例２を示す。実施例２が実施例１と異なるところは、ヨーク８の支持板部８ａの上下両端に、幅狭で軸向きのスリット１５ａ、１５ｂを隘路部として所定の長さにわたって形成したことである。
これにより、コイル体１３への通電に伴い、支持板部８ａのうちスリット１５ａ、１５ｂから初期位置Ｔ側の薄肉部分８Ｅを磁気飽和させることで、磁束を厚肉部分８Ｆへ誘導し、磁束の向きを回転方向に移動させることで、特に停止位置Ｔ近くにおける回転プランジャー１０の回転トルクを向上させることができる。スリット１５ａ、１５ｂ同士は、上下方向に合致するものに限らず、左右に位置ずれしていてもよい。
【００５６】
図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における実施例２の変形例を示す。
図６の（ａ）の変形例１では、実施例２のスリット１５ａ、１５ｂに加えて、支持板部８ａに矩形の細長孔１６をスリット１５ａ、１５ｂと同列的に設けている。
図６の（ｂ）の変形例２では、実施例２のスリット１５ａ、１５ｂに代わって、支持板部８ａに幅狭な括れ列部１７を設けたものである。
図６の（ｃ）の変形例３では、実施例２のスリット１５ａ、１５ｂに代わって、裂け目状の微細間隙１８を設け、薄肉部分８Ｅと厚肉部分８Ｆとを左右に分割している。
これらの変形例１−３においても実施例２と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００５７】
図７および図８は本発明の実施例３を示す。
実施例３におけるヨーク８は、図７に示すように、回転プランジャー１０の周囲に所定の角度間隔に配置された第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の三個から構成している。
【００５８】
縦腕部１１ｂに対する第１支持板部８１（８ａ）、第２支持板部８２（８ａ）および第３支持板部８３（８ａ）の各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法は、この順で次第に小さくなるように設定されている。第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３は、実施例１の支持板部８ａと実質的に同一であるが、突出部１１の縦腕部１１ｂに対する関係や各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法の違いから別の符号を用いている。
各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３における幅寸法の大きさに序列をつけるにあたっては、初期位置Ｔから停止位置Ｓにわたる全領域で大小関係が成り立つように設定している。
【００５９】
各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法は、初期位置Ｔから停止位置Ｓの方向に対して次第に漸減するように設定されている。この場合、初期位置Ｔから停止位置Ｓに沿う方向の各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅変化量は、図８の（ａ）に示すように、第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の順で次第に小さくなるようにしている。  
【００６０】
このため、突出部１１の縦腕部１１ｂから第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３に働く電磁吸引力は、回転プランジャー１０が初期位置Ｔから停止位置Ｓに回動するにつれて大きくなるとともに、第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の各箇所により大きさが異なっている。
【００６１】
微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法に序列をつけて大きさを異ならせたので、突出部１１の縦腕部１１ｂと第３支持板部８３との間に、初期位置Ｔにおいて、最小の微小空隙Ｇ３を保持することができる。このため、全ての支持板部における微小空隙が大きく開いてしまうものと異なり、初期位置Ｔでの電磁吸引力の減少を防いで、突出部１１に対する回転トルクの低下を回避することができる。
【００６２】
各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法は、初期位置Ｔから停止位置Ｓの方向に対して次第に漸減するように設定されているため、第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の各内周面の法線と突出部１１の軸線Ａｘとは平行にはならず交わる関係にある（図２参照）。
