(57)【要約】【課題】  本発明は、一般的なパンチソレノイドよりも部品点数を減らすことで組立て工数を少なくし、できるだけ組立て時の負担を少なくのと同時に、効率よいソレノイドを提供することを目的とする。【解決手段】  本ソレノイドは固定磁極１２の磁極部１２ａとダイス１２ｂとパンチ孔１２ｃとスリット部１２ｄと収納孔１２ｅを同一の母材から切削加工または成型加工したことで組立てにおける各部品間の位置的なズレをなくすとともに、組立て時の負担を軽減することを可能とした。また、ケース１１と可動磁極１３と固定磁極１２で巡る磁束の磁気回路の効率も良くすることができる。さらにシャフト１４や固定磁極１２に表面硬化処理を施すことや固定磁極１２にめっきすることで表面状態を滑らかにし、耐久性を向上させることを可能とした。【選択図】  図１
2005285026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
前記コイルをその上面側端面から外周にかけて覆うケースと、
前記ケースとともに前記コイルの下面側端面を覆い、かつ磁気カードが挿入可能なスリット部を備えた固定磁極と、
前記固定磁極の磁極部と移動軸方向で向かい合うように配置された可動磁極と、
前記可動磁極の孔部に固着され、下面側先端は細い孔あけ用のパンチピンを設けたシャフトを有するソレノイドにおいて、
前記固定磁極は、前記シャフトを挿通可能な状態で収納する収納孔、及び前記収納孔と前記スリットを介して対向するとともに前記シャフトの前記パンチピンと挿通可能なパンチ孔を有し、
前記固定磁極は前記スリット部と前記パンチ孔の周囲の部分が、前記磁極部と同一の母材から切削加工されたこと、または成形加工されたことを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記ソレノイドにおいて、前記シャフトに表面硬化処理を施したことを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項３】
前記ソレノイドにおいて、前記シャフトを表面硬化処理した後、前記パンチピンを研磨加工したことを特徴とする請求項１及び２に記載のソレノイド。
【請求項４】
前記ソレノイドにおいて、前記固定磁極に表面硬化処理を施したことを特徴とする請求項１、２、３に記載のソレノイド。
【請求項５】
前記ソレノイドにおいて、前記固定磁極の少なくとも前記スリット部にめっきを施したことを特徴とする請求項１、２、３、４に記載のソレノイド。
【請求項６】
前記ソレノイドにおいて、前記固定磁極の前記収納孔は、内径の異なる２つの部分を有し、径の小さい第1の部分が前記シャフトの下面側に位置し、径の大きい第２の部分が前記シャフトの上面側に配していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記載のソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチソレノイドにかかわり、特に固定磁極や可動磁極を中心とする部材の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パンチソレノイドの基本的な構造は、ソレノイドの筐体となるケース、磁束を発生させるコイル、磁束の発生により動作する可動磁極、可動磁極とともに磁気回路を構成する固定磁極、可動磁極に固着したシャフト、シャフト先端には磁気カードに孔をあけるためのパンチピン、そのパンチピンと挿通可能に設けられたパンチ孔、磁気カードが走行するスリット部、可動磁極を元の位置に復帰させるバネから構成されている。
【０００３】
一般的なパンチソレノイドの動作はまずコイルに電流を流すと可動磁極は固定磁極にひきつけられるのと同時に可動磁極に固着したシャフトが固定磁極の収納孔を移動する。同時にシャフト先端のパンチピンはスリット部に向かって移動し、そこに挿入された磁気カードに孔をあけ、パンチ孔と挿通する。そして、コイルの電流を切ることで復帰バネの力が働きパンチピンは元の位置に戻る。
【０００４】
しかしながら、パンチソレノイドの組立て性をよくする考えから、ダイスと呼ばれるスリット部とパンチ孔の部分を固定磁極とは別体にしていた。（例えば特許文献１。）。
