JP4073545B2 - ソレノイドバルブおよびソレノイドバルブ電極製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば内燃機関の気化器における燃料、又は燃料と空気の混合気の量を制御するためのバルブとして用いられるソレノイドバルブに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来内燃機関の気化器において、混合気量を制御するために混合気通路を遮断する燃料カットバルブとして、電磁力により作動するソレノイドバルブが用いられる。ソレノイドバルブは気化器の所定位置に固定される円筒部材であるボビンと、ボビンの外周面に巻回されたコイルと、ボビン内周面においてコイルから発生する磁力により軸方向に移動することにより混合気通路内を進退するプランジャと、コイルに通電させるための2つの電極とを備える。ソレノイドバルブの電極は、コイルの両端末が各金属端子に半田付けされることにより形成されるが、ソレノイドバルブが比較的小さい機器であり、またその構成が複雑であることから、このような電極形成作業は手作業で行われることが多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
電極形成作業が手作業で行われるため、ソレノイドバルブの生産性は悪く、また品質のばらつきが生じることが問題であった。また、ソレノイドバルブが小さい機器であるため、コイル線も線径の細いものが用いられ、手作業で金属端子に半田付けする場合応力集中によりコイル線の断線が生じる恐れがあった。
【0004】
本発明は、この様な点に鑑みてなされたものであり、ソレノイドバルブの端子形成を容易かつ高精度に行い、ソレノイドバルブの生産性および品質を向上させることが目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によるソレノイドバルブは、円筒部と円筒部の両端部に第1フランジおよび第2フランジを備えたボビンと、円筒部の外周に巻回され第1端末および第2端末が共に第1フランジ側に延びるコイルと、コイルが通電されるとコイルの起磁力により円筒部内において円筒部の軸方向に沿って相対移動するプランジャと、ボビンにおける軸に垂直な第1フランジ側の底面に平行、かつ第1フランジ側底面から所定距離離れて固定される固定板部と、この固定板部から軸に平行な方向に沿って延び第1端末が巻回される第1ボス部と、固定板部から軸に平行な方向に沿って延び電源に接続されてコイルに電力を供給する接続板部とが一体的に形成される第1電極と、第1フランジ側底面と第1電極との間に設けられ、第1フランジに固定される板部と、この板部から軸に平行な方向に沿って延びコイルの第2端末が接続される第2ボス部とが一体的に形成される第2電極とを備えたことを特徴としている。
【0006】
ソレノイドバルブにおいて、好ましくは第2電極の板部の厚みが第1フランジ側底面から第1電極の固定板部までの距離より小さい。
【0007】
ソレノイドバルブにおいて、好ましくはボビンには、第1フランジ側底面において、板部より突出し第1フランジ側底面に平行な溝部を有する2つの突部が形成され、固定板部の両端がこの2つの突部の各溝部にそれぞれ圧入される。
【0008】
ソレノイドバルブにおいて、好ましくは第1フランジ側底面から第1ボス部先端までの距離と、第1フランジ側底面から第2ボス部先端までの距離とがほぼ同じである。
【0009】
ソレノイドバルブにおいて、好ましくは、第1端末および第2端末が第1ボス部および第2ボス部にそれぞれ巻回された後半田付けされることにより、第1ボス部および第2ボス部にそれぞれ接続される。さらに好ましくは、第1電極が固定板部と接続板部とが同一平面内で連結された状態で第1フランジに取付けられ、第1端末および第2端末が第1ボス部および第2ボス部にそれぞれ接続された後に、接続板部が軸に平行になる位置まで接続板部の連結部が折り曲げられる。
【0010】
ソレノイドバルブにおいて、ボビンを内側で固定し、第2電極の板部側面に密着するボディを備えていてもよい。
【0011】
ソレノイドバルブにおいて、第1電極と第2電極との間に絶縁性の樹脂が設けられてもよい。
【0012】
また本発明によるソレノイドバルブ電極製造装置は、コイルに通電することによりコイル内のプランジャを相対移動させるソレノイドバルブの電極を形成する装置であって、両端にフランジを備えたボビンにコイルを巻回する巻回手段と、コイルが巻回されたボビンの一方のフランジに、ボビンの軸に垂直な取付板部と取付板部と同一平面内で連結された接続板部とボビンの軸に平行かつ軸方向において取付板部および接続板部より突出する第1ボス部とを有する第1電極と、ボビンの軸に平行かつ軸方向において取付板部および接続板部より突出する第2ボス部を有する第2電極とを互いに接触しないようにそれぞれ取付ける取付手段と、第1ボス部および第2ボス部にそれぞれ第1端末および第2端末を巻き付ける巻付手段と、第1ボス部および第2ボス部にそれぞれ巻付けられた第1端末および第2端末を半田付する半田付手段と、接続板部の取付板部との連結部を折り曲げて接続板部を軸方向に平行に立ち上げる折曲げ手段とを備えることを特徴としている。
