(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻装されるとともに磁性コアの柱状部が内蔵される筒状のボビン部と前記ボビン部の一端部に連結される塊状のブロック部とを有するとともに樹脂を素材として一体形成される樹脂体とを備えるソレノイドコイル装置において、
前記ブロック部内に一部埋設された入出力用のコネクタピンと、前記ブロック部に埋設された前記コイル駆動用の半導体集積回路とを備え、
前記半導体集積回路のリード端子は、前記コネクタピンを兼ねることを特徴とするソレノイドコイル装置。
【請求項２】
コイルが巻装されるとともに磁性コアの柱状部が内蔵される筒状のボビン部と前記ボビン部の一端部に連結される塊状のブロック部とを有するとともに樹脂を素材として一体形成される樹脂体とを備えるソレノイドコイル装置において、
前記ブロック部内に一部埋設された入出力用のコネクタピンと、前記ブロック部に埋設された前記コイル駆動用の半導体集積回路とを備え、
前記半導体集積回路のリード端子は、コイル端巻付端子を兼ねることを特徴とするソレノイドコイル装置。
【請求項３】
コイルが巻装されるとともに磁性コアの柱状部が内蔵される筒状のボビン部と前記ボビン部の一端部に連結される塊状のブロック部とを有するとともに樹脂を素材として一体形成される樹脂体とを備えるソレノイドコイル装置において、
前記ブロック部内に一部埋設された入出力用のコネクタピンと、前記ブロック部に埋設された前記コイル駆動用の半導体集積回路とを備え、
前記磁性コアは、前記柱状部の前記ブロック部側の端面に密接して配設される継鉄部を有し、前記半導体集積回路は前記継鉄部に密接配置されることを特徴とするソレノイドコイル装置。
【請求項４】
前記半導体集積回路を前記継鉄部に接合して前記樹脂体を整形するための金型にインサートする請求項３記載のソレノイドコイル装置の製造方法。
【請求項５】
コイルが巻装されるとともに磁性コアの柱状部が内蔵される筒状のボビン部と前記ボビン部の一端部に連結される塊状のブロック部とを有するとともに樹脂を素材として一体形成される樹脂体と、前記ブロック部内に一部埋設された入出力用のコネクタピンと、前記ブロック部に埋設された前記コイル駆動用の半導体集積回路とを備えるソレノイドコイル装置の製造方法であって、
先端部が相手コネクタのコネクタピンと電気的に接触する接触部をなすとともに中間部がタイバーで互いに結合された複数の前記コネクタピンを準備し、前記コネクタピンの基端部を前記半導体集積回路の複数のリード端子に個別に結合した後、インサート成形することにより前記タイバーの前記基端部を前記樹脂体で囲覆し、その後、前記タイバーを分離除去することを特徴とするソレノイドコイル装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ソレノイドコイル装置及びその製造方法に関する。本発明のソレノイドコイル装置及びその製造方法は、例えば電磁ロータリーバルブなどのロータリーアクチエータや電磁リニアソレノイドなどのリニアアクチエータに適用される。
【０００２】
【従来技術】
特公昭６２−１３６８４号公報は、電磁ロータリーバルブ駆動用のソレノイドコイルを駆動するためのＨブリッジ型の駆動制御回路を開示している。この駆動制御回路は、ソレノイドコイルの両端にそれぞれハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチからなるインバータ回路いわゆるＨブリッジ回路を有し、これらの開閉により双方向通電を可能とし、通電方向及び通電電流値に応じてバルブの回動方向及び回動量を制御している。また、この種の電磁ロータリーバルブとして、それぞれ単一のスイッチング手段により通電制御される閉コイル及び開コイルを有するものもある。その他、直動型の電磁弁や電磁アクチエータでも、同様のＨブリッジ回路などの駆動制御回路によりソレノイドコイルを駆動している。
【０００３】
このソレノイドコイル駆動用の駆動制御回路は、コイル通電異常検出用の異常検出回路や駆動信号合成回路（例えばＰＷＭ信号形成回路）などとともに１乃至複数の半導体集積回路（半導体チップを以下、ＩＣという）に集積されて回路基板に搭載され、この回路基板を樹脂やケースなどで密閉してＩＣ装置とし、このＩＣ装置を適当な場所に固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したソレノイドコイル駆動式の電磁アクチエータでは、以下の問題点があった。
まず、部品点数が多く、部品製造工程、組付け工程が煩雑で、収容に必要なスペースが大きいという問題があった。
【０００５】
