JPH10223432A - ソレノイド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性コーティング処理の際のマスキング精
度向上に起因するコストアップを回避するとともに、コ
イル素線の巻き付け時におけるフランジへの接触を防止
する。 【解決手段】 コイルボビンに替えて固定鉄心１０の外
周にコーティング層２０を形成することより小径化を図
った。固定鉄心１０のフランジ１２にはコーティンせず
に鍔部材２１を取り付けたので、フランジ１２をコーテ
ィングする際のマスキング精度向上に起因するコストア
ップが回避される。また、鍔部材２１はコーティング層
に比べて厚いので、コイル素線１８Ａがフランジ１２の
角縁に干渉することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コイルを励磁して
磁気吸引力によりプランジャを作動するソレノイド装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ソレノイド装置としては、実開平４−１
２９９８３号公報に開示されているものがある。これ
は、図１０に示すように、一端にフランジ１Ａを有する
ヨーク１Ｂとリング状の非磁性部材１Ｃと鉄心本体１Ｄ
とからなる固定鉄心１と、鉄心本体１Ｄの他端に接触し
て取り付けられる別体のフランジ２と、両フランジ１
Ａ，２の間で固定鉄心１の外周に巻装されるコイル３
と、このコイル３を囲むとともに両フランジ１Ａ，２に
接触させて取り付けられる磁性カバー４と、ヨーク１Ｂ
に接触させて固定鉄心１に移動可能に内嵌したプランジ
ャ５とからなる。コイル３が励磁されると、プランジャ
５が鉄心本体１Ｄとの間に生じる磁気吸引力によりシャ
フト５Ａと一体に移動する。

【０００３】この装置は、固定鉄心１に対してコイル３
の内周面及び両端面を絶縁する手段として、固定鉄心１
の外周と両フランジ１Ａ，２のコイル３との対応面とに
非磁性のコーティング６が施されている。固定鉄心にコ
イルボビンを外嵌したものと比較すると、コーティング
層６の厚さはコイルボビンの肉厚よりも大幅に薄くでき
ることから、コイル３の内径及び外径を小さくして装置
全体を小径化することが可能となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のソ
レノイド装置では次のような不具合がある。固定鉄心１
のフランジ１Ａにおいては、そのコイル３との対応面の
外周縁部に磁性カバー４が接触するようになっているた
め、コーティングの際には磁性カバー４の接触領域をリ
ング状にマスキングする。マスキングに際しては、コイ
ル３とフランジ１Ａとの絶縁性を確保することと、磁性
カバー４を確実に接触させることとを両立させる必要が
あるため、高いマスキング精度が要求される。ところ
が、マスキングはテーピングによって行われるため、上
記従来装置のようにマスキング領域がリング状をなす場
合には高い精度を得ることが難しく、そのため、精度向
上を求めるとコストアップを招くことになる。また、上
記のようにフランジ１Ａに磁性カバー４との接触領域を
空けてコーティングした場合、接触領域の幅寸法に対し
てコーティング層６の厚さが極めて薄くなる。そのた
め、コイル３の素線３Ａを巻き付けるときに、図１１に
示すように素線３Ａがフランジ１Ａの外周角縁に接触
し、その結果素線３Ａの絶縁被覆が剥がれてしまうおそ
れがある。

