JP4056426B2 - ソレノイド組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はソレノイドを構成するボビンから固定鉄芯や鉄芯アセンブリへのアースの電気的接触の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボビン、ボビンに巻回されたコイル、コイルの磁路を形成する固定鉄芯、ヨーク、可動鉄芯等から構成されるソレノイド組立体（ソレノイドアセンブリー）のボビンから固定鉄芯へのアースはアース線をヨークや固定鉄芯にビスで止めたり、アース線やアース端子の一部をヨークとボビンとの間で挟持してヨークを介して固定鉄芯に導通している。かかるアースは、自動車用の２線式の電磁弁等では、コイルの両端の内一端が電源に接続され、他端がアースに接続され固定鉄芯やヨーク、電磁弁本体を経由して電源のアース側に接続される。また、一般産業機械用のＤＩＮ規格等のアースを含む３線式の電磁弁等においては、アースの他端はコイルの両端に設けられた電力供給のための供給端子と共に設けられたアース端子を介してアース線により配線され外部電源に設けられたアースに接地される。
【０００３】
特許文献１では、図７に示すように、２個の電源端子６とアース端子５を備えたＤＩＮ規格端子を有する電磁弁用のソレノイド組立体３１の例が記載されている。このものは、円筒状ヨーク１１と非磁性体リング１２を介して一体にされた固定鉄芯１３とからなり固定鉄芯側の端部側外周に鍔１４が設けられた略円筒状の鉄芯アセンブリ１０と、鉄芯アセンブリ外周１０ａに嵌合かつ鍔１４に当接する第一のヨーク３ａと、第一のヨークに当接かつ鉄芯アセンブリ外周に遊嵌されたボビン３４と、ボビンに巻回されたコイル８とを有している。さらに、ボビン３４に当接かつ鉄芯アセンブリ外周１０ａに嵌合された第二のヨーク（３ｂ）を兼ねて第一のヨーク及びコイル及びボビン外周に一部を切り欠いて設けられたコイルケース３９が設けられている。これらを固定部材であるナット２２で円筒状ヨーク１１端に設けられたねじ１６に螺着し、鉄芯アセンブリの鍔１４とで第一のヨーク３ａとボビン３４とカバー３９を兼ねた第二のヨーク（３ｂ）を挟持固定している。さらに、アース端子５はボビンの端面３４ａに固定され、一方が外部に端子５として露出し、他方はアース先端３５が第一のヨーク３ａとボビン端面３４ａとの間に挟持されるようにして、アース端子５と第一のヨーク３ａとを電気的に接触させ、さらに第一のヨークの端部と固定鉄芯の鍔１４や固定鉄芯外周１０ａ（１３ａ）との接触部３５ａ，３５ｂを介して固定鉄芯１３に導通され、さらに固定鉄芯を介して二点鎖線で示すバルブ本体に電気的に接続するようにされている。これにより、コイル８からヨーク３ａ、カバー３９（３ｂ）、固定鉄芯１３（鉄芯アセンブリ１０）、バルブ本体等に電気が漏れてもアース端子５より電源側アースに戻されバルブ等に触れても感電等することがない。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０７９４６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のものは、アース５の先端３５を第一のヨーク３ａに押し付けて接触させているが、この押し付けは合成樹脂製ボビン３４の図で見て右側端に設けた軸方向突起３４ｂの圧縮変形であり、コイルの温度変化の繰返しによる熱劣化からアース端子金具の押し付けは時間経過と共に無くなり、接触も不確実なものになる問題があった。また、第一のヨーク３ａ、コイルケースヨーク部３ｂの内径と鉄芯アッセンブリ外周１０ａとの間には組付等のために微少なすき間が必要であり、この微少隙間のため、コイルの取付け取外しや組付け状態によっては接触が弱くなる場合があり、アース端子と固定鉄芯との電気的接触が必ずしも良好でなかった。さらに、このものは、コイル８及び端子部５，６のみをモールドしているので、防水性に乏しい。そこで、防水のために、ヨーク、ケース（ヨークを含む）等全体をモールドする。しかし、アース端子５とコイルヨーク３ａそしてコイルヨーク３ａと鉄芯アッセンブリ外周１０ａとそれぞれ接触するが、コイルヨーク３ａと成形金型には必要最小限のすき間が設けてあるため、コイルヨーク３ａの内径３５ｂ及び外側端面３５ａにもモールドが入り込む場合があり、これが部分的であっても鉄芯アッセンブリ１０との電気的接触が弱くなる場合があった。
【０００６】
