特許 7036653 ロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-07

(45)【発行日】2022-03-15

(54)【発明の名称】ロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 33/16 20060101AFI20220308BHJP

   H01F 7/08 20060101ALI20220308BHJP

   G01D 5/245 20060101ALI20220308BHJP

【ＦＩ】

H02K33/16 B

H01F7/08 B

G01D5/245 110L

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018074244

(22)【出願日】2018-04-06

(65)【公開番号】P2019187051

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-01-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000108627

【氏名又は名称】タカノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088579

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 茂

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 昌幸

【審査官】池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０２２７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０４６４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８６１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５０７７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２２８３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０８２３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００７０１３２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３３／１６

Ｈ０１Ｆ ７／０８

Ｇ０１Ｄ ５／２４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変位方向にＮ極とＳ極を配したマグネット部をシャフトに固定したマグネットロータ部と、前記シャフトを所定の回動範囲で変位可能に支持するケーシング部と、このケーシング部の内部に取付け、コイルの通電制御により発生する磁極により前記マグネットロータ部を前記回動範囲の順方向又は逆方向に変位させるステータ部とを備えるロータリソレノイドにおける前記マグネットロータ部の切換点を前記マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子により検出するロータリソレノイドの切換点検出方法であって、前記マグネットロータ部の前記順方向及び前記逆方向の変位時に検出される前記ホール素子の二値化した出力における一方の出力値から他方の出力値に切換わるタイミングを用いた二つの前記切換点を、前記回動範囲の中央位置の両側にあり、かつ前記マグネット部の変位方向に対する相対位置及び前記マグネット部に対する対向間隔により、各切換点間の間隔が相対的に小さくなる特定位置を選定するとともに、前記ホール素子を当該特定位置に対応する前記ケーシング部の内面に取付けることにより前記切換点を検出することを特徴とするロータリソレノイドの切換点検出方法。

【請求項2】

変位方向にＮ極とＳ極を配したマグネット部をシャフトに固定したマグネットロータ部と、前記シャフトを所定の回動範囲で変位可能に支持するケーシング部と、このケーシング部の内部に取付け、コイルの通電制御により発生する磁極により前記マグネットロータ部を前記回動範囲の順方向又は逆方向に変位させるステータ部とを備えるロータリソレノイドＭにおける前記マグネットロータ部の切換点を前記マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子により検出するロータリソレノイドの切換点検出装置であって、前記ホール素子を、前記マグネットロータ部の前記順方向及び前記逆方向の変位時に検出される前記ホール素子の二値化した出力における一方の出力値から他方の出力値に切換わるタイミングを用いた二つの前記切換点を、前記回動範囲の中央位置の両側にあり、かつ前記マグネット部の変位方向に対する相対位置及び前記マグネット部に対する対向間隔により、各切換点間の間隔が相対的に小さくなる特定位置に対応する前記ケーシング部の内面に取付けてなることを特徴とするロータリソレノイドの切換点検出装置。

【請求項3】

前記ホール素子は、配線基板に表面実装し、この配線基板を前記ケーシング部の内面に取付けることを特徴とする請求項２記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。

【請求項4】

前記配線基板と前記ケーシング部の内面間には、前記ケーシング部の内面における基準位置に対して前記配線基板を位置決めして取付ける基準位置決め部を備えることを特徴とする請求項３記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。

【請求項5】

前記配線基板と前記ケーシング部の内面間に介在させる間隔調整用セパレータを備えることを特徴とする請求項２記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。

【請求項6】

前記マグネットロータ部は、三角形における一つの角部に対応する位置を前記シャフトに固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置に前記マグネット部を固定するモールド部を備えて構成するとともに、前記ステータ部は、前記ケーシング部に固定して一方の端面を前記マグネット部に対面させた単一のコイルと、このコイルにより発生する磁界の磁路を形成するヨークを備えて構成することを特徴とする請求項２記載のロータリソレノイドの切換点検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子によりマグネットロータ部の切換点を検出するロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、マグネット部をシャフトに固定したマグネットロータ部と、シャフトを所定の回動範囲で変位可能に支持するケーシングと、このケーシングの内部に取付け、コイルの通電制御により発生する磁極により、マグネットロータ部を回動範囲の順方向又は逆方向に変位させるステータ部とを備えたロータリソレノイドは知られている。さらに、マグネットロータ部の回動位置（回動角度）を、ロータリソレノイドに付設した所定の位置検出装置により検出し、当該マグネットロータ部の回動変位等を制御するようにしたロータリソレノイドも知られており、この種の位置検出装置は、特許文献１に開示されている。

【0003】

同文献１に開示されるロータリソレノイドの位置検出装置は、コスト、配置スペース及び組立工数の削減を目的としたものであり、具体的には、磁路部材にコイルが巻かれ、その両端の各磁極がロータを挟むように対向するとともに、ロータは、磁性部材に、磁石が固着されて形成され、回転自在に支持されており、被駆動軸に連結される。また、各磁極間のエアギャップに、磁界の強さを検出するようにホール素子が配置されており、このホール素子の起電力とコイルに流れる電流からロータの回動角が算出されるように構成したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－２７５４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した従来におけるロータリソレノイドの位置検出装置は、次のような問題点があった。

【0006】

第一に、コイルに流れる電流とホール素子の起電力から回動角を算出する、いわば間接的な検出方法に基づくため、正確な回動角を得ることが困難である。しかも、ホール素子は、磁路部材の磁極間に形成されるエアギャップの中に収容することにより組付けを行うため、組付位置にバラツキを生じやすい。したがって、特定の回動位置（回動角度）をバラツキなく正確に検出する目的の用途（ロータリソレノイド）には、利用しにくい又は用できない難点があった。

