JP4460346B2

JP4460346B2 - 抜け止め連結構造および弁装置

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Publication number: JP4460346B2
Application number: JP2004127292A
Authority: JP
Inventors: 三男杉田; 治菅野; 美穂丸山; 久幸芦澤; 隆之入子
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2024-04-22
Also published as: CN100422575C; CN1690453A; JP2005308130A

Description

この発明は、抜け止め連結構造および弁装置に関し、特に、嵌め込み式の抜け止め連結構造およびその抜け止め連結構造を適用される電磁弁等の弁装置に関するものである。

嵌め込み式の抜け止め連結構造は、ピン・軸状部材を穴付き部材の貫通孔に通し、ピン・軸状部材と穴付き部材とを抜け止め連結するものである。

このような抜け止め連結構造は、取付部材をその取付片に穿設された貫通孔に、本体側のスタットピンを通し、スタットピンの先端近傍に形成された周溝にスナップピンを嵌合させるもの（例えば、特許文献１）、穴付き部材に相当する円筒状の電磁コイルユニットをピン・軸状部材に相当する固定鉄心の外周に差し込み、Ｕ字状の切り欠きを有する板ばねを固定鉄心の周溝に差し込んで電磁コイルユニットの固定を行うもの（例えば、特許文献２）、門形の弾性係止部材を固定鉄心の周溝に差し込んで電磁コイルユニットの固定を行うもの（例えば、特許文献３）等、種々の部品の取り付けに用いられている。

しかし、スナップピンや板ばねを用いて抜け止め連結するものは、ワンタッチで抜け止め連結することができず、スナップピンや板ばねが小さい別部品として存在し、着脱毎にそれら部品を抜き取るため、部品（スナップピン、板ばね）を紛失する虞れがあると共に、取り付ける際に力を加えにくいという不具合がある。

門形の弾性係止部材を固定鉄心の周溝に差し込んで電磁コイルユニットの固定を行うものは、ワンタッチでの抜け止め連結を可能にするが、ワンタッチ取付が軽快に行われることと、所要の抜け止め強度を確保することとが相反し、所要の抜け止め強度を得ようとすると、ワンタッチ取付時に要する押し込み荷重が増し、ワンタッチ取付の容易性が損なわれる。特に、押し込み初期に要する押し込み荷重が大きいと、ワンタッチ取付が行い難くなり、ワンタッチ取付の軽快性、容易性が大きく損なわれることになる。
特開２００２−３００３４７号公報実開昭５９−９４６７４号公報実開昭６２−９６８０７号公報

この発明が解決しようとする課題は、ワンタッチ式の抜け止め連結構造において、押し込み初期に要する押し込み荷重を軽減して、所要の抜け止め強度を確保することと、ワンタッチ取付の軽快性、容易性を両立することである。

この発明による抜け止め連結構造は、ピン・軸状部材を穴付き部材の貫通孔に通し、前記ピン・軸状部材と前記穴付き部材とを抜け止め連結する抜け止め連結構造において、前記ピン・軸状部材の外周に周溝が形成され、前記穴付き部材にＵ字形の係止ばね線材が装着されており、当該係止ばね線材は、互いに対をなし、各々前記貫通孔の外周近傍を接線方向に延在して前記貫通孔の径方向に弾性変形可能な脚部を有し、前記穴付き部材には、前記係止ばね線材のＵ字ターン側を保持するＵ字ターン側保持部と、それとは反対の前記対をなす脚部の各々の自由端側の径方向外方への変形を規制する反力受け部とが設けられるとともに、前記係止ばね線材の脚部が前記反力受け部と当接する部位より自由端側の部位にて前記脚部の各々の径方向外方への変形を規制する初期設定用保持部が前記穴付き部材に設けられ、前記ピン・軸状部材が前記貫通孔に挿入されることにより、前記係止ばね線材の前記脚部が径方向外方への最大変形状態を経て前記ピン・軸状部材の前記周溝に嵌り込み、前記ピン・軸状部材と前記穴付き部材とを抜け止め連結するものであり、前記貫通孔に前記ピン・軸状部材が通されていない初期状態では、前記反力受け部と前記係止ばね線材の前記脚部との間に径方向の間隙があり、かつ、前記初期設定用保持部は、前記係止ばね線材の前記脚部の自由端側を弾性変形状態で受け止め、該係止ばね線材の初期状態を設定しており、前記係止ばね線材の前記脚部が前記ピン・軸状部材の前記周溝に嵌り込んだ抜け止め連結状態では、前記係止ばね線材の前記脚部が弾性変形状態で前記反力受け部に押し付けられる。

