JP2004207393A - ロータリーソレノイド - Google Patents

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幹修 長谷川
Yasushi Miura
康 三浦
Masahiro Yoshida
昌弘 吉田
Hiroshi Tachiki
博 立木
Norinana Tochisawa
則七 栃澤
Akihiro Chiba
昭弘 千葉
Hisashi Hashimoto
寿 橋本
Masahiro Suzuki
正弘 鈴木
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Aisin Tohoku Co Ltd
Aisin Corp
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SANKO KASEI KK
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Tohoku Co Ltd
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Abstract

【課題】性能を安定化することができるロータリーソレノイドを提供する。
【解決手段】ロータリーソレノイド10は、永久磁石により一対の磁極が形成されたロータ24に対向配置される一対の第1ヨーク21及び第2ヨーク22と、第1ヨーク21及び第2ヨーク22に挟まれたコア23と、コア23に巻装され通電により第1ヨーク21及び第2ヨーク22に一対の磁極を形成するコイル25とを備える。これら第1ヨーク21、第2ヨーク22、コア23及びコイル25が樹脂モールドされる。第1ヨーク21及び第2ヨーク22のコア23を挟む側と反対側の外側面には、樹脂材からなる突起部26aが設けられている。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーソレノイドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ロータリーソレノイドとして、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1に従来例として記載されたロータリーソレノイドは、図8に示すようにヨーク90を3分割した第1ヨーク91、第2ヨーク92及びコイルが巻装されるコア93により構成されている。そして、コア93の一端及び他端がそれぞれ固定ねじ94,95にて第1ヨーク91及び第2ヨーク92に締結されている。
【0003】
このような構造の場合、組付けのために2個の固定ねじ94,95を必要とし、部品点数の増大を余儀なくされている。また、ねじ穴の加工などを必要とし、組付け工数の増大を余儀なくされている。そして、こうした部品点数及び組付け工数の増大により、コストも増大することになっている。
【0004】
また、第1及び第2ヨーク91,92の位置がばらつくことで、これらに対向するロータ96とのエアギャップ(間隙)も均一ではなくなり、その品質・性能にばらつきを生じてしまう。
【0005】
また、特許文献1に実施例として記載されたロータリーソレノイドは、図9に示すようにヨーク100を2分割した第1ヨーク101及び第2ヨーク102により構成され、これら第1ヨーク101及び第2ヨーク102の一部にてコイルが巻装されるコア部を形成している。そして、この2分割した第1ヨーク101及び第2ヨーク102をロータのシャフト103を軸支する2枚の軸受板104,105にて固定している。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−154267号公報
【特許文献2】
特開2000−341927号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構造であっても部品点数等の増大を余儀なくされ、やはりコストが増大することになっている。また、第1ヨーク101及び第2ヨーク102を2枚の軸受板104,105にて挟む必要があることから、ロータリーソレノイドとしての大型化も余儀なくされている。
【0008】
従来の別のロータリーソレノイドとして、例えば特許文献2に記載されたものも知られている。この特許文献2に記載されたロータリーソレノイドは、外側に左右一対のヨークとこれらに挟まれたコイルが巻装されるコアとを備え、これら両ヨーク及びコアを樹脂モールドすることにより構成されている。
【0009】