特許文献１はパンチソレノイドの例である。ここでのダイスは固定磁極ともともと別体としており、パンチソレノイドの組立途中で一体にさせる方法を取っている。しかし、ソレノイド本体の径方向や軸方向との位置関係を精確に管理しながら組み立てなければならないという負担が生じ、磁束が巡る磁気回路上においてもあまり効率が良いとはいえない。
【特許文献１】特開昭６１−５１１２ｆ５（４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、一般的なパンチソレノイドよりも部品点数を減らすことで組立て工数を少なくするとともに、できるだけ組立て時の作業者の負担を軽減し、効率の良いソレノイドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、コイルと、前記コイルを上面側端面から外周にかけて覆うケースと、前記ケースとともに前記コイルの下面側端面を覆い、かつ磁気カードが挿入可能なスリット部を備えた固定磁極と、前記固定磁極の磁極部と移動軸方向で向かい合うように配置された可動磁極と、前記可動磁極の孔部に固着され、下面側先端は細い孔あけ用のパンチピンを設けたシャフトを有するソレノイドにおいて、前記固定磁極は、前記シャフトを挿通可能な状態で収納する収納孔、及び前記収納孔と前記スリットを介して対向するとともに前記シャフトの前記パンチピンと挿通可能なパンチ孔を有し、前記固定磁極は前記スリット部と前記パンチ孔の周囲の部分が、前記磁極部と同一の母材から切削加工されたこと、または成形加工されたことを特徴とするものとした。
【０００７】
また、上記の構造において、前記シャフトに表面硬化処理を施したり、そのあと、前記パンチピンを研磨加工したり、前記固定磁極には表面硬化処理を施したり、前記固定磁極の少なくとも前記スリット部にめっきを施したりすることも可能である。さらに前記固定磁極の前記収納孔は、内径の異なる２つの部分を有し、径の小さい第1の部分が前記シャフトの下面側に位置し、径の大きい第２の部分が前記シャフトの上面側に配することとすることも可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は固定磁極における収納孔と磁気カードが挿入されるスリット部とパンチ孔と磁極部とを同一の母材から切削または成型加工することで、収納孔とスリット部とパンチ孔と磁極部の位置関係を加工時で精確に管理することができ、ソレノイドを組み立てる際の作業者への負担が軽減し、作業効率を向上することができ、可動磁極と固定磁極とケースを巡る磁束の磁気回路においても効率を良くすることができる。
【０００９】
また、シャフトや固定磁極は表面硬化処理を施すことによって耐久性が向上し、さらにスリット部にめっきをすることで磁気カードが滑りやすくなって、スリット部や磁気カード自体を痛めずに動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態においては、固定磁極における収納孔とスリット部とパンチ孔と磁極部を同一の母材から切削或いは成形加工して１つの部品としてしまうので、作業者は組立て工程途中で位置関係を気にすることなくパンチソレノイドを製作できることに特徴がある。以下に、この特徴を有する実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例に係るパンチソレノイドの説明図である。図１において、１０はパンチソレノイド、１１はケース、１２は固定磁極、１２ａは固定磁極の磁極部、１２ｂはダイス、１２ｃはパンチ孔、１２ｄはスリット部、１２ｅは収納孔、１３は可動磁極、１４はシャフト、１４ａはパンチピン、１５は復帰バネ、１６はボビン、１７はコイル、２１は磁気カード、２２はエアギャップスペーサ、２３はワッシャ、２４はストッパー、２６はリード線を示す。また、図1で示す上側を上面側、下側を下面側とし、他の図面でも同様とする。
【００１２】
