(57)【要約】  【課題】電磁ソレノイドにおいて、コイル寸法に対する設計自由度を高める。  【解決手段】円筒状部１１１及び一対のフランジ１１２，１１３を備えたボビン１１０と、円筒状部１１１に巻回された巻線１２１で構成されるコイル１２０と、一方のフランジ１１２に係合するコネクタ１７０と、を具備する電磁ソレノイド１００であって、一方のフランジ１１２は他方のフランジ１１３よりも軸線方向に厚く形成され、フランジ１１２のコイル保持面１１４ａはコネクタ１７０の底面領域１７１ｆの軸線Ｘ方向内側の端縁に対応する軸線方向の位置に配置され、コイル１２０は、コネクタ１７０の底面領域１７１ｆの半径方向の位置を越えた範囲まで巻線１２１が巻回されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状部及び該円筒状部の軸線方向の両側に相互に対向するコイル保持面をそれぞれ有する一対のフランジを備えたボビンと、
前記円筒状部に巻回された巻線で前記コイル保持面間に構成されるコイルと、
一方の前記フランジに係合するコネクタと、を具備する電磁ソレノイドであって、
前記一方のフランジは他方の前記フランジよりも前記軸線方向に厚く形成され、前記一方のフランジの前記コイル保持面は前記コネクタの底面領域の前記軸線方向の端縁に対応する前記軸線方向の位置に配置され、前記コイルは、前記コネクタの前記底面領域の半径方向の位置を越えた範囲まで前記巻線が巻回されてなることを特徴とする電磁ソレノイド。
【請求項２】
前記一方のフランジは前記軸線方向内側にフランジ延長部を有し、前記フランジ延長部は前記軸線方向外側の外枠部分とは異なる平面形状を備えた、前記ボビンと軸線を共通にする円柱状であり、前記コイル保持面は前記フランジ延長部において前記軸線の周りに形成された環状面であることを特徴とする請求項１に記載の電磁ソレノイド。
【請求項３】
前記フランジ延長部の外周面には、前記コネクタを収容する収容凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁ソレノイド。
【請求項４】
前記フランジ延長部は、前記軸線の周りに形成される外周溝を有していることを特徴とする請求項２に記載の電磁ソレノイド。
【請求項５】
前記ボビンの一対のフランジの外面上にそれぞれ配置される一対の端板部と、該一対の端板部の間を接続する側板部とを有するヨークを更に具備し、該ヨークには、ボビン軸線方向の一方の端縁に開口するように設けられるとともに、前記コネクタの少なくとも一部が前記ヨークの厚み範囲内に位置するように収容される切り欠き部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電磁ソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁ソレノイドに係り、特に、コネクタを備えた電磁ソレノイドの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電磁ソレノイドは、ボビンと、ボビンに巻回されてなる巻線と、前記ボビンの軸線周りの一側において前記巻線の外側に並行して前記軸線に沿って延在する側板部を有するヨークとを備え、上記巻線に電流を流すことによって磁力を発生させるように構成される。この場合、巻線の両端は外部回路等に接続されるが、近年、巻線と外部回路との電気的接続作業を容易にするために、巻線の両端に接続されたコネクタを備えた電磁ソレノイドが多く製造されるようになってきている。上記のような電磁ソレノイドの例としては、ボビンと一体に構成されたコネクタをフィールドコア（ヨーク）のコーナー部内に配置したもの（特許文献１）、コ字型のヨークを備え、ヨークの側板部が設けられていない開口部（コイルがヨークに覆われていない部分）上にコネクタを配置してなる電磁ソレノイド装置（特許文献２）などが知られている。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に示す電磁ソレノイドにおいては、コネクタが電磁ソレノイド本体の外面から突出することはなくなるが、電磁ソレノイド本体全体が大型化するので、却ってスペース効率が低下し、大きな設置スペースが必要になる。また、電磁ソレノイド本体の寸法を維持しようとすると、巻線のターン数を少なくする必要があるので、電磁ソレノイドの性能が低下するという問題点もある。上記特許文献２に示す電磁ソレノイドにおいても、コイル径を小さくしないで構成しようとすると、コネクタが電磁ソレノイド本体より突出し、また、コネクタを電磁ソレノイド本体より突出しないように構成するとコイル径が小さくなり電磁ソレノイド性能が低下するという問題点がある。
【０００４】
そこで本発明者は、コ字型のヨークを備え、ヨークの側板部に切り欠き部が形成され、該切り欠き部の内部において側板部の厚み範囲内に位置するように配置されるコネクタを具備してなる電磁ソレノイドを開発し、上記のような各種性能の低下を抑制しつつ、サイズの小型化或いはコネクタ突出量の低減を図ることのできる電磁ソレノイドを実現した（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８９１９号公報
