JP2017053393A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実にアース導通を確保することができる電磁弁を提供する。【解決手段】筒状に形成されたボビン４１と、ボビン４１に巻回される電磁コイル４２と、外部電源に接続される電源プラグ４３と、ボビン４１と電磁コイル４２と電源プラグ４３の一部とをモールドする絶縁性のモールド樹脂４４とを有するモールド部材４と、モールド部材４に対して挿通方向に移動可能に挿通される可動鉄心６２と、モールド部材４に対して挿通方向に移動不能に挿通され、電磁コイル４２が通電されることにより可動鉄心６２を吸着する筒状の固定鉄心６１と、筒部の両端に形成されて挿通部材６が挿通可能な孔が形成された底部とを有するヨーク部材５ａ，５ｂとを備え、電源プラグ４３は、外部電源のアースに接続されるアース端子４３２を有し、アース端子４３２は、ヨーク部材５ａ，５ｂと電気接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、可動鉄心を直線運動させる電磁弁に関する。

従来、コイルにより固定鉄心を励磁させることにより可動鉄心を直線運動させる電磁ソレノイドと弁本体を備え、可動鉄心により弁本体の弁を駆動させる電磁弁が知られている。また、近年、電磁弁に関して安全性が求められており、この安全性の基準の一つとして、電磁ソレノイドのアース導通を確保することが要求されている。

電磁弁のアース導通方法の１つとしてヨーク部材を介した方法が挙げられる。ここで、ヨーク部材を介してアース導通を行う従来の電磁弁について説明する。図１２は、従来の電磁弁の構成を示す概略断面図である。図１３は、従来のモールド部材の構成を示す正面図である。

図１２及び図１３に示すように、従来の電磁弁は、筐体８１とこの筐体８１に内蔵される弁体８２とを有する弁本体８と、弁体８２を駆動する電磁ソレノイド９とを備える。電磁ソレノイド９は、モールド部材９ａと、モールド部材９ａに挿通され、一端に弁体８２が接続される挿通部材９ｂとにより構成される。挿通部材９ｂは、固定鉄心９１と可動鉄心９２とを有する。モールド部材９ａは、挿通部材９ｂを挿通可能な筒状に形成されたボビン９３と、ボビン９３に巻回される電磁コイル９４と、電磁コイル９４と協働して磁路を構成するヨーク部材９５と、ボビン９３、電磁コイル９４及びヨーク部材９５をモールドするモールド樹脂９６と、モールド樹脂９６の外部に設けられた電源プラグ９７とを有する。電源プラグ９７は、外部電源に接続される２つの電源端子９７１ａ，９７１ｂと、外部電源のアースに接続されるアース端子９７２とを有する。電源端子９７１ａ，９７１ｂは、それぞれ、リード線９７３ａ，９７３ｂを介して電磁コイル９４と電気接続され、アース端子９７２は、リード線９７４を介して導電性のヨーク部材９５と電気接続される。なお、リード線９７３ａ，９７３ｂ及びリード線９７４は、ボビン９３、電磁コイル９４及びヨーク部材９５と共にモールド樹脂９６によりモールドされる。

ヨーク部材９５は、モールド樹脂９６内部において、挿通部材９ｂを挿通可能に、且つ電磁コイル９４の周囲を囲繞するように円筒状に形成されている。ヨーク部材９５の２つの底面には、それぞれ、挿通部材９ｂを挿通させるための挿通孔９５１が形成されており、図１３に示すように、２つの底面のうち、弁本体８側に位置する底面がモールド樹脂９６の外部に露出される。挿通部材９ｂが電磁ソレノイド９に挿通された状態において固定鉄心９１が挿通孔９５１の縁部に接触することによって、アース端子９７２は、リード線９７４、ヨーク部材９５、固定鉄心９１を介して、筐体８１に電気接続され、したがって、電磁弁の筐体接地がなされる。