すなわち、ＩＣ装置及びソレノイドコイルを配置し、ＩＣ装置のコネクタから突出するコネクタピンと、ソレノイドコイルに形成されたコネクタから突出するコネクタピンとを、両端に雌コネクタが形成された接続ケーブルで接続する必要があった。更に、車両用などの用途では、振動が多く、これらのコネクタが緩む可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、部品点数の削減、部品製造工程や組付け工程の短縮、小型化を実現するとともに、耐振性を向上可能なソレノイドコイル装置を提供することを、目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
各発明は、コイルが巻装されるとともに磁性コアの柱状部が内蔵される筒状のボビン部と前記ボビン部の一端部に連結される塊状のブロック部とを有するとともに樹脂を素材として一体形成される樹脂体とを備えるソレノイドコイル装置において、
前記ブロック部内に一部埋設された入出力用のコネクタピンと、前記ブロック部に埋設された前記コイル駆動用の半導体集積回路とを備える共通の構成をもつ。
【０００８】
本発明の第１の構成は、上記共通の構成において更に、前記半導体集積回路のリード端子が、前記コネクタピンを兼ねることを特徴としている。
本発明の第２の構成は、上記共通の構成において更に、前記半導体集積回路のリード端子が、前記コイル端巻付端子を兼ねることを特徴としている。
本発明の第３の構成は、上記共通の構成において更に、前記磁性コアが、前記柱状部の前記ブロック部側の端面に密接して配設される継鉄部を有し、前記半導体集積回路は前記継鉄部に近接配置されることを特徴としている。
【０００９】
本発明の第４の構成は、上記第３の構成のソレノイドコイル装置の製造方法において、半導体集積回路を上記継鉄部に接合して金型にインサートすることを特徴としている。
本発明の第５の構成は、上記共通の構成のソレノイドコイル装置の製造方法において更に、先端部が相手コネクタのコネクタピンと電気的に接触する接触部をなすとともに中間部がタイバーで互いに結合された複数の前記コネクタピンを準備し、前記コネクタピンの基端部を前記半導体集積回路の複数のリード端子に個別に結合した後、インサート成形することにより前記タイバーの前記基端部を前記樹脂体で囲覆し、その後、前記タイバーを分離除去することを特徴としている。
【００１０】
【作用及び発明の効果】
上記共通の構成をもつソレノイドコイル装置は、ボビン部の一端部にブロック部が一体成形される樹脂体を有し、ボビン部にコイルが巻装されるソレノイドコイル装置において、樹脂体のブロック部内にコネクタピンの基端部とコイル駆動用の半導体集積回路（ＩＣ）とを埋設したものである。
【００１１】
このようにすれば、以下の作用効果を奏する。
まず、部品点数の削減、部品製造工程や組付け工程の短縮、小型化を実現することができる。すなわち、本構成は、従来のソレノイドコイルのボビン（正確にはボビンの端部）にこのソレノイドコイルを駆動するＩＣとこのＩＣと信号の授受及び電力の供給を行うコネクタピンの基端部とを埋設したものであり、これにより、これら装置が単一部品として構成できる他、製造工程は単に従来のソレノイドコイルのボビンを製造する工程とほぼ等しい工程を製作することができ、極めて簡単である。たとえば、従来のソレノイドコイルのボビンは、コイル端巻付端子を固定する必要があり、インサート成形する必要がある。しかしながら本構成においては、コネクタピンと接続されたＩＣをコイル端巻付端子とともにインサートすればよく、それによりＩＣをパッケージして保護することと、コネクタピンを支持固定し、更にコネクタピンとリード端子との接続部を保護することができる。更に、ＩＣのリードとボビン部のコイルとの相対位置関係を厳密に規定できるので、両者間の電気的接続の自動化が実現でき、コネクタ付ケーブルを省略することができ、また、ＩＣをパッケージする従来の樹脂モールド工程を省略することができる。  更に、ＩＣとコイルとの接続箇所を減らすことができ、高振動環境における耐振性を向上することができる。
【００１２】
特に、樹脂体のブロック部は元々、磁性コアの継鉄部を囲覆、支持するために形成されるものであり、このブロック部を多少、大型化するだけで本構成及び上記作用効果が実現でき、従来のいわゆるコイルボビン製造工程の大幅な変更も不要である。また更に、半導体集積回路とコイルとの間の配線距離も短縮できる。
本発明の第１の構成では、上記共通の構成において更に、半導体集積回路のリード端子が、前記コネクタピンを兼ねるので、更に構成、工程を簡素化することができ、信頼性を向上することができる。
【００１３】
本発明の第２の構成では、上記共通の構成において更に、半導体集積回路のリード端子が、前記コイル端巻付端子を兼ねるので、更に構成、工程を簡素化することができ、信頼性を向上することができる。
