JP4911221B2 - 車両用ターミナル付きリニアソレノイド - Google Patents
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Description
従来より、自動車に搭載される各種装置、例えば油圧式自動変速制御装置(以下ATと略称する)には、機能部品である電磁機器として油圧をコントロールするための電磁制御弁が組み込まれており、この電磁制御弁の中枢機能としてリニアソレノイドが重要な役割を果たしている。
従来周知のこの種のリニアソレノイドについて図9を参照して説明する。図9は、その代表例として、AT用の電磁式油圧制御弁を示したものであって、この油圧制御弁は、スプール弁1と、このスプール弁1を駆動するリニアソレノイド2とから構成される。
そして、コイル部品10への供給電流値を制御装置100によって可変することでプランジャ20を軸方向へ駆動し、スプール弁1の弁位置を変位させるものである。
なお、制御装置100からコイル部品10への給電は、コイル部品10にインサート成形された外部機器接続用のピン型ターミナル10aに、制御装置100から引き出された配線コード100aを挿着することによって達成される(例えば、特許文献1参照)。
ここで、コイル部品10は、磁気固定子30に対して、ステータコア35に嵌め込んだのち、カップ状のヨーク31に挿入することにより組み付けられ、ヨーク31の開口部側で、スプール弁1のケーシング(固定部材)に固定されるのが一般的である。
したがって、コイル部品10とステータコア35との関係は、それぞれの製造上の公差や両者を組付けるための公差などから、両者が干渉しないように遊嵌状態にせざるを得ないのが実状である。
しかして、車両に取り付けられるこの種のリニアソレノイドには、制御装置との電気接続方式として、上記の配線コード方式のほかに、ターミナル自体を板状にし、ターミナル同士を直接組付けるリジッド方式にしたものがある。ところが、このリジッド方式の場合、堅牢な電気接続が得られるとされていたが、板状のターミナルが摩滅し、接触不良を招くという問題が生じた。
そこで、リジット方式を採用するにあたり、板状のターミナル自体に振動吸収機能を付与させることも試みられたが、未だ実用化に至っていない。
なお、配線コード100aを用いた配線方式の場合には、配線コード100aが可撓性を有することから、コード自体、前述のコイル部品10の振動を吸収する役目を果たすものと考えられているが、上記共振現象に起因する配線コード101aの外れも有り得るため、結線の信頼性の観点から対処しておく必要がある。
請求項1に記載の発明によれば、ソレノイドコイルを内包する筒状のコイル本体、およびこのコイル本体の外周面より突出し、かつソレノイドコイルに給電するための外部機器接続用のターミナルが設けられているガイド部を有し、このターミナルを除く全体が樹脂により覆われているコイル部品と、このコイル部品によって電磁的に駆動されるプランジャと、このプランジャを駆動するための磁気回路を形成する磁気固定子とを基本構成として具備しているリニアソレノイドであって、磁気固定子が、コイル部品を嵌装するステータコアと、このステータコアをコイル部品ともども収納すると共に、開放端から底部に向かって、コイル部品のガイド部との干渉を防ぐ切欠きが設けられているカップ状のヨークとを有しており、コイル部品と磁気固定子との間に、この両者を樹脂の弾性力により弾性的に押圧固定する弾発手段を設けることを根幹としている。
このように、弾発手段が設けられることにより、コイル部品とステータコアとの遊隙を実質的に吸収してコイル部品の共振を防ぐことができるため、ターミナルの損傷や外れを来すことがない。
かかる構成によれば、ターミナル同士が組付く位置と、舌状部および鍔部で構成される弾発手段の位置とが、径方向の同一側になり、弾発手段による弾性力の付勢方向が径方向であることと相俟って、上記のターミナルの損傷や外れを的確に防ぐことができる。