【０００５】本願発明は上記事情に鑑みて創案されたも
のであって、コイル巻装部分における非磁性コーティン
グ処理の際のマスキング精度向上に起因するコストアッ
プを回避するとともに、コイル素線の巻き付け時におけ
るフランジへの接触を防止することを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、筒状
の鉄心本体の一端にフランジを設けた固定鉄心と、前記
鉄心本体に素線を巻き付けてなるコイルと、このコイル
を囲むとともに前記フランジに当接される磁性カバー
と、前記鉄心本体に移動可能に内嵌したプランジャとを
備え、前記コイルを励磁することにより前記プランジャ
を変位させるソレノイド装置において、前記鉄心本体の
外周に非磁性層を設けるとともに、前記フランジの前記
コイルとの対応面に非磁性の略リング状をなす鍔部材を
装着したところに特徴を有する。なお、非磁性層を設け
る手段としては、コーティング層を鉄心本体と一体に形
成する、鉄心経本体とは別部品のチューブ等を取り付け
る等の手段がある。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記鍔部材の外縁が弧状に面取りされているところ
に特徴を有する。請求項３の発明は、請求項１または請
求項２の発明において、前記鉄心本体には前記鍔部材と
の間で前記コイルを挟むように位置する略リング状の鍔
状支持部材が設けられ、この鍔状支持部材と前記鍔部材
との間で前記素線を巻き付けることによって前記コイル
を形成するようにしたしたところに特徴を有する。

【０００８】

【発明の作用及び効果】

＜請求項１＞フランジのコイルとの対応面においては、
磁性カバーとの接触領域をリング状に確保する必要があ
り、同時にその接触領域以外の部分ではフランジとコイ
ル素線との接触を防止する必要があるが、磁性カバーと
の接触領域の確保は、所定の外径寸法を有する鍔部材を
フランジに取り付けることによって行われている。即
ち、マスキング精度を高くすることが難しいコーティン
グ層ではなく、比較的高い寸法精度が得られる別体部品
の鍔部材を用いているので、マスキング精度向上に起因
するコストアップを回避することができる。さらに、鍔
部材はコーティング層とは異なり厚さ設定が容易である
ため、コイルの素線がフランジ側に向かって斜めに方向
に固定鉄心に巻き付けられる場合には、鍔部材を厚くし
てその鍔部材に素線を接触させるようにすれば、素線と
フランジとの干渉を防止することができる。即ち、素線
の巻き付け角度やフランジにおける磁性カバーの接触領
域等が変化しても、それに合わせて鍔部材の厚さを調整
するだけでフランジに対する素線の接触を回避すること
ができるので、素線の巻き付け角度や磁性カバーの寸法
等を設定する際の設計自由度が高いという効果がある。
なお、被磁性層をコーティング層によって形成すれば層
厚を薄くできるので、コイルの小径化即ち装置全体の小
径化を図ることができる。

【０００９】＜請求項２＞素線が固定鉄心に巻き付けら
れるときに鍔部材の外縁に当接しても、その鍔部材の外
縁は弧状に面取りされているので、鍔部材の外縁によっ
て素線の絶縁被覆が傷ついたり削られたりすることが防
止される。 ＜請求項３＞コイルを形成する際には、鍔部材と鍔状支
持部材とで挟まれた空間のなかで素線の巻き付けを行う
が、コイルの両端は鍔部材と鍔状支持部材とで支えられ
るので、巻き付けの途中でコイルの端部が崩れることが
防止される。

【００１０】

【発明の実施の形態】

＜実施形態１＞以下、本発明を具体化した実施形態１を
図１乃至図３を参照して説明する。固定鉄心１０は円筒
形をなす鉄心本体１１の上端にフランジ１２を一体に形
成してなる。この固定鉄心１０の上端にはそのフランジ
１２に密着するように平板状のコア１３が取り付けら
れ、このコア１３の突部１４が鉄心本体１１の上端開口
部に突出されている。固定鉄心１０の内部には非磁性の
スリーブ１５が嵌着され、スリーブ１５内には磁性材料
からなるプランジャ１６が上下動可能に嵌装されてい
る。プランジャ１６は、圧縮コイルバネなどの図示しな
い付勢手段によって下方へ付勢されているため、常に
は、突部１４から離間した状態に保持されている。固定
鉄心１０の下端部には別体の磁性材料からなるフランジ
１７が固着され、このフランジ１７と上記固定鉄心１０
のフランジ１２との間においては絶縁被覆（図示せず）
で覆われた素線１８Ａが鉄心本体１１の外周に巻き付け
られ、もって固定鉄心１０を囲むコイル１８が形成され
ている。尚、コイル１８と固定鉄心１０及びフランジ１
７との間は、後述する手段より絶縁されている。さら
に、コイル１８の外周には、筒状の磁性カバー１９がそ
の上下両端を上記両フランジ１２、１７に接触させた状
態で取り付けられている。かかる構成になるソレノイド
装置においてコイル１８を励磁すると、コア１３の突部
１４とプランジャ１６との間に生じる磁気吸引力よりプ
ランジャ１６が付勢に抗して上方へ移動する。

