JPH0513522B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は一定の角度を往復回動するロータリー
ソレノイド、即ち、パルスが入力されると、ロー
タが一定の角度回動してロータのずれ角を拘束
し、パルスを断つと、ロータは拘束が解かれ、軽
い復元力を付与することにより元の位置に復帰す
るいわゆる往復回動運動を行うロータリーソレノ
イドの改良に関する。

〔従来技術〕

今日、ロータリーソレノイドは、プリンターな
どの印字装置のプリントヘツドニードルやミニポ
ンプのプランジヤー、あるいは、パチンコ遊技装
置に於けるパチンコ球を打球する打球杆などの駆
動機構を動作させる駆動源として数多く用いられ
ており、一般に、第６図に示す円形構造のものが
採用されている。即ち、第６図において、１は円
形状に形成された固定子ヨークで、その内周面の
中央には一対の磁極２ａ，２ｂが互いに相対向し
て一体に形成され、これら磁極２ａ，２ｂにはそ
れぞれコイル３ａ，３ｂを一定回数巻回して両コ
イルを直列に接続し、前記磁極２ａ，２ｂ間の空
間部には磁極２ａ，２ｂと対応して２個の突極を
備えたロータ４を挿入し、このロータ４を、図示
しない軸受に回動軸５を回動自在に支持させて構
成される。そして、その動作は、コイル３ａ，３
ｂに制御パルスを流すと、固定子ヨーク１にはロ
ータ４を経て磁束が流れ、ロータ４に付設したア
ーム６が固定子ヨーク１とロータ４とに流れる磁
束の反発と吸引作用によつてストツパー７からス
トツパー８側に回動し、前記コイル３ａ，３ｂに
パルスが入力されている間は、アーム６をストツ
パー８側に拘束し、パルスを断つと、磁束が消減
するため、アーム６はその自重あるいは図示しな
い軽い復元力（例えば、ばね部材の使用）を付与
することにより、ストツパー７側に戻つてロータ
４を原位置に復帰させる。なお、第６図に示すロ
ータリーソレノイドＡは、磁極２ａ，２ｂを２ケ
設けた２極構造となつているので、ロータの回動
範囲は約90°となるものの、0°と90°の地点では発
生トルクが「０」であるため、使用に際しては、
一般にロータ４の回動範囲をストツパー７，８に
より約70°ぐらいの範囲に規制して使用している。

しかるに、前記円形構造のロータリーソレノイ
ドＡにおいては、次のような欠点があつた。

(1) 円形構造のロータリーソレノイドにおいて、
発生トルクを大きくする場合は、ロータ４の径
寸法及びコイル３ａ，３ｂのアンペアターンを
大きくする必要があつた。しかし、ロータ４の
径寸法を大きくすることは磁極２ａ，２ｂ間の
距離が長くなり、また、アンペアターンの増加
は磁極２ａ，２ｂにコイル導線を多数回巻回し
たり、線径の太いコイル導線を使用しなければ
ならないので、円形状の固定子ヨーク１は前記
の各条件を満足させるために、その径寸法が大
きくなり、しかも、不必要な空間部を多く残し
て製作していたので、ロータリーソレノイドＡ
は必然的に大形化し、このため、プリンターや
ミニポンプなど、ロータリーソレノイドＡを使
用する機器内の狭い場所への取付けが困難であ
るばかりでなく、使用に際しては使用機器が大
形化するという問題があつた。

(2) また、磁極２ａ，２ｂにコイル３ａ，３ｂを
巻回する場合は、固定子ヨーク１が円形状に形
成されて磁極２ａ，２ｂの上下方向が閉鎖され
ているので、例えば、単にコイルボビンを回転
させてコイル導線を巻くことができず、このた
め、コイル導線を導出する図示しない巻線機の
導線繰出腕を、固定子ヨーク１内をくぐらせ
て、複雑な回転運動をさせながらコイル３ａ，
３ｂを巻回しなければならないので、巻回作業
が迅速に行えないとともに、構造が複雑で高価
な巻線機を使用するため、円形ロータリーソレ
ノイドの製作に際し相当の設備投資を必要とす
る。