ところが、両ヨーク及びコアは別部材であることから、樹脂モールド時に型内にセットするときにその位置にばらつきが生じることがある。そして、各ヨークとコアとの当接部が容易にずれてしまうため、例えばこれにより生じる間隙によって性能が低下してしまう。
【0010】
また、ヨークの円弧部(51,52)の配置がばらつくと、ロータとのエアギャップ(間隙)も均一ではなくなり、やはりその品質・性能にばらつきを生じてしまう。
【0011】
本発明の目的は、性能を安定化することができるロータリーソレノイドを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、永久磁石により一対の磁極が形成されたロータに対向配置される一対の第1ヨーク及び第2ヨークと、該第1ヨーク及び該第2ヨークに挟まれたコアと、該コアに巻装され通電により該第1ヨーク及び該第2ヨークに一対の磁極を形成するコイルとを備え、これら第1ヨーク、第2ヨーク、コア及びコイルが樹脂モールドされたロータリーソレノイドにおいて、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークの前記コアを挟む側と反対側の外側面には、突起部が設けられたことを要旨とする。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のロータリーソレノイドにおいて、前記突起部には第1係合部が設けられ、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークには、前記第1係合部と係合する第2係合部が形成されたことを要旨とする。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のロータリーソレノイドにおいて、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークに設けられた前記突起部は、該両突起部を結ぶ直線が前記ロータの略中心を通るように配置されていることを要旨とする。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載のロータリーソレノイドにおいて、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークに設けられた前記突起部は、該両突起部を結ぶ直線が、前記コアを挟む方向に略沿って該コアを通り抜けるように配置されていることを要旨とする。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のロータリーソレノイドにおいて、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークには、凹部及び該凹部に挿入可能な凸部のいずれか一方が形成され、前記コアには、前記凹部及び前記凸部のいずれか他方が形成されたことを要旨とする。
【0017】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークの前記コアを挟む側と反対側の外側面には、突起部が設けられる。第1ヨーク、第2ヨーク、コア及びコイルを樹脂モールドする際には、該コアを第1及び第2ヨークで挟んだ状態で突起部をスライドカタで押しつぶしながら該第1ヨーク及び該第2ヨークを上記コア側に押しつけて行う。これにより、第1ヨーク、第2ヨーク、コア及びコイルを樹脂モールドする際に、これらに無理な力がかかることが抑制される。そして、例えば第1ヨーク及び第2ヨークとコアとの各接触が確実に行われ、性能が安定化される。また、第1ヨーク及び第2ヨークと上記ロータとの相対位置が安定化され、これによりエアギャップが均一に保たれることで性能が安定化される。
【0018】
請求項2に記載の発明によれば、前記突起部には第1係合部が設けられ、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークには、前記第1係合部と係合する第2係合部が形成される。従って、前記突起部は、第1及び第2係合部が係合することで確実に前記第1ヨーク及び前記第2ヨークの所要位置に設けられる。これにより、上記樹脂モールドする際に第1ヨーク及び第2ヨークは、突起部を介したスライドカタの所要位置からの押圧によって上記コア側に押しつけられる。
【0019】