また、関連する技術として、金属性の弁本体と弁本体に当接して弁体を作動する電磁装置とを備え、電磁気装置はプランジャブロックと、電気コイルに電気接続する接続金具とアース用の接続金具を上方に突設したコイルブロックとから構成され、コイルブロックと磁路構成部材とを樹脂でモールドし、アース用の接続金具を磁路構成部材と電気接続し、磁路構成部材は弁本体と当接して電気接続するよう当接面に端部を露出する電磁弁が知られている（特許文献１参照）。

特開平１０−４７５２５号公報

しかしながら、図１２及び図１３に示した従来の電磁弁によれば、電磁コイル９４及びヨーク部材９５をモールド樹脂９６によりモールドする際に、ヨーク部材９５の挿通孔９５１の縁部にモールド樹脂９６が回り込み、これによってヨーク部材９５と固定鉄心９１とが電気的に絶縁され、十分なアース導通が確保できないことがあった。また、表面が腐食防止などのために絶縁性の塗料により塗装されている弁本体に対しては、磁路構成部材の端部を弁本体に当接させてアース導通を確保することが困難である。

本発明の実施形態は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、より確実にアース導通を確保することができる電磁弁を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本実施形態の電磁弁は、弁体と該弁体を収容する筐体とを有する導電性の弁本体と、筒状に形成されたボビンと、該ボビンに巻回される電磁コイルと、外部電源に接続される電源プラグと、前記ボビンと前記電磁コイルと前記電源プラグの一部とをモールドする絶縁性のモールド樹脂とを有するモールド部材と、前記モールド部材に対して挿通方向に移動可能に挿通される可動鉄心と、前記モールド部材に対して挿通方向に移動不能に挿通され、前記電磁コイルが通電されることにより前記可動鉄心を吸着する筒状の固定鉄心と、該固定鉄心に挿通され、一端が可動鉄心に接続され、他端が前記弁体に接続されるロッドとを有する挿通部材と、前記モールド部材を挿通可能な筒部と、該筒部の両端に形成されて前記挿通部材が挿通可能な孔が形成された底部とを有するヨーク部材とを備え、前記電源プラグは、前記外部電源のアースに接続されるアース端子を有し、該アース端子は、前記ヨーク部材と電気接続されることを特徴とする。

また、本実施形態の電磁弁は、弁体と該弁体を収容する筐体とを有する導電性の弁本体と、筒状に形成されたボビンと、該ボビンに巻回される電磁コイルと、外部電源に接続される電源プラグと、前記ボビンと前記電磁コイルと前記電源プラグの一部とをモールドする絶縁性のモールド樹脂とを有するモールド部材と、前記モールド部材に対して挿通方向に移動可能に挿通される可動鉄心と、前記モールド部材に対して挿通方向に移動不能に挿通され、前記電磁コイルが通電されることにより前記可動鉄心を吸着する筒状の固定鉄心と、該固定鉄心に挿通され、一端が可動鉄心に接続され、他端が前記弁体に接続されるロッドとを有する挿通部材とを備え、前記電源プラグは、前記外部電源のアースに接続されるアース端子を有し、該アース端子は、前記ボビンの内周壁に設けられて前記挿通部材と当接する接触端子と電気接続されることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、より確実にアース導通を確保することができる。

