JP7111550B2

JP7111550B2 - 電磁弁

Info

Publication number: JP7111550B2
Application number: JP2018143533A
Authority: JP
Inventors: 義宜小林; 宣尚渡邊
Original assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2038-07-31
Also published as: JP2020020382A

Description

本発明は、コイルへの通電により可動鉄心を固定鉄心に吸引し、可動鉄心の移動により弁体を作動して流体を制御する電磁弁に関する。

この種の電磁弁は、コイルを巻回したボビンと、コイルと接続したリード線（端子部）とを被覆樹脂部材により被覆して一体形成している。固定鉄心（ステータ）は環状孔（収容部）と挿通孔（貫通孔）を形成し、コイル及びボビンを環状孔（収容部）へ収容すると共に、リード線を挿通孔（貫通孔）に挿通している。そして、リード線（端子部）をターミナルと溶接で接続し、コネクタキャップを樹脂で成形する。このとき、被覆樹脂部材のコネクタ側をコネクタキャップと溶着して、ボビンをコネクタに一体的に固定している。

特開２００２－１１０４１９号公報

ところが、かかる従来の電磁弁では、コネクタキャップの樹脂成形で、被覆樹脂部材のコネクタ側をコネクタキャップと溶着して、ボビンを軸方向に位置決め固定をしているため、ボビンを固定鉄心へ固定することが煩雑であるという問題点があった。

本発明の課題は、ボビンを固定鉄心へ簡単に固定し得る電磁弁を提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
コイルへの通電非通電で弁体を作動して流体を制御する電磁弁において、コイルを巻回した略円筒形状のボビンと、ボビンを収容する略環状の環状孔を有する固定鉄心と、通電により固定鉄心に吸引される可動鉄心と、可動鉄心と連結する弁体とを備え、ボビンは固定鉄心の環状孔の壁面と対向する周面に第１係合部を有すると共に、軸方向一端側に凸部を有し、固定鉄心は環状孔の壁面に第１係合部と係合する第２係合部を有すると共に、環状孔の底面に凸部を挿通する挿通孔を有し、第１係合部と第２係合部を係合して軸方向位置を規制すると共に、凸部を挿通孔に挿通して径方向位置を規制し、ボビンを固定鉄心に位置決め固定し、ボビンの周面には、凸部側の端部と第１係合部との間に当接部を形成し、環状孔へのボビンの収容で当接部と第２係合部とが当接する位置を当接開始位置とし、当接開始位置から凸部の軸方向端面までの軸方向長さ寸法を、当接開始位置から環状孔の底面までの軸方向長さ寸法よりも大きく設定した。

この場合、前記凸部は軸方向中心に貫通孔を形成し、前記コイルは電源側に接続するリード線と結線し、リード線を前記凸部の貫通孔に挿通してもよい。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、コイルを巻回した略円筒形状のボビンと、ボビンを収容する略環状の環状孔を有する固定鉄心と、通電により固定鉄心に吸引される可動鉄心と、可動鉄心と連結する弁体とを備え、ボビンは固定鉄心の環状孔の壁面と対向する周面に第１係合部を有すると共に、軸方向一端側に凸部を有し、固定鉄心は環状孔の壁面に第１係合部と係合する第２係合部を有すると共に、環状孔の底面に凸部を挿通する挿通孔を有し、第１係合部と第２係合部を係合して軸方向位置を規制すると共に、凸部を挿通孔に挿通して径方向位置を規制し、ボビンを固定鉄心に位置決め固定した。このため、第１係合部と第２係合部を係合して軸方向の位置決め固定すると共に、凸部を挿通孔に挿通して径方向の位置決め固定することができるから、樹脂成形でボビンを固定鉄心に固定する従来弁に比し、ボビンを固定鉄心へ簡単に固定することができる。また、ボビンの周面には、凸部側の端部と第１係合部との間に当接部を形成し、環状孔へのボビンの収容で当接部と第２係合部とが当接する位置を当接開始位置とし、当接開始位置から凸部の軸方向端面までの軸方向長さ寸法を、当接開始位置から環状孔の底面までの軸方向長さ寸法よりも大きく設定した。このため、凸部を挿通孔に挿通してから第１係合部と第２係合部とを係合することができ、ボビンを径方向に位置決めした状態で軸方向の位置決めを行うことがきるから、ボビンを固定鉄心へより一層簡単に固定することができる。