(3) 更に、コイル３ａ，３ｂは磁極２ａ，２ｂに
それぞれ分割して巻回し、しかも、巻回後は手
作業によつて両コイル３ａ，３ｂを接続しなけ
ればならないので、コイル３ａ，３ｂの巻回作
業は、前項の２で記載したように、コイルの巻
回に時間がかかることとあわせて、非常に手間
と時間がかかり、円形ロータリーソレノイドの
量産性を阻害する大きな要因となつていた。

このように、第６図に示す円形構造のロータリ
ーソレノイドＡは、発生トルクの増大をはかると
大形化し、しかも、製作に際しては円形状の固定
子ヨーク１を使用している関係上、コイルの巻線
作業が迅速に行えず、この結果、製作コストが上
昇するなど、その使用及び製作に際して種々の問
題があつた。

〔発明の目的〕

この発明は前記の欠点を除去して、簡単な構造
で、製作が容易となり、しかも、発生トルクを大
きくしてもロータリーソレノイド自体は特別大形
化せず、機器の狭隘な場所にも容易に取付けるこ
とができるロータリーソレノイドを提供するもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は固定子ヨークをほぼコ字状に形成し、
この固定子ヨーク上部の橋絡部（連結）側にコイ
ルを取付け、固定子ヨーク下部の開放部（橋絡部
と反対側）内側に位置する磁極間には、ロータを
回動自在に軸支させてロータリーソレノイドを構
成するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図によ
り説明する。

第１図において、１１は固定子ヨークで、珪素
鋼板などの電磁鋼板をほぼコ字状に打抜き、これ
を必要枚数積層しカシメピン１２により固定し
て、平行な磁路片１１ｃ，１１c′の上部にコイル
取付用の橋絡部１１ａを、平行な磁路片１１ｃ，
１１c′の下部端部の内側面には、突稜を先端に備
えて円弧状に形成した磁極１１ｂ，１１b′がそれ
ぞれ設けられている。１３は固定子ヨーク１１の
橋絡部１１ａに取付けたコイルで、このコイル１
３は第３図に示すように、コイルボビン１４を２
分割し、各分割部分を固定子ヨーク１１の積層端
面の両側から前記橋絡部１１ａに嵌め合せ接合な
どにより挾持させ、コイルボビン１４の接合部１
４ａを接着テープあるいは接着剤などを用いて接
合固定することにより固定子ヨーク１１に取付け
られる。コイルボビン１４のコイル導線を巻回す
る場合は、例えば、固定子ヨーク１１を図示しな
い巻線機の回転軸に取付けて、コイルボビン１４
を固定子ヨーク１１と一体に回転させることによ
つてコイル導線をコイルボビン１４に巻回する。
この際、固定子ヨーク１１の磁路片１１ｃ，１１
c′下部は開放されているので、コイル導線の巻回
作業は固定子ヨーク１に妨げられることなく、迅
速容易に行える。１５は固定子ヨーク１１下部の
磁極１１ｂ，１１b′間に開口するロータ挿入孔１
６に挿入される磁性材料からなるロータで、固定
子ヨーク１１の磁極１１ｂ，１１b′と対応する部
位の突極１５ａ，１５a′を弧状に、そして他の残
りの部位を偏平状となして形成されている。１７
は中央部にロータ１５の回動軸１５ｃを受ける軸
受１８を収納する軸受嵌合部１７ａを穿設して両
側に取付腕部１７ｂを一体に延設したブラケツト
で、ロータ１５を固定子ヨーク１１に取付ける場
合は、ロータ１５の回動軸１５ｃに軸受１８を挿
着してからこのロータ１５を固定るヨーク１１の
ロータ挿入孔１６に挿入し、つづいて、ロータ１
５の両側からブラケツト１７を嵌め込んでその軸
受嵌合部１７ａに軸受１８を収納することによ
り、ブラケツト１７を固定子ヨーク１１の端面に
当接し、この状態で一方のブラケツトから締付ね
じ１９を固定子ヨーク１１を貫通させて他方のブ
ラケツトに螺着して、前記ブラケツト１７をそれ
ぞれ固定子ヨーク１１に固定すると、ロータ１５
はロータ挿入孔１６の電気的中心位置に取付ける
ことができる。