第１の実施形態に係る電磁弁の構成を示す概略断面図である。 第１の実施形態に係る電磁弁の構成を示す分解斜視図である。 第１の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。 板バネ端子の構成を示す図である。 スパイク端子の構成を示す図である。 スプリング端子の構成を示す図である。 ネジ端子の構成を示す図である。 圧入ピン端子の構成を示す図である。 第２の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。 第３の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。 第４の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。 従来の電磁弁の構成を示す概略断面図である。 従来のモールド部材の構成を示す正面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以降の説明において、可動鉄心の移動方向における弁本体側を前方、可動鉄心の移動方向に直行する上下方向における接続端子側を上方とする。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る電磁弁の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電磁弁の構成を示す概略断面図である。図２は、第１の実施形態に係る電磁弁の構成を示す分解斜視図である。なお、図１において、電磁弁は、可動鉄心の移動方向及び上下方向に直行する側方から見た状態で示されており、一部が断面図または透視図となっている。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る電磁弁１は、油圧アクチュエータの運動の方向や発進、停止などを制御する方向切替弁であり、弁体２２と弁体２２を収容する筐体２１とを備える導電性の弁本体２と、モールド部材４、ヨーク部材５、挿通部材６、ナット部材７を有する電磁ソレノイド３とを備える。なお、本実施形態において、筐体２１及び弁体２２は金属製とし、筐体２１の外壁表面には絶縁性の塗料による塗装がなされているものとする。

モールド部材４は、挿通部材６を挿通可能な円筒状に形成されたボビン４１と、ボビン４１に巻回される電磁コイル４２と、電源プラグ４３と、ボビン４１と電磁コイル４２と電源プラグ４３の一部とをモールドする絶縁性のモールド樹脂４４とを備える。なお、モールド部材４において、電源プラグ４３はモールド部材４の外径方向に突出するように設けられる。また、ボビン４１は、円筒に形成された筒部と、この筒部の両端において、筒部の外周方向に突出するように形成されたフランジとを有した形状に形成される。

ヨーク部材５は、磁路構成部材として、モールド部材４を収容可能且つ挿通部材６を挿通可能に形成された円筒状の部材であり、金属製の第１ヨーク部材５ａと第２ヨーク部材５ｂとにより構成される。第１ヨーク部材５ａは、可動鉄心の移動方向における後方の底面に底部を有するとともに前方の底面が開口され、電源プラグ４３を外部に露出させるように形成されたモールド部材４の一部を露出させるように形成された円筒状の部材である。第２ヨーク部材５ｂは、第１ヨーク部材５ａに形成された開口において、ヨーク部材５の底面を構成するように形成された部材であり、挿通部材６が挿通可能な孔が形成される。電磁弁１の組み立てにおいて、第２ヨーク部材５ｂは、モールド部材４が第１ヨーク部材５ａに挿入された後、第１ヨーク部材５ａの開口に嵌合される。この際、第１ヨーク部材５ａの開口近傍における内周壁と第２ヨーク部材５ｂの縁部とが密着して電気的に接続される。また、ヨーク部材５に挿入されたモールド部材４は、電源プラグ４３が設けられた箇所を除き、その外周がヨーク部材５の内壁と密着する。

挿通部材６は、固定鉄心６１、可動鉄心６２、筒状部材６３、端栓部材６４を備える。固定鉄心６１は、挿通部材６において最前方に設けられ、電磁コイル４２が通電されることにより可動鉄心６２を吸着する筒状の部材である。筒状部材６３は、前方端部が開口されて固定鉄心に接続された筒状の部材であり、固定鉄心６１とともに内部空間を画成する。また、筒状部材６３は、挿通部材６がモールド部材４及びヨーク部材５に挿通された状態において、後方端部側の一部分がモールド部材４及びヨーク部材５から突出する。可動鉄心６２は、筒状部材６３に挿通され、固定鉄心６１に吸着されることによって内部空間において弁体２側へ移動する。また、可動鉄心６２の前方端部には、前方に伸びるロッド６２１が設けられ、このロッド６２１は、固定鉄心６１を挿通して弁体２２の後方端部に接続される。端栓部材６４は、筒状部材６３の後方底面に形成された孔に挿入されることにより内部空間を封止する。また、モールド部材４及びヨーク部材５に挿通部材６が挿通された状態において、固定鉄心６１の外周壁が第２ヨーク部材５ｂの孔の縁部に当接する。なお、固定鉄心６１は、前方側の一部分が筐体２１に挿通され、したがって外周の一部が筐体２１の内壁と電気接続される。また、固定鉄心６１は、弁体２２を介して筐体２１と電気接続可能に構成されていても良い。