【0013】
ソレノイドバルブ電極製造装置において、好ましくは、半田付手段が第1ボス部および第2ボス部の取付板部および接続板部より突出する部分を容器内の液状半田に漬けることにより第1端末および第2端末を半田付する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるソレノイドバルブの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0015】
図1は実施形態であるソレノイドバルブを用いた内燃機関の気化器を示す断面図である。気化器100において空気と燃料は負圧により吸引されて混合し、この混合気がエンジンのシリンダ(図示しない)へ供給される。気化器100における空気、燃料および混合気の流れはメイン系統とスロー系統の2系統に分かれている。図中、空気の流れる方向を白抜き矢印で示し、燃料の流れる方向を黒塗り矢印で示し、混合気の流れる方向を破線の矢印で示す。
【0016】
メイン系統において、エンジンが始動すると負圧により空気通路104からメイン系混合気通路110を通ってシリンダへ向かう気流が発生する。フロート室102からの燃料はエアブリード106において霧化されてメインノズル108からメイン系混合気通路110に噴射される。空気通路104からの空気は、メイン系混合気通路110において燃料と混合する。メイン系混合気通路110内の混合気は、スロットルバルブ112の開度によって量が調節されてシリンダへ供給される。
【0017】
スロー系統において、燃料はフロート室102からスロー系燃料通路114、スロー系燃料ジェット116を通って、スロー系混合気通路118に供給される。空気は空気通路104からスロー系空気ジェット120を通って、スロー系混合気通路118に供給される。燃料と空気は、スロー系混合気通路118において混合されて、スロットルバルブ112の近傍に設けられた複数のスロー系混合気出口122から、メイン系混合気通路110の混合気に合流させられ、シリンダへ供給される。
【0018】
ソレノイドバルブ10はスロー系燃料ジェット116とスロー系混合気出口122との間、即ちスロー系混合気通路118上に設けられる。ソレノイドバルブ10は、スロー系混合気通路118内において弁体28を進退させる、即ち矢印Aの方向に相対移動させることにより燃料供給量を調整し、スロー系統の混合気量を制御する。ソレノイドバルブ10が通電されていない状態では、弁体28はスロー系混合気通路118を遮断し、ソレノイドバルブ10が通電されると、弁体28はスロー系混合気通路118から退避し、混合気がスロー系混合気出口122へ流れる。
【0019】
ソレノイドバルブ10はボディアース方式であり、弁体28の反対側に突出するプラス電極、即ちターミナル34から電流が供給される。ターミナル34には、駆動装置124によってバッテリ126から電流が必要に応じて供給される。駆動装置124はコンピュータ128からの信号に基づいて電流を出力する。
【0020】
図2はソレノイドバルブ10の断面図であり、図3はその上面図である。ソレノイドバルブ10は略円筒のボディ11を備え、このボディ11の一方の開口端11aにはプレート12を介してセットスクリュー14が一体的に固定される。セットスクリュー14は外周面にネジ部が形成され、このネジ部が気化器100へ螺合することにより、ソレノイドバルブ10が気化器100へ取付けられる。セットスクリュー14には貫通孔14aが形成される。ボディ11、プレート12、およびセットスクリュー14は導電性の金属、例えば圧延鋼板により形成される。
【0021】
ボディ11内には両端にフランジを備えた円筒部材であるボビン16が固定される。ボビン16はガラス繊維入り合成樹脂から成型される。このボビン16の外周面にエナメル線であるコイル18が巻回され、さらにコイル18の外側に保護テープ19が巻きつけられる。ボビン16のセットスクリュー14側の端部、即ち開口端部16aはセットスクリュー14の貫通孔14a内に嵌合される。ボビン16のターミナル34側の開口端部に形成されたフランジ16bは、軸Lに垂直な略円板部材であるエンドヨーク20と密着している。
【0022】
