旋轉式螺線管的製作方法
2023-05-16 19:58:01 2
旋轉式螺線管的製作方法
【專利摘要】本發明提供旋轉式螺線管，實現了基於部件數量削減和裝配工時減少的成本降低，並且實現了整體的小型緊湊化。該旋轉式螺線管具備：軸，其被在殼體設置的軸承部支承成能夠自如轉動；具有磁鐵部的可動體部，其一端側固定於軸，且另一端側為自由端，從而能夠迴轉；以及場磁部，其固定於殼體，能夠通過供電控制來吸引或者排斥可動體部，該旋轉式螺線管特別具備：可動體部（4），在可動體部（4）的與三角形的一個角部對應的位置配置軸，在與剩餘兩個角部對應的位置配置分別產生S極和N極的磁鐵部；場磁部（6），其具有單一線圈，該單一線圈配置成使線圈軸向上的一端面與磁鐵部對置；以及可動體限制部（7），其將可動體部迴轉的範圍限制在預定範圍。
【專利說明】旋轉式螺線管
【技術領域】
[0001]本發明涉及能夠使軸在預定的角度範圍反覆地轉動移位的旋轉式螺線管。
【背景技術】
[0002]在過去，作為使軸在預定的角度範圍反覆轉動移位的代表性的旋轉式螺線管，已知有在專利文獻I中公開的旋轉式螺線管。
[0003]在所述專利文獻I中公開的旋轉式螺線管的目的在於，使得能夠容易地設定非通電時的對軸部的保持力的大小，提高使用簡易程度和通用性，並且實現轉矩和效率的提高，而且通過結構的簡化和部件數量的削減來實現小型緊湊化、低成本化以及可靠性的提高，關於具體的結構，構成為設置有:軸部，其轉動自如地支承於殼體；可動部，其一端固定於該軸部，而且另一端為自由端，並且該可動部具有磁鐵；以及具有鐵芯的一對電磁線圈部，其固定於殼體，而且以隔開預定間隔的方式配置在可動部的可動方向兩側，並且通過通電控制來有選擇地吸引可動部。
[0004]專利文獻1:日本特開平11-178306號公報
[0005]但是，上述現有的旋轉式螺線管存在下面這樣的應解決的課題。
[0006]第一，由於將具有線圈和鐵芯的電磁線圈部分別獨立配設在具有磁鐵的可動部的兩側，因此，構成電磁線圈部的整體的部件數量需要兩個線圈和兩個鐵芯。因此，由旋轉式螺線管整體的部件數量的增加引起部件成本的上升,並且由裝配工時的增加引起製造成本的上升等，成為不可忽視的成本增加的主要原因。
[0007]第二，由於軸的軸垂直方向的可動部的長度變長，因此，可動部的末端的移位範圍變大，並且，由於在該可動部的移位空間的兩側採用使一對電磁線圈部對置的布局結構，因此，導致橫縱兩個方向的尺寸增加。其結果是，難以在長方體狀的殼體內部進行合理的部件配置等，因無用的死空間的產生而導致旋轉式螺線管整體的大型化。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在於，提供一種解決了上述【背景技術】中存在的課題的旋轉式螺線管。
[0009]本發明為了解決上述課題，提供一種旋轉式螺線管1，其構成為具備:殼體2 ;軸3，其被在該殼體2設置的軸承部2s、2s支承成能夠自如轉動；可動體部4，其具有磁鐵部4m，該可動體部4的一端側4c固定於軸3，而且另一端側4s為自由端，從而該可動體部4能夠迴轉；以及場磁部6，其固定於殼體2，能夠通過供電控制來吸引或者排斥可動體部4，構成該旋轉式螺線管I時，其特徵在於，構成為具備:可動體部4，在可動體部4的與三角形的一個角部對應的位置Pl配置軸3，而且在與剩餘的兩個角部對應的位置P2和P3配置分別產生S極和N極的磁鐵部4m ;場磁部6,其具有單一線圈6c,該單一線圈6c配置成使線圈軸向Fe的一端面6s與磁鐵部4m對置；以及可動體限制部7，其將可動體部4迴轉的範圍限制在預定範圍Zr。