JP3016737B2 - 電磁弁用ソレノイド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、効率の良い磁気回
路を構成する電磁弁に使用される電磁弁用ソレノイド
（以下、単に「ソレノイド」と記す）に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁弁の弁の開閉を制御する構成として
使用されるソレノイドは、次のような構成をなす。図
５、図６は、第１従来例のソレノイドを示した外観斜視
図及びその分解斜視図である。このソレノイド５１は、
先ず第１磁気フレーム５２、コイル（不図示）の巻回さ
れたコイルボビン５３及び第２磁気フレーム５４が組み
付けられ、コイルボビン５３を画設した環状フレームが
構成される。そして、コイルへの通電によって生じる吸
引力によって動作する可動鉄心（不図示）が、第２磁気
フレーム５４の貫通孔５４ａを介してコイルボビン５３
内に嵌挿される。

【０００３】具体的には、環状フレームを構成する第１
磁気フレーム５２は、磁性体からなる板材によって三面
を囲むコ字形状の枠体をなし、一の縦面５２ｍの開放端
５２ｐにはコイルボビン５３の端子部５５，５５を配設
させるための切欠部５２ａ，５２ａが形成されている。
第２磁気フレーム５４は、貫通孔５４ａの形成された磁
性体からなる一枚の板材である。また、コイルボビン５
３は、円筒体５３ａの一端が貫通孔５３ｅが形成されて
開口し、フランジ５３ｂに２本のコイル端子を案内する
端子部５５，５５が形成され、他端側のフランジ５３ｃ
にはコイルボビン５３に内包された固定鉄心（不図示）
が一体に固定されている。そこで、ソレノイド５１の組
み立てには、図６に示す状態でコイルボビン５３を第１
磁気フレーム５２に対して開放端５２ｐ側から直線的に
挿入し、第１磁気フレーム５２に形成された切欠部５２
ａ，５２ａに端子部５５，５５がはまり込む位置まで押
し進める。そして、第１磁気フレーム５２の開放端を連
結するように、その両端部に第２磁気フレーム５４を溶
接接合して図５の如くコイルボビン５３を画設した環状
フレームが構成される。

【０００４】次に、第２従来例のソレノイドについて説
明する。図７及び図８は、第２従来例のソレノイドを示
した外観斜視図及びその分解斜視図である。このソレノ
イド６１も、先ず第１磁気フレーム６２、コイル（不図
示）の巻回されたコイルボビン６３及び第２磁気フレー
ム６４が組み付けられ、コイルボビン６３を画設した環
状フレームが構成される。そして、コイルへの通電によ
って生じる吸引力によって動作する可動鉄心（不図示）
が、第２磁気フレーム６４の貫通孔６４ａを介してコイ
ルボビン６３内に嵌挿されている。

【０００５】ところで、本従来例のソレノイド６１の構
成が前記第１従来例のものと異なるのは、第１磁気フレ
ーム６２に対する端子部６５，６５の配設位置が逆にな
っている点でる。そのため、その端子部６５，６５を配
設するための第１磁気フレーム６２の切欠部６２ａ，６
２ａは、図示するように縦面６２ｍの固定部側に形成さ
れている。また、コイルボビン６３は、端子部６５，６
５の形成されたフランジ６３ｂに固定鉄心（不図示）が
一体に設けられ、円筒体６３ａ他端のフランジ６３ｃに
貫通孔６３ｅが形成されている、そのため、コイルボビ
ン６３を第１磁気フレーム６２内へ装填するためには、
図８の一点鎖線で示すように、コイルボビン６３を横方
向から回転させ、端子部６５，６５を切欠部６２ａ，６
２ａにはめ込むようにして行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成からなる従来のソレノイドには次のような問題
があった。即ち、前記第１従来例のソレノイド５１で
は、コイルボビン５３を第１磁気フレームに直線的に挿
入できるよう切欠部５２ａ，５２ａを端部に形成したた
め、その第１磁気フレーム５２へ第２磁気フレーム５４
を接合させた場合の両者の接合面積、つまり磁路の断面
積が小さい。また、ここで、図９に磁気フレーム接合部
の拡大断面図を示すが、一般的にソレノイドでは、磁気
フレーム７１，７２の接合部に製作工程における防錆の
ため、約５〜１５μｍ程度の非磁性メッキ７３が施され
ていることに加え、磁気フレーム７１，７２間に空隙７
４が生じてしまうため、ソレノイドを構成する磁気フレ
ームの接合部分の透磁率が低い。また、防錆力のある磁
性体のメッキを施したとしても磁気フレーム７１，７２
間には空隙が生じてしまうため同様に透磁率は低くな
る。

