JP2017106504A - ソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】ソレノイドの径方向への大きさを小さくし、磁束漏れを少なくすることを目的とする。【解決手段】ソレノイドバルブ１０に用いられるソレノイド１５であって、巻芯部２１の端部に鍔部２３、２５を備えた合成樹脂製のボビン２０と、前記ボビン２０の巻芯部２１にマグネットワイヤ３１を巻回してなるコイル３０と、両端が開口した筒状をなして前記コイル３０を収容する磁性材製のシールドケース４０と、前記鍔部２５に重なるように前記ボビン２０に一体化され、前記コイル３０を前記シールドケース４０に収容した状態において前記シールドケース４０の端部開口を塞ぐように位置する磁性材製の端板部材９０と、前記端板部材９０の前記ボビン２０とは反対側において前記ボビン２０と一体的に設けられ前記マグネットワイヤ３１に接続された端子金具６０を備えるコネクタ５０とを備えた。【選択図】図１

Description

本明細書に開示される技術はソレノイドバルブに用いられるソレノイドに関する。

例えば、車両のオートマチックトランスミッションでは、ソレノイドバルブ（電磁弁）を用いて油圧の制御を行っている。このような油圧制御などを行う電磁弁として、特開２０１５−９４４１４号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この電磁弁のソレノイド部には、通電により磁界を発生する略円筒形状のコイルが設けられており、このコイルの電線の一端がボビンに設けられたコネクタと接続されている。そして、コネクタは、コイルを覆う磁性体のカバーの円筒側面上（径方向）に設けられている。

特開２０１５−９４４１４号公報

しかしながら、特開２０１５−９４４１４号公報（上記特許文献１）の構成では、円筒側面上にコネクタが設けられていることから、ソレノイド部の径方向の大きさが大きくなる。また、コネクタを取り付けるために、カバーに大きな開口を設ける必要があり、コイルからの磁束漏れが多くなる。

本明細書で開示されるソレノイドは、ソレノイドバルブに用いられるソレノイドであって、巻芯部の端部に鍔部を備えた合成樹脂製のボビンと、前記ボビンの巻芯部にマグネットワイヤを巻回してなるコイルと、両端が開口した筒状をなして前記コイルを収容する磁性材製のシールドケースと、前記鍔部に重なるように前記ボビンに一体化され、前記コイルを前記シールドケースに収容した状態において前記シールドケースの端部開口を塞ぐように位置する磁性材製の端板部材と、前記端板部材の前記ボビンとは反対側において前記ボビンと一体的に設けられ前記マグネットワイヤに接続された端子金具を備えるコネクタとを備えた。

このようなソレノイドでは、端板部材のボビンとは反対側に端子金具を備えたコネクタを設けている。つまり、ボビンの鍔部の側方に端子金具とコネクタハウジングを設けている。そのため、シールドケースの周側面にコネクタを設けたものに比べてソレノイドの径方向の寸法を小さくすることができる。

ところで、このようにボビンの鍔部の側方にコネクタを設けた構成に一般的な有底筒状のシールドケースを用いると、コネクタを挿通するための開口をシールドケースの底部に設ける必要がある。このように、シールドケースに開口を設けると、磁束漏れが発生して好ましくない。

しかし、上記構成では、シールドケースを両端が開口した筒状にしてコイルの周側面を覆い、このシールドケースの端部開口を塞ぐ磁性材製の端板部材をボビンの鍔部に重なるように一体化することで、端板部材がコイルの端面側を覆っている。また、端板部材のボビンとは反対側において、ボビンと一体的にコネクタを設けている。そのため、コネクタを端板部材に挿通する必要がなく、端板部材に大きな開口を設ける必要がないことから、コネクタ側からの磁束漏れを抑制できる。

本明細書に開示されるソレノイドの実施の態様として、以下の構成としてもよい。
前記端子金具は前記ボビンに一体に設けた端子保持部に一部を埋め込んだ状態で固定されると共に、前記端子金具の相手方コネクタとの接続部分を覆うコネクタハウジングが前記端子保持部に取り付けられている構成としても良い。