パンチソレノイド１０は固定磁極１２を構成している磁極部１２ａと、パンチ孔１２ｃのあるダイス１２ｂとが、１つの母材から同一加工されており、その磁極部１２ａとダイス１２ｂの間に磁気ガード２１が挿入されるスリット部１２ｄが設けられている。さらにそのスリット部１２ｄの上面側には収納孔１２ｅが設けられ、その収納孔１２ｅにはシャフト１４が移動可能な状態で挿通されている。そのシャフト１４は先端にパンチピン１４ａを有しており、パンチピン１４ａはパンチ孔１２ｃと挿通可能となっている。
【００１３】
本発明の実施例１においては固定磁極１２の磁極部１２ａとダイス１２ｂが同一の母材から形成されているので、パンチ孔１２ｃとパンチピン１４ａ及びスリット部１２ｄの位置調整をすることなく組み立てられることを特徴とするものである。
【００１４】
以下に、パンチソレノイド１０の主要な構成について説明する。
【００１５】
ケース１１は磁性材料で形成されており、コイル１７を上面側端面から外周にかけて覆うように設けられている。上面側端面にはストッパー２４が固定されており、同じ端面にはエアギャップスペーサ２２を配している。下面側においては内周に固定磁極１２が固着されており、コイル１７に電流が流れた際には固定磁極１２と可動磁極１３とともに磁気回路を構成する。
【００１６】
固定磁極１２は磁性材料で形成されており、磁極部１２ａ、ダイス１２ｂ、パンチ孔１２ｃ、スリット部１２ｄ、収納孔１２ｅを設けている。磁極部１２ａでは復帰バネ１５の一端を係止し、軸方向においては可動磁極１３と向かい合うように配されている。また、中央にはシャフト１４が挿通可能な収納孔１２ｅを配してスリット部１２ｄまで貫通している。スリット部１２ｄは磁極部１２ａとダイス１２ｂとの間にあり、ダイス１２ｂの軸方向中央にはパンチピン１４ａが挿入可能なパンチ孔１２ｃが設けられている。このパンチ孔１２ｃはパンチピン１４ａに対し数十μｍの僅かな寸法差とすることで、効率良く磁気カード２１への孔を空けている。さらに、固定磁極１２は外周でケース１１に固着しており、コイルに電流を流した際にはケース１１と可動磁極１３との磁気回路を構成する。
【００１７】
固定磁極１２は１個の材料から切削又は成形加工するので磁極部１２ａ、パンチ孔１２ｃ、スリット部１２ｄ、収納孔１２ｅの位置関係を精度よく作り上げることが可能で、それぞれの機能が発揮できるよう配慮できる。その１つに磁極部１２ａは固定磁極１２と分割していないのでケース１１と可動磁極１３との磁気回路を効率よく構成することができる。また、前述したようにパンチピン１４ａとパンチ孔１２ｃは非常に厳しい寸法差で挿通させなければならないので、この部分はより精度よく加工することが必要である。１個の材料から切削又は成形加工することで、固定磁極１２の収納孔１２ｅとパンチ孔１２ｃの同芯度は加工精度を向上させることができるのである。
【００１８】
また、固定磁極１２のような複雑な構造を加工する際には加工性の良い快削鉄鋼材ＳＵＭ２３やＳＵＭ２４が向いている。この材料は表面硬化処理やめっき等を施すことができるので、材料自体を硬く、そして表面を滑らかにすることができる。例えば、表面硬化には一般的にタフトライドとよばれる処置があり、表面状態を滑らかにするためのめっきには主にニッケルめっきがあり、さらにコーティングではフッ素樹脂等が上げられる。これらの表面処理を施すことで磁気カード２１との接触よる傷は少なくなり、磁気カード２１も傷がつきにくく、滑りやすい方向となるので互いの耐久性は向上することになる。
【００１９】
可動磁極１３は磁性材料で形成されており、Ｔ字形状をしている。軸の中央孔部にはシャフト１４が固着され、復帰バネ１５が挿通されて一端を可動磁極１３が係止している。また、鍔の部分となるところには孔が空いており、ストッパー２４が挿通されている。電流が流れていないときは復帰バネ１５が可動磁極１３を上面側に付勢しているので、ストッパー２４の段付端面と可動磁極１３が当接していることになる。また、コイル１７に電流を流した際には、固定磁極１２とケース１１との磁気回路が構成される。
【００２０】
シャフト１４は表面硬化処理も可能な非磁性材料で形成されており、可動磁極１３の軸方向中央に固着され、下面側先端は細い径のパンチピン１４ａが形成されている。固定磁極１２に形成されている収納孔１２ｅに挿通し、下面側先端のパンチピン１４ａはパンチ孔１２ｃと数十μｍの寸法差で挿通可能となっている。可動磁極１３が固定磁極１２に吸引されたときにはシャフト１４も同時に下面側に移動し、パンチピン１４ａはスリット１２ｄに挿入された磁気カード２１を貫き、パンチ孔１２ｃに挿通されることとなる。
【００２１】
コイル１７は固定磁極１２の磁極部１２ａの外周側に位置し、ケース１１に覆われている。コイル１７に電流を流した際には、固定磁極１２とケース１１と可動磁極１３の磁気回路が構成する。
【００２２】
復帰バネ１５は一端を固定磁極１２の磁極部１２ａに係止され、もう一端は可動磁極１３を上面側に付勢している。コイル１７に電流が流れたときには固定磁極１２の磁極部１２ａが可動磁極１３を吸引し、その吸引力に対して復帰バネ１５は密着するが、非通電となったときには上面側へ可動磁極１３を押す。
【００２３】
ストッパー２４はケース１１の上面側端面に固定されており、可動磁極１３の鍔部の一部に挿通されている。また、ストッパー２４は段付形状となっているので、復帰バネ１５で上面側に付勢された可動磁極１３を段付端面で当接し、可動磁極１３の移動を制限している。
【００２４】
ワッシャ２３は非磁性材料で形成されており、ストッパー２４と可動磁極１３の間にあり、両者の緩衝用に用いている。
【００２５】
エアギャップスペーサ２２は非磁性材料で形成されており、可動磁極１３とケース１１及び固定磁極１２が直接当接しないようにしている。
【００２６】
以上のようにパンチソレノイド１０のもっとも重要な部分はパンチピン１４ａがスリット部１２ｄに挿入された磁気カード２１をいかに効率よく打ち抜くかにある。図２に消磁時における時と励磁時−孔あけ時における時の状態を示すが、パンチ孔１２ｃに対し、パンチピン１４ａが極力軸方向にまっすぐ移動し、磁気カード２１を打ち抜いて、パンチ孔１２ｃと挿通することが必要になる。要するにこの磁極部１２ａとダイス部１２ｂを同一母材から形成することで重要な部分の機能を十分に満たすことができるのである。
【実施例２】
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施例に係るパンチソレノイドの説明図である。図３において、符号は図1と同じものを示す。
【００２８】
図３は図１と基本構造が同じであるが、固定磁極１２の収納孔１２ｅを下面側途中からシャフト１４のパンチピン１４ａが挿通される程度の小さな孔１２ｆを設け、コイル１７に電流が流された際には、この孔１２ｆをパンチピン１４ａが挿通し、磁気カード２１を貫き、さらに固定磁極１２のパンチ孔１２ｃへ挿通されるようにしている。打ち抜いた磁気カード２１の抜きカスはパンチ孔１２ｃから排出されるが、仮にスリット部１２ｄに残っていたとしても、収納孔１２ｅに入り込む可能性が非常に低くなる。また、シャフト１４には収納孔１２ｅとの摺動性をよくするため潤滑材を塗布しているので、シャフト１４が下面側移動時には収納孔１２ｅからの潤滑材の飛散を防ぎ、かつ磁気カード２１を汚さないよう配慮しているのである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施例に係るパンチソレノイドの説明図である。
【図２】図１に示したパンチソレノイドの動作を示す説明図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るパンチソレノイドの説明図である。
【図４】従来のパンチソレノイドの説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０     パンチソレノイド
１１      ケース
１２      固定磁極
１２ａ   固定磁極の磁極部
１２ｂ   ダイス
１２ｃ   パンチ孔
１２ｄ   スリット部
１２ｅ   収納孔
１２ｆ   孔
１３      可動磁極
１４      シャフト
１４ａ   パンチピン
１５     復帰バネ
１６     ボビン
１７     コイル
２１     磁気カード
２２     エアギャップスペーサ
２３      ワッシャ
２４     ストッパー
２６      リード線
【図１】
2005285026.tif 000003
【図２】
2005285026.tif 000004
【図３】
2005285026.tif 000005
【図４】
2005285026.tif 000006