(57)【要約】【課題】係合部材を係合解除位置に確実に移動できるソレノイド式係合解除装置を提案すること。【解決手段】ソレノイド式ロック解除装置１は、ソレノイド１１の可動鉄心１２とロックピン４との間が連結機構１３によって連結されている。連結機構１３は可動鉄心１２に固定した連結部材１６と、ロックピン４の下端部に形成した連結部１７とを備え、これらは距離δだけ相対移動可能な状態で連結されている。ソレノイド１１をオンして可動鉄心１２が距離δだけ移動するまでの初動期間は無負荷状態にあり、可動鉄心１２が十分な速度になった後に連結機構１３が連結状態に切り替わり、可動鉄心１２によってロックピン４がロック位置４Ａからロック解除位置４Ｂに向けて移動を開始する。可動鉄心１２の初動時に大きな負荷が作用せず、可動鉄心１２が大きな運動エネルギをもった後にロックピン４に衝撃力が作用してその移動が開始し、確実にロックピン４を解除できる。【選択図】図１
2007032118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合部材を係合位置から係合解除位置に移動させるためのソレノイドと、
このソレノイドの可動鉄心および前記係合部材の間を連結している連結機構とを有し、
この連結機構は、前記可動鉄心が移動を開始して所定量だけ移動した後の時点で、当該可動鉄心と前記係合部材の間を連結状態に切り替えることを特徴とするソレノイド式係合解除装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記連結機構は、前記可動鉄心および前記係合部材の間を所定量だけ相対移動可能な状態で連結していることを特徴とするソレノイド式係合解除装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記連結機構は、前記可動鉄心の側に連結されている駆動側連結部材と、前記係合部材の側に連結されている被駆動側連結部材とを備え、前記駆動側連結部材と前記被駆動側連結部材は、前記可動鉄心の移動方向において所定量の遊びのある状態で相互に対峙している係合部をそれぞれ備えていることを特徴とするソレノイド式係合解除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドを駆動源として用いてロック部材、ラッチ爪、ストッパなどの係合部材を係合位置から係合解除位置に移動させるソレノイド式係合解除装置に関し、特に、容量の大きなソレノイドを用いることなく係合部材の係合解除動作を円滑に行うことのできるソレノイド式係合解除装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドはばね力によって例えば突出位置に保持されている可動鉄心を備えており、励磁されると、電磁力によって可動鉄心が引き込まれるように構成されている（特許文献１参照）。ソレノイドは、ロック機構などにおいてロック部材などの係合部材を係合位置から係合解除位置に移動させるための係合解除装置の駆動源として利用されている。かかるソレノイド式係合解除装置では、可動鉄心が係合部材に連結されており、ソレノイドを励磁すると可動鉄心によって係合部材が係合位置から係合解除位置に移動して、係合解除状態に切り替わる。
【特許文献１】特開平８−２７０５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、係合解除時には、静止状態にある係合部材を引き込む必要があり、また、係合部材が係合している被係合部材との間の静摩擦力に逆らって係合部材を引き込む必要がある。したがって、係合部材を係合位置から移動させる際には大きな負荷がソレノイドの可動鉄心に掛かる。さらには、係合部材に被係合部材がばね力などによって押し付けられている場合には、これらの間の摩擦力が大きく、また、これらの間にかじりなどが生じて、係合部材を移動させる際に非常に大きな負荷がソレノイドの可動鉄心に掛かる可能性がある。
【０００４】
これに対して、駆動源であるソレノイドによる係合部材を移動させるための駆動力は、その可動鉄心の初動時において最も小さい。したがって、可動鉄心の初動時に大きな負荷が作用すると可動鉄心を起動できず、係合部材の係合を解除できないおそれがある。そこで、従来のソレノイド式係合解除装置では、初動時の大きな負荷に対応可能な大型のソレノイドを使用せざるを得なかった。
