JP5446846B2 - 電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁に関し、さらに詳細には電磁弁及び電磁アクチュエータに使用される巻き線コイルの巻末を製品外部のハーネスに接続するハーネス接続部を備えた電磁弁に関する。

従来、電動弁駆動用のキャンド型ステッピングモータ等で使用されるステータコイル（電磁コイル）や電磁弁の電磁ソレノイドで使用される電磁コイルの巻線と導通接続されるリード線（ハーネス）との接続は、コネクタによるものや、内蔵の電気配線基板にはんだ付けして行うものなどが一般的である。

そこで、特許文献１に示すようにステータコイル１０は、上下２段の円筒状の巻線部１１、１２および電気絶縁性樹脂製のボビン１３、１４と、各々複数個の磁極歯１５、１７を櫛歯状に形成されてステータ構成部材を兼ねた上下の金属製の外凾１６、１８と、各々複数個の磁極歯１９、２１を櫛歯状に形成された金属製のステータ構成部材２０、２２と、係合爪２３を有する金属製のマウント用ブラケット板２４と、巻線部１１、１２の巻線と導通接続されているコイル通電用の角ピン（複数個）２５と、ゴム又は合成樹脂製の外カバー２６と、を有している。

コイル通電用の角ピン２５には、複数本のビニル絶縁被覆のリード線９９の整列体よりなるハーネス１００の各リード線９９の芯線（導体）９８の先端が直接に導通接続されている。この導通接続は、角ピン２５にマグネットワイヤを絡ませてはんだ付けし、リード線９９の芯線９８の先端を角ピン２５の下面部に当接させて両者の上下から固定金具２７をかしめ装着することにより行われる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−１９９２７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている電磁コイルのリード線保持構造では、ハーネスを固定する強度が弱く、振動や引っ張り力がハーネスをはんだ付けするはんだ部に作用する場合があるため、該はんだ部が剥離するという問題があった。
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、ハーネスの一端をボビンに固定された端子にはんだ付けをして接合するとともに、ハーネスをクランプ部材に固定するハーネス接続部を備えた電磁弁を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、円筒壁に複数の流体通路を有するスリーブと、前記スリーブ内を往復動することにより前記流体通路を切り換えるスプールと、前記スプールの軸心方向に直列に配置されたプランジャと、前記プランジャを支持する円筒形状のコア及び電磁力を付与するコイルを保持するケースと、前記コイル及びボビンを封止する樹脂成形体に設けられてコイルに導通するハーネスの一端を結線したハーネス接続部と、
を備えた電磁弁において、
前記ハーネス接続部は、
前記樹脂成形体に一体的に設けられ前記ハーネスの一端を電気的に接続するハーネスクランプ本体と、
前記ハーネスクランプ本体に係合すると共に、前記ハーネスを挟み込む溝を底部に設けた凹状のガイド部を有するハーネス保持部と、
前記ガイド部間に嵌挿されて前記ハーネスを挟み込み前記溝に整合する凸部を形成する押圧部を有する共に、前記ハーネス保持部に係合して前記ハーネスクランプ本体に係止されるクランプカバーと、
を有し、
前記ハーネスクランプ本体は、前記ハーネスをはんだ付けにより結線するＬ字状に屈曲された一対の端子と、該端子を取り付けたクランプ本体と、前記ハーネスの外径を挟持して該ハーネスを前記端子と略同一方向に指向する一対の溝を形成すると共に、前記クランプ本体に係合するハーネス保持部と、を備え、
クランプ本体は電磁弁の軸心方向に沿って樹脂成形体の上方に設けられた平板状の母材と、該母材に一側に矩形状の突出部と、を備え、
前記ハーネス保持部は、前記クランプ本体の突出部に嵌挿する断面矩形状の溝を形成するベースと、前記溝を形成するように上方に指向する矩形状のガイド部と、クランプカバーをガイドして係合するガイド溝と、前記クランプ本体に対するハーネス保持部の長手方向の位置決めを規制し、二つの端子の間を絶縁する板状のストッパと、を備え、
前記クランプカバーは、前記ハーネス保持部を被覆して前記クランプ本体の突起に係合するカバー部と、該カバー部に接続して設けられ前記ハーネス保持部の溝に係合し前記ハーネスを押圧する板状の押圧部と、を備え、
前記ガイド部及び前記押圧部により前記溝及び前記凸部を整合して前記ハーネスを挟み込むクランプ部を形成し、前記溝及び前記凸部に設けた屈曲部により前記ハーネスを押圧する屈曲押さえ部を形成したことを特徴とする。