この発明による抜け止め連結構造は、好ましくは、前記ピン・軸状部材の先端外周縁がＲ加工あるいは面取り加工されている。

この発明による弁装置は、上述の発明による抜け止め連結構造を電磁コイル組立体の取り付けに適用された弁装置であり、前記ピン・軸状部材が弁ハウジング側に設けられたプランジャチューブであり、前記穴付き部材が前記プランジャチューブの外周に装着される電磁コイル組立体である。

この発明による抜け止め連結構造は、貫通孔にピン・軸状部材が通されていない初期状態では、反力受け部と係止ばね線材の脚部との間に径方向の間隙が設定され、かつ、前記初期設定用保持部は、前記係止ばね線材の前記脚部の自由端側を弾性変形状態で受け止め、該係止ばね線材の初期状態を設定しており、係止ばね線材の脚部がピン・軸状部材の周溝に嵌り込んだ抜け止め連結状態では、係止ばね線材の脚部が弾性変形状態で反力受け部に押し付けられる構造になっているから、貫通孔にピン・軸状部材を通す過程において、換言すると、貫通孔に対するピン・軸状部材の押し込み過程において、反力受け部と係止ばね線材の脚部との間の径方向間隙がなくなるまでは、つまり押し込み初期においては、押し込みに要する押し込み荷重が軽減され、最終的には、つまり、係止ばね線材の脚部がピン・軸状部材の周溝に嵌り込んだ抜け止め連結状態では係止ばね線材の脚部が弾性変形状態で反力受け部に押し付けられるから、反力受け部と係止ばね線材の脚部との間に径方向間隙を設定すると云う簡単な設定だけで、所要の抜け止め強度を確保することと、ワンタッチ取付の軽快性、容易性とが両立する。

この発明による抜け止め連結構造を電磁弁の電磁コイル取付構造に適用した一つの実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。

図１に示されているように、電磁弁は弁ハウジング１１と、弁ハウジング１１に取り付けられた入口継手１４、出口継手１５と、下端を弁ハウジング１１に固定されたプランジャチューブ１６と、プランジャチューブ１６の上端（先端）に固定されてプランジャチューブ１６の先端開口を閉じるプラグ部材１７と、これらプランジャチューブ１６とプラグ部材１７の外周に嵌装される電磁コイルユニット２１とを有しており、図２に示されているように、弁ハウジング１１の内部に弁室１２、弁ポート１３等を形成されている。

この実施形態では、プランジャチューブ１６、プラグ部材１７が抜け止め連結構造におけるピン・軸状部材をなし、電磁コイルユニット２１が同じく抜け止め連結構造の穴付き部材をなす。

プランジャチューブ１６内には、ストップリング１８Ａを内蔵したプランジャ１８、吸引子１９、圧縮コイルばね（弁開ばね）２０が設けられており、プランジャ１８に弁体５１が固定連結されている。

電磁コイルユニット２１は、コの字形の外凾（ヨーク部材）２２と、外凾２２の内側に設けられた巻線部２３とを有する。外凾２２の下片２２Ａと巻線部２３にはプランジャチューブ１６の外径にほぼ等しい内径の貫通孔２４、２５が、外凾２２の上片２２Ｂには貫通孔２４、２５より小径の貫通孔２６が貫通形成されている。貫通孔２４、２５、２６は、すべて同心に設けられ、全体で電磁コイルユニット２１を上下に貫通している。

なお、この明細書では、貫通孔２４〜２６の一つの接線方向をＸ方向、それに直交する貫通孔２４〜２６の径方向をＹ方向と称する。

電磁コイルユニット２１は、貫通孔２４〜２６に、プランジャチューブ１６、プラグ部材１７を通されることにより、換言すると、プランジャチューブ１６、プラグ部材１７が貫通孔２４〜２６に挿入されることにより、プランジャチューブ１６、プラグ部材１７の外周囲に装着され、電磁作用として、吸引子１９を選択的に磁化する。

プラグ部材１７はプランジャチューブ１６の外径とほぼ同一径で、プランジャチューブ１６に連続する円柱部１７Ａと、円柱部１７Ａより先端側にあって貫通孔２６の内径より少し小さい外径の円柱部１７Ｂとを有し、円柱部１７Ａと円柱部１７Ｂとの円環状の段差上端面３５が、貫通孔２５と２６との径差により上片２２Ｂの下底面側に設けられる段差下端面３６に当接することにより、貫通孔２４〜２６に対するプランジャチューブ１６、プラグ部材１７の挿入量、つまり、プランジャチューブ１６、プラグ部材１７に対する電磁コイルユニット２１の軸線方向（図１にて上下方向）の取付位置が決まる。

