旋转式螺线管的制作方法
【专利摘要】本发明提供旋转式螺线管，实现了基于部件数量削减和装配工时减少的成本降低，并且实现了整体的小型紧凑化。该旋转式螺线管具备：轴，其被在壳体设置的轴承部支承成能够自如转动；具有磁铁部的可动体部，其一端侧固定于轴，且另一端侧为自由端，从而能够回转；以及场磁部，其固定于壳体，能够通过供电控制来吸引或者排斥可动体部，该旋转式螺线管特别具备：可动体部（4），在可动体部（4）的与三角形的一个角部对应的位置配置轴，在与剩余两个角部对应的位置配置分别产生S极和N极的磁铁部；场磁部（6），其具有单一线圈，该单一线圈配置成使线圈轴向上的一端面与磁铁部对置；以及可动体限制部（7），其将可动体部回转的范围限制在预定范围。
【专利说明】旋转式螺线管
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够使轴在预定的角度范围反复地转动移位的旋转式螺线管。
【背景技术】
[0002]在过去，作为使轴在预定的角度范围反复转动移位的代表性的旋转式螺线管，已知有在专利文献I中公开的旋转式螺线管。
[0003]在所述专利文献I中公开的旋转式螺线管的目的在于，使得能够容易地设定非通电时的对轴部的保持力的大小，提高使用简易程度和通用性，并且实现转矩和效率的提高，而且通过结构的简化和部件数量的削减来实现小型紧凑化、低成本化以及可靠性的提高，关于具体的结构，构成为设置有:轴部，其转动自如地支承于壳体；可动部，其一端固定于该轴部，而且另一端为自由端，并且该可动部具有磁铁；以及具有铁芯的一对电磁线圈部，其固定于壳体，而且以隔开预定间隔的方式配置在可动部的可动方向两侧，并且通过通电控制来有选择地吸引可动部。
[0004]专利文献1:日本特开平11-178306号公报
[0005]但是，上述现有的旋转式螺线管存在下面这样的应解决的课题。
[0006]第一，由于将具有线圈和铁芯的电磁线圈部分别独立配设在具有磁铁的可动部的两侧，因此，构成电磁线圈部的整体的部件数量需要两个线圈和两个铁芯。因此，由旋转式螺线管整体的部件数量的增加引起部件成本的上升,并且由装配工时的增加引起制造成本的上升等，成为不可忽视的成本增加的主要原因。
[0007]第二，由于轴的轴垂直方向的可动部的长度变长，因此，可动部的末端的移位范围变大，并且，由于在该可动部的移位空间的两侧采用使一对电磁线圈部对置的布局结构，因此，导致横纵两个方向的尺寸增加。其结果是，难以在长方体状的壳体内部进行合理的部件配置等，因无用的死空间的产生而导致旋转式螺线管整体的大型化。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种解决了上述【背景技术】中存在的课题的旋转式螺线管。
[0009]本发明为了解决上述课题，提供一种旋转式螺线管1，其构成为具备:壳体2 ;轴3，其被在该壳体2设置的轴承部2s、2s支承成能够自如转动；可动体部4，其具有磁铁部4m，该可动体部4的一端侧4c固定于轴3，而且另一端侧4s为自由端，从而该可动体部4能够回转；以及场磁部6，其固定于壳体2，能够通过供电控制来吸引或者排斥可动体部4，构成该旋转式螺线管I时，其特征在于，构成为具备:可动体部4，在可动体部4的与三角形的一个角部对应的位置Pl配置轴3，而且在与剩余的两个角部对应的位置P2和P3配置分别产生S极和N极的磁铁部4m ;场磁部6,其具有单一线圈6c,该单一线圈6c配置成使线圈轴向Fe的一端面6s与磁铁部4m对置；以及可动体限制部7，其将可动体部4回转的范围限制在预定范围Zr。