JP2007115835A - 樹脂モールド部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボビンとともにモールドされるヨークに２次成形樹脂の樹脂熱が奪われて融着部に到達する２次成形樹脂の樹脂熱が下がり、融着部の溶け量が小さくなる。
【解決手段】 パージバルブに用いられるソレノイド２２は、ボビン３１とともにヨーク２７が２次成形樹脂２３でモールドされるものであり、ボビン３１に設けられた融着部３１ａの近傍には熱を吸収しやすい金属製のヨーク２７が配置されている。このヨーク２７の表面（内外面）には、樹脂製の断熱材３３が被覆されており、融着部３１ａを溶かす樹脂熱がヨーク２７に奪われるのを防いでいる。これにより、２次成形樹脂２３の成形時に融着部３１ａへ到達する２次成形樹脂２３の樹脂熱がヨーク２７に奪われる不具合を回避することができ、融着部３１ａの溶け量を大きくでき、シール性および冷熱耐久性を高くできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１次成形樹脂（例えば、樹脂製のボビン等）において２次成形樹脂と接する部位に、２次成形樹脂を成形する際の樹脂熱により溶けて２次成形樹脂と融着する融着部を備えた樹脂モールド部品に関し、例えば電磁アクチュエータのソレノイドに用いて好適な技術に関する。

（従来技術）
２次成形樹脂と融着する融着部が１次成形樹脂に設けられた樹脂モールド部品の一例として、パージバルブのソレノイドに適用されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のパージバルブを図４を参照して説明する。なお、後述する実施例１と同一符号を付して説明する。
パージバルブ８は、流体の流れ量を制御する流量制御用の電磁弁であり、流体通路を開閉するバルブ１３と、このバルブ１３を駆動する電磁アクチュエータ１４とからなる。この電磁アクチュエータ１４は、バルブ１３が設けられたムービングコア１８と、このムービングコア１８を閉弁方向に付勢するリターンスプリング２１と、このリターンスプリング２１の付勢力（閉弁力）に抗してムービングコア１８を開弁方向へ磁気吸引するソレノイド２２とからなる。

ソレノイド２２は、樹脂製のボビン（１次成形樹脂の一例）３１に巻回されたコイル２６と、コイル２６の発生する磁力によりムービングコア１８を通る磁束ループを形成する磁気固定子（ヨーク２７、ステータ２９等）と、これらを樹脂モールドする２次成形樹脂２３とを備える。
特許文献１に開示されるボビン３１の軸方向の両側には、ボビン３１の一部を２次成形樹脂２３に融着させて、ボビン３１と２次成形樹脂２３の接触面（境界面）から、流体が外部へ漏れるのを防ぐための融着部３１ａが設けられている。

（従来技術の問題点）
ボビン３１に設けられた融着部３１ａは、融着部３１ａに触れる２次成形樹脂２３の温度が高いほど溶け量が大きくなり、融着部３１ａによるシール性および冷熱耐久性が高まる。
しかし、融着部３１ａに触れる樹脂が、ボビン３１を含むコイル２６と、ヨーク２７（金属部品の一例）との間を流れて融着部３１ａに到達する場合（図５矢印α参照）２次成形樹脂２３の樹脂熱が熱伝導率の高いヨーク２７（図６参照）、に奪われるため、融着部３１ａに到達する２次成形樹脂２３の樹脂熱が下がってしまう。
このように、ヨーク２７によって融着部３１ａに触れる樹脂の熱が奪われると、融着部３１ａの溶け量が小さくなり、融着部３１ａの溶け量を多くしてシール性および冷熱耐久性を高めることができなくなってしまう。
特開２００２−１３６５９号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、２次成形樹脂の成形時に融着部へ到達する２次成形樹脂の樹脂熱が金属部品に奪われるのを防いで、融着部の溶け量を大きくすることが可能な樹脂モールド部品の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する樹脂モールド部品は、１次成形樹脂とともに２次成形樹脂によってモールドされる金属部品を備えるものであるが、金属部品の表面には、当該金属部品の熱伝導率より低い断熱材が被覆されている。
これにより、２次成形樹脂の成形時に融着部へ到達する２次成形樹脂の樹脂熱が金属部品に奪われる不具合を回避することができ、融着部へ到達する２次成形樹脂の樹脂熱の低下を防ぐことができる。この結果、融着部の溶け量が小さくなる不具合を回避できる。即ち、融着部の溶け量を大きく保つことが可能となり、融着部によるシール性および冷熱耐久性を高くすることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する樹脂モールド部品は、電磁アクチュエータを構成するソレノイドであり、１次成形樹脂は、通電により磁力を発生するコイルが巻回される樹脂製のボビンであり、金属部品は、ボビンに巻回されたコイルの外周部位に外装されて、コイルの発生した磁束が通る磁性体金属製のヨークである。
これによって、電磁アクチュエータに設けられた融着部の溶け量を大きく保つことが可能となり、電磁アクチュエータのシール性および冷熱耐久性を高めることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する断熱材は、２次成形樹脂の成形前に、金属部品またはヨークをモールドしたものである。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する断熱材は、２次成形樹脂の成形前に、金属部品またはヨークの表面に焼き付けられたものである。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する断熱材は、２次成形樹脂の成形前に、金属部品またはヨークの表面に塗装されたものである。

