JP5895775B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル装置に関する。

ソレノイドの一部を構成するコイル装置は、ボビンに巻き線を巻装してなるコイルが、ヨーク（固定鉄心）に嵌装された構造となっている。ここで油浸型のソレノイドでは、コイルの回りに合成樹脂製の外装体をモールド成形したモールドコイルが適用される。
従来このモールドコイルの一例として、下記特許文献１に示すように、浮き成形によってコイル（ボビン）の回りの全面を外装体が継ぎ目無く覆った構造のものが知られており、シール性に優れるとして実績がある。

特開２００２−２８９５０号公報

ところで上記した浮き成形は、成形終盤まではピンでボビンをキャビティに保持し、終盤になるとピンを後退させて樹脂中に浮いた状態で保持するのであるから、引き続く樹脂の射出圧を受けてボビンが傾くおそれがある。そのため、ある程度傾いてもボビンが露出しないように、モールドされる外装体を肉厚に設定する必要があるが、そうするとモールドコイルが大型化し、ヨークを含めたコイル装置全体が大型化して、搭載スペースの拡大や、重量増に繋がるという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、シール性を確保した上で小型化を実現したコイル装置を提供するところにある。

本発明は、ボビンに巻き線を巻装してなるコイルに対して合成樹脂製の外装体が形成されたモールドコイルと、このモールドコイルが一側面側から嵌装される環形溝状をなすヨークとが具備されたコイル装置であって、前記外装体は、前記コイルの外周面を覆う外周部と、前記コイルにおける嵌装方向後方の側面を覆う側面部のみを備え、前記外装体の前記外周部と前記ヨークの外周壁との間には外シールリングが、前記外装体の前記側面部の内周縁と前記ヨークの内周壁との間には内シールリングがそれぞれ介設されており、前記ヨークの前記内周壁における前記内シールリングの装着位置の前記嵌装方向の後方位置には、同内シールリングを抜け止めする止め具が取り付けられているところに特徴を有する。

モールド成形される外装体が外周部と側面部の２面のみに限られ、しかも２面のみに限ったことで浮き成形をすることが不要であるから、徒に肉厚とする必要がない。そのためモールドコイルが小型にまとまる。同モールドコイルをヨークに嵌装することに伴い、ヨークと外装体との間に介設された内外のシールリングによって、コイルの防水が図られる。また、内シールリングは、止め具で抜け止めされた形態で、外装体の側面部の内周縁とヨークの内周壁との間で弾縮されてシールされる。
すなわち、シール性を確保した上でモールドコイルの小型化が実現でき、ヨークを含めたコイル装置全体が小型化できて、搭載スペースの縮小や、重量減等を図ることができる。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記外装体の前記外周部と前記ヨークの前記外周壁におけるそれぞれの対向周面が、軸線方向に間隔を開けて対向する段差面をそれぞれ設けた段差状に形成され、前記外シールリングが前記両段差面の間に構成される装着空間に装着されている。
外シールリングは、両段差面の間の装着空間に装着された形態で、外装体の外周部とヨークの外周壁の対向周面間で弾縮されてシールされる。

（２）前記外シールリングが前記両段差面の間で弾縮されているとともに、前記内シールリングが前記止め具と前記ボビンとの間で弾縮されている。内外のシールリング共に、軸シールに加えて面シールを行うことにも機能し、シール性をさらに向上させることができる。

（３）前記内シールリングの止め具が、前記モールドコイルを前記ヨークに対して抜け止めする機能を併せて果たすようになっている。モールドコイルの抜け止め手段を別途設ける場合と比較して、全体構造が簡略にできる。

本発明のコイル装置によれば、シール性を確保した上で小型化を実現することができる。

本発明の一実施形態に係るモールドコイルをヨークに組み付ける動作を示す断面図 モールド成形時の断面図 モールドコイルの正面図 同平面図 同側断面図 モールドコイルがヨークに組み付けられた状態の正面図 同断面図 図７の部分拡大図

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図８に基づいて説明する。
この実施形態のコイル装置は、図１に示すように、モールドコイル１０とヨーク４０（固定鉄心）とから構成されている。それに加え、外シールリング３０、内シールリング３２、及び止め具であるＣリング３４が備えられている。

モールドコイル１０は、合成樹脂製のボビン１２に銅線からなる巻き線１３が巻き付けられてコイル１１が形成され、このコイル１１が、図２に示すように、開閉かつ分割可能な成形型Ｋにセットされてモールド成形されることにより、同コイル１１の回りに合成樹脂製の外装体２０が形成され、図３ないし図５にも示すように、全体として環形に形成されている。

