JP2019175972A - 電磁弁のソレノイド - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、導線間の隙間を減らして、導線同士の接触による損傷を減らす。【解決手段】電磁弁のソレノイドは、導線と前記導線がコイル状に巻き回されたボビンと、を有し、前記ボビンは、前記導線が巻き回される円筒部と、前記円筒部の軸方向一端側に設けられたフランジ部と、を有し、前記フランジ部は、前記フランジ部の径方向外周から前記円筒部の周面へ向かう方向に切れ込んだスリットが設けられ、前記円筒部の周面に沿って周方向の少なくとも一部に配置された段部を有し、前記導線は、前記スリットを介して前記フランジ部の前記円筒部と反対側の外面から前記円筒部側の内面へと引き出され、前記段部上に前記円筒部の周面に沿って巻き回され、前記段部は、前記導線の巻き回し方向下流側の端部が前記スリットに隣接し、軸方向における前記段部の寸法が、前記導線の巻き回し方向に沿って増加する。【選択図】図５

Description

本発明は、電磁弁のソレノイドに関する。

電磁弁のソレノイドには、導線が巻き回されたボビンが用いられる。ボビンは、一般的に、円筒部材と、円筒部材の両端にそれぞれ設けられたフランジ部とを備える。２つのフランジ部間を複数回往復しながら、円筒部材の周面上に導線が巻き回され、径方向外側へ向かって複数層の導線が重ねられる。

巻き始めと巻き終わりの導線の端部は、ボビン外部へと引き出される。引き出された導線部分がフランジ部上に位置すると、引き出された導線部分と円筒部材に巻き回された導線とがフランジ部上で交差するため、導線同士の接触によって導線が損傷することがある。従来は、フランジ部の径方向に切り欠きを設け、この切り欠きを介して円筒部材からフランジ部の外面側へと導線を引き出して、フランジ部上での導線同士の交差を避けていた（例えば、特許文献１及び２参照。）。

特開２０１１−７１２０３号公報 特開２０１２−１５２９０号公報

しかしながら、径方向に切り欠きを設けると、導線は切り欠きに向かって軸方向の円筒部材側に引き出され、切り欠きを抜けた後は軸方向と直交するフランジ部の内面へと引き出されるため、切り欠きが設けられたフランジ部の縁において導線が大きく屈曲する。この屈曲部分に２周目の導線が巻き回されたとき、２周目の導線が変形して１周目と２周目の導線間に隙間が生じることがある。導線間に隙間が生じると、モールド成形時に流し込まれたモールドの流圧によって導線が動き、隣接する導線と接触して損傷する可能性がある。

上記特許文献２によれば、軸方向におけるフランジ部の内面の位置を、基準面に対して周方向で一定の増分で変化させ、切り欠きが設けられたフランジ部の一方の縁部と他方の縁部の間に段差が設けられる。段差によって軸方向における２周目の導線の位置を１周目の導線の位置からずらし、１周目の導線の屈曲部分による２周目の導線の変形を抑えることができる。

しかしながら、導線の屈曲部分の影響があるのは、周面上に巻き回された１層目の導線だけである。それにもかかわらず、フランジ部全体に段差が設けられるため、屈曲部分の影響がない２層目以降も導線の位置が軸方向にずれてしまう。また、段差の分だけフランジ部が肉厚になり、導線を巻くスペースが減るため、ボビンの円筒部材を大きくしなければならず、小型化が難しい。

本発明は、簡易な構成で、導線間の隙間を減らして、導線同士の接触による損傷を減らすことを目的とする。

本願の例示的な第１発明によれば、導線と、前記導線がコイル状に巻き回されたボビンと、を有し、前記ボビンは、前記導線が巻き回される円筒部と、前記円筒部の軸方向一端側に設けられたフランジ部と、を有し、前記フランジ部は、前記フランジ部の径方向外周から前記円筒部の周面へ向かう方向に切れ込んだスリットが設けられ、前記円筒部の周面に沿って周方向の少なくとも一部に配置された段部を有し、前記導線は、前記スリットを介して前記フランジ部の前記円筒部と反対側の外面から前記円筒部側の内面へと引き出され、前記段部上に前記円筒部の周面に沿って巻き回され、前記段部は、前記導線の巻き回し方向下流側の端部が前記スリットに隣接し、軸方向における前記段部の寸法が、前記導線の巻き回し方向に沿って増加する、電磁弁のソレノイドが提供される。

