JPH11118058A - 電磁弁ソレノイド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁弁を構成するソレノイド部の組立作業性
を向上する。 【解決手段】 電磁弁ソレノイドを構成するソレノイド
組立体２６は、外側にコイル２９が巻き付けられ、かつ
内側に可動コア３３が軸方向に摺動自在に装着されるボ
ビン２８と、このボビン２８が組み込まれる磁気フレー
ム３１を有している。磁気フレーム３１にはホルダー４
０が取り付けられ、コイル２９のリード端子２９ａと給
電ケーブル４２が接続され、給電ケーブル４２とリード
端子２９ａとの間には給電制御器４３が設けられる。給
電ケーブル４２の接続端子にはグロメット５１が設けら
れ、ソレノイド組立体２６を基板４１とグロメット５１
の一部は、樹脂成形部２７により封止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体流路の開閉や流
れの方向などを変える方向制御弁を電磁石により作動す
るようにした電磁弁における電磁弁ソレノイドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】空気圧配管に空気を流したり、流れを停
止したり、流れの方向を変えるために切換弁、逆止弁な
どの方向制御弁が使用されており、これらの方向制御弁
のうち電磁石により弁体を作動するようにしたタイプの
ものは電磁弁と言われる。

【０００３】電磁弁には、電磁石により操作される弁体
により直接流れの開閉や方向を変えるタイプの直動式
と、電磁石により内部のパイロット弁を駆動してその出
力により主弁の弁体を作動することによって流路の方向
制御などを行うタイプの間接作動式とがある。

【０００４】切換弁には、空気の入力ポートと出力ポー
トの２つのポートを有する２ポート弁、供給ポートと出
力ポートと排気ポートの３つのポートを有する３ポート
弁、供給ポートと２つの出力ポートと排気ポートの４つ
のポートを有する４ポート弁、さらに、供給ポートに加
えて２つずつ出力ポートと排気ポートを有する５ポート
弁などがある。

【０００５】このような電磁弁ににあっては、通常、流
路を制御する弁ブロック部とこの中に組み込まれた弁体
を作動するためのソレノイド部とを有しており、ソレノ
イド部内における電磁石つまりソレノイドに接続される
電気結線の方式には、リード線式とターミナル式と差し
込みプラグ式とがある。

【０００６】リード線式はソレノイド部と引き出し部と
を同時にモールドしたタイプの結線方式であり、給電ケ
ーブルの先端部にはグロメットが取り付けられ、このグ
ロメットは樹脂成形部に一部が埋め込まれることにな
る。ターミナル式は丸形板端子などの圧着端子が取り付
けられるターミナル端子台によるものと、通常ＤＩＮ端
子と言われピンプラグとＤＩＮソケットを有するものと
がある。差し込みプラグ式はソレノイド部にコネクタピ
ンを内蔵し、これにリード線付きのコネクタを差し込む
タイプのものである。

【０００７】このような電磁弁における電磁石つまりソ
レノイドの構造については、たとえば、株式会社オーム
社 1989年２月25日発行の「新版油空圧便覧」第４７３
頁〜第４７８頁に記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】電磁弁のソレノイド部
の基本的構造は、間接作動式および直接作動式のいずれ
のタイプについても同様であり、いずれのポート数の電
磁弁についても同様であるが、電磁弁を構成する弁ブロ
ック部に比してソレノイド部の構造は複雑であり、その
製造に際しては、ソレノイドの組立や成形に多くの工程
が必要となっている。

【０００９】そのため、ソレノイド部を構成する部品の
点数を低減し、その組立作業性を向上させることが必要
となっている。

【００１０】本発明の目的は、電磁弁を構成するソレノ
イド部の組立作業性を向上することにある。

【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１３】すなわち、本発明の電磁弁ソレノイドは、
弁体が組み込まれた弁ブロックに取り付けられ、前記弁
体を作動する電磁弁ソレノイドであって、外側にコイル
が巻き付けられ、かつ内側に可動コアが軸方向に摺動自
在に装着されるボビン、このボビンが組み込まれる磁気
フレームを有するソレノイド組立体と、前記磁気フレー
ムにホルダーを介して取り付けられ、前記コイルのリー
ド端子と給電ケーブルが接続され、前記給電ケーブルと
前記リード端子との間に設けられた給電制御器が設けら
れた基板と、前記給電ケーブルの接続端子に設けられた
グロメットと、前記ソレノイド組立体を前記基板と前記
グロメットの一部とともに封止する樹脂成形部とを有
し、前記基板を前記樹脂成形部内に埋め込むようにした
ことを特徴とするものである。