【０００７】ところで、ソレノイド５１は、コイルへの
通電によって固定鉄心、可動鉄心、そして環状の磁気フ
レームを磁路とする磁気回路によって磁束が導かれ、電
磁石となった固定鉄心に対して可動鉄心が吸引される。
従って、磁気フレームの接合部分では、前述したように
透磁率が低いことに加え磁路の断面積が他の部分の磁路
よりも小さくなっているので、その透磁率と磁路の断面
積に反比例する磁気抵抗の値が大きくなってしまい、ソ
レノイドによって発生する磁束を低下させる原因となっ
ていた。そのため、ソレノイドに生じる不図示の可動鉄
心を吸引する吸引力が小さくなり、十分な吸引力を得よ
うとすればソレノイドはその分大型化または高消費電力
化する必要があり、電磁弁も大型化していた。

【０００８】一方、前記第２従来例のソレノイド６１
は、上記第１従来例のソレノイド５１の欠点、即ち接合
部の面積が小さいことを解消すべく切欠部６２ａ，６２
ａを反対側に設け、第１磁気フレーム６２と第２磁気フ
レームとの接合部分の面積、即ち磁路の断面積の値を大
きくした。しかし、その反面、第２従来例のソレノイド
６１は、上記第１従来例のようにコイルボビン６３を直
線的に組み付けることができず、回転させなければなら
ない。そのため、コイルボビン６３を第１磁気フレーム
６２内へ装填する際の自動化が困難であり、生産性が上
がらないといった問題が生じていた。

【０００９】そこで、本発明は、電磁弁の小型化、また
は消費電力の低減が可能な電磁弁用ソレノイドを提供す
ることを目的とする。また、組み立ての容易な生産性の
高い電磁弁用ソレノイドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電磁弁用ソレノ
イドは、固定鉄心を内包しコイルを巻回した円筒体にコ
イル端子が突設されたコイルボビンと、前記コイルボビ
ンを画設する環状フレームの三面をなすコ字形状の第１
磁気フレームと、前記第１磁気フレームの開放端に接合
して前記環状フレームの四面目をなし、前記コイルボビ
ンの円筒体開口に合わせて貫通孔が穿設された第２磁気
フレームと、前記第２磁気フレームの貫通孔を介して前
記コイルボビン内に嵌挿される可動鉄心とを有し、前記
コイルボビンを前記第１磁気フレーム内に装填した際、
前記コイル端子が、前記第１磁気フレームの向かい合う
一方の面に形成された切欠部から突出するように構成さ
れたものであって、前記切欠部が、前記第１磁気フレー
ムの開放端から所定距離離れた位置に切り欠かれたもの
であることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の電磁弁用ソレノイドは、前
記切欠部が、前記第１磁気フレームの幅寸法を縮小する
ように片側から切り欠かれたものであり、前記２本のコ
イル端子が、前記コイルボビンの軸心を中心にした場合
に片側に偏った位置に設けられたものであることが望ま
しい。