【0007】

第二に、ホール素子をエアギャップの中に配設する取付構造が前提となるため、エアギャップが存在する磁路部材を使用する構造が必須の条件となる。したがって、これ以外の構造を有するロータリソレノイドには適用することが困難になる。結局、位置検出装置を付設できる特定のロータリソレノイドのタイプに限られるなど、用途が限定され、汎用性及び発展性に難がある。

【0008】

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るロータリソレノイドＭの切換点検出方法は、上述した課題を解決するため、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部２と、シャフト４を所定の回動範囲Ｚｒで変位可能に支持するケーシング部５と、このケーシング部５の内部に取付け、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させるステータ部６とを備えるロータリソレノイドＭにおけるマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ…をマグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８により検出するに際し、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出されるホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いた二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを、回動範囲Ｚｒの中央位置０゜の両側にあり、かつマグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇにより、各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓを選定するとともに、ホール素子８を当該特定位置Ｘｓに対応するケーシング部５の内面５ｉに取付けることにより切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出するようにしたことを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るロータリソレノイドＭの切換点検出装置１は、上述した課題を解決するため、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部２と、シャフト４を所定の回動範囲Ｚｒで変位可能に支持するケーシング部５と、このケーシング部５の内部に取付け、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させるステータ部６とを備えるロータリソレノイドＭにおけるマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ…をマグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８により検出する切換点検出装置を構成する際し、ホール素子８を、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出されるホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いた二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを、回動範囲Ｚｒの中央位置０゜の両側にあり、かつマグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇにより、各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓに対応するケーシング部５の内面５ｉに取付けてなることを特徴とする。

【0011】

一方、本発明は好適な態様により、ホール素子８は、配線基板１１に表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付けることができるとともに、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、ケーシング部５の内面５ｉにおける基準位置Ｘｍに対して配線基板１１を位置決めして取付ける基準位置決め部１２を設けることができる。また、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、間隔調整用セパレータ１３を介在させることができる。他方、マグネットロータ部２には、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けることができるとともに、ステータ部６には、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するヨーク１５を設けることができる。

【発明の効果】

【0012】

このような本発明に係るロータリソレノイドの切換点検出方法及び装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

【0013】

（１） 切換点検出装置１を構成するホール素子８は、最適な取付位置となる特定位置Ｘｓを予め選定（設定）してケーシング部５の内面５ｉに取付けるため、マグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを正確に検出できるとともに、取付位置のバラツキを容易かつ確実に低減できることからホール素子８の取付品質も高めることができる。この結果、ロータリソレノイドＭを使用する各種機器における応答性の向上や処理の高速化など、各種機器の処理能力向上に貢献できる。

【0014】

（２） 基本的に、ホール素子８は、ケーシング部５の内面５ｉにおける任意の位置に、その内面５ｉを利用して取付可能になるため、切換点検出装置１を付設するに際しては、磁気回路の構成やレイアウト等、特定の構造に左右されることなく、様々な磁気回路に設けることができる。したがって、各種ロータリソレノイドに適用可能になるなど、用途を拡大することが可能となり、汎用性及び発展性に優れる。

【0015】

（３） 切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎに、ホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いたため、二値化出力（ラッチタイプ）のホール素子８のみの利用、即ち、別途の処理回路等が不要になる。これにより、切換点検出装置１をケーシング部５の内部に容易に収容できるなど、実施の容易化、更には全体の小型化及び低コスト化に寄与できる。

【0016】

（４） 特定位置Ｘｓに、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇを含めたため、ホール素子８に対する、いわば立体的な位置選定（位置設定）が可能になる。これにより、特定位置Ｘｓに対する、より望ましい位置選定を行うことができる。

【0017】

（５） 好適な態様により、ホール素子８を、配線基板１１に表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付ければ、配線基板１１の一定の範囲内においてホール素子８の半田付け位置を調整できるため、特定位置Ｘｓに対するホール素子８の位置決めを容易に行うことができるとともに、併せて組付の容易化も確保できる。

【0018】

（６） 好適な態様により、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に、ケーシング部５の内面５ｉにおける基準位置Ｘｍに対して配線基板１１を位置決めして取付ける基準位置決め部１２を設ければ、配線基板１１とケーシング部５間の位置決めを確実に行うことができるため、ケーシング部５に対するホール素子８の確実な位置決め可能になり、特定位置Ｘｓに係わる正確性の向上及びバラツキの低減に寄与できる。

【0019】

（７） 好適な態様により、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に間隔調整用セパレータ１３を介在させれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付高さを容易に調整（設定）できるため、ホール素子８における対向間隔Ｇ（特定位置Ｘｓ）の調整（設定）も容易に行うことができる。しかも、両面接着性の間隔調整用セパレータ１３を用いれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付手段にも兼用させることができる。

【0020】

（８） 好適な態様により、マグネットロータ部２を構成するに際し、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けて構成するとともに、ステータ部６を構成するに際し、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するヨーク１５を設けて構成すれば、独立した界磁部の数量を半減できるため、部品点数の削減及び組立工数の低減によるコストダウンを図ることができる。しかも、シャフト４の軸直角方向における寸法もサイズダウンできるとともに、マグネットロータ部２の変位空間の両側にはステータ部６が存在しないため、ケーシング５を直方体状に形成する場合であっても、合理的な部品配置を容易に行うことができる。この結果、無用なデッドスペースの発生を低減し、ロータリソレノイドＭ全体の小型コンパクト化も容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の好適実施形態に係る切換点検出装置を備えるロータリソレノイドの一部を破断した内部構造を含む断面側面図、

【図2】同切換点検出装置を備えるロータリソレノイドの一部を破断した内部構造を含む断面正面図、

【図3】同切換点検出装置のホール素子を表面実装した配線基板の一部を省略した正面拡大図、

【図4】同切換点検出装置のホール素子を表面実装した配線基板の一部を省略した側面拡大図、

【図5】同切換点検出装置の特定位置を選定するためのホール素子の対向間隔を１．５〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置を異なるパラメータとした際の切換点の検出結果を示すタイムチャートによるデータ図、

