| 【発明の名称】 |
電磁弁ソレノイド |
| 【発明者】 |
【氏名】加藤 猛美
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| 【要約】 |
【課題】電磁弁を構成するソレノイド部の組立作業性を向上する。
【解決手段】電磁弁ソレノイドを構成するソレノイド組立体２６は、外側にコイル２９が巻き付けられ、かつ内側に可動コア３３が軸方向に摺動自在に装着されるボビン２８と、このボビン２８が組み込まれる磁気フレーム３１を有している。磁気フレーム３１にはホルダー４０が取り付けられ、コイル２９のリード端子２９ａと給電ケーブル４２が接続され、給電ケーブル４２とリード端子２９ａとの間には給電制御器４３が設けられる。給電ケーブル４２の接続端子にはグロメット５１が設けられ、ソレノイド組立体２６を基板４１とグロメット５１の一部は、樹脂成形部２７により封止される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁体が組み込まれた弁ブロックに取り付けられ、前記弁体を作動する電磁弁ソレノイドであって、外側にコイルが巻き付けられ、かつ内側に可動コアが軸方向に摺動自在に装着されるボビン、このボビンが組み込まれる磁気フレームを有するソレノイド組立体と、前記磁気フレームにホルダーを介して取り付けられ、前記コイルのリード端子と給電ケーブルが接続され、前記給電ケーブルと前記リード端子との間に設けられた給電制御器が設けられた基板と、前記給電ケーブルの接続端子に設けられたグロメットと、前記ソレノイド組立体を前記基板と前記グロメットの一部とともに封止する樹脂成形部とを有し、前記基板を前記樹脂成形部内に埋め込むようにしたことを特徴とする電磁弁ソレノイド。
【請求項２】 請求項１記載の電磁弁ソレノイドにおいて、前記樹脂成形部を樹脂成形する前に前記基板の表面および前記給電制御器を耐熱樹脂により覆うようにしたことを特徴とする電磁弁ソレノイド。
【請求項３】 請求項１または２記載の電磁弁ソレノイドにおいて、前記磁気フレームにホルダーを係合し、そのホルダーに基板を係合させることにより、前記ホルダーを介して前記基板を前記磁気フレームに取り付けるようにしたことを特徴とする電磁弁ソレノイド。
【請求項４】 請求項１，２または３のいずれか１に記載の電磁弁ソレノイドにおいて、前記給電ケーブルの先端部を前記基板と前記ソレノイド組立体との間の隙間に這い回すようにしたことを特徴とする電磁弁ソレノイド。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流体流路の開閉や流れの方向などを変える方向制御弁を電磁石により作動するようにした電磁弁における電磁弁ソレノイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】空気圧配管に空気を流したり、流れを停止したり、流れの方向を変えるために切換弁、逆止弁などの方向制御弁が使用されており、これらの方向制御弁のうち電磁石により弁体を作動するようにしたタイプのものは電磁弁と言われる。
【０００３】電磁弁には、電磁石により操作される弁体により直接流れの開閉や方向を変えるタイプの直動式と、電磁石により内部のパイロット弁を駆動してその出力により主弁の弁体を作動することによって流路の方向制御などを行うタイプの間接作動式とがある。
【０００４】切換弁には、空気の入力ポートと出力ポートの２つのポートを有する２ポート弁、供給ポートと出力ポートと排気ポートの３つのポートを有する３ポート弁、供給ポートと２つの出力ポートと排気ポートの４つのポートを有する４ポート弁、さらに、供給ポートに加えて２つずつ出力ポートと排気ポートを有する５ポート弁などがある。
【０００５】このような電磁弁ににあっては、通常、流路を制御する弁ブロック部とこの中に組み込まれた弁体を作動するためのソレノイド部とを有しており、ソレノイド部内における電磁石つまりソレノイドに接続される電気結線の方式には、リード線式とターミナル式と差し込みプラグ式とがある。
