(57)【要約】【課題】弁体を小さくして電磁弁全体を小型軽量化する。【解決手段】入口ポート４１ａ及び第１の出口ポート４２ａの各々に連通する弁室４５を有する樹脂製の弁本体４０と、弁室内に配置される弁体６４と、弁体を保持する磁性材料からなる弁ホルダ６０と、弁ホルダを第１の出口ポートの方向に付勢するコイルばね６６と、弁室に連通する第２の出口ポート１０ａを有し、弁室から上方に延設される樹脂製のパイプ部材１０と、パイプ部材を囲繞する吸引子５０と、吸引子を囲繞する電磁コイル２１を巻回する樹脂製のコイルボビン２０と、コイルボビン全体を囲繞すると共に、弁本体と一体化され、弁本体、パイプ部材及びコイルボビンによって弁室を画成する樹脂製のモールドカバー３０とを備え、弁ホルダは、吸引子に対向する筒体６１と、筒体より小径に形成され、中間部に流体挿通孔が穿設され、先端内側に弁体を保持する保持部を有する小筒部６２とを有する電磁弁１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口ポート及び第１の出口ポートの各々に連通する弁室を有する弁本体と、
前記弁室内に配置される弁体と、
該弁体を保持する磁性材料からなる弁ホルダと、
該弁ホルダを前記第１の出口ポートの方向に付勢する付勢部材と、
前記弁室に連通する第２の出口ポートを有し、前記弁室から上方に延設されるパイプ部材と、
該パイプ部材を囲繞する吸引子と、
該吸引子を囲繞する電磁コイルと、
該電磁コイルを巻回し、前記弁ホルダ及び吸引子を囲繞するコイルボビンと、
該コイルボビンの全体を囲繞すると共に、前記弁本体と一体化され、前記弁本体、前記パイプ部材及び前記コイルボビンによって前記弁室を画成するモールドカバーとを備え、
前記弁本体、パイプ部材、コイルボビン及びモールドカバーは樹脂材料により成形され、
前記弁ホルダは、前記コイルボビンの下部内側に摺動自在に配置されると共に、前記吸引子に対向する筒体と、該筒体に穿設された流体挿通孔と、前記弁体を保持する保持部とを有し、
前記電磁コイルを励磁することにより、前記弁ホルダが前記吸引子に吸引されて前記弁体が前記パイプ部材の前記第２の出口ポートを閉じ、前記電磁コイルへの励磁を解除することにより、前記弁ホルダが前記付勢部材によって付勢されて前記弁体が前記第１の出口ポートを閉じることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
前記弁ホルダは、前記筒体より小径に形成された小筒部を備え、
前記小筒部に、前記流体挿通孔及び前記保持部が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
【請求項３】
前記コイルボビンは、前記弁本体に対向する鍔壁と、該鍔壁から前記弁本体に向かって突出し、前記モールドカバーの内周面に溶着される環状溶着突起部を備え、
該環状溶着突起部は、該環状溶着突起部の先端側内周面から該環状溶着突起部の根元側内周面へ向かって徐々に縮径するテーパ面と、
該テーパ面と前記弁ホルダの外周面との間に構成されるバリ収容空間とを備え、
前記コイルボビンに前記モールドカバーを樹脂成形した際に前記環状溶着突起部と前記モールドカバーの内周面との接合面に発生するバリを、前記バリ収容空間に収容して逃がすことを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記パイプ部材、前記コイルボビン及び前記モールドカバーは、順次、樹脂成形により形成され、前記モールドカバーと前記弁本体とは、レーザー溶接により一体化されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に装備されるウインドウォッシャ装置において、ウォッシャ液（洗浄液）の流路の切り換えなどに用いられる電磁弁、あるいはその他の流体の流路を切換える電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示された電磁弁は、１つの入力ポートと２つの出力ポートとを備えており、一の出力ポート（特許文献１では第１の出力ポート）と電磁コイルを巻回する筒形コアとを有する樹脂製のコイルボビンと、入力ポート及び他の出力ポート（特許文献１では第２の出力ポート）とを有し凹部を形成した樹脂製のバルブハウジングとを備え、筒形コアと第１の出力ポートとがコイルボビンと一体的に樹脂成形されている。