【図6】同切換点検出装置の特定位置を選定するためのホール素子の対向間隔を０．８〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置を異なるパラメータとした際の切換点の検出結果を示すタイムチャートによるデータ図、

【図7】同切換点検出装置における特定位置に調整された検出結果を実際の角度を用いて示すデータ図、

【図8】同切換点検出装置における偏って調整された検出結果を実際の角度を用いて示すデータ図、

【図9】同切換点検出装置による検出結果のバラツキを確認するための順方向における切換点の発生頻度を示す棒グラフ、

【図10】同切換点検出装置による検出結果のバラツキを確認するための逆方向における切換点の発生頻度を示す棒グラフ、

【図11】同切換点検出装置による図５及び図６の全検出結果をまとめて示す折線グラフ、

【図12】同切換点検出装置を適用できるロータリソレノイドの外観斜視図、

【図13】同切換点検出装置を適用できるロータリソレノイドの電気系及び磁気系を示す回路図、

【図14】同切換点検出装置を適用できるロータリソレノイドの作用説明図、

【図15】同切換点検出装置を適用したロータリソレノイドの使用説明図、

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

【0023】

まず、本実施形態に係る切換点検出装置１の理解を容易にするため、ロータリソレノイドＭの基本構成について、図１，図２，図１２及び図１３を参照して説明する。

【0024】

基本構成に係るロータリソレノイドＭは、外郭を構成するケーシング部５を備え、図１に示すように、ケーシング本体部５ｍとこのケーシング本体部５ｍの開口部を閉塞するケーシング蓋部５ｃからなる。このケーシング本体部５ｍとケーシング蓋部５ｃは、それぞれ成形性及び軽量性に優れた合成樹脂素材Ｒにより一体成形する。この場合、合成樹脂素材Ｒの種類としては、特定の種類に限定するものではないが、寸法安定性及び熱安定性（耐熱性）に優れた素材、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂素材等を用いることができる。なお、図中、符号２１，２２（図１２）は、ケーシング本体部５ｍの底面に設けた脚部を示す。

【0025】

また、ケーシング本体部５ｍには前軸受部２３を一体成形するとともに、ケーシング蓋部５ｃには後軸受部２４を一体成形する。即ち、二つの各軸受部２３，２４は、ケーシング部５（ケーシング本体部５ｍ及びケーシング蓋部５ｃ）に対して同一の合成樹脂素材Ｒにより一体成形する。この場合、前軸受部２３は、図１及び図１２に示すように、軸方向Ｆｓに対して所定の厚さを有し、かつ径方向Ｆｄに対して所定のリング厚を有するリング状となるように形成し、ケーシング本体部５ｍの外面から軸方向Ｆｓに突出形成する。

【0026】

さらに、前軸受部２３の外端面には、図１及び図１２に示すように、周方向Ｆｃに沿って所定の間隔置きに配し、かつ底部を所定の厚さに選定した複数の公差吸収凹部２５ｆ…を形成する。例示は、同一形状に選定した八つのほぼ矩形状の公差吸収凹部２５ｆ…を全周にわたって形成した例を示す。この場合、基本的には、公差吸収凹部２５ｆ…により、この内側には実質的な軸受筒部２３ｗが形成されるため、軸受筒部２３ｗの支持機能が損なわれないように留意する。このような公差吸収凹部２５ｆ…を設ければ、合成樹脂素材Ｒを使用し、比較的大きな公差が生じやすい場合であっても、機械的強度を確保しつつ、無用な公差を有効に吸収できる。

【0027】

一方、ケーシング蓋部５ｃに設ける後軸受部２４も、図１に示すように、基本的には、上述した前軸受部２３と同様に構成することができる。即ち、ケーシング蓋部５ｃの後軸受部２４は、ケーシング本体部５ｍの前軸受部２３に対して前後対称となる点を除いて、ケーシング本体部５ｍ側と同一に構成できる。なお、２４ｗは後軸受部２４における軸受筒部、２５ｒ…は後軸受部２４に形成した複数の公差吸収凹部をそれぞれ示す。

【0028】

したがって、このような前軸受部２３及び後軸受部２４を設ければ、別途製作する二つの軸受部品が不要になり、実質的な部品点数はケーシング部５のみで足りるため、部品コストの削減を図れるとともに、ケーシング部５に軸受部品を取付ける工程が不要になり、組立工数の低減による製造コストの削減を図ることができる。

【0029】

他方、２は、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部を示す。シャフト４は、図１及び図２に示すように、磁性材により丸棒状に形成した回転出力軸となり、前後の位置がケーシング部５に設けた前軸受部２３と後軸受部２４により回動変位可能に支持される。また、シャフト４の回動変位の範囲は、図２及び図１３に示すように、ケーシング部５の上内面５ｉｕが規制部位になり、所定の回動範囲Ｚｒに規制される。この場合、上内面５ｉｕには、マグネットロータ部２が当接して変位が規制される左右一対の規制壁面部５ｐ，５ｑを一体成形により設けている。これにより、マグネットロータ部２は、シャフト４を支点に回動し、図２中、時計方向となる順方向Ｆｐに回動変位させれば、左側の規制壁面部５ｑに当接して回動変位が規制されるとともに、反時計方向となる逆方向Ｆｎに回動変位させれば、右側の規制壁面部５ｐに当接して回動変位が規制される。このような規制壁面部５ｐ，５ｑを設ければ、ケーシング部５の内壁及びマグネットロータ部２の一部に、位置規制手段を兼用できるため、全体構造の簡略化，コストダウン及びサイズダウンに寄与できる。

