JP2019220617A

JP2019220617A - 電磁コイル

Info

Publication number: JP2019220617A
Application number: JP2018118096A
Authority: JP
Inventors: 大一郎剱持; Taiichiro Kenmochi; 祐小山; Yu Koyama
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2019-12-26
Also published as: CN110634642A

Abstract

【課題】リード線に接続されるコネクタを小型化することができるとともに、リード線の強度を向上させることができる電磁コイルを提供する。【解決手段】リード線４の被覆部４０が、端子金具が接続される金具接続領域４４に、通常径部４０Ａよりも外径が小さい縮径部４０Ｂを有することで、リード線４全体の強度を確保しつつ、小型の端子金具を接続することができる。小型の端子金具を用いることにより、コネクタハウジングを小さくし、コネクタ全体を小型化することができる。このように、リード線４に接続されるコネクタを小型化することができるとともに、リード線４の強度を向上させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、弁装置の弁体を動作させるための電磁コイルに関する。

従来、弁装置用のコイルとして、コイル部の外側に樹脂（モールド部）が設けられるとともに、コイル部に接続されたリード線の一部が保護チューブによって覆われたリード線付モールドコイルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたリード線付モールドコイルでは、リード線のうち樹脂から突出する部分に保護チューブを設けることにより、モールド成形時にリード線の被覆材に亀裂や破断が生じることを抑制している。

特開２０１１−２２２６７８号公報

特許文献１に記載されたような電磁コイルのリード線の先端には、コネクタが接続されることがある。即ち、リード線の先端に端子金具が接続されるとともに、この端子金具がコネクタハウジングに収容され、相手方のハウジングと接続される。このとき、リード線が太いとコネクタハウジングも大きくなり、コネクタ全体の大型化を招いてしまう。一方、細いリード線を用いると強度が低下してしまう。このように、リード線に接続されるコネクタの小型化と、リード線の強度の向上と、を両立させることが望まれていた。

本発明の目的は、リード線に接続されるコネクタを小型化することができるとともに、リード線の強度を向上させることができる電磁コイルを提供することにある。

本発明の電磁コイルは、弁装置の弁体を動作させるための電磁コイルであって、電線が巻き回されることで形成されるとともに通電されることで磁界を発生させるコイル部と、前記コイル部が埋め込まれた樹脂封止部と、基端側が前記コイル部に接続されたリード線と、を備え、前記リード線は、導体部と、該導体部を覆う被覆部と、を有し、前記被覆部は、その先端側に、他の部分よりも外径が小さい縮径部を有することを特徴とする。

このような本発明によれば、被覆部が、その先端側に、他の部分よりも外径が小さい縮径部を有することで、リード線全体の強度を確保しつつ、小型の端子金具を接続することができる。小型の端子金具を用いることにより、コネクタハウジングを小さくし、コネクタ全体を小型化することができる。このように、リード線に接続されるコネクタを小型化することができるとともに、リード線の強度を向上させることができる。

この際、本発明の電磁コイルでは、前記縮径部は、前記リード線の全体に亘る電線被覆部材とは別体のチューブ部材によって構成されていることが好ましい。このような構成によれば、リード線の先端において電線被覆部材を除去して導体部を露出させた後、露出した導体部の一部を、電線被覆部材よりも薄いチューブ部材によって覆うことにより、縮径部を形成することができる。尚、１つのチューブ部材によって縮径部を構成してもよいし、径方向に重ねられた複数のチューブ部材によって縮径部を構成してもよい。

また、本発明の電磁コイルでは、前記被覆部における前記他の部分の外径が、前記縮径部の外径の１．５倍以上であることが好ましい。このような構成によれば、リード線に接続されるコネクタをさらに小型化することができるとともに、リード線の強度をさらに向上させることができる。