【０００３】
コイルボビンとバルブハウジングは、互いに突き合わせた状態で、磁性材料からなるケースにより覆われて固定されている。これにより、コイルボビンの一方の鍔部と凹部とにより弁室が構成され、弁室内には移動自在な弁体が設けられる。また、弁体の一端面と弁室の底面すなわち凹部の底面との間には複数の孔を有する非接着シートが配置され、孔を介してウォッシャ液が第２の出口ポートへ流れるように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平６−４９９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の電磁弁においては、弁体が円板状に形成されているため、水平方向に大きく、これに伴って当該電磁弁の全体形状が大型化し、また重くなるという問題があり、特に当該電磁弁が車両に搭載される場合には、小型軽量のものであることが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであって、全体形状を小型化し、かつ軽量化した電磁弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、電磁弁であって、入口ポート及び第１の出口ポートの各々に連通する弁室を有する弁本体と、前記弁室内に配置される弁体と、該弁体を保持する磁性材料からなる弁ホルダと、該弁ホルダを前記第１の出口ポートの方向に付勢する付勢部材と、前記弁室に連通する第２の出口ポートを有し、前記弁室から上方に延設されるパイプ部材と、該パイプ部材を囲繞する吸引子と、該吸引子を囲繞する電磁コイルと、該電磁コイルを巻回し、前記弁ホルダ及び吸引子を囲繞するコイルボビンと、該コイルボビンの全体を囲繞すると共に、前記弁本体と一体化され、前記弁本体、前記パイプ部材及び前記コイルボビンによって前記弁室を画成するモールドカバーとを備え、前記弁本体、パイプ部材、コイルボビン及びモールドカバーは樹脂材料により成形され、前記弁ホルダは、前記コイルボビンの下部内側に摺動自在に配置されると共に、前記吸引子に対向する筒体と、該筒体に穿設された流体挿通孔と、前記弁体を保持する保持部とを有し、前記電磁コイルを励磁することにより、前記弁ホルダが前記吸引子に吸引されて前記弁体が前記パイプ部材の前記第２の出口ポートを閉じ、前記電磁コイルへの励磁を解除することにより、前記弁ホルダが前記付勢部材によって付勢されて前記弁体が前記第１の出口ポートを閉じることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明によれば、弁体を保持する筒状の弁ホルダに流体挿通孔を穿設すると共に弁体を保持したため、弁体をこの弁ホルダと略同径に小さく形成することができ、電磁弁全体を小型化することができる。
【０００９】
また、パイプ部材、コイルボビン、モールドカバー及び弁本体をすべて樹脂製としたため、これらにより組立てられた電磁弁を軽量化することもできる。
【００１０】
