JP3629095B2 - 電磁弁のソレノイドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁弁およびその製造方法に関し、特に電磁弁におけるソレノイドおよびこれを製造する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
コイルが設けられたソレノイドを有する電磁弁としては、ソレノイドへの通電により作動するプランジャにより直接弁体を駆動するようにした直動式の電磁弁と、弁体にピストンを設け、このピストンを作動するための流体の供給をプランジャによって制御するようにした間接作動式の電磁弁とがある。
【0003】
間接作動式の電磁弁としては、たとえば、実開平4−28202号公報に開示されるようなものがあり、コイルが巻き付けられた円筒形状のボビンの中には、固定コアとも指称される固定コラムが固定され、プランジャが軸方向に摺動自在に装着されている。このプランジャには流路を開閉する弁体が設けられ、流路を閉塞する方向のばね力が付勢されており、コイルに通電することによりプランジャが流路を開く方向に軸方向に作動するようになっている。
【0004】
間接作動式の電磁弁には、たとえば、実開平4−78377号公報に示されるように、プランジャを2つ有し、それぞれを別々にコイルにより作動するようにしたタイプのものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図1は電磁弁に用いられる従来のソレノイド10を示す断面図であり、このソレノイド10は断面U字形状の磁気フレーム11を有し、この磁気フレーム11には、両端部にフランジが設けられかつソレノイドコイル12が巻き付けられたボビン13が配置されるようになっている。ボビン13の後端部には固定コラム14が取り付けられており、磁気フレーム11の外側は、コイル12に電気的に接続されているケーブル16の一部を含めて、樹脂製の封止部15により覆われている。磁気フレーム11の外方端面にはカバー17が取り付けられるようになっており、このカバー17と固定コラム14との間には、固定コラム14を前方に押し付けるための波形のウェーブワッシャ18が組み込まれている。
【0006】
ボビン13の前端部内にはプランジャ19が軸方向に摺動自在に装着されるようになっており、コイル12に通電するとプランジャ19の後端面は固定コラム14の先端面に当接することになる。このプランジャ19の移動ストロークはこのプランジャ19の先端部に設けられる弁体の移動ストロークともなるので、高い精度が要求されることになる。
【0007】
このため、固定コラム14の後端部に形成されるフランジ部14aと同一の径を有するコラム素材を切削する際には、切削部の長さLの寸法を前記した高い精度となるように切削作業を行う必要がある。また、フランジ部14aが接触する磁気フレーム11の一部分14bを座ぐり加工しているが、その部分14bの寸法精度も同様に高くすることが必要である。
【0008】
したがって、従来では、フランジ部14aの外径を有するコラム素材を用いてフランジ部14a以外の殆どの部分を切除しなければならないので、材料が無駄になるのみならず、磁気フレーム11の座ぐり加工および固定コラム14の切削加工の加工精度を高める必要があり、切削加工後の固定コラム14の寸法を測定しなければならないので製造が容易ではなく、さらには所定の精度となって製品化される製品の歩留りも低くなるという問題点がある。
【0009】
このような問題点は、固定コラム14を磁気フレーム11に対してねじ部材を用いて固定するようにした場合にも同様である。
【0010】
また、実開平6−2621号公報は、磁気フレームの内側に固定鉄心を配置するようにしたソレノイドとこのソレノイドを成形するための金型を開示しており、この金型には固定鉄心を支持するための当接部が設けられている。他方の金型には磁気フレームの上面に当接する押圧部が設けられており、この押圧部と当接部との間の距離を固定鉄心の長さよりも僅かに短く設定することにより、磁気フレームの下面に固定鉄心を密に当接するようにしている。
【0011】
しかしながら、このような金型を用いてソレノイドを製造するには、固定鉄心の加工誤差を所定の範囲内に設定する必要があり、この誤差を超えた固定鉄心にあっては、磁気フレームが変形したり、磁気フレームと固定鉄心との間に隙間が形成され、その隙間の中に樹脂が入り込んでしまうという問題点があった。
【0012】
本発明の目的は、電磁弁のソレノイドにおける固定コラムの先端面の位置を高い精度に設定しつつ容易にソレノイドを製造し得るようにすることにある。
【0013】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0015】
すなわち、本発明の電磁弁のソレノイドは、コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムによりソレノイド本体を形成し、前記固定コラムの後端部に、前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部を成形する際に樹脂材料が入り込む小径の溝を形成し、前記樹脂封止部を成形する際に、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部内に嵌合される嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けるとともに軸方向に摺動自在となりばね力が付勢された位置決め部材が接触する接触面を前記固定コラムに前記樹脂封止部から露出させて形成したことを特徴とする。