本発明の課題は、かかる問題点に鑑みて、アース端子の確実な接触が得られ、部品点数も少なく簡単に組立可能なソレノイド組立体を提供することである。また、ヨーク内径にモールドが入り込んでも通電できるモールドタイプの防水構造可能なソレノイド組立体を提供することである。また、コイルの取付け取外しにより接触不良を生じないようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、円筒状ヨークと非磁性体リングを介して一体にされた固定鉄芯とからなり該固定鉄芯側の端部側外周に鍔が設けられた略円筒状の鉄芯アセンブリと、該鉄芯アセンブリ外周に嵌合かつ前記鍔に当接する第一のヨークと、該第一のヨークに当接かつ前記鉄芯アセンブリ外周に遊嵌されたボビンと、該ボビンに巻回されたコイルと、前記ボビンに当接し、かつ前記鉄芯アセンブリ外周に嵌合された第二のヨークと、前記第一及び第二のヨーク及び前記コイル及び前記ボビン外周に一部を切り欠いて設けられたコイルケースと、前記鉄芯アセンブリの鍔とで前記第一のヨークと前記ボビンと前記第二のヨークとを挟持固定する固定部材と、を有し、前記コイルに通電することにより前記円筒状ヨーク内に摺動可能にされた可動鉄芯を前記固定鉄芯側に磁力により付勢するようにされたソレノイド組立体において、前記ボビンに設けられたアース端子に接続され固定端が前記ボビンに固定された接触部材が前記鉄芯アセンブリ外周と前記ボビン内径との隙間に延出し、さらに前記隙間内で前記ボビン軸方向に折り曲げ延出され、かつ前記鉄芯アセンブリ外周に接触するようしたソレノイド組立体を提供することにより上記課題を解決した。
【０００８】
即ち、鉄芯アセンブリとヨークとの接触は鍔あるいは鉄芯アセンブリ外周であり、ヨーク内周と鉄芯アセンブリの外周との隙間は微少にされ、この部分に新たに接触部材等の導入はできない。これに対し、鉄芯アセンブリ外周とボビンの内周との隙間も少ない方がよいが、製作、加工精度の関係でヨークと鉄芯アセンブリとの隙間よりは大きな隙間が設けられている。本発明はこの隙間に注目したものであり、この隙間にアース端子に接続され固定端がボビンに固定された接触部材を延出させ、さらに隙間内でボビン軸方向に折り曲げ延出し、かつ鉄芯アセンブリ外周に接触させることによりアースを固定鉄芯、鉄芯アセンブリに導通させる。従って、ヨークの接触不良や軸方向の変形による接触不良の影響を受けない。また、接触部材は隣青銅等の部材を使用すれば、薄く、強く、電気抵抗の少ないものが種々使用できるので、ボビンと鉄芯アセンブリ間の隙間でも充分な性能を得ることができる。さらに、鉄芯アセンブリ外周とボビン内径との隙間は従来と同様の円筒状のものでもよいが、部分的にボビンの一部に凹部を設け、その凹部を隙間として接触部材が延出するようにしてもよい。この場合には、接触部材の材質や大きさ形状の自由度が増す。
【０００９】
接触部材は、鉄芯アセンブリ外周面に付勢するようにされるのがよい。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記接触部材は板ばね部材であって、ばね力により前記固定鉄芯外周に前記接触部材が接触するようにした。さらに、鉄芯アセンブリとボビンとの組付時は、円筒状ヨーク側からボビン穴に挿入される。従って、接触部材の延出方向が挿入される側に向いている（第二のヨークから第一のヨーク側にむいている）と、接触部材が鉄芯アセンブリに引っかかり易い。そこで、請求項３に記載の発明においては、前記接触部材は前記第一のヨーク側から前記第二のヨーク側へ向かって舌状に延出するようにした。
【００１０】
かかる接触部材を設けることにより、モールド時の隙間へのモールドのはみ出し等があっても確実なアースを得られる。そこで、請求項４に記載の発明においては、前記第一のヨークと、前記ボビンと、前記コイルと、前記第二のヨークと、前記コイルの両端にそれぞれ接続されたコイル端子と、前記接触部材と接続されたアース端子と、前記コイルケースと、前記接触部材の固定側端と、が一体にモールド成形されたアース接続の確実な防水構造のソレノイド組立体を提供するものとなった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態を示すソレノイド組立体の（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、図２は図１の（ａ）のＡ部の部分拡大断面図、図３は本発明の実施の形態を示すソレノイドコイルの（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は左側面図、図４は本発明の実施の形態を示すコイルアセンブリの正面断面図、図５は本発明の実施の形態を示す接触部材の正面図，（ｂ）は左側面図である。なお、前述した図７と同様な部分については同符号を付して説明の一部を省略する。ソレノイドコイル２は、図３に示すボビン４とボビンに巻回された巻線８と、電源端子６ａ、６ｂ及びアース端子５から構成されている。電源端子６ａ、６ｂは固定端６ｃ、６ｄがボビン４の溝４ａにそれぞれ挿入され巻線８の両端８ａ、８ｂがそれぞれ電源端子６ａ、６ｂに接続されている。図４に示すように、ボビン４の外側にはコイルの固定鉄芯となる第一のヨーク３ａ、第二のヨーク３ｂとコイルケース９が組込まれ、これらが一体になるようにモールド成形されている。接触部材７は図５に示すように、略長方形の平板を略Ｌ字形に折り曲げ、固定部７ａの先端７ｂが円形にされ他端７ｃは下方に向かって２箇所のふくらみ７ｄ，７ｅが形成されている。また他端７ｃは９０度に折り曲げずにやや下方になるように成形されている。また、接触部材７の材質はリン青銅や黄銅などの導電性材料とされる。