外装体２０は、図１に示すように、コイル１１の外周面すなわちボビン１２の開口周面を覆う外周部２１と、コイル１１の一方の側面すなわちボビン１２の一方の側面を覆う側面部２３とが一体化された断面Ｌ字形をなす環形に形成されている。
なお、外装体２０の側面部２３の外周の一部からは、巻き線１３に接続された一対の接続端子１５を並べて埋設した接続部２６が突設されている。

外装体２０における外周部２１の外面は、幅方向における一側（接続部２６が形成された側）の略半分の領域が所定寸法拡径された段差状に形成されている。その段差面２２の高さは、外シールリング３０の断面の直径よりも所定寸法小さく設定されている。
一方、外装体２０の側面部２３の内周縁２４は、ボビン１２の内周面よりも所定寸法外側に控えた位置に来るように形成されている。この側面部２３の内周縁２４が控えた寸法は、外シールリング３０の断面の直径よりも所定寸法小さく設定されている。

ヨーク４０は、図１に示すように、上記したモールドコイル１０を一側面側から緊密に嵌合可能な環形溝状に形成されている。ヨーク４０の嵌合溝４１の深さは、図７に参照して示すように、モールドコイル１０の幅よりも所定寸法大きくなるように設定されている。

ヨーク４０における外周壁４２の溝面４２Ａ（外装体２０の外面との対向周面）は、深さ方向の奥側の略半分の領域が所定寸法縮径された段差状に形成されている。その段差面４３の高さは、外装体２０の段差面２２と同じく、外シールリング３０の断面の直径よりも所定寸法小さく設定されている。
後記するように、モールドコイル１０がヨーク４０の嵌合溝４１の奥まで正規に嵌合された場合に、ヨーク４０の段差面４３と外装体２０の段差面２２とが所定の間隔を開けて軸方向に対向し、外シールリング３０の装着空間４５が形成されるようになっている。この装着空間４５の軸方向の対向間隔は、両段差面２２，４３の間で外シールリング３０を弾縮可能な間隔である。

一方、ヨーク４０における内周壁４６の溝面４６Ａ（ボビン１２の内周面との対向周面）では、その開放縁から所定寸法入った位置、詳細には、モールドコイル１０がヨーク４０の嵌合溝４１の奥まで正規に嵌合された場合における、外装体２０の側面部２３の内周縁２４の内側に対向する位置が、内シールリング３２の装着位置４７となっている。したがって一部既述したように、ヨーク４０の内周壁４６の溝面４６Ａにおける内シールリング３２の装着位置４７と、外装体２０の側面部２３の内周縁２４との間の寸法が、内シールリング３２の断面の直径よりも所定寸法小さく設定されている。

ヨーク４０の内周壁４６の溝面４６Ａにおける装着位置４７の軸線方向の外側には、内シールリング３２を抜け止めするべくＣリング３４を嵌着するための取付溝４８が、全周に亘って形成されている。同取付溝４８の形成位置は詳細には、同じくモールドコイル１０がヨーク４０の嵌合溝４１の奥まで正規に嵌合された場合に、Ｃリング３４と対向したボビン１２の側面との間で、内シールリング３２を弾縮可能な位置である。

続いて、本実施形態に係るコイル装置の組み付け手順の一例を説明する。
モールド成形により形成したモールドコイル１０に対し、図１に示すように、外装体２０の外周部２１の外面に外シールリング３０を嵌装して段差面２２に当てる。このように外シールリング３０が装着されたモールドコイル１０が、同図の矢線に示すように、ヨーク４０の嵌合溝４１内に嵌合され、奥まで嵌合されたところで、図８に詳細に示すように、外シールリング３０が、外装体２０の外周部２１の外面と、ヨーク４０の外周壁４２の溝面４２Ａとの間で径方向に弾縮され、併せて両段差面２２，４３の間で軸線方向に弾縮される。

次に、ヨーク４０の内周壁４６の溝面４６Ａに内シールリング３２を嵌装し、外装体２０の側面部２３の内周縁２４の内側である装着位置４７に、ボビン１２の側面に当たるまで押し込む。内シールリング３２が装着位置４７に装着されたら、図７に示すように、取付溝４８にＣリング３４を嵌着して内シールリング３２を抜け止めする。このとき、図８に詳細に示すように、内シールリング３２が、外装体２０の側面部２３の内周縁２４と、ヨーク４０の内周壁４６の溝面４６Ａとの間で径方向に弾縮され、併せてＣリング３４とボビン１２の対向した側面の間で軸方向に弾縮される。