【０００６】リード線式はソレノイド部と引き出し部とを同時にモールドしたタイプの結線方式であり、給電ケーブルの先端部にはグロメットが取り付けられ、このグロメットは樹脂成形部に一部が埋め込まれることになる。ターミナル式は丸形板端子などの圧着端子が取り付けられるターミナル端子台によるものと、通常ＤＩＮ端子と言われピンプラグとＤＩＮソケットを有するものとがある。差し込みプラグ式はソレノイド部にコネクタピンを内蔵し、これにリード線付きのコネクタを差し込むタイプのものである。
【０００７】このような電磁弁における電磁石つまりソレノイドの構造については、たとえば、株式会社オーム社 1989年２月25日発行の「新版油空圧便覧」第４７３頁〜第４７８頁に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】電磁弁のソレノイド部の基本的構造は、間接作動式および直接作動式のいずれのタイプについても同様であり、いずれのポート数の電磁弁についても同様であるが、電磁弁を構成する弁ブロック部に比してソレノイド部の構造は複雑であり、その製造に際しては、ソレノイドの組立や成形に多くの工程が必要となっている。
【０００９】そのため、ソレノイド部を構成する部品の点数を低減し、その組立作業性を向上させることが必要となっている。
【００１０】本発明の目的は、電磁弁を構成するソレノイド部の組立作業性を向上することにある。
【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１３】すなわち、本発明の電磁弁ソレノイドは、弁体が組み込まれた弁ブロックに取り付けられ、前記弁体を作動する電磁弁ソレノイドであって、外側にコイルが巻き付けられ、かつ内側に可動コアが軸方向に摺動自在に装着されるボビン、このボビンが組み込まれる磁気フレームを有するソレノイド組立体と、前記磁気フレームにホルダーを介して取り付けられ、前記コイルのリード端子と給電ケーブルが接続され、前記給電ケーブルと前記リード端子との間に設けられた給電制御器が設けられた基板と、前記給電ケーブルの接続端子に設けられたグロメットと、前記ソレノイド組立体を前記基板と前記グロメットの一部とともに封止する樹脂成形部とを有し、前記基板を前記樹脂成形部内に埋め込むようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】本発明にあっては、基板を樹脂成形部により封止するようにしたので、基板の取付を樹脂成形部の成形と同時に行うことができ、ソレノイドの組立性が向上することになる。
【００１５】前記樹脂成形部を樹脂成形する前に前記基板の表面および前記給電制御器を耐熱樹脂により覆うようにすると、樹脂成形部を射出成形金型により成形する際に、溶融樹脂の熱により給電制御器が損傷することが防止される。また、前記磁気フレームにホルダーを係合し、そのホルダーに基板を係合させることにより、前記ホルダーを介して前記基板を前記磁気フレームに取り付けることにより、基板とコイルのリード端子との半田付けを行う際にその作業性を向上することができる。さらに、前記給電ケーブルの先端部を前記基板と前記ソレノイド組立体との間の隙間に這い回すようにすることにより、給電ケーブルを強固にソレノイド部に取り付けることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明の一実施の形態であるソレノイドが組み込まれた電磁弁を示す断面図であり、図２（Ａ）は図１の外観形状を示す正面図であり、図２（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。
【００１８】図示するように、この電磁弁１０は弁ブロック部１１とソレノイド部１２とを有している。弁ブロック部１１はアルミニウム合金あるいは樹脂により形成されたほぼ直方体形状となっており、この中には貫通孔１４が形成されている。弁ブロック部１１の一端部には、貫通孔１４内に嵌合される筒部１５ａを有するカバー１５が取り付けられ、貫通孔１４の一端部は閉塞されるようになっている。
【００１９】弁ブロック部１１には貫通孔１４と筒部１５ａとにより弁体収容孔１６が形成されている。図示する電磁弁は３ポート電磁弁であり、外部から圧縮空気が供給される供給ポート１７と、ここに供給された空気を空気圧機器に流出させるための出力ポート１８と、空気圧機器から排出される空気を外部に案内するための排気ポート１９とがそれぞれ弁体収容孔１６に連通させて形成されている。排気ポート１９は筒部１５ａに形成された複数の孔１５ｂを介して弁体収容孔１６内に連通されている。
