(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムによりソレノイド本体を形成し、
前記固定コラムの後端部に、前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部を成形する際に樹脂材料が入り込む小径の溝を形成し、
前記樹脂封止部を成形する際に、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部内に嵌合される嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けるとともに軸方向に摺動自在となりばね力が付勢された位置決め部材が接触する接触面を前記固定コラムに前記樹脂封止部から露出させて形成したことを特徴とする電磁弁のソレノイド。
【請求項２】
コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムを有するソレノイド本体を組み立てる工程と、
前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部に対応した空洞部を形成する第１と第２の金型の一方に設けられた嵌合ピンに、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部を嵌合させる嵌合工程と、
他方の金型に軸方向に摺動自在に設けられるとともにばね力が付勢された位置決め部材と前記嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けてこれを位置決めする位置決め工程と、
前記空洞部内に前記金型を型閉めした状態で樹脂を注入し、前記固定コラムの後端部に形成された小径の溝の中に樹脂を入り込ませながら前記樹脂封止部を成形する成形工程とを有することを特徴とする電磁弁のソレノイドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁弁およびその製造方法に関し、特に電磁弁におけるソレノイドおよびこれを製造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コイルが設けられたソレノイドを有する電磁弁としては、ソレノイドへの通電により作動するプランジャにより直接弁体を駆動するようにした直動式の電磁弁と、弁体にピストンを設け、このピストンを作動するための流体の供給をプランジャによって制御するようにした間接作動式の電磁弁とがある。
【０００３】
間接作動式の電磁弁としては、たとえば、実開平４−２８２０２号公報に開示されるようなものがあり、コイルが巻き付けられた円筒形状のボビンの中には、固定コアとも指称される固定コラムが固定され、プランジャが軸方向に摺動自在に装着されている。このプランジャには流路を開閉する弁体が設けられ、流路を閉塞する方向のばね力が付勢されており、コイルに通電することによりプランジャが流路を開く方向に軸方向に作動するようになっている。
【０００４】
間接作動式の電磁弁には、たとえば、実開平４−７８３７７号公報に示されるように、プランジャを２つ有し、それぞれを別々にコイルにより作動するようにしたタイプのものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１は電磁弁に用いられる従来のソレノイド１０を示す断面図であり、このソレノイド１０は断面Ｕ字形状の磁気フレーム１１を有し、この磁気フレーム１１には、両端部にフランジが設けられかつソレノイドコイル１２が巻き付けられたボビン１３が配置されるようになっている。ボビン１３の後端部には固定コラム１４が取り付けられており、磁気フレーム１１の外側は、コイル１２に電気的に接続されているケーブル１６の一部を含めて、樹脂製の封止部１５により覆われている。磁気フレーム１１の外方端面にはカバー１７が取り付けられるようになっており、このカバー１７と固定コラム１４との間には、固定コラム１４を前方に押し付けるための波形のウェーブワッシャ１８が組み込まれている。
【０００６】
ボビン１３の前端部内にはプランジャ１９が軸方向に摺動自在に装着されるようになっており、コイル１２に通電するとプランジャ１９の後端面は固定コラム１４の先端面に当接することになる。このプランジャ１９の移動ストロークはこのプランジャ１９の先端部に設けられる弁体の移動ストロークともなるので、高い精度が要求されることになる。
【０００７】
このため、固定コラム１４の後端部に形成されるフランジ部１４ａと同一の径を有するコラム素材を切削する際には、切削部の長さＬの寸法を前記した高い精度となるように切削作業を行う必要がある。また、フランジ部１４ａが接触する磁気フレーム１１の一部分１４ｂを座ぐり加工しているが、その部分１４ｂの寸法精度も同様に高くすることが必要である。
【０００８】
したがって、従来では、フランジ部１４ａの外径を有するコラム素材を用いてフランジ部１４ａ以外の殆どの部分を切除しなければならないので、材料が無駄になるのみならず、磁気フレーム１１の座ぐり加工および固定コラム１４の切削加工の加工精度を高める必要があり、切削加工後の固定コラム１４の寸法を測定しなければならないので製造が容易ではなく、さらには所定の精度となって製品化される製品の歩留りも低くなるという問題点がある。
【０００９】
このような問題点は、固定コラム１４を磁気フレーム１１に対してねじ部材を用いて固定するようにした場合にも同様である。
【００１０】
また、実開平６−２６２１号公報は、磁気フレームの内側に固定鉄心を配置するようにしたソレノイドとこのソレノイドを成形するための金型を開示しており、この金型には固定鉄心を支持するための当接部が設けられている。他方の金型には磁気フレームの上面に当接する押圧部が設けられており、この押圧部と当接部との間の距離を固定鉄心の長さよりも僅かに短く設定することにより、磁気フレームの下面に固定鉄心を密に当接するようにしている。