請求項3に記載の発明によれば、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークに設けられた前記突起部は、該両突起部を結ぶ直線が前記ロータの略中心を通るように配置される。これにより、上記樹脂モールドする際に第1ヨーク及び第2ヨークは、突起部を介したスライドカタの押圧によって上記ロータ(実際には、樹脂モールド後にロータとの相対位置を決定するカタ)に対し略対称的な力でコア側に押しつけられる。そして、第1ヨーク及び第2ヨークと上記ロータとの相対位置が更に安定化される。
【0020】
請求項4に記載の発明によれば、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークに設けられた前記突起部は、該両突起部を結ぶ直線が、前記コアを挟む方向に略沿って該コアを通り抜けるように配置される。これにより、上記樹脂モールドする際に第1ヨーク及び第2ヨークは、突起部を介したスライドカタの押圧によって上記コアを挟む方向に略沿ってコア側に押しつけられる。そして、第1ヨーク及び第2ヨークとコアとの各接触が更に確実に行われる。
【0021】
請求項5に記載の発明によれば、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークには、凹部及び該凹部に挿入可能な凸部のいずれか一方が形成され、前記コアには、前記凹部及び前記凸部のいずれか他方が形成される。従って、第1ヨーク、第2ヨーク、コア及びコイルを樹脂モールドする際に第1ヨーク及び第2ヨークとこれらに挟まれたコアとの間に位置ずれが生じたとしても、前記凹部及び前記凸部によってこれら第1ヨーク、第2ヨーク及びコアの接触面積の低下が抑制され、その性能低下が抑制される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
図1は、本実施形態のロータリーソレノイド10を示す正面図及び側面図であって、説明の便宜上、樹脂モールドによる樹脂ケースを除いて図示している。また、図2は、ロータリーソレノイド10を示す正面図である。
【0023】
図2に示されるように、ロータリーソレノイド10は、非磁性材である樹脂材にて樹脂モールドされた樹脂ケース11にてその外周部が覆われている。そして、樹脂ケース11に一体形成されたコネクタ部12からは、給電用端子12a,12bが露出している。
【0024】
図1に示されるように、ロータリーソレノイド10は、互いに略同一形状を有して対をなす第1ヨーク21及び第2ヨーク22と、これら第1及び第2ヨーク21,22に挟まれるコア23とを備えている。高透磁率材料からなる第1及び第2ヨーク21,22は、それぞれ一側方向(図1の上下方向)に伸びるアーム部21a,22aと、同アーム部21a,22aの各先端側(図1の上側)から互いに対向する方向に伸びる対向部21b,22bとを備えている。
【0025】
第1及び第2ヨーク21,22は略対称に配置されており、アーム部21a,22aの各基端側(図1の下側)には対向面から外側に向かって凹設された切欠き21c,22cが形成されている。これら切欠き21c,22cは、紙面に直交する方向に貫通している。一方、高透磁率材料からなる略円柱体形状のコア23には、上記切欠き21c,22cに対応して一側及び他側(図1の右側及び左側)に突設された凸部23a,23bが形成されている。図5に併せ示されるように、これら凸部23a,23bは、円柱体の各端部においてその軸線と略直交する互いに略平行な2方向で切り欠くことで形成されている。従って、これら凸部23a,23bは2面幅となっている。コア23は、上記凸部23a,23bがそれぞれ切欠き21c,22cに挿入されることで第1及び第2ヨーク21,22間に位置決めされている。なお、この位置決めされた状態において、凸部23a,23bの端面と切欠き21c,22cの対向面(底面)との間に若干の隙間が設定されている。これは、上記位置決めされた状態において、凸部23a,23bの基端側でのコア23の端面と第1及び第2ヨーク21,22の対向面との接触を確実にするためである。
【0026】
また、上記対向部21b,22bの各先端には、これらによって略円形をなす円弧部21d,22dが形成されている。これら円弧部21d,22d間には、紙面に直交する方向に軸線が延びるロータ24が所定の間隙を有して回動可能に配置されている。このロータ24の外周部は、同外周部を略2等分する態様で互いに逆極性(N極、S極)となる一対の永久磁石が固着されている。
【0027】