このため、第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の各内周面と縦腕部１１ｂとの間に働く磁束には、突出部１１の縦腕部１１ｂに回転モーメントを生じさせるものが常に存在するようになる。この結果、初期位置Ｔから停止位置Ｓに到る過程では勿論、停止位置Ｓに到っても、突出部１１に回転トルクを持続的に付与することができる。
【００６３】
回転プランジャー１０が初期位置Ｔから停止位置Ｓに回動するに伴い、縦腕部１１ｂに対して第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３が及ぼす各回転トルクは、例えば図８の（ｂ）に記号８１Ａ、８２Ａ、８３Ａで示すように、互いに異なった特性を有するようになる。この結果、第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３における回転トルクの特性を重ね合わせて調整することが可能となり、電磁吸引力の低下を来さない、略直線状に平滑化された理想的な回転トルク特性８４を設定することができる。
【００６４】
なお、実施例３では、第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の周方向の長さＫｓをそれぞれ同一の寸法としたが、これら支持板部８１、８２、８３の周方向の長さＫｓをそれぞれ異ならせ、支持板部８１、８２、８３のうち周方向の長さが小さくなるものほど、縦腕部１１ｂに対する各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法が順に狭くなるように設定してもよい。
すなわち、縦腕部１１ｂの周方向の長さ寸法や各支持板部８１、８２、８３に対する微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法を調整することにより、初期位置Ｔから停止位置Ｓに到る過程のトルク特性をそれぞれ異ならせることができて、総じてトルクむらの少ない回転トルクを回転プランジャー１０に発生させることが可能となる。
【００６５】
なお、縦腕部１１ｂに対する各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅寸法は、上記の序列に限らず、各支持板部８１、８２、８３に応じて所望に異ならせるようにし、初期位置Ｔから停止位置Ｓに沿う方向の各微小空隙Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の幅変化量も、上記の序列に限らず、各支持板部８１、８２、８３に応じて所望に異なるようにしてもよい。
また、ヨーク８を第１支持板部８１、第２支持板部８２および第３支持板部８３の三個から構成したが、三個に限らず二個、四個、五個などといった複数の支持板部から構成してもよい。要は、複数の支持板部のうち、全てに限らず少なくとも二個の支持板部が縦腕部に対する各微小空隙が異なり、初期位置Ｔから停止位置Ｓに沿う方向の各微小空隙の幅変化量も異なるように設定すればよい。
【００６６】
（使用例）
図９は、本発明のロータリーソレノイド１を車両のディスチャージ形前照灯２０に適用した例を示す。この場合、ロータリーソレノイド１は、支持部材（図示せず）に設置されており、ディスチャージ形前照灯２０の配光調節としてシェードの放電バルブ２１をハイとローの高低２位置に切り替えるように機能する。ロータリーソレノイド１の回転コア軸５は、矩形の遮蔽板２３の支軸２２に同軸上で連結されている。遮蔽板２３は、放電バルブ２１の直前であるロー位置で、枢支部２３ａを介して支軸２２に固定されている。
【００６７】
支軸２２には、遮蔽板２３を回動付勢する捩りコイルスプリング２５が巻装されている。捩りコイルスプリング２５の一端部２５ａは、遮蔽板２３の内側に当接し、他端部２５ｂは、放電バルブ２１の下面部に支持部材からの延出部（図示せず）を介して当接している。これにより、遮蔽板２３は、捩りコイルスプリング２５によりロー位置の方向に付勢される。
ロータリーソレノイド１のコイル体１３（図１参照）に通電すると、回転コア軸５が捩りコイルスプリング２５の付勢力に抗して支軸２２と一緒に矢印Ｂ方向に回動し、ロー位置からハイ位置に切り替わる。
【００６８】
この使用例の場合、回転コア軸５と支軸２２との連結には、簡素な連結構造を設けることで済むので、直線作動を回転に変換するリンク機構が要らず、コスト的に有利で省スペース化にも寄与する。
なお、ディスチャージ形前照灯２０の放電バルブ２１は光源の一例であるので、放電バルブ２１の代わりに、放電発光部やハロゲンバルブなどの白熱バルブのフィラメントなどの光源を用いてもよい。
【００６９】
使用例の捩りコイルスプリング２５は、遮蔽板２３の支軸２２に設けたので、回転コア軸５を配したロータリーソレノイド１側には、同様の捩りコイルスプリングＱを設けなくてもよい。すなわち、捩りコイルスプリングは、ロータリーソレノイド１側あるいは遮蔽板２３の支軸２２のどちらか一方に設けられていればよい。
【００７０】
（ａ）上記実施例では、付勢部材として捩りコイルスプリングＱを用いたが、圧縮スプリングや引張スプリングでもよく、あるいはゴムなどの弾性部材でもよい。
