(57)【要約】【課題】コイル５が巻装される樹脂製のボビン６と、コイル５の外周側に形成される樹脂部３１との融着部３５、３６において、樹脂部３１の膨張、収縮に伴う応力の発生を緩和することができるソレノイド装置１を提供する。【解決手段】ソレノイド装置１によれば、軸方向隙間を挟んで融着片３３と対向する一端側連結部２８の面部分は、格子状の溝を有する凹凸面部４１をなし、径方向隙間を挟んで融着片３４と対向する外周側対向部２６、２７の面部分は、格子状の溝を有する凹凸面部４２をなしている。これにより、融着部３５、３６および融着部３５、３６近傍の樹脂部３１を凹凸面部４１、４２により拘束することができるので、融着部３５、３６において、樹脂部３１の膨張、収縮に伴う応力の発生を緩和することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻装される円筒部、およびこの円筒部の軸方向両端から外周側に鍔状に伸びて前記コイルの軸方向寸法を規制する２つのフランジ部を有する樹脂製のボビンと、  
前記コイルおよび前記ボビンを外周側から覆うとともに、前記２つのフランジ部の内で少なくとも軸方向一端側のフランジ部を軸方向一端側から覆って磁束を通すヨークとを備え、
前記フランジ部および前記コイルと前記ヨークとの間の径方向隙間、および前記軸方向一端側のフランジ部と前記ヨークとの間の軸方向隙間には、溶融樹脂が充填されて樹脂部が形成され、
前記２つのフランジ部は、各々、前記樹脂部に対する融着片を有し、
この融着片は、前記径方向隙間および前記軸方向隙間を形成する前記ヨークの内面および他端面のいずれかの面部分に向かって突出するように配されて溶融樹脂により溶融され、
前記ヨークは、前記融着片と対向する前記面部分が凹凸状に設けられていることを特徴とするソレノイド装置。
【請求項２】
請求項１に記載のソレノイド装置において、
前記融着片と対向する前記面部分は、格子状の溝を有することで凹凸状をなすことを特徴とするソレノイド装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のソレノイド装置において、
前記ボビンの樹脂素材または前記樹脂部の樹脂素材の少なくとも一方には、配向性を有する充填材が含まれていることを特徴とするソレノイド装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載のソレノイド装置において、
前記ソレノイドコイルへの通電により変位する可動子を備え、  
この可動子の変位に応じて所定の弁体を駆動し、流路の開閉を行うことを特徴とするソレノイド装置。
【請求項５】
請求項４に記載のソレノイド装置において、
前記融着片が溶融されて形成される前記フランジ部と前記樹脂部との融着部は、前記流路を流れるガスが外部にリークするのを阻止するシール機能を有することを特徴とするソレノイド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルへの通電により磁気吸引力を発生するソレノイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ソレノイド装置は、流路開閉操作をする弁体等を駆動する駆動装置として利用されている（例えば、特許文献１参照）。
従来のソレノイド装置１００は、例えば、図５に示すように、コイル１０１が巻装される樹脂製のボビン１０２と、コイル１０１およびボビン１０２を外周側および軸方向一端側から覆うヨーク１０３と、ボビン１０２の内周側および軸方向他端側に固定されるステータコア１０４等とを備える。そして、ソレノイド装置１００は、コイル１０１への通電によりヨーク１０３、ステータコア１０４等を通る磁気回路を形成するとともに、図示しないムービングコアを磁気吸引し、ムービングコアと一体的に変位する弁体（図示せず）を駆動する。
【０００３】
このソレノイド装置１００によれば、ボビン１０２は、コイル１０１が巻装される円筒部１０７、円筒部１０７の軸方向両端から外周側に鍔状に伸びてコイル１０１の軸方向寸法を規制する２つのフランジ部１０８、１０９を有する。また、ヨーク１０３は、図５、図６に示すように、コイル１０１の外周側で磁束を通す２つの外周側対向部１１０、１１１、外周側対向部１１０、１１１をコイル１０１の軸方向一端側で連結し、コイル１０１の軸方向一端側で磁束を通す一端側連結部１１２を有する。
【０００４】
そして、フランジ部１０８、１０９およびコイル１０１と外周側対向部１１０、１１１との間の径方向隙間、およびフランジ部１０８と一端側連結部１１２との間の軸方向隙間には、溶融樹脂が充填されて樹脂部１１５が形成されている。