また、被覆部における縮径部以外の部分（以下、通常径部とする）の外径は、縮径部の外径の１．８倍以上であることがより好ましく、２倍以上であることがより一層好ましい。通常径部の外径の、縮径部の外径に対する倍率をこのような範囲の値とすれば、上記のようにリード線に接続されるコネクタを小型化することができるとともに、リード線の強度の向上させることができる。一方、通常径部の外径の、縮径部の外径に対する倍率が低すぎると、通常径部の外径を大きくしてリード線の強度を確保した場合に、縮径部の外径も大きくなってコネクタを小型化しにくく、縮径部の外径を小さくしてコネクタを小型化した場合に、通常径部の外径も小さくなってリード線の強度を向上させにくい。

また、通常径部の外径は、縮径部の外径の４倍以下であることが好ましい。通常径部の外径の、縮径部の外径に対する倍率をこのような範囲の値とすれば、縮径部における被覆部の厚さを確保し、絶縁強度および機械的強度を向上させることができる。一方、通常径部の外径の、縮径部の外径に対する倍率が高すぎると、縮径部における被覆部の厚さを確保しにくくなり、絶縁強度や機械的強度が低下してしまう可能性がある。即ち、通常径部の外径および導体部の外径の値を固定した場合に、通常径部の外径の、縮径部の外径に対する倍率を高くすると、縮径部の外径が小さくなり、被覆部が薄くなる。

また、縮径部の外径は、０．６ｍｍ以上かつ１．７ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上且つ１．６ｍｍ以下であることがより好ましい。

本発明の電磁コイルによれば、被覆部が、端子金具が接続される部分に縮径部を有することで、リード線に接続されるコネクタを小型化することができるとともに、リード線の強度の向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る電磁コイルを示す断面図である。前記電磁コイルのコネクタ取付前の様子を示す断面図である。前記電磁コイルにおけるリード線と端子金具とを示す側面図である。本発明の変形例に係る電磁コイルのリード線を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１、２に示すように、本実施形態の電磁コイル１は、弁装置の弁体を動作させるためのものであって、コイル部２と、樹脂封止部としてのモールド部３と、リード線４と、コネクタ５と、を備える。尚、電磁コイル１が設けられる弁装置の駆動方式は、例えば、ロータを回転駆動する電磁方式であってもよいし、吸引子を磁化させてプランジャ等を引き寄せることで直進駆動する電磁方式であってもよい。また、電磁コイル１が設けられる弁装置において、弁体は、弁座に対して接離するように移動してもよいし、スライドするように移動してもよい。また、電磁コイル１は、弁体を往復移動させるものであってもよいし、一方向のみに移動させるものであってもよい。

コイル部２は、通電されることで磁界を発生させるものであって、電線が筒状の巻枠（ボビン）６の外側に螺旋状に巻き回される（巻き付けられる）ことで形成されている。

モールド部３は、熱硬化性を有する不飽和ポリエステルや、熱可塑性を有するポリスチレン樹脂やナイロン等の絶縁性のモールド樹脂によって構成され、その内側にコイル部２が埋め込まれている。即ち、コイル部２とモールド部３とがモールド成形によって一体化されている。尚、本実施形態では、コイル部２の内側に巻枠６が設けられており、コイル部２の内側の絶縁性が確保されていることから、モールド部３はコイル部２の内側には設けられていない。

リード線４は、基端側がコイル部２に電気的に接続されてモールド部３の外部に引き出されるものであって、リード線本体４１と、１つの保護チューブ４２と、によって構成される。リード線本体４１は、導体部４１１と、リード線４の全体に亘って導体部４１１を覆う電線被覆部材４１２と、を有する電線である。保護チューブ４２は、電線被覆部材４１２とは別体に構成されるとともに、電線被覆部材４１２よりも薄く形成されたチューブ部材であって、リード線４の先端に設けられている。尚、本実施形態では、リード線４が１つの保護チューブ４２を有するものとするが、リード線は、径方向に重ねられた複数のチューブ部材を有していてもよい。

リード線４は、突出部４３においてモールド部３から外側に突出し、先端の金具接続領域４４においてコネクタ５が接続される。尚、突出部４３とは、リード線４のうちモールド部３の内部から突出した部分であり、モールド部３に埋め込まれた部分と、モールド部３の外側において露出した部分と、によって構成される。