ナット部材７は、モールド部材４及びヨーク部材５から突出された筒状部材６３の一部が挿通される筒状の部材であり、前方側において第１ヨーク部材５ａの後方側底面の外壁に螺合するとともに後方側において筒状部材６３の後方側端部に螺合する。これらの螺合により、ヨーク部材５及びヨーク部材５に挿入されるモールド部材４に対して挿通部材６が固定される。

次に、電源プラグ及び接触端子について説明する。図３は、第１の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。図４は、板バネ端子の構成を示す図である。図５は、スパイク端子の構成を示す図である。図６は、スプリング端子の構成を示す図である。図７は、ネジ端子の構成を示す図である。図８は、圧入ピン端子の構成を示す図である。

図３に示すように、電源プラグ４３は、外部電源に接続される２つの電源端子４３１ａ、４３１ｂと、外部電源のアースに接続されるアース端子４３２とを有する。電源端子４３１ａ、４３１ｂは、それぞれ、導電部材４３３ａ、４３３ｂを介して電磁コイル４２と電気接続され、アース端子４３２は、導電部材４３４を介して、ヨーク部材５に接触する接触端子としての板バネ端子４５に電気接続される。この板バネ端子４５は、ボビン４１の前方端部、具体的には、ボビン４１の前方側フランジにおける第２ヨーク部材５ｂと対向する面に設けられる。導電部材４３３ａ、４３３ｂ及び導電部材４３４は、ボビン４１及び電磁コイル４２と共にモールド樹脂４４によりモールドされる。板バネ端子４５は、少なくとも第２ヨーク部材５ｂに当接する箇所が外部に露出するように一部分のみがモールド樹脂４４によりモールドされる。

図４に示すように、板バネ端子４５は、接触対象に対する当接面が接触対象方向に押圧されるように薄板状且つ導電性の金属片を折り曲げることにより形成される部材であり、板バネ端子４５がモールド樹脂４４にモールドされる際は、少なくとも、当接面及び当接面を押圧する弾性を生じる箇所を除く箇所を除いてモールドされる。

このように、アース端子４３２と電気接続された板バネ端子４５を第２ヨーク部材５ｂに当接させ、第２ヨーク部材５ｂが固定鉄心６１に当接することによって、アース端子４３２は、導電部材４３４、板バネ端子４５、第２ヨーク部材５ｂ、固定鉄心６１を介して、筐体２１に電気接続され、したがって、電磁弁１の筐体接地がなされる。

なお、板バネ端子４５に代えて、他の接触端子を用いても良く、例えば、図５に示すようなスパイク端子４５ａ、図６に示すようなスプリング端子４５ｂ、図７に示すようなネジ端子４５ｃ、図８に示すような圧入ピン端子４５ｄを接触端子として用いても良い。スパイク端子４５ａは、接触対象方向を向いた鋭部を有する導電性の部材である。スプリング端子４５ｂは、接触対象方向への押圧力を有する導電性の圧縮コイルばねである。ネジ端子４２ｃは、頭部とねじ部とを有する導電性のねじ部材であり、接触対象に頭部が当接するようにボビン４１のフランジにねじ部が挿入されることにより接触端子として機能する。圧入ピン端子４５ｄは、押圧部と圧入部とを有する導電性のピン部材であり、押圧部が押圧されることにより、接触対象に押圧部が当接するようにボビン４１のフランジに設けられた圧入穴に圧入部が圧入されることにより接触端子として機能する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電磁弁の構成について説明する。第２の実施形態に係る電磁弁は、上述した第１の実施形態に係る電磁弁に対して、接触端子が設けられる位置が異なる。以下、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、第１の実施形態とは異なる接触端子の位置について説明する。図９は、第２の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。