【０００５】
また、フランジ部１０８、１０９には、予め、樹脂部１１５との融着に利用される融着片１１６が設けられており、融着片１１６は、溶融樹脂により溶融されてフランジ部１０８、１０９と樹脂部１１５との融着部１１７をなす。そして、この融着部１１７は、例えば、ソレノイド装置１００が弁体の駆動に利用される場合、弁体により開閉される流路を流れるガス等が外部にリークするのを阻止するシール機能を有する。
【０００６】
ところで、樹脂部１１５は、融着部１１７以外ではボビン１０２と接合しておらず、さらにヨーク１０３にも接着せず、単に各々の表面同士が接触して界面を構成している。このため、融着部１１７以外の樹脂部１１５は、温度変動等に伴う膨張、収縮に対してほとんど拘束を受けないので、融着部１１７には、この膨張、収縮により応力が発生しやすく、さらに応力が過大になると亀裂が生じる虞もある。
【０００７】
また、上記の界面が大きいほど膨張、収縮による寸法変化量が大きくなることから、ソレノイド装置１００のように樹脂部１１５と他部材との接触がほとんど界面による場合、融着部１１７に発生する応力はかなり大きいと考えられる。
【特許文献１】特開２００２−１３６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、コイルが巻装される樹脂製のボビンと、コイルの外周側に形成される樹脂部との融着部において、樹脂部の膨張、収縮に伴う応力の発生を緩和することができるソレノイド装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のソレノイド装置は、コイルが巻装される円筒部、および円筒部の軸方向両端から外周側に鍔状に伸びてコイルの軸方向寸法を規制する２つのフランジ部を有する樹脂製のボビンと、コイルおよびボビンを外周側から覆うとともに、２つのフランジ部の内で少なくとも軸方向一端側のフランジ部を軸方向一端側から覆って磁束を通すヨークとを備える。
【００１０】
フランジ部およびコイルとヨークとの間の径方向隙間、および軸方向一端側のフランジ部とヨークとの間の軸方向隙間には、溶融樹脂が充填されて樹脂部が形成されている。また、２つのフランジ部は、各々、樹脂部に対する融着片を有し、融着片は、径方向隙間および軸方向隙間を形成するヨークの内面および他端面のいずれかの面部分に向かって突出するように配されて溶融樹脂により溶融される。そして、ヨークは、融着片と対向する面部分が凹凸状に設けられている。
【００１１】
これにより、融着部および融着部近傍の樹脂部を、凹凸状の面部分に嵌合して拘束される形状に成形することができる。このため、融着部および融着部近傍の樹脂部を凹凸状の面部分により拘束することができるので、融着部において、樹脂部の膨張、収縮に伴う応力の発生を緩和することができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のソレノイド装置によれば、融着片と対向する面部分は、格子状の溝を有することで凹凸状をなす。
この手段は、凹凸状の面部分の一形態を示すものである。
【００１３】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のソレノイド装置によれば、ボビンの樹脂素材または樹脂部の樹脂素材の少なくとも一方には、配向性を有する充填材が含まれている。
ボビンの樹脂素材や樹脂部の樹脂素材に配向性を有する充填材（例えば、ガラス繊維）が含まれている場合、フランジ部における充填材の配向と樹脂部における充填材の配向とが異なることからも、融着部に応力が発生しやすい。
【００１４】
つまり、充填材の配向が異なると、フランジ部および樹脂部における樹脂素材や充填材が同一であっても、線膨張係数が異なってしまい、結果的に、融着部に応力が発生しやすくなる（なお、このような線膨張係数の差異は、フランジ部または樹脂部の一方に充填材が含まれていない場合にも現れる）。
したがって、ボビンの樹脂素材または樹脂部の樹脂素材の少なくとも一方に、配向性を有する充填材が含まれている場合、凹凸状の面部分により融着部を拘束する効果を極めて顕著に得ることができる。
【００１５】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のソレノイド装置は、ソレノイドコイルへの通電により変位する可動子を備え、可動子の変位に応じて所定の弁体を駆動し、流路の開閉を行う。