【特許文献２】特許第４０６４０７６号公報
【特許文献３】特許第４１８１１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献３に示す電磁ソレノイドは、各種性能の低下を抑制しつつコネクタの小型化及びコネクタの電磁ソレノイド本体外面からの突出量の低減化を実現することができた。しかしその一方、コネクタの電磁ソレノイド本体外面からの突出量を低減するためにヨークの側板部の厚み範囲内にコネクタを配置する構造になっている。このため、ヨーク側板部の厚み範囲内に納まらなかったコネクタの底部は、電磁ソレノイドのヨークの内部、つまりヨーク側板部の内側へと突出することになる。このような構造でボビンに巻線を巻回した場合、コイルの厚さは、ボビン外周面からコネクタの底面部までの範囲内に制限される。したがって、電磁ソレノイドの性能を更に向上させるために巻線のターン数を多くしようとしても、挿入されるコネクタの底面部が干渉するので巻線巻回の厚さが制限されてしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、コネクタ付の電磁ソレノイドにおいて、コネクタに起因するコイル寸法上の制約を回避することにより、外形寸法に制約が課せられる場合であっても、コイル設計の自由度をより高めて、製造コストを抑制しつつ高い性能を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる実情に鑑み、本発明の電磁ソレノイドは、円筒状部及び該円筒状部の軸線方向の両側に相互に対向するコイル保持面をそれぞれ有する一対のフランジを備えたボビンと、前記円筒状部に巻回された巻線で前記コイル保持面間に構成されるコイルと、一方の前記フランジに係合するコネクタとを具備する電磁ソレノイドであって、前記一方のフランジは他方の前記フランジよりも前記軸線方向に厚く形成され、前記一方のフランジの前記コイル保持面は前記コネクタの底面領域の前記軸線方向内側の端縁に対応する前記軸線方向の位置に配置され、前記コイルは、前記コネクタの前記底面領域の半径方向の位置を越えた範囲まで前記巻線が巻回されてなることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、一方のフランジが他方のフランジよりも軸線方向に厚く形成されるとともに、一方のフランジのコイル保持面がコネクタの底面領域の軸線方向内側の端縁に対応する位置に形成されているので、コネクタの軸線方向外側への突出量を抑制しつつ、コイルのうちコネクタの底面領域によって半径方向に制約を受ける巻線部分を実質的に無くすことができる。これにより、一方のフランジの軸線方向の肉厚増加分だけ巻線巻回範囲が犠牲になるものの、コイルの軸線方向の全体にわたる範囲においてコネクタに妨げられずに上記底面領域の半径方向外側まで巻線の巻回範囲を拡大することができるから、コイル外形に段差を設けなくても、ターン数を増大させて磁気性能を向上させることが可能になる。したがって、コネクタから受けるコイル寸法上の制約を回避することができるため、コイル外形に段差を設けるなどのコイル製造コストの増大を招かずに、コイル断面の空間配置効率を高めることができるから、電磁ソレノイドに課せられる半径方向及び軸線方向の外形寸法の要求に合わせてコイル寸法を設計することが可能となるという効果を奏する。
【００１０】
また、前記一方のフランジは前記軸線方向内側にフランジ延長部を有し、前記フランジ延長部は前記軸線方向外側の外枠部分とは異なる平面形状を備えた、前記ボビンと軸線を共通にする円柱状であり、前記コイル保持面は前記フランジ延長部において前記軸線の周りに形成された環状面であることが好ましい。このように構成すれば、フランジ延長部のコイル保持面にコイルを保持するためのフランジ面として必要十分な寸法を確保しつつ、フランジ延長部をコンパクトに構成できる。また、フランジ延長部全体を外枠部分とは異なる平面形状の円柱状とすることによって余分な樹脂部材の必要がなくなるので、部材コストを低廉化することもできる。
【００１１】
さらに、前記フランジ延長部の外周面には、前記コネクタを収容する収容凹部が形成されていることが好ましい。これによれば、コネクタの底面部を当該収容凹部内に埋没させることができるので、コネクタの半径方向外側への突出量を小さくしつつ、フランジ延長部に設けたコイル保持面の外径を確保することができる。また、収容凹部の底面でコネクタの底面を支持するように構成すれば、コネクタを安定してボビンに設置することができる。
【００１２】
また、前記フランジ延長部は、前記軸線の周りに形成される外周溝を有していることが好ましい。この外周溝の形成により、フランジ延長部を樹脂成型により厚く形成した場合でもコイル保持面の外周縁部分の厚みを低減できるので、コイル保持面の剛性を確保しつつ樹脂部材のヒケの発生による外周縁部分の寸法精度の低下を低減することができる。
【００１３】