【００１２】このような構成からなる本発明の電磁弁用
ソレノイドは、コイルボビンを第１磁気フレームに対し
て装填すれば、第１磁気フレームの縦面に切り欠かれた
切欠部にコイル端子が配設され、そのコイルボビンの装
填された第１磁気フレームの開放端部に第２磁気フレー
ムを接合することで環状フレームが構成され、更にコイ
ルボビンに内包された固定鉄心に対し第２磁気フレーム
の貫通孔を介してコイルボビン内へ可動鉄心を嵌挿する
ことによって電磁弁用ソレノイドが構成される。そし
て、このような電磁弁用ソレノイドが通電されるとコイ
ルの周りに磁束が発生し、固定鉄心、可動鉄心及び磁気
フレームを磁路とした磁気回路が作り出されるが、第１
磁気フレームと第２磁気フレームとの接合部分が切欠部
と干渉することなく他の磁路断面積と同等な接合面積が
確保される様にし、磁気抵抗値の増加を極力最小限にお
さえることで磁束の発生を良くし、電磁弁の小型化、ま
たは消費電力の低減が可能となった。

【００１３】また、本発明の電磁弁用ソレノイドは、前
記第１磁気フレームに形成された切欠部の長手方向の位
置にかかわらず、切欠部が形成された前記第１磁気フレ
ームの片側から前記コイルボビンの真っ直ぐな移動によ
って装填することができるので、組み立てに対する生産
性が向上した。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかるソレノイド
の一実施の形態について図面を参照して説明する。図
１、図２は、第１実施の形態のソレノイドを示した外観
斜視図及びその分解斜視図である。このソレノイド１
は、第１磁気フレーム２、コイル（不図示）の巻回され
たコイルボビン３及び第２磁気フレーム４が組み付けら
れて構成されている。そして、組み付けられたコイルボ
ビン３の一端には２本のコイル端子が案内される端子部
５，５が形成され、他端側にはコイルボビン３に内包さ
れた固定鉄心が一体に固定されている。また、コイルへ
の通電によって生じる吸引力によって動作する可動鉄心
（不図示）は、第２磁気フレーム４の貫通孔４ａを通し
てコイルボビン３内に嵌挿されている。

【００１５】更に、その構成を詳細に説明すると、第１
磁気フレーム２は、磁性体からなる板材によって三面を
囲むコ字形状の枠体である。ここで、本実施の形態ソレ
ノイド１は、第１磁気フレーム２に形成された切欠部２
ａとコイルボビン３に形成された端子部５，５に特徴を
有する。即ち、図１及び図２に示すように、第１磁気フ
レーム２の一の縦面２ｍに形成された切欠部２ａは、そ
の開放端２ｐに干渉しないよう一定の距離をおいた位置
に横方向から片側だけ切り欠かれている。また、コイル
ボビン３のフランジ３ｃに形成された２つ端子部５，５
は、片側にのみ切り欠かれた切欠部２ａに合わせるよう
に、円筒体３ａの軸心を中心にした場合に片側に偏った
位置にある。

【００１６】一方、コイルボビン３は、円筒体３ａに内
包された固定鉄心（不図示）が一体に設けられたフラン
ジ３ｂと、円筒体３ａの一端が開口するよう貫通孔３ｅ
が形成され、前述した端子部５，５が形成されたフラン
ジ３ｃが設けられている。第２磁気フレーム４は、円形
の貫通孔４ａの形成された磁性体からなる一枚の板材で
ある。そこで、第１磁気フレーム２に対して切欠部２ａ
の形成された横側からコイルボビン３を水平に移動さ
せ、第１磁気フレーム２に形成された切欠部２ａに端子
部５，５がはまり込む位置まで押し進める。このとき、
フランジ３ｂ，３ｃのそれぞれ一対の辺が第１磁気フレ
ーム２に摺接するため、コイルボビン３はその位置で位
置決めされる。そして、第１磁気フレーム２の開放端を
連結するように、その両端部に第２磁気フレーム４を溶
接接合してコイルボビン３を画設した環状フレームが形
成される。さらに、不図示の可動鉄心が第２磁気フレー
ム４の貫通孔４ａを貫通して円筒体３ａ内へ嵌挿され、
ソレノイド１が完成する。