この手段は、ソレノイド装置の適用例を示すものである。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載のソレノイド装置によれば、融着片が溶融されて形成されるフランジ部と樹脂部との融着部は、流路を流れるガスが外部にリークするのを阻止するシール機能を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
最良の形態のソレノイド装置は、コイルが巻装される円筒部、および円筒部の軸方向両端から外周側に鍔状に伸びてコイルの軸方向寸法を規制する２つのフランジ部を有する樹脂製のボビンと、コイルおよびボビンを外周側から覆うとともに、２つのフランジ部の内で少なくとも軸方向一端側のフランジ部を軸方向一端側から覆って磁束を通すヨークとを備える。
【００１８】
フランジ部およびコイルとヨークとの間の径方向隙間、および軸方向一端側のフランジ部とヨークとの間の軸方向隙間には、溶融樹脂が充填されて樹脂部が形成されている。また、２つのフランジ部は、各々、樹脂部に対する融着片を有し、融着片は、径方向隙間および軸方向隙間を形成するヨークの内面および他端面のいずれかの面部分に向かって突出するように配されて溶融樹脂により溶融される。そして、ヨークは、融着片と対向する面部分が凹凸状に設けられている。
【００１９】
また、融着片と対向する面部分は、格子状の溝を有することで凹凸状をなし、ボビンの樹脂素材または樹脂部の樹脂素材の少なくとも一方には、配向性を有する充填材が含まれている。
【００２０】
さらに、このソレノイド装置は、コイルへの通電により変位する可動子を備え、可動子の変位に応じて所定の弁体を駆動し、流路の開閉を行う。また、融着片が溶融されて形成されるフランジ部と樹脂部との融着部は、流路を流れるガスが外部にリークするのを阻止するシール機能を有する。
【実施例１】
【００２１】
〔実施例１の構成〕
実施例１のソレノイド装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
ソレノイド装置１は、流路開閉操作をする弁体２を駆動する駆動装置である。また、ソレノイド装置１により駆動される弁体２は、例えば、自動車等の燃料タンク（図示せず）で発生した蒸発燃料を吸着して保持するキャニスタと、エンジン（図示せず）への吸気管とを接続する流路３に配され、吸着された蒸発燃料を吸気管にパージするために流路３の開度を操作する。
【００２２】
このソレノイド装置１は、コイル５が巻装される樹脂製のボビン６と、コイル５およびボビン６を外周側および軸方向一端側から覆うヨーク７と、ボビン６の内周側および軸方向他端側に固定され、コイル５への通電により励磁されるステータコア８と、ステータコア８の内周側に軸方向に摺動自在に配され、コイル５への通電により励磁されて軸方向一端側に変位するムービングコア９とを備える。また、弁体２は、ゴムを素材として設けられ、ステータコア８の他端に装着されている。
【００２３】
そして、ソレノイド装置１は、コイル５への通電によりヨーク７、ステータコア８等を通る磁気回路を形成するとともに、ムービングコア９を軸方向一端側に磁気吸引し、弁体２を軸方向一端側に駆動する。
なお、ムービングコア９は、軸方向一端側に大きく開口する筒状に設けられており、自身の内周側には、弁体２の軸方向変位量を規制するスペーサ１０が配されている。また、ムービングコア９とスペーサ１０との間には、復元バネ１１が装着されている。
【００２４】
また、ソレノイド装置１は、弁体２の上下流近傍の流路３を形成する流路形成部１４、１５と一体的に設けられている。そして、キャニスタに通じる上流側の流路形成部１４は、ヨーク７の外周側および軸方向一端側を覆ってソレノイド装置１の外郭をなす外郭部１６、コネクタ端子１７を保護する外套部１８等とともに、一つの二次樹脂成形部分として設けられている。また、吸気管に通じる下流側の流路形成部１５は、軸方向に伸びるパイプ１９を有し、パイプ１９の一端側開口が弁体２により開閉される。
なお、弁体２近傍の上流側の流路３にはフィルタ２０が配され、流路形成部１４、１５により保持されている。
【００２５】
以上の構成により、コイル５に通電が行われていない状態では、復元バネ１１に付勢された弁体２がパイプ１９の一端側開口を閉鎖するので、流路３は閉鎖されている。そして、コイル５に通電が行われると、弁体２は、通電量に応じた強さの磁気吸引力により軸方向一端側に変位する。これにより、流路３では、通電量に応じた開度で弁体２の上流側と下流側とが連通する。
【００２６】
〔実施例１の特徴〕