【0030】

そして、このシャフト４におけるケーシング部５の内部側の位置には可動体部２６を固定する。可動体部２６は、合成樹脂素材等の非磁性材により形成し、図２に示すように、全体を三角形状のモールド部１４を備える。そして、このモールド部１４の一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定するとともに、自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にはマグネット部３を固定する。この場合、マグネット部３は、下側のマグネット本体３ｍと上側のバックヨーク３ｙを重ねて構成するとともに、モールド部１４は、下面側の一部を開口し、マグネット本体３ｍを露出させる。

【0031】

マグネット本体３ｍは、さらに、図２及び図１３に示すように、二枚重ねのマグネットプレート３ｍｕ，３ｍｄにより構成する。例示の場合、上側のマグネットプレート３ｍｕは、左側をＮ極にし、右側をＳ極にするとともに、下側のマグネットプレート３ｍｄは、左側をＳ極にし、右側をＮ極にする。したがって、全体では四極のマグネット本体３ｍが構成される。なお、例示のマグネット本体３ｍは、二枚重ねのマグネットプレート３ｍｕ，３ｍｄを用いたが、一枚のマグネットプレートの左右上下の四部位を四極に着磁してもよい。

【0032】

マグネットロータ部２は、可動体部２６の一端側がシャフト４に固定され、他端側が自由端となるため、マグネット部３はシャフト４を支点に旋回可能となる。この結果、少なくとも変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３が構成される。なお、バックヨーク３ｙは、設けることが望ましいが必ずしも設けることを要しない。

【0033】

一方、ケーシング部５の内部にはステータ部６を取付ける。ステータ部６は、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させる機能を備える。この場合、図１及び図２に示すように、ステータ部６は、単一のコイル７を備えるとともに、ステータ部６は、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するＥ形のヨーク１５を備える。これにより、ステータ部６は、全体をユニットに構成し、このユニットをケーシング部５の内部に収容して固定する。この結果、コイル７における一方の端面７ｓは、マグネット部３に対面するとともに、ヨーク１５により磁気回路が形成されるため、ロータリソレノイドＭの高効率化及び高性能化に寄与できる。なお、２７は、プラスチック等の絶縁材により形成し、コイル７を巻回したコイルボビンを示す。

【0034】

したがって、このような構成、即ち、マグネットロータ部２を、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けて構成するとともに、ステータ部６を、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を形成するヨーク１５を設けて構成すれば、独立した界磁部の数量を半減できるため、部品点数の削減及び組立工数の低減によるコストダウンを図ることができる。しかも、シャフト４の軸直角方向における寸法もサイズダウンできるとともに、マグネットロータ部２の変位空間の両側にはステータ部６が存在しないため、ケーシング５を直方体状に形成する場合であっても、合理的な部品配置を容易に行うことができる。この結果、無用なデッドスペースの発生を低減し、ロータリソレノイドＭ全体の小型コンパクト化も容易に実現できる。以上が、本実施形態に係る切換点検出装置１を適用して好適なロータリソレノイドＭの基本構成となる。

【0035】

次に、本実施形態に係る切換点検出装置１の構成について、図１～図１１及び図１５を参照して具体的に説明する。

【0036】

この切換点検出装置１は、マグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８を備え、このホール素子８によりマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出する基本的な機能を備える。

【0037】

この場合、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎとは、マグネットロータ部２の変位時にホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わる時点（タイミング）を意味し、マグネットロータ部２が順方向Ｆｐ（時計方向）に変位する際に発生する切換点Ｘｃｐとマグネットロータ部２が逆方向Ｆｑ（反時計方向）に変位する際に発生する切換点Ｘｃｎの二つが存在する。

【0038】

ラッチタイプのホール素子８を用いた場合、ホール素子８に対して、Ｎ極が近付けばホール素子８の出力Ｖｏの出力値はＨ（ハイ）になり、Ｓ極が近付けばホール素子８の出力Ｖｏの出力値はＬ（ロー）になる二値化信号を出力する。したがって、本実施形態におけるマグネット本体３ｍは、変位方向にＮ極とＳ極を有するため、ホール素子８をマグネット本体３ｍが変位する回動範囲Ｚｒの中央位置に設置したとすれば、マグネットロータ部２が順方向Ｆｐへ変位した際には、出力値Ｈから途中で出力値Ｌに切換わるとともに、逆方向Ｆｎへ変位した際には、出力値Ｌから途中で出力値Ｈに切換わる。したがって、この出力値Ｈ（Ｌ）の切換わり（出力Ｖｏの電位変化）のタイミングを切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎとして検出することができる。

【0039】

このように、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎに、ホール素子８の二値化した出力Ｖｏにおける一方の出力値Ｈ（Ｌ）から他方の出力値Ｌ（Ｈ）に切換わるタイミングを用いれば、二値化出力（ラッチタイプ）のホール素子８のみの利用、即ち、別途の処理回路等が不要になるため、切換点検出装置１をケーシング部５の内部に容易に収容できるなど、実施の容易化、更には全体の小型化及び低コスト化に寄与できる。なお、実施形態では、二値化した出力Ｖｏが直接得られるラッチタイプのホール素子８を示したが、アナログタイプのホール素子から出力するアナログ信号を外部回路で処理することにより二値化した出力Ｖｏを得る場合であってもよく、本発明におけるホール素子８には、ラッチタイプのホール素子とアナログタイプのホール素子の双方が含まれる。

【0040】

ホール素子８は、図１及び図２に示すように、ケーシング部５の内面５ｉに取付けるとともに、取付けるに際しては、配線基板１１に対して表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付ける取付構造を採用する。配線基板１１を拡大した一部を図３及び図４に示す。