エンドヨーク20には軸Lに沿ってボビン16内へ突出するインナーヨーク22が一体的に固定され、このインナーヨーク22はボビン16の内周面16cに圧入固定される。エンドヨーク20およびインナーヨーク22の材料は磁性材である。エンドヨーク20の外周側面はボディ11に当接する。軸Lに関してエンドヨーク20が設けられた位置のわずか上方の位置Mにおいて、ボディ11は外側から3箇所(図3)かしめられ、エンドヨーク20の軸L方向の移動が規制される。以上の構成により、ボビン16、エンドヨーク20、およびインナーヨーク22が、ボディ11内に固定される。
【0023】
プランジャ24はワッシャ26を介して弁体28と一体的に固定される。プランジャ24はボビン16の内周面16cにおいて軸Lに沿って相対移動可能であり、弁体28はプランジャ24の移動と共に、セットスクリュー14からの突出量を変化させる。
【0024】
プランジャ24の円筒孔24a内には、金属線を巻回して得られるコイルスプリング30が設けられ、このコイルスプリング30の両端はそれぞれ、弁体28およびインナーヨーク22に当接している。コイルスプリング30の付勢力により、プランジャ24は弁体28とともにセットスクリュー14側に付勢される。
【0025】
エンドヨーク20は、軸Lに平行な柱部材であるボス部21を備える。コイル18の一端はこのボス部21に巻付けられ、半田により固定される。ボビン16はエンドヨーク20から図2の上方に突出した2つの突部32を備える。この2つの突部32にはターミナル34が圧入固定される。ターミナル34は、ボス部21と平行な柱部材であるボス部36を備え、コイル18の他端はこのボス部36に巻付けられ、半田により固定される。2つのボス部36およびコイル端末等を保護するために、ボディ11内には開口11bから樹脂38が注入される。
【0026】
図4はソレノイドバルブ10の開閉動作の原理を示す模式図である。通電されない状態では、図2のように弁体28がコイルスプリング30により下方に付勢されているが、コイル18に電流が流れると、一点鎖線で示す磁界が生じ、コイル18内の磁力がコイルスプリング30の付勢力より大きくなると、コイルスプリング30が圧縮し、プランジャ24および弁体28が矢印Aの方向に移動させられる。
【0027】
図5はボビン16、エンドヨーク20、およびターミナル34を分解して示す斜視図である。ボビン16に巻回されるコイル18の両端末18aおよび18bは、共にフランジ16b側へ延びている。コイル端末18aは、フランジ16bに径方向に沿って形成されたガイド溝16dにガイドされる。
【0028】
フランジ16bの上面16eにおいて溝部16dの両側には、2つの突部32が対向して設けられ、この突部32にはそれぞれフランジ16bに平行な圧入溝部32aが形成される。この圧入溝部32aはガイド溝16d側が開口しており、この開口している側から、ターミナル34の固定板部35が圧入される。これによりボビン16にターミナル34が固定される。
【0029】
ターミナル34は、軸Lに対して垂直な略長方形の固定板部35と、固定板部35の一方の長辺中央から軸Lと平行な方向に延びる略長方形の接続板部37と、接続板部37が設けられていない固定板部35の長辺から接続板部37と平行な方向に延びる柱状のボス部36とが一体的に形成されて成る。ターミナル34の材料は銅成分を含む合金である。
【0030】
固定板部35の両端は圧入溝部32aに圧入固定される。接続板部37は駆動装置124(図1参照)と接続される。ターミナル34がボビン16に固定された状態において、ガイド溝16dとターミナル34のボス部36は近接しており、ガイド溝16dから延びるコイル端末18aはボス部36に巻付けられる。
【0031】
フランジ16bとターミナル34との間にはエンドヨーク20が設けられる。エンドヨーク20は略円板形状を呈しており、フランジ16bに密着する際に突部32を回避するための凹部202が2つ形成される。中央にはインナーヨーク22が嵌合固定される。凹部202の一方には軸Lに平行なボス部21が一体的に設けられ、エンドヨーク20がボビン16に取付けられた状態において、フランジ16bの外周面から延びたコイル端末18bが巻付けられる。
【0032】
図6を参照する。図6はボビン16にエンドヨーク20とターミナル34とが取付けられた状態を示す図であり、図2の部分拡大図である。エンドヨーク20の板厚D1 はフランジ16bから溝部32aまでの距離D2 より小さく、これによりエンドヨーク20とターミナル34との接触が回避される。また固定板部35は中央が***した形状となっており、エンドヨーク20の上面20cから突出したインナーヨーク22の頭部22aに干渉しない。即ち、ターミナル34およびエンドヨーク20は、ボビン16に固定された状態で、コイル端末18a、18bにそれぞれ接続されるが、互いに接触しないように配置される。樹脂38は絶縁層としての役割を果たす。