実施例１のソレノイド装置１の特徴を、図１〜図４を用いて説明する。
実施例１のソレノイド装置１によれば、ボビン６は、コイル５が巻装される円筒部２３、円筒部２３の軸方向両端から外周側に鍔状に伸びてコイル５の軸方向寸法を規制する２つのフランジ部２４、２５を有する。また、ヨーク７は、コイル５の外周側で磁束を通す２つの外周側対向部２６、２７、外周側対向部２６、２７をコイル５の軸方向一端側で連結し、コイル５の軸方向一端側で磁束を通す一端側連結部２８を有する。
【００２７】
フランジ部２４、２５およびコイル５と外周側対向部２６、２７との間の径方向隙間、およびフランジ部２４と一端側連結部２８との間の軸方向隙間には、溶融樹脂が充填されて樹脂部３１が形成されている。この樹脂部３１は、流路形成部１４、外郭部１６および外套部１８等とともに同時に設けられる二次樹脂成形部分である。
【００２８】
ここで、樹脂部３１、流路形成部１４、外郭部１６および外套部１８等の成形に用いられる樹脂素材は、例えば、配向性を有する充填材を含む熱可塑性樹脂であり、例えば、樹脂素材の機械的強度および耐熱性向上を目的としてガラス繊維が充填されたＰＢＴ樹脂である。なお、ボビン６も、樹脂部３１、流路形成部１４、外郭部１６および外套部１８等と同一の樹脂素材により形成されている。
【００２９】
また、フランジ部２４、２５には、予め、樹脂部３１との融着に利用される融着片３３、３４が設けられており、融着片３３、３４は、溶融樹脂により溶融されて、各々、フランジ部２４、２５と樹脂部３１との融着部３５、３６をなす。融着片３３、３４は、例えば、フランジ部２４の一端面およびフランジ部２５の外周縁に、それぞれ環状に設けられ、融着部３５、３６も環状に形成される。これにより、融着部３５、３６は、流路３を流れる蒸発燃料等が、図４の太線３８および点太線３９に示す経路を通って、外部にリークするのを阻止するシール機能を有する。
【００３０】
すなわち、太線３８が引かれた領域、つまり、ステータコア８の外周面とボビン６の内周面との間、およびヨーク７の一端側連結部２８とフランジ部２５との間には隙間が存在し、この隙間は、弁体２の上流側の流路３に開口している。また、点太線３９が引かれた領域、つまり、樹脂部３１の表面がコイル５、ボビン６およびコネクタ端子１７等の表面と突き合う領域では、融着部３５、３６以外の樹脂部３１の表面は、コイル５、ボビン６およびコネクタ端子１７等の表面に接合、接着しておらず、単に各々の表面同士が接触して界面を構成している。そして、この界面間の隙間は、外套部１８の内側に開口して外部に通じている。
【００３１】
そして、環状の融着部３５、３６が、太線３８が引かれた領域と点太線３９が引かれた領域との間を遮断することで流路３と外部との連通を遮断し、流路３から蒸発燃料等が外部にリークするのを阻止している。
【００３２】
また、融着片３３は、軸方向隙間を形成するヨーク７の一端側連結部２８の他端面に向かって突出するように配されて溶融され、融着片３４は、径方向隙間を形成するヨーク７の外周側対向部２６、２７の内面に向かって突出するように配されて溶融される。そして、融着片３３、３４と対向する面の面部分は、各々、凹凸状に設けられて凹凸面部４１、４２をなしている。また、この凹凸面部４１、４２は、格子状の溝を有することで凹凸状をなしている（図３（ｃ）参照）。
【００３３】
〔実施例１の効果〕
実施例１のソレノイド装置１によれば、軸方向隙間を挟んで融着片３３と対向する一端側連結部２８の面部分は、格子状の溝を有する凹凸面部４１をなし、径方向隙間を挟んで融着片３４と対向する外周側対向部２６、２７の面部分は、格子状の溝を有する凹凸面部４２をなしている。
これにより、融着部３５、３６および融着部３５、３６近傍の樹脂部３１は、凹凸面部４１、４２に嵌合して拘束される形状に成形される。このため、融着部３５、３６および融着部３５、３６近傍の樹脂部３１を凹凸面部４１、４２により拘束することができるので、融着部３５、３６において、樹脂部３１の膨張、収縮に伴う応力の発生を緩和することができる。
【００３４】
特に、実施例１のソレノイド装置１のように、樹脂部３１が融着部３５、３６以外ではボビン６等と接合、接着しておらず界面を構成している場合、樹脂部３１の膨張、収縮による寸法変化量が大きく、融着部３５、３６に発生する応力はかなり大きいと考えられる。このため、凹凸面部４１、４２により融着部３５、３６および融着部３５、３６近傍の樹脂部３１を拘束することは、応力の発生を緩和する点で極めて効果的である。
【００３５】
また、ボビン６および樹脂部３１の樹脂素材は、ガラス繊維を含むＰＢＴ樹脂である。