【００１１】次に、コイル１８を固定鉄心１０とフラン
ジ１７から絶縁するための手段について説明する。固定
鉄心１０におけるフランジ１２を除いた部分即ち鉄心本
体１１の外周には、非磁性材料からなる薄いコーティン
グ層（本発明の構成要件である非磁性層）２０が形成さ
れている。このコーティング層２０は、後述する溝２５
の内部にも施されている。フランジ１２のコイル１８と
対応する面（図２における下側の面）には、非磁性材料
からなり、若干の弾性撓みを可能とされた鍔部材２１が
取り付けられている。鍔部材２１は、その突起２２をフ
ランジ１２の孔２３に圧入することによってフランジ１
２に保持されている。この鍔部材２１のフランジ１２に
対する回転は、突起２２と孔２３との係合、または鍔部
材２１の内周の一部に形成した直線状縁部２４と固定鉄
心の外周に形成した溝２５との係合によって規制され
る。さらに、鍔部材２１のフランジ１２からの軸方向へ
の抜けは、直線状縁部２４と溝２５との係合によって規
制される。鍔部材２１の外径はフランジ１２の外径より
も小さく設定されており、その外径寸法は、フランジ１
２における磁性カバー１９の接触に必要なリング状領域
の内径寸法と同じかそれよりも僅かに小さい寸法に設定
されている。また、鍔部材２１の外縁には、外周面とコ
イル１８への対応面とを滑らかに連続させる弧状の面取
り部２６が形成されており、この面取り部２６には素線
１８Ａが接触するようになっている。なお、鍔部材２１
の材質については、素線１８Ａの傷付きを回避するため
に比較的軟質の合成樹脂とすることが望ましい。さら
に、鍔部材２１のコイル１８との対応面には、素線１８
Ａを巻き付ける際に素線１８Ａを受け入れるとともにそ
の素線１８Ａを引っ掛けることによって巻き付け操作を
容易にするための凹部２７が、鍔部材２１の内周から外
周に亘って形成されている。

【００１２】固定鉄心１０の下端部には、非磁性材料か
らなり、全体としてＣ字形をなす鍔状支持部材２８が取
り付けられている。この鍔状支持部材２８の内周に形成
した直線状縁部２９は、固定鉄心１０の外周に形成した
溝３０に嵌合されている。これにより、鍔状支持部材２
８が固定鉄心１０に対して軸方向と周方向の遊動を規制
された状態で保持されている。上記構成になる本実施形
態のソレノイド装置においては次のような効果がある。
即ち、コイル１８と固定鉄心１０の外周との間を絶縁す
る手段として層厚を薄くできるコーティング層２０を施
すようにしているので、コイルボビンを用いた場合に比
べると、コイル１８の内径及び外径が小さくなってお
り、結果的に装置全体の小径化が実現されている。

【００１３】また、固定鉄心１０のフランジ１２のコイ
ル１８との対応面においては、磁性カバー１９との接触
領域をリング状に確保する必要があるのと同時に、その
接触領域以外の部分ではフランジ１２とコイル１８との
接触を防止する必要があり、そのため磁性カバー１９と
の接触領域の確保には高い精度が要求される。そこで、
本実施形態では、フランジ１２とコイル１８との絶縁手
段として、コーティング層ではなく、別体部品からなる
鍔部材２１が用いられている。コーティング層の場合に
はリング状にマスキングするときに高い精度を出すこと
は難しいが、本実施形態のように別体の鍔部材２１を用
いる場合には、その外径寸法を高い精度で設定すること
ができる。したがって、マスキング精度向上に起因する
コストアップを回避することができる。