最良の形態１は、本発明の樹脂モールド部品の一例としてソレノイドに適用したものであり、ソレノイドは、樹脂製のボビン（１次成形樹脂品の一例）に巻回されたコイルと、コイルの周囲に外装された磁性体金属性のヨーク（金属部品の一例）と、「ボビンに巻回されたコイルとヨーク」を樹脂モールドする２次成形樹脂とを備える。
ボビンは、２次成形樹脂と接する部位に、２次成形樹脂を成形する際の樹脂熱により溶けて２次成形樹脂と融着する融着部を備える。
そして、ヨークの表面には、ヨークを構成する磁性体金属（鉄等）の熱伝導率より低い断熱材（樹脂等）が被覆されている。

このように、ヨークの表面に断熱材を被覆させることにより、２次成形樹脂の成形時に融着部と触れる樹脂が、コイル（ボビンを含む）と、ヨークとの間を流れて融着部へ到達するものであっても、２次成形樹脂の樹脂熱がヨークに奪われる不具合を回避できる。これによって、融着部の溶け量を大きく保つことが可能となり、融着部によるシール性および冷熱耐久性を高めることができる。

本発明の樹脂モールド部品を、パージバルブ（電磁弁の一例）に用いられるソレノイド（電磁アクチュエータの構成部品）に適用した実施例１を説明する。なお、この実施例１では、先ず図３〜図６を参照して「従来構造のパージバルブ」を説明し、その後で図１、図２を参照して本発明が適用された部分（従来構造と異なる部分）を説明する。

〔従来構造のパージバルブの説明〕
自動車には、図３に示すように、燃料タンク１で気化した燃料を吸着して保持するキャニスタ２が設けられている。このキャニスタ２は、大気導入通路３を介して大気が導入可能に設けられている。また、キャニスタ２は、パージ通路（流体通路）４を介して吸気管５の負圧発生部分（スロットルバルブ６の下流）に接続されている。
そして、エンジンの運転中に、大気導入通路３に設けられた大気解放弁７を開いて、外部からキャニスタ２内に空気を導入するとともに、パージ通路４に設けられたパージバルブ８を開いて、キャニスタ２内に保持された気化燃料を吸気管５へ導くように設けられている。なお、図３中の符号９、１０はフィルタである。

パージバルブ８は、通電されるとパージ通路４の上流と下流を連通させるノーマリ・クローズ（Ｎ／Ｃ）タイプの電磁弁であり、図４に示すように、パージ通路４の一部を成す通路キャップ１１と、この通路キャップ１１内に設けられた弁口１２を開閉するバルブ１３と、このバルブ１３を駆動して弁口１２を開閉させる電磁アクチュエータ１４とからなる。

通路キャップ１１には、パージ通路４の上流側（キャニスタ２側）に接続される導入通路１５と、パージ通路４の下流側（吸気管５側）に接続される排出通路１６とが形成されている。通路キャップ１１の内部には、導入通路１５と排出通路１６を連通する弁室１７が形成されており、弁室１７内まで伸びて形成された排出通路１６の端部（弁口１２）が、電磁アクチュエータ１４のムービングコア１８に取り付けられたゴム製のバルブ１３によって開閉される。
即ち、排出通路１６の図４左端部がバルブシート１９（バルブ１３が着座する部分）を成すものであり、バルブ１３がバルブシート１９に着座することでパージ通路４の連通が遮断（閉弁動作）され、バルブ１３がバルブシート１９から離座することでパージ通路４が連通（開弁動作）されるものである。
なお、弁室１７の内部には、フィルタ９が取り付けられており、導入通路１５から導かれた気体燃料は、フィルタ９を通過して排出通路１６の開口周囲に導かれるようになっている。