上記電磁弁において、前記弁ホルダは、前記筒体より小径に形成された小筒部を備え、前記小筒部に、前記流体挿通孔及び前記保持部を設けることができる。これにより、弁本体の小型化が可能となる。  上記電磁弁において、前記コイルボビンは、前記弁本体に対向する鍔壁と、該鍔壁から前記弁本体に向かって突出し、前記モールドカバーの内周面に溶着される環状溶着突起部を備え、該環状溶着突起部は、該環状溶着突起部の先端側内周面から該環状溶着突起部の根元側内周面へ向かって徐々に縮径するテーパ面と、該テーパ面と前記弁ホルダの外周面との間に構成されるバリ収容空間とを備え、前記コイルボビンに前記モールドカバーを樹脂成形する際に前記環状溶着突起部と前記モールドカバーの内周面との接合面に発生するバリを前記バリ収容空間に収容して逃がすことができる。これにより、バリによって弁ホルダの円滑な移動が妨げられたり、バリが内部に落下して電磁弁の作動不良が発生するのを防止することができ、テーパ面が存在しない場合に必要となるバリの除去作業の手間を省くことができ、電磁弁の製造工程を簡素化することができる。
【００１１】
上記電磁弁において、前記パイプ部材、前記コイルボビン及び前記モールドカバーを樹脂成形により形成し、前記モールドカバーと前記弁本体とを、レーザー溶接により一体化することができる。これにより、電磁弁の製造工程をより簡素化し、当該電磁弁の製造コストを大幅に低下させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、弁体を小さくして電磁弁全体を小型化することなどが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電磁弁の一実施の形態を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明に係る電磁弁の一実施の形態を示している。この電磁弁１は、車両に搭載され、洗浄液等の液体やその他の流体の流路を切換えるもので、入口ポート４１ａ及び第１の出口ポート４２ａの各々に連通する弁室４５を有する弁本体４０と、弁室４５内に配置される弁体６４と、弁体６４を保持する弁ホルダ６０と、弁ホルダ６０を第１の出口ポート４２ａの方向に付勢する付勢部材としてのコイルばね６６と、弁室４５に連通する第２の出口ポート１０ａを有し、弁室４５から上方に延設されるパイプ部材１０と、パイプ部材１０を囲繞する吸引子５０と、吸引子５０を囲繞する電磁コイル２１と、電磁コイル２１を巻回するためのコイルボビン２０と、 コイルボビン２０の全体を囲繞するモールドカバー３０等を備える。
【００１６】
弁本体４０は、樹脂製で、周壁から外方へ延びる流入管４１と、下端面から外方へ延びる流出管４２とを有している。流入管４１には入力ポート４１ａが形成され、流出管４２には第１の出口ポート４２ａが形成される。弁室４５内において、入力ポート４１ａと第１の出口ポート４２ａとが断面Ｌ字状に連通する。弁本体４０の上部開口の周囲には、モールドカバー３０へ向けて突出する環状溶着接合壁４４が設けられる。流出管４２の上端側は、弁室４５内に突出している。また、流入管４１は、弁本体４０の周壁に連結され、入口ポート４１ａの開口は、弁室４５に連通して常時ウォッシャ液を弁室４５内へ案内するように構成される。なお、弁本体４０は、後述のようにレーザー光線を透過できるように、例えば白色に形成される。
【００１７】
パイプ部材１０は、樹脂製で、中間部に円板状溶着突起部１１が水平方向に延設され、第２の出口ポート１０ａが弁室４５に連通する。
【００１８】
樹脂製のコイルボビン２０は、電磁コイル２１を巻回する胴体２２と、その胴体２２の両端に連成され、電磁コイル２１の巻線をばらつき規制する一対の鍔壁２３、２４とを有する。下方鍔壁２４の外周面には円板状溶着突起部２４ａが形成され、下方鍔壁２４の外面には胴体２２の延長上に位置する環状溶着突起部２５が一体に形成される。また、下方鍔壁２４の外面には、下方へ延びる１又は複数の脚部２４ｂが一体に設けられる。
【００１９】
吸引子５０は、磁性金属により円筒状に形成され、胴体２２の内周面とパイプ部材１０の外周面との間に配置される。
【００２０】