【0016】
また、本発明の電磁弁のソレノイドの製造方法は、コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムを有するソレノイド本体を組み立てる工程と、前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部に対応した空洞部を形成する第1と第2の金型の一方に設けられた嵌合ピンに、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部を嵌合させる嵌合工程と、他方の金型に軸方向に摺動自在に設けられるとともにばね力が付勢された位置決め部材と前記嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けてこれを位置決めする位置決め工程と、前記空洞部内に前記金型を型閉めした状態で樹脂を注入し、前記固定コラムの後端部に形成された小径の溝の中に樹脂を入り込ませながら前記樹脂封止部を成形する成形工程とを有することを特徴とする。
【0017】
本発明にあっては、固定コラムを軸方向に摺動自在となった位置決め部材と嵌合ピンとの間で挟み付けて固定コラムを位置決め保持するようにしたことから、固定コラムの誤差を位置決め部材により吸収することができ、固定コラムの長さ精度を高くすることなく、ソレノイド内に組み込まれた状態では、固定コラムの先端面の位置精度を極めて高い精度とすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
図2は本発明の一実施の形態である電磁弁のソレノイドを示す断面図であり、図2にあっては図1に示した従来のソレノイドと共通する部材には同一の符号が付されている。
【0020】
このソレノイド10の磁気フレーム11は、先端部11aとこれの両端部に一体となり先端部11aとにより断面がU字形状となる側部11b,11cを有し、両方の側部11b,11cの後端面には端板部11dが配置されており、これらにより全体的に四角形となった磁気フレーム11が形成されている。
【0021】
磁気フレーム11の中には、コイル12が巻き付けられたボビン13が配置され、ボビン13の後端部に組み付けられる固定コラム14は磁気フレーム11の端板部11dに形成された孔を貫通して磁気フレーム11の後方に突出しており、この突出した部分には他の部分よりも小径となった溝21が形成されている。これらの磁気フレーム11、コイル12、ボビン13および固定コラム14によってソレノイド本体20が形成されている。
【0022】
図2に示すように、固定コラム14の後端部には、図1に示す場合のような大径のフランジ部14aが形成されていないので、フランジ部の外径を有するコラム素材を切り出して固定コラム14を製造することなく、溝21のみを切削することによって、図1に示す場合よりも細い素材を用いて固定コラム14を製造することができる。
【0023】
ソレノイド本体20は樹脂封止部22により覆われており、この樹脂封止部22を形成する樹脂は、磁気フレーム11の外側のみならず、磁気フレーム11とコイル12との間にも入り込んでいる。そして、図2に示す樹脂封止部22は、図1における樹脂封止部15とカバー17とが一体の形状となっているので、図1に示す場合のように、カバー17の取り付け工程が不要となるだけでなく、部品点数を低減することが可能となる。
【0024】
このようなソレノイド10を用いて電磁弁を組み立てるときには、ボビン13の先端部内にはプランジャ19が軸方向に摺動自在に装着されることになる。樹脂封止部22を射出成形などの樹脂成形手段によって成形する際には、ソレノイド本体20は成形用の金型の中に配置されることになり、その成形に際しては、プランジャ19の部分には嵌合ピンが嵌合され、この嵌合ピンとの間で固定コラム14を位置決め固定するための位置決め部材を固定コラム14の後端面に接触させる。したがって、固定コラム14のうち位置決め部材が接触することになる接触面14cは、樹脂封止部22により覆われることなく、切り欠き部23が形成され、この切り欠き部23を介して固定コラム14の接触面14cは外部に露出される。
【0025】
次に、図2に示すソレノイドを製造する手順について説明すると、まず、組立工程において、コイル12が巻き付けられたボビン13と、このボビン13の後端部内に組み付けられる固定コラム14と磁気フレーム11とを有するソレノイド本体20が組み立てられる。
【0026】
このソレノイド本体20は、図3に示される樹脂成形金型に搬入されることになるが、この樹脂成形金型は下側の第1金型31と、これに対して上下動自在となった上側の第2金型32とを有し、これらは型合わせ面33の部分で型合わせされて、内部に樹脂封止部22の外形に対応したキャビティ部つまり空洞部34が形成される。第1金型31にはソレノイドにより作動されるプランジャ19に対応してボビン13内に嵌合される嵌合ピン35を有しており、ソレノイド本体20を樹脂成形金型に搬入する際には、まず、ソレノイド本体20のボビン13内に嵌合ピン35を嵌合させる。
【0027】
このように嵌合させた後に、第2金型32を下側の第1金型31に向けて接近させる。第2金型32には軸方向に摺動自在に位置決め部材36が設けられており、この位置決め部材36には圧縮コイルばね37によって空洞部34内に突出する方向のばね力が付勢されている。したがって、型合わせを行うと、固定コラム14は嵌合ピン35の上端面と位置決め部材36の下端面との間で挟み付けられて位置決めがなされる。これにより、長さ寸法の誤差が大きい固定コラム14を使用しても、図3に示す固定コラム14の下端面の位置、つまり下端面とソレノイド10の先端面との間の高さ寸法Hを高い精度とすることができる。長さ寸法の誤差が大きな固定コラム14が使用されても、その誤差に対応して位置決め部材36が圧縮コイルばね37のばね力に抗して軸方向に移動するので、常に高さ寸法Hは高い精度に維持される。