【0033】
電流は、バッテリ126のプラス端末からターミナル34へ供給されて、コイル端末18aからコイル18内を流れ、コイル端末18bからエンドヨーク20、ボディ11、プレート12、セットスクリュー14、さらに気化器100側のボディ101(図1)を通って、ボディ101に接続されたバッテリ126のマイナス端末に戻る。
【0034】
フランジ16bの上面16eからボス部21の先端までの距離D3 と、フランジ16bの上面16eからボス部36の先端までの距離D4 とは略等しい。またフランジ16bの上面16eから固定板部35の***した中央上面までの距離D5 と、フランジ16bの上面16eから突部32の上面までの距離D6 とは略等しい。距離D3 およびD4 は距離D5 およびD6 より大きい。
【0035】
次にソレノイドバルブ10の製造工程について説明する。まず、ボビン16にコイル18が巻付けられる。次にインナーヨーク22およびエンドヨーク20がボビン16に取付けられ、さらにターミナル34がボビン16に取付けられ、電極が形成される。ボディ11とプレート12とセットスクリュー14とが一体化されたものに、開口11bから弁体28およびプランジャ24、コイルスプリング30が順に挿入された後、電極形成されたボビン16が圧入される。そして開口11bから樹脂が注入される。以上の処理を経てソレノイドバルブ10が完成する。
【0036】
図7はソレノイドバルブ電極製造装置の主要構成を示すブロック図である。ソレノイドバルブ電極製造装置300は、取付装置302、巻付装置304、半田付装置306、折曲装置308とを備え、各装置への搬送は搬送装置310、例えばベルトコンベアによって行われる。
【0037】
図8〜図11はソレノイドバルブ電極製造装置においてボビン16に電極を形成する各工程を示す図である。図8および図9において、ボビン16には、取付装置302によってエンドヨーク20およびターミナル34を取付ける取付処理と、巻付装置304によってボス部21、36にそれぞれコイル端末18b、18aを巻付ける巻付処理とが施される。図8は巻付処理後の状態を示す上面図であり、図9はその側面図である。ターミナル34は取付処理および巻付処理時において、接続板部37は固定板部35、即ちボビン16のフランジ16bと平行である。
【0038】
取付処理において、ボビン16にはエンドヨーク20が圧入固定された後、ターミナル34の固定板部35が、矢印Bの方向から突部32の圧入溝部32a内に圧入される。巻付処理において、コイル端末18aはボス部36に巻付けられ、コイル端末18bはボス部21に巻付けられる。
【0039】
図10は半田付装置306による半田処理を示す図である。この半田処理では、巻付処理後のボビン16が図8の状態から上下反転させられ、ボス部21、36の先端が下方に向けられる。この状態で、ボス部21、36の先端はハンダ槽50に浸けられ、ボス部21、36にそれぞれコイル端末18b、18aが半田付けされる。
【0040】
図11は折曲装置308による折曲処理を示す図である。折曲処理において、ターミナル34の接続板部37が図の破線の位置から実線の位置へ折曲げられる。即ち、接続板部37は取付板部35と接続する基端側が折り曲げられ、これにより矢印C方向に回動し、軸Lに平行となる。
【0041】
以上の処理によって、ボビン16に電極が形成される。従来は、2つのコイル端末はターミナルおよびエンドヨークに直接半田付けされていたため、仮固定と半田付けの2工程を繰り返す、即ち4工程が必要であった。しかし本実施形態の構成によると、2つのコイル端末の半田付を一度に行うことができ、組み立て工数の減少および処理時間の短縮が図られる。
【0042】
また、エンドヨークは軸に垂直な板部材であり、ターミナルはエンドヨークの上方に設けられた軸方向に平行に延びる板部材であるため、これらに直接半田付するためには、手作業に頼らざるを得ず、生産効率はある一定以上は望めなかった。しかし本実施形態の構成では、ターミナル34をエンドヨーク20に平行に取り付け、半田処理後に軸L方向にたちあげており、またターミナル34の取付時においてターミナル34より突出した2つのボス部21、36にコイル端末18a、18bを巻き付けているので、半田槽50に浸けるだけで半田付が行える。従って機械による自動化が可能となり、生産性を向上させ、かつ品質を高精度かつ一定に保つことができる。
【0043】
【発明の効果】
本発明によると、ソレノイドバルブの端子形成を容易かつ高精度に行い、ソレノイドバルブの生産性および品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるソレノイドバルブを用いた内燃機関の気化器を概略的に示す断面図である。