[0010]这种情况下，根据发明的优选的方式，磁铁部4m形成为细长的扁平长方体状，由此，磁铁部4m可以单独使用在长边方向两侧分别磁化出S极和N极的磁铁4ma，或者可以由该磁铁4ma和在该磁铁4ma的背面侧配置的背轭4my的组合构成磁铁部4m。而且，可以在可动体部4设置保持块部11，该保持块部11通过包覆来保持磁铁部4m，而且使该保持块部11相对于轴3 —体化，并且，该保持块部11在与场磁部6对置的对置面的至少一部分形成开口部11s...，从而使磁铁部4m的至少一部分露出。这时，可动体限制部7可以构成为具备被限制面部lip、Ilq和一对限制壁面部2p、2q,所述一对限制壁面部2p、2q形成于壳体2的内壁，所述被限制面部IlpUlq形成于保持块部11，从而被限制面部IlpUlq通过与限制壁面部2p、2q抵接而被进行位置限制。而且，可以在场磁部6设置E形轭12，在该E形轭12装填单一线圈6c。
[0011]发明效果
[0012]根据具有这样的结构的本发明的旋转式螺线管1，起到下面这样的显著效果。
[0013](I)构成为具备场磁部6,该场磁部6具有单一线圈6c,该单一线圈6c配置成使线圈轴向Fe的一端面6s与磁铁部4m对置，因此，相对于现有的旋转式螺线管能够使独立的场磁部的数量减半。因此，能够实现由部件数量的削减带来的针对部件成本的成本降低，并且能够实现由装配工时的减少带来的针对制造成本的成本降低。
[0014](2)能够缩短可动体部4在轴3的轴垂直方向的长度，并且不在可动体部4的移位空间的两侧配置场磁部6，因此，即使在将壳体2形成为长方体状的情况下，也能够容易地进行合理的部件配置。其结果是，能够大幅降低无用的死空间的产生，能够实现旋转式螺线管整体的小型紧凑化。
[0015](3)根据优选的方式，磁铁部4m形成为细长的扁平长方体状，从而磁铁部4m可以单独使用在长边方向两侧分别磁化出S极和N极的磁铁4ma，或者也可以由该磁铁4ma和在该磁铁4ma的背面侧配置的背轭4my的组合构成，因此，能够提高旋转式螺线管I的针对尺寸设计和性能设计的设计自由度。
[0016](4)根据优选的方式，在可动体部4设置保持块部11，该保持块部11通过包覆来保持磁铁部4m，而且使保持块部11相对于轴3 —体化，并且，通过在保持块部11的与场磁部6对置的对置面的至少一部分形成开口部11s...，而使磁铁部4m的至少一部分露出，这样的话，能够将磁铁部4m与场磁部6之间的气隙设定为最小限度，因此，能够最大限度地发挥磁铁部4m的磁特性。
[0017](5)根据优选的方式，在构成可动体限制部7时，构成为具备被限制面部IlpUlq和一对限制壁面部2p、2q，所述一对限制壁面部2p、2q形成于壳体2的内壁，所述被限制面部IlpUlq形成于保持块部11，从而被限制面部IlpUlq通过与限制壁面部2p、2q抵接而被进行位置限制，这样的话，能够将壳体2的内壁和保持块部11的一部分兼用作可动体限制部7，因此，能够有助于整体结构的进一步的简化、成本降低以及尺寸减小。
[0018](6)根据优选的方式,在场磁部6设置E形轭12,在该E形轭12装填单一线圈6c,这样的话，基于E形轭12构成磁回路，因此，能够有助于旋转式螺线管I的高效率化和高性能化。
【专利附图】
【附图说明】[0019]图1是本发明的优选实施方式的旋转式螺线管的剖视主视图。
[0020]图2是沿图1中的A-A线的剖视图。
[0021]图3是沿图1中的B-B线的剖视图。
[0022]图4是所述旋转式螺线管的可动体部的分解主视图。
[0023]图5是表示所述旋转式螺线管的可动体部的一部分的仰视图。
[0024]图6是表示使所述旋转式螺线管驱动时的电气系统的接线图。
[0025]图7是所述旋转式螺线管的驱动说明图。