【０００５】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、大型のソレノイドを用いることなく係合解除動作を確実に行うことのできるソレノイド式係合解除装置を提案することにある。
【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、本発明のソレノイド式係合解除装置は、係合部材を係合位置から係合解除位置に移動させるためのソレノイドと、このソレノイドの可動鉄心および前記係合部材の間を連結している連結機構とを有し、この連結機構は、前記可動鉄心が移動を開始して所定量だけ移動した後の時点で、当該可動鉄心と前記係合部材の間を連結状態に切り替えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記連結機構としては、前記可動鉄心および前記係合部材の間を所定量だけ相対移動可能な状態で連結している構成のものを用いることができる。
【０００８】
例えば、この連結機構は、前記可動鉄心の側に連結されている駆動側連結部材と、前記係合部材の側に連結されている被駆動側連結部材とを備え、前記駆動側連結部材と前記被駆動側連結部材は、前記可動鉄心の移動方向において所定量の遊びのある状態で対峙している係合部をそれぞれ備えた構成のものとすることができる。
【０００９】
本発明のソレノイド式係合解除装置の係合解除動作において、ソレノイドが励磁されて可動鉄心が移動を開始する時点では、当該可動鉄心と負荷側の係合部材との間は連結が解除された状態にある。したがって、初動時には可動鉄心に負荷が作用しないので速やかに可動鉄心が移動を開始する。可動鉄心が所定量移動して十分な移動速度になった後に、連結機構は、可動鉄心と負荷側の係合部材の間を連結状態に切り替える。可動鉄心は十分な移動速度で移動しており、大きな運動エネルギをもった状態で負荷側に連結される。この時に、係合部材の側には、係合部材を係合位置から係合解除位置に向けて移動させるための衝撃力が作用する。よって、大きな係合解除力を係合部材の初動時に加えることができるので、係合部材を係合位置から係合解除位置に向けて確実に移動させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のソレノイド式係合解除装置では、ソレノイドの可動鉄心の初動時には負荷を掛けず、可動鉄心が十分な移動速度に達する助走期間を経た後に、係合部材に連結させて当該係合部材の移動を開始させるようにしている。したがって、ソレノイドの立ち上がりと、係合部材の係合解除動作が同時に発生する従来方式とは異なり、係合部材に大きな係合解除力を加えて係合解除位置に向けて移動させることができる。
【００１１】
よって、本発明によれば、ソレノイドの可動鉄心の初動時に係合位置にある係合部材の側から大きな負荷が作用して、可動鉄心が移動せずに、係合解除動作が不能になるという弊害を防止できる。また、可動鉄心の初動時に作用する大きな負荷に対応できるように大型のソレノイドを駆動源として用いる必要がなくなるので、ソレノイド式係合解除装置の小型化、低コスト化も実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したソレノイド式係合解除装置の実施の形態を説明する。
【００１３】
(実施の形態１)
図１は本発明を適用したロック解除装置を示す概略構成図である。ロック解除装置１は、例えば、本体フレーム２に取り付けられている開閉蓋３を閉じ位置にロックしているロックピン４をロック解除位置に引き込むためのものである。ロックピン４は本体フレーム２に形成したピンガイド穴５に沿って上下に移動可能な状態に保持されており、本体フレーム２の上面２ａから上方に突出したロック位置４Ａと、上面２ａからピンガイド穴５内に引き込まれた想像線で示すロック解除位置４Ｂとの間を移動可能である。ロックピン４がロック位置４Ａに突出している状態では、開閉蓋３の下端側の前面３ａがロックピン４に当たり、開閉蓋３のロック状態が形成される。
【００１４】