【0028】
次いで、型閉めされた状態のもとで、空洞部34内に溶融状態の樹脂を注入すると、ソレノイド本体20の外側および隙間の部分に樹脂が入り込むとともに、溝21の中にも樹脂が入り込んで、樹脂封止部22が成形される。
【0029】
図4は固定コラム14の拡大図であり、固定コラム14の長さ寸法Mを高い精度で製造しなくとも、必ずその先端面の位置は嵌合ピン35によって正確に位置決めされ、プランジャ19の移動ストロークを高い精度とすることができる。なお、図4に示すように、固定コラム14にはシール部材を収容する溝24が形成され、さらに固定コラム14の先端面にはプランジャ19が密着し続けないようにするための溝25が形成されている。
【0030】
図5はソレノイド10の後端面を示す図であり、ソレノイド10を電磁弁にねじ結合するためのねじ部材が貫通する取付孔27が2つ形成されている。図6はソレノイド10の側面を示す図であり、ソレノイド10は樹脂封止部22により全体的に覆われている。
【0031】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0032】
たとえば、磁気フレーム11の形状としては、図2に示される形状のみならず、図1に示すような形状としても良い。また、固定コラム14の外周面のうち端板部11dに対応する部分に溝を形成し、その溝にOリングなどのシール材を組み込むことにより、樹脂封止部22を樹脂成形する際に樹脂材料が固定コラム14と端板部11dとの間からボビン13内に入り込むことを防止できる。
【0033】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0034】
(1).固定コラムの長さ寸法の精度を高くすることなく、ソレノイド内に取り付けられた状態における固定コラムの先端面の位置を高い精度で位置決めすることができる。
【0035】
(2).固定コラムにフランジ部を形成することが不要となり、小径の固定コラム素材を使用することが可能となる。
【0036】
(3).従来のように、ウェーブワッシャなどを組み込むことが不要となり、部品点数を減少させることができる。
【0037】
(4).このようにして、低コストで固定コラムの先端面が極めて高い精度となったソレノイドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のソレノイドを示す断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態であるソレノイドを示す断面図である。
【図3】図2に示すソレノイドを製造するための樹脂成形金型を示す断面図である。
【図4】図2に示された固定コラムを拡大して示す正面図である。
【図5】ソレノイドの後端面を示す平面図である。
【図6】図5の側面図である。
【符号の説明】
10 ソレノイド
11 磁気フレーム
12 コイル
13 ボビン
14 固定コラム
15 樹脂封止部
16 ケーブル
17 カバー
18 ウェーブワッシャ
19 プランジャ
20 ソレノイド本体
21 溝
22 樹脂封止部
23 切り欠き部
24,25 溝
27 取付孔
31 第1金型
32 第2金型
33 型合わせ面
34 空洞部
35 嵌合ピン
36 位置決め部材
37 圧縮コイルばね
Claims (2)
- コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムによりソレノイド本体を形成し、
前記固定コラムの後端部に、前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部を成形する際に樹脂材料が入り込む小径の溝を形成し、
前記樹脂封止部を成形する際に、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部内に嵌合される嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けるとともに軸方向に摺動自在となりばね力が付勢された位置決め部材が接触する接触面を前記固定コラムに前記樹脂封止部から露出させて形成したことを特徴とする電磁弁のソレノイド。 - コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムを有するソレノイド本体を組み立てる工程と、
前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部に対応した空洞部を形成する第1と第2の金型の一方に設けられた嵌合ピンに、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部を嵌合させる嵌合工程と、
他方の金型に軸方向に摺動自在に設けられるとともにばね力が付勢された位置決め部材と前記嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けてこれを位置決めする位置決め工程と、
前記空洞部内に前記金型を型閉めした状態で樹脂を注入し、前記固定コラムの後端部に形成された小径の溝の中に樹脂を入り込ませながら前記樹脂封止部を成形する成形工程とを有することを特徴とする電磁弁のソレノイドの製造方法。
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