【0041】

例示の場合、配線基板１１は、ケーシング部５におけるケーシング蓋部５ｃの内面５ｃｉ（５ｉ）であって、マグネット部３の左端部（又は右端部）を検出できる位置に取付ける。また、ケーシング蓋部５ｃの内面５ｃｉ（５ｉ）と配線基板１１間には、内面５ｃｉにおける基準位置Ｘｍに対して配線基板１１を位置決めして取付ける基準位置決め部１２を設ける。具体的には、配線基板１１の上部（一端側）に円形の係合孔部３１を形成するとともに、この係合孔部３１に嵌合する円柱形の係合凸部３２を内面５ｃｉに一体形成する。この係合孔部３１と係合凸部３２により基準位置決め部１２が構成される。そして、例示の配線基板１１は、図３に示すように、三個所に、ランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有するため、このランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃ上に、ホール素子８の端子８ａ，８ｂ，８ｃを載置し、半田付けにより表面実装することができる。

【0042】

ところで、ホール素子８をケーシング部５に取付けるに際し、マグネットロータ部２の回動範囲Ｚｒの中央位置０°に切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが存在すれば理想的となるが、ホール素子８は、Ｎ極が近付くことにより出力値Ｈを出力するが、Ｎ極が離れてもそのままの極性を維持し、他方、Ｓ極が近付くことにより出力値Ｌを出力するが、Ｓ極が離れてもそのままの極性を維持する。即ち、ホール素子８の出力Ｖｏは、図５に示すようなヒステリシス出力となる。

【0043】

したがって、ホール素子８の取付位置の選定は、中央位置０°を基準に単純に設定できるものではなく、ホール素子８を取付ける取付位置の選定（設定）は重要な技術的要素となる。本実施形態に係る切換点検出装置１では、ホール素子８の取付位置として、予め最適な取付位置となる特定位置Ｘｓを選定するようにした。この場合、特定位置Ｘｓには、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐのみならず、マグネット部３に対するホール素子８の対向間隔Ｇも含まれる。

【0044】

まず、相対位置Ｐの設定は、上述したように、ホール素子８を配線基板１１に対して表面実装するため、容易に実現することができる。即ち、図３に示すように、例示する配線基板１１は、三個所に、ランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有し、このランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃ上に、ホール素子８の三つの端子８ａ，８ｂ，８ｃを半田付けにより実装するため、ホール素子８をランド３５ａ，３５ｂ，３５ｃに載置する際に、選定した特定位置Ｘｓに載置すればよい。表面実装では、配線基板１１の一定の範囲内においてホール素子８の半田付け位置を調整できるため、特定位置Ｘｓに対するホール素子８の位置決めを容易に行うことができるとともに、併せて組付の容易化も確保できる。この場合、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、前述したように、ケーシング部５内面５ｉの基準位置Ｘｍに対して、配線基板１１が位置決めされる基準位置決め部１２が設けられるため、配線基板１１とケーシング部５間の位置決めが確実に行なわれる。この結果、ケーシング部５に対するホール素子８の確実な位置決めも可能になり、特定位置Ｘｓに係わる正確性の向上及びバラツキの低減に寄与できる。

【0045】

また、図４に示すように、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間には、間隔調整用セパレータ１３を介在させるため、対向間隔Ｇの設定も容易に実現できる。なお、間隔調整用セパレータ１３の素材は特に限定されるものではなく、プラスチックフィルムや紙フィルム等のシート部材を利用できる。配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に間隔調整用セパレータ１３を介在させれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付高さを容易に調整（設定）できるため、ホール素子８における対向間隔Ｇ（特定位置Ｘｓ）の調整（設定）も容易に行うことができる。しかも、両面接着性の間隔調整用セパレータ１３を用いれば、ケーシング部５の内面５ｉに対する配線基板１１の取付手段にも兼用できる利点がある。

【0046】

このように、特定位置Ｘｓとして、マグネット部３の変位方向Ｆｍに対する相対位置Ｐ及びマグネット部３に対する対向間隔Ｇを含めれば、ホール素子８に対する、いわば立体的な位置選定（位置設定）が可能になるため、特定位置Ｘｓに対する、より望ましい位置選定を行うことができる。なお、図４中、３８，３９は、ホール素子８から導出されるリードを示すとともに、４０，４１はリード３８，３９と外部配線を接続する接続ランドを示す。

【0047】

次に、特定位置Ｘｓの選定方法及びこの選定の有効性の検証結果について、図１～図１１を参照して説明する。

【0048】

上述したように、使用するホール素子８を取付ける際における相対位置Ｐは、図３に示すように、表面実装を行うことにより実現できるとともに、対向間隔Ｇは、図４に示すように、間隔調整用セパレータ１３を使用することにより実現できる。このため、特定位置Ｘｓに含まれる相対位置Ｐ及び対向間隔Ｇを予め選定する。

【0049】

相対位置Ｐを選定するに際しては、図３に示すように、初期位置Ｘｏとして、回動範囲Ｚｒの中央位置０°を設定する。今、この初期位置Ｘｏにおける基準位置決め部１２の中心位置とホール素子８の中心位置（中央位置）間の距離Ｌｐは、４．５〔ｍｍ〕である。そして、この４．５〔ｍｍ〕の位置を起点として、ホール素子８を、マグネット部３の変位方向の前後へ０．５〔ｍｍ〕単位で変位させた際の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出した。実施形態の場合、基準位置決め部１２に対して離れる方向において、５．０〔ｍｍ〕を設定し、基準位置決め部１２に対して近付く方向において、４．０〔ｍｍ〕，３．５〔ｍｍ〕を設定した。

【0050】

また、対向間隔Ｇを選定するに際しては、図４に示すように、間隔調整用セパレータ１３の厚さを選定することにより、１．５〔ｍｍ〕，０．８〔ｍｍ〕，０．６〔ｍｍ〕を設定し、相対位置Ｐと組合わせることにより、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出を行った。