上記コア23には、コイル25が巻装されている。このコイル25は、第1ヨーク21、第2ヨーク22、コア23及び円弧部21d,22d間の空隙を磁路とする磁界を発生させるためのものである。即ち、コイル25は前記給電用端子12a,12bを介した通電により円弧部21d,22dにN極、S極をそれぞれ出現させ、永久磁石が固着された前記ロータ24を回転駆動するようになっている。
【0028】
ここで、各アーム部21a,22aの先端側(図1の上側)の外側面には、それぞれ内側に向かって略U字状に凹設された装着溝21e,22eが形成されている。図4に併せ示すように、これら装着溝21e,22eは、その中心部を結ぶ直線L1が上記円弧部21d,22dが形成する円周の略中心を通るように設定されている。また、各アーム部21a,22aの基端側(図1の下側)の外側面には、それぞれ内側に向かって略U字状に凹設された装着溝21f,22fが形成されている。図4に併せ示すように、これら装着溝21f,22fは、その中心部を結ぶ直線L2が上記凸部23a,23bを通るように設定されている。これら装着溝21e,21f,22e,22fは、紙面に直交する方向に貫通している。そして、各装着溝21e,21f,22e,22fには、これらの内壁面に応じた外壁面を有して略帯状に形成された樹脂製の装着体26が装着されている。図1の範囲Cに拡大して示すように、この装着体26には、略円錐状の複数(2つ)の突起部26aが所定の間隔をおいて設けられている。
【0029】
次に、上記のように構成されたロータリーソレノイド10の作用を説明する。
図3は、第2ヨーク22に形成された切欠き22c及びコア23に形成された凸部23bの作用を説明するための模式図であって、図3(a)は正常な組付け状態を示し、図3(b)は組付けにずれが生じた状態を誇張して示している。なお、第1ヨーク21に形成された切欠き21c及びコア23に形成された凸部23aの作用も同様であるため、その説明を割愛する。
【0030】
図3(a)に示されるように、第2ヨーク22及びコア23が正常に組付けられた状態では、これらが密着して接触することで性能に影響を及ぼすことはない。一方、図3(b)に示されるように、第2ヨーク22及びコア23がずれて組付けられた状態では、これらに微妙な間隙が生じてしまう。しかしながら、コア23の凸部23bを第2ヨーク22の切欠き22cに挿入する形状としたことで、例えば図3(b)に2点鎖線で示した形状でのずれが生じる場合に比べ、第2ヨーク22及びコア23の接触面積(対向面積)の低下が抑制され、実質的な性能低下も抑制される。
【0031】
また、図4は、上記第1ヨーク21、第2ヨーク22及びコイル25の巻装されたコア23を樹脂モールドして樹脂ケース11を形成する際の前記装着体26の突起部26aの作用を説明するための模式図である。同図に示されるように、第1及び第2ヨーク21,22は、前記円弧部21d,22dの内周面に応じた外周面を有して図示しない下カタに形成された円柱部31及びコア23を挟んで上カタ及び下カタ間に配置される。この位置決めされた状態において、スライドカタ32,33にて突起部26aを押しつぶすように押圧して第1ヨーク21及び第2ヨーク22を円柱部31及びコア23へと押しつける。このとき、突起部26aを押しつぶすようにして第1及び第2ヨーク21,22をコア23に押しつけることで、これらの接触が確実となる。また、突起部26aを押しつぶすようにして第1及び第2ヨーク21,22を円柱部31に押しつけることで、円弧部21d,22dの配置寸法が安定化する。そして、このように堅固に位置決めされた状態で樹脂モールドすることで樹脂ケース11が形成され、上記第1ヨーク21、第2ヨーク22及びコイル25の巻装されたコア23が一体とされる。
【0032】
以上により、第1及び第2ヨーク21,22及びコア23の接触が確実となることで、その性能が安定化する。また、円弧部21d,22dの配置寸法が安定化することで、ロータ24とのエアギャップの寸法も均一に保持され、品質・性能が安定化する。
【0033】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、第1及び第2ヨーク21,22のコア23が接触する側と反対側の外側面には、樹脂材からなる突起部26aが設けられる。第1ヨーク21、第2ヨーク22、コア23及びコイル25を樹脂モールドする際には、該コア23を第1及び第2ヨーク21,22で挟んだ状態で突起部26aをスライドカタ32,33で押しつぶしながら該第1ヨーク21及び該第2ヨーク22を上記コア23及び円柱部31側に押しつけて行う。これにより、第1ヨーク21、第2ヨーク22、コア23及びコイル25を樹脂モールドする際に、これらに無理な力がかかることを抑制できる。そして、第1ヨーク21及び第2ヨーク22とコア23との各接触を確実に行うことができ、性能を安定化できる。また、コア23及び円柱部31により第1ヨーク21及び第2ヨーク22の位置決めを確実に行うことで、第1ヨーク21及び第2ヨーク22と上記ロータ24との相対位置を安定化でき、これによりエアギャップを均一に保つことで性能を安定化できる。