本願の例示的な第１発明によれば、簡易な構成で、導線間の隙間を減らして、導線同士の接触による損傷を減らすことができる。

本発明の一実施形態の電磁弁のソレノイドが備えるボビン、導線及び端子を端子側から示す斜視図である。 ボビンの斜視図である。 図２中のＡ−Ａ線におけるボビンの断面図である。 ボビンをフランジ部の外面側から示す斜視図である。 ボビンをスリット側から示す斜視図である。 ボビンをスリット側から示す斜視図である。 ボビンを端子部側から示す斜視図である。 フランジ部に段部を設けない場合の導線を示す側面図である。 フランジ部に段部を設けた場合の導線を示す側面図である。

以下、本発明の電磁弁のソレノイドの実施形態について、図面を参照して説明する。
本明細書において、軸とは図２に示す中心軸Ｊをいい、単に周方向又は軸方向という場合は、中心軸Ｊの周方向又は中心軸Ｊの軸方向をいう。単に径方向という場合は、中心軸Ｊと直交する方向をいう。軸方向の一方側を「上側」と呼び、他方側を「下側」と呼ぶことがある。なお、上下方向は、説明の便宜上定める方向であり、重力方向と一致する必要はない。

図１は、本実施形態の電磁弁のソレノイドの構成の一部を示す。
図１に示すように、本実施形態のソレノイドは、導線１、ボビン２及び２つの端子３１を有する。
導線１は、エナメル線等の絶縁被膜が設けられた導電性の線材である。ボビン２は、円筒状であり、導線１がコイル状に巻き回される。２つの端子３１は、ボビン２に巻き回された導線１の両端にそれぞれ接続される。

図２は、ボビン２を示す。
図２に示すように、ボビン２は、円筒部２ａと、２つのフランジ部２ｂと、を有する。

（円筒部）
円筒部２ａは、中心軸Ｊに沿った貫通孔を有する円筒部材である。円筒部２ａの周面には、周方向に沿った複数の溝２６が軸方向に連続して設けられる。導線１は、各溝２６に沿って円筒部２ａの周面に巻き回される。導線１は、端子３１が設けられる軸方向下側から上側まで円筒部２ａの周面に巻き回した後、逆方向に巻き回す操作を複数回繰り返すことにより、コイル状の導線１の複数の層が径方向に重ねられる。

（フランジ部）
フランジ部２ｂは、円筒部２ａの軸方向両端にそれぞれ設けられ、径方向外側に延びる。フランジ部２ｂの円筒部２ａ側の面を内面といい、円筒部２ａと反対側の面を外面という。

（スリット）
２つのフランジ部２ｂのうち、少なくとも一方のフランジ部２ｂには、スリット２１が設けられる。スリット２１は、フランジ部２ｂの径方向外周から円筒部２ａの周面に向かう方向に切れ込む。巻き始めの導線１は、スリット２１を介してフランジ部２ｂの外面側から内面側へと引き出されて、円筒部２ａの周面に巻き回される。巻き回されずに円筒部２ａの周面から延びる導線１の端部は、フランジ部２ｂの外面側に位置するので、円筒部２ａの周面上に巻き回された複数層の導線１とフランジ部２ｂの内面上で交差することを回避することができる。これにより、導線１同士の接触による損傷を減らすことができる。

スリット２１は、図２に示すように、フランジ部２ｂの径方向外周から円筒部２ａの周面に達すると、導線１をフランジ部２ｂの外面から内面に直線状に引き出しやすく、好ましい。
また、図２に示すように、スリット２１は、円筒部２ａの周面との接線上に設けられることが好ましい。これにより、スリット２１を介してフランジ部２ｂの外面側から内面側へ引き出された導線１を、直線状に円筒部２ａへと導くことできる。

図３は、図２中のＡ−Ａ線における断面図である。図４は、ボビン２をフランジ部２ｂの外面側から示す斜視図である。
図３及び図４に示すように、スリット２１に隣接するフランジ部２ｂの外面側は、スリット２１から端子部３側に向かう方向にさらに切り込まれて、フランジ部２ｂの厚みが小さくなっている。