また、前記ボビンの一対のフランジの外面上にそれぞれ配置される一対の端板部と、該一対の端板部の間を接続する側板部とを有するヨークを更に具備し、該ヨークには、軸線方向の一方の端縁に開口するように設けられるとともに、前記コネクタの少なくとも一部が前記ヨークの厚み範囲内に位置するように収容される切り欠き部を有することが好ましい。これにより、コネクタの厚み範囲がヨークの厚み範囲と重なるように構成できるため、ヨークの厚み分だけヨークの外面若しくは内面からのコネクタの突出量を小さく保つことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コネクタ付の電磁ソレノイドにおいて、コネクタに起因するコイル寸法への制約を回避することにより、外形寸法に制約が課せられる場合であっても、コイル設計の自由度をより高めて、製造コストを抑制しつつ高い性能を確保できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態のボビンとコネクタの概略分解斜視図。
【図２】実施形態の電磁ソレノイドの概略斜視図。
【図３】図５のＣ−Ｃ′線から見た実施形態の電磁ソレノイドの概略説明図。
【図４】実施形態の電磁ソレノイドをコネクタ側から軸線方向に見た様子を示す概略説明図。
【図５】実施形態の電磁ソレノイドの、ボビン軸線方向断面図。
【図６】比較例のボビンとコネクタの、ボビン軸線方向断面図。
【図７】実施形態のボビンを係合枠の側からフランジ軸線方向内側に見た様子を示す概略説明図。
【図８】実施形態のボビンの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図示例と共に説明する。図１は本実施形態の電磁ソレノイドを構成するボビンとコネクタの概略分解斜視図、図２は本発明に係る実施形態の電磁ソレノイドの概略斜視図である。なお、図１に示すＸは、ボビンの中心を長手方向に通過する軸線である。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態の電磁ソレノイド１００は、合成樹脂等の絶縁材で構成されたボビン１１０を有し、このボビン１１０に巻線１２１が巻回されることによりコイル１２０が形成されている。ボビン１１０の外側にはヨーク１３０が取り付けられ、コイル１２０により発生した磁束を通過させる磁気回路を構成している。ボビン１１０の内部にはプランジャ１４０が挿入され、このプランジャ１４０は、一端がヨーク１３０の端板部１３１から突出した状態で軸線Ｘ方向に移動可能に設けられている。また、プランジャ１４０とヨーク１３０との間にはコイルバネで構成された弾性部材１５０が配置され、この弾性部材１５０はプランジャ１４０を電磁ソレノイド本体（ボビン１１０、コイル１２０及びヨーク１３０）から軸線Ｘ方向に離反する方向に付勢している。
【００１８】
図１に示すように、ボビン１１０は、軸線Ｘ方向に貫通する貫通孔１１０ａ及び巻線１２１が巻回される外周面１１１ａを有する円筒状部１１１と、円筒状部１１１の両端に一体形成される一対のフランジ１１２，１１３とを備えている。一対のフランジ１１２，１１３の平面形状（軸線Ｘと直交する面の形状）は相互に同様であることが望ましい。貫通孔１１０ａは、フランジ１１３の側からプランジャ１４０が挿入される箇所である。一方のフランジ１１２の周縁上部にはコネクタ１７０に対する係合部となる係合枠１６０が一体に形成されている。係合枠１６０の内部は底部１６１及び側部１６２，１６３で画成される断面矩形状に構成され、左右の側部１６２，１６３の上縁には内側へ突出した係合縁が設けられている。また、係合枠１６０の軸線Ｘ方向内側には左右の側部１６２，１６３から底部１６１上に内側へ張り出した張出部１６４，１６５が設けられている。図示例では左右の張出部１６４，１６５の軸線Ｘ方向内側の位置がフランジ１１２の内面の位置に一致している。また、他方のフランジ１１３には、図１に示すように、貫通孔１１０ａの開口縁から軸線Ｘ方向外側へ突出する環状枠部１１３ｂが形成されている。
【００１９】
フランジ１１２は、軸線Ｘ方向に厚みｔ１を有している。この厚みｔ１は他方のフランジ１１３の厚みｔ２より大きく構成される。また、軸線Ｘ方向外側の外面に凹部１１２ｂが貫通孔１１０ａ周辺の四隅に形成されて肉抜き処理がなされている（図７参照）。さらに、図１に示すように、フランジ１１２には軸線Ｘ方向内側にボビン１１０と軸線Ｘを共通にする円柱状のフランジ延長部１１４が形成されている。フランジ延長部１１４はフランジ１１２の軸線Ｘ方向外側の外枠部分（本来のフランジ１１２を構成する部分、以下同様。）とは異なる平面形状を備えていて、その外枠部分とは異なる形状の軸線Ｘ方向に沿った外周面１１４ｂを有している。また、フランジ延長部１１４は、軸線Ｘ方向内側先端にコイル保持面１１４ａを有している。コイル保持面１１４ａは、円筒状部１１１と同軸で、軸線Ｘの通過位置を中心点とする環状面であり、その外径はコネクタ後方部分１７１ｂの底面部の径方向の位置より大きく、また、フランジ１１２の面内に収まる最大の円の径以下となっている。また、コイル保持面１１４ａは、他方のフランジ１１３の内面であるコイル保持面１１３ａと対向し、かつ、平行な面となっている。
【００２０】