ボビン６の樹脂素材や樹脂部３１の樹脂素材にガラス繊維のような配向性を有する充填材が含まれている場合、融着部３５、３６において突き合わされるフランジ部２４、２５と樹脂部３１で充填材の配向が異なると、融着部３５、３６に応力が発生しやすくなる。
つまり、充填材の配向が異なると、フランジ部２４、２５および樹脂部３１における樹脂素材や充填材が同一であっても、線膨張係数が異なってしまい、結果的に、融着部３５、３６に応力が発生しやすくなる。
【００３６】
したがって、ボビン６の樹脂素材や樹脂部３１の樹脂素材に、配向性を有する充填材が含まれている場合、凹凸面部４１、４２により融着部３５、３６および融着部３５、３６近傍の樹脂部３１を拘束することは、応力の発生を緩和する点で、さらに効果的である。
【００３７】
〔変形例〕
実施例１のソレノイド装置１によれば、凹凸面部４１は、格子状の溝が設けられて凹凸状をなしていたが、例えば、プレス穴等により凹凸状に設けてもよい。
また、ボビン６は、円筒部２３および２つのフランジ部２４、２５を有し、ヨーク７は、２つの外周側対向部２６、２７および一端側連結部２８を有するように設けられていたが、ボビン６およびヨーク７の形態は、このような態様に限定されず、例えば、ヨーク７を、コイル５およびボビン６を全周で外側から覆えるように円筒状に設けてもよい。
【００３８】
また、融着片３３、３４の位置は、ボビン６のフランジ部２４、２５であり、凹凸面部４１、４２の位置は、各々、一端側連結部２８、外周側対向部２６、２７の面部分であったが、この位置に限定されず、融着片３３、３４および凹凸面部４１、４２を別の位置に設けてもよい。
【００３９】
また、ボビン６および樹脂部３１は、同一の樹脂素材（ガラス繊維を含むＰＢＴ樹脂）により成形されていたが、ＰＢＴ樹脂以外の熱可塑性樹脂（ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂等のポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂、またはＰＥＴ樹脂等のＰＢＴ樹脂以外のポリエステル樹脂等）を樹脂として利用してもよく、熱可塑性樹脂に替わり熱硬化性樹脂を利用してもよく、さらに、ガラス繊維に替わり、またはガラス繊維とともにグラファイト繊維、炭素繊維等を充填してもよい。また、ボビン６と樹脂部３１とを異なる樹脂素材により設けてもよい。
【００４０】
また、ソレノイド装置１は、キャニスタパージを行うための流路３を開閉操作する弁体２を駆動する駆動装置に利用されていたが、弁体２により開閉される流路は、このようなキャニスタパージ用の流路３に限定されず、他の流路を弁体２により開閉するようにしてもよく、さらに、弁体２の駆動装置以外の用途、例えば、接点の開閉において一方の接点を駆動するためにソレノイド装置１を利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ソレノイド装置の断面図である（実施例１）。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）はヨークの下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｃ）は凹凸面部の斜視図である（実施例１）。
【図４】ソレノイド装置における流路からのリークを示す断面図である（実施例１）。
【図５】ソレノイド装置の断面図である（従来例）。
【図６】（ａ）はヨークの下面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である（従来例）。
【符号の説明】
【００４２】
１  ソレノイド装置
２  弁体
３  流路
５  コイル
６  ボビン
７  ヨーク
９  ムービングコア（可動子）
２３  円筒部
２４  フランジ部
２５  フランジ部
３１  樹脂部
３３  融着片
３４  融着片
３５  融着部
３６  融着部
４１  凹凸面部（融着片と対向する面部分）
４２  凹凸面部（融着片と対向する面部分）
【図１】
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【図２】
2009141046.tif 000004
【図３】
2009141046.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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