本発明は、ハーネスに加わる引張り力を屈曲部およびクランプ部で受けることが出来るため、ハーネスの抜け荷重が強くなり、はんだ部に加わる力を軽減することができる。よって、はんだ部の剥離強さを向上することが出来る。
さらにまた、端子側のクランプ部はハーネスを挟み込み常時保持しているためハーネスとクランプ部とハーネスクランプに設けられている端子は一体となっており、製品全体の振動などによるハーネスの単独の振動を防止することができるため、ハーネスと端子とのはんだ付けにおける振動によるストレスが加わらず、耐久性が向上する。

本発明の実施の形態に係る電磁弁の概略構造を示す縦断面図である。 図１に示すハーネス接続部の斜視外形図である。 図２に示すハーネスクランプ本体の概略構造図である。 図２に示すハーネスクランプ本体の分解斜視図である。 図２に示すハーネス接続部の概略構造図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。

本発明の実施の形態に係る電磁弁１０について図面により詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電磁弁１０の概略構造を示す縦断面図である。
電磁弁１０は、磁性体の金属材料であるハウジング１１を有し、該ハウジング１１は円筒部１２とフランジ部１３とを備える。前記ハウジング１１の内方には、嵌合孔１４が貫通して形成される。この場合、前記円筒部１２は固定鉄芯としての機能を有する。

軸受機構１５は軸心方向に沿って比較的に肉厚が薄い円筒形状の樹脂製の軸受部材１６と、該軸受部材１６に嵌挿される磁性体の金属製のボール１７と、を備える。軸受部材１６には、軸心方向に沿って離間した位置に円周方向に等間隔に複数個、例えば３個のボール１７が球面形状の穴（図示しない）に回転自在に嵌挿されている。なお、ボール１７を軸受部材１６に嵌挿するときは、例えば圧入により行われるが、加締めても勿論よい。よって、ボール１７は軸受部材１６に嵌挿された際に、該ボール１７の外径部の一部が該軸受部材１６の穴より突出した状態に装着されている。

ハウジング１１の外周にはソレノイド２０が配設され、該ソレノイド２０はボビン２１にコイル２２が巻き回されカバー（ケース）２５によって覆われている。カバー２５には、ハウジング１１の嵌合孔１４と同軸に穴２７が形成されており、該穴２７にはロッド１８に固着された可動鉄芯（プランジャ）２８が変位自在に遊嵌されている。なお、ソレノイド２０、ボビン２１及び後述するクランプ本体４５は樹脂成形体２３によって一体的に封止されている。

参照符号２９はスリーブで、ハウジング１１に当接した状態でカバー２５の一端を例えば加締めることによりハウジング１１と一体化される。前記スリーブ２９には、嵌合孔１４と同軸にスリーブ孔３０が穿設され、該スリーブ孔３０にスプール３１が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ２９には、ハウジング１１側から順に図示しないタンクとスリーブ孔３０とを連通するタンク通路３２と、図示しないアクチュエータとスリーブ孔３０とを連通する制御通路３３と、図示しないポンプとスリーブ孔３０とを連通する供給通路３４とを備える。

前記スプール３１は、第１のランド部３５及び第２のランド部３６が間隔をおいて軸心方向に沿って形成されており、第１のランド部３５によりタンク通路３２と制御通路３３との連通制御が行われ、第２のランド部３６により制御通路３３と供給通路３４との連通制御が行われる。スリーブ孔３０にはアジャスタ３７が螺着されており、該アジャスタ３７と第２ランド部３６との間にはスプール３１をロッド１８に当接する方向に付勢するばね部材３８が介装されている。前記ボビン２１には、ハーネス４１の一端（図５で右端）を結線し固定するハーネス接続部４０が一体的に形成されている。

図２に示すように、ハーネス接続部４０はボビン２１と一体に形成されたハーネスクランプ本体（クランプ部）４２と、該ハーネスクランプ本体４２に取り付けられてハーネス４１を押圧するクランプカバー（クランプ部）４３と、を備える。