また、請求項２に記載の発明は、凸部は軸方向中心に貫通孔を形成し、コイルは電源側に接続するリード線と結線し、リード線を凸部の貫通孔に挿通した。このため、凸部はボビンを径方向に位置決め固定をすることに加え、リード線を電源側へ導出するから、リード線を電源側へ導出する挿通孔を固定鉄心に格別に設ける必要がなく、簡易な構成にできる。

本発明の一実施形態を示した電磁弁の断面図である。図１の要部拡大図である。図２の線Ａ－Ａに沿った断面図である。図２とは異なる状態を示した要部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１ないし図３において、１は略円柱形状の固定鉄心で、弁本体２に螺着している。固定鉄心１は、一側面に略環状の環状孔３を窪み形成すると共に、他側面に収容孔４を窪み形成している。また、固定鉄心１は環状孔３の底面３Ａに収容孔４へ連通する２つの挿通孔５Ａ、５Ｂを貫通形成している。１Ａは環状孔３の径方向内方に窪み形成したばね収容孔で、後述するばね部材２４を内部に収容している。６は固定鉄心１に外嵌したＯリングで、固定鉄心１と弁本体２との間を液密的に密封している。

７はコイル８を巻回する略円筒形状のボビンで、弾性変形可能な樹脂材から形成し、軸方向の一端面７Ａに２つの凸部９Ａ、９Ｂを一体形成して突設している。ボビン７は軸方向中心に挿通孔７Ｂを貫通形成し、凸部９Ａ、９Ｂ側に開口端７Ｃを有する。凸部９Ａ、９Ｂは軸方向中心に貫通孔１０Ａ、１０Ｂを貫通形成している。１１Ａ、１１Ｂはリード線で、コイル８の図示しない巻き始め端および巻き終り端と結線し、凸部９Ａ、９Ｂの貫通孔１０Ａ、１０Ｂを挿通し、コネクタ１２を介して図示しない電源側に接続している。

ボビン７は挿通孔７Ｂの周面としての内周面１３に、第１係合部１３Ａを環状に窪み形成している。第１係合部１３Ａは、軸方向両端を漸次縮径するテーパー状に形成している。ボビン７の内周面１３には、端部としての開口端７Ｃと第１係合部１３Ａとの間に当接部１３Ｂを形成している。当接部１３Ｂは、開口端７Ｃから軸方向下方へテーパー状に漸次縮径したテーパー面と内周面１３との稜部である。固定鉄心１は、環状孔３の内側の壁面３Ｂに第１係合部１３Ａと係合する第２係合部１４Ａを、内側の壁面３Ｂの径方向外方へ環状に突出形成している。第２係合部１４Ａは、軸方向両端を漸次縮径するテーパー状に形成している。そして、ボビン７の凸部９Ａ、９Ｂを固定鉄心１の挿通孔５Ａ、５Ｂに挿通して径方向位置を規制し、第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａを係合して軸方向位置を規制し、ボビン７を固定鉄心１に位置決め固定している。