【図2】本発明によるソレノイドバルブの実施形態を示す縦断面図である。
【図3】図2に示すソレノイドバルブの上面図である。
【図4】図2に示すソレノイドバルブの原理を模式的に示す図である。
【図5】図2に示すソレノイドバルブのボビン、ターミナル、およびエンドヨークの構成を示す分解斜視図である。
【図6】図2に示すソレノイドバルブの部分拡大断面図である。
【図7】本発明によるソレノイドバルブ電極製造装置の実施形態を示す図であり、主要構成を示すブロック図である。
【図8】取付処理後のボビンを示す上面図である。
【図9】図7に示すボビンの側面図である。
【図10】コイル端末の半田処理を模式的に示す図である。
【図11】ターミナルの折曲処理を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10 ソレノイドバルブ
11 ボディ
12 プレート
14 セットスクリュー
18 コイル
18a、18b コイル端末
20 エンドヨーク
21、36 ボス部
22 インナーヨーク
24 プランジャ
28 弁体
32 突部
34 ターミナル
300 ソレノイドバルブ電極製造装置
302 取付装置
304 巻付装置
306 半田付装置
308 折曲装置
310 搬送装置
Claims (10)
- コイル(18)の起磁力により弁体(28)を進退させるソレノイドバルブ(10)であって、
前記コイルに対して前記弁体とは反対側に配置されるターミナル(34)に設けられ、前記コイルの軸方向に沿って前記コイルの反対側に向けて延出する第1ボス部(36)と、
前記コイルと前記ターミナルとの間に配置されてボディアースを構成するエンドヨーク(20)に設けられ、前記第1ボス部に平行に延出する第2ボス部(21)とを備え、
前記コイルの一端が前記第1ボス部に巻き付けられ、他端が前記第2ボス部に巻き付けられる
ことを特徴とするソレノイドバルブ。 - 前記第1および第2ボス部の先端の高さが略等しいことを特徴とする請求項1に記載のソレノイドバルブ。
- 前記第1および第2ボスに巻き付けられた前記コイルの両端が、前記第1および第2ボス部に半田付けされていることを特徴とする請求項2に記載のソレノイドバルブ。
- 前記コイルが巻回されるボビン(16)のフランジ(16b)に前記エンドヨークが密着固定されるとともに、前記フランジに前記コイルの反対側に向けて突出する突部(32)が形成され、前記ターミナルが前記エンドヨークと離間して前記突部によって支持されることを特徴とする請求項1に記載のソレノイドバルブ。
- コイル(18)の起磁力により弁体(28)を進退させるソレノイドバルブ(10)の製造方法であって、
ボビン(16)に前記コイルを巻き付けるステップと、
ボディアースを構成するとともに前記ボビンに装着されるエンドヨーク(20)に設けられ、前記コイルの軸方向に沿って延出する第2ボス部(21)に前記コイルの一端を巻き付けるステップと、
ターミナル(34)に設けられ前記第2ボス部と平行に延出する第1ボス部(36)に前記コイルの他端を巻き付けるステップと
を備えることを特徴とするソレノイドバルブの製造方法。 - 更に、前記エンドヨークを前記ボビンに取り付けるステップと、前記ターミナルを前記ボビンに取り付けるステップとを備えることを特徴とする請求項5に記載のソレノイドバルブの製造方法。
- 前記コイルの両端が巻き付けられた前記第1および第2ボスを液状半田に同時に漬けるステップを備えることを特徴とする請求項6に記載のソレノイドバルブの製造方法。
- 前記ターミナルが前記ボビンに取り付けられる取付板部(35)と電極接続部としての接続板部(37)とを備え、前記ターミナルを前記ボビンに取り付けるステップにおいて前記接続板部は前記軸方向に垂直とされ、前記第1および第2ボスを液状半田に同時に漬けるステップ終了後に、前記軸方向へ折り曲げられることを特徴とする請求項7に記載のソレノイドバルブの製造方法。
- 前記ソレノイドのボディ(11)の開口部(11b)から前記弁体と、前記弁体に固定されるプランジャ(24)と、前記プランジャに付勢力を与えるコイルスプリング(30)とを装填するステップと、前記エンドヨークと前記ターミナルとが取り付けられた前記ボビンを前記ボディに装着するステップとを備えることを特徴とする請求項6に記載のソレノイドバルブの製造方法。
- 前記ボビンを前記ボディに装着後、前記開口部から樹脂を注入することを特徴とする請求項9に記載のソレノイドバルブの製造方法。
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