このような構成では、コネクタハウジングがボビンとは別体とされており、コネクタハウジングを後から取り付け可能とされている。

また、前記端子金具のうち前記マグネットワイヤと接続するためのワイヤ接続部は、前記端板部材の前記ボビンとは反対側において前記端子保持部から露出して設けられている構成としても良い。

このような構成では、端子保持部に端子金具が保持された状態で、マグネットワイヤとワイヤ接続部を接続することができる。

また、前記端子金具は、Ｌ字状になっており、その相手側端子との接続部が前記ボビンの軸方向と略垂直の方向に延びるようになっており、前記コネクタハウジングは、その相手側コネクタとの嵌合方向が前記ボビンの軸方向と略垂直方向となっている構成としても良い。

このような構成では、コネクタハウジングと相手側コネクタとの嵌合方向が、ボビンの軸方向と略垂直方向になっているために、複数のソレノイドを並べた際に、相手側コネクタを配置した配電盤をボビンの軸方向と略垂直方向に移動させることで、一括で嵌合動作を行いやすくなる。

本明細書に開示されたソレノイドによれば、ソレノイドの径方向への大きさを小さくし、磁束漏れを少なくすることができる。

実施形態に係るソレノイドバルブの一部切欠断面図 ソレノイドバルブの側面図 ソレノイドバルブの背面図 ソレノイドバルブの平面図 コイルの側面図 コイルの背面図 コイルの平面図 端板部材の背面図 マグネットワイヤが巻き付けられて接続された状態での断面図 コネクタハウジングの側面図 コネクタハウジングの正面図

＜実施形態＞
実施形態について図１から図１１を参照して説明する。
本実施形態のソレノイドバルブ１０は、車両のオートマチックトランスミッションの油圧制御装置に搭載されるものであり、油路の切替制御や油圧制御を行うバルブ１１とこのバルブ１１を駆動するソレノイド１５とを結合したものである。なお、以下の説明では、図１における右側（バルブ１１側）を前側とし、図１における左側（コネクタ５０側）を後側として説明する。また、図１における上側を上側とし、図１における下側（端子保持部５１が設けられている側）を下側として説明する。

バルブ１１は、図１に示すように、円筒状のバルブ本体１１Ａと、バルブ本体１１Ａの後端側に設けられ径方向外側に延びた円板状の円板部１１Ｂとを備えている。少なくとも円板部１１Ｂは、磁性体の金属でできている。そして、バルブ本体１１Ａの内部はソレノイド１５の内部と連通しており、内部で変位し油圧の制御を行う弁体等が設けられている。

ソレノイド１５は、図１に示すように、円筒形状のボビン２０と、ボビン２０にマグネットワイヤ３１が巻回されたコイル３０と、ボビン２０の内部に設けられたコア部３５と、コイル３０を収容するシールドケース４０と、コネクタ５０とを備えている。コネクタ５０は、ボビン２０と一体に成形された端子保持部５１と、端子金具６０と、コネクタハウジング７０とを備えている。また、シールドケース４０の後側の端部開口を覆う端板部材９０がボビン２０に一体化されている。

ボビン２０は、絶縁性のある合成樹脂製であって、図５及び図９に示すように、円筒形状をなしている。ボビン２０は、中空の巻芯部２１と、巻芯部２１の前後端部に巻芯部２１より大径の鍔部２３、２５とを備えている。後側の鍔部２５は、巻芯部２１側の内鍔部２５Ａと、外側の外鍔部２５Ｂと、内鍔部２５Ａと外鍔部２５Ｂの間にインサート成形された端板部材９０との３層構造になっている。内鍔部２５Ａは、前側の鍔部２３と同径の中空構造になっている一方で、外鍔部２５Ｂは、内鍔部２５Ａよりも小径の円板状となっている。外鍔部２５Ｂが内鍔部２５Ａよりも小径となることで、端板部材９０の後端面が露出し、シールドケース４０を端板部材９０にカシメ付けることができる。また、内鍔部２５Ａの下端部には、マグネットワイヤ３１を引き出すための引き出し部２７が設けられている。引き出し部２７は内鍔部２５Ａから外鍔部２５Ｂに亘って設けられており、引き出し部２７には、後記する端板部材９０の切欠き部９１と同じ形状で下方に開口する引き出し溝２７Ａが設けられている。