【００１４】本発明にあっては、基板を樹脂成形部によ
り封止するようにしたので、基板の取付を樹脂成形部の
成形と同時に行うことができ、ソレノイドの組立性が向
上することになる。

【００１５】前記樹脂成形部を樹脂成形する前に前記基
板の表面および前記給電制御器を耐熱樹脂により覆うよ
うにすると、樹脂成形部を射出成形金型により成形する
際に、溶融樹脂の熱により給電制御器が損傷することが
防止される。また、前記磁気フレームにホルダーを係合
し、そのホルダーに基板を係合させることにより、前記
ホルダーを介して前記基板を前記磁気フレームに取り付
けることにより、基板とコイルのリード端子との半田付
けを行う際にその作業性を向上することができる。さら
に、前記給電ケーブルの先端部を前記基板と前記ソレノ
イド組立体との間の隙間に這い回すようにすることによ
り、給電ケーブルを強固にソレノイド部に取り付けるこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施の形態であるソレノ
イドが組み込まれた電磁弁を示す断面図であり、図２
（Ａ）は図１の外観形状を示す正面図であり、図２
（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。

【００１８】図示するように、この電磁弁１０は弁ブロ
ック部１１とソレノイド部１２とを有している。弁ブロ
ック部１１はアルミニウム合金あるいは樹脂により形成
されたほぼ直方体形状となっており、この中には貫通孔
１４が形成されている。弁ブロック部１１の一端部に
は、貫通孔１４内に嵌合される筒部１５ａを有するカバ
ー１５が取り付けられ、貫通孔１４の一端部は閉塞され
るようになっている。

【００１９】弁ブロック部１１には貫通孔１４と筒部１
５ａとにより弁体収容孔１６が形成されている。図示す
る電磁弁は３ポート電磁弁であり、外部から圧縮空気が
供給される供給ポート１７と、ここに供給された空気を
空気圧機器に流出させるための出力ポート１８と、空気
圧機器から排出される空気を外部に案内するための排気
ポート１９とがそれぞれ弁体収容孔１６に連通させて形
成されている。排気ポート１９は筒部１５ａに形成され
た複数の孔１５ｂを介して弁体収容孔１６内に連通され
ている。

【００２０】弁体収容孔１６内には主弁軸２０が軸方向
に摺動自在に装着されており、この主弁軸２０の中央部
分には、供給ポート１７と出力ポート１８とを連通させ
るとともに出力ポート１８と排気ポート１９との連通を
遮断する位置と、図１に示すように供給ポート１７と出
力ポート１８との連通を遮断するとともに出力ポート１
８と排気ポート１９とを連通させる位置とに切換制御す
る弁体２１が設けられている。この弁体２１はポペット
タイプとなっているが、スプールタイプの主弁を設ける
ようにしても良く、３ポートに限られることなく、５ポ
ートにしても良い。

【００２１】主弁軸２０の両端部には弁体収容孔１６の
内周面に摺動接触するシール部２２，２３が設けられて
おり、弁体収容孔１６と外部とがシールされている。カ
バー１５と主弁軸２０との間には、圧縮コイルばね２４
が組み込まれており、主弁軸２０には常に供給ポート１
７を閉じる方向のばね力が付勢されている。このカバー
１５は金属製でも樹脂製でも良い。

【００２２】ソレノイド部１２はソレノイド組立体２６
とこれを樹脂封止する樹脂成形部２７とを有している。
ソレノイド組立体２６は円筒部２８ａの両端にフランジ
部２８ｂ，２８ｃが設けられたボビン２８を有してお
り、円筒部２８ａの外側にはコイル２９が巻き付けられ
ている。ボビン２８は図１に示されるように四辺形の枠
状となった磁性体製の磁気フレーム３１の中に組み込ま
れるようになっている。

【００２３】図３は磁気フレーム３１を示す斜視図であ
り、所定の形状に裁断された帯状の鉄板を折り曲げるこ
とにより形成されている。

【００２４】ボビン２８の中には弁ブロック側に固定コ
ア３２が組み込まれ、この固定コア３２の反対側には可
動コア３３が軸方向に摺動自在に装着されている。可動
コア３３はコア本体３４とこの先端から突出するととも
に固定コア３２に形成された貫通孔を貫通して主弁軸２
０の端面に当接する作動ロッド３５とを有し、作動ロッ
ド３５にはコア本体３４内に組み込まれた圧縮コイルば
ね３６により主弁軸２０に向かうばね力が付勢されてい
る。このばね３６を収容する収容孔は端板３７により閉
塞されている。