図３に示すように、スリット２１が設けられたフランジ部２ｂの角は、例えば曲面状とすることができる。スリット２１の周縁の形状が曲面であると、スリット２１の周縁と接触した導線１の損傷を抑えることができる。

フランジ部２ｂは、図３及び図４に示すように、スリット２１の周辺において、２つの傾斜面２２１及び２２２を有する。図３及び図４に示すように、傾斜面２２１は、フランジ部２ｂの厚みが小さい部分の外面に設けられる。傾斜面２２１は、スリット２１との距離が近いほど、軸方向におけるフランジ部２ｂの外面の位置が内面側に近づく。傾斜面２２２では、スリット２１との距離が近いほど、軸方向におけるフランジ部２ｂの内面の位置が外面側に近づく。傾斜面２２１及び２２２に沿って、スリット２１から導線１を引き出すことにより、導線１を直線状に円筒部２ａへガイドすることができる。これにより、導線１の屈曲を減らすことができ、屈曲によって１周目と２周目の導線１間に生じる隙間を減らすことができる。

（段部）
図５は、ボビン２をスリット２１側から示す斜視図である。図６は、図５に示すボビン２に導線１を巻き回した斜視図である。
フランジ部２ｂは、円筒部２ａの周面に沿って内面上に配置された段部２３を有する。図５に示すように、段部２３の導線１の巻き回し方向Ｗ下流側の端部２３ａは、スリット２１に隣接する。段部２３の端部２３ａがスリット２１に隣接するのであれば、段部２３は周方向の全部ではなく、少なくとも一部に設けられていればよい。図６に示すように、スリット２１からフランジ部２ｂの内面側に引き出された導線１は、段部２３上に円筒部２ａの周面に沿って巻き回される。

図７は、ボビン２を端子部３側から示す斜視図である。
図５〜図７に示すように、本実施形態では、段部２３は、スリット２１と反対側の円筒部２ａの周面からスリット２１に到る周面まで、円筒部２ａの半周に設けられる。

図５〜図７に示すように、段部２３の軸方向における寸法ｄ１は、導線１の巻き回し方向Ｗに沿って増加する。すなわち、スリット２１と隣接する端部２３ａにおいて段部２３の寸法ｄ１が最も大きくなる。このような段部２３上に１周目の導線１を配置することにより、１周目の導線１に変形が生じても、２周目の導線１の変形を減らすことができる。軸方向における段部２３の寸法ｄ１は、導線１の直径以下であることが好ましい。段部２３によって１周目と２周目の導線１を軸方向に重ねやすくなり、導線１の隙間を減らすことができる。

図８Ａは、径方向に切り欠き７２が設けられた、従来のフランジ部７１の内面上に巻き回された導線１を示す。図８Ｂは、フランジ部２ｂの内面に段部２３が設けられ、この段部２３上に巻き回された導線１を示す。
図８Ａに示すように、従来のフランジ部７１は、切り欠き７２からフランジ部７１の内面に導線１を引き出すと、フランジ部７１の角に接触して導線１が屈曲する。この屈曲部分は、１周目の導線１の巻き始めに生じる。２周目の導線１は、軸方向の位置が１周目の導線１と同じであるため、１周目の導線１の屈曲部分に接触して変形する。変形により、図８Ａ中の破線の円で示すように、１周目と２周目の導線１間に隙間が生じると、モールド成形時に隙間に流れ込むモールド樹脂の流圧により導線１が動いて、互いに接触して被膜が損傷する可能性がある。

一方、本実施形態によれば、フランジ部２ｂに傾斜面２２１が設けられるため、図８Ｂに示すように、スリット２１から引き出された導線１の屈曲が少ない。さらに、段部２３上に導線１を巻き回すため、２周目の導線１の位置が１周目の導線１の位置から軸方向にずれ、２周目の導線１が１周目の導線１の屈曲部分と接触することを避けるか、又は接触しても２周目の導線１の変形を大きく減らすことができる。このように、２周目の導線１が、屈曲部分によって変形しにくくなるため、図８Ｂ中の破線の円で示すように、１周目と２周目の導線１間の隙間が減り、上述したモールド成形時の損傷を減らすことができる。段部２３の軸方向の寸法ｄ１は徐々に増加するので、導線１を変形させることなく、軸方向の導線１の位置をずらすことができる。