端板部材９０は、磁性材製であって、図１及び図８に示すように、略円形の平板状となっている。端板部材９０の外径は、後側の鍔部２５の内鍔部２５Ａとほぼ同じとなっており、シールドケース４０の内径と端板部材９０の外径がほぼ同じとなっている。つまり、端板部材９０は、シールドケース４０の後端部開口を覆うことができる形状となっている。端板部材９０は、その下端部に切欠き部９１が設けられている。この切欠き部９１は、マグネットワイヤ３１をコイル３０側から端子金具６０側に引き出すためのものである。また、端板部材９０には、幅方向の中央位置の上下に一対の成形用孔９３が設けられている。この成形用孔９３は、内鍔部２５Ａ側から外鍔部２５Ｂ側に樹脂を流し込むためのものである。成形用孔９３内に樹脂が流し込まれることで、端板部材９０がボビン２０に対して位置ずれしないように固定される。

コイル３０は、図１及び図９に示すように、ボビン２０の巻芯部２１にマグネットワイヤ３１を多数巻回したものである。そして、マグネットワイヤ３１の両端部はボビン２０の引き出し部２７等を介して後側に引き出されて、後記する端子金具６０のワイヤ接続部６１に圧着される。コイル３０は、通電されると磁力を発生して、コア部３５と端板部材９０とシールドケース４０等を通る磁束ループを形成する。コア部３５は、ボビン２０の中空部分に配されており、固定コアと可動コア等とを備えている。コイル３０の磁力によって、コア部３５の固定コアが磁化されて、可動コアが移動することによって、バルブ本体１１Ａ内の弁体などが変位する。

シールドケース４０は、磁性体金属で形成されており、図１に示すように、コイル３０の周囲を覆って、前後の端部が開口した円筒状をなしている。シールドケース７４は、前端部４１がバルブ１１の円板部１１Ｂにカシメ付けられ、後端部４３が端板部材９０にカシメ付けられている。また、後端部４３は下側が切り欠かれており、コネクタ５０を逃がすようになっている。

端子金具６０は、導電性の金属で、図６及び図７に示すように、中間部でＬ字状に曲げ加工された略Ｌ字状に形成されている。端子金具６０は、コイル３０のマグネットワイヤ３１が接続されるワイヤ接続部６１と、相手側端子と接続される接続部６３とを備えている。ワイヤ接続部６１は、端子金具６０の幅方向外側にＵ字状のカシメ片が突出することで設けられている。接続部６３は、上下方向（ボビン２０の軸方向と略垂直方向）に延びる角棒状になっている。そして、一対の端子金具６０の中間部が端子保持部５１にインサート成形されることで、一対の端子金具６０がボビン２０と一体化されている。

端子保持部５１には、図５及び図６に示すように、端子金具６０の中間部が埋め込まれている。端子保持部５１は、ボビン２０と一体に成形されており、略角柱状となっている。端子保持部５１には、下方に開口した挿通溝５３が設けられている。挿通溝５３は、幅方向において端子金具６０のワイヤ接続部６１のＵ字状の曲がり部が配されている位置に設けられている。また、挿通溝５３は、端板部材９０の切欠き部９１及び後側の鍔部２５の引き出し溝２７Ａと連通している。挿通溝５３は、下端からワイヤ接続部６１が配されている位置まで溝状に形成されており、マグネットワイヤ３１が挿通可能となっている。また、端子保持部５１の両側面には、コネクタハウジング７０を係止するための係止突部５５がそれぞれ設けられている。