【００１２】
接触部材７はアース端子５の固定端５ａがボビン４の溝４ｂに接触部材７の固定部７ａを間に挟む状態で挿入される。アース端子５と接触部材７の固定部７ａを挿入するボビン４の溝４ｂは、アース端子５と接触部材７の接触面にモールド２ａが入り込まなくするため、すき間は設けず圧入するのが望ましい。また、コイルアセンブリ２をモールド成形するとき、接触部材７の他端７ｃが弾性変形して成形金型に挿入できるため、特別な成形金型の必要はない。また、ボビン４のコイル８外周全体に成形圧力が作用し、ボビン４の内径が収縮するため、成形金型とボビン４の内径すき間にモールドが入ることがなく、接触部材７の弾性が確保できる。以上述べた、第一のヨーク３ａと、第一のヨークに当接するボビン４と、ボビンに巻回されたコイル８と、ボビンに当接する第二のヨーク３ｂと、第一及び第二のヨークに接しコイル及びボビン外周に一部を切り欠いて設けられたコイルカバー９と、接触部材とでコイルアセンブリ２が構成され、接触部材７は内側に曲がった形状になっていてコイル内周４ｃより飛び出ている。
【００１３】
図１に示すように、略円筒状の鉄芯アセンブリ１０は、円筒状ヨーク１１と非磁性体リング１２を介して一体にされた固定鉄芯１３とから構成され、固定鉄芯側の端部側外周に鍔１４が設けられている。円筒状ヨーク１１の先端１５は閉塞され、外側にねじ１６が設けられ、手動用の押しピン１７が挿入されている。円筒状ヨーク１１の内部１１ａには可動鉄芯２０が摺動可能にされており、先端がピン２１に当接される。ピン２１は固定鉄芯１３を貫通し、鉄芯アセンブリ１０外に設けられた図示しないスプールやポペットに当接作動できるようにされている。かかる鉄芯アセンブリ１０の先端１５側から図４に示すコイルアセンブリ２を嵌合させる。さらに固定部材であるナット２２を先端のねじ１６に螺着させてコイルアセンブリ２を鍔１４とナット２２との間に挟持固定してソレノイド組立体とすることができる。このように、鉄芯アセンブリ外周１０ａに嵌合かつ鍔１４に第一のヨーク３ａとを当接させ、ボビン４、コイル８、第二のヨーク３ｂと、コイルカバー９を鍔と固定部材であるナット２２とで挟持固定し、コイルに通電することにより可動鉄芯２０を固定鉄芯１３側に磁力により付勢させ電磁弁を駆動することができる。なお、符号２３，２４，２５はシール用のＯリングである。
【００１４】
特に、本発明によれば、図１乃至図５に示すように、鉄芯アセンブリ１０にコイルアセンブリ２を組付る時に、アース端子５に接続され固定端７ａがボビン４に固定された接触部材７が鉄芯アセンブリ外周１０ａに沿って接触しながら挿入され、鉄芯アセンブリ外周１０ａとボビン内周４ｃとの隙間１８に延出し、かつ鉄芯アセンブリ外周に接触するようにされる。また、接触部材７は図でみて右側に（第一のヨーク３ａから第二のヨーク３ｂに向かって）折れているので、組み付けが容易であり、また弾性変形させるため、確実な接触が得られる。なお、接触部材７は図５の他、図６に示すような、Ｌ字の下側の延出部２７ｃが弧状にふくらむ凸部２７ａとその後ボビン内周４ｃに接触する直線部２７ｂを有するものでもよい。この場合は逆方向から挿入してもスムースに取付取外しが可能である。また、先端２７ｂが引っかからないようにかつばね力を確保するためボビン側に細溝４ｄを設けて先端が軸方向に移動可能に固定し凸部２７ａのみ飛び出るようにするなど種々の形態が可能である。また、実施の形態においてはモールドタイプのものについて説明したが、本発明の接触部材は従来例で説明したものや種々のソレノイド組立体に適用できることはいうまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、鉄芯アセンブリ外周とボビンの内周との隙間にアース端子に接続され接触部材を延出させ、さらに隙間内でボビン軸方向に折り曲げ延出させ、かつアセンブリ外周に接触させアースを固定鉄芯、鉄芯アセンブリに導通させるようにし、ヨークの接触不良や軸方向の変形による接触不良の影響を受けないようにしたので、一体形モールド成形のコイルでも、簡単な部品の追加で、従来の成形金型を変更することなく、アース端子の確実な接触が得られる。また、部品点数も少なく簡単に組立可能であり、さらには従来の部品をそのまま又は小改造で使用できるものとなった。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明によれば、接触部材はばね力により固定鉄芯外周に接触するようにしたので、導電性金属であるスプリング状の端子金具による弾性変形での接触であり、コイルの取付け、取外しを何度繰返しても確実な接触が得られるものとなった。さらに請求項３に記載の発明によれば、接触部材は第一のヨーク側から第二のヨーク側へ向かって舌状に延出するようにしたので、容易に組付けることができる。