プラグ部材１７の円柱部１７Ｂの軸線方向中間部の外周には円環状の周溝３７が形成されている。周溝３７は、上面側（プラグ部材１７の先端側）がテーパ面３７Ａになっている。テーパ面３７Ａのプラグ部材１７の先端側から段差上端面３５の側に向かうに従って外径が小さくなる先細テーパ形状をなしている。

プラグ部材１７の先端部１７Ｃは、外周縁をＲ加工（Ｒ面３８）されている。このＲ面３８の小径側直径（プラグ部材１７の最先端直径）Ｄｍｉｎは、後述する初期状態での係止ばね線材３１の脚部３３、３４のＹ方向の内側間隔Ｔｂ（図６（ａ）参照）より小さい。

なお、プラグ部材１７の先端部１７Ｃは、Ｒ面３８に代えて面取り加工されていてもよい。

外凾２２の上片２２Ｂの上面には、図４に示されているように、貫通孔２６の両側位置（Ｘ方向の両側）に各々、ルーバ加工（プレス加工）によるブリッジ状のＵ字ターン側保持部２９と初期設定用保持部３０と、エンボス加工による対をなす反力受け部４１、４２と、エンボス加工による誤組み付け防止突起４３とが形成されている。

Ｕ字ターン側保持部２９と初期設定用保持部３０には、Ｕ字ターン側保持部２９の側から、Ｕ字状のヘアーピン形状をなす係止ばね線材３１が抜き差し可能に嵌め込み装着されている。

誤組み付け防止突起４３は、初期設定用保持部３０の側に形成されており、上述の係止ばね線材３１の嵌め込み装着において、係止ばね線材３１が初期設定用保持部３０の側から差し込まれることを禁止すると共に、Ｕ字ターン側保持部２９側より係止ばね線材３１のＵ字ターン部３２を挿入した場合、誤組み付け防止突起４３に当接するまで挿入されることになるが、この場合は、挿入後の係止ばね線材３１の形状が内径側に変形した状態となり、プラグ部材１７の挿入が不可能となるなど、係止ばね線材３１の誤組み付けを防止する。

係止ばね線材３１は、Ｕ字ターン部３２と、Ｕ字ターン部３２の両側に互いに対をなして略平行に延在する脚部３３、３４を有し、全体でＵ字状のヘアーピン形状をなし、全体を、ばね鋼、ステンレス鋼、樹脂等、ばね性を有する材料により構成されている。

Ｕ字ターン側保持部２９は、係止ばね線材３１のＵ字ターン部３２を、径方向（Ｙ方向）に比較的大きい隙間Ｔａ（図６参照）をおいてＹ方向に関して拘束しない状態で保持し、Ｕ字ターン部３２の外凾上片２２Ｂよりの浮き上がりを防止する。

初期設定用保持部３０は、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の各々の径方向（Ｙ方向）外方への変形を規制するものであり、図５に示されているように、係止ばね線材３１の脚部３３、３４のうち反力受け部４１、４２と当接する部位３３Ａ、３４Ａより自由端側の部位３３Ｂ、３４Ｂにて、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の自由端を弾性変形状態で受け止め、係止ばね線材３１の初期状態を、圧縮方向の所定の予荷重Ｌｐ（図７参照）を与えられた状態に設定している。

ここで、初期状態とは、貫通孔２４〜２６に、プランジャチューブ１６、プラグ部材１７が通されていない状態（図６（ａ）に示されている状態）を云う。

係止ばね線材３１の脚部３３、３４は、各々貫通孔２６の外周近傍を接線方向（Ｘ方向）に直線状に延在し、貫通孔２６の径方向（Ｙ方向）に弾性変形可能な脚部をなしている。図６（ａ）に示されているように、初期状態における脚部３３と３４のＹ方向の内側間隔Ｔｂは貫通孔２６の内径ｄより小さい。これにより、脚部３３、３４は、貫通孔２６の平面視で、初期状態において、各々貫通孔２６の外周縁より径方向内方に位置する部分３３Ｃ、３４Ｃを含む。

ここで重要なことは、図６（ａ）に示されているように、初期状態では、反力受け部４１、４２と係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部位３３Ａ、３４Ａとの間に径方向（Ｙ方向）の間隙Ｔｃがあることである。そして、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃが各々プラグ部材１７の周溝３７に嵌り込んだ抜け止め連結状態（図６（ｃ）に示されている状態）では、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部位３３Ａ、３４Ａが弾性変形状態で反力受け部４１、４２に押し付けられる寸法設定であることである。