図４において、ボビン７を固定鉄心１に固定する順序は次のとおりである。
（１）ボビン７を凸部９Ａ、９Ｂ側から固定鉄心１の環状孔３へ挿通し、凸部９Ａ、９Ｂを固定鉄心１の挿通孔５Ａ、５Ｂに挿通して径方向位置を規制する。
（２）ボビン７を軸方向上方へ移動し、ボビン７の当接部１３Ｂが第２係合部１４Ａの下端に当接する。
（３）さらにボビン７を軸方向上方へ押圧すると、ボビン７が径方向外方へ弾性変形しながら軸方向上方へ移動する。
（４）第１係合部１３Ａの上端と第２係合部１４Ａの上端とが当接して第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａが係合すると共に、ボビン７の一端面７Ａと環状孔３の底面３Ａとが当接して、軸方向位置を規制し、図２に示す如く、ボビン７を固定鉄心１に固定する。
このとき、凸部９Ａ、９Ｂを挿通孔５Ａ、５Ｂに挿通してから第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａが係合するように、ボビン７の当接部１３Ｂが第２係合部１４Ａの下端に当接する当接開始位置ａから凸部９Ａ、９Ｂの軸方向端面１５（１つは図示せず）までの軸方向長さ寸法Ａを、当接開始位置ａから環状孔３の底面３Ａまでの軸方向長さ寸法Ｂよりも大きく設定している。

環状孔３の内側の壁面３Ｂは、第２係合部１４Ａと底面３Ａとの間に盗み部１４Ｂを環状に窪み形成している。盗み部１４Ｂは、ボビン７の内周面１３と間隙を有している。１６Ａ、１６Ｂはボビン７の内周面１３と外周面１７にそれぞれ設けたＯリングで、ボビン７の一端面７Ａと軸方向に対向する他端面７Ｄの近傍に配置している。そして、Ｏリング１６Ａは固定鉄心１の環状孔３の内側の壁面３Ｂに当接すると共に、Ｏリング１６Ｂは環状孔３の外側の壁面３Ｃに当接して、ボビン７と固定鉄心１との間を液密的に密封し、固定鉄心１の一側面側からコイル８側への流体漏れを防止している。コネクタ１２は、リード線１１Ａ、１１Ｂと接続した基部を固定鉄心１の収容孔４へ収容し、複数のボルト部材１２Ａで固定鉄心１に固定している。

１８は略円盤状の可動鉄心で、固定鉄心１の一側面側に配置され、コイル８への通電で固定鉄心１に吸引する。１８Ａは可動鉄心１８に形成した貫通孔で、可動鉄心１８の径方向へ複数配置している。貫通孔１８Ａは、可動鉄心１８の固定鉄心１と対向する一側面側と、一側面と反対側の他側面側のドレンを流通する。１９は略リング状の調整部材で、固定鉄心１の一側面側で固定鉄心１と弁本体２との間に介装し、可動鉄心１８のストローク量を調整する。

２０はスプール状の弁体で、ボルト部材２１で可動鉄心１８に連結し、軸方向へ摺動する。弁体２０およびボルト部材２１は、ドレンを流通する貫通孔２０Ａ、２１Ａをそれぞれ軸方向中心に貫通形成し、貫通孔２０Ａと貫通孔２１Ａとは連通している。２２は略円筒形状のスリーブ部材で、軸方向中心に貫通形成した挿通孔２２Ａに弁体２０を挿通し、弁本体２に螺合した固定部材２３で弁本体２に固定している。２３Ａは固定部材２３に形成した貫通孔で、固定部材２３の径方向へ複数配置し、ドレンを流通する。ばね部材２４は、ばね収容孔１Ａの底部と可動鉄心１８の一側面との間に介装し、弁体２０を軸方向下方に付勢する。

２５は弁本体２に形成した弁座で、弁体２０が着座して流体の供給流路２６と排出流路２７との間を遮断し、弁体２０が離脱して供給流路２６と排出流路２７との間を連通する。供給流路２６から弁体２０と弁本体２の摺動隙間をつたって弁体２０の一端側に滞留したドレンは、弁体２０の貫通孔２０Ａ、ボルト部材２１の貫通孔２１Ａ、可動鉄心１８の貫通孔１８Ａ、固定部材２３の貫通孔２３Ａ、スリーブ部材２２と弁本体２の隙間を介して排出流路２７へと排出される。

次に、かかる構成の作動を説明する。
図１は、コイル８の非通電状態を示し、弁体２０はばね部材２４で付勢されて弁本体２の弁座２５に着座し、供給流路２６と排出流路２７との間を遮断している。