リード線４は、その先端において電線被覆部材４１２が除去されており、導体部４１１が露出している。保護チューブ４２は、その一部（例えば半分）が導体部４１１を直接覆っており、他の一部が電線被覆部材４１２の外側に重ねられている。上記のように保護チューブ４２が電線被覆部材４１２よりも薄く形成されていることから、リード線４は、保護チューブ４２が導体部４１１を直接覆う部分において、他の部分（電線被覆部材４１２によって覆われた部分）よりも外径が小さい。従って、電線被覆部材４１２と保護チューブ４２とによって構成される被覆部４０は、電線被覆部材４１２によって導体部４１１が覆われた通常径部４０Ａと、保護チューブ４２によって導体部４１１が覆われた先端側の縮径部４０Ｂと、を有する。尚、電線被覆部材４１２と保護チューブ４２とが重なった部分は、通常径部４０Ａよりも外径が大きくなっている。

尚、図１では、２本のリード線４が重なって描写されているが、これら２本のリード線４は、紙面奥行方向においてずれることで干渉が避けられていてもよいし、互いに多少干渉していてもよい。即ち、リード線４は、各部において弾性を有して変形可能であることから、コネクタ５から離れた位置において多少の干渉が生じても、コネクタ５を接続可能である。一方、電線被覆部材がコネクタ５の近傍まで存在する場合、電線被覆部材同士の干渉によって、コネクタ５を接続することが困難となる。

コネクタ５は、図３にも示すように、端子金具５１と、複数の端子金具５１を収容するコネクタハウジング５２と、を有する。コネクタ５が、電源側の相手方コネクタと接続されることにより、端子金具同士が電気的に接続され、コイル部２に電力が供給可能となる。

端子金具５１は、相手方コネクタの端子金具に接触する電気接続部５１１と、リード線４の導体部４１１に加締められる導体加締め部５１２と、リード線４の縮径部４０Ｂに加締められる被覆加締め部５１３と、を有する。リード線４のうち、導体加締め部５１２および被覆加締め部５１３によって加締められる領域が、金具接続領域４４となる。即ち、リード線４の被覆部４０は、端子金具が接続される部分（金具接続領域４４）に縮径部４０Ｂを有する。

ここで、リード線４の各部の材質及び寸法の詳細について説明する。導体部４１１は、例えば銅やアルミニウム、アルミニウム合金等の金属によって構成されており、１本の導体によって構成されていてもよいし、複数の細線が撚り合わされることで構成されていてもよい。電線被覆部材４１２は、例えばエチレンプロピレンゴムや、架橋ポリエチレン、耐熱ビニール等の絶縁物によって構成されている。保護チューブ４２は、例えば電子線架橋軟質難燃性ポリオレフィン樹脂や、熱収縮ゴム、シリコーンゴム等の熱収縮性を有する絶縁物によって構成された熱収縮チューブである。このとき、電線被覆部材４１２および保護チューブ４２は、モールド成形時に変形等が生じない程度の耐熱性を有していることが好ましい。

導体部４１１は、例えばＡＷＧ２２サイズであって、即ち直径が０．６４３８ｍｍである。電線被覆部材４１２の外径（通常径部４０Ａの外径）φ１は、例えば２．７ｍｍである。熱収縮後の保護チューブ４２の外径（縮径部４０Ｂの外径）φ２は、例えば１．５ｍｍである。即ち、リード線４において、通常径部４０Ａの外径φ１が、縮径部４０Ｂの外径φ１の１．８倍となっている。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、リード線４の被覆部４０が、端子金具５１が接続される金具接続領域４４に、通常径部４０Ａよりも外径が小さい縮径部４０Ｂを有することで、リード線４全体の強度を確保しつつ、小型の端子金具５１を接続することができる。小型の端子金具５１を用いることにより、コネクタハウジング５２を小さくし、コネクタ５全体を小型化することができる。このように、リード線４に接続されるコネクタ５を小型化することができるとともに、リード線４の強度を向上させることができる。

また、縮径部４０Ｂが電線被覆部材４１２とは別体の保護チューブ４２によって構成されていることで、リード線４の先端において電線被覆部材４１２を除去して導体部４１１を露出させた後、露出した導体部４１１の一部を、電線被覆部材４１２よりも薄い保護チューブ４２によって覆うことにより、縮径部４０Ｂを形成することができる。