フランジ延長部１１４の外周上部であって係合枠１６０から軸線Ｘ方向内側に連続する位置には、収容凹部１１５が形成されている。収容凹部１１５は底面１１５ａと左右の側壁面により画成され、張出部１６４，１６５の間の幅と同じ幅を有している。底面１１５ａは、コイル保持面１１４ａに近い側が一段高い段差状になっており、底面１１５ａのうち一段高くなっている部分はコイル保持面１１４ａまで続いている（図１参照）。したがって、コイル保持面１１４ａを軸線Ｘ方向内側から見た場合、収容凹部１１５にあたる部分が切り欠き形状となっている（図３参照）。一方、底面１１５ａの段差によりフランジ１１２側の一段低くなっている部分は、係合枠の底部１６１と同じ高さになっている。
【００２１】
また、図１、図５、又は、図８に示すように、フランジ延長部１１４には軸線Ｘ周りに外周溝１１４ｃが形成されている。外周溝１１４ｃの深さは円筒状部１１１の外周面１１１ａとほぼ同じ深さになっている。外周溝１１４ｃは外周面１１４ｂの軸線Ｘ方向の中間位置において軸線Ｘ周りに伸びるように設けられているので、フランジ延長部１１４は軸線Ｘ方向の内側と外側の２枚の板状部分に分割されている。ここで、図示例のフランジ延長部１１４はフランジ１１２の上記外枠部分と一体に構成されるが、上記外周溝１１４ｃを外枠部分との境界位置まで幅方向に拡張することによって、フランジ延長部１１４を、上記外枠部分とは離間した１枚の板状部分として構成することもできる。
【００２２】
コネクタ１７０は、図１に示すように、合成樹脂よりなるケース体１７１と、このケース体１７１の内部に保持固定されたコネクタピン１７２，１７３とを備えている。ケース体１７１は全体として接続方向（図示例ではボビン１１０の軸線Ｘ方向に一致する。）に延長された形状を有し、軸線Ｘ方向前方にはコネクタピン１７２，１７３を露出する接続口１７１ａが備わっている。ケース体１７１の軸線Ｘ方向中間部には、ケース体１７１の側面に設けられた側面段差部１７１ｃと、ケース体１７１の底面に設けられた底面段差部１７１ｄが形成されている。ケース体１７１の底面段差部１７１ｄの段差は、フランジ延長部１１４の収容凹部１１５の底部分１１５ａに形成された段差に対応する寸法となっている。この側面段差部１７１ｃ及び底面段差部１７１ｄを境目にして、ケース体１７１の軸線Ｘ方向後方にはリード線１７４，１７５を導出するリード線導出部１７６を有する後方部分１７１ｂが備わっている。
【００２３】
コネクタ後方部分１７１ｂの底面部は、平坦な底面領域１７１ｆとなっている。底面領域１７１ｆの後端には、図１、又は、図５に示すように、後方に向けて斜め上方にカットされた傾斜面１７１ｅが形成されている。このとき、底面領域１７１ｆの軸線Ｘ方向内側の端縁（傾斜面１７１ｅと底面領域１７１ｆの境界）の位置は、コイル保持面１１４ａの軸線Ｘ方向の位置と一致している。ここで、上記傾斜面１７１ｅは、後述するようにコネクタ後方部分１７１ｂの底面部の実質的な後端位置をリード線導出部１７６よりも前方にある傾斜面１７１ｅと底面領域１７１ｆの境界位置にするために設けられている。ケース体１７１の後端（軸線Ｘ方向内側端）にあるリード線導出部１７６からはリード線１７４，１７５が導出している。このリード線１７４，１７５は、ケース体１７１の内部において上記コネクタピン１７２，１７３と導電接続されている。コネクタ１７０の接続方向、すなわち、図示しない相手方のコネクタに対する抜き差し方向は、接続口１７１ａの開口面と直交する方向であって、コネクタピン１７２，１７３が延在する軸線Ｘ方向である。
【００２４】
次に、コネクタ１７０と係合枠１６０との係合態様について説明する。コネクタ１７０は、図１又は図７で示す係合枠１６０に対して軸線Ｘ方向外側から内側へ向けてスライド挿入される。このとき、ケース体１７１は、底部１６１及び側部１６２，１６３によりコネクタ１７０が上下及び左右方向に係合され、位置決め保持される。また、ケース体１７１の上記側面段差部１７１ｃが張出部１６４，１６５に当接することで、ケース体１７１はそれ以上軸線Ｘ方向内側へ移動できないように規制されている。コネクタ後方部分１７１ｂは、張出部１６４，１６５よりも軸線Ｘ方向内側（後方）に突出している。そして、図３に示すように、コネクタ後方部分１７１ｂの底面部は収容凹部１１５内に埋没している。
【００２５】
コイル１２０は、巻線１２１が一方のフランジ１１２のコイル保持面１１４ａと他方のフランジ１１３のコイル保持面１１３ａとの間に限定して巻回されることにより形成されている。この巻線１２１の両端部は、係合枠１６０に挿入されているコネクタ１７０のリード線１７４，１７５にそれぞれ電気的に接続されている。そして、フランジ延長部１１４の外周面１１４ｂ及びコイル１２０の外周面に絶縁テープ（図示せず）が連続して巻かれコイル１２０全体を覆っている。この絶縁テープは、フランジ１１４の外周面１１１ａを被覆する部分でコネクタ後方部分１７１ｂも巻き込むように巻回されている。
【００２６】
ヨーク１３０は磁性材よりなり、コ字形状を有するヨーク主材１３０Ａと、平板状の繋板１３４とを有する。ヨーク主材１３０Ａは、端板部１３１と、この端板部１３１の両端から端板部１３１の板面に対して垂直方向（コイル１２０の外周側において軸線Ｘ方向）に延在する側板部１３２，１３３（図２に示す上下側）とを有する。側板部１３３の先端には幅方向両側をカットしてなる端縁１３３ｃ（図４参照）が設けられ、この端縁１３３ｃが、繋板１３４の下端に形成された切り欠き部１３４ｃに嵌合し、この嵌合部にカシメ等の加工が施されることで側板部１３３と繋板１３４が接合されている。なお、端板部１３１と繋板１３４はヨーク１３０の上記一対の端板部に相当し、これらの一対の端板部は側板部１３２、１３３によって磁気的に連結されてヨーク１３０を構成している。