この状態で、コイル８を通電すると、可動鉄心１８が固定鉄心１に吸引される。そして、弁体２０はこの吸引力で弁体２０に作用するばね部材２４のばね力に抗して軸方向上方に移動し、弁座２５から離脱して供給流路２６と排出流路２７を連通する。

この状態で、コイル８を非通電にすると、弁体２０はばね部材２４のばね力で軸方向下方へ付勢され弁座２５に着座し、供給流路２６と排出流路２７との間を遮断する。

かかる作動において、コイル８を巻回した略円筒形状のボビン７と、ボビン７を収容する略環状の環状孔３を有する固定鉄心１と、通電により固定鉄心１に吸引される可動鉄心１８と、可動鉄心１８と連結する弁体２０とを備え、ボビン７は固定鉄心１の環状孔３の内側の壁面３Ｂと対向する内周面１３に第１係合部１３Ａを有すると共に、軸方向一端側に凸部９Ａ、９Ｂを有し、固定鉄心１は環状孔３の内側の壁面３Ｂに第１係合部１３Ａと係合する第２係合部１４Ａを有すると共に、環状孔３の底面３Ａに凸部９Ａ、９Ｂを挿通する挿通孔５Ａ、５Ｂを有し、第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａを係合して軸方向位置を規制すると共に、凸部９Ａ、９Ｂを挿通孔５Ａ、５Ｂに挿通して径方向位置を規制し、ボビン７を固定鉄心１に位置決め固定した。このため、第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａを係合して軸方向の位置決め固定すると共に、凸部９Ａ、９Ｂを挿通孔５Ａ、５Ｂに挿通して径方向の位置決め固定することができるから、樹脂成形でボビンを固定鉄心に固定する従来弁に比し、ボビン７を固定鉄心１へ簡単に固定することができる。

また、凸部９Ａ、９Ｂは軸方向中心に貫通孔１０Ａ、１０Ｂを形成し、コイル８は電源側に接続するリード線１１Ａ、１１Ｂと結線し、リード線１１Ａ、１１Ｂを凸部９Ａ、９Ｂの貫通孔１０Ａ、１０Ｂに挿通した。このため、凸部９Ａ、９Ｂはボビン７を径方向に位置決め固定をすることに加え、リード線１１Ａ、１１Ｂを電源側へ導出するから、リード線１１Ａ、１１Ｂを電源側へ導出する挿通孔を固定鉄心１に格別に設ける必要がなく、簡易な構成にできる。

また、ボビン７の内周面１３には、凸部９Ａ、９Ｂ側の開口端７Ｃと第１係合部１３Ａとの間に当接部１３Ｂを形成し、環状孔３へのボビン７の収容で当接部１３Ｂと第２係合部１４Ａとが当接する位置を当接開始位置ａとし、当接開始位置ａから凸部９Ａ、９Ｂの軸方向端面１５までの軸方向長さ寸法Ａを、当接開始位置ａから環状孔３の底面３Ａまでの軸方向長さ寸法Ｂよりも大きく設定した。このため、凸部９Ａ、９Ｂを挿通孔５Ａ、５Ｂに挿通してから第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａとを係合することができ、ボビン７を径方向に位置決めした状態で軸方向の位置決めを行うことがきるから、ボビン７を固定鉄心１へより一層簡単に固定することができる。

また、第１係合部１３Ａの軸方向両端と第２係合部１４Ａの軸方向両端はそれぞれ漸次縮径してテーパー状に形成した。このため、テーパー状の各両端部で第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａとの係合をガイドするから、スムーズにボビン７を固定鉄心１へ固定することができる。また、環状孔３の内側の壁面３Ｂは、第２係合部１４Ａと底面３Ａとの間に盗み部１４Ｂを環状に窪み形成し、ボビン７の内周面１３と間隙を有した。このため、第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａとが係合する際に、当接部１３Ｂと第１係合部１３Ａとの間の内周面１３は、環状孔３の内側の壁面３Ｂと当接しないから、第１係合部１３Ａと第２係合部１４Ａとを確実に係合することができる。