[0010]這種情況下，根據發明的優選的方式，磁鐵部4m形成為細長的扁平長方體狀，由此，磁鐵部4m可以單獨使用在長邊方向兩側分別磁化出S極和N極的磁鐵4ma，或者可以由該磁鐵4ma和在該磁鐵4ma的背面側配置的背軛4my的組合構成磁鐵部4m。而且，可以在可動體部4設置保持塊部11，該保持塊部11通過包覆來保持磁鐵部4m，而且使該保持塊部11相對於軸3 —體化，並且，該保持塊部11在與場磁部6對置的對置面的至少一部分形成開口部11s...，從而使磁鐵部4m的至少一部分露出。這時，可動體限制部7可以構成為具備被限制面部lip、Ilq和一對限制壁面部2p、2q,所述一對限制壁面部2p、2q形成於殼體2的內壁，所述被限制面部IlpUlq形成於保持塊部11，從而被限制面部IlpUlq通過與限制壁面部2p、2q抵接而被進行位置限制。而且，可以在場磁部6設置E形軛12，在該E形軛12裝填單一線圈6c。
[0011]發明效果
[0012]根據具有這樣的結構的本發明的旋轉式螺線管1，起到下面這樣的顯著效果。
[0013](I)構成為具備場磁部6,該場磁部6具有單一線圈6c,該單一線圈6c配置成使線圈軸向Fe的一端面6s與磁鐵部4m對置，因此，相對於現有的旋轉式螺線管能夠使獨立的場磁部的數量減半。因此，能夠實現由部件數量的削減帶來的針對部件成本的成本降低，並且能夠實現由裝配工時的減少帶來的針對製造成本的成本降低。
[0014](2)能夠縮短可動體部4在軸3的軸垂直方向的長度，並且不在可動體部4的移位空間的兩側配置場磁部6，因此，即使在將殼體2形成為長方體狀的情況下，也能夠容易地進行合理的部件配置。其結果是，能夠大幅降低無用的死空間的產生，能夠實現旋轉式螺線管整體的小型緊湊化。
[0015](3)根據優選的方式，磁鐵部4m形成為細長的扁平長方體狀，從而磁鐵部4m可以單獨使用在長邊方向兩側分別磁化出S極和N極的磁鐵4ma，或者也可以由該磁鐵4ma和在該磁鐵4ma的背面側配置的背軛4my的組合構成，因此，能夠提高旋轉式螺線管I的針對尺寸設計和性能設計的設計自由度。
[0016](4)根據優選的方式，在可動體部4設置保持塊部11，該保持塊部11通過包覆來保持磁鐵部4m，而且使保持塊部11相對於軸3 —體化，並且，通過在保持塊部11的與場磁部6對置的對置面的至少一部分形成開口部11s...，而使磁鐵部4m的至少一部分露出，這樣的話，能夠將磁鐵部4m與場磁部6之間的氣隙設定為最小限度，因此，能夠最大限度地發揮磁鐵部4m的磁特性。
[0017](5)根據優選的方式，在構成可動體限制部7時，構成為具備被限制面部IlpUlq和一對限制壁面部2p、2q，所述一對限制壁面部2p、2q形成於殼體2的內壁，所述被限制面部IlpUlq形成於保持塊部11，從而被限制面部IlpUlq通過與限制壁面部2p、2q抵接而被進行位置限制，這樣的話，能夠將殼體2的內壁和保持塊部11的一部分兼用作可動體限制部7，因此，能夠有助於整體結構的進一步的簡化、成本降低以及尺寸減小。
[0018](6)根據優選的方式,在場磁部6設置E形軛12,在該E形軛12裝填單一線圈6c,這樣的話，基於E形軛12構成磁迴路，因此，能夠有助於旋轉式螺線管I的高效率化和高性能化。
【專利附圖】
【附圖說明】[0019]圖1是本發明的優選實施方式的旋轉式螺線管的剖視主視圖。
[0020]圖2是沿圖1中的A-A線的剖視圖。
[0021]圖3是沿圖1中的B-B線的剖視圖。
[0022]圖4是所述旋轉式螺線管的可動體部的分解主視圖。
[0023]圖5是表示所述旋轉式螺線管的可動體部的一部分的仰視圖。
[0024]圖6是表示使所述旋轉式螺線管驅動時的電氣系統的接線圖。
[0025]圖7是所述旋轉式螺線管的驅動說明圖。