[0026]图8是所述旋转式螺线管的另一驱动说明图。
[0027]标号说明
[0028]1:旋转式螺线管；2:壳体；2s:轴承部；2s:轴承部；2p:限制壁面部；2q:限制壁面部；3:轴；4:可动体部；4c:可动体部的一端侧；4s:可动体部的另一端侧；4m:磁铁部；4ma:磁铁；4my:背轭；6:场磁部；6s:单一线圈的一端面；6c:单一线圈；7:可动体限制部；11:保持块部；lls…:开口部；llp:被限制面部;llq:被限制面部；12:E形轭；P1:角部；P2:角部；P3:角部；Fc:线圈轴向；Zr:预定范围。
【具体实施方式】
[0029]接下来，列举本发明的优选实施方式，并根据附图进行详细说明。
[0030]首先，参照图1~图6对本实施方式的旋转式螺线管I的整体结构进行说明。
[0031]旋转式螺线管I具有由塑料等非磁性材料形成的壳体2，如图2所示，该壳体2由壳体主体部2m和壳体盖部2c构成，该壳体盖部2c封闭该壳体主体部2m的开口部。并且，标号3为由磁性材料形成的圆杆状的轴(输出轴),在壳体主体部2m和壳体盖部2c的偏向一侧(上侧)的位置分别设有一对轴承部2s、2s，该轴3被该一对轴承部2s、2s支承为能够自如转动。
[0032]另一方面，在轴3的位于壳体2的内部的部分固定有可动体部4。可动体部4具有由塑料等非磁性材料形成的保持块部11。如图1所示，保持块部11 (可动体部4)正面观察呈大致三角形形状，因此，在与该三角形的一个角部对应的位置Pl配置轴3，并且在可动体部4的另一端侧4s配置磁铁部4m。因此，在与三角形的剩余的两个角部对应的位置P2和P3分别基于磁铁部4m产生S极和N极。由此，可动体部4 (保持块部11)的一端侧4c固定于轴3，另一端侧4s为自由端，因此，可动体部4 (保持块部11)能够以轴3为支点回转。
[0033]这种情况下,保持块部11通过包覆来保持磁铁部4m。如图4所示,在例示的情况下，保持块部11由保持块主体部Ilb和保持块盖部Ilc构成，该保持块盖部Ilc附加设置于该保持块主体部11b，因此，若在形成于保持块主体部Ilb的凹部收纳磁铁部4m，则由附加设置在保持块主体部Ilb的保持块盖部Ilc进行保持。这时，磁铁部4m整体被保持块部11包覆，但优选如例示那样，在保持块部11 (可动体部4)的另一端侧4s的、与场磁部6对置的对置面的至少一部分形成开口部11s...，使磁铁部4m的至少一部分露出。具体来说，如图5所示，使保持块盖部Ilc的整体形成为矩形框状，并且使一对保持带部IlcbUlcb—体形成于该框内。由此，如图6所示，能够将磁铁部4m和场磁部6间的气隙Ga设定为最小限度，因此，具有最大限度地发挥磁铁部4m的磁特性的优点。
[0034]并且，磁铁部4m形成为细长的扁平长方体状，由此，磁铁部4m由磁铁4ma和背轭4my的组合构成,该磁铁4ma在长度方向的两侧分别磁化出S极和N极,该背轭4my配置在该磁铁4ma的背面侧。另外，磁铁部4m既可以像这样由磁铁4ma和背轭4my的组合构成，也可以只单独使用磁铁部4m。在单独使用磁铁部4m的情况下，保持块部11能够由磁性材料形成。这样，磁铁部4m可以单独使用磁铁4ma,或者也可以由该磁铁4ma和背轭4my的组合构成等，能够提高旋转式螺线管I的针对尺寸设计和性能设计的设计自由度。
[0035]另一方面,在壳体2的内部配设具有单一线圈6c的场磁部6。这种情况下,单一线圈6c配置成使线圈轴向Fe的一端面6s与磁铁部4m (磁铁4ma)对置。并且,在例示的情况下，在场磁部6设置E形轭12，在该E形轭12装填单一线圈6c。由此，基于E形轭12构成磁回路，因此，能够有助于旋转式螺线管I的高效率化和高性能化。另外，标号21表示由塑料等绝缘材料形成、并卷绕有单一线圈6c的线圈绕线架。