【0051】

この検出結果を図５及び図６に示す。図５は、対向間隔Ｇを１．５〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置Ｐを異ならせた際におけるマグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎにおいて検出された切換点Ｘｃｐ及びＸｃｎを示すとともに、図６は、対向間隔Ｇを０．８〔ｍｍ〕に設定し、かつ相対位置Ｐを異ならせた際におけるマグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎにおいて検出された切換点Ｘｃｐ及びＸｃｎを示す。そして、この検出結果から、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出される二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが回動範囲Ｚｒの中央位置０°の両側にあり、かつ各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓを選定した。

【0052】

例示の場合、図５（ｂ）に示す一点鎖円で囲んだ、対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕（＞０．８〔ｍｍ〕）であって、相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕（中央位置０°は、４．５〔ｍｍ〕）の条件が最も良い結果を示している。

【0053】

この結果から、対向間隔Ｇとして、ホール素子８とマグネット部３間の間隔が短いことが必ずしも良い結果をもたらす訳ではなく、適切（最適）な間隔が存在すること、また、回動範囲Ｚｒの中央位置０°が必ずしも良い結果をもたらす訳ではなく、適切（最適）な間隔が存在することを確認できる。

【0054】

したがって、得られた検出結果から、相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕の位置を特定位置Ｘｓとして選定できる。なお、図７は、特定位置Ｘｓに調整された検出結果である相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕の位置を実際の角度を用いて示すとともに、図８は、逆方向Ｆｎに偏って調整された検出結果である相対位置Ｐが５．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕の位置を実際の角度を用いて示す。

【0055】

さらに、図９及び図１０は、特定位置Ｘｓに調整された検出結果、即ち、相対位置Ｐが４．０〔ｍｍ〕であって対向間隔Ｇが１．５〔ｍｍ〕となる特定位置Ｘｓに対して、多数のロット間のバラツキを検証したデータを示す。図９は、順方向Ｆｐにおいて検出された切換点Ｘｃｐ…を示すとともに、図１０は、逆方向Ｆｎにおいて検出された切換点Ｘｃｎ…を示す。図９に示すように、切換点Ｘｃｐ…は、－０．５～－１．０°前後に集中するとともに、図１０に示すように、切換点Ｘｃｎ…は、０～－０．５°前後に集中しており、バラツキは狭い範囲に集約されていることを確認できる。

【0056】

図１１は、図５及び図６に示した本実施形態に係る切換点検出装置１により検出した相対位置Ｐと対向間隔Ｇをパラメータとした切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出結果データをまとめた折線グラフを示す。図１１に示すように、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの分布は、一定の傾向が現れているとともに、例示の場合、４．０〔ｍｍ〕の相対位置Ｐ及び１．５〔ｍｍ〕の対向間隔Ｇが最も良い条件にあることを確認できる。

【0057】

そして、特定位置Ｘｓを選定（設定）したなら、この特定位置Ｘｓに対応する配線基板１１上に、ホール素子８を表面実装により半田付けすればよく、これにより、本実施形態に係る切換点検出装置１を構成することができる。これにより、ホール素子８の取付位置に対する最適化を図ることができるとともに、これに基づき、本実施形態に係る切換点検出方法による切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの最適な検出を行うことができる。

【0058】

次に、本実施形態に係る切換点検出装置１を備えるロータリソレノイドＭの基本動作について、図１３及び図１４を参照して説明する。

【0059】

図１３は、ロータリソレノイドＭに接続した駆動回路５０を示す。この駆動回路５０は、コイル７から導出する一対の接続リード５３ａ，５３ｂに給電するための直流源５１と、この直流源５１からコイル７の接続リード５３ａ，５３ｂに供給する直流電圧の給電又は給電停止を行うとともに、直流電圧の極性を反転させる極性切換を行う操作スイッチ５２を備える。

【0060】

図１３は、操作スイッチ５２を一方の給電ポジションに切換えた状態を示す。これにより、コイル７に給電が行われるため、Ｅ形のヨーク１５に、図１３に示すＳ極とＮ極が発
生する。なお、マグネット本体３ｍの極性（Ｓ極，Ｎ極）は、図１３に示すとおりであり、マグネットプレート３ｍｄのＮ極側はヨーク１５のＳ極側に吸引されるとともに、マグネットプレート３ｍｄのＳ極側はヨーク１５のＳ極側に対して反発する。この結果、シャフト４は、図１３に示す矢印Ｆｐ方向（時計方向）に回動変位する。そして、可動体部２６が図１３に示す位置、即ち、可動体部２６がケーシング部５の規制壁面部５ｑに当接（係止）した位置で停止する。

【0061】

一方、この状態から操作スイッチ５２を中央に位置する給電停止ポジションに切換えた場合を想定する。この場合、ステータ部６には給電に基づく自らの磁極は発生しない。しかし、マグネット部３による磁界は維持されるため、マグネット部３及びヨーク１５により形成される磁気回路により可動体部２６の位置が保持される。この磁気回路による磁力線は、図１４に示す点線Ｊｍとなり、可動体部２６は自己保持力により停止状態が維持される。

【0062】

他方、この停止状態から操作スイッチ５２を極性反転する他方の反転給電ポジションに切換えた場合を想定する。この場合、ヨーク１５には、図１４に示すように、図１３に示した極性に対して反転したＳ極とＮ極が発生する。これにより、マグネットプレート３ｍｄのＳ極側はヨーク１５のＮ極側に吸引され、マグネットプレート３ｍｄのＮ極側はヨーク１５のＮ極側に対して反発する。この結果、シャフト４は図１４に示す矢印Ｆｎ方向（反時計方向）に回動変位する。そして、可動体部２６が図１４に示す位置、即ち、可動体部２６がケーシング部５の規制壁面部５ｐに当接（係止）した位置で停止する。図１４に示す点線Ｊｐ，Ｊｑは、給電時における磁気回路を通る磁力線を示している。この際、シャフト４が回動変位する角度範囲は、図２に示した所定の回動範囲Ｚｒとなる。