【００２５】コイル２９に対して外部から電力を供給す
るために、ソレノイド組立体２６の磁気フレーム３１に
はホルダー４０を介してプリント配線基板４１が取り付
けられ、この基板４１に接続された給電ケーブル４２と
コイル２９のリード端子２９ａとが基板４１に設けられ
たダイオードなどの給電制御器４３を介して電気的に接
続されるようになっている。

【００２６】図４はホルダー４０を示す図であり、図５
は基板４１の概略構造を示す図であり、このホルダー４
０は全体的に平面ほぼＴ字形状となっており、磁気フレ
ーム３１に形成された係合孔４５に係合する係合爪４５
ａと、磁気フレーム３１に形成された２つの係合溝４６
に係合する２つの係合爪４６ａとを有し、これらの係合
爪４５ａ，４６ａによりホルダー４０は磁気フレーム３
１に取り付けられることになる。

【００２７】このホルダー４０により基板４１を保持す
るために、ホルダー４０には基板４１に形成された係合
孔４７に係合する係合爪４７ａが形成され、基板４１に
形成された係合溝４８に係合して基板４１を両側から挟
むための係合爪４８ａが形成されている。

【００２８】図６は給電ケーブル４２が接続された基板
４１を示す側面図であり、給電ケーブル４２の取付端部
にはゴムや樹脂などからなるグロメット５１が取り付け
られており、給電ケーブル４２のうちグロメット５１か
ら突出した給電ケーブル４２の先端部は、基板４１の背
面側つまり基板４１とソレノイド組立体２６との間にホ
ルダー４０により形成される隙間を這い回されており、
その先端部から突出されたリード線の部分が基板４１の
上面に形成されたプリント配線に半田付けにより電気的
に接続されている。このように、給電ケーブル４２の先
端部を基板４１の背面側に這い回すことにより、給電ケ
ーブル４２と基板４１との接続を強固とすることができ
る。

【００２９】なお、図５に示すように、基板４１には給
電ケーブル４２が貫通する孔５２ａと、コイル２９の先
端のリード端子２９ａが貫通する孔５２ｂとがそれぞれ
２つずつ形成されている。

【００３０】基板４１の表面に形成されたプリント配線
の部分と基板４１の上に配置された給電制御器４３を覆
うようにシリコンゴムなどからなる耐熱性樹脂５３が塗
布されるようになっている。

【００３１】ソレノイド組立体２６の端面には、図１に
示すように、カバー５４が取り付けられるようになって
おり、このカバー５４には弾性変形自在の可撓性の樹脂
などにより形成された手動操作用のキャップ５５が組み
込まれるようになっている。このキャップ５５は可動コ
ア３３の端面に対向しており、キャップ５５を押し付け
ることにより、コイル２９に通電することなく、手動操
作により主弁軸２０を作動させることができる。

【００３２】ボビン２８の一端部内にはフランジ部と円
筒部とを有する金属製の磁気リング５６が嵌合されるよ
うになっている。ボビン２８の内面にこの中に組み込ま
れる磁気リング５６に接触する突起を設けるようにすれ
ば、磁気リング５６をボビン２８内に組み付けた際に磁
気リング５６の外れを防止することができる。

【００３３】上述したソレノイド部１２を製造するに
は、まず、磁気フレーム３１内にコイル２９が巻き付け
られたボビン２８を組み付け、ボビン２８の端部に金属
製の磁気リング５６を挿入することによりソレノイド組
立体２６を組み立てる。

【００３４】次いで、図６に示すようにグロメット５１
および給電ケーブル４２が組み付けられた基板４１を、
ホルダー４０を用いてソレノイド組立体２６の磁気フレ
ーム３１に組み付ける。これにより、基板４１が磁気フ
レーム３１に仮り止めされた状態となる。このこの状態
のもとで、まず、リード端子２９ａの先端をプリント配
線基板の所定の位置に半田付けした後に、樹脂成形金型
内にソレノイド組立体２６を配置する。金型を締め付け
た状態のもとで、金型内に樹脂を注入することにより、
この樹脂により樹脂成形部２７が図示する形状に成形さ
れる。

【００３５】この溶融樹脂を用いた射出成形時つまりモ
ールド時には、コイル２９と磁気フレーム３１との隙間
に樹脂が入り込むとともに、基板４１およびグロメット
５１の一部は樹脂成形部２７を形成するための樹脂によ
り埋め込まれる。基板４１はそれに設けられたダイオー
ドなどの給電制御器を含めて樹脂成形部２７により覆わ
れることになる。