ロック解除装置１は本体フレーム２の下側に、ロックピン４と同軸状態となるように垂直に取り付けられているソレノイド１１と、このソレノイド１１の円柱状の可動鉄心１２およびロックピン４の間を連結している連結機構１３とを有している。ソレノイド１１は、可動鉄心１２を突出方向に付勢しているコイルばね１４と、可動鉄心１２を吸引するための電磁石１５を備えている。ソレノイド１１を励磁すると、電磁石１５によって可動鉄心１２が吸引される。
【００１５】
連結機構１３は、可動鉄心１２の上端部に同軸状態で固定した駆動側連結部材１６と、ロックピン４の下端部に一体形成された被駆動側連結部１７とを備えている。被駆動側連結部１７は、ロックピン４の円柱状の下端部に形成した所定幅の小径軸部１７ａと、この小径軸部の上端に形成されている円環状下端面１７ｂと、小径軸部の下端に形成されている円環状上端面１７ｃによって規定されている。
【００１６】
駆動側連結部材１６は、円筒状の胴部１６ａと、この下端を封鎖している円形の底板部分１６ｂと、胴部１６ａの上端に取り付けた円環状の天板部分１６ｃとを備えている。底板部分１６ｂには同軸状態で可動鉄心１２の上端部が連結固定されている。円環状の天板部分１６ｃの中心開口１６ｄには、被駆動側連結部１７の小径軸部１７ａが遊びのある状態で差し通されている。小径軸部１７ａの軸線方向の長さは、天板部分１６ｃの厚さよりもδだけ長い。また、中心開口１６ｄは、小径軸部１７ａの円環状下端面１７ｂおよび円環状上端面１７ｃより小径である。したがって、駆動側連結部材１６と被駆動側連結部１７とは、可動鉄心１２の移動方向に沿って所定量δだけ相対移動すると、駆動側連結部材１６の天板部分１６ｃが円環状下端面１７ｂあるいは円環状上端面１７ｃに係合して、相互に連結した状態に切り替わるようになっている。
【００１７】
なお、本例では、ロックピン４のロック位置４Ａを規定する上側ストッパ１８と、ロックピン４のロック解除位置を規定する下側ストッパ１９とを備えている。可動鉄心１２に固定されている連結部材１６が上昇すると、当該連結部材１６の天板部分１６ｃの上面が上側ストッパ１８に当たるようになっている。また、連結部材１６が下降すると、その底板部分１６ｂの裏面が下側ストッパ１９に当たるようになっている。
【００１８】
図２はソレノイド式ロック解除装置１の動作説明図である。まず、図２(ａ)に示すロック状態では、ソレノイド１１がオフ状態にあり、その可動鉄心１２がコイルばね１４のばね力によって上方に押し上げられている。したがって、その上端部に固定されている連結部材１６の天板部分１６ｃの上面が上側ストッパ１８に当たった状態となっている。また、連結部材１６の天板部分１６ｃが、ロックピン４の連結部１７の円環状下端面１７ｂを下側から押し上げており、これにより、ロックピン４がロック位置４Ａに保持されている。
【００１９】
このロック状態において、ソレノイド１１をオンに切り替えると、可動鉄心１２が下方に引かれて、その上端部に固定されている連結部材１６が下方に移動を開始する。ここで、連結部材１６とロックピン側の連結部１７の間には、可動鉄心移動方向に隙間δがあるので、連結部材１６が隙間δだけ移動する間は、可動鉄心１２とロックピン４の間は連結解除状態に維持される。この移動期間は、可動鉄心１２が所定の移動速度に達するための助走期間である。
【００２０】
可動鉄心１２が十分な速度に達して大きな運動エネルギを持った後に、図２(ｂ)に示すように、連結部材１６がロックピン側の連結部１７に連結された連結状態に切り替わり、ロックピン４に大きな衝撃力が加わり、この後は、可動鉄心１２によってロックピン４が引き下げられる。ロックピン４に連結されて当該ロックピン４を移動させるための大きな初動負荷が作用する時点では、可動鉄心１２は十分な運動エネルギを持っているので、ロックピン４を速やかにロック解除位置に向けて移動させることができる。
【００２１】
可動鉄心１２の引き込み動作は、その連結部材１６の裏面が下側ストッパ１９に当たるまで行われる。下側ストッパ１９に当たると、図２(ｃ)に示すように、ロックピン４がロック解除位置４Ｂまで引き込まれたロック解除状態になる。これにより、開閉蓋３は矢印の方向に開けることができる。
【００２２】
なお、図２(ｂ)に示す状態から図２(ｃ)に示す状態に移行する際、ロックピン４と開閉蓋３との係合部分における静摩擦力やかじりなどによって、大きな負荷がソレノイド１１に掛かった場合に、一回の動作でロックピン４をロック位置から移動させることができない場合がある。この場合には、ソレノイド１１を一旦オフ状態にし、所定時間経過後に再びソレノイド１１をオン状態にして、ロックピン４を解除するためのリトライ動作が繰り返される。