電磁アクチュエータ１４は、バルブ１３が取り付けられたムービングコア１８と、このムービングコア１８を閉弁方向（バルブ１３がバルブシート１９に着座する方向）に付勢するリターンスプリング２１と、このリターンスプリング２１の付勢力（閉弁力）に抗してムービングコア１８を開弁方向へ磁気吸引するソレノイド（樹脂モールド部品の一例：図５参照）２２とからなる。

ムービングコア１８は、図４右側の端にバルブ１３が取り付けられたカップ形状を呈する可動子であり、磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）よりなる。また、ムービングコア１８の図４右側の端面には、通路キャップ１１とソレノイド２２（具体的には２次成形樹脂２３）との間に挟まれて、ムービングコア１８を軸方向へ変位可能に支持する板バネ２４が固定されており、この板バネ２４によってムービングコア１８のセンタリングがなされている。

リターンスプリング２１は、ムービングコア１８を閉弁方向（図４右方向）へ付勢する圧縮コイルスプリングであり、ムービングコア１８と、ムービングコア１８内に設けられたスプリング保持部２５の周囲に配置された筒体２１ａの間で圧縮配置される。
なお、スプリング保持部２５は、２次成形樹脂２３によって形成されたものであり、バルブ１３のリフト量が所定量に達すると、スプリング保持部２５の図４右側の端が、ムービングコア１８内に挿入されたバルブ１３に当接して、バルブ１３の最大リフト量を決定する。

ソレノイド２２は、コイル２６、磁気固定子（ヨーク２７、磁性リング２８、ステータ２９）、コネクタ３０等を備え、これらはソレノイド２２のハウジングを成す２次成形樹脂２３によって樹脂モールドされている。
コイル２６は、通電されると磁力を発生して、ムービングコア１８と磁気固定子（ヨーク２７、磁性リング２８、ステータ２９）を通る磁束ループを形成させるものであり、両端部にフランジが形成された筒形状を呈する樹脂製のボビン３１（１次成形樹脂の一例）の周囲に、絶縁被覆が施された導線（エナメル線等）を多数巻回したものである。

ヨーク２７は、コイル２６の外周を覆う磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、略カップ形状の両側面を除去した形状（略コ字形状）を呈する。具体的に、ヨーク２７は、コイル２６の外周を覆う外周ヨーク２７ａと、内周にステータ２９の図４左端が挿入されてステータ２９と磁気的に結合する底部ヨーク２７ｂとからなる。なお、外周ヨーク２７ａの先端には磁気リング２８と嵌まり合う位置決め突起２７ｃが形成されており、底部ヨーク２７ｂの中心にはステータ２９と嵌まり合う結合穴２７ｄが形成されている。
磁性リング２８は、ヨーク２７の図４右端とムービングコア１８の外周とを磁気的に結合するリングプレートであり、磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）あるいは磁性体製のマグネチックプレートよりなる。
ステータ２９は、略円筒形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、図４左端がヨーク２７（具体的には底部ヨーク２７ｂ）と磁気的に結合されている。また、ステータ２９の図４右端は、ムービングコア１８の図４左端と軸方向に対向配置されるものであり、ステータ２９とムービングコア１８の軸方向間に磁気吸引ギャップが形成される。

コネクタ３０は、パージバルブ８を開閉制御する電子制御装置（図示しない）と接続線を介して電気的な接続を行う接続手段であり、その内部には、コイル２６の両端にそれぞれ接続されるコネクタ端子３２が配置されている。このコネクタ端子３２は、一端がコネクタ３０内で露出するとともに、他端がボビン３１に差し込まれたものであり、２次成形樹脂２３に樹脂モールドされている。
なお、電子制御装置は、キャニスタ２内に保持された気化燃料の濃度を算出するとともに、エンジンの運転状態からパージバルブ８を開弁した際にパージ通路４を流れる流量を算出して、パージバルブ８を開弁した際に吸気管５に導かれるパージ燃料を算出するパージ燃料算出手段を備え、パージバルブ８を開弁した際に、インジェクタ（燃料噴射弁）から噴射される燃料の噴射量を補正して、空燃比をエンジンの運転状態に適した目標空燃比に保つように設けられている。

次に、上記構成よりなるパージバルブ８の基本動作を説明する。
電子制御装置により、パージバルブ８（具体的には電磁アクチュエータ１４のコイル２６）がＯＮされると、ムービングコア１８がステータ２９に磁気吸引されて、リターンスプリング２１の付勢力に抗してムービングコア１８が図４左側（開弁方向）へ移動する。その結果、ムービングコア１８に取り付けられたバルブ１３も開弁方向へ移動し、バルブ１３がバルブシート１９（排出通路１６の端部）から離座する。これによって、導入通路１５と排出通路１６が連通して、パージ通路４が開かれ、キャニスタ２に保持されていた気化燃料が吸気管５内の負圧により吸引される。