モールドカバー３０は、樹脂製で、その下端壁３１の内面には、コイルボビン２０の環状溶着突起部２５が溶着され、モールドカバー３０の内周面には、コイルボビン２０の円板状溶着突起部２４ａが溶着される。これにより、モールドカバー３０は、コイルボビン２０を覆うようにパイプ部材１０に同軸上に一体的に成形される。モールドカバー３０の下端壁３１の外面には、環状溶着壁３３が形成される。なお、環状溶着壁３３は、レーザー光線の照射によって加熱溶融されるように、例えば黒色に形成される。
【００２１】
パイプ部材１０の外周面とコイルボビン２０の胴体２２との間には、円板状溶着突起部１１に対して上側には吸引子５０が位置し、下側には磁性材料からなる円筒状の弁ホルダ６０がパイプ部材１０の外周面に沿って上下方向へ移動可能に位置する。
【００２２】
弁ホルダ６０は、コイルボビン２０の下部内側（コイルボビン２０の下部内周とパイプ部材１０の下部外周との間）に摺動自在に配置され、パイプ部材１０とコイルボビン２０との間に位置する筒体６１と、筒体６１の下端から筒体６１より小径の小筒部６２とを有する。小筒部６２には、その中間部に１又は複数の液体挿通孔（流体挿通孔）６３が開設され、小筒部６２の下端側には、小筒部６２の内径と略同径のゴム等の弾性を有する材料により成形された弁体６４が適宜の手法により固定されている。
【００２３】
本実施例においては、この固定は、弁体６４の外周に設けられた複数の突起又は環状突起が当該弁体６４の弾性を利用して小筒部６２の内側に形成された凹部（保持部）に嵌入されることにより行われているが、例えばかしめや接着等の手段（保持部）を用いて弁体６４を固定しても良い。
【００２４】
また、小筒部６２は必ずしも設けられる必要はなく、筒体６１に液体挿通孔６３を形成すると共に、筒体６１の先端に弁体６４を保持する手段（前述の凹部等）を形成しても良い。
【００２５】
筒体６１の内周面には、一端を閉じ他端を開いたばね挿入溝６５が周設され、ばね挿入溝６５には、弁ホルダ６０を常時下方に付勢するコイルばね６６が挿入されている。
【００２６】
磁性材料からなるプレート２６は、モールドカバー３０にインサート成形されている。プレート２６をパイプ部材１０の中心軸と直交するように、かつコイルボビン２０の鍔壁２４の下面に密着して配置するために、該プレート２６の中央には環状溶着突起部２５を挿入する大径孔２６ａが形成され、またその周囲には、１又は複数の脚部２４ｂを係合又は挿入するための、１又は複数の切欠き又は孔が設けられている。環状溶着突起部２５に大径孔に２６ａを挿入すると共に、脚部２４ｂに上記切欠き又は孔を係合又は挿入することにより、コイルボビン２０の鍔部２４の下面にプレート２６が位置決めされる。
【００２７】
プレート２６は、モールドカバー３０にインサート成形された後は、その端部がモールドカバー３０から露出するようにされる。
【００２８】
ハウジング７０は磁性材料から成り、パイプ部材１０の第２出口ポート１０ａ側及び吸引子５０の端部を挿入するための孔７０ｘが形成された天井部７０ａと、該天井部７０ａに連結された一対の側面板７０ｂ、７０ｃとを備え、断面コ字状に形成されている。ハウジング７０は、モールドカバー３０をコ字状に覆い、一対の側面板７０ｂ、７０ｃの端部が、モールドカバー３０から露出したプレート２６の端部とかしめ等の手段により連結され、これにより電磁コイル２１及び吸引子５０がモールドカバーの外側において矩形環状の磁性材料により覆われる。
【００２９】
ハウジング７０の一方の側面板７０ｂには取付部７１が一体に設けられ、取付部７１を介して当該電磁弁１を車両等に固定することができる。
【００３０】
モールドカバー３０の上端壁３２の右側には、コネクタ部３５が一体成形され、コネクタ部３５の内部には電磁コイル２１に通電するための外部端子３６が突設されている。
【００３１】
