JP4297351B2

JP4297351B2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP4297351B2
Application number: JP2004123688A
Authority: JP
Inventors: 善造浜田; 智浜本; 祐二小倉
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: JP2005308040A

Description

本発明は、印加電流に応じてスプールを変位させて加圧流体を制御する電磁弁に関し、さらに詳細にはコイルボビンの組立に関する。

図１０に示すように、電磁弁のコイルボビンの組立は、成形型２４を形成する固定型２５（いずれも特許文献１に記載の符号）に第２に相当するヨーク１２、コイル５、第３に相当するヨーク１３、第１に相当するヨーク１１（いずれも特許文献１に記載の符号）をこれらの順に装着し、前記固定型２５に可動型２６〜２８を夫々型合せして、図示しない成形機、例えば射出成形機により、樹脂材料を成形型２４に注入して所要形状のコイルアッセンブリが形成される。
実公平６−１４４０６号公報

しかし、固定型２５に対し順次、コイルボビンの部材である第２に相当するヨーク１２、コイル５、第３に相当するヨーク１３、第１に相当するヨーク１１を装着しなければならないため、上記ヨーク１２、コイル５、ヨーク１３、ヨーク１１を成形型２４に装着するための組立に時間を要し、射出成形時間も長くなるのでコスト高になっていた。
さらに、前記ヨーク１２、コイル５、ヨーク１３、ヨーク１１の機械加工精度が低い場合には、成形時にこれらの間に樹脂材料が流れ込むので、型開きした後に流れ込んだ樹脂材料を削り取るという煩わしい作業が必要になることがあった。
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、順次、第２に相当するヨーク、コイル、第３に相当するヨーク、第１に相当するヨークを成形型に装着することなく、成形型に短時間に容易に装着でき、不要な樹脂材料の流れ込みを防止できることを特徴とするソレノイドを提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明は、可動鉄芯を備えたチューブアッセンブリと、
コイル巻線を備えたコイルアッセンブリと、
前記チューブアッセンブリに前記コイルアッセンブリを挿入して成形体によりソレノイドが形成される電磁弁において、
前記コイルアッセンブリは、中空の巻胴の両端に放射方向に夫々形成された第１、第２の鍔の夫々に突起を有するコイルボビンと、
前記第１、第２の鍔の円周側壁面に係合する第１、第２のヨークと、
前記コイルボビン、前記第１、第２のヨークを内設する第３のヨークと、
を備え、
前記第３のヨークに前記ボビン、前記第１、第２のヨークを挿入して形成されることを特徴とする。

本発明によれば、コイルボビン、第１乃至第３のヨークを容易に一体化することができ、これらを密に係合することができるので成形材料がコイルボビン、第１乃至第３のヨーク間に流れ込むのを防止でき、コイルアッセンブリの組立の作業時間が短縮され、コストを低減することができる。
この場合、前記第１、第２の鍔は前記巻胴の軸心方向に指向する一対の突起とを備え、
前記第１の鍔は円形状に形成され、前記第２の鍔は一側が同心の半円形状に形成され他側が偏心して半円形状に形成され外周部に軸心方向に指向する突起が設けられると、コイルボビンと第３のヨークとの係合が容易になるのでよい。
さらに、前記第３のヨークは、前記第１の鍔に形成される突起が係合する開口部を有すると、コイルボビンに係着され脱落が防止できるのでよい。
また、前記開口部は、一対が軸心方向に対向して形成されると、コイルボビンと第３のヨークとの係合時に該第３のヨークの向きが規制されないのでよい。
さらにまた、前記突起は、前記第１、第２のヨークを嵌着すると、該第１、第２のヨークがコイルボビンから離脱することが防止できるのでよい。