また、このような弾発手段とすることにより、コイル部品の樹脂による成形工程で同時に舌状部を設けることができるのみならず、ヨークの切欠きを有効活用して、弾発手段を配設することができる。
請求項2に記載の発明によれば、上記請求項1の手段に加えて、板状のターミナルは、外部機器のターミナルを弾性的に挟み込む二又状部を有している。
かかる構成によれば、二又状部で両ターミナル同士の結合位置のずれを吸収することができる。
請求項3に記載の発明によれば、コイル部品には、ヨークの切欠きから露出してヨークの外周面に遊嵌するガイド部の内周面に、ヨークの外周面に係合する軸方向に延びる突起が樹脂により一体形成されており、コイル部品がステータコアに嵌装されたとき、コイル部品のガイド部がその突起の弾性力によりヨークに圧入されて、弾発手段が構成されるようになっている。
この突起は、コイル部品の製作時(例えばインサート成形時)に同時に形成することができ、かつ簡単な形状であるため、全体として極めて廉価な弾発手段とすることができる。
請求項4に記載の発明によれば、コイル部品は、ヨークの切欠きから露出してヨークの外周面に遊嵌するガイド部の内周面が樹脂製であり、一方ヨークの外周面には、ガイド部の内周面に対向する突起が一体形成されており、コイル部品がステータコアに嵌装されたとき、コイル部品のガイド部が樹脂の弾性力によりその突起に抗してヨークに圧入されることにより、弾発手段が構成されるようになっている。
この突起も、ヨークの製作時に同時に設けることができるため、上記請求項3に係る発明と同様に、全体として極めて廉価な弾発手段とすることができる。
以下、具体的な実施の形態を、5つの実施例について図面を参照しながら説明する。ただし、実施例1、実施例4および実施例5は、本発明が適用された例を示すものであり、実施例2および実施例3は、本発明が適用されていない参考例を示すものである。
図1および図2は、本発明の実施例1を示したもので、具体的には、AT用の電磁式油圧制御弁としての適用例である。この油圧制御弁は、自動車のエンジンルームや車体下部等に搭載されるものであり、油圧をコントロールするスプール弁1と、このスプール弁1を制御装置100からの出力に応じて駆動するリニアソレノイド2とから成り立っている。
リニアソレノイド2は、コイル部品10、このコイル部品10によって電磁的に駆動されるプランジャ20およびこのプランジャ20を駆動するための磁気回路を形成する磁気固定子30を主要構成部品としており、コイル部品10にはその外周から突出させた一対のターミナル11が設けられている。このターミナル11は制御装置100の出力端子(ターミナル101)からの給電を受けるための外部機器接続用の端子をなす。
コイル本体12は、PPSのごとき熱硬化性樹脂製のボビン12aに、絶縁電線からなるソレノイドコイル12bを巻回し、全体をPPSのごとき熱硬化性樹脂よりなる成形樹脂14にて、ターミナル11とともにインサート成形(2次成形)したものであって、この成形時にガイド部13も勿論一体形成される。
なお、ボビン12aの内周面は成形樹脂14より露出していて、コイル部品10の内周面を直接形成している。また、一対のターミナル11は、成形樹脂14による成形前にソレノイドコイル12bの両端と結線されている。
したがって、コイル部品10は、ターミナル11を除く全体が樹脂(ボビン12aおよび成形樹脂14)により覆われていることになる。
この舌状部13dは、組付け前の状態では根本から先端に向かって、まっすぐに延びていて、組付け時に、ステータコア35の鍔部と係合する、つまり舌状部13dの先端がフランジ部32aの外周に乗り上げるわけで、この際に、自己の弾性力で湾曲(反り返る)可能になっている。この舌状部13dがステータコア35の鍔部と係合することにより、コイル部品10を磁気固定子30に弾性的に押圧固定する弾発手段が構成される。
また、厚肉部13bからは、一対のターミナル11が、薄肉部13aの上方に位置するよう、軸方向に突出している。
また、プランジャ20は、スプール弁側の端面でスプール弁1のシャフト1aの先端と当接しており、図示しないバネの付勢力によってシャフト1aとともにプランジャ20も図1右側に付勢されている。
この切欠き31bは、コイル部品10を組付ける際に、ガイド部13の首部13cが支障なく通過できるような幅(周方向の長さ)を有しており、その長さ(軸方向の長さ)は、組付けたガイド部13がヨーク31のカップ底部31cから軸方向に少し飛び出す程度に調整されている。また、ガイド部13の薄肉部13aは、前述のごとく、コイル本体12の外周との間に、ヨーク31の肉厚相当分の隙間15を設けて周方向に延展する翼形状をなしているため、ヨーク31の外周に着座し、コイル部品10のヨーク31への安定的な挿入に役立つ。
そして、このフランジ部32aは、ヨーク31のカップ開口部31aに形成された薄肉部の内側にスプール弁1のケーシング1bともども嵌合されたのち、カシメられる構成である。
なお、摺動コア34とヨーク31との磁気的結合を補強するために、リング状の例えば鉄などの強磁性材料よりなる補助コア36が設けられている。この補助コア36は、摺動コア34と嵌合して、コイル部品10とヨーク31との間に挟み込まれている。
リニアソレノイド2は、コイル部品10を磁気固定子30のステータコア35に嵌め込んだ状態で、ヨーク31に対しそのカップ開口部31aから挿入したのち、全体をヨーク31のカップ開口部31aにおいてスプール弁1のケーシング1bにカシメにより固定する構成を採用している。
このように、コイル部品10を磁気固定子30のステータコア35に嵌め込んだ状態で、ヨーク31に組込む組付け方式によると、コイル部品10およびステータコア35自体の製作公差やコイル部品10とステータコア35との組付け公差などにより、コイル部品10と磁気固定子30、特にステータコア35との間に、僅かな遊隙(すきま)が生じる事態を避けることができない。
上記の不具合を解決するために、実施例1のリニアソレノイド2では、次の技術を採用している。
つまり、コイル部品10において、ガイド部13の薄肉部13aは、コイル本体12の外周との間にヨーク31の厚さ相当分の隙間15を設けて周方向に延展する翼形状をなしていて、その中央部には軸方向に突出形成された舌状部13dを有している。
そして、この舌状部13dは、コイル部品10が単体の状態(組付け前の状態)では根本から先端に向かって、コイル本体12の外周面に近づくように若干垂下していて、ステータコア35への組付け時、コイル本体12をステータコア35に対し摺動コア34側から嵌め込んでいくと、ステータコア35の磁気吸引コア32のフランジ部32aに、自己の弾性力で湾曲し乗り上げる(係合する)ようになっている。舌状部13dの先端部分の傾斜面はこの乗り上げが円滑に行われるのに役立つ。
なお、より大きな弾性力を確保するためには、舌状部13dの先端を、あらかじめ下向きに傾斜(垂下)させる構成にしてもよいが、磁気吸引コア32のフランジ部32aにおいて、ヨーク31の切欠き31bから露出する部分における径を大きくし、この大径部分に舌状部13dが乗り上がれるようにしてもよい。
もっとも、変形例として、舌状部13dの代わりに、薄肉部13a自体をステータコア35の鍔部(磁気吸引コア32のフランジ部32a)まで延展させて、その先端(内周側に必要に応じて突起を形成しておく)が自己の弾性力で直接前記鍔部に乗り上がれるようにしてもよい。
図5は、本発明の実施例2として、リニアソレノイド2の主要部を横断面にして模式的に示したものである。
本実施例は、コイル部品10を磁気固定子30に弾性的に押圧固定する弾発手段として、コイル部品10において、コイル本体12の熱硬化性樹脂製のボビン12aを有効活用するべく、成形樹脂14から露出しているボビン12aの内周面に軸方向に延びる突起12cが一体形成されている。この突起12cは120度間隔で3ヶ所に設けられている。
なお、ボビン12aの内周面までも成形樹脂14で完全に囲繞(インサート成形)する場合には、この成形樹脂14にて突起12cを一体形成してもよい。
この実施例によれば、コイル部品10を磁気固定子30のステータコア35に嵌め込むとき、磁気吸引コア32の吸引部32bに突起12cの弾性力を利用して圧入することによって、実施例1と同様に、前述の遊隙を実質的に吸収することができる。
なお、コイル部品10において、ガイド部13の薄肉部13aは、ヨーク31の外周に沿って延展する単なる円弧状をなしている。
図6は、本発明の実施例3として、リニアソレノイド2の主要部を横断面にして模式的に示したものである。
本実施例は、コイル部品10を磁気固定子30に弾性的に押圧固定する弾発手段として、磁気固定子30のステータコア35の外周面、特に磁気吸引コア32の吸引部32bの外周面に、軸方向に延びる突起35aが一体形成されているもので、実施例2に比して、突起の配置を相対的に逆にしたものである。
この場合には、突起35aがコイル部品10の内周面に食い込む際に反力として発生するコイル部品側の成形樹脂14の弾性力により、実施例2と同様な効果を得ることができる。
なお、ステータコア35の製作方法によっては、例えばステータコア35全体を切削加工により作製する場合には、前記突起を軸方向ではなく、円周上に延びる断面半円形の環状形状にするとよい。
図7は、本発明の実施例4として、リニアソレノイド2の主要部を、背面から模式的に示したものである。
本実施例は、コイル部品10を磁気固定子30に弾性的に押圧固定する弾発手段として、ガイド部13の特に厚肉部13bの内周面に軸方向に延びる突起13eが一体形成されている。この突起13eは適度な間隔で2ヶ所に設けられている。
この実施例によれば、コイル部品10を、上記実施例同様、磁気固定子30のステータコア35に嵌め込んだのち、ヨーク31に挿入するとき、突起13eの弾性力を利用して、コイル部品10をガイド部13のところでヨーク31に圧入することができる。これによって、実施例1と同様に、前述の遊隙を実質的に吸収することができる。
なお、弾性力を十分得たい場合には、図6に示すガイド部13の薄肉部13aの両翼部分の内周面に突起13eを形成すれば、薄肉部13a自体の弾性力も有効活用できる。
図8は、本発明の実施例5として、リニアソレノイド2の主要部を、背面から模式的に示したものである。
本実施例では、コイル部品10を磁気固定子30に弾性的に押圧固定する弾発手段として、コイル部品10のガイド部13の内周面、特に厚肉部13bの内周面と対向するヨーク31の外周面に、軸方向に延びる突起31dが2ヶ所で一体形成されているもので、実施例4に比して、突起の配置を相対的に逆にしたものである。
この実施例においても、上記実施例4と同様に、突起31dがコイル部品10のガイド部13の特に厚肉部13bの内周面に食い込む際に反力として発生するコイル部品側の成形樹脂14の弾性力を活用することができ、実施例4と同様な効果を得ることができる。
なお、軸方向に延びる突起31dは、コイル部品10のガイド部13の特に薄肉部13aの内周面と対向するヨーク31の外周面に一体形成し、薄肉部13aの弾性力をも積極的に利用するようにしてもよい。
10 コイル部品
11 外部機器接続用のターミナル
12 コイル本体
12a ボビン
12b ソレノイドコイル
12c 弾発手段をなす突起
13 ガイド部
13d 弾発手段をなす舌状部
13e 弾発手段をなす突起
14 成形樹脂
20 プランジャ
30 磁気固定子
31 ヨーク
31a カップ開口部
31b 切欠き
31c カップ底部
31d 弾発手段をなす突起
32a 鍔部をなすフランジ部
35 ステータコア
35a 弾発手段をなす突起
100 制御装置
101 出力端子をなすターミナル
Claims (4)
- ソレノイドコイルを内包する筒状のコイル本体、およびこのコイル本体の外周面より突出し、かつ前記ソレノイドコイルに給電するための外部機器接続用のターミナルが設けられているガイド部を有し、前記ターミナルを除く全体が樹脂により覆われているコイル部品と、
このコイル部品によって電磁的に駆動されるプランジャと、
このプランジャを駆動するための磁気回路を形成する磁気固定子とを備え、
前記コイル部品は、前記ターミナルとして、リジッド方式により外部機器のターミナルと直接組付けられる板状のターミナルを有しており、
前記磁気固定子は、内周側に前記プランジャが摺動可能に収容され、外周側に前記コイル部品が嵌装されるステータコアと、このステータコアを前記コイル部品ともども収納すると共に、開放端から底部に向かって、前記ガイド部との干渉を防ぐ切欠きが設けられているカップ状のヨークとを有しており、
前記コイル部品と前記磁気固定子との間には、この両者を前記樹脂の弾性力により弾性的に押圧固定する弾発手段が設けられているものであって、
前記ガイド部には、前記ヨークの切欠き上に位置して前記樹脂により一体形成され、前記ヨークの開放端に向かって軸方向に延びかつその先端部分が自己の弾性力で湾曲可能な舌状部が設けられており、
前記ステータコアには、前記ヨークの開放端側に前記舌状部が弾性的に係合する鍔部が設けられており、
前記コイル部品が前記ステータコアに嵌装されたとき、前記舌状部が前記鍔部に弾性的に係合し、前記弾発手段を構成することを特徴とする車両用ターミナル付きリニアソレノイド。 - 請求項1に記載の車両用ターミナル付きリニアソレノイドにおいて、
前記板状のターミナルは、前記外部機器のターミナルを弾性的に挟み込む二又状部を有していることを特徴とする車両用ターミナル付きリニアソレノイド。 - ソレノイドコイルを内包する筒状のコイル本体、およびこのコイル本体の外周面より突出し、かつ前記ソレノイドコイルに給電するための外部機器接続用のターミナルが設けられているガイド部を有し、前記ターミナルを除く全体が樹脂により覆われているコイル部品と、
このコイル部品によって電磁的に駆動されるプランジャと、
このプランジャを駆動するための磁気回路を形成する磁気固定子とを備え、
前記磁気固定子は、内周側に前記プランジャが摺動可能に収容され、外周側に前記コイル部品が嵌装されるステータコアと、このステータコアを前記コイル部品ともども収納すると共に、開放端から底部に向かって、前記ガイド部との干渉を防ぐ切欠きが設けられているカップ状のヨークとを有しており、
前記コイル部品と前記磁気固定子との間には、この両者を前記樹脂の弾性力により弾性的に押圧固定する弾発手段が設けられているものであって、
前記ガイド部は、前記ヨークの切欠きから露出して前記ヨークの外周面に遊嵌する内周面を有していて、この内周面に、前記ヨークの外周面に係合する軸方向に延びる突起が前記樹脂により一体形成されており、
前記コイル部品が前記ステータコアに嵌装されたとき、前記ガイド部が前記突起の弾性力により前記ヨークに圧入され、前記弾発手段が構成されることを特徴とする車両用ターミナル付きリニアソレノイド - ソレノイドコイルを内包する筒状のコイル本体、およびこのコイル本体の外周面より突出し、かつ前記ソレノイドコイルに給電するための外部機器接続用のターミナルが設けられているガイド部を有し、前記ターミナルを除く全体が樹脂により覆われているコイル部品と、
このコイル部品によって電磁的に駆動されるプランジャと、
このプランジャを駆動するための磁気回路を形成する磁気固定子とを備え、
前記磁気固定子は、内周側に前記プランジャが摺動可能に収容され、外周側に前記コイル部品が嵌装されるステータコアと、このステータコアを前記コイル部品ともども収納すると共に、開放端から底部に向かって、前記ガイド部との干渉を防ぐ切欠きが設けられているカップ状のヨークとを有しており、
前記コイル部品と前記磁気固定子との間には、この両者を前記樹脂の弾性力により弾性的に押圧固定する弾発手段が設けられているものであって、
前記ガイド部には、前記ヨークの切欠きから露出して前記ヨークの外周面に遊嵌する内周面が、前記樹脂により形成されており、
前記ヨークの外周面には、前記ガイド部の内周面に対向する突起が一体形成されており、
前記コイル部品が前記ステータコアに嵌装されたとき、前記ガイド部が前記樹脂の弾性力により前記突起に抗して前記ヨークに圧入され、前記弾発手段が構成されることを特徴とする車両用ターミナル付きリニアソレノイド。
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