【0034】
(2)本実施形態では、前記突起部26aは、前記第1ヨーク21及び前記第2ヨーク22に形成された装着溝21e,21f,22e,22fに装着体26が装着されることで確実に前記第1ヨーク21及び前記第2ヨーク22の所要位置に設けられる。これにより、上記樹脂モールドする際に第1ヨーク21及び第2ヨーク22は、突起部26aを介したスライドカタ32,33の所要位置からの押圧によって上記コア23側に押しつけられる。
【0035】
(3)本実施形態では、前記第1ヨーク21及び前記第2ヨーク22に設けられた前記突起部26aは、これを結ぶ直線L1が前記ロータ24(円柱部31)の略中心を通るように配置される。これにより、上記樹脂モールドする際に第1ヨーク21及び第2ヨーク22は、突起部26aを介したスライドカタ32,33の押圧によって上記円柱部31(ロータ24)に対し略対称的な力でコア23側に押しつけられる。そして、第1ヨーク21及び第2ヨーク22と上記ロータ24との相対位置を更に安定化できる。
【0036】
(4)本実施形態では、前記第1ヨーク21及び前記第2ヨーク22に設けられた前記突起部26aは、これを結ぶ直線L2が、前記コア23が挟まれる方向に略沿って該コア23を通り抜けるように配置される。これにより、上記樹脂モールドする際に第1ヨーク21及び第2ヨーク22は、突起部26aを介したスライドカタ32,33の押圧によって上記コア23が挟まれる方向に略沿ってコア23側に押しつけられる。そして、第1ヨーク21及び第2ヨーク22とコア23との各接触を更に確実に行うことができる。
【0037】
(5)本実施形態では、前記第1ヨーク21及び前記第2ヨーク22には切欠き21c,22cが形成され、前記コア23には凸部23a,23bが形成される。従って、第1ヨーク21、第2ヨーク22、コア23及びコイル25を樹脂モールドする際に第1ヨーク21及び第2ヨーク22とこれらに挟まれたコア23との間に位置ずれが生じたとする。この場合、前記切欠き21c,22c及び前記凸部23a,23bによってこれら第1ヨーク21、第2ヨーク22及びコア23の接触面積の低下を抑制でき、その性能低下を抑制できる。
【0038】
(5)本実施形態では、凸部23a,23bを2面幅とすることで第1及び第2ヨーク21,22に対するコア23の回転方向のガタを抑制することができ、凸部23a,23bの外側面と切欠き21c,22cの内側面との隙間を小さくすることができる。
【0039】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、凸部23a,23bが2面幅となるコア23を採用したが、例えば図6に示されるように1面のみが平面となる凸部41a,41bを有するコア41を採用してもよい。この場合、凸部41a,41bの切欠きが減る分、コアの加工工数を低減することができる。
【0040】
・前記実施形態においては、略円柱体のコア23を採用したが、例えば図7に示されるように略四角柱体のコア42を採用してもよい。この場合も、コア42の一側及び他側(図7の右側及び左側)に2面幅となる凸部42a,42bを形成する。この場合、略円柱体のコアに比べて凸部42a,42bと第1及び第2ヨーク21,22(切欠き21c,22c)との接触面積を大きく確保することができる。また、凸部42a,42bを2面幅とすることで第1及び第2ヨーク21,22に対するコア42の回転方向のガタを抑制することができ、凸部42a,42bの外側面と切欠き21c,22cの内側面との隙間を小さくすることができる。
【0041】
あるいは、この場合であっても図6の形態に準じて、1面のみが平面となる凸部を採用してもよい。この場合、凸部の切欠きが減る分、コアの加工工数を低減することができる。
【0042】
・前記実施形態において、コアを軸線方向に一様となる略円柱体形状にしてもよい。すなわち、コアの端部を凸部としてそのまま利用する。そして、このコアを第1及び第2ヨークに形成した略有底円筒状の凹部に嵌入(挿入)するようにしてもよい。この場合、コアの端部と第1及び第2ヨーク(凹部)との接触面積を最大限に確保することができる。