本発明の第３の構成では、上記共通の構成において更に、樹脂体のボビン部に内蔵される磁性コアの柱状部のブロック部側の端面に密接して、磁性コアの継鉄部が形成される。そして、ブロック部は、この継鉄部と半導体集積回路とを互いに近接（又は密接）した状態で内蔵、囲覆する。
【００１４】
このようにすれば、半導体集積回路で発生した熱を、良熱伝導性及び大熱容量を有するこの継鉄部を通じて放熱、吸収できるので、半導体集積回路の大電力化を実現することができ、しかも上記共通の構成に比べてなんら工程を延長する必要もない。
本発明の第４の構成では、上記第３の構成において更に、半導体集積回路（ＩＣ）を継鉄部に接合（例えば接着）して金型にインサートする。このようにすれば、インサート及び樹脂注入中におけるＩＣ及び継鉄部の相対位置の保持が簡単であり、また、継鉄部がＩＣのヒートシンク機能及び冷却機能を果たすことができる。
【００１５】
本発明の第５の構成では、上記共通の構成のソレノイドコイル装置の製造方法において更に、半導体集積回路のリード端子に接続されたコネクタピンの基端部をブロック部（又はブロック部と一体のコネクタ用の樹脂部）に埋設固定し、コネクタピンの露出部分の内、相手コネクタのコネクタピンと電気的に接触しない中間部にタイバーを設けて、このタイバーによりインサート成形における各コネクタピンの相対変位を禁止し、この成形終了後、タイバーを切断する。
【００１６】
このようにすれば、コネクタの成形において従来非常に重要であったピン間相対位置精度を格段に向上できる。すなわち、従来のコネクタでは隣接するコネクタピン間の位置ずれ（ピン間相対位置誤差）は良好な脱着性の確保のために数＋μｍ以下に押さえる必要があり、このためにコネクタピンの後、挿入などの対策を講じてきたが、本構成によれば極めて簡単にインサート後のピン間相対位置を高精度に制御することができる。また、コネクタピンの接触部にはタイバーを設けないので、脱着の障害となることもない。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明のソレノイドコイル装置の一実施例として、Ｈブリッジ型双方向通電方式のソレノイドコイル装置の回路図を図１に示す。
このソレノイドコイル装置は、半導体集積回路（ＩＣ）１と、ＩＣ１によって制御されるロータリーソレノイド２と、ＩＣ１に外部から電力を供給するとともに外部と信号を送受するコネクタピン３１〜３３と、これらＩＣ１を内蔵する樹脂体４とからなる。ロータリーソレノイド２は、樹脂体４に巻装されるコイル５と、樹脂体４に挿入されて磁気回路を構成する磁性コア６とを備えている。ロータリーソレノイド２の構造及び詳細動作自体は本実施例の要旨ではないので、説明を省略する。
【００１８】
ＩＣ１は、通電制御回路１１とコントローラ１２とからなる。
通電制御回路１１は、ＮＰＮパワートランジスタＴ１〜Ｔ４、サージ電流吸収用のダイオードＤ１〜Ｄ４、ベース電流制限用の抵抗ｒ１〜ｒ４からなるＨブリッジ型双方向通電方式の通電制御回路であって、実際にはワンチップのパワーＩＣから構成されている。この通電制御回路１は、ロータリーソレノイド２のコイル５に対して、信号電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２のスイッチング制御により所定の通電方向への所定のデューティ比での電流値で通電を行う。すなわち、信号電圧Ｖｓ１のデューテイ制御により所定の第１方向への通電制御ができ、信号電圧Ｖｓ２のデューテイ制御により反対方向への通電制御ができる。
【００１９】
コントローラ１２は、この信号電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２を発生する回路であって、実際にはワンチップのＩＣから構成されている。このコントローラ１２は、信号電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２の一方としてデジタル信号からなる入力開度電圧の大きさに略比例するオンデューティ比を有する所定周波数のキャリヤパルス信号を発生し、信号電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２の他方としてトランジスタ遮断用のローレベルの信号電圧を発生する。これにより、ロータリーソレノイド２の回動角は、信号電圧Ｖｓ１が所定デューティ比を有する場合は第１方向にそれに応じた開度となり、信号電圧Ｖｓ２が所定デューティ比を有する場合は反対方向にそれに応じた開度となり、両信号電圧Ｖｓ１、Ｖｓ２がローレベルの場合は所定の中間開度（この実施例では５０％開度）となる。
【００２０】