本発明のロータリーソレノイドＢは前記のよう
にして構成され、次に、その使用状態を第５図に
より説明する。

第５図はロータリーソレノイドＢを例えば、パ
チンコ遊技装置の打球発射装置に実施した例を示
すもので、ロータリーソレノイドＢはパチンコ遊
技装置の取付基板２０に回動軸１５ｃのみを貫通
させ、ねじ２１を固定子ヨーク１１に締着した支
持ナツト２２に螺着して前記取付基板２０に止着
し、前記取付基板２０を貫通したロータ１５の回
動軸１５ｃは操作杆２３の基端を取付ける。そし
て、操作杆２３の回動軌跡の途中、即ち、操作杆
２３の回動範囲内において、操作杆２３の回動範
囲を規制するストツパー２４，２５を第５図に示
すように、取付基板２０にそれぞれ取付ける。

次に、操作杆２３を動作させるときは、図示し
ない操作つまみによりスイツチを投入し、取付基
板２０に取付けられる図示しないパルス発生装置
から制御パルスをロータリソレノイドＢに送り、
ロータリーソレノイドＢのコイル１３を励磁して
ロータ１５を回動させると、操作杆２３は第５図
の２点鎖線で示す位置、即ち、ストツパー２５に
衝突する位置まで回動して、図示しないパチンコ
球を打撃発射する。なお、操作杆２３はストツパ
ー２５に衝突した後でロータリーソレノイドＢに
パルスを送るのを断つと、コイル１３の励磁が解
かれてロータリーソレノイドＢのロータ１５はそ
の拘束力が解消されるため、操作杆２３は自重に
よりストツパー２４と衝突する位置まで戻る（ス
タート地点に復帰する）。したがつて、パルスの
断続時間を制御すれば、操作杆２３の発射回数を
任意に調節することができる。また、ストツパー
２４の取付位置を任意に可変できる構造にすれ
ば、ロータリーソレノイドＢのロータ１５の回動
角が調整できるため、操作杆２３の打球力を変化
させることができる。

第４図は本考案のロータリーソレノイドＢに、
これを動作させるパルス発生装置を取付けた実施
例を示すもので、その構造は、パルス発生装置２
６を収納した函体２７の底部に取付脚筒２８を一
体に形成し、この取付脚筒２８を、ブラケツト１
７及び支持ナツト２２を固定子ヨーク１１に締着
する締付ねじ１９，２９によりロータリーソレノ
イドＢの背面に取付けることにより、パルス発生
装置２６の取付スペースを節約することが可能と
なる。

更に、本考案は、ロータ１５を磁性材料を用い
て形成した例について説明したが、これに代え
て、永久磁石を利用したロータを使用することに
より、ロータの回動角を大きく（約180°）した
り、あるいは、パルスを断つてもロータ自体が、
自重あるいは外部から復元力を与えなくても固定
子ヨークと永久磁石による吸引力によつて、自己
復帰することができるため、ロータリーソレノイ
ドの使用範囲を拡大できる利点がある。

また、固定子ヨーク１１は珪素鋼板を使用する
代りに、磁性材料をほぼコ字状に鍛造加工したも
のを使用してもよい。

なお、本発明のロータリーソレノイドＢは、パ
チンコ球を打撃発射するパチンコ遊技装置に実施
した例について説明したが、これに限定すること
なく、ロータリーソレノイドＢの回動軸に直結し
た操作杆２３を、例えば、プリンターのプリント
ヘツトニードルに連結して文字を印字したり、ミ
ニポンプのプランジヤーに連結させて給水、排水
作業に利用したり、あるいは、ロボツトの物体を
掴持する把手部分の駆動装置に利用してもよいこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕 本発明は、ほぼコ字状に形成した固定子ヨー
ク上部の橋絡部にコイルを取付け、この固定子
ヨークから一体的に垂下する平行な磁路片下部
端部の内側には、突稜を先端に備えた円弧状の
磁極を互いに相対向させて形成し、これら磁極
間には、磁極と対応する部位の突極を弧状に形
成し、他の部位を偏平状となしたロータを回動
自在に挿入して構成したので、従来のように、
発生トルクを大きくするに際して、コイルのア
ンペアターンを増大したり、ロータの径及び軸
方向の寸法を大きくする必要は全くなく、コ字
状に形成した固定子ヨーク下部の磁極先端の突
稜と、前記磁極と対応して形成したロータの突
極端縁とを磁束が良好に流れるように設定して
ロータリーソレノイドが構成されているので、
これによつて、発生した磁束をロータの回動方
向へのトルクが有効に発生するように流すこと
が可能となり、ロータに生ずるトルクを、コイ
ルに流れる電流を特別に増加させたり、あるい
は、ソレノイド自体に大形化することもなく増
大させることが可能となる。その上、本発明の
ロータリーソレノイドは、発生トルクを従来の
ソレノイドと同じとした場合、円形な固定子ヨ
ークを用いた場合に比べてソレノイド自体は大
幅な小形化が可能となり、電動パチンコの打球
装置のような狭隘な取付場所にでも容易に組込
むことができる。