図９に示すように、第２の実施形態において、接触端子としての板バネ端子４５は、ボビン４１の後方端部、具体的には、ボビン４１の後方側フランジにおける第１ヨーク部材５ａの底面と対向する面に設けられる。板バネ端子４５は、少なくとも第１ヨーク部材５ａに当接する箇所が外部に露出するように一部分のみがモールド樹脂４４によりモールドされる。なお、板バネ端子４５は、モールド部材４の外壁面における第１ヨーク部材５ａの円筒部の内壁面に対向する箇所に設けられても良い。また、第２の実施の形態においても、板バネ端子４５に代えて、スパイク端子４５ａ、スプリング端子４５ｂ、ネジ端子４５ｃ、圧入ピン端子４５ｄを接触端子として用いても良い。

このように、アース端子４３２と電気接続された板バネ端子４５を第１ヨーク部材５ａに当接させ、第１ヨーク部材５ａに嵌合された第２ヨーク部材５ｂが固定鉄心６１に当接することによって、アース端子４３２は、導電部材４３４、板バネ端子４５、第１ヨーク部材５ａ、第２ヨーク部材５ｂ、固定鉄心６１を介して、筐体２１に電気接続され、したがって、電磁弁１の筐体接地がなされる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る電磁弁の構成について説明する。第３の実施形態に係る電磁弁は、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態に係る電磁弁に対して、接触端子が設けられる位置が異なる。以下、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の構成については説明を省略し、第１の実施形態及び第２の実施形態とは異なる接触端子の位置について説明する。図１０は、第３の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。

図１０に示すように、第３の実施形態において、接触端子としての板バネ端子４５は、ボビン４１の内周壁面、即ち、挿通部材６が挿通される挿通孔の内壁面に設けられる。また、板バネ端子４５は、内周壁面において、挿通部材６が挿通されてナット部材７に固定された際に固定鉄心６１が配される位置に設けられる。そのため、一端がアース端子４３２に接続される導電部材４３４は、一部がボビン４１の内周壁面に沿うか、ボビン４１の筒部を貫通し他端が板バネ端子４５に接続される。なお、筒状部材６３が導電性を有する場合は、板バネ端子４５が設けられる位置は、ボビン４１の内周壁面であればいずれの場所であっても良い。また、第３の実施の形態においても、モールド部材４に対する挿通部材６の挿通を阻害されない限りにおいて、板バネ端子４５に代えて、スパイク端子４５ａ、スプリング端子４５ｂ、ネジ端子４５ｃ、圧入ピン端子４５ｄを接触端子として用いても良い。

このように、アース端子４３２と電気接続された板バネ端子４５が固定鉄心６１に当接することによって、アース端子４３２は、導電部材４３４、板バネ端子４５、固定鉄心６１を介して、筐体２１に電気接続され、したがって、電磁弁１の筐体接地がなされる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る電磁弁の構成について説明する。第４の実施形態に係る電磁弁は、上述した第１〜第３の実施形態に係る電磁弁に対して、接触端子を介さずに接地がなされる点が異なる。以下、第１〜第３の実施形態と同様の構成については説明を省略し、第１〜第３の実施形態とは異なる構成について説明する。図１１は、第４の実施形態に係るモールド部材及びヨーク部材の構成を示す側断面図である。

図１１に示すように、第４の実施形態において、一端がアース端子４３２に接続される導電部材４３４は、モールド部材４におけるヨーク部材５から外部に露出された箇所、具体的には、電源プラグ４３が設けられた箇所近傍からモールド部材４の外部に他端が露出する。また、この露出した他端が、ヨーク部材５の外周壁面、具体的には、第１ヨーク部材５ａの円筒部の外壁面に直接半田付けされて接続される。ここで、他端の接続位置は、電源プラグ４３の近傍とすることが望ましい。