【００１７】ところで、本実施の形態のソレノイド１に
関しても図９の拡大図で示すように、第１磁気フレーム
２と第２磁気フレーム４の接合部には製作工程における
防錆のため、約５〜１５μｍ程度の非磁性のメッキ処理
が施され、その接合部には空隙が生じている。そのた
め、磁気フレーム２，４間の接合部は透磁率が低い。し
かし、本実施の形態のものでは、切欠部２ａが開放端２
ｐと干渉しないように構成したため、第１磁気フレーム
２と第２磁気フレーム４との接合部の面積が第１磁気フ
レーム２の幅分確保できた。従って、非磁性メッキ及び
空隙によって透磁率が低い箇所であるフレーム接合部の
接合面積を他の磁路断面積と同等な接合面積が確保され
る様にしたことにより、従来のものに比べ磁路の断面積
を大きくすることで磁束の発生を向上させることができ
た。そのため、本実施の形態のソレノイド１は、磁気フ
レーム接合部の磁気抵抗を抑えた効率の良い磁気回路を
構成することで、磁束の発生を良くして吸引力の強いも
のとなった。このことは、電磁弁の小型化、または消費
電力の低減が可能なソレノイドを提供することを可能と
した。

【００１８】また、次に本発明にかかる第２実施の形態
のソレノイドについて説明する。図３及び図４は、第２
従来例のソレノイドを示した外観斜視図及びその分解斜
視図である。このソレノイド１１も、前記ソレノイド１
と同様、第１磁気フレーム１２、コイル（不図示）の巻
回されたコイルボビン１３及び第２磁気フレーム１４が
組み付けられて構成されている。そして、組み付けられ
たコイルボビン１３の一端には２本のコイル端子を案内
する端子部１５，１５が形成され、そのコイルボビン１
３内に固定鉄心（不図示）が一体に固定されている。ま
た、コイルへの通電によって生じる吸引力によって動作
する可動鉄心（不図示）は、第２磁気フレーム１４の貫
通孔１４ａを通してコイルボビン１３内に嵌挿されてい
る。

【００１９】そして、本実施の形態のソレノイド１１構
成が前記第１実施の形態のものと異なるのは、第１磁気
フレーム１２に対する端子部１５，１５の配設位置が逆
になっている点でる。そのため、その端子部１５，１５
を配設するための第１磁気フレーム１２の切欠部１２ａ
が、図示するように縦面１２ｍの固定部側に形成されて
いる。また、コイルボビン１３は、端子部１５，１５が
形成されたフランジ１３ｃ固定鉄心が一体に設けられ、
他端には円筒体１３ａの一端が開口する貫通孔１３ｅが
形成されたフランジ１３ｂが設けられている。ここで、
本実施の形態ソレノイド１１についても、第１磁気フレ
ーム１２に形成された切欠部１２ａとコイルボビン１３
に形成された端子部１５，１５の構成に特徴を有する。
即ち、図３及び図４に示すように、第１磁気フレーム１
２の一の縦面１２ｍに形成された切欠部１２ａは、横方
向から片側に切り欠かれている。また、コイルボビン１
３のフランジ１３ｃに形成された２つ端子部１５，１５
は、片側にのみ切り欠かれた切欠部１２ａに合わせるよ
うに、円筒体１３ａの軸心を中心にした場合に片側に偏
った位置にある。

【００２０】そこで、前記第１実施の形態のものと同
様、ソレノイド１１は、第１磁気フレーム１２に対して
切欠部１２ａの形成された横側からコイルボビン１３を
水平移動させるように挿入し、第２磁気フレーム１４を
連結することによって、コイルボビン１３を画設した環
状フレームが構成する。従って、このような構成をなす
本実施の形態のソレノイド１１では、上記第１実施の形
態のものと同様、透磁率が低い磁気フレーム接合部の接
合面積を他の磁路断面積と同等な接合面積が確保される
様にしたことにより、従来のものに比べ磁路の断面積を
大きくすることで磁束の発生を向上させることができ
た。そのため、電磁弁の小型化、または消費電力の低減
が可能なソレノイドを提供することを可能とした。更
に、前記第２従来例と同様に、第１磁気フレーム１２の
縦面１２ｍ固定部側に切欠部１２ａを形成したが、本実
施の形態のもでは、コイルボビン１３を回転させること
なく真っ直ぐな移動によって組み付けることができるた
め、自動化が容易となり生産性が向上した。