【００２７】
図２に示すように、側板部１３２，１３３には取付孔１３２ｄ，１３２ｅ、１３３ａ，１３３ｂが形成され、これらの取付孔を用いて固定ねじ等により図示しない機器のシャーシ等にヨーク１３０を取付固定することができるようになっている。また、側板部１３２と１３３の間には側板部１３２，１３３が存在しない開口部１３０ａが設けられ、コイル１２０が図示左右方向に露出した状態となっている。また、端板部１３１には開口部１３１ａが設けられ、ここにはフランジ１１３に設けられた環状枠部１１３ｂが嵌合し、ボビン１１０とヨーク１３０とを位置決めしている。また、図４に示すように、繋板１３４の中央にはボビン１１０の貫通孔１１０ａ内に配置された磁性体よりなる補助コア１３５の外端部が接合されている。これにより全体としてボビン１１０及びコイル１２０を包囲するロ字型のヨーク１３０が構成される。
【００２８】
図２に示すように、側板部１３２には切り欠き部１３２ａが形成されている。この切り欠き部１３２ａは側板部１３２の先端（繋板１３４に接合される端部）に開口し、当該先端の開口から側板部１３２の基部側（端板部１３１の端部側）に延在した形状を備えている。具体的には、側板部１３２の先端の中央部に上記開口が形成され、この開口と同じ一定の幅で基部側へ伸び、全体として矩形の切り欠き形状を有している。切り欠き部１３２ａの幅は係合枠１６０の全幅とほぼ同じに構成され、図２に示すように、切り欠き部１３２ａ内に係合枠１６０が嵌合するように構成されている。また、切り欠き部１３２ａの開口の両側にはそれぞれ係合凸部１３２ｂ，１３２ｃが突設されている。
【００２９】
また、図４に示すように、繋板１３４の上端には切り欠き部１３２ａと同じ幅方向の位置に同じ幅の切り欠き部１３４ａが形成され、この切り欠き部１３４ａは繋板１３４の上端縁に開口し、ここに係合枠１６０が嵌合している。このように、係合枠１６０は切り欠き部１３２ａ（図２参照）と切り欠き部１３４ａ（図４参照）に嵌合している。なお、切り欠き部１３４ａの開口側（上側）の左右には開口段差１３４ｂがそれぞれ形成され、これらの開口段差１３４ｂに側板部１３２の係合凸部１３２ｂ，１３２ｃが嵌合し、この嵌合部にカシメ等の加工が施されることで側板部１３２と繋板１３４が接合されている。また、繋板１３４の下端には側板部１３３の厚みに対応する深さの切り欠き部１３４ｃが形成される。
【００３０】
切り欠き部１３２ａ内には、コネクタ１７０が、少なくとも一部が側板部１３２の厚み範囲内に位置するようにして、接続方向をボビンの軸線Ｘ方向と平行にした姿勢で配置されている。図示例の場合、コネクタ１７０の厚み（上下方向の寸法）は側板部１３２の厚みより厚く、しかも、コネクタ１７０の上面（ケース体１７１の上面）は側板部１３２の外面とほぼ一致する高さに位置決めされている。したがって、切り欠き部１３２ａ内において側板部１３２の厚み範囲全体にわたりコネクタ１７０が存在していることになる。また、図示例ではコネクタ１７０の前端は軸線Ｘ方向に見て繋板１３４の外面と一致し、当該外面より突出しないように構成される。ただし、上記前端が繋板１３４より多少突出していても構わない。
【００３１】
以上のように構成された本実施形態の電磁ソレノイドの作用効果について、比較例の電磁ソレノイドと比べながら、以下に説明をする。図６には、比較例の電磁ソレノイドを構成するボビン１１０′とコネクタ１７０′の軸線Ｘ方向の断面図が示されている。比較例のボビン１１０′は、円筒状部１１１′と、円筒状部１１１の両端に一体形成される一対のフランジ１１２′，１１３′とを備えている。そして、厚みｔ１′のフランジ１１２′の外面と厚みｔ２のフランジ１１３′の外面間の距離であるボビン長はＢＬであり、コイル保持面１１２ａ′とフランジ１１３′のコイル保持面１１３ａ′との間の巻線巻回範囲ＷＲ＝ＢＬ−ｔ１′−ｔ２において巻線が巻回されることでコイル１２０′が構成されている。フランジ１１２′の周縁上部にはコネクタ１７０′が係合する係合枠１６０′が一体形成されている。係合枠１６０′に係合されたコネクタ１７０′の後方部分１７１ｂ′は円筒状部１１１の外周面１１１ａ′上に張り出すように突出している。このため、コイル１２０′の半径方向の形成範囲は外周面１１１ａ′とコネクタ後方部分１７１ｂ′の底面部との間に制限されている。
【００３２】