【００２０】弁体収容孔１６内には主弁軸２０が軸方向に摺動自在に装着されており、この主弁軸２０の中央部分には、供給ポート１７と出力ポート１８とを連通させるとともに出力ポート１８と排気ポート１９との連通を遮断する位置と、図１に示すように供給ポート１７と出力ポート１８との連通を遮断するとともに出力ポート１８と排気ポート１９とを連通させる位置とに切換制御する弁体２１が設けられている。この弁体２１はポペットタイプとなっているが、スプールタイプの主弁を設けるようにしても良く、３ポートに限られることなく、５ポートにしても良い。
【００２１】主弁軸２０の両端部には弁体収容孔１６の内周面に摺動接触するシール部２２，２３が設けられており、弁体収容孔１６と外部とがシールされている。カバー１５と主弁軸２０との間には、圧縮コイルばね２４が組み込まれており、主弁軸２０には常に供給ポート１７を閉じる方向のばね力が付勢されている。このカバー１５は金属製でも樹脂製でも良い。
【００２２】ソレノイド部１２はソレノイド組立体２６とこれを樹脂封止する樹脂成形部２７とを有している。ソレノイド組立体２６は円筒部２８ａの両端にフランジ部２８ｂ，２８ｃが設けられたボビン２８を有しており、円筒部２８ａの外側にはコイル２９が巻き付けられている。ボビン２８は図１に示されるように四辺形の枠状となった磁性体製の磁気フレーム３１の中に組み込まれるようになっている。
【００２３】図３は磁気フレーム３１を示す斜視図であり、所定の形状に裁断された帯状の鉄板を折り曲げることにより形成されている。
【００２４】ボビン２８の中には弁ブロック側に固定コア３２が組み込まれ、この固定コア３２の反対側には可動コア３３が軸方向に摺動自在に装着されている。可動コア３３はコア本体３４とこの先端から突出するとともに固定コア３２に形成された貫通孔を貫通して主弁軸２０の端面に当接する作動ロッド３５とを有し、作動ロッド３５にはコア本体３４内に組み込まれた圧縮コイルばね３６により主弁軸２０に向かうばね力が付勢されている。このばね３６を収容する収容孔は端板３７により閉塞されている。
【００２５】コイル２９に対して外部から電力を供給するために、ソレノイド組立体２６の磁気フレーム３１にはホルダー４０を介してプリント配線基板４１が取り付けられ、この基板４１に接続された給電ケーブル４２とコイル２９のリード端子２９ａとが基板４１に設けられたダイオードなどの給電制御器４３を介して電気的に接続されるようになっている。
【００２６】図４はホルダー４０を示す図であり、図５は基板４１の概略構造を示す図であり、このホルダー４０は全体的に平面ほぼＴ字形状となっており、磁気フレーム３１に形成された係合孔４５に係合する係合爪４５ａと、磁気フレーム３１に形成された２つの係合溝４６に係合する２つの係合爪４６ａとを有し、これらの係合爪４５ａ，４６ａによりホルダー４０は磁気フレーム３１に取り付けられることになる。
【００２７】このホルダー４０により基板４１を保持するために、ホルダー４０には基板４１に形成された係合孔４７に係合する係合爪４７ａが形成され、基板４１に形成された係合溝４８に係合して基板４１を両側から挟むための係合爪４８ａが形成されている。
【００２８】図６は給電ケーブル４２が接続された基板４１を示す側面図であり、給電ケーブル４２の取付端部にはゴムや樹脂などからなるグロメット５１が取り付けられており、給電ケーブル４２のうちグロメット５１から突出した給電ケーブル４２の先端部は、基板４１の背面側つまり基板４１とソレノイド組立体２６との間にホルダー４０により形成される隙間を這い回されており、その先端部から突出されたリード線の部分が基板４１の上面に形成されたプリント配線に半田付けにより電気的に接続されている。このように、給電ケーブル４２の先端部を基板４１の背面側に這い回すことにより、給電ケーブル４２と基板４１との接続を強固とすることができる。
【００２９】なお、図５に示すように、基板４１には給電ケーブル４２が貫通する孔５２ａと、コイル２９の先端のリード端子２９ａが貫通する孔５２ｂとがそれぞれ２つずつ形成されている。
【００３０】基板４１の表面に形成されたプリント配線の部分と基板４１の上に配置された給電制御器４３を覆うようにシリコンゴムなどからなる耐熱性樹脂５３が塗布されるようになっている。