なお、前述の一実施形態では、リード線１１Ａ、１１Ｂを挿通したボビン７の凸部９Ａ、９Ｂを固定鉄心１の挿通孔５Ａ、５Ｂへ挿通して、固定鉄心１の収容孔４に収容したコネクタ１２とリード線１１Ａ、１１Ｂとを接続したが、リード線１１Ａ、１１Ｂをボビン７の一端面７Ａの凸部９Ａ、９Ｂを突設形成した箇所とは異なる位置から導出し、固定鉄心１の挿通孔５Ａ、５Ｂとは別に設けた挿通孔から収容孔４側へ挿通してコネクタ１２と接続してもよい。また、当接部１３Ｂは開口端７Ｃから軸方向下方へテーパー状に漸次縮径したテーパー面と内周面１３との稜部としたが、テーパー面を形成しないで、開口端７Ｃを当接部としてもよい。また、第１係合部１３Ａの軸方向両端と第２係合部１４Ａの軸方向両端はそれぞれ漸次縮径してテーパー状に形成したが、矩形状に形成したり、第１係合部１３Ａを球面状に窪み形成し、第２係合部１４Ａを球面状に突出形成したりしてもよい。また、ボビン７の凸部９Ａ、９Ｂはボビン７の一端面７Ａに一体形成したが、鋼管や硬質チューブ等の円筒部材をボビン７の一端面７Ａに接合して凸部９Ａ、９Ｂを形成してもよい。また、第１係合部１３Ａはボビン７の挿通孔７Ｂの内周面１３に環状に窪み形成し、第２係合部１４Ａは固定鉄心１の環状孔３の内側の壁面３Ｂに環状に突出形成したが、これに限らず、第１係合部１３Ａを挿通孔７Ｂの外周面１７に形成し、第２係合部１４Ａを環状孔３の外側の壁面３Ｃに形成したり、第１係合部１３Ａを環状に突出形成し、第２係合部１４Ａを環状に窪み形成したりしてもよいことは勿論である。

１：固定鉄心
３：環状孔
３Ａ：底面
３Ｂ：壁面
５Ａ、５Ｂ：挿通孔
７：ボビン
７Ｃ：開口端（端部）
８：コイル
９Ａ、９Ｂ：凸部
１０Ａ、１０Ｂ：貫通孔
１１Ａ、１１Ｂ：リード線
１３：内周面（周面）
１３Ａ：第１係合部
１３Ｂ：当接部
１４Ａ：第２係合部
１８：可動鉄心
２０：弁体
ａ：当接開始位置

Claims

コイルへの通電非通電で弁体を作動して流体を制御する電磁弁において、コイルを巻回した略円筒形状のボビンと、ボビンを収容する略環状の環状孔を有する固定鉄心と、通電により固定鉄心に吸引される可動鉄心と、可動鉄心と連結する弁体とを備え、ボビンは固定鉄心の環状孔の壁面と対向する周面に第１係合部を有すると共に、軸方向一端側に凸部を有し、固定鉄心は環状孔の壁面に第１係合部と係合する第２係合部を有すると共に、環状孔の底面に凸部を挿通する挿通孔を有し、第１係合部と第２係合部を係合して軸方向位置を規制すると共に、凸部を挿通孔に挿通して径方向位置を規制し、ボビンを固定鉄心に位置決め固定し、ボビンの周面には、凸部側の端部と第１係合部との間に当接部を形成し、環状孔へのボビンの収容で当接部と第２係合部とが当接する位置を当接開始位置とし、当接開始位置から凸部の軸方向端面までの軸方向長さ寸法を、当接開始位置から環状孔の底面までの軸方向長さ寸法よりも大きく設定したことを特徴とする電磁弁。
前記凸部は軸方向中心に貫通孔を形成し、前記コイルは電源側に接続するリード線と結線し、リード線を前記凸部の貫通孔に挿通したことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。