このように、一端がアース端子４３２と電気接続された導電部材４３４の他端をヨーク部材５ａに接続することによって、アース端子４３２は、導電部材４３４、第１ヨーク部材５ａ、第２ヨーク部材５ｂ、固定鉄心６１を介して、筐体２１に電気接続され、したがって、電磁弁１の筐体接地がなされる。

以上に説明した電磁弁によれば、一端がアース端子に接続された導電部材の他端または他端に接続された接触端子を、固定鉄心に対して直接的または間接的に電気接続することによって、筐体の外壁面に電気接続させることなくアース導通を確保することができる。延いては、腐食防止のために外壁に絶縁性の塗料が塗装された筐体であっても、また、腐食により筐体の外壁の導電性が低下した場合であっても、より確実にアース導通を確保することができる。また、アース端子を挿通部材を介して筐体に電気接続することによって、一端がアース端子に接続された導電部材の他端を露出させる位置の自由度が向上し、延いては電磁弁の設計の自由度を向上させることができる。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電磁弁
２ 弁本体
４ モールド部材
５ ヨーク部材
６ 挿通部材
２１ 筐体
２２ 弁体
４１ ボビン
４２ 電磁コイル
４３ 電源プラグ
４４ モールド樹脂
６１ 固定鉄心
６２ 可動鉄心
４３２ アース端子
６２１ ロッド

Claims (6)

1. 弁体と該弁体を収容する筐体とを有する導電性の弁本体と、
   筒状に形成されたボビンと、該ボビンに巻回される電磁コイルと、外部電源に接続される電源プラグと、前記ボビンと前記電磁コイルと前記電源プラグの一部とをモールドする絶縁性のモールド樹脂とを有するモールド部材と、
   前記モールド部材に対して挿通方向に移動可能に挿通される可動鉄心と、前記モールド部材に対して挿通方向に移動不能に挿通され、前記電磁コイルが通電されることにより前記可動鉄心を吸着する筒状の固定鉄心と、該固定鉄心に挿通され、一端が可動鉄心に接続され、他端が前記弁体に接続されるロッドとを有する挿通部材と、
   前記モールド部材を挿通可能な筒部と、該筒部の両端に形成されて前記挿通部材が挿通可能な孔が形成された底部とを有するヨーク部材とを備え、
   前記電源プラグは、前記外部電源のアースに接続されるアース端子を有し、該アース端子は、前記ヨーク部材と電気接続されることを特徴とする電磁弁。
2. 前記アース端子は、前記モールド部材の外壁に設けられた接触端子と電気接続され、該接触端子は、前記ヨーク部材の内壁と当接することを特徴とする、請求項１に記載の電磁弁。
3. 前記接触端子は、前記ヨーク部材の底部に対向する位置に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電磁弁。
4. 前記接触端子は、前記ヨーク部材の筒部に対向する位置に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電磁弁。
5. 前記アース端子は、前記ヨーク部材の外壁に電気接続されることを特徴とする、請求項１に記載の電磁弁。
6. 弁体と該弁体を収容する筐体とを有する導電性の弁本体と、
   筒状に形成されたボビンと、該ボビンに巻回される電磁コイルと、外部電源に接続される電源プラグと、前記ボビンと前記電磁コイルと前記電源プラグの一部とをモールドする絶縁性のモールド樹脂とを有するモールド部材と、
   前記モールド部材に対して挿通方向に移動可能に挿通される可動鉄心と、前記モールド部材に対して挿通方向に移動不能に挿通され、前記電磁コイルが通電されることにより前記可動鉄心を吸着する筒状の固定鉄心と、該固定鉄心に挿通され、一端が可動鉄心に接続され、他端が前記弁体に接続されるロッドとを有する挿通部材とを備え、
   前記電源プラグは、前記外部電源のアースに接続されるアース端子を有し、該アース端子は、前記ボビンの内周壁に設けられて前記挿通部材と当接する接触端子と電気接続されることを特徴とする電磁弁。

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