【００２３】
以上説明したように、ソレノイド式ロック解除装置１では、ソレノイド１１によりロックピン４をロック解除位置に移動させる際に、まず、可動鉄心１２を移動させ、これが十分な移動速度になるための助走期間をおいた後に、可動鉄心１２をロックピン４の側に連結して、ロックピン４の移動を開始させるようにしている。
【００２４】
したがって、ソレノイドの可動鉄心１２の初動時に、ロックピン４の側から大きな負荷が作用して、移動不能の状態に陥ることを回避できる。よって、従来に比べて小型のソレノイドを用いてもロックピン４によるロックを確実に解除できる。また、リトライ動作においては、ロックピン４に対して繰り返し衝撃力を与えることができるので、スタック状態にあるロックピンを移動させることが容易である。さらに、ソレノイド１１の可動鉄心１２の動作性能を損ねない範囲で、連結部材１６の質量を大きくしておけば、ロックピン４の初動時に大きな衝撃力を当該ロックピン４に加えて、ロックピン４を確実に移動させることができる。
【００２５】
なお、本例では、可動鉄心１２に連結部材１６を固定し、当該連結部材１６とロックピン４の側に形成した連結部１７とを相対移動可能としてある。この代わりに、ロックピン４に連結部材１６を固定し、可動鉄心１２の側に連結部材１６と相対移動可能な連結部１７を形成してもよい。また、連結機構１３は、可動鉄心１２の移動方向に所定量相対移動した後に相互に連結状態に切り替わる機構であればよく、本例の機構に限定されるものではない。
【００２６】
(実施の形態２)
図３は、本発明を適用した位置決めピン引き抜き装置を示す概略構成図である。位置決めピン２１は移動部材２２を所定の位置に位置決めするためのものであり、移動部材２２を所定位置に位置決めした後に、その底面に形成されている垂直な位置決め穴２３に下側から位置決めピン２１を差し込むことにより、移動部材２２が位置決めされる。位置決めピン引き抜き装置２０を用いて、位置決め穴２３に差し込まれている位置決めピン２１を、そこから下方に引き抜いた位置決め解除位置２１Ｂに移動させることができる。
【００２７】
このような位置決めピン引き抜き装置においては、位置決め精度を上げるために、位置決めピン２１と移動部材２２の位置決め穴２３との嵌合隙間をほとんど設けず、あるいは、軽い圧入状態となるように、これらを係合させるか、または、ばね等の付勢部材によって移動部材２２を付勢して、その位置決め穴２３の内周側面を位置決めピン２１の外周面に対して積極的に押し当てるようにしている。このようにして位置決め精度を上げると、位置決めピン２１を位置決め穴２３から引き抜く際には、これらの間に大きな接触摩擦が発生するので、位置決めピン２１の引き抜きが困難になる。したがって、このような位置決めピン引き抜き装置に本発明を適用した場合には、位置決めピン２１の引き抜きを確実に行うことができるので、極めて有効である。
【００２８】
図３を参照して説明すると、本発明を適用した位置決めピン引き抜き装置２０は、位置決めピン２１と一定の間隔で平行となるように垂直姿勢で下向きに配置したソレノイド２４と、このソレノイド２４の可動鉄心２５および位置決めピン２１の間を連結している連結機構２６とを有している。ソレノイド２４の可動鉄心２５はコイルばね２７によって下方に突出した位置に保持されており、電磁石２８を励磁すると、上方に引き込まれるようになっている。
【００２９】
連結機構２６は、位置決めピン２１の下端部２１ａに連結されている昇降部材２９と、この昇降部材２９を昇降させるための揺動リンク３０とを備えている。位置決めピン下端部２１ａと昇降部材２９は一定量δだけ相対的に昇降可能な状態で連結されており、この構造は前述の実施の形態１における駆動側連結部材１６および被駆動側連結部１７と同一である。昇降部材２９の下端には連結ピン３１が取り付けられており、揺動リンク３０の一端に形成された長穴３２に回転およびスライド可能な状態で差し込まれている。揺動リンク３０は、ソレノイド２４と位置決めピン２１の間に位置する支軸３３を中心として上下に揺動可能であり、当該揺動リンク３０の他方の端部は連結ピン３４によって回転自在の状態で可動鉄心２５の下端部に連結されている。
【００３０】