[0036]而且，在壳体2的内部设有可动体限制部7，该可动体限制部7用于将磁铁部4m的回转范围限制在预定范围Zr。例示的可动体限制部7由被限制面部IlpUlq和一对限制壁面部2p、2q构成，所述一对限制壁面部2p、2q形成于壳体2的内壁，所述被限制面部lip、Ilq形成于保持块部11，从而通过与限制壁面部2p、2q抵接而被进行位置限制。若设置这样的可动体限制部7，则能够将壳体2的内壁和保持块部11的一部分兼用作可动体限制部7，因此，具有能够有助于整体结构的进一步的简化、成本降低以及尺寸减小的优点。
[0037]由此，根据这样的本实施方式的旋转式螺线管I，构成为具备:壳体2 ;轴3，其被在该壳体2设置的轴承部2s…支承为能够自如转动；具有磁铁部4m的可动体部4，其一端侧4c固定于轴3,而且另一端侧4s为自由端,从而能够回转；以及场磁部6,其固定于壳体2,并能够通过供电控制来吸引 或排斥可动体部4，并且，特别地具备:可动体部4，在该可动体部4的与三角形的一个角部对应的位置Pl配置轴3，而且在与剩余的两个角部对应的位置P2和P3配置有分别产生了 S极和N极的磁铁部4m ;场磁部6，其具有单一线圈6c，该单一线圈6c配置成使线圈轴向Fe的一端面6s与磁铁部4m对置；以及可动体限制部7，其将可动体部4回转的范围限制在预定范围Zr，因此，相对于现有的旋转式螺线管能够使独立的场磁部的数量减半。因此，能够实现由部件数量的削减带来的针对部件成本的成本降低，并且，能够实现由装配工时的减少带来的针对制造成本的成本降低。此外，能够缩短轴3的轴垂直方向的可动体部4的长度，并且由于不在可动体部4的移位空间的两侧配置场磁部6，因此，即使在将壳体2形成为长方体状的情况下，也能够容易地进行合理的部件配置。其结果是，能够大幅降低无用的死空间的产生，能够实现旋转式螺线管整体的小型紧凑化。
[0038]另一方面，图6表不旋转式螺线管I的驱动回路D。驱动回路D具备直流源31和操作开关32，该直流源31用于对从单一线圈6c导出的一对连接引线13a、13b供电，该操作开关32进行从该直流源31供给至连接引线13a、13b的直流电压的供给或者停止供给，并且，进行使直流电压的极性反相的极性切换。
[0039]接下来，参照图1~图8对本实施方式的旋转式螺线管I的使用方法和动作进行说明。
[0040]在使用旋转式螺线管I时，如图6所示，将驱动回路D与单一线圈6c的连接引线13a、13b连接起来。图6表示将操作开关32切换到了供电位置的状态。因此，对单一线圈6c进行供电，在E形轭12产生图6所示的S极和N极。另外，磁铁4ma的极性(S极、N极)如图6所示。由此，磁铁4ma的S极侧被E形轭12的N极侧吸引，并且，磁铁4ma的N极侧相对于E形轭12的N极侧排斥。其结果是，轴3向图8所示的箭头Fr方向的顺时针方向转动移位，并且，可动体部4在该可动体部4的被限制面部Ilq与壳体2的限制壁面部2q抵接(卡定)的图6所示的位置停止。
[0041]一方面，假想将操作开关32从该状态切换到供电停止位置的情况。在该情况下，如图7所不，在场磁部6本身不产生基于供电的磁极。但是,磁铁4ma产生的磁场被维持，因此，通过由磁铁4ma和E形轭12形成的磁回路，可动体部4的位置被保持。图7所示的虚线Mm表示供电停止时的通过该磁回路的磁力线。