コイルボビン２０の環状溶着突起部２５の先端側内周面には、図２に明示するように、環状溶着突起部２５の先端から根元へ向かってテーパ面２７が形成され、当該テーパ面２７と弁ホルダ６０の外周面との間にはバリ収容空間２８が形成される。
【００３２】
モールドカバー３０の樹脂成形の際には、環状溶着突起部２５の先端部は下端壁３１の内面に対して平面状に形成されているため、環状溶着突起部２５の平面状の先端部と下端壁３１の内面との合わせ面（接合面）にバリ４６が発生する。しかし、このバリ４６をバリ収容空間２８に収容して逃がすことにより、バリ４６と弁ホルダ６０の外周面との接触を回避することができる。そのため、電磁弁１の製造途中において発生するバリ４６を取り除く手間を省け、製造工程をより簡素化でき、電磁弁１の製品不良の発生を防止できる。
【００３３】
次に、上記構成を有する電磁弁１の製造工程について説明する。
【００３４】
まず、予め準備された吸引子５０に樹脂製のパイプ部材１０をインサート成型等により一体的に形成する（第１の工程）。
【００３５】
次に、この一体成形品の外周部、すなわち吸引子５０及び円板状溶着突起部１１の外周面にコイルボビン２０を金型内で樹脂成形する。その際、パイプ部材１０の円板状溶着突起部１１は、その先端が、コイルボビン２０を樹脂成形するための溶融樹脂により一部溶融するので、コイルボビン２０の内壁と強固に連結される（第２の工程）。
【００３６】
次に、このようにコイルボビン２０を吸引子５０の外周に成形した後、コイルボビン２０の胴体２２の外周面に電磁コイル２１を巻回することによりボビン組立体を形成する（第３の工程）。
【００３７】
次に、コイルボビン２０の下面にプレート２６を配置する。この配置は、前述のようにプレート２６の大径孔２６ａをコイルボビン２０の環状溶着突起部２５に挿入すると共に、コイルボビン２０の脚部２４ｂにプレート２６に形成された上記切欠き又は孔を係合又は挿入することにより行われる。この配置を金型内で維持した状態で、磁気コイル２１が巻回されたコイルボビン２０及びプレート２６を覆うように、モールドカバー３０を樹脂成形する。
【００３８】
上記樹脂成形の際には、モールドカバー３０の溶融樹脂により、コイルボビン２０の円形状環状突部２４ａは、その一部が溶融し、モールドカバー３０の内周面に強固に一体化されると共に、コイルボビン２０の環状溶着突起部２５の先端部も溶融して、モールドカバー３０の下端壁３１の内面に強固に一体化される。
【００３９】
この溶着の際に、環状溶着突起部２５の先端部と、下端壁３１の内面との合わせ面にバリ４６が発生するが、前述のようにテーパ面２７が形成されているため、バリ４６がバリ収容空間２８に収容可能になり、その空間２８内に逃げることができる。このようにして、モールドカバー３０をボビン組立体に樹脂成形することによってカバー組立体を形成する（第４の工程）。
【００４０】
次に、弁ホルダ６０の小筒６２の下端側に弁体６４を固定した後、コイルばね６６の上端側からコイルばね６６をパイプ部材１０とコイルボビン２０との間のホルダ収容空間１５の内部にパイプ部材１０と同軸に挿入し、コイルばね６６の一端を円板状溶着突起部１１の下面に突き当てる。この状態で、コイルばね６６をばね挿入溝６５に挿入しつつ、弁ホルダ６０の上端側から筒体６１をホルダ収容空間１５内に挿入する。このようにして、弁体６４及び弁ホルダ６０をカバー組立体に装着することにより弁組立体を構成する（第５の工程）。
【００４１】
次に、予め準備された樹脂製の弁本体４０の上部開口を第２の出口ポート１０ａの下方開口に対向させた状態で、モールドカバー３０の環状溶着壁３３が弁本体４０の環状溶着接合壁４４の内側で上部開口の縁外側に配置されるように配置する。このとき、環状溶着接合壁４４は環状溶着壁３３の外側に位置し、弁ホルダ６０はコイルばね６６により下方にばね付勢されて弁体６４は第１の出口ポート４２ａの開口を塞いだ状態となる。
【００４２】
