JP2006234065A

JP2006234065A - 電磁弁

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Publication number: JP2006234065A
Application number: JP2005049600A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Murakami; 敦村上
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】外部入力のための端子側の体格の小型化が図れる電磁弁を提供する。
【解決手段】駆動コイル６０、６２に接続し、外部入力のためのターミナル６３、６４と、絶縁ブッシュ７２と、Ｏリング７１と、これらを収容するハウジング１１、１２、１２とを備え、ターミナル６３をハウジング１０の上部ハウジング部１１へ挿通させ、ターミナル６３と上部ハウジング部１１との間に絶縁ブッシュ７２およびＯリング７１を配置する電磁弁１において、
ターミナル６３と上部ハウジング部１１との絶縁ブッシュ７２の外周は、大径部７２ｂと、大径部７２ｂより外形の小さい小径部７２ａを有し、
大径部７２ｂが、上部ハウジング部１１の挿入穴１１ｈ内で上部ハウジング部１１に係止されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁弁に関する。

従来、電磁弁としては、駆動コイルを収容するハウジングと、ハウジングを挿通し、外部入力のための端子としてのターミナルとの間には絶縁を目的とした樹脂ブッシュと、シールを目的としたＯリングが設けられているものが知られている（特許文献１参照）。Ｏリングを２つ使用し、ハウジング内周と樹脂ブッシュの外周、および樹脂ブッシュ内周とターミナル外周をそれそれＯリングで気密確保するものがある。この方法では、ハウジングと樹脂ブッシュの形状が複雑になり、Ｏリングを２つ使用するため、電磁弁が大型化するとともにコストアップしてしまう。

これに対して特許文献１の開示する技術では、ハウジング内周に、樹脂ブッシュおよびＯリングを配置し、内周のうち、樹脂ブッシュを外部側の上部内周に、Ｏリングを内部側の下部外周に配置することで、１つのＯリングで気密確保している。

なお、一般に、ターミナルとハウジングとの間に配置した後には、ターミナルを収容するコネクタを形成するため、ターミナルが延出する電磁弁側を樹脂モールドしてターミナルとコネクタを一体樹脂成形する。
特開平９−７２２６０号公報

特許文献１による従来技術では、Ｏリングを１つにすることでコストを低減することは可能であるが、電磁弁の体格、特に軸方向体格が大きくなるおそれがある。詳しくは特許文献１の技術を適用する場合、実際には、図２に示すように、コネクタ５６５を樹脂成形する際に樹脂ブッシュ５７２が樹脂成形圧により沈み込まないように、樹脂ブッシュ５７２を段付き円筒状に形成して外部側の大径部５７２ｂの外形を大きくしなけれならず、また、樹脂成形圧で大径部５７２ｂがせん断しないようにある程度厚くする必要がある。このため、電磁弁の高さや外形が大きくなり電磁弁体格が大きくなるおそれがあるという問題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、外部入力のための端子側の体格の小型化が図れる電磁弁を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。

本発明の請求項１乃至５に記載の発明では、駆動コイルに接続し、外部入力のためのターミナルと、絶縁部材と、シール部材と、これらを収容するハウジングとを備え、ターミナルをハウジングへ挿通させ、ターミナルとハウジングとの間に絶縁部材およびシール部材を配置する電磁弁において、
ターミナルとハウジングとの絶縁部材の外周は、大径部と、大径部より外形の小さい小径部を有し、大径部が、ハウジングの穴内でハウジングに係止されていることを特徴としている。

これにより、ターミナルとハウジングとの間に配置する絶縁部材は、大径部と小径部を有し、大径部が、ハウジングの穴内でハウジングに係止されているので、従来技術のように絶縁部材の大径部全体がハウジング端面から延出することはない。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル側の電磁弁の体格の小型化が可能である。

また、本発明の請求項２に記載の発明では、大径部のハウジングに係止される係止部は、絶縁部材の大径部から小径部へ延伸方向に対してテーパを有していることを特徴としている。