【００１７】
さらに、請求項４に記載の発明によれば、第一のヨークと、ボビンと、コイルと、第二のヨークと、コイル端子と、アース端子と、コイルケースと、接触部材の固定側端とを一体にモールド成形されたアース接続の確実な防水構造のソレノイド組立体としたので、コイル鉄芯であるコイルヨークは金属であるため、モールドの成形金型とのすき間は不可欠なため、このすき間にモールドが入り込むおそれがある。しかし、本発明の接触部材の接触部は、合成樹脂製であるボビンの内径に位置するので、成形圧力により内径が収縮することにより成形金型とのすき間が無くなり、この部分にモールドが入り込むことはなく、接触部材がモールドされることがなく、アース端子の確実な接触が得られる。また、ヨーク内径に万一、モールドが入り込んでも通電できるモールドタイプの防水構造可能なソレノイド組立体を提供するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すソレノイド組立体の（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図２】図１（ａ）の正面断面図のＡ部を拡大した部分拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すソレノイドコイルの（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は左側面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すコイルアセンブリの正面断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す接触部材の拡大正面図，（ｂ）は左側面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す他の接触部材及びボビンの拡大正面断面図である。
【図７】従来のソレノイド組立体を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１ ソレノイド組立体
３ａ 第一のヨーク
３ｂ 第二のヨーク
４ ボビン
４ｃ ボビン内径
５ アース端子
６、６ａ、６ｂ コイル端子
７ 接触部材
７ａ 固定端
８ コイル
９ コイルケース
１０ 鉄芯アセンブリ
１０ａ 鉄芯アセンブリ外周
１１ 円筒状ヨーク
１１ａ 円筒状ヨーク内
１２ 非磁性体リング
１３ 固定鉄芯
１４ 鍔
１８ 隙間
２０ 可動鉄芯
２２ 固定部材

Claims (4)

1. 円筒状ヨークと非磁性体リングを介して一体にされた固定鉄芯とからなり該固定鉄芯側の端部側外周に鍔が設けられた略円筒状の鉄芯アセンブリと、該鉄芯アセンブリ外周に嵌合かつ前記鍔に当接する第一のヨークと、該第一のヨークに当接かつ前記鉄芯アセンブリ外周に遊嵌されたボビンと、該ボビンに巻回されたコイルと、前記ボビンに当接し、かつ前記鉄芯アセンブリ外周に嵌合された第二のヨークと、前記第一及び第二のヨーク及び前記コイル及び前記ボビンの外周に一部を切り欠いて設けられたコイルケースと、前記鉄芯アセンブリの鍔とで前記第一のヨークと前記ボビンと前記第二のヨークとを挟持固定する固定部材と、を有し、前記コイルに通電することにより前記円筒状ヨーク内に摺動可能にされた可動鉄芯を前記固定鉄芯側に磁力により付勢するようにされたソレノイド組立体において、前記ボビンに設けられたアース端子に接続され固定端が前記ボビンに固定された接触部材が前記鉄芯アセンブリ外周と前記ボビン内径との隙間に延出し、さらに前記隙間内で前記ボビン軸方向に折り曲げ延出され、かつ前記鉄芯アセンブリ外周に接触するようにされていることを特徴とするソレノイド組立体。
2. 前記接触部材は板ばね部材であって、ばね力により前記固定鉄芯外周に前記接触部材が接触するようにされていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド組立体。
3. 前記接触部材は前記第一のヨーク側から前記第二のヨーク側へ向かって舌状に延出されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイド組立体。
4. 前記第一のヨークと、前記ボビンと、前記コイルと、前記第二のヨークと、前記コイルの両端にそれぞれ接続されたコイル端子と、前記接触部材と接続されたアース端子と、前記コイルケースと、前記接触部材の固定側端と、が一体にモールド成形されていることを特徴とする請求項１又は２又は３記載のソレノイド組立体。

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