【００３１】ソレノイド組立体２６の端面には、図１に示すように、カバー５４が取り付けられるようになっており、このカバー５４には弾性変形自在の可撓性の樹脂などにより形成された手動操作用のキャップ５５が組み込まれるようになっている。このキャップ５５は可動コア３３の端面に対向しており、キャップ５５を押し付けることにより、コイル２９に通電することなく、手動操作により主弁軸２０を作動させることができる。
【００３２】ボビン２８の一端部内にはフランジ部と円筒部とを有する金属製の磁気リング５６が嵌合されるようになっている。ボビン２８の内面にこの中に組み込まれる磁気リング５６に接触する突起を設けるようにすれば、磁気リング５６をボビン２８内に組み付けた際に磁気リング５６の外れを防止することができる。
【００３３】上述したソレノイド部１２を製造するには、まず、磁気フレーム３１内にコイル２９が巻き付けられたボビン２８を組み付け、ボビン２８の端部に金属製の磁気リング５６を挿入することによりソレノイド組立体２６を組み立てる。
【００３４】次いで、図６に示すようにグロメット５１および給電ケーブル４２が組み付けられた基板４１を、ホルダー４０を用いてソレノイド組立体２６の磁気フレーム３１に組み付ける。これにより、基板４１が磁気フレーム３１に仮り止めされた状態となる。このこの状態のもとで、まず、リード端子２９ａの先端をプリント配線基板の所定の位置に半田付けした後に、樹脂成形金型内にソレノイド組立体２６を配置する。金型を締め付けた状態のもとで、金型内に樹脂を注入することにより、この樹脂により樹脂成形部２７が図示する形状に成形される。
【００３５】この溶融樹脂を用いた射出成形時つまりモールド時には、コイル２９と磁気フレーム３１との隙間に樹脂が入り込むとともに、基板４１およびグロメット５１の一部は樹脂成形部２７を形成するための樹脂により埋め込まれる。基板４１はそれに設けられたダイオードなどの給電制御器を含めて樹脂成形部２７により覆われることになる。
【００３６】このようにして樹脂成形部２７が形成された後に、固定コア３２および可動コア３３がボビン２８内に組み込むことにより、ソレノイド部１２の組立が完了する。ソレノイド部１２と弁ブロック部１１とをねじ部材を用いて連結し、カバー５４をねじ結合することにより、図１に示す電磁弁１０の組立が完了する。電磁弁１０が使用される際には、取付金具５７により所定の位置に据え付けられることになる。
【００３７】以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３８】たとえば、電磁弁の構造としては、図示する場合には直動式の電磁弁を示すが、間接作動式の電磁弁に本発明のソレノイドを適用するようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００４０】(1).電磁弁ソレノイドのソレノイド組立体を樹脂成形部により樹脂封止するとともに基板をも樹脂封止することにより電磁弁ソレノイドの製造効率を向上することができる。
【００４１】(2).樹脂成形部を成形する際に溶融状態の樹脂がプリント配線や半田付け部に直接接触しないように、耐熱樹脂により基板の表面を覆うことにより、樹脂成形に際して給電制御器や半田付け部の損傷が防止される。
【００４２】(3).給電ケーブルを基板の背面に這い回すことにより、給電ケーブルをソレノイド部に強固に接続することできる。
【００４３】(4).基板をホルダーを介してソレノイド部に取り付けることにより、リード線を基板の所定の個所に半田付けする際における半田付け作業性が良好となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４５６１１
【氏名又は名称】株式会社コガネイ
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 大和 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１８０５８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２８３７７４ |
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