これによると、大径部のハウジングに係止される係止部は、絶縁部材の大径部から小径部へ延伸方向に対してテーパを有していることが好ましい。これにより、電磁弁の製造工程にてターミナルとハウジングとの間に配置した絶縁部材に樹脂成形圧が加わる場合があっても、係止部のテーパでその樹脂成形圧を受けることができるので、大径部の大きさが小さくてもテーパによって受圧面積の確保が可能である。

また、本発明の請求項３に記載の発明では、大径部のハウジングに係止される係止部は、絶縁部材の大径部から小径部へ延伸方向に段差を有していることを特徴としている。これによると、電磁弁の製造工程にてターミナルとハウジングとの間に配置した絶縁部材に加わる樹脂成形圧が比較的低い場合には、同一の大径部の大きさに対して受圧面積を有効に稼げるテーパでなくとも、曲面もしくは略直角面を有する段差によって受圧面積の確保が可能である。

また、本発明の請求項４に記載の発明では、小径部の駆動コイル側には、シール部材が挿入されていることを特徴としている。

これによると、絶縁部材の小径部の駆動コイル側には、ハウジング穴内に例えばＯリング等のシール部材が挿入されているので、ハウジング、ターミナル、および絶縁部材間の気密がＯリング一つで確保される。

また、本発明の請求項５に記載の発明では、ハウジングの穴の内周は、大径部を保持する段差を有していることを特徴としている。

これによると、ハウジングの穴の内周は、大径部を挿入可能とするとともに、段差により、例えば電磁弁の製造工程にて加わる樹脂成形圧に抗して大径部を保持できる。

以下、本発明の電磁弁を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の電磁弁を示す部分断面図である。なお、図２は、比較例の電磁弁を示す部分断面図である。

図１に示すように、電磁弁１は、コイル６０と、図示ない可動コア（以下、アーマチャと呼ぶ）と、固定コア（以下、ステータと呼ぶ）５４と、コイル６０接続し、外部入力のための端子（以下、ターミナルと呼ぶ）６３、６４と、これら部材を収容するハウジング１０と、ハウジング１０を挿通するターミナル６３、６４とハウジング１０の間に配置される絶縁部材としての絶縁ブッシュ７２と、シール部材としてのＯリング７１とを含んで構成されている。

コイル６０は、樹脂製のスプール６２に直接巻回され、スプール６２およびコイル６０の外周側は樹脂モールドにより覆われている。なお、巻回装置により巻回されたコイル（以下、巻回コイルとも呼ぶ）６０の外周を図示しない樹脂モールドにより被覆した後に、被覆された巻回コイル６０に２次樹脂成形を行ってスプール６２と一体に成形されるものであってもよい。なお、ここで、コイル６０とスプール６２は請求範囲に記載の駆動コイルを構成する。

ステータ５４は、略円筒状に形成されており、内周側コア部と、外周コア部と、これら両コア部に両端が接続する上端部とを備えている。内周側コア部と外周コア部とは、それぞれ略筒状体に形成されており、これら略筒状体の間にコイル６０が挟み込まれている。ステータ５４は軟磁性材で形成されており、例えば圧粉体で形成された純鉄（Ｆｅ）で形成されている。なお、軟磁性材は、例えばパーメンジュール（材料組成を主要な元素で表すとＦｅ：４９〜５０％、Ｃｏ：４９〜５０％、Ｖ：２％以下）でもよい。ステータ５４の図１中の下部側には、アーマチャがステータ５４に向き合うように配置されており、ステータ５４の下端面（以下、磁極面と呼ぶ）とアーマチャの上端面（以下、磁極面）が当接および離間可能に配置されている。詳しくは、内周側コア部および外周側コア部と、アーマチャとは、互いに端面同士で対向している。電流供給によりコイル６０に発生する電磁力を利用し、内周側コア部および外周側コア部の各磁極面からアーマチャの磁極面に向けて磁束が流れ、磁束密度に応じた吸引力がアーマチャに作用する。なお、このステータ５４の中央（詳しくは内周側コア部の内側）には、筒状部材５６が挿入固定されており、筒状部材５６内には、図示しない付勢スプリング等が配置されている。この付勢スプリングの付勢力はアーマチャに作用し、アーマチャの磁極面とステータ５４の磁極面のエアギャプが広がる方向に付勢する。