この比較例においては、上述のようにコイル１２０′の外形がフランジ１１２′の近傍においてコネクタ後方部分１７１ｂ′の底面部による制約を受ける。このような場合に、コイル断面積を更に増大させるための方法としては、コネクタ１７０′に干渉しない軸線方向の範囲ではコイル１２０′の形成範囲を増大させて、コイルを段付状に形成する方法が考えられる。しかし、このような方法をとった場合、特に段状になる部分の巻線１２１′の保持状態が安定せず、巻回後に巻線１２１が緩むといったことが起き得る。このとき、巻線の絶縁被覆を軟化・溶着させることによりコイル形状を保持する方法も考えられる。しかし、このような方法をとった場合、部材のコストがかさみ、製造工程でも余分なプロセスが生じる。したがってこれらのリスクを避けてコイル１２０′を形成するためには、通常のようにコイルの厚さを軸線Ｘ方向に一定に保つ必要がある。このような理由から、比較例においては、コイル１２０′はコネクタ後方部分１７１ｂ′の底面部までの一定の厚さを上記の巻線巻回範囲ＷＲの全体にわたり備えている。なお、図５のＣ−Ｃ′線から見た概略説明図を示す図３では、比較例のコイル１２０′の半径方向の厚さｑに対応するコイル外形を二点鎖線で示している。
【００３３】
一方、本実施形態のボビン１１０においては、図５に示すように、ボビン長ＢＬが比較例と等しく、フランジ１１２の厚みｔ１＝ｔ１′＋Ｂとすれば、フランジ１１２の軸線Ｘ方向内側にフランジ延長部１１４の厚みＢが存在するので、コイル１２０の巻線巻回範囲Ａは、フランジ延長部１１４の厚みＢ分だけ比較例よりも小さくなる。
【００３４】
しかしながら、本実施形態では、コイル保持面１１４ａがコネクタ後方部分１７１ｂの底面部のフランジ１１２の外枠部分からの軸線方向内側への突出量と実質的に対応する位置、具体的には、上記底面領域１７１ｆの軸線Ｘ方向内側の端縁に対応する軸線Ｘ方向の位置に形成されている。このため、図５に示すように、コイル１２０は少なくとも上記底面領域１７１ｆが設けられている軸線方向の範囲には形成されないので、コイル１２０の外形が底面領域１７１ｆにより制約を受けることはない。したがって、コイル１２０では、図３において、二点鎖線で示す上記底面領域１７１ｆの半径方向の位置を越えた範囲まで巻線を巻回できるので、コイル１２０は比較例のコイル１２０′の厚さｑを超えた厚さｐ＝ｑ＋ｒを備えたものとすることができる。
【００３５】
この場合、Ａ×ｐ＞（Ａ＋Ｂ）×ｑという条件が成り立てば、本実施形態のコイル断面積は比較例のそれよりも大きくなり、これによって本実施形態の電磁ソレノイドは、比較例よりも高い起磁力を得ることができる。また、上記式は、Ａ×ｒ＞Ｂ×ｑと変形できる。したがって、例えばコネクタ１７０の寸法と配置（半径方向と軸線方向の位置）が予め定まっている場合には上記Ｂとｑが固定値となるので、Ａ又はｒが大きいほど起磁力を高める上で好ましいことになる。すなわち、ボビンが軸線方向に長いほど上記Ａが大きくなり、また、上記底面領域１７１ｆの半径方向の位置とコイル１２０の外形に対するコネクタ１７０以外の構造による制約によって規定されるコイル最大外径との差が大きい場合ほど、上記ｒを大きくできるために、いずれも高い磁気性能を得ることが可能になる。
【００３６】
以上のように、本実施形態では、コネクタ１７０に起因するコイル１２０の半径方向の制約を回避できるので、コイル１２０をわざわざ段付状に形成するなどの方法をとる必要もなく、製造工程における余分な部材コストやプロセスを避けて、通常のようにコイル１２０を軸線Ｘ方向に一定の厚さを有する態様としつつ、コイル断面積を或る程度確保することが可能になる。このとき、一般にコネクタ１７０の平面範囲はボビン１１０、コイル１２０、ヨーク１３０（特に側板部１３２、１３３）の平面範囲に比べて小さいため、小さなコネクタ１７０の上記底面領域１７１ｆによってコイル１２０の全体が制約を受けることは空間配置効率上きわめて不利である。本実施形態ではコイル１２０の軸線Ｘ方向の一部（Ｂの範囲）を犠牲にする必要はあるものの、その他のより広い範囲（Ａの範囲）においてコイル１２０の外形を拡大できるので、全体としてコイル断面の空間配置効率を高めることが可能になる。
【００３７】
例えば、本実施形態において電磁ソレノイドは、ヨーク１３０の側板部１３２、１３３がコイル１２０の半径方向外側に配置されるので、コネクタ１７０によるコイル１２０に対する半径方向の制約が回避された本実施形態においても、コイル１２０の外形は側板部１３２、１３３の内面位置によって制約を受ける。しかしながら、コネクタ１７０をヨーク１３０から半径方向に突出しないように配置すれば、一般的には少なくともコネクタ１７０の厚み分だけ上記底面領域１７１ｆの半径方向の位置が側板部１３２、１３３の内面位置よりも低くなるから、コネクタ１７０と平面的に重ならない領域ではコネクタ１７０の厚み分だけコイル径を増大できるため、本実施形態の効果はきわめて高くなる。本実施形態ではコネクタ１７０が切り欠き部１３２ａ内に収容されることでヨーク１３０（側板部１３２）の厚み範囲内に配置されるので、底面領域１７１ｆの位置と側板部１３２、１３３の内面位置との差は上記の一般的な状況よりも少なくなってはいるが、それでも、コネクタ１７０の平面範囲はヨーク１３０の側板部１３２よりも大幅に小さいため、コネクタ１７０を回避してコイル寸法を設計できる利点は大きい。特に、電磁ソレノイドの外形寸法に制約がある場合においては、半径方向の空間配置効率の向上により、要求される外形寸法に応じてコイル寸法を最適化できる余地が生まれるなど、コイル寸法の設計上の自由度が高められるという利点がある。すなわち、外径寸法上の制約を受けていても、その寸法内にコネクタ１７０を収容しつつ、効率的にコイル１２０の断面積を確保することができる。
【００３８】
