JP2006077951A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁弁の磁界構成部材に電磁軟鉄を用いて、磁気焼鈍時に酸化皮膜を生成して防錆を図ると共に磁気特性を改善した電磁弁を提供する。
【解決手段】ハウジング３１及びヨーク３６は互いに対向して配置され、これらの外周にソレノイド３７が巻装される。ソレノイド３７がカバー３８により被覆される。ハウジング３１及びヨーク３６の嵌合孔３４、３９ａには軸受４３、４５が配設される。軸受４３、４５にはヨーク３６の穴４１に遊挿される可動鉄心４２を嵌挿したロッド４４が摺動自在に支持される。磁路構成部材であるハウジング３１、ヨーク３６、カバー３８及び可動鉄心４２は、電磁軟鉄を用いて加工後、磁気焼鈍時に酸素を含む気体を供給することにより酸化皮膜（図示しない）が生成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、印加電流に応じでスプールを変位させて加圧流体を制御する電磁弁に関し、さらに詳細には電磁弁を構成する固定鉄心、可動鉄心、ヨーク及びカバーに電磁軟鉄に代表される軟磁性材を用いた電磁弁に関して、発錆を防止し磁気特性を改善する電磁弁の改良に関する。

一般に、軟磁性材料は高透磁率材料ともよばれ、その基本特性は初磁率弁が大きく保磁力が小さいということで、場合によっては飽和磁束密度が大きいことも要求される。これら軟磁性材料は、電磁コイルによって発生される磁気に反応し、その磁気によって駆動される金属部品として、磁気バルブ、各種モーター及び各種リレーなど多くの分野で使用されている。そして、最も一般的な軟磁性材料としては、電磁軟鉄、ケイ素鋼板等が知られており、特にケイ素鋼板には圧延方向にのみ優れた磁気特性を有する方向性ケイ素鋼板が知られている。

これらの電磁軟鉄、ケイ素鋼板等は不純物が非常に少ないため、通常の鋼に比べ錆が発生しやすく取扱いに注意が必要であった。このため、耐食性の観点から部品に加工後Ｎｉメッキ、ユニクロメッキ等を行っているが、メッキ処理のコストが高く、また電磁軟鉄にこれらのメッキを施すと磁気特性の劣化が免れないという問題がある。さらに、メッキ部品ではメッキ厚がばらつくことが避けられず、その結果、リレーやモーターの特性がばらつくことがあった。
そこで、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ―Ｎｉ―Ｃｒ系、Ｆｅ―Ｎｉ―Ｍｏ系またはＦｅ―Ｎｉ―Ｍｏ―Ｃｒ系の軟質磁性材料を母材とする該母材の表面に膜厚０．５〜１０μのＦｅ系酸化皮膜を生成して絶縁塗料や絶縁皮膜の塗布を必要としない軟質磁性材料が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２０３７１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載される軟質磁性材料は、酸化皮膜厚が０．１〜１０μｍと厚いため、磁気特性が低下する。さらに、特許文献１に記載される材料は、飽和磁束密度が低いため、電磁弁用としては磁気特性が劣るという不具合あった。
本発明は、前記の不具合を解決するためになされたもので、電磁弁の磁界構成部材に電磁軟鉄を用いて磁気焼鈍することにより磁気特性を改善した電磁弁を提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明は、ハウジング部材と、
前記ハウジング部材に対向して配置されたヨーク部材と、
前記ハウジング部材及び前記ヨーク部材の外周に巻装されたソレノイドと、
前記ソレノイドを被覆するカバー部材と、
前記ヨーク部材及び／または前記ハウジング部材に装着する軸受部材に変位自在に支持したロッドに嵌挿された可動鉄心部材と、
を備える電磁弁において、
前記ハウジング部材、前記ヨーク部材、前記カバー部材及び前記可動鉄心部材に電磁軟鉄に代表される軟磁性材料を用いて加工後、磁気焼鈍時の冷却中に温度が２００℃〜６００℃の間で酸素を含む気体を供給することにより、表面に酸化皮膜を生成されること特徴とする。
本発明によれば、電磁軟鉄に代表される軟磁性材を用い磁気焼鈍することによりハウジング部材、ヨーク部材、カバー部材及び可動鉄心部材の全てに磁気特性を向上させることができる。さらに同じ工程中に生成される酸化皮膜は防錆効果があり、部品の洗浄、組立て、性能試験における発錆を防止できるので、部品の品質が安定し、生産性を向上させ、コストを低減することができる。

本発明では、電磁軟鉄に代表される軟磁性材を用い磁気焼鈍することによりハウジング部材、ヨーク部材、カバー部材及び可動鉄心部材の磁気特性を向上させることができる。さらに同じ工中に生成される酸化皮膜は防錆効果があり、部品の洗浄、組立て、性能試験における発錆を防止できるので、部品の品質が安定し、生産性を向上させ、コストを低減することができる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０について図面により詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０の概略構造を示す縦断面図である。図２及び図３は軸受４３、４５の拡大詳細図である。
比例電磁弁３０は、円筒部３２とフランジ部３３とを有するハウジング（ハウジング部材）３１を備える。なお、前記円筒部３２は固定鉄心として機能する。前記ハウジング３１の内方には、軸心方向に嵌合孔３４が貫通して形成される。前記ハウジング３１の円筒部３２に対向して同軸上に磁性体からなる円筒形状のヨーク（ヨーク部材）３６が配設される。