アーマチャは、例えば略平板状に形成された平板部を有しており、平板部の上端面は、内側コア部および外側コア部の各磁極面に対向して配置される磁極面を形成している。アーマチャは軟磁性材からなり、例えばパーメンジュールで形成されている。平板部の下部側には弁部材が形成されている。なお、アーマチャと弁部材は一体成形されるものに限らず、別部材で一体的に形成されているものであってよい。この弁部材は、例えばハウジング１０内に配置される弁座に着座および離座可能であり、着座および離座することで電磁弁の開弁および閉弁が行なわれる。

なお、ここで、本実施例では、電磁弁１は開弁および閉弁により高圧流体の流通および遮断を行なうことで、高圧流体を所定圧に減圧する。なお、電磁弁１は、高圧流体を所定圧に減圧するものに限らず、高圧流体の流量特性を調節するものであってもよく、高圧流体を操作するものであればいずれでもよい。なお、本実施例ではこの流体は燃料であり、電磁弁１の開弁および閉弁により高圧燃料の流通および遮断が行なわれる。

ターミナル６３、６４は、コイル６０の端部に電気的に接続されている。具体的には、コイル６０の端部をターミナル６３に巻回する等により、ターミナル６３、６４とコイル６０が電気的に接続している。ターミナル６３、６４は、図１に示すように略Ｌ字状に形成されており、ターミナル６３とターミナル６４は、別部材で形成され、溶接等による接合により一体的形成されている。なお、ターミナル６３、６４は、別部材で一体的形成されるものに限らず、一体形成されているものであってもよい。

なお、以下で説明する実施形態では、ターミナル６３とターミナル６４は、別部材で形成され、溶接により一体的形成されるものとする。

ターミナル６３は、スプール６２にインサート成形されて一体樹脂成形されている。ターミナル６３は、ステータ５４の反アーマチャ側の部分（詳しくは上端部）のターミナル穴５４ａを挿通可能である。ターミナル６４およびターミナル６３は、コネクタ６５内に収容され、電気的に外部接続が可能である。コネクタ６５は、ハウジング１０（詳しくは上部ハウジング部１１）に樹脂モールドされ、ターミナル６３、６４を一体樹脂成形されている。

ハウジング１０は、図１に示すように、上部ハウジング部１１と、フランジハウジング部１２と、中間ハウジング部１３と、図示しない下部ハウジング部とを備えている。中間ハウジング１３は略筒状に形成され、ステータ５４を収容している。ステータ５４は段付きの略有底円筒状に形成され、中間ハウジング部１３の下端部の内周側に挿入されている。ステータ５４の外周は、段付きを境に下方に向かって縮径している。そして段付きが、中間ハウジング１３の内周側に形成された段差と当接することにより、ステータ５４が中間ハウジング部１３から脱落するのを防止している。なお、中間ハウジング部１３は、フランジハウジング部１２の内周にねじ等により組付け固定されている。

フランジハウジング部１２は略筒状に形成されてり、内部に上部ハウジング１１とステータ５４と中間ハウジングを配置している。詳しくは、フランジハウジング部１２は、段付き内周に形成され、その内周の上部側に上部ハウジング１１および中間ハウジングが挿入されている。また、内周の下部側には、弁座が配置されている下部ハウジング部が、アーマチャとともに挿入され、ねじ等により固定される。なお、フランジハウジング部１２内周と上部ハウジング１１の外周との間には、気密のためＯリング９１が配置されている。