上記したＣリング３４の装着により、併せてモールドコイル１０がヨーク４０の嵌合溝４１内に抜け止めされて収容されることになり、これにより図５及び図６にも示すように、内外のシールリング３２，３０によってコイル１１の防水が図られたコイル装置が形成される。

本実施形態のコイル装置では、モールドコイル１０をヨーク４０に嵌装することに伴い、ヨーク４０と外装体２０との間に介設された外シールリング３０と内シールリング３２によって、コイル１１の防水が図られる。モールドコイル１０を形成するに当たり、外装体２０を外周部２１と側面部２３の２面のみに留めており、しかも２面に限ったことで、図２に示すように成形型Ｋ内にコイル１１を初めから固定的に支持した形態でのモールド成形が可能で、浮き成形をすることが不要であるから、外周部２１と側面部２３の２面とも徒に肉厚とする必要がない。

そのためモールドコイル１０が小型にまとまり、ヨーク４０も含めてコイル装置全体が小型化できる。また、外装体２０を形成するべく樹脂量が少なくて済み、それだけ重量減が図られ、また材料費も節約できる。
すなわち、シール性を確保した上でモールドコイル１０の小型化が実現でき、ヨーク４０を含めたコイル装置全体が小型化できて、搭載スペースの縮小を図ることができ、また、モールド成形時の樹脂量が削減できで、重量減と材料費の削減を図ることができる。

外シールリング３０と内シールリング３２共に、ヨーク４０と外装体２０との間で軸シールのみならず面シールを施すようになっているから、コイル１１に対するシール性をより向上させることができる。
内シールリング３２を抜け止めするＣリング３４が、モールドコイル１０をヨーク４０に対して抜け止めする機能を併せて果たすようになっているから、モールドコイル１０の抜け止め手段を別途設ける場合と比較して、全体構造が簡略にできる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、内シールリングを抜け止めする止め具としてＣリングを例示したが、これに限らず、バヨネット形式で装着される止め輪等の他の止め具を用いてもよい。
（２）内シールリングの止め具の形態等に応じて、モールドコイルをヨークから抜け止めする手段を別途備えるようにしてもよい。

（３）外シールリングと内シールリング共に、軸シールのみに機能するようになっていてもよく、そのようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（４）シールリングの装着構造としては、上記実施形態に例示した構造に限らず、例えば外シールリングについては、外装体の外周部の外面に凹溝を全周に亘って形成したり、また内シールリングについては、外装体の側面部を肉厚として、その内周面に凹溝を全周に亘って形成するようにしてもよい。
（５）さらにシールリングを装着する凹溝を、ヨークの周壁の溝面側に形成するようにしてもよい。

１０…モールドコイル
１１…コイル
１２…ボビン
１３…巻き線
２０…外装体
２１…外周部
２２…段差面
２３…側面部
２４…（側面部２３の）内周縁
３０…外シールリング
３２…内シールリング
３４…Ｃリング（止め具）
４０…ヨーク
４１…嵌合溝
４２…外周壁
４２Ａ…溝面（対向周面）
４３…段差面
４５…装着空間
４６…内周壁
４６Ａ…溝面（対向周面）
４７…装着位置
４８…取付溝

Claims (4)

1. ボビンに巻き線を巻装してなるコイルに対して合成樹脂製の外装体が形成されたモールドコイルと、このモールドコイルが一側面側から嵌装される環形溝状をなすヨークとが具備されたコイル装置であって、
   前記外装体は、前記コイルの外周面を覆う外周部と、前記コイルにおける嵌装方向後方の側面を覆う側面部のみを備え、
   前記外装体の前記外周部と前記ヨークの外周壁との間には外シールリングが、前記外装体の前記側面部の内周縁と前記ヨークの内周壁との間には内シールリングがそれぞれ介設されており、
   前記ヨークの前記内周壁における前記内シールリングの装着位置の前記嵌装方向の後方位置には、同内シールリングを抜け止めする止め具が取り付けられていることを特徴とするコイル装置。
2. 前記外装体の前記外周部と前記ヨークの前記外周壁におけるそれぞれの対向周面が、軸線方向に間隔を開けて対向する段差面をそれぞれ設けた段差状に形成され、前記外シールリングが前記両段差面の間に構成される装着空間に装着されていることを特徴とする請求項１記載のコイル装置。
3. 前記外シールリングが前記両段差面の間で弾縮されているとともに、前記内シールリングが前記止め具と前記ボビンとの間で弾縮されていることを特徴とする請求項２記載のコイル装置。
4. 前記内シールリングの止め具が、前記モールドコイルを前記ヨークに対して抜け止めする機能を併せて果たすようになっていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のコイル装置。

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