コネクタハウジング７０は、合成樹脂製であって、図１０及び図１１に示すように、端子保持部５１に取り付けられる取付部７１と相手側コネクタと嵌合する嵌合部８１とを備えている。取付部７１は、前面に開口した箱形をしており、前半部分の側壁には、弾性変形可能な弾性係止片７３が設けられている。弾性係止片７３には、係止突部５５に係止可能な係止孔７５が設けられている。また、取付部７１の前半部分は、上面にも開口しており、嵌合部８１と連通している。一方、取付部７１の後半部分は、２つに区分壁７７によって分けられており、一対の端子金具６０のワイヤ接続部６１をそれぞれ収容可能としている。

嵌合部８１は、取付部７１及び端子保持部５１とは略直交する方向に設けられており、上下方向に開口して、取付部７１の前半部分と連通した略角筒状をしている。そして、嵌合部８１内に一対の端子金具６０の接続部６３が並んで収容される。また、嵌合部８１の前壁の下端部には、取付部７１から連通して開口した端子挿通部８３が設けられている。端子挿通部８３は略矩形状をしており、一対の端子金具６０の接続部６３の上下方向の長さよりも、端子挿通部８３の上下方向の内寸法の方が大きくなっており、端子金具６０の接続部６３が挿通可能となっている。また、嵌合部８１の後壁は、後方に凸状に突出しており、その突出部分には、相手側コネクタのロック片が係合可能な係合孔８５が設けられている。

本実施形態のソレノイドバルブ１０は上記のような構造であって、例えば以下のような手順で製造される。
まず、図５及び図６に示すように、ボビン２０及び端子保持部５１を合成樹脂によって一体的に成形する。ボビン２０の後側の鍔部２５には、端板部材９０がインサート成形される。また、ボビン２０の端子保持部５１に、Ｌ字状の端子金具６０の中間部を埋め込むようにインサート成形する。

そして、図５及び図９に示すように、成形されたボビン２０の巻芯部２１の外周面に、マグネットワイヤ３１を所定の巻き数だけ巻回し、コイル３０を形成する。そして、コイル３０のマグネットワイヤ３１の両端部を、後側の鍔部２５に設けられた引き出し部２７の引き出し溝２７Ａ及び端板部材９０の切欠き部９１を介して、端子保持部５１の挿通溝５３を挿通させることで、各々ボビン２０のコイル３０側から端子金具６０のワイヤ接続部６１側に引き出す。そして、引き出されたマグネットワイヤ３１をワイヤ接続部６１に熱かしめ（ヒュージング）により接続する。

次に、図１に示すように、シールドケース４０を組み付ける。シールドケース４０の後端部開口からコイル３０を挿通する。そして、シールドケース４０の所定位置にコイル３０が移動したら、シールドケース４０の後端部４３を端板部材９０にカシメ付ける。この際に、シールドケース４０の後端部４３の下端側は一部切欠かれていることから、端子保持部５１を逃がすことができる。

シールドケース４０が取り付けられた後に、図１及び図１１に示すように、コネクタハウジング７０を取り付ける。コネクタハウジング７０を端子保持部５１の後方から取り付ける際に、端子金具６０の接続部６３を端子挿通部８３に挿通させるようにして、接続部６３を嵌合部８１内に収容される。そして、取付部７１の弾性係止片７３が外側に弾性変形することで、係止孔７５に係止突部５５が係止する。このようにコネクタハウジング７０を端子保持部５１に対して固定することで、嵌合部８１が上方に開口して、接続部６３が端子保持部５１から上方に突出するコネクタ５０が完成する。

最後に、図１に示すように、コア部３５とバルブ１１を組み付ける。コア部３５をボビン２０の中空部分に前方から挿入して固定する。そして、バルブ１１の円板部１１Ｂの後面がボビン２０の前側の鍔部２３に当接するようにシールドケース４０の前端部開口から挿入する。そして、円板部１１Ｂを所定位置に配したら、シールドケース４０の前端部４１を円板部１１Ｂに対してカシメつけることで、バルブ１１をソレノイド１５に対して固定する。このような手順によって、ソレノイドバルブ１０が製造される。

以上のように、本実施形態のソレノイド１５では、ボビン２０の後方にコネクタ５０を設けていることから、シールドケースの周側面にコネクタハウジングを設けたものに比べてソレノイド１５の径方向（上下方向）の寸法を小さくすることができる。また、コネクタハウジング７０の嵌合部８１が上方に開口していることから、複数のソレノイドバルブを並べた際の相手側コネクタとの嵌合作業性が良くなる。