上部ハウジング部１１は略円筒状に形成され、上端面と下端面とを貫通する穴（以下、挿入穴と呼ぶ）１１ｈが設けられている。この穴１１ｈ内には、ターミナル６３と絶縁ブッシュ７２とＯリング７１とが挿入されている。なお、詳しくは挿入穴１１ｈの内周は、第１内周１１ｈａと第２内周１１ｈｂと第３内周１１ｈｃとから構成されており、第１内周１１ｈａは第２内周１１ｈｂの大きさより大きく形成されている。第１内周１１ｈａは、挿入穴１１ｈ内に反ステータ５４側からステータ５４側に向かう挿入方向に対し、段差部を形成する。第２内周１１ｈｂ内にはＯリング７１を配置する。第１内周１１ｈａおよび第２内周１１ｈｂ内には樹脂ブッシュ７１を配置する。

なお、第３内周１１ｈｃは、第２内周１１ｈｂの大きさに比べて大きく形成するもの（図１参照）に限らず、ほぼ同じ大きさ、もしくは小さく形成されているものであってもよい。なお、第３内周１１ｈｃを第２内周１１ｈｂの大きさより大きく形成するものの場合には、ターミナル６３をスプール６２にインサート成形するためのスプール６２の付根部の大きさの設計自由度の向上が図れる。

Ｏリング７１は、挿入穴１１ｈ内（詳しくは第２内周１１ｈｂ内）に配置され、上部ハウジング部１１とターミナル６３との間の気密を確保する。なお、Ｏリング７１に限らず、Ｄリングなどであってもよく、上部ハウジング部１１とターミナル６３との間に挿入配置しこの間の気密を確保するものであればいずれのシール部材でもよい。Ｏリング７１は、図１に示すように、絶縁ブッシュ７２のコイル６０側の端部側に配置されている。

絶縁ブッシュ７２は略円筒状に形成されており、上部ハウジング部１１とターミナル６３との間の絶縁性を確保する。この絶縁ブッシュ７２は、大径部７２ｂと、大径部７２ｂより外形の小さい小径部７２ａを備えている。なお詳しくは、絶縁ブッシュ７２は、挿入穴１１ｈへの挿入順に、小径部７１ａ、大径部７２ｂに配置されている。

図１に示すように、大径部７２ｂが挿入穴１１ｈに係止されている。これにより、大径部７２ｂが、上部ハウジング部１１の挿入穴１１ｈ内で上部ハウジング部１１に係止されているので、図２に示す比較例のように絶縁ブッシュ５７２の大径部５７２ｂ全体が上部ハウジング部５１１端面から延出することはない。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル６３、６４側の電磁弁１の体格の小型化が可能である。なお、大径部７２ｂの外周の形状は、内周１１ｈの段差（第１内周１１ｈａ）と係止可能であるものであれば、曲面、あるいは略直角のような段差を形成するもののいずれの形状でもよい。

なお、本実施形態では、大径部７２ｂは、絶縁ブッシュ７２の挿入方向に対してテーパ７２ｂｔを有していることが好ましい。これにより、電磁弁１の製造工程にて、ターミナル６３と上部ハウジング部１１との間に配置した絶縁ブッシュ７２に、コネクタ６５を樹脂成形する際の樹脂成形圧が加わる場合があっても、樹脂ブシュ７２は、テーパ７２ｂｔでその樹脂成形圧を受けることができるので、大径部７２ｂの大きさが小さくてもテーパ７２ｂｔの面積によって受圧面積の確保が可能である。

なお、上記曲面、あるいは略直角のような段差と、同一の大径部７２ｂの大きさで比較する場合において、テーパ７２ｂｔの方が受圧面積を効率的に稼ぐことができる。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル側の電磁弁の上記延伸方向および径方向に小型化が可能である。

なお、ここで、大径部７２の外周の段差は請求範囲の絶縁部材７２の大径部７２ｂから小径部７２ａへの延伸方向に対する段差を構成する。また、テーパ７２ｂｔは請求範囲の絶縁部材７２の大径部７２ｂから小径部７２ａへの延伸方向に対するテーパを構成する。大径部７２の外周の段差、およびテーパ７２ｂｔは、それぞれ請求範囲に記載の係止部を構成する。