図３及び図４に示すように、ハーネスクランプ本体４２はハーネス４１の一端をはんだ付けにより結線するＬ字状に屈曲された一対の端子４４と、該端子４４を取り付けたクランプ本体４５と、ハーネス４１の外径を挟持して該ハーネス４１を端子４４と略同一方向に指向する一対の溝４７を形成すると共に、クランプ本体４５に係合するハーネス保持部４８と、を備える。
溝４７は直線部の長さが少なくともハーネス４１の直径の三倍以上を備え、かつ幅はハーネス４１の直径より僅かに小さく形成されており、ハーネス４１を挟み込み固定する機能を有する。また、溝４７の中でハーネス４１を屈曲状態で保持する屈曲部４６が形成されている。なお、溝４７は底部が例えばＵ字状に形成されているが、半円形状でよく又はＶ字状に形成してよい。

図４において，クランプ本体４５は電磁弁１０の軸心方向に沿って樹脂成形体２３の上方に設けられた平板状の母材４５ａと、該母材４５ａに一側（図１で右側）に矩形状の突出部４５ｂと、を備える。
母材４５ａには、ハーネス保持部４８を案内するためのガイド部４５ｃが母材４５ａの長手方向（図４で左右方向）の両側面に沿って形成されている。この場合、ガイド部４５ｃは両側面の外方に指向する断面矩形状の突出部４５ｄが形成されている。

さらに、図４に示すハーネス保持部４８はクランプ本体４５の突出部４５ｄに嵌挿する断面矩形状の溝４８ｂを形成するベース４８ａと、溝４７を形成するように上方に指向する矩形状のガイド部４８ｃと、クランプカバー４３をガイドして係合するガイド溝４８ｄと、クランプ本体４５に対するハーネス保持部４８の長手方向の位置決めを規制し、二つの端子４４の間を絶縁する板状のストッパ４８ｅと、を備える。
ストッパ４８ｅはハーネス保持部４８の長手方向（図４で左右方向）に指向して該ハーネス保持部４８の一側（図４で右側）に設けられると共に、クランプ本体４５の他側（図４で左側）に形成した溝４５ｅに係合する。

図２及び図５に示すように、前記クランプカバー４３はハーネス保持部４８を被覆してクランプ本体４５の突起４５ｆに係合するカバー部４３ａと、該カバー部４３ａに接続して設けられハーネス保持部４８の溝４７に係合しハーネス４１を押圧する板状の押圧部４３ｂと、備える。図６に示すように押圧部４３ｂの先端部には、ハーネス保持部４８のガイド部４８ｃ間に嵌挿すると共に、溝４７に整合する凸部４９が形成されかつ、屈曲部４６に整合する屈曲部５０が設けられている。前記屈曲部４６及び屈曲部５０はハーネス４１を押圧する屈曲押さえ部を形成する。なお、凸部４９は先端（図６で右端）が平面に形成されているが、円弧状でもよく、逆Ｖ字状でもよい。

本発明の実施の形態に係る電磁弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであるが、該電磁弁１０の構成は既知であるので動作説明は省略し、ハーネス４１をハーネス接続部４０に結線する動作について説明する。
図４に示すように、ハーネスクランプ本体４２に端子４４を略Ｌ字状に屈曲した後に、ハーネス保持部４８のガイド溝４８ｂにクランプ本体４５の突出部４５ｄを挿入し、クランプ本体４５とハーネス保持部４８を一体に形成する。

次いで、図５に示すようにハーネス４１をクランプ本体４５の溝４７（図４参照）及び該溝４７に形成される屈曲部４６に挟み込み、該ハーネス４１の先端を端子４４に電気的に接続するはんだ付けをする。続いて、クランプカバー４３を図２に示す矢印方向よりクランプ本体４５及びハーネスクランプ本体４２の方に移動し、クランプカバー４３の押圧部４３ｂをクランプ本体４５のガイド部４８ｃ間に差し込み、押圧部４３ｂの先端（図５で下端）に形成する凸部４９と溝４７とを接触し、溝４７及び凸部４９にハーネス４１が挟み込まれ、溝４７及び凸部４９により該ハーネス４１が固定される。これにより、溝４７及び凸部４９はハーネス４１を圧入により固定し、引っ張り力と振動時のハーネス４１の保持の役割を有する。

また、ハーネス４１は屈曲部４６及び屈曲部５０により屈曲状態で保持される。このため、屈曲部４６及び屈曲部５０はハーネス４１の引張り力を横方向(屈曲部５０壁面に垂直方向)へ分散し、その分力と摩擦力でハーネス４１の引抜き力を向上させる機能を有している。
従って、ハーネス４１に引抜方向に力が付勢されても溝４７及び凸部４９、屈曲部４６及び屈曲部５０により保持されて、該ハーネス４１が端子４４より離脱することがない。