[0026]圖8是所述旋轉式螺線管的另一驅動說明圖。
[0027]標號說明
[0028]1:旋轉式螺線管；2:殼體；2s:軸承部；2s:軸承部；2p:限制壁面部；2q:限制壁面部；3:軸；4:可動體部；4c:可動體部的一端側；4s:可動體部的另一端側；4m:磁鐵部；4ma:磁鐵；4my:背軛；6:場磁部；6s:單一線圈的一端面；6c:單一線圈；7:可動體限制部；11:保持塊部；lls…:開口部；llp:被限制面部;llq:被限制面部；12:E形軛；P1:角部；P2:角部；P3:角部；Fc:線圈軸向；Zr:預定範圍。
【具體實施方式】
[0029]接下來，列舉本發明的優選實施方式，並根據附圖進行詳細說明。
[0030]首先，參照圖1~圖6對本實施方式的旋轉式螺線管I的整體結構進行說明。
[0031]旋轉式螺線管I具有由塑料等非磁性材料形成的殼體2，如圖2所示，該殼體2由殼體主體部2m和殼體蓋部2c構成，該殼體蓋部2c封閉該殼體主體部2m的開口部。並且，標號3為由磁性材料形成的圓杆狀的軸(輸出軸),在殼體主體部2m和殼體蓋部2c的偏向一側(上側)的位置分別設有一對軸承部2s、2s，該軸3被該一對軸承部2s、2s支承為能夠自如轉動。
[0032]另一方面，在軸3的位於殼體2的內部的部分固定有可動體部4。可動體部4具有由塑料等非磁性材料形成的保持塊部11。如圖1所示，保持塊部11 (可動體部4)正面觀察呈大致三角形形狀，因此，在與該三角形的一個角部對應的位置Pl配置軸3，並且在可動體部4的另一端側4s配置磁鐵部4m。因此，在與三角形的剩餘的兩個角部對應的位置P2和P3分別基於磁鐵部4m產生S極和N極。由此，可動體部4 (保持塊部11)的一端側4c固定於軸3，另一端側4s為自由端，因此，可動體部4 (保持塊部11)能夠以軸3為支點迴轉。
[0033]這種情況下,保持塊部11通過包覆來保持磁鐵部4m。如圖4所示,在例示的情況下，保持塊部11由保持塊主體部Ilb和保持塊蓋部Ilc構成，該保持塊蓋部Ilc附加設置於該保持塊主體部11b，因此，若在形成於保持塊主體部Ilb的凹部收納磁鐵部4m，則由附加設置在保持塊主體部Ilb的保持塊蓋部Ilc進行保持。這時，磁鐵部4m整體被保持塊部11包覆，但優選如例示那樣，在保持塊部11 (可動體部4)的另一端側4s的、與場磁部6對置的對置面的至少一部分形成開口部11s...，使磁鐵部4m的至少一部分露出。具體來說，如圖5所示，使保持塊蓋部Ilc的整體形成為矩形框狀，並且使一對保持帶部IlcbUlcb—體形成於該框內。由此，如圖6所示，能夠將磁鐵部4m和場磁部6間的氣隙Ga設定為最小限度，因此，具有最大限度地發揮磁鐵部4m的磁特性的優點。
[0034]並且，磁鐵部4m形成為細長的扁平長方體狀，由此，磁鐵部4m由磁鐵4ma和背軛4my的組合構成,該磁鐵4ma在長度方向的兩側分別磁化出S極和N極,該背軛4my配置在該磁鐵4ma的背面側。另外，磁鐵部4m既可以像這樣由磁鐵4ma和背軛4my的組合構成，也可以只單獨使用磁鐵部4m。在單獨使用磁鐵部4m的情況下，保持塊部11能夠由磁性材料形成。這樣，磁鐵部4m可以單獨使用磁鐵4ma,或者也可以由該磁鐵4ma和背軛4my的組合構成等，能夠提高旋轉式螺線管I的針對尺寸設計和性能設計的設計自由度。
[0035]另一方面,在殼體2的內部配設具有單一線圈6c的場磁部6。這種情況下,單一線圈6c配置成使線圈軸向Fe的一端面6s與磁鐵部4m (磁鐵4ma)對置。並且,在例示的情況下，在場磁部6設置E形軛12，在該E形軛12裝填單一線圈6c。由此，基於E形軛12構成磁迴路，因此，能夠有助於旋轉式螺線管I的高效率化和高性能化。另外，標號21表示由塑料等絕緣材料形成、並卷繞有單一線圈6c的線圈繞線架。