外部からレーザー光線を環状溶着接合壁４４の外周面に照射すると、レーザー光線は環状溶着接合壁４４を透過して環状溶着壁３３の外周面の一点に集中する。当該一点を熱することで環状溶着壁３３の外周面の一点が溶融し、溶融した外面に対向する環状溶着接合壁４４の内面も溶融し、その結果、レーザー光線が照射された点のみの環状溶着壁３３と環状溶着接合壁４４とが溶着固定される。弁本体４０を回転させることにより環状溶着接合壁４４の内周面と環状溶着壁３３の外周面とが一周にわたって溶着固定される。こうして、弁組立体に弁本体４０を組み付けることにより電磁弁１が完成する（第６の工程）。
【００４３】
次に、上記構成を有する電磁弁１の動作について説明する。
【００４４】
電磁コイル２１に通電されないときには、コイルばね６６により下方に付勢された弁ホルダ６０によって弁体６４は下方に押圧され、弁体６４の下面が第１の出口ポート４２ａの開口を塞ぐ。そのため、流入管４１の入口ポート４１ａから弁室４５内へ流入した液体（例えばウォッシャ液）は、第１の出口ポート４２ａへ案内されずに弁室４５内を介して弁ホルダ６０の液体挿通孔６３からパイプ部材１０の第２の出口ポート１０ａの下端開口へ案内され、当該第２の出口ポート１０ａの上端開口から流出し、例えばフロントやリアのウィンドガラスに噴射される。
【００４５】
一方、外部端子３６から電磁コイル２１に通電されると電磁コイル２１は励磁する。プレート２６、ハウジング７０、吸引子５０及び弁ホルダ６０は、磁性材料からなるため、これらにより電磁コイル２１による磁界を通す磁路が形成される。そのため、電磁コイル２１により発生した磁界は当該磁路を通り、磁界による磁力が吸引子５０に作用し、吸引子５０には弁ホルダ６０を上方向へ移動する力が発生する。その結果、吸引子５０はコイルばね６６による下向きのばね力に抗して弁ホルダ６０を上方へ移動させるため、弁体６４の上面は第２の出口ポート１０ａの下端開口を塞ぐことになる。このため、入口ポート４１ａから弁室４５内へ流入されたウォッシャ液は第２の出口ポート１０ａへ案内されずに弁室４５内を介して第１の出口ポート４２ａの上端開口へ案内され、第１の出口ポート４２ａの下端開口から流出し、例えばリアカメラ等に噴射される。
【００４６】
すなわち、弁体６４が常時第１の出口ポート４２ａを塞いで第２の出口ポート１０ａを開き、かつ、通電された電磁コイル２１の磁力による吸引子５０の吸引により弁体６４が移動して第２の出口ポート１０ａの下端開口を塞いで第１の出口ポート４２ａの上端開口を開くように、弁室４５内で流路の変換が行われる。
【００４７】
さて、前述の説明においては、当該電磁弁１は、車両に搭載され、洗浄液等の液体やその他の流体の流路を切換えるものであるものとしたが、本発明はこれのみに限定されることはなく、車両以外に設けられるものであっても良いことは当然である。
【符号の説明】
【００４８】
１  電磁弁
１０  パイプ部材
１０ａ  第２の出口ポート
１１  円板状溶着突起部
１５  ホルダ収容空間
２０  コイルボビン
２１  電磁コイル
２２  胴体
２３  上方鍔壁
２４  下方鍔壁
２４ａ  円板状溶着突起部
２４ｂ  脚部
２５  環状溶着突起部
２６  プレート
２７  テーパ面
２８  バリ収容空間
３０  モールドカバー
３１  下端壁
３２  上端壁
３３  環状溶着壁
３５  コネクタ部
３６  外部端子
４０  弁本体
４１  流入管
４１ａ  入口ポート
４２  流出管
４２ａ  第１の出口ポート
４４  環状溶着接合壁
４５  弁室
４６  バリ
５０  吸引子
６０  弁ホルダ
６１  筒体
６２  小筒部
６３  液体挿通孔（流体挿通孔）
６４  弁体
６５  ばね挿入溝
６６  コイルばね
７０  ハウジング
７１  取付部
【図１】
2014066309.tif 000003
【図２】
2014066309.tif 000004