JP4768197B2 - 電磁コイル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野：
本発明は、請求項１の発明の上位概念として特定した形式の、特に弁を作動するための電磁コイル装置に関する。
【０００２】
背景技術：
前記形式の電磁コイル装置は、ドイツ連邦共和国特許第４３４１０８７号明細書に基づいて公知になっている。金属ケーシング内には巻枠が配置されており、該巻枠は電気的な巻線を備えている。複数の接点片を有する差込み基座は、金属的な結合部材を介して金属ケーシングに保持されている。前記接点片の１つは保護導体接続端子として、結合部材を介して金属ケーシングに結合されている。別の２つの接点片にはコイル巻線の端部が接続されている。巻線の巻成された巻枠と金属ケーシングと差込み基座との間の自由空隙はプラスチックで埋められている。金属ケーシングとプラスチックとの間の境界面のギャップを通って湿分が電磁コイル装置内へ侵入することがある。保護導体接続端子として使用される接点片に沿って湿分が差込み基座を通って接続室内へ侵入するのを防止するために、保護導体接続端子として使用される接点片と金属ケーシングとの間には、前記結合部材を包囲するシールリングが設けられている。外装射出成形に先立つ組立時に、前記結合部材は、金属ケーシングの凹所及び接点片の凹所内へ圧入される。その場合に前記シールリングは、金属ケーシングと接点片との間に締め込まれる。金属ケーシングの曲率に起因して、シールリングの接触域において接点片と金属ケーシングとの間の距離が相異するので、シールリングが、程度の差こそあれ外向きに偏位する。その結果、シールリングがその全周にわたって不均一に変形することになる。ひいてはシールリングの自由周面、要するに金属部分に接触していないシールリング面が、外装射出成形時に、プラスチックと接触することになる。外装射出成形中におけるプラスチックの高い温度によって、シールリング素材は強い熱負荷を受ける。そればかりでなく、常に或る程度の収縮が予測されるプラスチックの硬化後には、プラスチックと、外装射出成形前には自由なシールリング表面との間に、申し分のない封止作用を保証することは到底不可能である。従って、金属ケーシングとプラスチックとの間のギャップを介してシールリングに到達した湿分が、該シールリングとこれに境を接するプラスチックとの間のギャップ並びに接点片と差込み基座との間のギャップ、或いは接点片とプラスチックとの間のギャップを介して接続室内へ侵入する恐れがある。
【０００３】
発明の開示：
本発明の課題は、明細書冒頭で述べた形式の電磁コイル装置を改良して、金属ケーシングとこれに境を接するプラスチックとの間のギャップを介して電磁コイル装置内へ侵入した液体が更に接続室内へ移流するのを防止することである。
【０００４】
前記課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段によって解決される。本発明の電磁コイル装置では封止部材は、保護導体接続端子として使用される接点片にも金属ケーシングにも接触していない。結合部材に係合する接点片領域が差込み基座の内部で延在しているので、封止部材は、一側では結合部材に、他側では差込み基座に当接すれば充分である。封止部材は、電磁コイル装置の外装射出成形前にすでに力で負荷されるので、外装射出成形時及びそれに続く冷却期におけるプラスチックの圧力は、封止作用にとって問題にはならない。また冷却期中のプラスチックの収縮も封止作用にとって問題にはならない。封止部材は、結合部材と差込み基座との間に、半径方向封止作用をもっても軸方向封止作用をもっても配置することができる。
【０００５】