[0036]而且，在殼體2的內部設有可動體限制部7，該可動體限制部7用於將磁鐵部4m的迴轉範圍限制在預定範圍Zr。例示的可動體限制部7由被限制面部IlpUlq和一對限制壁面部2p、2q構成，所述一對限制壁面部2p、2q形成於殼體2的內壁，所述被限制面部lip、Ilq形成於保持塊部11，從而通過與限制壁面部2p、2q抵接而被進行位置限制。若設置這樣的可動體限制部7，則能夠將殼體2的內壁和保持塊部11的一部分兼用作可動體限制部7，因此，具有能夠有助於整體結構的進一步的簡化、成本降低以及尺寸減小的優點。
[0037]由此，根據這樣的本實施方式的旋轉式螺線管I，構成為具備:殼體2 ;軸3，其被在該殼體2設置的軸承部2s…支承為能夠自如轉動；具有磁鐵部4m的可動體部4，其一端側4c固定於軸3,而且另一端側4s為自由端,從而能夠迴轉；以及場磁部6,其固定於殼體2,並能夠通過供電控制來吸引 或排斥可動體部4，並且，特別地具備:可動體部4，在該可動體部4的與三角形的一個角部對應的位置Pl配置軸3，而且在與剩餘的兩個角部對應的位置P2和P3配置有分別產生了 S極和N極的磁鐵部4m ;場磁部6，其具有單一線圈6c，該單一線圈6c配置成使線圈軸向Fe的一端面6s與磁鐵部4m對置；以及可動體限制部7，其將可動體部4迴轉的範圍限制在預定範圍Zr，因此，相對於現有的旋轉式螺線管能夠使獨立的場磁部的數量減半。因此，能夠實現由部件數量的削減帶來的針對部件成本的成本降低，並且，能夠實現由裝配工時的減少帶來的針對製造成本的成本降低。此外，能夠縮短軸3的軸垂直方向的可動體部4的長度，並且由於不在可動體部4的移位空間的兩側配置場磁部6，因此，即使在將殼體2形成為長方體狀的情況下，也能夠容易地進行合理的部件配置。其結果是，能夠大幅降低無用的死空間的產生，能夠實現旋轉式螺線管整體的小型緊湊化。
[0038]另一方面，圖6表不旋轉式螺線管I的驅動迴路D。驅動迴路D具備直流源31和操作開關32，該直流源31用於對從單一線圈6c導出的一對連接引線13a、13b供電，該操作開關32進行從該直流源31供給至連接引線13a、13b的直流電壓的供給或者停止供給，並且，進行使直流電壓的極性反相的極性切換。
[0039]接下來，參照圖1~圖8對本實施方式的旋轉式螺線管I的使用方法和動作進行說明。
[0040]在使用旋轉式螺線管I時，如圖6所示，將驅動迴路D與單一線圈6c的連接引線13a、13b連接起來。圖6表示將操作開關32切換到了供電位置的狀態。因此，對單一線圈6c進行供電，在E形軛12產生圖6所示的S極和N極。另外，磁鐵4ma的極性(S極、N極)如圖6所示。由此，磁鐵4ma的S極側被E形軛12的N極側吸引，並且，磁鐵4ma的N極側相對於E形軛12的N極側排斥。其結果是，軸3向圖8所示的箭頭Fr方向的順時針方向轉動移位，並且，可動體部4在該可動體部4的被限制面部Ilq與殼體2的限制壁面部2q抵接(卡定)的圖6所示的位置停止。
[0041]一方面，假想將操作開關32從該狀態切換到供電停止位置的情況。在該情況下，如圖7所不，在場磁部6本身不產生基於供電的磁極。但是,磁鐵4ma產生的磁場被維持，因此，通過由磁鐵4ma和E形軛12形成的磁迴路，可動體部4的位置被保持。圖7所示的虛線Mm表示供電停止時的通過該磁迴路的磁力線。
[0042]另一方面，假想將操作開關32從該狀態切換到使極性反相的反相供電位置的情況。在該情況下，如圖8所示，在E形軛12產生相對於圖6所示的極性顛倒的S極和N極。由此，磁鐵4ma的N極側被E形軛12的S極側吸引，磁鐵4ma的S極側相對於E形軛12的S極側排斥。其結果是，軸3向圖8所示的箭頭Fr方向的逆時針方向轉動移位，並且可動體部4在該可動體部4的被限制面部Ilp與殼體2的限制壁面部2p抵接(卡定)的圖8所示的位置停止。圖8所示的虛線Mp、Mq表示供電時的通過磁迴路的磁力線。這時，軸3轉動移位的角度範圍為圖7所示的預定範圍Zr。
[0043]在上文中，對優選實施方式進行了詳細說明，但本發明不限於上述實施方式，在細微部分的結構、形狀、材料、數量等方面，在不脫離本發明的主旨的範圍內能夠任意地變更、追加和刪除。
[0044]例如，例示了在保持塊部11 (可動體部4)的另一端側4s的、與場磁部6對置的對置面的至少一部分形成開口部11s...，使磁鐵部4m的至少一部分露出的形態，但並不排除磁鐵部4m的整體被保持塊部11包覆的形態。另外，例示了保持塊部11由保持塊主體部I Ib和保持塊蓋部Ilc的組合構成的形態，但也可以通過嵌入磁鐵部4m來一體成形(嵌入成形)保持塊部11。另一方面，例示了可動體限制部7由被限制面部IlpUlq和一對限制壁面部2p、2q構成的形態，其中，所述一對限制壁面部2p、2q形成於殼體2的內壁，所述被限制面部IlpUlq形成於保持塊部11，從而通過與限制壁面部2p、2q抵接而被進行位置限制，但並不排除其它形態，例如，另外設置獨立的止擋機構的形態、或設置在殼體2的外部的形態。而且，優選在場磁部6設置E形軛12的形態，但並不排除與E形軛12不同的形態(形狀)以及不設置軛的形態。
[0045]本發明的旋轉式螺線管能夠應用於像通過開閉通路而使具有預定重量的物體一個一個地通過的門機構那樣，使軸在預定的角度範圍反覆地轉動移位而使用的各種用途。
【權利要求】
1.一種旋轉式螺線管，其構成為具備: 殼體； 軸，其被在所述殼體設置的軸承部支承成能夠自如轉動； 可動體部，其具有磁鐵部，該可動體部的一端側固定於所述軸，而且另一端側為自由端，從而該可動體部能夠迴轉；以及 場磁部，其固定於所述殼體，能夠通過供電控制來吸引或者排斥所述可動體部， 所述旋轉式螺線管的特徵在於，其構成為具備: 可動體部，在所述可動體部的與三角形的一個角部對應的位置配置所述軸，而且在與剩餘的兩個角部對應的位置配置分別產生S極和N極的磁鐵部； 場磁部，其具有單一線圈，所述單一線圈配置成使線圈軸向的一端面與所述磁鐵部對置；以及 可動體限制部，其將所述可動體部迴轉的範圍限制在預定範圍。
2.根據權利要求1所述的旋轉式螺線管，其特徵在於， 所述磁鐵部形成為細長的扁平長方體狀，由此，所述磁鐵部單獨使用在長邊方向兩側分別磁化出S極和N極的磁鐵，或者由所述磁鐵和在所述磁鐵的背面側配置的背軛的組合構成所述磁鐵部。
3.根據權利要求1或2所述的旋轉式螺線管，其特徵在於， 所述可動體部具備保持塊部，所述保持塊部通過包覆來保持所述磁鐵部，而且使所述保持塊部相對於所述軸一體化，並且，所述保持塊部在與所述場磁部對置的對置面的至少一部分形成開口部，從而使所述磁鐵部的至少一部分露出。
4.根據權利要求3所述的旋轉式螺線管，其特徵在於， 所述可動體限制部具備被限制面部和一對限制壁面部，所述一對限制壁面部形成於所述殼體的內壁，所述被限制面部形成於所述保持塊部，從而所述被限制面部通過與所述限制壁面部抵接而被進行位置限制。
5.根據權利要求1?4中的任一項所述的旋轉式螺線管，其特徵在於， 所述場磁部具備E形軛，在所述E形軛裝填所述單一線圈。
【文檔編號】H02K33/02GK103580439SQ201310308929
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2012年7月24日
【發明者】倉田操, 北村將志 申請人:日商鷹野株式會社