【００１４】さらに、鍔部材２１は、コーティング層に
比べて厚さ寸法大きくすることが容易である。したがっ
て、図２に示すようにコイル１８の素線１８Ａが斜め固
定鉄心１０に巻き付けられる場合でも、素線１８Ａは、
鍔部材２１の外縁に当たるようになり、フランジ１２の
角張った外縁に接触することはない。したがって、素線
１８Ａの絶縁被覆（図示せず）がフランジ１２の外縁に
よって傷つけられたり削られたりすることが防止され
る。

【００１５】また、素線１８Ａが当たる鍔部材２１の外
縁は弧状の面取り部２６となっているので、素線１８Ａ
の絶縁被覆が鍔部材２１との接触によって傷つけられた
り削られたりすることも防止されている。さらに、コイ
ル１８を形成する際には、鍔部材２１と鍔状支持部材２
８とで挟まれた空間のなかで素線１８Ａの巻き付けを行
うが、コイル１８の両端は鍔部材２１と鍔状支持部材２
８によって支えられるので、巻き付けの途中でコイル１
８の端部が崩れることが防止され、作業性に優れてい
る。

【００１６】＜実施形態２＞次に、本発明を具体化した
実施形態２を図４乃至図６を参照して説明する。本実施
形態は、鍔状支持部際の取付け構造を上記実施形態１と
は異なる構成としたものである。その他の構成について
は上記実施形態１と同じであるため、同じ構成について
は、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略
する。本実施形態の固定鉄心３０の鉄心本体３１の外周
における鍔状支持部材３３の取付け位置には、円形をな
す４つの凹部３４が周方向に９０°間隔を空けて形成さ
れている。この凹部３４を含む鉄心本体３１の外周面に
はコーティング層２０が形成され、さらに上記実施形態
１と同じ鍔部材２１がフランジ３２に密着するように取
り付けられている。かかる固定鉄心３０はその鉄心本体
３１を囲む金型（図示せず）に取り付けられ、その金型
内への射出によって鍔状支持部材３３が固定鉄心３０と
一体に設けられている。鍔状支持部材３３は、全周に亘
って連なるリング形をなし、その内周の円形の突出部３
５が鉄心本体３１の凹部３４に嵌まり込んだ状態となっ
ている。これにより、鍔状支持部材３３の固定鉄心３０
に対する遊動が規制されている。本実施形態２では、鍔
状支持部材３３が金型によって固定鉄心３０と一体に成
形されているので、別体部品として成形済みの鍔状支持
部材を固定鉄心に装着する場合に比べて保持性が高くな
っている。しかも、鍔状支持部材３３の突出部３５が固
定鉄心３０の凹部３４に嵌まり込んだ状態となっている
で、さらに保持力が向上している。また、凹部３４は部
分的に形成されているだけなので、全周に亘って形成す
る場合に比べて鉄心本体３１の断面積の減少が抑えら
れ、強い磁界が得られている。