つぎに、電磁コイルユニット２１の取付手順を、図７をさらに参照して説明する。

まず、図２に示されているように、電磁コイルユニット２１を、外凾２２の下片２２Ａ側からプラグ部材１７、プランジャチューブ１６の外周に嵌装する。換言すれば、電磁コイルユニット２１の挿入孔２４〜２６内に、プラグ部材１７、プランジャチューブ１６を、挿入孔２４の側から挿入する。

この挿入によってプラグ部材１７の先端部１７Ｃ（Ｒ面３８）が電磁コイルユニット２１の貫通孔２６の部分に到達すると、図３に示されている、Ｒ面３８の小径側直径（プラグ部材１７の最先端直径）Ｄｍｉｎが、図６（ａ）に示されている、初期状態での係止ばね線材３１の脚部３３、３４のＹ方向の内側間隔Ｔｂより、小さいことにより、Ｒ面３８の先端側が係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃとの間に入り込む。これより、さらに、挿入（押し込み）が行われことにより、プラグ部材１７のＲ面３８に案内されて脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃが径方向外方（互いに離間する方向）に押し広げられる。

そして、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃがプラグ部材１７の円柱部１７Ｂの通常径部分（Ｒ面３８の最大径部分）を乗り越える際に、図６（ｂ）に示されているように、脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃが径方向外方への最大変形状態になり、図７の区間Ｂで示される最大変形状態を経て、図６（ｃ）に示されているように、脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃがプラグ部材１７の円柱部１７Ｂに形成されている周溝３７に嵌り込む。

これにより、この時、つまり、脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃが周溝３７に嵌り込んだ状態下での係止ばね線材３１の脚部３３、３４の弾性変形量によって決まる、図７のＣ点で示される荷重Ｌｓｅｔに相当する抜け止め強度のもとに、電磁コイルユニット２１がプラグ部材１７、プランジャチューブ１６の外周囲に抜け止め連結（固定）される。

このように、電磁コイルユニット２１の取り付け（抜け止め連結）は、電磁コイルユニット２１の挿入孔２４〜２６に、プラグ部材１７、プランジャチューブ１６を挿入孔２４の側から挿入するだけで、何の工具も必要とすることなく、ワンタッチで行われる。

この抜け止め連結状態では、図３に示されているように、係止ばね線材３１が弾性変形によるばね荷重によって周溝３７のテーパ面３７Ａに押し付けられるから、それによる軸線方向分力がプラグ部材１７と電磁コイルユニット２１との間に発生する。この軸線方向分力によって、プラグ部材１７の段差上端面３５が電磁コイルユニット２１の段差下端面３６に押し付けられる。これにより、電磁コイルユニット２１が軸線方向のがた付きを含むことなくプラグ部材１７、プランジャチューブ１６に固定されることになる。

上述の抜け止め連結工程、つまり、電磁コイルユニット２１の貫通孔２４〜２６に対するプラグ部材１７、プランジャチューブ１６の挿入に伴い、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃがプラグ部材１７の円柱部１７Ｂによって径方向外方へ押し広げられる工程において、初期状態では、図６（ａ）に示されているように、反力受け部４１、４２と係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部位３３Ａ、３４Ａとの間に径方向（Ｙ方向）の間隙Ｔｃがあるから、脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃがプラグ部材１７の円柱部１７Ｂによって径方向外方へ押し広げられるに従って間隙Ｔｃが小さくなり、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部位３３Ａ、３４Ａが反力受け部４１、４２に当接するまでは、つまり、図７の初期点からＡ点までは、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の径方向外方へ弾性変形が、見かけ上、比較的小さいばね係数をもって行われ、これに伴い、挿入に要する力も少なく済むようになる。

図７のＡ点が、挿入過程におけるプラグ部材１７の先端のＲ面３８の中間部位置で現れ、脚部３３、３４の部分３３Ｃ、３４Ｃが周溝３７に嵌り込んだ図７のＣ点では、図６（ｃ）に示されているように、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の部位３３Ａ、３４Ａが弾性変形状態で反力受け部４１、４２に押し付けられ、係止ばね線材３１の脚部３３、３４の径方向外方へ弾性変形による反発力が増すから、所要の抜け止め強度を確保した上で、挿入初期（押し込み初期）においては、押し込み（挿入）に要する押し込み荷重が軽減され、反力受け部４１、４２と係止ばね線材３１の脚部３３、３４との間に、初期状態で径方向間隙Ｔｃを設定すると云う簡単な設定だけで、所要の抜け止め強度を確保することと、ワンタッチ取付の軽快性、容易性とが両立する。