また、本実施形態において、フランジ１１２の厚みｔ１はフランジ１１３の厚みｔ２より大きくなっているので、フランジ１１２の大きな厚みｔ１によりコネクタ１７０の軸線Ｘ方向の範囲をカバーし、コネクタ１７０の軸線方向外側への突出量を低減し若しくは無くすことができる。しかも、フランジ１３３の小さな厚みｔ２により余分な厚みが存在することによるコイル１２０の巻線巻回範囲Ａの減少を抑制できる。したがって、本実施形態では、フランジ１１２の厚みｔ１をｔ２より大きくすることで、電磁ソレノイドやコイル１２０の軸線方向の空間配置効率をも高めることができる。この場合に、コネクタ１７０が軸線方向外側へ突出しないように構成されていることが外径寸法の制約に合わせて電磁ソレノイドの軸線方向の空間配置効率を高める上で好ましいことはもちろんである。
【００３９】
さらに、本実施形態では、コイル保持面１１４ａは、軸線Ｘの通過位置を中心点とし、コネクタ後方部分１７１ｂの底面領域１７１ｆの半径方向の位置より大きい外径を有する環状面となっている。これにより、コイル保持面１１４ａにはコイル１２０を保持するためのフランジ面として必要十分な寸法が確保される。また、フランジ延長部１１４はフランジ１１２の平面形状内に収まる最大の円の径以下の径を有するので、ボビン１１０の外形寸法に影響を与えず、電磁ソレノイドをコンパクトに構成できる。さらに、フランジ延長部１１４はボビン１１０と軸線Ｘを共通にする円柱状であるので、上記の各利点を確保しつつ、ボビン１１０をコンパクトに構成でき、余分な樹脂部材の必要がなくなるので、部材コストが低廉化される。なお、本実施形態ではフランジ１１２の外枠部分とフランジ延長部１１４とを異なる平面形状を備えたものとしたが、両者を同一の平面形状としてもよい。すなわち、フランジ１１２を、比較例のフランジ１１２′と同じ平面形状で、厚みをｔ１′からｔ１＝ｔ１′＋Ｂに増加させただけのものとしてもよい。
【００４０】
さらに本実施形態においては、フランジ延長部１１４に、コネクタ後方部分１７１ｂの少なくとも底面部を収容する収容凹部１１５が形成されているので、コネクタ１７０の半径方向外側への突出量を小さくしつつ、コイル保持面１１４ａの外径を確保することが可能になっている。なお、収容凹部１１５はコイル保持面１１４ａの一部に切り欠き形状（図３参照）を形成するが、これによるコイル１２０の保持状態への影響は少ない。また、本実施形態では、収容凹部１１５がコイル保持面１１４ａにまで到達しているので、コネクタ後方部分１７１ｂとコイル１２０の端縁部とを密着して配置でき、その結果、コイル１２０に対して電磁ソレノイドの軸線方向の寸法をコンパクトに構成できる。
【００４１】
本実施形態において、コネクタ後方部分１７１ｂの底面部の実質的な後端位置は上記傾斜面１７１ｅと底面領域１７１ｆの境界位置であり、これがコイル保持面１１４ａの軸線Ｘ方向の位置と対応している。したがって、コイル保持面１１４ａのさらに軸線Ｘ方向内側に上記傾斜面１７１ｅやリード線導出部１７６を含む後端部分が配置されることになる。そこで、コイル１２０を形成した後にコネクタ１７０を係合枠１６０に前方より挿入したとき、コネクタ１７０が定位置まで挿入されて係合配置されると、上記傾斜面１７１ｅやリード線導出部１７６がコイル保持面１１４ａよりも軸線Ｘ方向内側に突出するので、コイル１２０の端縁部をわずかに押圧して変形させる。しかしながら、この傾斜面１７１ｅやリード線導出部１７６によるコイル１２０の端縁部の変形による影響は、傾斜面１７１ｅの傾斜形状により半径方向内側部分の変形量が低減されることやコイルの変形部がコイル１２０の半径方向外周縁に近いことにより軽微なものに収まる。このように、コイル保持面１１４ａの位置がコネクタ後方部分１７１ｂの後端縁に対応する位置とは多少違っていても、本実施形態のように実質的な対応関係さえ確保されていれば、コイル１２０の形状寸法に対するコネクタ１７０による制約を無くすことができる。
【００４２】
また、収容凹部１１５の底面１１５ａは、コイル保持面１１４ａに近い側が一段高い段差状になっており、この段差は、ケース体１７１の底面段差部１７１ｄの段差に対応する寸法となっている。したがって、ボビン１１０（係合枠１６０）に対するコネクタ１７０の係合状態において、コネクタ後方部分１７１ｂが収容凹部１１５の底面１１５ａに支持されるので、コネクタ１７０は安定してボビン１１０に設置される。
【００４３】
図５、図８に示すように、フランジ延長部１１４においてボビン１１０の軸線Ｘ周りに形成されている外周溝１１４ｃの深さは円筒状部１１１の外周面１１１ａと同じ深さになっているので、フランジ延長部１１４における外周溝１１４ｃよりも軸線Ｘ方向内側にある部分は、コイル保持面１１４ａと外周面１１４ｂとによって画定される薄い板形状となっている。これによって、樹脂成形硬化時の上記部分における樹脂部材のヒケの発生が低減されるので、コイル保持面１１４ａの位置精度や平坦性が向上し、特にコイル保持面１１４ａの外周縁部分の寸法精度の低下を防止することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、図７に示すように、フランジ１１２の軸線Ｘ方向の外面の一部に凹部１１２ｂを設けることにより、剛性を確保しつつ樹脂使用量を低減している。フランジ１１２には軸線Ｘ方向内側にフランジ延長部１１４が一体に設けられているので、上述のように外周溝１１４ｃが形成されているとは言え、ボビン１１０のフランジ１１２周辺の樹脂部材は従来構造よりも軸線方向に厚みがあり、ヒケの発生が懸念される。そこで、本実施形態のように、フランジ１１２の軸線Ｘ方向外側に適宜な肉抜き処理を施すことによって、ヒケの発生を低減させ、フランジ延長部１１４や係合枠１１６等の寸法精度の悪化を防止している。