本発明の実施の形態のハーネス接続部４０では、ハーネス４１を挟み込む溝４７及び凸部４９の実施的長さは該ハーネス４１の直径の三倍以上の長さを有するので、振動などの外力が加わってもハーネス４１に加わる応力を下げることができ、ハーネス４１を被覆する絶縁被覆及び導体の損傷を防ぐことができる。
さらに、屈曲部４６及び屈曲部５０はハーネス４１の引張り力を横方向(屈曲部５０壁面に垂直方向)へ分散し、その分力と摩擦力でハーネス４１の引抜力を向上させる機能を有している。

また、ハーネス４１をクランプするハーネスクランプ本体４２は端子４４側に設け、ハーネス４１を挟み込む溝４７及び凸部４９、屈曲部４６及び屈曲部５０は外部側、すなわちハーネス４１が導入される側に位置しているので、外部からの引っ張り力を第１に屈曲部４６及び屈曲部５０で受ける構造であり、ハーネス接続部４０に加わる力を軽減することができる。よって、ハーネス４１に作用する抜け荷重を強くすることができ、端子４４に引っ張り力が作用しないようにすることができる。
さらにまた、端子側にクランプ部を設けることで、振動などによるハーネス４１の振動を防止することができるため、ハーネス４１と端子４４とのはんだ付けにおける振動によるストレスが加わらず、耐久性が向上する。
本発明の実施の形態に係る電磁弁１０について説明したが比例電磁弁にも適用できる。

１０ 電磁弁 １１ ハウジング
１２ 円筒部 １３ フランジ部
１５ 軸受機構 １６ 軸受部材
２０ ソレノイド ２１ ボビン
２２ コイル ４０ ハーネス接続部
４１ ハーネス ４２ ハーネスクランプ本体
４３ クランプカバー ４４ 端子
４５ クランプ本体 ４６、５０ 屈曲部
４７ 溝 ４８ ハーネス保持部
４９ 凸部

Claims (1)

1. 円筒壁に複数の流体通路を有するスリーブと、前記スリーブ内を往復動することにより前記流体通路を切り換えるスプールと、前記スプールの軸心方向に直列に配置されたプランジャと、前記プランジャを支持する円筒形状のコア及び電磁力を付与するコイルを保持するケースと、前記コイル及びボビンを封止する樹脂成形体に設けられてコイルに導通するハーネスの一端を結線したハーネス接続部と、
   を備えた電磁弁において、
   前記ハーネス接続部は、
   前記樹脂成形体に一体的に設けられ前記ハーネスの一端を電気的に接続するハーネスクランプ本体と、
   前記ハーネスクランプ本体に係合すると共に、前記ハーネスを挟み込む溝を底部に設けた凹状のガイド部を有するハーネス保持部と、
   前記ガイド部間に嵌挿されて前記ハーネスを挟み込み前記溝に整合する凸部を形成する押圧部を有する共に、前記ハーネス保持部に係合して前記ハーネスクランプ本体に係止されるクランプカバーと、
   を有し、
   前記ハーネスクランプ本体は、前記ハーネスをはんだ付けにより結線するＬ字状に屈曲された一対の端子と、該端子を取り付けたクランプ本体と、前記ハーネスの外径を挟持して該ハーネスを前記端子と略同一方向に指向する一対の溝を形成すると共に、前記クランプ本体に係合するハーネス保持部と、を備え、
   クランプ本体は電磁弁の軸心方向に沿って樹脂成形体の上方に設けられた平板状の母材と、該母材に一側に矩形状の突出部と、を備え、
   前記ハーネス保持部は、前記クランプ本体の突出部に嵌挿する断面矩形状の溝を形成するベースと、前記溝を形成するように上方に指向する矩形状のガイド部と、クランプカバーをガイドして係合するガイド溝と、前記クランプ本体に対するハーネス保持部の長手方向の位置決めを規制し、二つの端子の間を絶縁する板状のストッパと、を備え、
   前記クランプカバーは、前記ハーネス保持部を被覆して前記クランプ本体の突起に係合するカバー部と、該カバー部に接続して設けられ前記ハーネス保持部の溝に係合し前記ハーネスを押圧する板状の押圧部と、を備え、
   前記ガイド部及び前記押圧部により前記溝及び前記凸部を整合して前記ハーネスを挟み込むクランプ部を形成し、前記溝及び前記凸部に設けた屈曲部により前記ハーネスを押圧する屈曲押さえ部を形成したことを特徴とする電磁弁。

Images