【0063】

次に、本実施形態に係る切換点検出装置１を用いた切換点検出方法を含むロータリソレノイドＭの使用方法について、図１３～図１５を参照して説明する。

【0064】

この種のロータリソレノイドＭは、その用途として各種切換機構に使用される場合も少なくない。図１５に、その一例として、多数のカードＣ…を、ＡタイプとＢタイプに振分けるカード振分けシステム６０に付設した切換機構６１を示す。

【0065】

例示するカード振分けシステム６０は、カード送出部６２から一枚ずつカードＣを送り出すとともに、送り出されたカードＣは、共通供給路６３を通った後、切換機構６１により振分けられる。これにより、振分けられたカードＣは、Ａタイプ取込路６３ａ又はＢタイプ取込路６３ｂの一方に進入する。なお、図中、Ｌｄは共通供給路６３の長さであり、通常、短い長さに設定されるものとする。

【0066】

今、カード送出部６２において、次に送り出すカードＣのタイプがセンサ６４により識別され、ＡタイプのカードＣａが識別された場合を想定する。この識別結果に係わる識別データはコントローラ６５に送られ、コントローラ６５からは切換機構６１のロータリソレノイドＭに、切換制御信号Ｄｓが付与される。ロータリソレノイドＭのシャフト４に取付けられている切換ブレード６６が仮想線で示す切換ブレード６６ｓの位置、即ち、Ｂタイプ取込路６３ｂ側に切換わっている状態にあるとすれば、この切換制御信号Ｄｓに基づいてロータリソレノイドＭが作動し、Ａタイプ取込路６３ａ側へ切換えるための回動変位を開始する。

【0067】

即ち、ロータリソレノイドＭは停止状態にあり、かつ切換機構６１はＢタイプ取込路６３ｂ側に切換わっているため、ロータリソレノイドＭに切換制御信号Ｄｓが供給されれば、可動体部２６は時計方向（矢印Ｆｐ方向）へ回動変位し、前述したように、図１３の位置に達して停止する。この際、シャフト４には一体の切換ブレード６６を備えるため、図１５に仮想線で示す切換ブレード６６ｓも対応して回動変位し、図１５に実線で示す切換ブレード６６の位置、即ち、Ａタイプ取込路６３ａ側に切換わる。

【0068】

一方、本実施形態に係る切換点検出装置１は、前述したように、マグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８によりマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出する機能を備える。したがって、マグネットロータ部２が図１４に示す回動開始位置にある場合、切換点検出装置１におけるホール素子８の出力Ｖｏは、図５（ｂ）に示すように出力値Ｈが出力する。そして、回動開始位置からシャフト４が時計方向（矢印Ｆｐ方向）へ回動変位し、回動範囲Ｚｒの中央位置付近である切換点Ｘｃｐに達すれば、ホール素子８による切換点Ｘｃｐの検出が行われる。即ち、切換点Ｘｃｐにおいて、ホール素子８の出力Ｖｏは、出力値Ｈから出力値Ｌに切換わる。

【0069】

さらに、この出力Ｖｏは、切換点検出部６７に付与されるため、切換点検出部６７からコントローラ６５に切換点検出信号Ｄｄが付与されるとともに、コントローラ６５からカード送出機構６８にカード送出開始信号Ｄｆが供給される。この結果、カード送出機構６８が作動する。例示の場合、送出ローラが回転し、一枚のカードＣａが送り出されるとともに、送り出されたカードＣａは、共通供給路６３を落下した後、Ａタイプ取込路６３ａに取り込まれる。

【0070】

この後、カード送出部６２において、次に送り出すカードＣのタイプとして、ＢタイプのカードＣｂが識別されれば、基本的に、上述した各部の制御に対して反対方向の制御が行われるとともに、上述した各部の動作に対して反対方向の動作が行われる。即ち、カード送出部６２において、次に送り出すカードＣのタイプがセンサ６４によりＢタイプのカードＣｂが識別され、この識別結果に係わる識別データがコントローラ６５に送られる。そして、コントローラ６５からは、切換機構６１のロータリソレノイドＭに対応する切換制御信号Ｄｓが送られる。この際、ロータリソレノイドＭのシャフト４に取付けられている切換ブレード６６は、実線で示す切換ブレード６６の位置に切換わっているため、この切換制御信号Ｄｓに基づいてロータリソレノイドＭが作動し、Ｂタイプ取込路６３ｂ側へ切換えるための回動変位を開始する。

【0071】

即ち、ロータリソレノイドＭは停止状態にあり、Ａタイプ取込路６３ａ側に切換わっているため、ロータリソレノイドＭに切換制御信号Ｄｓが供給されれば、可動体部２６は反時計方向（矢印Ｆｎ方向）へ回動変位し、図１４の位置に達して停止するとともに、この際、図１５に実線で示す切換ブレード６６も回動変位し、図１５に仮想線で示す切換ブレード６６ｓの位置であるＢタイプ取込路６３ｂ側に切換わる。

【0072】

一方、マグネットロータ部２が図１３に示す回動開始位置にある場合、切換点検出装置１におけるホール素子８の出力Ｖｏは、図５（ｂ）に示すように出力値Ｌが出力する。そして、シャフト４が反時計方向（矢印Ｆｎ方向）に回動変位し、回動範囲Ｚｒの中央位置付近である切換点Ｘｃｎに達すれば、ホール素子８により切換点Ｘｃｎが検出される。即ち、ホール素子８の出力Ｖｏは、出力値Ｌから出力値Ｈに切換わる。