【００４５】
また、上述のようにヨーク１３０の側板部１３２の切り欠き部１３２ａと繋板１３４の切り欠き部１３４ａに係合枠１６０が嵌合し、係合枠１６０内にコネクタ１７０が係合保持されている結果、コネクタ１７０の少なくとも一部が側板部１３２の厚み範囲内に配置されるため、コネクタ１７０のヨーク１３０から外側への突出量を抑制しつつ、コネクタ１７０によるコイル１２０の形状寸法への制約を低減できる。ここで図示例のように、コネクタ１７０の上面（ケース体１７１の上面）が側板部１３２の外面とほぼ一致する高さに位置決めされ、コネクタ１７０がヨーク１３０の外側へ突出しないように構成されることが好ましいことはもちろんである。この場合、図示例のようにコネクタ後方部分１７１ｂの底面部が側板部１３２，１３３の内面よりも半径方向内側に配置される状態であれば、コイル１２０の外形がフランジ延長部１１４によってコネクタ１７０による干渉を受けなくなることによる利点が得られる。
【００４６】
本実施形態においては、切り欠き部１３２ａが側板部１３２の端縁に開口して設けられているので、コネクタ１７０の接続口１７１ａを側板部１３２に妨げられないように構成でき、コネクタ１７０に対する接続作業を容易に行うことが可能になる。また、コネクタ１７０の接続方向が軸線Ｘ方向と平行であるため、コネクタ１７０の接続ストロークを確保しつつ、切り欠き部１３２ａの幅を抑制できることにより、側板部１３２の断面積の低下を抑制でき、磁気抵抗の増大に起因する性能の低下を防止できる。
【００４７】
また、本実施形態では、ボビン１１０と一体形成された係合枠１６０に対してコネクタ１７０が着脱可能に構成されているので、製造時の組立作業及びリワーク作業、或いは、リサイクル時の分解作業が容易になる。特に、係合枠１６０に対してコネクタ１７０がスライド動作により係合するように構成されているので、組立作業及び分解作業を更に容易に行うことが可能になっている。
【００４８】
尚、本発明の電磁ソレノイドは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態ではコネクタ１７０が側板部１３２や繋板１３４の外面内に収まるように構成されているため、電磁ソレノイド本体の外面から突出する突起物が存在しないように構成されているが、コネクタ１７０の少なくとも一部が側板部１３２や繋板１３４の厚み範囲内に位置するように切り欠き部１３２ａ、１３４ａ内に配置されていればよく、したがって、コネクタ１７０の外面が側板部１３２や繋板１３４の外面より多少突出する寸法を有していても構わない。もっとも、本発明では、コネクタ１７０の厚み範囲全体が側板部１３２の内側に配置されていてもよく、この場合には、切り欠き部１３２ａを設ける必要もない。
【００４９】
また、上記実施形態においてヨーク１３０の側板部１３２の切り欠き１３２ａは側板部１３２の軸線Ｘ方向端部の幅方向中央に形成されているが、これに限らず、幅方向の左右いずれかに偏って配置されていればよく、さらには、接続方向を幅方向に向けて配置されていても構わない。
【符号の説明】
【００５０】
１００…電磁ソレノイド、１１０…ボビン、１１０ａ…貫通孔、１１１…円筒状部、１１１ａ…（円筒状部）外周面、１１２，１１３…フランジ、１１２ｂ…凹部、１１３ａ…コイル保持面、１１３ｂ…環状枠部、１１４…フランジ延長部、１１４ａ…コイル保持面、１１４ｂ…外周面、１１４ｃ…外周溝、１１５…収容凹部、１１５ａ…（収容凹部の）底面、１２０…コイル、１２１…巻線、１３０…ヨーク、１３０Ａ…ヨーク主材、１３１…端板部、１３１ａ…端板部開口部、１３２，１３３…側板部、１３２ａ…切り欠き部、１３２ｂ，１３２ｃ…係合凸部、１３２ｄ，１３２ｅ…取付孔、１３３ａ，１３３ｂ…取付孔、１３３ｃ…側板部端縁、１３４…繋板、１３４ａ…切り欠き部、１３４ｂ…開口段差、１３４ｃ…切り欠き部、１３５…補助コア、１４０…プランジャ、１５０…弾性部材、１６０…係合枠、１６１…係合枠底部、１６２，１６３…係合枠側部、１６４，１６５…係合枠張出部、１７０…コネクタ、１７１…ケース体、１７１ａ…接続口、１７１ｂ…後方部分、１７１ｃ…側面段差部、１７１ｄ…底面段差部、１７１ｅ…傾斜面、１７１ｆ…（平坦な）底面領域、１７２，１７３…コネクタピン、１７４，１７５…リード線、１７６…リード線導出部
【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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【図７】
2012234870.tif 000009
【図８】
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