（ｂ）初期位置Ｔから停止位置Ｓへの回動角は３５度に限らず、例えば２５度、３０度、４５度あるいは５０度といったように所望に変更してもよい。初期位置Ｔおよび停止位置Ｓについては、突出部１１の縦腕部１１ｂと支持板部８ａとが微小空隙Ｇを介して重なる相互的重複部分を変えることにより所望に変更してもよい。
（ｃ）支持板部８ａのうち厚みの大きな部分８Ａに設けた縦側面部９ａ、９ｂ、９ｃの面数は、三面に限らず所望に変更してもよい。
【００７１】
（ｄ）回転プランジャー１０の縦腕部１１ｂとヨーク８の支持板部８ａとの間に設定した微小空隙Ｇの幅寸法については、使用状況や適用対象物に応じて所望に変更してもよい。（ｅ）回転プランジャー１０は、回転コア軸５の上下に一個ずつ設けたが、使用状況や取付対象などに応じて、いずれか一方のみであってもよい。
（ｆ）回転プランジャー１０の突出部１１の個数については、三個や四個に限らず、必要に応じて所望の個数だけ設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のロータリーソレノイドでは、比較的簡素な構造で、自動変速機を搭載した車両（ＡＴ車）のシフトレバーロック装置をはじめ、ディスチャージ形前照灯のロー・ハイを配光制御するシェードの遮蔽板、照射方向を上下調節するレベライザー、ならびに照射方向を左右に調整するＡＦＳ等に適用される。このため、コスト的に有利で省スペース化を実現できて量産性に優れる。大量生産が必要となる車両に搭載するロータリーソレノイドとして好適となり、車両関連事業の需要を喚起して部品の流通を介して機械産業に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ）はロータリーソレノイドの縦断面図、（ｂ）は回転コア軸、ヨークおよび回転プランジャーを示す斜視図である（実施例１）。
【図２】回転コア軸、ヨークおよび回転プランジャーを示す拡大上面図である。（実施例１）。
【図３】回転プランジャーの回転角度と回転トルクとの関係を示す回転トルク特性図である（実施例１）。
【図４】（ａ）、（ｂ）は支持板部と回転プランジャーとを示す縦断面図（実施例１の変形例１、２）、（ｃ）は支持板部と回転プランジャーとを示す展開図である（実施例１の変形例３）。
【図５】回転コア軸、ヨークおよび回転プランジャーを示す斜視図である。（実施例２）。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、隘路部を形成した支持板部を示す斜視図である（実施例２の変形例１、２、３）。
【図７】回転コア軸、ヨークおよび回転プランジャーを示す拡大上面図である。（実施例３）。
【図８】（ａ）は回転プランジャーの回転角度と微小空隙の幅寸法との関係を示す空隙特性図（実施例３）、（ｂ）は回転プランジャーの回転角度と回転トルクとの関係を示す回転トルク特性図である（実施例３）。
【図９】ロータリーソレノイドを車両のディスチャージ形前照灯に適用した使用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      ロータリーソレノイド
２      ケーシング
５      回転コア軸
８      ヨーク
８ａ    支持板部
８ｄ    支持板部のテーパ部
８Ａ    厚みの大きな部分
９      角壁面部
９ａ、９ｂ、９ｃ  縦側面部
１０    回転プランジャー
１１    突出部
１１ａ  延出腕部
１１ｂ  縦腕部
１１ｄ  縦腕部のテーパ部
１１ｅ  延出端
１３    コイル体
１４    突条帯部
１４ａ、１４ｂ  突条帯部のテーパ部
１５ａ、１５ｂ    スリット（隘路部）
１６    細長孔（隘路部）
１７    括れ列部（隘路部）
１８    微細間隙（隘路部）
２３    シェードの遮蔽板（被駆動部）
Ｑ      捩りコイルスプリング（付勢部材）
Ｇ      微小空隙
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３  微小空隙
Ｓ      停止位置
Ｔ      初期位置
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３  縦側面部の法線
Ａｘ    突出部の軸線
ｔ      支持板部の軸方向の厚み
ｕ      支持板部の周方向の厚み
ｖ      縦腕部の軸方向の厚み
【図１】
2008277700.tif 000003
【図２】
2008277700.tif 000004
【図３】
2008277700.tif 000005
【図４】
2008277700.tif 000006
【図５】
2008277700.tif 000007
【図６】
2008277700.tif 000008
【図７】
2008277700.tif 000009
【図８】
2008277700.tif 000010
【図９】
2008277700.tif 000011