【００１７】＜実施形態３＞次に、本発明を具体化した
実施形態３を図７乃至図９を参照して説明する。本実施
形態は、鍔部材と鍔状支持部際の取付け構造を上記実施
形態１とは異なる構成としたものである。その他の構成
については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成
については同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明
は省略する。本実施形態の固定鉄心４０の鉄心本体４１
の外周における鍔部材４３と鍔状支持部材４４の取付け
位置には、夫々、小径部４５、４６が全周に亘って形成
されている。小径部４５、４６の幅は鍔部材４３及び鍔
状支持部材４４の厚さよりも大きい寸法とされている。
また、小径部４５、４６の表面にはローレット加工４７
が施されている。そして、この小径部４５、４６を含む
鉄心本体４１の外周面にはコーティング層２０が形成さ
れている。かかる固定鉄心４０は、その鉄心本体４１及
びフランジ４２のコイル１８との対応面を囲む金型（図
示せず）に取り付けられ、その金型内への射出によって
鍔部材４３と鍔状支持部材４４が固定鉄心４０と一体に
設けられている。鍔部材４３と鍔状支持部材４４は、全
周に亘って連なるリング形をなし、その内周から軸方向
へ僅かに延出させた筒部４８、４９が鉄心本体４１の小
径部４５、４６に嵌まり込んだ状態となっている。これ
により、鍔部材４３と鍔状支持部材４４の固定鉄心４０
に対する軸方向への遊動が規制されている。さらに、筒
部４８、４９の内周が小径部４５、４６のローレット４
７の細かい凹凸に食い込むようになるので、鍔部材４６
及び鍔状支持部材４４の周方向へ遊動も規制されてい
る。また、鍔状支持部材４４は、軸方向に突出する筒部
４９を設けたことによって倒れ難くなっているので、コ
イル１８の端部の崩れを確実に防止することができる。

【００１８】＜他の実施形態＞本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 （１）上記実施形態では固定鉄心と一体のフランジはそ
の一方の端部のみに形成されているが、本発明によれ
ば、固定鉄心の両方の端部に一対のフランジが一体に形
成されている場合にも適用することができる。 （２）上記実施形態では非磁性層を鉄心本体と一体のコ
ーティング層としたが、本発明によれば、鉄心本体とは
別部品の例えばチューブ状の部材を鉄心本体に外嵌する
ことによって非磁性層を構成するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の断面図

【図２】実施形態１において固定鉄心にコイル素線を巻
き付けている状態をあらわす部分拡大断面図

【図３】実施形態１の固定鉄心、鍔部材及び鍔状支持部
の分解状態をあらわす斜視図

【図４】実施形態２において固定鉄心に鍔部材を設けた
状態をあらわす斜視図

【図５】実施形態２において固定鉄心に鍔部材と鍔状支
持部材を設けた状態をあらわす斜視図

【図６】実施形態２の部分拡大断面図

【図７】実施形態３の固定鉄心の斜視図

【図８】実施形態３において固定鉄心に鍔部材と鍔状支
持部材を設けた状態をあらわす斜視図

【図９】実施形態３の部分拡大断面図

【図１０】従来例の断面図

【図１１】従来例において固定鉄心にコイル素線を巻き
付けている状態をあらわす部分拡大断面図

【符号の説明】

１０…固定鉄心 １１…鉄心本体 １２…フランジ １６…プランジャ １８…コイル １９…磁性カバー ２０…コーティング層（非磁性層） ２１…鍔部材 ２６…面取り部 ２８…鍔状支持部材 ３０、４０…固定鉄心 ３１、４１…鉄心本体 ３２、４２…フランジ ３３、４４…鍔状支持部材 ４３…鍔部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 晴樹 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の鉄心本体の一端にフランジを設け
   た固定鉄心と、前記鉄心本体に素線を巻き付けてなるコ
   イルと、このコイルを囲むとともに前記フランジに当接
   される磁性カバーと、前記鉄心本体に移動可能に内嵌し
   たプランジャとを備え、前記コイルを励磁することによ
   り前記プランジャを変位させるソレノイド装置におい
   て、 前記鉄心本体の外周に非磁性層を設けるとともに、前記
   フランジの前記コイルとの対応面に非磁性の略リング状
   をなす鍔部材を装着したことを特徴とするソレノイド装
   置。
2. 【請求項２】 前記鍔部材の外縁が弧状に面取りされて
   いることを特徴とする請求項１記載のソレノイド装置。
3. 【請求項３】 前記鉄心本体には前記鍔部材との間で前
   記コイルを挟むように位置する略リング状の鍔状支持部
   材が設けられ、この鍔状支持部材と前記鍔部材との間で
   前記素線を巻き付けることによって前記コイルを形成す
   るようにしたことを特徴とする請求項１記載のソレノイ
   ド装置。