なお、本実施形態では、上部ハウジング部１１は反コイル６０側に延伸する配管部１７を有している。電磁弁１は内部に流入した燃料を筒状部材５６の内周５６ａおよび配管部１７の内周１７ａを通して図示しない燃料タンク等の燃料低圧側へ燃料を戻すように構成されている。ターミナル６３の上端部側は、ターミナル６４等と溶接により接合される。このため、ターミナル６３の上部側から比較的近い範囲に配置される配管部１７には、溶接作業時に溶接電極との干渉防止のための逃がし１７ｋが設けられている。図２に示す比較例のように大径部５７２ｂ全体が上部ハウジング部５１１端面から延出することはないため、本実施形態では、図２中の逃がし５１７ｋに比べて逃がし１７ｋの軸方向長さを短くできる。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル６３、６４側の電磁弁１の体格、とくに軸方向の体格の小型化ができる。

なお、上部ハウジング部１１から突き出たターミナル６３を絶縁ブッシュ上でターミナル６４と溶接接合する際に、図１に示すように、絶縁ブッシュ７２（詳しくは大径部７２ｂ）は上部ハウジング部１１の挿入穴１１ｈ内に収容されているので、溶接電極を上部ハウジング部１１に近づけて溶接することができる。

次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）駆動コイル６０、６２に接続し、外部入力のためのターミナル６３、６４と、絶縁ブッシュ７２と、Ｏリング７１と、これらを収容するハウジング１１、１２、１２とを備え、ターミナル６３をハウジング１０の上部ハウジング部１１へ挿通させ、ターミナル６３と上部ハウジング部１１との間に絶縁ブッシュ７２およびＯリング７１を配置する電磁弁１において、ターミナル６３と上部ハウジング部１１との絶縁ブッシュ７２の外周は、大径部７２ｂと、大径部７２ｂより外形の小さい小径部７２ａを有し、大径部７２ｂが、上部ハウジング部１１の挿入穴１１ｈ内で上部ハウジング部１１に係止されるように構成されている。

これにより、大径部７２ｂが、上部ハウジング１１の挿入穴１１ｈ内で上部ハウジング部１１に係止されているので、図２に示す比較例のように絶縁ブッシュ５７２の大径部５７２ｂ全体が上部ハウジング部５１１端面から延出することはない。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル６３、６４側の電磁弁１の体格の小型化が可能である。

（２）なお、本実施形態では、大径部７２ｂの上部ハウジング部１１に係止される係止部は、絶縁ブッシュ７２の大径部７２ｂから小径部７２ａへ延伸方向に対してテーパ７２ｂｔを有していることが好ましい。これにより、電磁弁１の製造工程にて、ターミナル６３と上部ハウジング部１１との間に配置した絶縁ブッシュ７２に、例えばコネクタ６５を樹脂成形する際の樹脂成形圧が加わる場合があっても、樹脂ブシュ７２は、テーパ７２ｂｔでその樹脂成形圧を効果的に受けることができる。したがって、大径部７２ｂの大きさが小さくてもテーパ７２ｂｔの面積によって受圧面積の確保が可能である。

（３）なお、上記大径部７２ｂの係止部の形状として、曲面、あるいは略直角のような段差を係止部とするものと、同一の大径部７２ｂの大きさで比較する場合において、テーパ７２ｂｔの方が受圧面積を効率的に稼ぐことができる。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル側の電磁弁の上記延伸方向および径方向に小型化が可能である。

（４）上記大径部７２ｂの係止部の形状として、曲面、あるいは略直角のような段差を係止部とするように構成してもよい。これによると、電磁弁１の製造工程にて、ターミナル６３と上部ハウジング部１１との間に配置した絶縁ブッシュ７２に加わる樹脂成形圧が比較的低い場合には、同一の大径部７２ｂの大きさに対して受圧面積を効率的に稼げるテーパでなくとも、曲面もしくは略直角面を有する段差によって受圧面積の確保が可能である。

（５）なお、本実施形態では、絶縁ブッシュ７２の小径部７２ａのコイル６０側つまり駆動コイル６０、６２側には、上部ハウジング部１１穴内にＯリング７１が挿入されているので、上部ハウジング部１１、ターミナル６３、および絶縁ブッシュ７２間の気密がＯリング７１一つで確保される。