本発明の有利な構成手段は、従属請求項に記載した通りである。半径方向封止作用をもって封止部材を配置する場合には、封止部材の外側輪郭に適合された、差込み基座の凹設部内に封止部材を配置するのが有利である。該凹設部が、封止部材の肉厚よりも深い場合には、封止部材は軸方向に逃げ偏位することができる。すなわち該封止部材は、組込み状態において実質的に楕円形横断面を、乃至は卵形横断面をとっている。結合部材のカラーは、金属ケーシングと、該金属ケーシング寄りの差込み基座面との間の間隔を特定する。前記カラーの外径が凹設部の内径よりも大であれば、電磁コイル装置の外装射出成形時にいかなるプラスチックも封止部材に到達することはない。更にまた、差込み基座に当接するカラー部分は、強い引張り作用を受けた場合に結合部材が差込み基座から引出されるのを防止する。半径方向封止作用をもって封止部材を配置することとは択一的に、本発明では軸方向封止作用をもって封止部材を配置することも可能である。この場合、前記結合部材は、差込み基座内に保持された接点片内に結合部材を圧入する際に差込み基座に当接し、こうして封止部材に作用する力を制限するカラーを有している。該カラーは付加的に、外装射出成形時に高熱プラスチックに封止部材が接触するのを防止する。結合部材が少なくとも封止域において回転対称形に構成されている場合には、封止部材として、市販の低廉なＯリングを使用することができる。差込み基座の１つの側面が、前記差込み基座の外向きの側と、金属ケーシング寄りの側との間に、１つの凸設部を有している場合には、形状嵌合式の継手が得られ、該継手は、接点片又は結合部材に強い引張り負荷がかかった場合でも、差込み基座がプラスチック成形体から引出されるのを阻止する。差込み基座の金属ケーシング寄りの側に、結合部材を包囲する単数又は複数の凹所を設けた場合には、差込み基座と、外装射出成形に使用されるプラスチックとの間の境界域において封止作用が改善され、しかも前記凹所は、外装射出成形時の融着を容易にし、或いはラビリンスパッキンとして働くことになる。保護導体接続端子として使用される接点片の、前記結合部材の係合する接点片区分だけが、差込み基座内に保持されている場合には、差込み基座の製作が単純化される。接点片は、差込み基座の製作後に該差込み基座の切欠き部内へ押込まれる。その場合、前記切欠き部は、結合部材のために設けた切欠き部に対して垂直に配置されるのが有利である。接続室内への湿分侵入に対して封止作用を一層改善するためには、保護導体接続端子として使用される接点片が、差込み基座内だけで保持されていると有利である。
【０００６】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【０００７】
図１及び図２は、本発明の第１実施形態による電磁コイル装置１０の一部分の異なった断面図である。つまり図１は電磁コイル装置１０の縦断面図であり、また図２は図１のＡ−Ａ断面線に沿った横断面図である。図３は、図１及び図２に示した電磁コイル装置１０の個々の部分を明確にするために、図２の構造を分解して示した図である。但し図面中の同等の構成部分には同一符号を付した。
【０００８】
巻線１１を装備した巻枠１２は、ポット状の金属ケーシング１３によって包囲されている。電気絶縁材料、例えばプラスチックから製作された差込み基座１４内には、保護導体接続端子として使用される１つの接点片１５並びに複数のその他の接点片が配置されており、前記接点片１５には、巻線１１の端部が接続されている。その他の接点片並びに巻線端部は、図面を判り易くするという理由から、図１〜図３ではその図示を省いた。接点片１５は、接続室１６内へ張出す突出領域１５ａを除けば、差込み基座１４の材料によって包囲されている。差込み基座１４の製作時に接点片１５は射出成形型内に挿入され、次いでプラスチックによって埋め込まれる。図２では接続室１６は、略示したキャップ１７によって閉鎖されている。円環状のパッキン１８は、接続室１６内への湿分の侵入を防止する。
【０００９】