【００１１】
しかしながら、このような金型を用いてソレノイドを製造するには、固定鉄心の加工誤差を所定の範囲内に設定する必要があり、この誤差を超えた固定鉄心にあっては、磁気フレームが変形したり、磁気フレームと固定鉄心との間に隙間が形成され、その隙間の中に樹脂が入り込んでしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、電磁弁のソレノイドにおける固定コラムの先端面の位置を高い精度に設定しつつ容易にソレノイドを製造し得るようにすることにある。
【００１３】
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。
【００１４】
【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。
【００１５】
すなわち、本発明の電磁弁のソレノイドは、コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムによりソレノイド本体を形成し、前記固定コラムの後端部に、前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部を成形する際に樹脂材料が入り込む小径の溝を形成し、前記樹脂封止部を成形する際に、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部内に嵌合される嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けるとともに軸方向に摺動自在となりばね力が付勢された位置決め部材が接触する接触面を前記固定コラムに前記樹脂封止部から露出させて形成したことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の電磁弁のソレノイドの製造方法は、コイルが巻き付けられ磁気フレーム内に配置されるボビン、およびこのボビンの後端部内に前記磁気フレームの後方に突出して組み付けられる固定コラムを有するソレノイド本体を組み立てる工程と、前記ソレノイド本体を覆う樹脂封止部に対応した空洞部を形成する第１と第２の金型の一方に設けられた嵌合ピンに、前記磁気フレームの先端部を金型に接触させた状態で前記ボビンの先端部を嵌合させる嵌合工程と、他方の金型に軸方向に摺動自在に設けられるとともにばね力が付勢された位置決め部材と前記嵌合ピンとの間で前記固定コラムを挟み付けてこれを位置決めする位置決め工程と、前記空洞部内に前記金型を型閉めした状態で樹脂を注入し、前記固定コラムの後端部に形成された小径の溝の中に樹脂を入り込ませながら前記樹脂封止部を成形する成形工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、固定コラムを軸方向に摺動自在となった位置決め部材と嵌合ピンとの間で挟み付けて固定コラムを位置決め保持するようにしたことから、固定コラムの誤差を位置決め部材により吸収することができ、固定コラムの長さ精度を高くすることなく、ソレノイド内に組み込まれた状態では、固定コラムの先端面の位置精度を極めて高い精度とすることができる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図２は本発明の一実施の形態である電磁弁のソレノイドを示す断面図であり、図２にあっては図１に示した従来のソレノイドと共通する部材には同一の符号が付されている。
【００２０】
このソレノイド１０の磁気フレーム１１は、先端部１１ａとこれの両端部に一体となり先端部１１ａとにより断面がＵ字形状となる側部１１ｂ，１１ｃを有し、両方の側部１１ｂ，１１ｃの後端面には端板部１１ｄが配置されており、これらにより全体的に四角形となった磁気フレーム１１が形成されている。
【００２１】
磁気フレーム１１の中には、コイル１２が巻き付けられたボビン１３が配置され、ボビン１３の後端部に組み付けられる固定コラム１４は磁気フレーム１１の端板部１１ｄに形成された孔を貫通して磁気フレーム１１の後方に突出しており、この突出した部分には他の部分よりも小径となった溝２１が形成されている。これらの磁気フレーム１１、コイル１２、ボビン１３および固定コラム１４によってソレノイド本体２０が形成されている。
【００２２】
図２に示すように、固定コラム１４の後端部には、図１に示す場合のような大径のフランジ部１４ａが形成されていないので、フランジ部の外径を有するコラム素材を切り出して固定コラム１４を製造することなく、溝２１のみを切削することによって、図１に示す場合よりも細い素材を用いて固定コラム１４を製造することができる。
【００２３】
ソレノイド本体２０は樹脂封止部２２により覆われており、この樹脂封止部２２を形成する樹脂は、磁気フレーム１１の外側のみならず、磁気フレーム１１とコイル１２との間にも入り込んでいる。そして、図２に示す樹脂封止部２２は、図１における樹脂封止部１５とカバー１７とが一体の形状となっているので、図１に示す場合のように、カバー１７の取り付け工程が不要となるだけでなく、部品点数を低減することが可能となる。
【００２４】
このようなソレノイド１０を用いて電磁弁を組み立てるときには、ボビン１３の先端部内にはプランジャ１９が軸方向に摺動自在に装着されることになる。樹脂封止部２２を射出成形などの樹脂成形手段によって成形する際には、ソレノイド本体２０は成形用の金型の中に配置されることになり、その成形に際しては、プランジャ１９の部分には嵌合ピンが嵌合され、この嵌合ピンとの間で固定コラム１４を位置決め固定するための位置決め部材を固定コラム１４の後端面に接触させる。したがって、固定コラム１４のうち位置決め部材が接触することになる接触面１４ｃは、樹脂封止部２２により覆われることなく、切り欠き部２３が形成され、この切り欠き部２３を介して固定コラム１４の接触面１４ｃは外部に露出される。