（６）なお、本実施形態では、上部ハウジング部１１の挿入穴１１ｈの内周１１ｈａ、１１ｈｂ、１１ｈｃは、大径部７２ｂを保持する段差を有する第１内周１１ｈａが設けられているように構成されている。これにより、上部ハウジング部１１の挿入穴１１ｈの内周は、大径部７２ｂを挿入可能とするとともに、段差を有する第１内周１１ｈａにより、例えば電磁弁１の製造工程にて加わる樹脂成形圧に抗して大径部７２ｂを保持できる。

（７）なお、上部ハウジング部１１が反コイル６０側に延伸する配管部１７を有している場合において、配管部１７がターミナル６３から比較的近い範囲に配置される可能性がある。この場合、ターミナル６３の上端部側をターミナル６４等と溶接により接合する製造工程において、溶接作業時に溶接電極との干渉防止のための逃がし１７ｋを配管部１７に設ける必要がある。

これに対して本実施形態では、図２に示す比較例のように大径部５７２ｂ全体が上部ハウジング部５１１端面から延出することはないため、逃がし１７ｋの軸方向長さを図２中の逃がし５１７ｋに比べて短くすることができる。したがって、外部入力のための端子としてのターミナル６３、６４側の電磁弁１の体格、とくに軸方向の体格の小型化ができる。

（その他の実施形態）
以上説明した本実施形態では、上部ハウジング部１１とターミナル６３との間の気密確保のためにＯリング７１を用いたが、Ｏリング７１に限らず、Ｄリングなどであってもよく、上部ハウジング部１１とターミナル６３との間に挿入配置しこの間の気密を確保するものであればいずれのシール部材でもよい。

以上説明した本実施形態では、上部ハウジング部１１が反コイル６０側に延伸する配管部１７を有するものにおいて、上部ハウジング部１１に配管部１７を設ける理由として、電磁弁１内に流入する燃料を戻すリターン燃料通路を電磁弁１の略軸方向（図１では軸方向上方）に設けるために配管部１７を設けたが、アーマチャへの付勢力を調節するために付勢スプリングの付勢荷重を調節する調節用スクリュ等の付勢荷重調整装置を設けるために配管部１７を設けるようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態の電磁弁を示す部分断面図である。比較例の電磁弁を示す部分断面図である。

符号の説明

１電磁弁
１０ハウジング
１１上部ハウジング部（ハウジングの一部）
１１ｈ挿入穴（穴）
１１ｈａ第１内周（段差）
１１ｈｂ第２内周
１１ｈｃ第３内周
１２フランジハウジング部（ハウジングの一部）
１３中間ハウジング（ハウジングの一部）
１７配管部
１７ｋ逃がし
５４ステータ（固定コア）
６０コイル（駆動コイルの一部）
６３ターミナル
６４ターミナル
６５コネクタ
７１Ｏリング（シール部材）
７２絶縁ブッシュ（絶縁部材）
７２ａ小径部
７２ｂ大径部
７２ｂｔテーパ

Claims

駆動コイルに接続し、外部入力のためのターミナルと、絶縁部材と、シール部材と、これらを収容するハウジングとを備え、前記ターミナルを前記ハウジングへ挿通させ、前記ターミナルと前記ハウジングとの間に前記絶縁部材および前記シール部材を配置する電磁弁において、
前記ターミナルと前記ハウジングとの前記絶縁部材の外周は、大径部と、前記大径部より外形の小さい小径部を有し、
前記大径部が、前記ハウジングの穴内で前記ハウジングに係止されていることを特徴とする電磁弁。
前記大径部の前記ハウジングに係止される係止部は、前記絶縁部材の前記大径部から前記小径部へ延伸方向に対してテーパを有していることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
前記大径部の前記ハウジングに係止される係止部は、前記絶縁部材の前記大径部から前記小径部へ延伸方向に段差を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁弁。
前記小径部の前記駆動コイル側には、前記シール部材が挿入されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁弁。
前記ハウジングの前記穴の内周は、前記大径部を保持する段差を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電磁弁。