切欠き部２０内には１本のボルト状の金属質の結合部材２１が配置されている。接点片１５は結合部材２１を介して金属ケーシング１３に機械的に保持されていると共に該金属ケーシングに電気的にも接続されている。差込み基座１４において前記切欠き部２０に対して同心的に延びる凹設部２２内には、金属ケーシング１３寄りの側に、封止部材として使用されるＯリング２３が配置されている。凹設部２２も結合部材２１の封止域２１ａも、封止領域では円形横断面を有している。凹設部２２の内径、封止域２１ａの外径及びＯリング２３は、Ｏリングが半径方向で封止するように互いに調整されている。凹設部２２は、結合部材２１の軸方向で見てＯリング２３の厚さよりも大である。従ってＯリング２３は軸方向では偏位することができる。凹設部２２の内径よりも大きな外径を有するカラー２１ｂは凹設部２２を閉鎖する。該カラーの肉厚は、金属ケーシング１３と差込み基座１４との間の間隔を決定する。特に図２から判るようにカラー２１ｂは、金属ケーシング１３の曲率の故に、該金属ケーシング上に線状にしか載らない。結合部材２１は、接点片１５の対応した貫通穴内へ圧入された歯列２１ｃを有している。結合部材２１は更にまた、別の歯列２１ｄを有しており、該歯列は、金属ケーシング１３の対応した貫通穴内に圧入されている。雌ねじ山２１ｅは、ねじ結合によってキャップ１７を電磁コイル装置１０に固定することを可能にする。更にまたカラー２１ｂは、結合部材２１が差込み基座１４から抜け出るのを防止する。
【００１０】
電磁コイル装置１０の外装射出成形前にＯリング２３は封止域２１ａに被せ嵌められる。次いで結合部材２１はＯリング２３と共に、カラー２１ｂが差込み基座１４に当接して面整合するまで、差込み基座１４内に押込まれる。これによって凹設部２２は、後の外装射出成形時に該凹設部２２内にプラスチックが達しないように閉鎖されている。次の製作段階で、カラー２１ｂが金属ケーシング１３に接触するまで結合部材２１の歯列２１ｄが金属ケーシング１内へ圧入される。いまや接点片１５は金属ケーシング１３と電気的に結合されており、かつ差込み基座１４は外装射出成形を施すために金属ケーシング１３の特定位置に保持される。この準備段階を経た後に、巻線１１を装備した巻枠１２が金属ケーシング１３内へ導入され、かつ前記巻線１１の端部が、該端部に対応配設された接続片に導電結合される。この構造体は慣用のように射出成形プラスチックで外装される。その際、加熱されたプラスチックが自由空隙内へ流入して、これを埋める。外装射出成形後にプラスチックで充填された領域は硬化後、図１及び図２に符号２５で示したプラスチック成形体を形成する。
【００１１】
図１に示したように、差込み基座１４の２つの側面は凸設部１４ａ，１４ｂを有している。両凸設部１４ａ，１４ｂは、差込み基座１４の外向き側１４ｃと、差込み基座１４の、金属ケーシング１３寄りの側１４ｄとの間に配置されており、かつ両凸設部は、差込み基座１４が接点片１５を介して又は別の接点片を介してであれ、或いは結合部材２１を介してであれ、強い引張り作用を受けた場合でも前記プラスチック成形体２５から差込み基座１４が引抜けないように形成されている。
【００１２】
差込み基座１４の、金属ケーシング１３寄りの側１４ｄには、３つの凹所１４ｅ，１４ｆ，１４ｇが設けられている。該凹所１４ｅ，１４ｆ，１４ｇは、それ自体円環状に閉じた条溝として結合部材２１を同心的に包囲している。該凹所は、電磁コイル装置の外装射出成形時に高熱プラスチックによって溶融されて該プラスチックと融合する溶融エッジとして使用される。プラスチック成形体２５のために使用される合成樹脂の溶融温度は、差込み基座１４のために使用される合成樹脂の溶融温度よりも高く選ばれる。完全融合が行われず、或いは完全融合が意図されていない限り、凹所１４ｅ，１４ｆ，１４ｇは、侵入した湿分の更なる移送を阻止する所謂ラビリンスパッキンとして使用される。このようにして差込み基座１４とプラスチック成形体２５との間の境界面を、湿分の侵入に対して確実に封止することが可能になる。