また、通常径部４０Ａの外径φ１が縮径部４０Ｂの外径φ２の１．８倍であることで、リード線４に接続されるコネクタ５をさらに小型化することができるとともに、リード線４の強度をさらに向上させることができる。

また、通常径部４０Ａの外径φ１が縮径部４０Ｂの外径φ２の２倍以下であることで、縮径部４０Ｂにおける被覆部４０の厚さを確保し、絶縁強度および機械的強度を向上させることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記実施形態では、縮径部４０Ｂが電線被覆部材４１２とは別体の保護チューブ４２によって構成されているものとしたが、通常径部と縮径部とが同一の部材によって構成されていてもよい。例えば図４に示すリード線４Ｂのように、導体部４１１と電線被覆部材４５とを有し、電線被覆部材４５の金具接続領域に段差部が形成されていることにより、縮径部４５１が構成されるものとしてもよい。このとき、例えば電線被覆部材４５の外周面を削り取ることによって段差部を形成すればよい。このように通常径部と縮径部とを同一の部材によって構成すれば、部品点数を削減することができる。

また、前記実施形態では、導体部４１１としてＡＷＧ２２サイズ（直径０．６４３８ｍｍ）のものを例示し、通常径部４０Ａの外径φ１として２．７ｍｍを例示し、縮径部４０Ｂの外径φ２として２．７ｍｍを例示したが、これらの寸法は、前記実施形態の数値に限定されるものではない。

例えば、導体部４１１は、例えばＡＷＧ２８サイズ（直径０．３２１１ｍｍ）〜ＡＷＧ２２サイズ（直径０．６４３８ｍｍ）のものであってもよく、コイル部２に通電する際に発熱やエネルギー損失が大きくなりすぎないような断面積を有していればよい。また、第１被覆部４１２の外径φ１は、例えば０．７６ｍｍ以上且つ１．５ｍｍ以下であってもよい。

また、前記実施形態では、通常径部４０Ａの外径φ１が縮径部４０Ｂの外径φ２の１．８倍であるものとしたが、外径φ１は外径φ２よりも大きければよい。外径φ１の外径φ２に対する倍率は、使用するコネクタの大きさや求められるリード線強度に応じて設定されればよく、例えば、１．８倍以上且つ３．５５倍以上であってもよい。また、コネクタハウジング５２における端子収容室同士の間隔の下限は、電圧に応じた絶縁距離によって決まることがある。即ち、電磁コイル１の電気的な特性によって使用するコネクタの大きさの下限が決まることがある。また、電磁コイル１の使用環境等によって求められるリード線強度が決まることがある。

また、前記実施形態では、モールド成形によりコイル部と一体に成形したモールド部が樹脂封止部として機能するものとしたが、樹脂封止部の成形方法は、モールド成形に限定されない。例えば、ボビンに電線が巻き付けられたコイル部を、有底円筒状の筐体内に設置し、筐体とコイル部の外周との間にエポキシ系樹脂やウレタン系樹脂等の熱硬化性を有する樹脂を注入し、コイル部を埋め込むことで樹脂封止部を形成してもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１電磁コイル
２コイル
３モールド部（樹脂封止部）
４リード線
４０被覆部
４０Ａ通常径部（他の部分）
４０Ｂ縮径部
４１１導体部
４１２電線被覆部材
４２保護チューブ（チューブ部材）
５１端子金具

Claims

弁装置の弁体を動作させるための電磁コイルであって、
電線が巻き回されることで形成されるとともに通電されることで磁界を発生させるコイル部と、
前記コイル部が埋め込まれた樹脂封止部と、
基端側が前記コイル部に接続されたリード線と、を備え、
前記リード線は、導体部と、該導体部を覆う被覆部と、を有し、
前記被覆部は、その先端側に、他の部分よりも外径が小さい縮径部を有することを特徴とする電磁コイル。
前記縮径部は、前記リード線の全体に亘る電線被覆部材とは別体のチューブ部材によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電磁コイル。
前記被覆部における前記他の部分の外径が、前記縮径部の外径の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁コイル。