JP2005201413A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば内燃機関(以下、「エンジン」という)の吸気弁や排気弁の開閉タイミングを制御するバルブタイミング調整装置に対するオイル等の流体の供給量を制御するオイルコントロールバルブ(以下、「OCV」という)等として使用可能な電磁弁に関するものである。 The present invention relates to an oil control valve (hereinafter referred to as “OCV”) that controls the supply amount of fluid such as oil to a valve timing adjusting device that controls the opening and closing timing of intake valves and exhaust valves of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”). And so on).
従来の電磁弁は、複数の流体ポートを有するハウジング内にスプールを摺動可能に配設したバルブ部と、このバルブ部の上記スプールと当接し、前記スプールと共に移動可能なシャフトを上記ハウジングの軸方向に摺動するソレノイド部とから概略構成されている。ここで、ソレノイド部は、電磁力を発生するためのコイルと、このコイルを巻回するための略円筒状のボビンとを有している。ボビンの中央には貫通孔が形成されており、通常磁気回路を構成する2つの固定子が軸方向の両側から圧入あるいは挿入されて配設されている。ボビンには外部電源からの給電を行うターミナル圧入穴が形成されており、多くの場合、コイルを巻回したボビンとターミナルをインサート部品として、コネクタ部を含めた形で一体的に外装成形されており、外装樹脂部によって覆われている。 A conventional solenoid valve includes a valve portion in which a spool is slidably disposed in a housing having a plurality of fluid ports, and a shaft that contacts the spool of the valve portion and is movable with the spool. And a solenoid part that slides in the direction. Here, the solenoid part has a coil for generating electromagnetic force and a substantially cylindrical bobbin for winding the coil. A through hole is formed in the center of the bobbin, and two stators that normally constitute a magnetic circuit are press-fitted or inserted from both sides in the axial direction. The bobbin has a terminal press-fitting hole that feeds power from an external power source. In many cases, the bobbin around which the coil is wound and the terminal are used as insert parts, and the outer part is integrally molded to include the connector part. And is covered with an exterior resin part.
しかし、このようにコイルを巻回したボビンをインサート部品として外装成形を行うような構造の電磁弁では、外装成形時の成形圧力がボビンの軸方向一端面に直接作用してしまうため、ボビンに軸方向の歪みが生じてしまうことになる。ボビンに歪み等の変形が生じると、ボビンの薄肉部における割れの発生、ボビン内に挿入されるコア等の構成部品との組付け精度の悪化、あるいは、ボビンに巻回されたコイル同士が擦れ合ってコイルの被膜が剥がれて生じる誤導通等、ソレノイド部の致命的な不具合に繋がる種々の不都合を引き起こすおそれがある。 However, in an electromagnetic valve structured to perform exterior molding using a bobbin wound with a coil as an insert component in this way, the molding pressure at the time of exterior molding directly acts on one end surface in the axial direction of the bobbin. An axial distortion will occur. When deformation such as distortion occurs in the bobbin, cracks occur in the thin portion of the bobbin, assembly accuracy with the core and other components inserted into the bobbin deteriorates, or the coils wound around the bobbin rub against each other In addition, there is a risk of causing various inconveniences that lead to a fatal malfunction of the solenoid part, such as erroneous conduction caused by peeling off the coil coating.
上記のような不都合の発生を回避するためには、例えばボビンを厚肉化して機械強度を増大させる手段が考えられる。しかし、そのような厚肉化は製品としての電磁弁の寸法や重量の増大に帰着することになる。 In order to avoid the inconvenience as described above, for example, a means for increasing the mechanical strength by thickening the bobbin can be considered. However, such thickening results in an increase in the size and weight of the solenoid valve as a product.
なお、特許文献1乃至特許文献3は、それぞれ段差を有するボビンを備えた電磁弁を開示しており、いずれのボビンに対しても成形時に成形圧力が直接作用する構造となっている。
Note that
この発明は、従来の電磁弁における欠点を克服するためになされたもので、その目的とするところは、電磁弁の寸法や重量の増大の原因となるボビンの厚肉化を回避し、外装成形時におけるボビンの変形等の不都合を防止できる構造を備えた電磁弁を提供する点にある。 The present invention was made to overcome the drawbacks of conventional solenoid valves, and the object of the present invention is to avoid an increase in bobbin thickness, which causes an increase in the size and weight of the solenoid valve, and to form an exterior. It is in providing a solenoid valve having a structure capable of preventing inconvenience such as deformation of a bobbin at the time.
この発明に係る電磁弁は、複数の流体ポートを有するハウジング内にスプールを摺動可能に配設したバルブ部と、このバルブ部の上記スプールと当接し、一体的に移動可能なシャフトを上記ハウジングの軸方向に摺動するソレノイド部とからなる電磁弁において、上記ソレノイド部は、中央に貫通孔を有する略円筒状のボビンと、このボビンの外周面に巻回されたコイルと、上記ボビンの上記貫通孔内に配設される筒部とこの筒部の一端に形成されかつ上記ボビンの軸方向一端面に接する鍔部とを有するコアと、上記ボビンの軸方向一端面を上記コアの鍔部に密着させた状態で外装成形により形成され、上記コアおよび上記ボビンを一体化する外装樹脂部とを備えたことを特徴とするものである。 The electromagnetic valve according to the present invention includes a valve portion in which a spool is slidably disposed in a housing having a plurality of fluid ports, and a shaft that is in contact with the spool of the valve portion and can move integrally therewith. In the solenoid valve comprising a solenoid portion that slides in the axial direction, the solenoid portion includes a substantially cylindrical bobbin having a through hole in the center, a coil wound around the outer peripheral surface of the bobbin, A core having a cylindrical portion disposed in the through-hole and a flange formed at one end of the cylindrical portion and in contact with one end surface in the axial direction of the bobbin; And an exterior resin part that integrates the core and the bobbin. The exterior resin part is formed by exterior molding while being in close contact with the part.
この発明によれば、ボビンの軸方向一端面をコアの鍔部に密着させた状態で形成され、上記コアおよび上記ボビンを一体化する外装樹脂部を外装成形するように構成したので、ボビンの軸方向一端面とコアの鍔部との隙間をなくすことができ、これにより外装成形時における成形圧力がボビンに直接作用するのを防止してボビンの変形を確実に防止することができる。これにより、ボビンの薄肉部における割れの発生、ボビン内に挿入されるコア等の構成部品との組付け精度の悪化、あるいは、ボビンに巻回されたコイル同士が擦れ合ってコイルの被膜が剥がれて生じる誤導通等、種々の不都合の発生を確実に防止することができる。また、ボビンの厚肉化を回避できることから、これに伴う電磁弁の寸法や重量の増大を回避することができるという効果がある。 According to the present invention, the bobbin is formed in such a manner that the one end surface in the axial direction of the bobbin is in close contact with the flange portion of the core, and the exterior resin portion that integrates the core and the bobbin is molded externally. A gap between the axial end surface and the flange portion of the core can be eliminated, whereby the molding pressure during exterior molding can be prevented from acting directly on the bobbin and the deformation of the bobbin can be reliably prevented. As a result, cracks occur in the thin part of the bobbin, the assembly accuracy with the core and other components inserted into the bobbin deteriorates, or the coils wound around the bobbin rub against each other and the coating of the coil peels off. It is possible to reliably prevent various inconveniences such as erroneous conduction. Further, since the bobbin can be prevented from being thickened, there is an effect that it is possible to avoid an increase in the size and weight of the solenoid valve.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電磁弁の内部構造を示す断面図であり、図2は図1に示した電磁弁における外装成形前のコア等の構成部品を示す平面図であり、図3は図2のIII−III線断面図であり、図4は図1に示した電磁弁における外装成形時のコア等の構成部品を示す断面図である。なお、図1において右側を前方とし、左側を後方とすると共に、図3および図4において上側を前方とし、下側を後方とするものとする。
1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a solenoid valve according to
電磁弁1は、図1に示すように、バルブ部3とこのバルブ部3の開閉を制御するソレノイド部5とから概略構成されている。
As shown in FIG. 1, the
バルブ部3は、貫通孔7aを有する略円筒状のハウジング7と、このハウジング7の貫通孔7a内にその軸方向(矢印A方向または矢印B方向)に摺動可能に配設された略円柱状のスプール9とから概略構成されている。ハウジング7の外周面には、複数(この実施の形態1では5つ)の流体ポート11が形成されている。これらの流体ポート11は、バルブタイミング調整装置(図示せず)の進角油圧室(図示せず)、遅角油圧室(図示せず)およびオイルポンプ(図示せず)またはオイルパン(図示せず)に接続されている。このため、ハウジング7内におけるスプール9の位置関係により各流体ポート11の開口面積が変化してオイル等の流体の給排量が制御されることになる。
The
また、ハウジング7には、貫通孔7aの最後部に後端壁7bが形成されており、この後端壁7bとスプール9の後端部9aとの間にはスプール9を矢印A方向に常に付勢するコイルスプリング13が配設されている。後端壁7bには、スプール9が矢印B方向に移動した際に後端壁7bとスプール9の後端部9aとの間に生じる背圧を外部に排出する排出ポート7cが形成されている。さらに、ハウジング7の最前部にはソレノイド部5との接合が可能な大径基端部7dが形成され、この大径基端部7dの後部には取付け座部7eが形成されている。
The
ソレノイド部5は、コイル成形体15と、このコイル成形体15の保護機能を有し、磁気回路を構成するケース17とから概略構成されている。コイル成形体15は、略円筒状のボビン19と、このボビン19の外周面19aに巻回されたコイル21と、上記ボビン19に圧入により固定されたターミナル23と、磁気回路を構成する略有底筒状のコア25と、このコア25と上記ボビン19とをターミナル23と共に一体化する外装樹脂部27とから概略構成されている。
The solenoid unit 5 is schematically configured from a coil molded body 15 and a
ボビン19の中央には軸方向に貫通する貫通孔29が形成されており、その貫通孔29の最前部にはボビン19の径方向外方に延在する前端面(軸方向一端面)31が形成されている。前端面31は、コイル21とターミナル23との配線を処理する処理部分を除いて平坦状に形成されている。貫通孔29の最後部には上記径方向外方に延在する後端部33が形成されており、この後端部33には径方向内方へ凹んで外装樹脂部27を受け入れる凹部35が形成されている。また、後端部33には、外装樹脂部27の肉厚を均一化するための凹溝37が周方向に沿って形成されている。また、ターミナル23と外装樹脂部27の一部とはソレノイド部5へ給電する外部電源(図示せず)との電気的接続を行うコネクタ部を構成している。
A through
コア25の中央後部の内側には有底筒部(筒部)39が形成されており、コア25の外周面25aには前部側に径方向外方に延在する鍔部41が形成されている。鍔部41の後面(外周面)41aは、ボビン19の前端面31と同様に平坦状に形成されており、ボビン19の貫通孔29内にコア25が圧入固定された際に、ボビン19の前端面31との密着が可能である。また、鍔部41の外周縁には、外装成形時において、コアを境にした前後のコネクタ部およびボビンのコイル巻回部との間の樹脂の流れを確保する複数(この実施の形態1では3つ)の切欠き部43が形成されている。また、ソレノイド部3の内外の気密を確保するためのOリングを配設するため、コア25の鍔部41の前部側端面には外装樹脂部27にて一体的に段部が形成されている。ここで、この切欠き部43の底部、すなわち鍔部41の外周縁から最も遠い部分の外径寸法は、ボビン19の前端面31の外径寸法と等しいか、あるいはそれより大きく設定されている。このため、図2に示すように、ボビン19の前端面31はコア25の鍔部41によって実質的に覆われることになるため、樹脂の流れがボビン19の前端面31に直接作用することがない。
A bottomed cylindrical portion (cylindrical portion) 39 is formed inside the central rear portion of the
このように構成されたコイル成形体15におけるボビン19の貫通孔29内には、シャフト45が配設されている。シャフト45の中央外周面上には所定位置に可動子としてのプランジャ47が圧入固定されており、このプランジャ47は、その外周面とコア25の有底筒部39の内周面と所定のクリアランスを有しながら収容されている。シャフト45の前端部45aと後端部45bはそれぞれ、コア25の有底筒部39及びボビン19の貫通孔29内の後部側に配設されたボス51の内周面の所定位置に圧入固定された軸受部材49,50に摺接、支持されている。シャフト45の後端部45bの外周面上には所定位置にボビン19の貫通孔29内の後部側に配設されたボス51の内周面に摺接する軸受部材50が圧入固定されている。ボス51は断面略H字状の部材であり、貫通孔29の内周面に接する磁気吸引部51aを有している。ボス51の後端部51bは、バルブ部3とソレノイド部5とを区画する略円盤状のプレート53の中孔53a内に圧入固定されている。プレート53は鋼板打抜き部材であり、その周縁部はバルブ部3におけるハウジング7の大径基端部7dと後述するケース17の後端に形成された後端薄肉部17cと胴体部17aの境界段部との間に同軸的に挟着されている。また、シャフト45の後端部45bはバルブ部3のスプール9の前端部9bに対して同軸上で突き合わされており、ソレノイド部5への通電時におけるシャフト45の摺動距離に応じた距離だけ、スプール9の摺動が可能である。
A
ケース17は、図1に示すように、略円筒状の胴体部17aと、この胴体部17aの前端に形成された前端厚肉部17bと、胴体部17aの後端に形成された後端薄肉部17cとから概略構成されている。胴体部17aの外周面の所定位置には略L字状のブラケット55が溶接により固定されている。ブラケット55には、電磁弁1をエンジン(図示せず)に固定するために用いられるボルト(図示せず)を挿通するボルト孔55aが形成されている。前端厚肉部17bは内側に折り曲げられており、コイル形成体15内に配設されたコア25の鍔部41を覆う外装樹脂部27との間にOリング57を圧縮し、挟み込むような構造となっている。後端薄肉部17cは、折り曲げられて、コイル成形体15にプレート53を介して支持するハウジング7の大径基端部7dを保持している。
As shown in FIG. 1, the
次に動作について説明する。
まず、電磁弁1のソレノイド部5へ通電されていない場合(非通電時)には、図1に示すように、コイルスプリング13により、バルブ部3におけるスプール9とこれに当接したシャフト45が矢印A方向に付勢されており、シャフト45はプランジャ47の前端面が軸受部材49の後端面に当接する位置に停止している。次に、電磁弁1に通電されると、コイル21から発生する磁力によりプランジャ47が矢印B方向に移動する。このとき、プランジャ47を圧入固定したシャフト45を介してスプール9もコイルスプリング13の付勢力に抗して所定距離だけ動作し、これによりハウジング7の流体ポート11の開口面積が制御される。
Next, the operation will be described.
First, when the solenoid portion 5 of the
次にコイル成形体15の製造方法について説明する。
まず、図2および図3に示すように、樹脂成形されたボビン19の外周面19aにコイル21を所定の巻数だけ巻回し、コア25をボビン19の貫通孔29内に圧入固定する。次に、ボビン19にターミナル23を圧入し、このターミナル23にコイル21をヒュージングにより固定し、ターミナル23を所定位置で折り曲げて組立て体を形成する。次に、上金型59と下金型61とからなる成形金型63を用意し、下金型61内に上記組立て体を図4に示すように位置決めした状態で挿入する。このとき、コア25の鍔部41の後面(外周面)41aが下金型61の前端面(上端面)61aに当接すると共に、コア25の有底筒部39の後端面(軸方向他端面)39aは下金型61の中央内底面61bに当接する。また、コイル成形体15におけるボビン19の前端面31とコア25の鍔部41の後面41aとは共に平坦状に形成され、かつ、両者間に隙間が生じない程度に密着している。
Next, the manufacturing method of the coil molded object 15 is demonstrated.
First, as shown in FIGS. 2 and 3, the
次に、下金型61の上に上金型59を載せ、上金型59のゲート65から成形用樹脂を注入する。ゲート65は、コネクタ部を構成するターミナル23の近傍位置に形成されている。
ゲート65から注入される樹脂が上金型59内の空隙を通ってコア25の鍔部41に到達すると、成形圧力が鍔部41に作用する。しかし、鍔部41の後面41aに密着しているボビン19の前端面31には、成形圧力が直接作用しない。また、成形圧力が鍔部41に作用すると、コア25が成形圧力により押圧されて後退するが、このとき、コア25の有底筒部39の後端面39aが下金型61の中央内底面61bに強く押し付けられる。これにより、コア25に作用した成形圧力のほとんどを下金型61に逃がすことができるため、ボビン19に対して成形圧力が直接的に作用することを回避することができる。
Next, the
When the resin injected from the
他方、鍔部41に到達した成形樹脂は、コア25の鍔部41に形成された複数の切欠き部43を経由することで、ボビン19の前端面31等を迂回して下金型61内の空隙へ流れ、ボビン19およびコイル21の周囲に回り込み、外装樹脂部27となる。これにより、樹脂の流れ、すなわち成形圧力はボビン19の前端面31に直接的に作用することがない。
On the other hand, the molding resin that has reached the
以上のように、この実施の形態1によれば、コイル成形体15におけるボビン19の前端面31とコア25の鍔部41の後面41aとを密着させるように構成したので、両者間の隙間をなくすことができ、これにより外装成形時における成形圧力がボビン19に直接作用するのを防止してボビン19の変形を確実に防止することができる。ボビン19の薄肉部における割れの発生、ボビン19内に挿入されるコア25等の構成部品との組付け精度の悪化、あるいは、ボビン19に巻回されたコイル21同士が擦れ合ってコイル21の被膜が剥がれて生じる導通不良等、種々の不都合の発生を確実に防止することができる。これにより、ボビン19の厚肉化を回避できることから、これに伴う電磁弁1の寸法や重量の増大を回避することができるという効果がある。
As described above, according to the first embodiment, the
この実施の形態1によれば、コア25の鍔部41に形成された切欠き部43の底部の外径寸法を、ボビン19の前端面31の外径寸法と等しいか、あるいはそれより大きく設定するように構成したので、成形樹脂を円滑に流すことができるばかりでなく、成形樹脂のボビン19の前端面31に対する直接的な作用を回避することができ、これによりボビン19の変形を確実に防止することができるという効果がある。
According to the first embodiment, the outer diameter of the bottom of the
この実施の形態1によれば、外装成形時に成形圧力を受けるコア25のうち、鍔部41の後面41aおよび有底筒部39の後端面39aを成形金型63の下金型61の一部で受けるように構成したので、コア25が成形圧力により押圧されて後退し、コア25の有底筒部39の後端面39aが下金型61の中央内底面61bに強く押し付けられることで、コア25に作用した成形圧力を下金型61に逃がすことができるため、ボビン19に対して成形圧力が直接的に作用することを回避することができるという効果がある。
According to the first embodiment, of the core 25 that receives molding pressure during exterior molding, the
1 電磁弁、3 バルブ部、5 ソレノイド部、7 ハウジング、7a 貫通孔、7b 後端壁、7c 排出ポート、7d 大径基端部、7e 取付け座部、9 スプール、11 流体ポート、13 コイルスプリング、15 コイル成形体、17 ケース、17a 胴体部、17b 折り曲げ前端厚肉部、17c 折り曲げ後端薄肉部、19 ボビン、19a 外周面、21 コイル、23 ターミナル、25 コア、27 外装樹脂部、29 貫通孔、31 平坦状の前端面(軸方向一端面)、33 後端部、35 凹部、37 凹溝、39 有底筒部、41 鍔部、43 切欠き部、45 シャフト、47 プランジャ、49,50 軸受部材、51 ボス、53 プレート、53a 中孔、55 ブラケット、55a ボルト孔、57 Oリング、59 上金型、61 下金型、63 成形金型、65 ゲート。
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