【００２１】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変
更が可能である。例えば、磁気フレームの接合方法とし
ては、前述した溶接の他にカシメや圧入などが考えられ
る。また、例えば、磁路の断面積の確保、更に増加に
は、第２磁気フレームの板厚を増加させることも有効で
ある。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、コイルボビンを第１磁気フレ
ーム内に装填する際、コイル端子が、第１磁気フレーム
の向かい合う一方の縦面に形成された切欠部から突出す
るように構成されたものであって、切欠部が、前記第１
磁気フレームの縦面の開放端部から所定距離離れた位置
に切り欠かれたものなので、第１磁気フレームと第２磁
気フレームとの接合面積、即ち接合部分の磁路の断面積
を他の磁路断面積と同等な接合面積が確保される様に
し、磁気抵抗値の増加を極力最小限におさえることで磁
束の発生を良くし、可動鉄心が固定鉄心へ吸着させる吸
着力及び吸引力を強くすることで電磁弁の小型化、また
は消費電力の低減が可能な電磁弁用ソレノイドを提供す
ることが可能となった。また、本発明は、切欠部が、第
１磁気フレームの幅寸法を片側から縮小するように切り
欠かれたものであって、２本のコイル端子が、コイルボ
ビンの軸心を中心にした場合に片側に偏った位置に設け
られたものなので、組み付けの容易な生産性の高い電磁
弁用ソレノイドを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電磁弁用ソレノイドの第１実施の
形態を示した外観斜視図である。

【図２】本発明に係る電磁弁用ソレノイドの第１実施の
形態を示した分解斜視図である。

【図３】本発明に係る電磁弁用ソレノイドの第２実施の
形態を示した外観斜視図である。

【図４】本発明に係る電磁弁用ソレノイドの第２実施の
形態を示した分解斜視図である。

【図５】第１従来例の電磁弁用ソレノイドを示した外観
斜視図である。

【図６】第１従来例の電磁弁用ソレノイドを示した分解
斜視図である。

【図７】第２従来例の電磁弁用ソレノイドを示した外観
斜視図である。

【図８】第２従来例の電磁弁用ソレノイドを示した分解
斜視図である。

【図９】磁気フレームの接合部を示した拡大断面図であ
る。

【符号の説明】 １ ソレノイド ２ 第１磁気フレーム ２ａ 切欠部 ２ｍ 縦面 ２ｐ 開放端 ３ コイルボビン ４ 第２磁気フレーム ５ 端子部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定鉄心を内包しコイルを巻回した円筒
   体にコイル端子が突設されたコイルボビンと、前記コイ
   ルボビンを画設する環状フレームの三面をなすコ字形状
   の第１磁気フレームと、前記第１磁気フレームの開放端
   に接合して前記環状フレームの四面目をなし、前記コイ
   ルボビンの円筒体開口に合わせて貫通孔が穿設された第
   ２磁気フレームと、前記第２磁気フレームの貫通孔を介
   して前記コイルボビン内に嵌挿される可動鉄心とを有
   し、 前記コイルボビンを前記第１磁気フレーム内に装填した
   際、前記コイル端子が、前記第１磁気フレームの向かい
   合う一方の面に形成された切欠部から突出するように構
   成された電磁弁用ソレノイドにおいて、 前記切欠部が、前記第１磁気フレームの開放端から所定
   距離離れた位置に切り欠かれたものであることを特徴と
   する電磁弁用ソレノイド。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁弁用ソレノイドにお
   いて、 前記切欠部が、前記第１磁気フレームの幅寸法を縮小す
   るように片側から切り欠かれたものであり、 前記２本のコイル端子が、前記コイルボビンの軸心を中
   心にした場合に片側に偏った位置に設けられたものであ
   ることを特徴とする電磁弁用ソレノイド。