(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアハウジング1と、フロントハウジング2とを備え、これら２つのハウジングの間にステータ3を介在させてあり、このステータには中心軸に沿って開口部分を形成してあり、この開口部分の両端に２つのボビン5、5’を相対して設け、これらボビンにそれぞれコイル6、6’を巻回させ、この開口部分の中心部分には永久磁石を取り付けたシャフト8で構成する可動子を貫通させて、上記２つのハウジングで軸支してあり、上記コイルに通電することで上記可動子が自在に回転するロータリソレノイドにおいて、上記リアハウジングの中心軸上に孔を設け、この孔のリアハウジング内側にスリーブ10を固定し、このスリーブは筒状に形成されており、壁面の一部を切り欠いた形状にしてあり、さらに、このスリーブの外周にストッパ11を備え、上記シャフトのリアハウジング側に凸部9を設け、上記シャフトの凸部が上記スリーブに形成した切り欠きを水平に貫通するごとく配置し、この凸部が上記ストッパに接触することで可動子の回転角度が決定されることを特徴とする内部ストッパ型ロータリソレノイド。
【請求項２】
上記スリーブ10の外周の一部又は全部に回り止めのフランジ10aを設けたことを特徴とする請求項1記載の内部ストッパ型ロータリソレノイド。
【請求項３】
上記ストッパ11の材料として耐熱性を有する低反撥ゴムを採用したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内部ストッパ型ロータリソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリソレノイドの構造、及び小型化、特にストッパの内蔵化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリソレノイドについて図4〜図6に基いて説明する。図４ (a)は従来のロータリソレノイドのリアハウジング1の平面図、図４(b)は従来のロータリソレノイドの縦断面図、図５は従来のロータリソレノイドのステータ3の横断面図、図６は従来のロータリソレノイドの組立図である。図４〜図６において1はリアハウジング、2はフロントハウジング、3はステータ、3a及び3bはステータ3の突起部、4及び4’はインサート金具、5及び5’はボビン、6及び6’はコイル、7及び7’は軸受、8はシャフト、12及び12’は永久磁石、13は永久磁石の保持器である。
【０００３】
図６に示すように、リアハウジング1とフロントハウジング2は浅い盆状で底部には、シャフト8を貫通させるための孔1aと孔2aがそれぞれ設けられている。孔1a及び孔2aの周囲には、軸受7及び7’の位置を固定するための円周状の突起が設けられている。
【０００４】
また、フロントハウジング2の向かい合う辺部にはインサート成形されたインサート金具４が直立している。リアハウジング1は向かい合う辺部が内側に張り出した形状になっており、ソレノイドを組み立てる際にインサート金具4及び4’を嵌合させるための孔1b及び1b’が設けられている。
【０００５】
図５はステータ3の横断面図である。ステータ3は中空で、内周部に略Y字型の突起部3a及び3bを嵌合させるための凹みがそれぞれ向かい合うように設けられている。突起部3a及び3bをステータ3の凹みに嵌合させると、向かい合う突起部3a及び3bの先端同志は、ステータ3の内部に円形の空間を形成する。また、ステータ3は向かい合う辺部が内側に張り出した形状になっており、ソレノイドを組み立てる際にインサート金具4及び4’を嵌合させるための孔3c及び3c’が設けられている。
【０００６】
永久磁石12及び12’はそれぞれ弓形形状をしており、永久磁石12は外側がN極に内側がS極に着磁されている。一方、永久磁石12’は外側がS極に内側がN極に着磁されている。
【０００７】
永久磁石の保持器13は、非磁性材料からなり、釣り鐘型で底部にはシャフト8を貫通させるための孔が設けられている。
【０００８】
次にこれらの部品の組み立て方について図６に基いて説明する。可動子の組み立ては、シャフト8に永久磁石12及び12’を貼り付ける。その上に非磁性材料からなる釣り鐘型の永久磁石の保持器13を被せる。
【０００９】
リアハウジング1の孔1a及びフロントハウジング2の孔2aの周囲に設けられた円周状の突起に軸受7及び7’を勘合させる。
【００１０】
ステータ3のY字型の突起部3a及び3bの脚部にコイル6及び6’が巻回されたボビン5及び5’を貫通させる。更に、ステータ3の内径に設けられた凹みに、突起部3a及び3bを嵌合させる。その後、コイル6及び6’を連結させる。
【００１１】
次に、突起部3a及び3bが嵌合されたステータ3の孔3c及び3c’にフロントハウジング2にインサート成形されたインサート金具4及び4’を貫通させる。更に、ステータ3の突起部3a及び3bによって形成される円形の空間に、先に組み立てた可動子を貫通させるごとく配置し、軸受7及び7’にシャフト8を貫通させる。リアハウジング1の孔1b及び1b’にインサート金具4及び4’を嵌合させるごとくリアハウジング1をステータ３に重ねる。
【００１２】
次に従来のロータリソレノイドの動作について説明する。コイル6及び6’に通電するとコイル6及び6’は磁力を発生し、ステータ3の突起部3a、ステータ3の外周部、ステータ3の突起部3bに磁気回路が構成される。この時、ステータ3の突起部3aはN極の磁性を帯び、ステータ3の突起部3bはS極の磁性を帯びる。永久磁石12は外側がN極に着磁されているので、S極の磁性を帯びたステータ3の突起部3bに引き付けられる。また、永久磁石12’は外側がS極に着磁されているので、N極の磁性を帯びたステータ3の突起部3aに引き付けられる。よって、可動子は回転する。
【００１３】
コイル6及び6’への通電方向を逆にすると、先程とは逆向きに磁力が発生する。ステータ3の突起部3aはS極の磁性を帯び、ステータ3の突起部3bはN極の磁性を帯びる。永久磁石12は外側がN極に着磁されているので、N極の磁性を帯びたステータ3の突起部3bに反撥する。また、永久磁石12’は外側がS極に着磁されているので、S極の磁性を帯びたステータ3の突起部3aに反撥する。よって、可動子は先程とは逆方向に回転する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のロータリソレノイドは、ストッパが設けられていないために、可動子がステータ3の突起部3a及び3bと向き合う位置まで回転すると、永久磁石12及び12'と逆の磁性を帯びたステータ3の突起部3a及び3bがそれぞれ引き合ってしまい、そこで可動子の回転は止まり均衡状態になってしまう。そのために、可動子を継続的に回転させるためには、可動子の回転角度を決定するためのストッパを設ける必要がある。従来例では、ストッパを装置側に設けるか、あるいはリアハウジング1の外側に設ける方法を採用していた。そのために、小型化が困難であり、外観がコンパクトではなかった。また、ストッパ11及び11’の材質が例えばゴムの様に、弾性係数が大きいものだとストッパ11及び11’上で可動子がバウンドして若干逆方向に回転していた。また、軸受7とシャフト8との摩擦により双方が摩耗することを軽減させるために、転がり軸受を採用していたためにコストが掛かっていた。本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ストッパ11及び11’を内蔵した小型で外観がコンパクトなロータリソレノイドを低コストで提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転角度を決定するためのストッパ11及び11’をソレノイドの内部に設け、シャフト8に凸部9を設けたことで、可動子の回転の際に凸部9がストッパ11及び11’に接触することで、可動子の回転角度を決定される内部にストッパ機能を持つロータリソレノイドを実現した。また、本発明は、軸受7’を取り除き、軸受7’が存在していたスペースにストッパ11及び11'を介在させ、軸受7’の代わりにスリーブ10を採用したことで、ストッパ付きロータリソレノイドとしての小型化を実現した。さらに、本発明は、スリーブ10の壁部を切り欠いたことで、ソレノイド自体の全長を伸ばすことなく、凸部9の回転を妨げずに、スリーブ10をリアハウジング1に内蔵させることを可能にし、転がり軸受を省略することが可能にした。更にスリーブ10にフランジを設けたことにより、シャフトと一緒に回転することを防止することが可能になった。加えて本発明は、ストッパ11及び11’の材料として耐熱性のある低反撥ゴムを採用したことで、コイル6及び6’に熱が発生してもストッパが変形することがなく、また凸部9がストッパ11及び11’に接触した際にストッパ11及び11’上で凸部9がバウンドして逆方向に回転することがなくなった。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜図３に基いて説明する。図１(a)は本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドのリアハウジング1の横断面図、図１(b)は本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドの縦断面図、図２は本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドのステータ3の横断面図、図３は本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドの組立図である。
【００１７】
図1〜図３において、1はリアハウジング、2はフロントハウジング、3はステータ、3a及び3bはステータ3の突起部、4及び4’はインサート金具、5及び5’はボビン、6及び6’はコイル、7及び7’は軸受、8はシャフト、9は凸部、10はスリーブ、10aはフランジ、11及び11’はストッパ12及び12’は永久磁石、13は永久磁石の保持器である。
【００１８】
図３に示すように、リアハウジング1は浅い盆状で、底部にはシャフト8を貫通させるための孔1aが設けられている。孔1aの周囲にはスリーブ10が安定してはまるように、スリーブ10のフランジ10aに合わせた凹みが設けられている。リアハウジング1は向かい合う辺部が内側に張り出した形状になっており、ソレノイドを組み立てる際にインサート金具4及び4’を嵌合させるための孔1b及び1b’が設けられている。また、リアハウジング1の底部には、前記孔1aを囲むごとくストッパ11及び11’を固定するための柱が4本リアハウジング1に直立するごとく設けられている。
【００１９】
図３に示すように、フロントハウジング2は浅い盆状で底部には、シャフト8を貫通させるための孔2aが設けられている。孔2aの周囲には、軸受7の位置を固定するための円周状の突起が設けられている。また、向かい合う辺部にはインサート成形されたインサート金具4及び4’が直立している。
【００２０】
図２はステータ3の横断面図である。ステータ3は中空で、内周部に略Y字型の突起部3a及び3bを嵌合させるための凹みがそれぞれ向かい合うように設けられている。突起部3a及び3bをステータ3の凹みに嵌合させると、向かい合う突起部3a及び3bの先端同志は、ステータ3の内部に円形の空間を形成する。また、ステータ3は向かい合う辺部が内側に張り出した形状になっており、ソレノイドを組み立てる際にインサート金具4及び4'を嵌合させるための孔3c及び3c'が設けられている。
【００２１】
永久磁石12及び12’はそれぞれ弓形形状をしており、永久磁石12は外側がN極に内側がS極に着磁されている。一方、永久磁石12’は外側がS極に内側がN極に着磁されている。
【００２２】
永久磁石の保持器13は、非磁性材料からなり、釣り鐘型で底部にはシャフト8を貫通させるための孔が設けられている。
【００２３】
スリーブ10は、凸部9が水平方向に貫通するように、筒の壁面を切り欠いた形状に加工されている。また、スリーブ10はシャフト8が回転する際に、シャフト8と共に回転することを防ぐために、リアハウジング1に強固に固着されている必要がある。そのため、組み立ての際に、リアハウジング1の孔1aの周りに設けられた凹みに嵌合するように、スリーブ10の底面には水平に張り出す形状でフランジ10aが設けられている。
【００２４】
次にこれらの部品の組み立て方について図３に基いて説明する。可動子の組み立ては、シャフト8に永久磁石12及び12’を貼り付ける。その上に非磁性材料からなる釣り鐘型の永久磁石の保持器13を被せる。その後、シャフト8の先端部に凸部9をシャフト8に直交するように接続する。
【００２５】
リアハウジング1の孔1aの周囲に設けられた凹みにスリーブ10のフランジ10aを嵌合させる。次にリアハウジング1の底部に設けられた4本の柱の間に固定させるごとくストッパ11及び11’を配置する。フロントハウジング2の孔2bを囲むごとく設けられた突起部に軸受7を嵌合させる。
【００２６】
ステータ3のY字型の突起部3a及び3bの脚部にコイル6及び6’が巻回されたボビン5及び5’を貫通させる。更にステータ3の内径に設けられた凹みに、突起部3a及び3bを嵌合させる。その後、コイル6及び6’を連結させる。
【００２７】
次に、突起部3a及び3bが嵌合されたステータ3の孔3c及び3c’にフロントハウジング2にインサート成形されたインサート金具4及び4’を貫通させる。更に、ステータ3の突起部3a及び3bによって形成される円形の空間に、先に組み立てた可動子を貫通させるごとく配置し、軸受7にシャフト8を貫通させる。次に、リアハウジング1の孔1b及び1b'にインサート金具4及び4'を嵌合させるごとくリアハウジング1をステータ３に重ね、シャフト8の先端部をスリーブ10に貫通させる。この時凸部9はスリーブ10に設けられた切り欠きを水平に貫通するごとく配置されている。
【００２８】
次に本実施例の動作について説明する。コイル6に通電すると、コイル6は磁力を発生し、ステータ3の突起部3a、ステータ3の外周部、ステータ3の突起部3bに磁気回路が構成される。この時、ステータ3の突起部3aはN極の磁性を帯び、ステータ3の突起部3bはS極の磁性を帯びる。永久磁石12は外側がN極に着磁されているので、S極の磁性を帯びたステータ3の突起部3bに引き付けられる。また、永久磁石12’は外側がS極に着磁されているので、N極の磁性を帯びたステータ3の突起部3aに引き付けられる。よって、可動子は凸部9がストッパ11及び11'の壁部に衝突するまでの一定角度を回転する。
【００２９】
コイル6への通電方向を逆にすると、先程とは逆向きに磁力が発生する。ステータ3の突起部3aはS極の磁性を帯び、ステータ3の突起部3bはN極の磁性を帯びる。永久磁石12は外側がN極に着磁されているので、N極の磁性を帯びたステータ3の突起部3bに反撥する。また、永久磁石12’は外側がS極に着磁されているので、S極の磁性を帯びたステータ3の突起部3aに反撥する。よって、可動子は先程とは逆方向に凸部9がストッパ11及び11'の壁部に衝突するまでの一定角度を回転する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の効果としては、回転角度を決定するためのストッパ11及び11’をソレノイドの内部に設け、シャフト8に凸部9を設けたことで、可動子の回転の際に凸部9がストッパ11及び11’に接触することで、可動子の回転角度を決定される内部にストッパ機能を持つロータリソレノイドが実現できた。また、軸受7’を取り除き、軸受7’が存在していたスペースにストッパ11を介在させ、軸受7’の代わりにスリーブ10を採用したことで、ストッパ付きロータリソレノイドとしての小型化と外観のコンパクト化を実現した。また、スリーブ10の壁部を切り欠いたことで、ソレノイド自体の全長を伸ばすことなく、凸部9の回転を妨げずに、スリーブ10をリアハウジング1に内蔵させることを可能にし、転がり軸受を省略することが可能にした。更にスリーブ10にフランジを設けたことにより、シャフトと一緒に回転することを防止することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a)本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドのリアハウジング1の横断面図
(b)本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドの縦断面図
【図２】本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドのステータ3の横断面図
【図３】本発明の内部ストッパ型ロータリソレノイドの組立図
【図４】(a) 従来のロータリソレノイドのリアハウジング1の横断面図
(b) 従来のロータリソレノイドの縦断面図
【図５】従来のロータリソレノイドのステータ3の横断面図
【図６】従来のロータリソレノイドの組立図
【符号の簡単な説明】
1．リアハウジング
1a．孔
1b．孔
1b’．孔
2．フロントハウジング
2a．孔
3．ステータ
3a．突起部
3b．突起部
3c．孔
3c’．孔
4．インサート金具
4’．インサート金具
5．ボビン
5’．ボビン
6．コイル
6’．コイル
7．軸受
7’．軸受
8．シャフト
9．凸部
10．スリーブ
10a．フランジ
11．ストッパ
11'．ストッパ
12．永久磁石
12’．永久磁石
13．永久磁石の保持器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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