本実施形態において、径方向における段部２３の寸法ｄ２は、導線１の巻き回し方向Ｗによらず一定値である。径方向の寸法ｄ２が一定値であると、導線１を段部２３上に安定して配置しやすくなる。径方向における段部２３の寸法ｄ２は、導線１の直径以下であることが好ましい。径方向の寸法が直径以下であれば、１層目の１周目の導線１上に、２層目の導線１が巻き回されたときに２層目の導線１に干渉することを回避できる。

（溝）
図５に示すように、フランジ部２ｂには、フランジ部２ｂの径方向外側からスリット２１へ繋がる溝２４が設けられる。巻き始めの導線１は、溝２４に沿ってスリット２１へと引き出される。溝２４により、フランジ部２ｂの外面側の導線１をスリット２１へとガイドすることができ、導線１の引き出しが容易になる。

（端子部）
２つのフランジ部２ｂのうちの一方は、径方向外側に張り出す端子部３を有する。端子部３は、スリット２１と同じフランジ部２ｂに設けられると、導線１の接続が効率的である。端子部３には、図７に示すように、端子部３の径方向外側から内側へ窪む２つの凹部３０が設けられる。各凹部３０内には、図１に示すように、２つの端子３１が配置される。導線１の両端部は端子部３に引き出されて、端子３１と電気的に接続される。このように、フランジ部２ｂに設けられた端子部３において、導線１と端子３１を接続することが可能である。

本実施形態において、溝２４は、図５に示すように、スリット２１から端子部３へ向かう方向に沿って設けられる。溝２４により、図６に示すように、スリット２１から端子部３へ導線１の端部をガイドすることができ、端子部３までの導線１の動きを抑えることができる。

端子部３は、例えば軸方向に対して垂直に面状に広がり、２つの凹部３０は端子部３の先端部に設けられる。２つの凹部３０は、軸方向及び径方向のそれぞれと直交する幅方向に並び、各凹部３０に２つの端子３１は挿入され、配置される。

図７に示すように、フランジ部２ｂの外縁には、端子部３の外側に２つの切り欠き２５が設けられる。図１に示すように、端子部３の軸方向の上端面、すなわち端子部３の円筒部２ａよりも外側の端面には、２つの壁部４１が設けられる。２つの壁部４１は、端子部３の幅方向の両側に配置され、軸方向に直立して互いに対向している。壁部４１は、端子３１からフランジ部２ｂの外縁まで延びる。２つの壁部４１の間隔は、円筒部２ａの外径より狭い。

導線１の両端部は、図１に示すように、２つの切り欠き２５を介してボビン２から端子部３へ引き出され、２つの壁部４１の円筒部２ａ側から径方向外側に引き回され、端子３１に電気的に接続される。導線１の両端部は、例えば２つの壁部４１の向かい合う面に沿って引き回される。さらに、導線１の両端部は、端子３１に設けられた２つの切り欠き３１ａを介してそれぞれ端子３１に巻き付けられる。端子３１に巻き付けられた導線１の両端部は、端子３１の径方向外側に位置する加締め部３２と接触して位置が固定されるとともに、電気的に接続される。

（１）以上のように、本実施形態の電磁弁のソレノイドは、ボビン２のフランジ部２ｂにスリット２１が設けられ、スリット２１を介してフランジ部２ｂの外面から内面へ導線１が引き出されるので、フランジ部２ｂの内面上で導線同士の交差を回避することができる。また、フランジ部２ｂに段部２３が設けられ、１周目の導線１が段部２３上に配置されて、さらに軸方向における段部２３の寸法ｄ１が導線１の巻き回し方向Ｗに沿って増加する。これにより、１周目と２周目の導線１の位置を軸方向にずらすことができ、１周目の導線１がフランジ部２ｂによって変形した場合でも、１周目の導線１の変形にともなう２周目の導線１の変形を減らすことができる。少なくとも周方向の一部に設ければよい段部２３とスリット２１を設けるだけの簡易な構成で、導線１同士の交差及び導線１間の隙間を減らして、導線１同士の接触による損傷を減らすことができる。