【００１３】
これに対して、金属ケーシング１３とプラスチック成形体２５との間、並びに接点片１５と差込み基座１４との間のように、金属とプラスチックとの間の境界面の場合は、差込み基座１４とプラスチック成形体２５との間の前記境界面の場合とは事態は相異している。ここでは湿分の侵入を可能にするギャップを避けることはできない。従って、金属ケーシング１３とプラスチック成形体２５との間のギャップを介して外部から侵入した湿分が、接続片１５と、これに境を接する差込み基座１４のプラスチックとの間のギャップを介して接続室１６内へ到達しないようにするためには、付加的な対策が講じられねばならない。このために本発明では、封止部材として使用されるＯリング２３が設けられており、該Ｏリングは、結合部材２１にも差込み基座１４にも共に接触して半径方向封止作用を有している。金属ケーシング１３とプラスチック成形体２５との間のギャップを介して侵入した湿分は、このＯリングまでしか達することができない。従来は接点片１５と差込み基座１４との間のギャップを介して湿分が接続室１６内へ導かれていたが、前述のようにＯリング２３のために湿分は前記ギャップ内にもはや到達することはできない。
【００１４】
凹設部２２と結合部材２１のカラー２１ｂとは、円環状横断面を有する１つの室を形成しており、該室内でＯリング２３は、外装射出成形時に高熱のプラスチックコンパウンドとの接触に対して防護されている。Ｏリング２３は高熱プラスチックに直接接触することはないので、外装射出成形時におけるＯリング２３の熱負荷は微々たるものにすぎない。Ｏリング２３の機械的応力も僅かである。それというのは該Ｏリングが封止せねばならないのは半径方向だけであり、該Ｏリングは結合部材２１の軸線の方向では凹設部２２の内部で逃げ偏位できるからである。
【００１５】
図４は、本発明の第２実施形態による電磁コイル装置１０′の図２相当の横断面図である。この場合、第１実施形態と同等の構成要素には同一符号を付した。接続室１６を閉鎖しているキャップには、符号１７′を付した。図２に示したキャップ１７とは異なって、パッキン１８を有するキャップ１７′は差込み基座１４′の上に載設されている。金属ケーシング１３と接点片１５との間の結合部材は符号２１′で表示されている。Ｏリング２３は、差込み基座１４′と結合部材２１′のカラー２１ｂ′との間に軸方向封止作用をもって配置されている。前記カラー２１ｂ′は、金属ケーシング１３と差込み基座１４′との間の間隔を画定する。更にまたカラー２１ｂ′は、Ｏリング２３が当接する差込み基座１４′の面と結合部材２１′の面との間の間隔を決定している。これによって結合部材２１′の軸線方向でＯリング２３に対して作用する力が制限される。但しＯリング２３は、半径方向封止作用をもって結合部材２１′にも当接する必要はない。それというのは軸方向でＯリング２３に対して作用する力によって、すでに封止作用が生じているからである。カラー２１ｂ′の内径はＯリング２３の外径よりも大であるので、Ｏリング２３は、軸方向負荷を受けた場合、半径方向に逃げ偏位することができる。カラー２１ｂ′は、外装射出成形時にＯリング２３が高熱プラスチックと接触するのを付加的に防止する。本実施例でも、金属ケーシング１３とプラスチック成形体２５との間のギャップを介して侵入した湿分が到達できるのは、せいぜいのところＯリング２３までにすぎない。しかしＯリング２３による封止作用に基づいて、侵入した湿分は、更に接点片１５と差込み基座１４′との間のギャップ内へ達して、該ギャップを介して湿分を接続室１６内へ導くことはない。
【００１６】
図５及び図６は、本発明の第３実施形態による電磁コイル装置１０″の一部分の異なった断面図である。その場合、図５は電磁コイル装置１０″の図１相当の縦断面図である。但し図５では、図１に示した電磁コイル装置１０とは相異した電磁コイル装置１０″の区分だけが図示されているにすぎない。図６は、図５に示した電磁コイル装置１０″の個々の部分を明示するための、図３相当の分解図である。この場合同等の構成要素には同一符号を付した。