【００２５】
次に、図２に示すソレノイドを製造する手順について説明すると、まず、組立工程において、コイル１２が巻き付けられたボビン１３と、このボビン１３の後端部内に組み付けられる固定コラム１４と磁気フレーム１１とを有するソレノイド本体２０が組み立てられる。
【００２６】
このソレノイド本体２０は、図３に示される樹脂成形金型に搬入されることになるが、この樹脂成形金型は下側の第１金型３１と、これに対して上下動自在となった上側の第２金型３２とを有し、これらは型合わせ面３３の部分で型合わせされて、内部に樹脂封止部２２の外形に対応したキャビティ部つまり空洞部３４が形成される。第１金型３１にはソレノイドにより作動されるプランジャ１９に対応してボビン１３内に嵌合される嵌合ピン３５を有しており、ソレノイド本体２０を樹脂成形金型に搬入する際には、まず、ソレノイド本体２０のボビン１３内に嵌合ピン３５を嵌合させる。
【００２７】
このように嵌合させた後に、第２金型３２を下側の第１金型３１に向けて接近させる。第２金型３２には軸方向に摺動自在に位置決め部材３６が設けられており、この位置決め部材３６には圧縮コイルばね３７によって空洞部３４内に突出する方向のばね力が付勢されている。したがって、型合わせを行うと、固定コラム１４は嵌合ピン３５の上端面と位置決め部材３６の下端面との間で挟み付けられて位置決めがなされる。これにより、長さ寸法の誤差が大きい固定コラム１４を使用しても、図３に示す固定コラム１４の下端面の位置、つまり下端面とソレノイド１０の先端面との間の高さ寸法Ｈを高い精度とすることができる。長さ寸法の誤差が大きな固定コラム１４が使用されても、その誤差に対応して位置決め部材３６が圧縮コイルばね３７のばね力に抗して軸方向に移動するので、常に高さ寸法Ｈは高い精度に維持される。
【００２８】
次いで、型閉めされた状態のもとで、空洞部３４内に溶融状態の樹脂を注入すると、ソレノイド本体２０の外側および隙間の部分に樹脂が入り込むとともに、溝２１の中にも樹脂が入り込んで、樹脂封止部２２が成形される。
【００２９】
図４は固定コラム１４の拡大図であり、固定コラム１４の長さ寸法Ｍを高い精度で製造しなくとも、必ずその先端面の位置は嵌合ピン３５によって正確に位置決めされ、プランジャ１９の移動ストロークを高い精度とすることができる。なお、図４に示すように、固定コラム１４にはシール部材を収容する溝２４が形成され、さらに固定コラム１４の先端面にはプランジャ１９が密着し続けないようにするための溝２５が形成されている。
【００３０】
図５はソレノイド１０の後端面を示す図であり、ソレノイド１０を電磁弁にねじ結合するためのねじ部材が貫通する取付孔２７が２つ形成されている。図６はソレノイド１０の側面を示す図であり、ソレノイド１０は樹脂封止部２２により全体的に覆われている。
【００３１】
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、本発明は前記実施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。
【００３２】
たとえば、磁気フレーム１１の形状としては、図２に示される形状のみならず、図１に示すような形状としても良い。また、固定コラム１４の外周面のうち端板部１１ｄに対応する部分に溝を形成し、その溝にＯリングなどのシール材を組み込むことにより、樹脂封止部２２を樹脂成形する際に樹脂材料が固定コラム１４と端板部１１ｄとの間からボビン１３内に入り込むことを防止できる。
【００３３】
【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。
【００３４】
（１）．固定コラムの長さ寸法の精度を高くすることなく、ソレノイド内に取り付けられた状態における固定コラムの先端面の位置を高い精度で位置決めすることができる。
【００３５】
（２）．固定コラムにフランジ部を形成することが不要となり、小径の固定コラム素材を使用することが可能となる。
【００３６】
（３）．従来のように、ウェーブワッシャなどを組み込むことが不要となり、部品点数を減少させることができる。
【００３７】
（４）．このようにして、低コストで固定コラムの先端面が極めて高い精度となったソレノイドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のソレノイドを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるソレノイドを示す断面図である。
【図３】図２に示すソレノイドを製造するための樹脂成形金型を示す断面図である。
【図４】図２に示された固定コラムを拡大して示す正面図である。
【図５】ソレノイドの後端面を示す平面図である。
【図６】図５の側面図である。
【符号の説明】
１０        ソレノイド
１１        磁気フレーム
１２        コイル
１３        ボビン
１４        固定コラム
１５        樹脂封止部
１６        ケーブル
１７        カバー
１８        ウェーブワッシャ
１９        プランジャ
２０        ソレノイド本体
２１        溝
２２        樹脂封止部
２３        切り欠き部
２４，２５  溝
２７        取付孔
３１        第１金型
３２        第２金型
３３        型合わせ面
３４        空洞部
３５        嵌合ピン
３６        位置決め部材
３７        圧縮コイルばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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