この構成の位置決めピン引き抜き装置２０において、位置決め状態においてソレノイド２４をオンすると、可動鉄心２５が上方に引かれる。昇降部材２９が距離δだけ下降する間は、可動鉄心２５は位置決めピン２１から切り離されており、実質的に無負荷状態で移動して所定の速度に達する。この後に、図３(ｂ)に示すように、昇降部材２９が位置決めピン２１に衝突して、当該位置決めピン２１が下方に引き下げられる位置決め解除動作が開始する。本例においても実施の形態１の場合と同様に、可動鉄心２５の初動時には負荷が作用せず、所定の速度に達する助走期間を経た後に位置決めピン２１の移動を開始させるので、位置決め解除動作を確実に行うことができる。
【００３１】
(実施の形態３)
次に、図４は、本発明を適用したストッパ解除装置の概略構成図である。本例のストッパ解除装置４０は、カード挿入部４１に挿入されているカード４２を当該カード挿入部４１に保持しているストッパ４３を解除位置に移動させるためのものである。カード挿入部４１の底板４４は、その背面側からばね部材４５によってカード排出方向に付勢されており、この底板４４にカード４２が乗っている。底板４４の前端部には係合穴４６が形成されており、ここに、下側からストッパ４３の係合突起４７が差し込まれて、底板４４の移動が阻止されている。
【００３２】
ストッパ４３は、支軸４８を中心として上下に揺動可能であり、その前端部に上方に直角に折れ曲がった係合突起４７が形成されている。ストッパ４３の後端部には上方に垂直に突出しているばね受け４９が形成されており、このばね受け４９と底板背面部分との間にばね部材４５が圧縮状態で装着されている。
【００３３】
ストッパ解除装置４０は、ストッパ４３の後端５０の真上に、下向き姿勢で垂直に配置したソレノイド５１と、このソレノイド５１の可動鉄心５２およびストッパ後端５０の間を連結している連結機構５３とを備えている。連結機構５３は、可動鉄心５２の先端に固定したコの字状断面の駆動側連結部材５４と、ストッパ後端５０に固定した被駆動側連結部材５５とを備えている。これらの連結部材５４、５５はコの字状断面のものであり、所定距離δだけ相対移動可能な状態で相互に組み合わせた状態に配置されている。
【００３４】
ストッパ４３によってカード４２の排出が阻止されている図４(ａ)の状態において、ソレノイド５１をオンすると、その電磁石５６によって可動鉄心５２が付勢ばね５７のばね力に逆らって上方に引き込まれる。可動鉄心５２の初動期間においては、連結部材５４、５５には隙間があるので、可動鉄心５２は実質的に無負荷状態で移動する。可動鉄心５２が所定距離δだけ移動した後は、図４(ｂ)に示すように、連結部材５４、５５が相互に連結された状態になり、ストッパ４３の後端５０が上方に引き上げられる。
【００３５】
このように、ストッパ４３の初動時には可動鉄心５２の側から衝撃力が作用するので、ストッパ４３が確実に駆動される。図４(ｃ)に示すように、ストッパ４３の前端側の係合突起４７が係合穴４６から下方に外れて、ストッパ解除状態に切り替わると、ばね部材４５によって前方に押されている底板４４が前方に排出され、そこに乗っているカード４２がカード挿入部４１から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用したロック解除装置の概略構成図である。
【図２】図１のロック解除装置の動作説明図である。
【図３】本発明を適用した位置決めピン引き抜き装置の動作説明図である。
【図４】本発明を適用したストッパ解除装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ロック解除装置
４  ロックピン
１１  ソレノイド
１２  可動鉄心
１３  連結機構
１６  連結部材
１７  連結部
２０  位置決めピン引き抜き装置
２１  位置決めピン
２１ａ  下端部
２４  ソレノイド
２５  可動鉄心
２６  連結機構
２９  昇降部材
３０  揺動リンク
４０  ストッパ解除装置
４３  ストッパ
５１  ソレノイド
５２  可動鉄心
５３  連結機構
５４、５５  連結部材
【図１】
2007032118.tif 000003
【図２】
2007032118.tif 000004
【図３】
2007032118.tif 000005
【図４】
2007032118.tif 000006