電子制御装置により、パージバルブ８がＯＦＦされると、コイル２６の発生していた磁力が喪失するため、リターンスプリング２１の付勢力によってムービングコア１８が図４右側（閉弁方向）へ移動する。その結果、ムービングコア１８に取り付けられていたバルブ１３も閉弁方向へ移動し、バルブ１３がバルブシート１９に着座する。これによって、導入通路１５と排出通路１６が遮断（パージ通路４が遮断）されて、キャニスタ２に保持されていた気化燃料は吸気管５内に吸引されなくなる。

〔実施例１の特徴〕
２次成形樹脂２３は、ヨーク２７内に、コイル２６（ボビン３１にコネクタ端子３２が組み付けられたもの）とステータ２９を組み入れ、且つ、ヨーク２７の端部に磁性リング２８を組み付けたものを樹脂成形型（２次成形樹脂２３の形状を決定する型）の内部にセットし、その樹脂成形型の内部に熱で溶融させた流動性の樹脂（例えば、ＰＢＴ等）を流し込んで形成したものである。
即ち、ソレノイド２２は、ボビン３１（１次成形樹脂の一例）を含むコイル２６、ヨーク２７（金属部品の一例）、磁性リング２８、ステータ２９を、２次成形樹脂２３で樹脂モールドしたものである。

一方、ボビン３１は、樹脂製（例えば、ＰＢＴ等）よりなる１次成形樹脂である。このボビン３１の軸方向の両側には、ボビン３１の一部を２次成形樹脂２３に融着させて、ボビン３１と２次成形樹脂２３の接触面（境界面）を通って気化燃料が外部へ漏れるのを防ぐための融着部３１ａが形成されている。
この融着部３１ａは、２次成形樹脂２３を成形する際の樹脂熱（樹脂成形型に流し込まれた樹脂の熱：例えば、１８０℃程）により溶けて２次成形樹脂２３と融着する。なお、融着部３１ａの隣部に設けられたリップ部３１ｂは、樹脂成形型に流し込まれた熱い樹脂の流れによって融着部３１ａが撓むのを規制する手段である。

ここで、ボビン３１に設けられた融着部３１ａは、融着部３１ａに触れる２次成形樹脂２３の樹脂熱が熱いほど溶け量が大きくなり、融着部３１ａと２次成形樹脂２３が一体化して融着部３１ａによるシール性および冷熱耐久性が高まる。
しかし、従来構造におけるソレノイド２２では、融着部３１ａに触れる樹脂が、ボビン３１を含むコイル２６と、ヨーク２７との間を流れて融着部３１ａに到達する場合（図５矢印α参照）、２次成形樹脂２３の樹脂熱が鉄製のヨーク２７（図６参照）に奪われて、融着部３１ａに到達する２次成形樹脂２３の樹脂熱が下がり、融着部３１ａの溶け量が小さくなる不具合が発生する。なお、ヨーク２７に形成された貫通穴２７ｅは、２次成形樹脂２３をヨーク２７内に流し込むための穴である。

従来構造の不具合を解決するために、この実施例１では、図１、図２に示すように、ヨーク２７の略全表面に、ヨーク２７を構成する磁性体金属（例えば、鉄等）の熱伝導率より低い断熱材３３を被覆して、融着部３１ａを溶かす樹脂熱がヨーク２７に奪われるのを防いでいる。
実施例１における断熱材３３は樹脂であり、具体的にはボビン３１および２次成形樹脂２３と同じ材質の樹脂（例えば、ＰＢＴ等）を用いている。この樹脂製の断熱材３３は、２次成形樹脂２３の成形前に、ヨーク２７を樹脂モールドしたものであっても、ヨーク２７の表面に焼き付けられたものであっても、ヨーク２７の表面に塗装されたものであっても良い。
なお、この実施例１のヨーク２７には、内外を連通する貫通穴２７ｆが設けられており、ヨーク２７の外面の樹脂製の断熱材３３と、ヨーク２７の内面の樹脂製の断熱材３３とが貫通穴２７ｄを介して切れ目なく連続するように設けられている。これによって、ヨーク２７に対する樹脂製の断熱材３３の結合力が高められ、ヨーク２７とは異素材の樹脂製の断熱材３３がヨーク２７から剥離しないようになっている。