この実施例では上記したように、通電制御回路１１及びコントローラ１２がそれぞれワンチップのＩＣチップからなり、これらＩＣチップがアルミナ配線基板（図示せず）に搭載されてパッケージに収容されてハイブリッドＩＣを構成している。
このソレノイドコイル装置の全体断面を図２に示す。
【００２１】
樹脂体４は、インサート樹脂成形で形成され、円筒状のボビン部４１と、ボビン部４１の一端に形成されたブロック部４２と、ブロック部４２の一端からボビン部４１の径方向に立設されたコネクタ樹脂部４３とからなる。
ボビン部４１の外周にはコイル５が巻装されているが図２ではその図示は省略されている。また、ボビン部４１には磁性コア６の柱状部６１が内蔵されている。磁性コア６は、円柱状の柱状部６１と、ブロック部４２に埋設されて柱状部６１の一端に密接する継鉄部６２とを有し、更に、柱状部６１の他端に密接する第２の継鉄部（図示せず）とを有している。継鉄部６２及び第２の継鉄部は柱状部の軸心と直角方向に延設されている。
【００２２】
継鉄部６２の反柱状部側の面にはＩＣ１の樹脂パッケージが接着されており、ＩＣ１内の上記アルミナ配線基板にはリード端子１３〜１５が固定され、これらリード端子１３〜１５の先端部がコネクタ樹脂部４３内に突出して埋設され、リード端子１６〜１７の先端部がそれと反対方向に伸びて外部に突出している。リード端子１３〜１５の先端部には、コネクタピン３１〜３３の基端部が個別に抵抗溶接されており、コネクタピン３１〜３３の先端部及び中央部は外部に突出している。                                                                ＩＣ１と、コネクタピン３１〜３３との結合関係を図３に示す。コネクタピン３１〜３３の基端部３１ａ、３２ａ、３３ａはそれぞれリード端子１３〜１５を個別に挟むように曲げられ、抵抗溶接されている。
【００２３】
次に、この装置の製造工程を以下、順番に説明する。
まず、図４に示すように、３本のコネクタピン３１〜３３の中央部をタイバー３１４で連結した状態で、打ち抜き、それらの基端部３１ａ〜３３ａをリード端子１３〜１５に抵抗溶接する。次に、このＩＣ１を継鉄部６２に接着し、継鉄部６２と柱状部６１とを接着させてインサートアセンブリを形成し、このインサートアセンブリを金型（図示せず）の所定位置にセットして樹脂体４をインサート成形する。次に、タイバー３１４を図５に示すように切断した後、インサート成形された樹脂体４のボビン部４１にコイル２を巻装し、コイル２の両端をリード端子１６、１７に巻き付ける。なお、リード端子１６、１７の位置は図２に限定されるものではなく、もっとボビン部４１寄りに曲げてもよい。
【００２４】
図５にこのソレノイドコイル装置を軸心と平行にみた平面図を示す。
（変形態様）
上記実施例では、磁性コア６の柱状部６１、継鉄部６２をインサート成形により樹脂体４と一体に成形したが、柱状部６１、継鉄部６２のどちらか又は両方を樹脂体４に後から挿入することもできる。また、柱状部６１及び継鉄部６２を一体形成することも可能である。
【００２５】
（実施例２）
他の実施例を図６を参照して説明する。
この実施例ではコイル端巻付端子８は、ＩＣ１のリード端子１６、１７と別体に構成されたものであり、そして、リード端子１６、１７を一対のコイル端巻付端子８に個別に圧着又は抵抗溶接したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のソレノイドコイル装置の回路図である。
【図２】図１のソレノイドコイル装置の断面図である。
【図３】図１のソレノイドコイル装置のＩＣ１及びコネクタピン３１〜３３の接続を示す図である。
【図４】図１のソレノイドコイル装置のＩＣ１及びコネクタピン３１〜３３の接続を示すインサート成形前の図である。
【図５】図１のソレノイドコイル装置の平面図である。
【図６】実施例２のソレノイドコイル装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１はＩＣ、２はロータリーソレノイド、４は樹脂体、５はコイル、６は磁性コア、１３〜１７はリード端子、３１〜３３はコネクタピン、４１は樹脂体４のボビン部、４２は樹脂体４のブロック部、４３は樹脂体４のコネクタ樹脂部、６１は磁性コア６の柱状部、６２は磁性コア６の継鉄部である。
【図１】
0003546526.tif 000002
【図２】
0003546526.tif 000003
【図３】
0003546526.tif 000004
【図４】
0003546526.tif 000005
【図５】
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【図６】
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