本発明は、コイルボビンに各ヨークの組付けが短時間で確実にできるので、運搬中にこれらが分解するとなく、成形型への装着が短時間にできるため、成形のサイクルタイムを短縮することができ、成形コストを低減することが可能になった。
さらに、各ヨーク間の嵌合部の形状は円形状であるため、加工精度による組立作業への影響を少なくすることができる。
また、各ヨークの接触面は、平らな面を有する組合せの構造であり、組立作業によるヨークが変形することがないので、接触面の隙間を小さくすることができ、吸引力等の低下がないため磁気特性が優れる。

本発明の実施の形態に係るソレノイド４０について図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るソレノイド４０の概略構造を示す縦断面図である。
ソレノイド４０は、中空部を備える筒状のコイルアッセンブリ４１と、前記コイルアッセンブリ４１の中空部に挿通されたチューブアッセンブリ４２とを備え、これらは樹脂製の固定用ナット４３により一体化されている。参照符号４４〜５５は、前記コイルアッセンブリ４１における周知の部材を示す。すなわち、コイル４４は、合成樹脂材料、例えばナイロン、ＰＰＳ等の熱可塑性樹脂により形成されたコイルボビン４５の外周面にコイル巻線４６を巻き回して構成されている。前記コイルボビン４５は、中空の巻胴４７を有し、該巻胴４７の両端には放射方向に鍔４７ａ、４７ｂが一体形成されている。参照符号４８はコイル巻線４６のリード線、４９は電気接触用のプラグピンである。

コイル４４を囲繞する外部磁気回路体５０は、コイルボビン４５の一端に添設される環状の第１のヨーク５１と、他端に添設された第２のヨーク５２と、前記ヨーク５１、５２
を磁気的に接続された第３のヨーク５３とを備える。これらの第１〜第３のヨーク５１〜５３は、いずれも例えば純鉄、低炭素鋼等の磁性材料より形成される。前記第１、第２のヨーク５１、５２は、一枚の板材で形成されるが前記材料を複数枚積重して形成することも勿論よい。
第１のヨーク５１、第２のヨーク５２の内径は、チューブアッセンブリ４２の外径よりもわずかに大きく形成される。第３のヨーク５３は、筒状に形成されており、その一端部にはプラグピン４９を突出させるための突出部５４が形成される。成形体５５は、射出成形加工するとき成形材料をコイル４４、第１〜第３のヨーク５１〜５３が埋設される状態に形成されている。前記成形体５５の成形材料は、耐熱性の高い熱硬化樹脂、例えばエポキシ樹脂が採用される。

参照符号５６〜５９は、チューブアッセンブリ４２における周知の部材を示す。固定鉄芯５６は磁性ステンレスのような高透磁率材料で形成され、弁装置（図示しない）への連結部５７を有する。中空筒部材５８は、磁性ステンレスのような高透磁率材料で形成された部材５８ａと非磁性ステンレスのような極低透磁率材料で形成された部材５８ｂより形成されている。参照符号５９は、閉塞部材を示す。
固定鉄芯５６、部材５８ａ、５８ｂ、閉塞部材５９は、例えば溶接により一体化されて、中空筒部材５８の内部が密閉されるように形成される。可動鉄芯６０、連動用ロッド６１は高マンガン鋼窒素入ステンレス鋼のように加工硬化させても磁化されない材料で形成される。参照符号６２は手動操作用の押しピンを示す。

図３はコイル４４の詳細を示す縦断面図、図４は図３のＺ矢視方向の外形図である。コイルボビン４５の鍔４７ａ、４７ｂの円周側壁面には軸心方向に直交する方向に沿って対向する一対の突起６３ａ、６３ｂ及び突起６４ａ、６４ｂが形成される。さらに、図３に示されるように、鍔４７ｂは同心円の円形状に形成される。一方、図４に示されるように、鍔4７ａは突起６３ａ、６３ｂを通る軸心方向に直交する方向に一側に同心の半円形状６５ａが画成され、かつ他側に軸心より偏心量δを偏心させる半円形状６５ｂが形成される。前記偏心量δは鍔４７ａの突起６３ａ、６0３ｂを通る軸心方向に直交する方向に沿って半円形状６５ａの円周側壁面に形成される突起６６の直径方向の厚みｈとの関係は、h≦δに設定されている。