上述したように、実施例１のソレノイド２２は、従来構造と同様、ボビン３１に設けられた融着部３１ａの近傍に熱を吸収しやすいヨーク２７が配置されている。しかし、実施例１のソレノイド２２では、ヨーク２７の表面に熱伝導率の低い断熱材３３を被覆しているため、２次成形樹脂２３の成形時に融着部３１ａへ到達する２次成形樹脂２３の樹脂熱が、ヨーク２７に奪われる不具合を回避することができ、融着部３１ａに到達する２次成形樹脂２３の樹脂熱の低下を防ぐことができる。

このように、実施例１のソレノイド２２では、融着部３１ａに到達する２次成形樹脂２３の樹脂熱の低下を防ぐことができるため、ヨーク２７により融着部３１ａの溶け量が小さくなる不具合を回避することができる。即ち、融着部３１ａの溶け量を大きく保つことが可能となり、融着部３１ａが２次成形樹脂２３と一体化して融着部３１ａによるシール性および冷熱耐久性を高くすることができる。
言い換えると、ソレノイド２２のシール性および冷熱耐久性を高くすることができ、電磁アクチュエータ１４のシール性および冷熱耐久性を高くすることができる。
さらに言い換えると、パージバルブ８のシール性および冷熱耐久性を高めることができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、本発明をパージバルブ８（電磁弁の一例）のソレノイド２２に適用したが、他の電磁弁のソレノイド２２に本発明を適用しても良い。
また、電磁弁のソレノイド２２だけでなく、電磁弁以外に用いられる電磁アクチュエータ１４のソレノイド２２に本発明を適用しても良い。
さらに、本発明はソレノイド２２の適用に限定されるものではなく、融着部３１ａが設けられた１次成形樹脂と金属部品とを、２次成形樹脂２３で樹脂モールドしてなる他の樹脂モールド部品に本発明を適用しても良い。
また、上記の実施例では、断熱材３３を樹脂として説明したが、ゴム等の材料でも良く、特に耐熱性のあるシリコンゴムを適用しても良い。

ソレノイドの断面図である（実施例１）。 ヨークの断面図である（実施例１）。 パージシステムの概略図である。 パージバルブの断面図である（従来技術）。 ソレノイドの断面図である（従来技術）。 ヨークの断面図である（従来技術）。

符号の説明

８ パージバルブ（電磁弁）
１４ 電磁アクチュエータ
２２ ソレノイド（樹脂モールド部品）
２３ ２次成形樹脂
２６ コイル
２７ ヨーク（金属部品）
３１ ボビン（１次成形樹脂）
３１ａ 融着部
３３ 断熱材

Claims (5)

1. 樹脂よりなる１次成形樹脂と、この１次成形樹脂品を樹脂モールドする２次成形樹脂とを備え、
   前記１次成形樹脂は、前記２次成形樹脂と接する部位に、前記２次成形樹脂を成形する際の樹脂熱により溶けて前記２次成形樹脂と融着する融着部を備える樹脂モールド部品において、
   この樹脂モールド部品は、前記１次成形樹脂とともに前記２次成形樹脂によってモールドされる金属部品を備え、
   この金属部品の表面には、当該金属部品の熱伝導率より低い断熱材が被覆されていることを特徴とする樹脂モールド部品。
2. 請求項１に記載の樹脂モールド部品において、
   この樹脂モールド部品は、電磁アクチュエータを構成するソレノイドであり、
   前記１次成形樹脂は、通電により磁力を発生するコイルが巻回される樹脂製のボビンであり、
   前記金属部品は、前記ボビンに巻回された前記コイルの外周部位に外装されて、前記コイルの発生した磁束が通る磁性体金属製のヨークであることを特徴とする樹脂モールド部品。
3. 請求項１または請求項２に記載の樹脂モールド部品において、
   前記断熱材は、前記２次成形樹脂の成形前に、前記金属部品または前記ヨークをモールドしてなることを特徴とする樹脂モールド部品。
4. 請求項１または請求項２に記載の樹脂モールド部品において、
   前記断熱材は、前記２次成形樹脂の成形前に、前記金属部品または前記ヨークの表面に焼き付けられていることを特徴とする樹脂モールド部品。
5. 請求項１または請求項２に記載の樹脂モールド部品において、
   前記断熱材は、前記２次成形樹脂の成形前に、前記金属部品または前記ヨークの表面に塗装されていることを特徴とする樹脂モールド部品。
   

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