【0043】
・前記実施形態において、コアを軸線方向に一様となる略四角柱体形状にしてもよい。そして、このコアを第1及び第2ヨークに形成した略有底四角筒状の凹部に嵌入(挿入)するようにしてもよい。この場合も、コアの端部と第1及び第2ヨーク(凹部)との接触面積を最大限に確保することができる。
【0044】
・前記実施形態において、コアに凸部を形成し、第1及び第2ヨークに切欠き(凹部)を形成したが、これらの関係は互いに逆であってもよい。すなわち、コアに切欠き(凹部)を形成し、第1及び第2ヨークに凸部を形成してもよい。
【0045】
・前記実施形態においては、突起部26aを円錐状に形成したが、例えば角錐状に形成してもよい。また、これに限らず突起部26aを円柱状や多角柱状に形成してもよい。
【0046】
・前記実施形態においては、装着体26を装着溝21e,21f,22e,22fに装着することで突起部26aを第1及び第2ヨーク21,22に設けたが、例えば樹脂モールドにて突起部26a(及び装着体26)を第1及び第2ヨーク21,22に設けてもよい。
【0047】
・前記実施形態においては、装着体26(突起部26a)の配置は一例であってその他の位置に設けてもよい。
・前記実施形態においては特に言及していないが、コイル25はコア23に挿入されたボビンに巻装される構造であってもよい。
【0048】
・本実施形態では、突起を樹脂材で形成しているが、ゴム等の弾性体もしくはヨークに直接突起部を設ける構成としてもよい。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1乃至5に記載の発明によれば、性能を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す正面図及び側面図。
【図2】同実施形態を示す正面図。
【図3】同実施形態の動作を示す説明図。
【図4】同実施形態の動作を示す説明図。
【図5】同実施形態を分解して示す正面図及び側面図。
【図6】同実施形態の別例を分解して示す正面図及び側面図。
【図7】同実施形態の別例を分解して示す正面図及び側面図。
【図8】従来例を示す断面図。
【図9】別の従来例を示す斜視図。
【符号の説明】
10 ロータリーソレノイド
11 樹脂ケース
21 第1ヨーク
21c,22c 凹部としての切欠き
21e,21f,22e,22f 第2係合部としての装着溝
22 第2ヨーク
23 コア
23a,23b 凸部
24 ロータ
25 コイル
26 第1係合部としての装着体
26a 突起部

Claims (5)

  1. 永久磁石により一対の磁極が形成されたロータに対向配置される一対の第1ヨーク及び第2ヨークと、該第1ヨーク及び該第2ヨークに挟まれたコアと、該コアに巻装され通電により該第1ヨーク及び該第2ヨークに一対の磁極を形成するコイルとを備え、これら第1ヨーク、第2ヨーク、コア及びコイルが樹脂モールドされたロータリーソレノイドにおいて、
    前記第1ヨーク及び前記第2ヨークの前記コアを挟む側と反対側の外側面には、突起部が設けられたことを特徴とするロータリーソレノイド。
  2. 請求項1に記載のロータリーソレノイドにおいて、
    前記突起部には第1係合部が設けられ、
    前記第1ヨーク及び前記第2ヨークには、前記第1係合部と係合する第2係合部が形成されたことを特徴とするロータリーソレノイド。
  3. 請求項1又は2に記載のロータリーソレノイドにおいて、
    前記第1ヨーク及び前記第2ヨークに設けられた前記突起部は、該両突起部を結ぶ直線が前記ロータの略中心を通るように配置されていることを特徴とするロータリーソレノイド。
  4. 請求項1又は2に記載のロータリーソレノイドにおいて、
    前記第1ヨーク及び前記第2ヨークに設けられた前記突起部は、該両突起部を結ぶ直線が、前記コアを挟む方向に略沿って該コアを通り抜けるように配置されていることを特徴とするロータリーソレノイド。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のロータリーソレノイドにおいて、
    前記第1ヨーク及び前記第2ヨークには、凹部及び該凹部に挿入可能な凸部のいずれか一方が形成され、
    前記コアには、前記凹部及び前記凸部のいずれか他方が形成されたことを特徴とするロータリーソレノイド。
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