図５はコイル４４に第３のヨーク５３を組み付ける状態を示す概略構造図、図６は図５のＹ矢視方向の概略図である。
図５及び図６に示されるように、第３のヨーク５３の内周面５３ａにコイル４４の外周面を装着するときに、鍔４７ａの突起６６の高さに対応してヨーク５３を傾けて、矢印Ａ方向にヨーク５３を変位させると突起６６がヨーク５３の開口部６７ａに挿入され、鍔４７ａの外周面が該ヨーク５３の内周面５３ａに装着されるので、コイル４４が第３のヨーク５３内で軸心方向の移動が規制され、コイル４４は第３のヨーク５３と一体化される。これにより、第３のヨーク５３に形成される開口部６７ａには、鍔４７ａに形成する突起６６が挿入される。よって、コイル４４及び第３のヨーク５３は一体になって固定型７４（図２参照）に装着される。
この場合、開口部６７ａ、６７ｂは、コイル４４を第３のヨーク５３に挿入する際の係着機能を有する。さらに、ヨーク５３の開口部６７ａ、６７ｂが軸心方向に沿って対称位置に形成されるのは、組立作業の際、該ヨーク５３の向きが限定されることを回避するためである。また、ヨーク５３に形成される開口部６８、６９は、成形時に成形材料を流入させる機能を有する。

図７はコイル４４と第１〜第３のヨーク５１〜５３を組立てコイルアッセンブリ４１に形成した概略構造図、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図、図９は図７のＸ矢視方向の外形図である。図７〜図９に示されるように、第３のヨーク５３の内周面５３ａに装着されたコイルボビン４５の鍔４７ａ、４７ｂの円周側壁面に形成された突起６３ａ、６３ｂ及び突起６４ａ、６４ｂには、第１のヨーク５１、第２のヨーク５２に穿設された穴７０ａ、７０ｂ及び穴７１ａ、７１ｂに挿入される。さらに、突起６３ａ、６３ｂ及び突起６４ａ、６４ｂの先端部に形成される爪７２ａ、７２ｂ及び爪７３ａ、７３ｂによりヨーク５１、５２が穴７０ａ、７０ｂ及び穴７１ａ、７１ｂを介して離脱できないようにされている。よって、第１、第２のヨーク５１、５２はコイルボビン４５から軸心方向に離脱することが阻止される。また、第２、第３のヨーク５１、５２は、突起６３ａ、６３ｂ及び突起６４ａ、６４ｂによって円周方向に変位することが阻止される。

本発明の実施の形態に係るソレノイド４０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にソレノイド４０を組み立てる場合について説明する。
先ず、図３及び図４に示すように、コイルボビン４５の巻胴４７にコイル巻線４６を所定量巻き、該コイル巻線４６のリード線４８及びプラグピン４９を形成し、前記リード線４８及びプラグピン４９を鍔４７ａの突起部５４に装着する。
次いで、図５及び図６に示すように、コイルボビン４５の鍔４７ａの突起６６を第３のヨーク５３の開口部６７ａに挿入し、コイルボビン４５の外周面を第３のヨーク５３に内周面に接合し、コイルボビン４５と第３のヨーク５３とを一体化に形成する。この場合、鍔４７ａの突起６６は第３のヨーク５３の開口部６７ａに挿入されるので、コイルボビン４５は軸心方向に変位せずヨーク５３内に収納される。