この発明による抜け止め連結構造は、上述の実施形態の電磁弁に限られることなく、種々の型式の電磁弁の電磁コイル取付構造に適用できることは云うまでもない。また、この発明による抜け止め連結構造は、電磁弁の電磁コイル取付構造に限られることはなく、種々の部品の抜け止め連結に適用できる。

その一例として、図８、図９は、軸部材６１の端部に貫通孔６３を有する取付片６２を抜け止め連結した実施形態を示している。なお、図８、図９において、図１〜図６に対応する部分は、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

また、係止ばね線材３１の取り付けは、上述の実施形態のものに限られることなく、図１０および図１１、図１２および図１３に示されているような構成にすることもできる。図１０〜図１３においても、図１〜図６に対応する部分は、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。

この発明による抜け止め連結構造を電磁弁の電磁コイル取付構造に適用した一つの実施形態を示す正面図である。この発明による抜け止め連結構造を電磁弁の電磁コイル取付構造に適用した一つの実施形態を示す組立断面図である。一つの実施形態による抜け止め連結構造の要部の拡大断面図である。この発明による抜け止め連結構造を電磁弁の電磁コイル取付構造に適用した一つの実施形態を示す分解斜視図である。一つの実施形態による抜け止め連結構造の要部の拡大斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は一つの実施形態による抜け止め連結構造の要部の各状態での拡大平面図である。一つの実施形態による抜け止め連結構造の挿入量−荷重特性を示すグラフである。この発明による抜け止め連結構造の他の実施形態を示す側面図である。この発明による抜け止め連結構造の他の実施形態を示す平面図である。この発明による抜け止め連結構造の別の実施形態を示す平面図である。この発明による抜け止め連結構造の別の実施形態を示す側面図である。この発明による抜け止め連結構造の他の実施形態を示す平面図である。この発明による抜け止め連結構造の他の実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１１弁ハウジング
１６プランジャチューブ
１７プラグ部材
１８プランジャ
１９吸引子
２１電磁コイルユニット
２２外凾
２３巻線部
２４〜２６貫通孔
２９Ｕ字ターン側保持部
３０初期設定用保持部
３１係止ばね線材
３２Ｕ字ターン部
３３、３４脚部
３７周溝
３８Ｒ面
４１、４２反力受け部
４３誤組み付け防止突起
５１弁体

Claims

ピン・軸状部材を穴付き部材の貫通孔に通し、前記ピン・軸状部材と前記穴付き部材とを抜け止め連結する抜け止め連結構造において、
前記ピン・軸状部材の外周に周溝が形成され、
前記穴付き部材にＵ字形の係止ばね線材が装着されており、当該係止ばね線材は、互いに対をなし、各々前記貫通孔の外周近傍を接線方向に延在して前記貫通孔の径方向に弾性変形可能な脚部を有し、
前記穴付き部材には、前記係止ばね線材のＵ字ターン側を保持するＵ字ターン側保持部と、それとは反対の前記対をなす脚部の各々の自由端側の径方向外方への変形を規制する反力受け部とが設けられるとともに、前記係止ばね線材の脚部が前記反力受け部と当接する部位より自由端側の部位にて前記脚部の各々の径方向外方への変形を規制する初期設定用保持部が前記穴付き部材に設けられ、
前記ピン・軸状部材が前記貫通孔に挿入されることにより、前記係止ばね線材の前記脚部が径方向外方への最大変形状態を経て前記ピン・軸状部材の前記周溝に嵌り込み、前記ピン・軸状部材と前記穴付き部材とを抜け止め連結するものであり、
前記貫通孔に前記ピン・軸状部材が通されていない初期状態では、前記反力受け部と前記係止ばね線材の前記脚部との間に径方向の間隙があり、かつ、前記初期設定用保持部は、前記係止ばね線材の前記脚部の自由端側を弾性変形状態で受け止め、該係止ばね線材の初期状態を設定しており、前記係止ばね線材の前記脚部が前記ピン・軸状部材の前記周溝に嵌り込んだ抜け止め連結状態では、前記係止ばね線材の前記脚部が弾性変形状態で前記反力受け部に押し付けられる、
ことを特徴とする抜け止め連結構造。
前記ピン・軸状部材の先端外周縁がＲ加工あるいは面取り加工されていることを特徴とする請求項１記載の抜け止め連結構造。
請求項１または２記載の抜け止め連結構造を電磁コイル組立体の取り付けに適用された弁装置であり、前記ピン・軸状部材が弁ハウジング側に設けられたプランジャチューブであり、前記穴付き部材が前記プランジャチューブの外周に装着される電磁コイル組立体である弁装置。