【００３６】このようにして樹脂成形部２７が形成され
た後に、固定コア３２および可動コア３３がボビン２８
内に組み込むことにより、ソレノイド部１２の組立が完
了する。ソレノイド部１２と弁ブロック部１１とをねじ
部材を用いて連結し、カバー５４をねじ結合することに
より、図１に示す電磁弁１０の組立が完了する。電磁弁
１０が使用される際には、取付金具５７により所定の位
置に据え付けられることになる。

【００３７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３８】たとえば、電磁弁の構造としては、図示す
る場合には直動式の電磁弁を示すが、間接作動式の電磁
弁に本発明のソレノイドを適用するようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４０】(1).電磁弁ソレノイドのソレノイド組立体
を樹脂成形部により樹脂封止するとともに基板をも樹脂
封止することにより電磁弁ソレノイドの製造効率を向上
することができる。

【００４１】(2).樹脂成形部を成形する際に溶融状態の
樹脂がプリント配線や半田付け部に直接接触しないよう
に、耐熱樹脂により基板の表面を覆うことにより、樹脂
成形に際して給電制御器や半田付け部の損傷が防止され
る。

【００４２】(3).給電ケーブルを基板の背面に這い回す
ことにより、給電ケーブルをソレノイド部に強固に接続
することできる。

【００４３】(4).基板をホルダーを介してソレノイド部
に取り付けることにより、リード線を基板の所定の個所
に半田付けする際における半田付け作業性が良好とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である電磁弁ソレノイド
が設けられた電磁弁を示す断面図である。

【図２】（Ａ）は図１に示された電磁弁の外観を示す正
面図であり、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。

【図３】図１に示された磁気フレームを示す斜視図であ
る。

【図４】図１に示されたホルダーを示す斜視図である。

【図５】図１に示されたプリント配線基板を示す平面図
である。

【図６】給電ケーブルおよび給電制御器が取り付けられ
た状態の基板を示す正面図である。

【符号の説明】

１０ 電磁弁 １１ 弁ブロック部 １２ ソレノイド部 １５ カバー １６ 弁体収容孔 １７ 供給ポート １８ 出力ポート １９ 排気ポート ２０ 主弁軸 ２１ 弁体 ２６ ソレノイド組立体 ２７ 樹脂成形部 ２８ ボビン ２９ コイル ２９ａ リード端子 ３１ 磁気フレーム ３２ 固定コア ３３ 可動コア ３４ コア本体 ３５ 作動ロッド ３６ 圧縮コイルばね ４０ ホルダー ４１ プリント配線基板（基板） ４２ 給電ケーブル ４３ 給電制御器 ４５ 係合孔 ５１ グロメット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁体が組み込まれた弁ブロックに取り付
   けられ、前記弁体を作動する電磁弁ソレノイドであっ
   て、 外側にコイルが巻き付けられ、かつ内側に可動コアが軸
   方向に摺動自在に装着されるボビン、このボビンが組み
   込まれる磁気フレームを有するソレノイド組立体と、 前記磁気フレームにホルダーを介して取り付けられ、前
   記コイルのリード端子と給電ケーブルが接続され、前記
   給電ケーブルと前記リード端子との間に設けられた給電
   制御器が設けられた基板と、 前記給電ケーブルの接続端子に設けられたグロメット
   と、 前記ソレノイド組立体を前記基板と前記グロメットの一
   部とともに封止する樹脂成形部とを有し、 前記基板を前記樹脂成形部内に埋め込むようにしたこと
   を特徴とする電磁弁ソレノイド。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁弁ソレノイドにおい
   て、前記樹脂成形部を樹脂成形する前に前記基板の表面
   および前記給電制御器を耐熱樹脂により覆うようにした
   ことを特徴とする電磁弁ソレノイド。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の電磁弁ソレノイ
   ドにおいて、前記磁気フレームにホルダーを係合し、そ
   のホルダーに基板を係合させることにより、前記ホルダ
   ーを介して前記基板を前記磁気フレームに取り付けるよ
   うにしたことを特徴とする電磁弁ソレノイド。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３のいずれか１に記
   載の電磁弁ソレノイドにおいて、前記給電ケーブルの先
   端部を前記基板と前記ソレノイド組立体との間の隙間に
   這い回すようにしたことを特徴とする電磁弁ソレノイ
   ド。