【００１７】
第３実施形態の電磁コイル装置１０″が、図１〜図４に示した電磁コイル装置１０，１０′と相異している点は、差込み基座における接点片１５の配置構成にある。該差込み基座は図５及び図６では符号１４″で示されている。電磁コイル装置１０，１０′では接点片１５が差込み基座１４（図１〜図３）もしくは差込み基座１４′（図４）内に射出成形により埋込まれているのに対して、差込み基座１４″は付加的な切欠き部２８を有し、該切欠き部は、結合部材２１を収容するための切欠き部２０に対して垂直に配置されている。前記切欠き部２８は、接点片１５の、符号１５ｂで示した接点片域を収容するために使用される。該接点片域１５ｂは１つの貫通穴２９を有している。この構成によって得られる利点は、差込み基座１４″の製作時に接点片１５を射出成形型内に挿入する必要がないことである。接点片１５は、電磁コイル装置１０″の外装射出成形前に始めて、差込み基座１４″の切欠き部２０内へ導入される。Ｏリング２３が、カラー２１ｂに当接するまで結合部材２１に被せ嵌められた後に、結合部材２１はＯリング２３と共に切欠き部２０内へ押込まれ、かつ、カラー２１ｂが差込み基座１４″に当接するまで結合部材２１の接点域２１ｃが接点片１５の貫通穴２９内へ圧入される。これによって接点片１５は、その後の加工段階においても差込み基座１４″からの滑落を防止されている。金属ケーシング１３内へ結合部材２１の歯列２１ｄを圧入した後に、すでに図３に関連して説明したように次の加工ステップが行われる。
【００１８】
接続室を包囲するキャップは、図５では図示を省かれている。該キャップは、図２に示したように、プラスチック成形体２５上に載設されるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態による電磁コイル装置の一部分の縦断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面線に沿った横断面図である。
【図３】 図１及び図２に示した電磁コイル装置の個々の部分の分解図である。
【図４】 本発明の第２実施形態による電磁コイル装置の図２相当の横断面図である。
【図５】 本発明の第３実施形態による電磁コイル装置の図１相当の縦断面図である。
【図６】 図５に示した電磁コイル装置の個々の部分の分解図である。
【符号の説明】
１０，１０′，１０″ 電磁コイル装置、 １１ 巻線、 １２ 巻枠、 １３ ポット状の金属ケーシング、 １４，１４′，１４″ 差込み基座、 １４ａ，１４ｂ 凸設部、 １４ｃ 外向きの側、 １４ｄ 金属ケーシング寄りの側、 １４ｅ，１４ｆ，１４ｇ 凹所、 １５ 接点片、 １５ａ 突出領域、 １５ｂ 接点片域、 １６ 接続室、 １７，１７′ キャップ、 １８ 円環状のパッキン、 ２０ 第１の切欠き部、 ２１，２１′ 結合部材、 ２１ａ 封止域、 ２１ｂ，２１ｂ′ カラー、 ２１ｃ，２１ｄ 歯列、 ２１ｅ 雌ねじ山、 ２２ 凹設部、 ２３ 封止部材としてのＯリング、 ２５ プラスチック成形体、 ２８ 第２の切欠き部、 ２９ 貫通穴

Claims (11)

1. 特に弁作動用の電磁コイル装置であって、
   巻線を装備した巻枠と、
   前記巻線を装備した巻枠を囲む金属ケーシングと、
   保護導体接続端子を含む複数の接点片を装備した差込み基座と、
   前記金属ケーシングと前記保護導体接続端子として使用される接点片との間に配置されていて前記金属ケーシングの切欠き部及び前記保護導体接続端子としての接点片の切欠き部内へ係合する金属性の結合部材と、
   該結合部材を囲むリング状の封止部材とを備え、
   巻線を装備した前記巻枠と前記金属ケーシングと前記差込み基座との間の自由空隙にプラスチックを充填した形式のものにおいて、