このようにコネクタをソレノイドの後方に設けると、一般的な有底筒状のシールドケースを用いた場合に、シールドケースの底部の開口が大きくなる懸念がある。そこで、本実施形態では、シールドケース４０を両端が開口した筒状にし、このシールドケース４０の端部開口を塞ぐ磁性材製の端板部材９０をボビン２０の後側の鍔部２５に重なるように一体化することで、有底筒状のシールドケースに相当する部材を構成している。つまり、シールドケース４０がコイル３０の円周側面を覆い、端板部材９０がコイル３０の後端面を覆うことで、磁束のループ経路を作っている。また、端板部材９０の後方において、ボビン２０と一体的にコネクタ５０を設けている。そのため、コネクタ５０を端板部材９０に挿通する必要がなく、端板部材９０にコネクタを挿通させるための大きな開口を設ける必要がないことから、コネクタ側からの磁束漏れを抑制できる。

＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、端子金具６０は略Ｌ字状をしていたが、直線状になっていても良い。

（２）上記実施形態では、端子金具６０はインサート成形によって端子固定部５１に固定されていたが、圧入など他の方法で固定されていても良い。

（３）上記実施形態では、端板部材９０はインサート成形によって、後側の鍔部２５と一体にされていたが、後側の鍔部に溝などを設けてそこに圧入して固定したり、巻芯部の中空部内に係止構造を設けたりして固定しても良い。

（４）上記実施形態では、コイル３０を覆う二次モールドをしていないが、二次モールドを行っても良い。また、二次モールドを行う際に、端子金具６０をインサート成形してコネクタを成形しても良い。さらに、二次モールドを行う際に、端板部材９０をインサート成形するようにしても良い。

１０…ソレノイドバルブ
１１…バルブ
１５…ソレノイド
２０…ボビン
２１…巻芯部
２３…前側の鍔部
２５…後側の鍔部
２５Ａ…内鍔部
２５Ｂ…外鍔部
２７…引き出し部
２７Ａ…引き出し溝
３０…コイル
３１…マグネットワイヤ
４０…シールドケース
５０…コネクタ
５１…端子保持部
５３…挿通溝
６０…端子金具
６１…ワイヤ接続部
６３…接続部
７０…コネクタハウジング
７１…取付部
８１…嵌合部
８３…端子挿通孔
９０…端板部材
９１…切欠き部

Claims (4)

1. ソレノイドバルブに用いられるソレノイドであって、
   巻芯部の端部に鍔部を備えた合成樹脂製のボビンと、
   前記ボビンの巻芯部にマグネットワイヤを巻回してなるコイルと、
   両端が開口した筒状をなして前記コイルを収容する磁性材製のシールドケースと、
   前記鍔部に重なるように前記ボビンに一体化され、前記コイルを前記シールドケースに収容した状態において前記シールドケースの端部開口を塞ぐように位置する磁性材製の端板部材と、
   前記端板部材の前記ボビンとは反対側において前記ボビンと一体的に設けられ前記マグネットワイヤに接続された端子金具を備えるコネクタとを備えたソレノイド。
2. 前記端子金具は前記ボビンに一体に設けた端子保持部に一部を埋め込んだ状態で固定されると共に、前記端子金具の相手方コネクタとの接続部分を覆うコネクタハウジングが前記端子保持部に取り付けられている請求項１記載のソレノイド。
3. 前記端子金具のうち前記マグネットワイヤと接続するためのワイヤ接続部は、前記端板部材の前記ボビンとは反対側において前記端子保持部から露出して設けられている請求項１又は請求項２記載のソレノイド。
4. 前記端子金具は、Ｌ字状になっており、その相手側端子との接続部が前記ボビンの軸方向と略垂直の方向に延びるようになっており、
   前記コネクタハウジングは、その相手側コネクタとの嵌合方向が前記ボビンの軸方向と略垂直方向となっている請求項２または請求項３に記載のソレノイド。

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