そして、図７〜図９に示すように、コイルボビン４５の鍔４７ａ、４７ｂの外側壁面に形成された突起６３ａ、６３ｂ及び突起６４ａ、６４ｂの夫々に第１のヨーク５１、第２のヨーク５２に設けた穴７０ａ、７０ｂ及び７１ａ、７１ｂを挿入し、鍔４７ａ、４７ｂに第１のヨーク５１、第２のヨーク５２を係合し、かつ前記第１及び第２のヨーク５１、５２の外周面を第３のヨーク５３の内周面５３ａに周設する。よって、第１及び第２のヨーク５１、５２は突起６３ａ、６３ｂ及び突起６４ａ、６４ｂに形成された爪７２ａ、７２ｂ及び爪７３ａ、７３ｂによりコイル４４及び第３のヨーク５３から離脱することが防止され。結局、コイル４４、第１〜第３のヨーク５１〜５３は共に一体的に結合された状態を維持する。

次に、図７〜図９に示すようにコイル４４、第１〜第３のヨーク５１〜５３を一体にしてコイルアッセンブリ４１に形成された状態で、該コイルアッセンブリ４１を図２に示すように例えば固定型７４、可動型７５〜７７に装着し、射出成形機により成形材料（図示しない）を前記成形型に加圧注入すると、成形材料が注入口７８、開口部６８、６９を介して固定型４４、可動型４５〜４７内に圧入され、コイル４４、第１〜第３のヨーク５１〜５３が一体化された成形体５５によりコイルアッセンブリ４１が形成される。成形後、固定型７４、可動型７５〜７７を型開きして成形体５５を取り出す。
そして、図１に示すようにチューブアッセンブリ４２の部材である固定鉄芯５６及び中空筒部材５８の外周部に成形体５５、Ｏリング７９を挿入し、閉塞体５９に固定用ナット４３を螺着することにより、ソレノイド４０が形成される。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の概略構造を示す縦断面図である。図１のコイルアッセンブリ、チューブアッセンブリを成形型に装着した概略構造を示す縦断面図である。図１のコイルの縦断面図である。図３のＺ矢視方向の外形図である。図１のコイルと第３のヨークとの係合状態を表す説明図である。図３のＹ矢視方向の外形図である。図１のコイルアッセンブリの概略構造を示す縦断面図である。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図である。図８のＸ矢視方向の外形図である。従来の成形型にヨーク及びコイルを装着した縦断面図である。

符号の説明

４０ソレノイド
４１コイルアッセンブリ
４２チューブアッセンブリ
５１第１のヨーク
５２第２のヨーク
５３第３のヨーク
５５成形体
５６固定鉄芯
６０可動鉄芯
６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂ突起
７０ａ、７０ｂ、７０ａ、７０ｂ穴
７２ａ、７２ｂ、７３ａ、７３ｂ爪

Claims

可動鉄芯を備えたチューブアッセンブリと、
コイル巻線を備えたコイルアッセンブリと、
前記チューブアッセンブリに前記コイルアッセンブリを挿入して成形体によりソレノイドが形成される電磁弁において、
前記コイルアッセンブリは、中空の巻胴の両端に放射方向に夫々形成された第１、第２の鍔を有するコイルボビンと、
前記第１、第２の鍔の円周側壁面に係合する第１、第２のヨークと、
前記コイルボビン、前記第１、第２のヨークを内設する第３のヨークと、
を備え、
前記第３のヨークに前記ボビン、前記第１、第２のヨークを挿入して形成されることを特徴とする電磁弁。
請求項１記載の電磁弁において、
前記第１、第２の鍔は前記巻胴の軸心方向に指向する一対の突起とを備え、前記第１の鍔は円形状に形成され、前記第２の鍔は一側が同心の半円形状に形成され、他側が偏心して半円形状に形成され外周部に軸心方向に指向する突起が設けられることを特徴とする電磁弁。
請求項１または２記載の電磁弁において、
前記第３のヨークは、前記第１の鍔に形成される突起が係合する開口部を有することを特徴とする電磁弁。
請求項１乃至３記載のいずれか１項に記載の電磁弁において、
前記開口部は、一対が軸心方向に対向して形成されることを特徴とする電磁弁。
請求項２記載の電磁弁において、
前記突起は、前記第１、第２のヨークを嵌着することを特徴とする電磁弁。