（２）本実施形態では、径方向の段部２３の寸法ｄ２は、一定値であるため、１周目の導線１を段部２３上に配置しやすい。また、段部２３の軸方向及び径方向の寸法ｄ１及びｄ２は、導線１の直径以下であるため、１周目と２周目の導線１が軸方向に重なりやすく、また２層目の導線１との干渉を回避することができ、各導線１間の隙間を減らすことができる。

（３）スリット２１は円筒部２ａの周面との接線上に設けられ、スリット２１周辺のフランジ部２ｂの外面と内面にそれぞれ傾斜面２２１及び２２２が設けられるため、導線１を直線状に円筒部２ａの周面へ引き出して巻き回すことができ、１周目の導線１の変形をより減らすことができる。また、スリット２１が設けられるフランジ部２ｂの角は曲面状であるため、フランジ部２ｂとの接触による導線１の損傷を減らすことができる。

（４）フランジ部２ｂには溝２４が設けられるため、溝２４により導線１の端部をフランジ部２ｂの外面側へガイドすることができる。また、溝２４はスリット２１から端子部３へ向かう方向に設けられるため、巻き回した導線１の端部を溝２４により端子部３へガイドすることができ、端子部３までの導線１の動きを抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記実施形態においては、ボビン２と端子部３は単一の部材であり、樹脂により金型成形する等して得ることができるが、それぞれ別の部材として接着剤等により接続してもよい。

１ 導線
２ ボビン
２ａ 円筒部
２ｂ フランジ部
２２１、２２２ 傾斜面
２１ スリット
２３ 段部
２４ 溝
３ 端子部
３０ 凹部
３１ 端子

Claims (11)

1. 導線と、
   前記導線がコイル状に巻き回されたボビンと、
   を有し、
   前記ボビンは、
   前記導線が巻き回される円筒部と、
   前記円筒部の軸方向一端側に設けられたフランジ部と、を有し、
   前記フランジ部は、
   前記フランジ部の径方向外周から前記円筒部の周面へ向かう方向に切れ込んだスリットが設けられ、
   前記円筒部の周面に沿って周方向の少なくとも一部に配置された段部を有し、
   前記導線は、前記スリットを介して前記フランジ部の前記円筒部と反対側の外面から前記円筒部側の内面へと引き出され、前記段部上に前記円筒部の周面に沿って巻き回され、
   前記段部は、前記導線の巻き回し方向下流側の端部が前記スリットに隣接し、軸方向における前記段部の寸法が、前記導線の巻き回し方向に沿って増加する、
   電磁弁のソレノイド。
2. 前記スリットは、前記フランジ部の径方向外周から前記円筒部の周面に達する、
   請求項１に記載の電磁弁のソレノイド。
3. 軸方向における前記段部の寸法は、前記導線の直径以下である、
   請求項１又は２に記載の電磁弁のソレノイド。
4. 径方向における前記段部の寸法は、一定値である、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁弁のソレノイド。
5. 径方向における前記段部の寸法は、前記導線の直径以下である、
   請求項４に記載の電磁弁のソレノイド。
6. 前記スリットは、前記円筒部の周面との接線上に設けられる、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の電磁弁のソレノイド。
7. 前記スリットが設けられたフランジ部の角は、曲面状である、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁弁のソレノイド。
8. 前記フランジ部は、前記スリットとの距離が近いほど、軸方向における前記フランジ部の内面の位置が外面側に近づく傾斜面か、軸方向における前記フランジ部の外面の位置が内面側に近づく傾斜面を有する、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁弁のソレノイド。
9. 前記フランジ部には、前記フランジ部の径方向外側から前記スリットへ繋がる溝が設けられ、
   前記導線は、前記溝に沿って前記スリットへと引き出され、さらに前記スリットを介して前記フランジ部の外面から内面へと引き出されて、前記段部上に前記円筒部の周面に沿って巻き回される、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の電磁弁のソレノイド。
10. 前記フランジ部は、径方向外側に張り出す端子部を有し、
    前記溝は、前記スリットから前記端子部へ向かう方向に沿って設けられる、
    請求項９に記載の電磁弁のソレノイド。
11. 前記端子部には、径方向外側から内側へ凹む２つの凹部が設けられ、前記各凹部に端子が配置され、
    前記導線の両端部は、前記端子部に引き出されて、前記端子と電気的に接続される、
    請求項１０に記載の電磁弁のソレノイド。
    
    

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