【0073】

さらに、この出力Ｖｏは、切換点検出部６７に付与されるため、切換点検出部６７からコントローラ６５に切換点検出信号Ｄｄが付与される。これにより、コントローラ６５からカード送出機構６８にカード送出開始信号Ｄｆが供給され、カード送出機構６８が作動する。例示の場合、送出ローラが回転し、一枚のカードＣｂが送り出されるとともに、送り出されたカードＣｂは、共通供給路６３を落下した後、Ｂタイプ取込路６３ｂに取り込まれる。このように一連の動作が順次行われ、多数のカードＣ（Ｃａ，Ｃｂ）…に対する振分け処理が行われる。

【0074】

ところで、この際、誤動作を防止する観点から切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎに対する正確な検出は重要な技術的要素となる。即ち、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出タイミングは、カードＣの送出開始タイミングとなるため、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが不正確或いはバラツキのある状態で検出されれば、例えば、本来、Ａタイプ取込路６３ａに取り込まれるカードＣａが、誤ってＢタイプ取込路６３ｂに取り込まれるなどの誤動作の原因となる。この場合、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出タイミングから、カードＣの送出開始タイミングを時間的に遅らせれば、このような誤動作を回避できるも、反面、処理速度（振分け速度）が遅くなり、処理の高速化や効率化を実現できない問題を生じる。

【0075】

したがって、切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎの検出タイミングをバラツキなく正確に行うことは、この種のカード振分けシステム６０にとって重要な課題となる。

【0076】

本実施形態に係る切換点検出装置１（及び切換点検出方法）では、基本的に、変位方向ＦｍにＮ極とＳ極を配したマグネット部３をシャフト４に固定したマグネットロータ部２と、シャフト４を所定の回動範囲Ｚｒで変位可能に支持するケーシング部５と、このケーシング部５の内部に取付け、コイル７の通電制御により発生する磁極によりマグネットロータ部２を回動範囲Ｚｒの順方向Ｆｐ又は逆方向Ｆｎに変位させるステータ部６とを備えるロータリソレノイドＭにおけるマグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ…をマグネット部３の変位に対応して出力Ｖｏが変化するホール素子８により検出するに際し、マグネットロータ部２の順方向Ｆｐ及び逆方向Ｆｎの変位時に検出される二つの切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎが回動範囲Ｚｒの中央位置０°の両側にあり、かつ各切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎ間の間隔Ｌｇが相対的に小さくなる特定位置Ｘｓを選定し、ホール素子８を当該特定位置Ｘｓに対応するケーシング部５の内面５ｉに取付けることにより切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを検出するようにしたため、マグネットロータ部２の切換点Ｘｃｐ，Ｘｃｎを正確に検出できるとともに、取付位置のバラツキを容易かつ確実に低減できることからホール素子８の取付品質も高めることができる。この結果、ロータリソレノイドＭを使用する各種機器における応答性の向上や処理の高速化など、各種機器の処理能力向上に貢献できる。

【0077】

しかも、基本的に、ホール素子８は、ケーシング部５の内面５ｉにおける任意の位置に、その内面５ｉを利用して取付可能になるため、切換点検出装置１を付設するに際しては、磁気回路の構成やレイアウト等、特定の構造に左右されることなく、様々な磁気回路に設けることができる。したがって、各種ロータリソレノイドに適用可能になるなど、用途を拡大することが可能となり、汎用性及び発展性に優れる。

【0078】

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

【0079】

例えば、ホール素子８は、配線基板１１に表面実装し、この配線基板１１をケーシング部５の内面５ｉに取付ける場合を示したが、ホール素子８をスルーホール方式により配線基板１１に実装し、この配線基板１１を位置調整可能な介在部材を介してケーシング部５の内面５ｉに取付ける場合であっても同様に実施可能であり、表面実装は必須の構成要素になるものではない。また、配線基板１１とケーシング部５の内面５ｉ間に設ける基準位置決め部１２は、位置決め可能な手段であれば、例示の構成に限定されるものではなく、各種位置決め構造により構成できる。一方、間隔調整用セパレータ１３は、事前に用意した異なる厚さを有する複数の間隔調整用セパレータ１３…から選択した一つであってもよいし、複数の間隔調整用セパレータ１３…を重ねて（組合わせて）使用してもよく、使用する数量は任意である。他方、ロータリソレノイドＭとして、三角形における一つの角部に対応する位置をシャフト４に固定し、かつ自由端となる残りの二つの角部に対応する位置にマグネット部３を固定するモールド部１４を設けたマグネットロータ部２を備えるとともに、ケーシング部５に固定して一方の端面７ｓをマグネット部３に対面させた単一のコイル７と、このコイル７により発生する磁界の磁路を構成するヨーク１５を設けたステータ部６を備えるタイプを例示したが、他の形態に基づくロータリソレノイドＭであってもよい。したがって、切換点検出装置１を適用できるロータリソレノイドＭは、例示の構成に限定されるものではなく、各種原理を採用した様々なロータリソレノイドに適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明に係る切換点検出方法及び装置は、マグネット部の変位に対応して出力が変化するホール素子によりマグネットロータ部の切換点を検出する機能を必要とする各種ロータリソレノイドに利用できる。

【符号の説明】

【0081】

１：切換点検出装置，２：マグネットロータ部，３：マグネット部，４：シャフト，５：ケーシング部，５ｉ：ケーシング部の内面，６：ステータ部，７：コイル，７ｓ：コイルの一方の端面，８：ホール素子，１１：配線基板，１２：基準位置決め部，１３：間隔調整用セパレータ，１４：モールド部，１５：ヨーク，Ｍ：ロータリソレノイド，Ｆｍ：変位方向，Ｆｐ：順方向，Ｆｎ：逆方向，Ｚｒ：回動範囲，Ｖｏ：出力，Ｘｃｐ：切換点，Ｘｃｎ：切換点，Ｘｓ：特定位置，Ｘｍ：基準位置，Ｌｇ：間隔，Ｈ：一方の出力値，Ｌ：他方の出力値，Ｇ：対向間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】