又、コイルの巻回に際しては、従来の円形な
固定子ヨークのように、コイルを巻回する磁極
の上下部が閉鎖されているものとは全く異な
り、固定子ヨークをコ字状に形成してあるの
で、磁路片下部の開放端の空間を有効利用して
固定氏ヨークの橋絡部に取付けたコイルボビン
のコイル導線を円滑に、かつ、迅速・容易に巻
回することができるので、ロータリーソレノイ
ドは高価な巻線機等の設備投資を行うことなく
量産化が可能となり、低コストで製作すること
ができる。

更に、前記コイルの巻回に際し、本発明は固
定子ヨークがほぼコ字状に形成されているた
め、２分割したコイルボビンを固定子ヨーク上
部の橋絡部に挾着した状態で固定子ヨークを巻
線機に取付けて回転させることにより、従来の
ように２ケ所に分割して巻回する場合に比べ、
コイル導線は磁極間の空間を通つて一つのコイ
ルボビンに集中して巻回することができるの
で、巻線作業は円滑に、かつ、迅速に行い得、
しかも、巻線機自体は前記のように、特殊構造
のものを使用する必要は全くなく、一般の巻線
機を利用してコイルの自動巻きができ、その
上、コイルはコイルボビンに巻くだけでよいの
で、従来のように分割して巻回したコイルをそ
の都度接続するといつた作業が全く不要となる
ため、ロータリーソレノイドを簡単な構造で容
易に、しかも、経済的に製作でき、量産性に適
したロータリーソレノイドを提供することがで
きる。

その上、本発明のロータリーソレノイドは、
磁極にコイルを巻装しないの、、固定るヨーク
をコ字状に形成することと相まつて構造上余り
大形化せず、即ち、従来の円形ロータリーソレ
ノイドのように、不必要な空間がほとんど存在
しないので小形・コンパクト化をはかつて構成
することができ、ロータリーソレノイドを、そ
の使用する機器の狭隘な場所に容易に取付ける
ことができる。しかも、ロータに直結した操作
杆は、ロータリーソレノイドを小形化しても、
その回動範囲、回動力はストツパーにより容易
に変更可能に設定できるので、ロータリーソレ
ノイドを使用する機器の駆動力を現象させるこ
とはない。

以上説明したように、本発明においては、発生
トルクを大きくしても省電力化がはかれ、かつ、
小形で量産化に適したロータリーソレノイドを提
供することができ、しかも、発生トルクをある程
度大きくしても大形化することがないので、ロー
タリーソレノイドを駆動源として使用する機器の
狭隘な場所への取付けが容易となる等、幾多の優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロータリーソレノイドの正面
図、第２図は側面図、第３図は縦断側面図、第４
図は本発明の他の実施例を示す一部縦断側面図、
第５図は本発明ロータリーソレノイドの一使用状
態を示す説明図、第６図は従来のロータリーソレ
ノイドを説明するための説明図である。 １１……固定子ヨーク、１１ａ……橋絡部、１
１ｂ，１１b′……磁極、１５……ロータ、１５ｃ
……回動軸、１７……ブラケツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ほぼコ字状に形成した固定子ヨーク上部の橋
   絡部に、２分割したコイルボビンを挟着してコイ
   ルを巻回形成し、前記コイルを上部に備えた固定
   子ヨーク両側の磁路片下部の端部内側には、突稜
   を先端に備えた円弧状の磁極を互いに相対向させ
   て形成し、前記磁極間には、これら磁極と対応す
   る部位の突極を弧状に形成して他の部位を偏平状
   となしたロータを配置し、前記ロータの回動軸
   を、軸受を内臓して固定子ヨークに装着したブラ
   ケツトに回動自在に支承して前記ロータを固定子
   ヨークに取付け、更に、前記ロータの回動軸に、
   ロータにて一定の角度で往復回動する操作杵を取
   付けたことを特徴とするロータソレノイド。