[0042]另一方面，假想将操作开关32从该状态切换到使极性反相的反相供电位置的情况。在该情况下，如图8所示，在E形轭12产生相对于图6所示的极性颠倒的S极和N极。由此，磁铁4ma的N极侧被E形轭12的S极侧吸引，磁铁4ma的S极侧相对于E形轭12的S极侧排斥。其结果是，轴3向图8所示的箭头Fr方向的逆时针方向转动移位，并且可动体部4在该可动体部4的被限制面部Ilp与壳体2的限制壁面部2p抵接(卡定)的图8所示的位置停止。图8所示的虚线Mp、Mq表示供电时的通过磁回路的磁力线。这时，轴3转动移位的角度范围为图7所示的预定范围Zr。
[0043]在上文中，对优选实施方式进行了详细说明，但本发明不限于上述实施方式，在细微部分的结构、形状、材料、数量等方面，在不脱离本发明的主旨的范围内能够任意地变更、追加和删除。
[0044]例如，例示了在保持块部11 (可动体部4)的另一端侧4s的、与场磁部6对置的对置面的至少一部分形成开口部11s...，使磁铁部4m的至少一部分露出的形态，但并不排除磁铁部4m的整体被保持块部11包覆的形态。另外，例示了保持块部11由保持块主体部I Ib和保持块盖部Ilc的组合构成的形态，但也可以通过嵌入磁铁部4m来一体成形(嵌入成形)保持块部11。另一方面，例示了可动体限制部7由被限制面部IlpUlq和一对限制壁面部2p、2q构成的形态，其中，所述一对限制壁面部2p、2q形成于壳体2的内壁，所述被限制面部IlpUlq形成于保持块部11，从而通过与限制壁面部2p、2q抵接而被进行位置限制，但并不排除其它形态，例如，另外设置独立的止挡机构的形态、或设置在壳体2的外部的形态。而且，优选在场磁部6设置E形轭12的形态，但并不排除与E形轭12不同的形态(形状)以及不设置轭的形态。
[0045]本发明的旋转式螺线管能够应用于像通过开闭通路而使具有预定重量的物体一个一个地通过的门机构那样，使轴在预定的角度范围反复地转动移位而使用的各种用途。
【权利要求】
1.一种旋转式螺线管，其构成为具备: 壳体； 轴，其被在所述壳体设置的轴承部支承成能够自如转动； 可动体部，其具有磁铁部，该可动体部的一端侧固定于所述轴，而且另一端侧为自由端，从而该可动体部能够回转；以及 场磁部，其固定于所述壳体，能够通过供电控制来吸引或者排斥所述可动体部， 所述旋转式螺线管的特征在于，其构成为具备: 可动体部，在所述可动体部的与三角形的一个角部对应的位置配置所述轴，而且在与剩余的两个角部对应的位置配置分别产生S极和N极的磁铁部； 场磁部，其具有单一线圈，所述单一线圈配置成使线圈轴向的一端面与所述磁铁部对置；以及 可动体限制部，其将所述可动体部回转的范围限制在预定范围。
2.根据权利要求1所述的旋转式螺线管，其特征在于， 所述磁铁部形成为细长的扁平长方体状，由此，所述磁铁部单独使用在长边方向两侧分别磁化出S极和N极的磁铁，或者由所述磁铁和在所述磁铁的背面侧配置的背轭的组合构成所述磁铁部。
3.根据权利要求1或2所述的旋转式螺线管，其特征在于， 所述可动体部具备保持块部，所述保持块部通过包覆来保持所述磁铁部，而且使所述保持块部相对于所述轴一体化，并且，所述保持块部在与所述场磁部对置的对置面的至少一部分形成开口部，从而使所述磁铁部的至少一部分露出。
4.根据权利要求3所述的旋转式螺线管，其特征在于， 所述可动体限制部具备被限制面部和一对限制壁面部，所述一对限制壁面部形成于所述壳体的内壁，所述被限制面部形成于所述保持块部，从而所述被限制面部通过与所述限制壁面部抵接而被进行位置限制。
5.根据权利要求1?4中的任一项所述的旋转式螺线管，其特征在于， 所述场磁部具备E形轭，在所述E形轭装填所述单一线圈。
【文档编号】H02K33/02GK103580439SQ201310308929
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】仓田操, 北村将志 申请人:日商鹰野株式会社