   保護導体接続端子として使用される接点片（１５）の、結合部材（２１；２１′）に係合する領域が、差込み基座（１４；１４′；１４″）の内部に配置されており、かつ
   封止部材（２３）が、前記結合部材（２１）と差込み基座（１４；１４″）との間に半径方向封止作用をもって配置されており、
   結合部材（２１）が、金属ケーシング（１３）内に係合する部分（２１ｄ）と、封止部材（２３）によって包囲されている部分（２１ａ）との間に、カラー（２１ｂ）を有していること
   を特徴とする、電磁コイル装置。
2. 特に弁作動用の電磁コイル装置であって、
   巻線を装備した巻枠と、
   前記巻線を装備した巻枠を囲む金属ケーシングと、
   保護導体接続端子を含む複数の接点片を装備した差込み基座と、
   前記金属ケーシングと前記保護導体接続端子として使用される接点片との間に配置されていて前記金属ケーシングの切欠き部及び前記保護導体接続端子としての接点片の切欠き部内へ係合する金属性の結合部材と、
   該結合部材を囲むリング状の封止部材とを備え、
   巻線を装備した前記巻枠と前記金属ケーシングと前記差込み基座との間の自由空隙にプラスチックを充填した形式のものにおいて、
   保護導体接続端子として使用される接点片（１５）の、結合部材（２１；２１′）に係合する領域が、差込み基座（１４；１４′；１４″）の内部に配置されており、かつ
   封止部材（２３）が、結合部材（２１′）と差込み基座（１４′）との間に軸方向封止作用をもって配置されており、前記結合部材（２１′）が、前記封止部材（２３）を軸方向で差込み基座（１４′）に圧着するカラー（２１ｂ′）を有し、かつ該カラー（２１ｂ′）が前記封止部材（２３）を側面で包囲していること
   を特徴とする、電磁コイル装置。
3. 差込み基座（１４；１４″）が、金属ケーシング（１３）寄りの側に、封止部材（２３）の外側輪郭に適合された凹設部（２２）を有している、請求項１記載の電磁コイル装置。
4. 凹設部（２２）が、封止部材（２３）の肉厚よりも深い、請求項３記載の電磁コイル装置。
5. カラー（２１ｂ）の外径が、凹設部（２２）の直径よりも大である、請求項１記載の電磁コイル装置。
6. 結合部材（２１；２１′）が回転対称形に形成されており、かつ封止部材（２３）がＯリングである、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁コイル装置。
7. 差込み基座（１４）の少なくとも１つの側面が、前記差込み基座（１４）の外向きの側（１４ｃ）と、金属ケーシング（１３）寄りの側（１４ｄ）との間に、１つの凸設部（１４ａ，１４ｂ）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の電磁コイル装置。
8. 差込み基座（１４）の金属ケーシング（１３）寄りの側（１４ｄ）が、結合部材（２１）を包囲する少なくとも１つの凹所（１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の電磁コイル装置。
9. 差込み基座（１４″）が、結合部材（２１）を収容するための第１の切欠き部（２０）と、保護導体接続端子として使用される接点片（１５）の、前記結合部材（２１）の係合領域を収容するための第２の切欠き部（２８）とを有している、請求項１から８までのいずれか１項記載の電磁コイル装置。
10. 第２の切欠き部（２８）が、第１の切欠き部（２０）に対して垂直に配置されている、請求項９記載の電磁コイル装置。
11. 保護導体接続端子として使用される接点片（１５）が、差込み基座（１４；１４′）内だけに延在している、請求項１から８までのいずれか１項記載の電磁コイル装置。

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