なお、前記ハウジング３１及びヨーク３６は電磁軟鉄（ＪＩＳに規定）（軟磁性材料）を用いて所定形状に形成された後に、ハウジング３１及びヨーク３６の磁気特性改善のために磁気焼鈍が施される。この磁気焼鈍工程において冷却時に温度が２００℃〜６００℃の時点で、酸素を含む気体を供給することにより、ハウジング３１及びヨーク３６の表面に１μ以下の極薄い酸化皮膜（図示しない）が生成される。
また、ハウジング３１及びヨーク３６は電磁軟鉄を用いたが他の材料、例えばＳＵＭに代表される快削鋼（軟磁性材料）を用いて、電磁軟鉄と同じ条件で焼鈍しても勿論よい。
前記酸化皮膜は、耐久性には劣るが防錆効果を有するので比例電磁弁３０の部品の洗浄
、組立て、性能試験における発錆を防止することができるので好適である。

ハウジング３１及びヨーク３６の外周にはソレノイド３７が配設され、該ソレノイド３７はボビン３７ａにコイル３７ｂが巻き回され、磁性体のカバー（カバー部材）３８によリ覆われている。前記ソレノイド３７の一端部には前記ヨーク３６が当接しており、該ヨーク３６の径大部３６ａがカバー３８により一体化され、その段差部３６ｂの内穴にアダプタ３９が装着される。なお、ヨーク３６の一端部には非磁性体のエンドカバー４０が当接しており、該エンドカバー４０に前記カバー３８の一端が固着されている。
なお、前記カバー３８は、前記ハウジング３１及びヨーク３６と同じ電磁軟鉄により形成され、同様の磁気焼鈍が施される。

前記ヨーク３６には、ハウジング３１の嵌合孔３４と同軸に穴４１が形成されており、該穴４１に可動鉄心（可動鉄心部材）４２が軸心方向に変位自在に遊挿されている。前記可動鉄心４２の固定鉄心３２側には、非磁性体のスペーサ４２ａが固着されている。前記スペーサ４２ａは、可動鉄心４２の移動を規制するストッパとして機能し、また、可動鉄心４２が固定鉄心３２に吸着されることを防止する。前記嵌合孔３４には、軸受４３が軸心方向に摺動自在に嵌挿され、該軸受４３はロッド４４の一端部を支承する。ロッド４４の他端部はアダプタ３９の嵌合孔３９ａに軸心方向に摺動自在に嵌挿された軸受４５に支承されている。
なお、前記可動鉄心４２は、前記ハウジング３１及びヨーク３６と同じ電磁軟鉄、快削鋼により形成して同様の磁気焼鈍が施される。

参照符号５０はスリーブで、ハウジング３１に当接した状態でカバー３８の一端を例えば加締めることによりハウジング３１に一体化される。前記スリーブ５０には、嵌合孔３４と同軸にスリーブ孔５１が穿設され、該スリーブ孔５１にスプール５２が摺動自在に嵌挿されている。前記スリーブ孔５１には、ハウジング３１から順に図示しないタンクとスリーブ孔５１とを連通するタンク通路５３と、図示しないアクチュエータとスリーブ孔５１とを連通する制御通路５４と、図示しないポンプとスリーブ孔５１とを連通する供給通路５５と、図示しないタンクとスリーブ孔５１とを連通するタンク通路５６とを備える。

前記スプール５２は、第１のランド部５７、第２のランド部５８が間隔をおいて軸心方向に沿って形成されており、これらのランド部５７、５８の間には該ランド部５７、５８の一端部に連通する環状溝５９が画成される。なお、前記環状溝５９はスプール５２の外周面の軸心方向に形成される。
さらに、環状溝５９には軸径方向に連通孔６０が穿設され、該連通孔６０は軸心方向に穿設されたガイド孔６１に連通し、該ガイド孔６１にはピストン６２が摺動自在に嵌挿されている。なお、前記ガイド孔６１は該ガイド孔６１内の圧力により矢印Ｘ方向のフィードバッグ力を発生させるフィードバッグ室６１ａの機能を有する。

前記ピストン６２は図示しないポンプの加圧流体が連通孔６０よりフィードバッグ室６１ａに導かれる。これにより、ピストン６２は矢印Ｙ方向に変位し、その一端部がアジャスタ６３に当接する。なお、スプール５２に嵌挿されたピストン６２が加圧されて該ピストン６２がアジャスタ６３に当接された状態で、フィードバッグ室６１ａの油圧力により前記スプール５２を矢印Ｘ方向にフィードバッグ力を作用させることは周知の技術である
。
スプール６２は環状溝５９によりポンプ（図示しない）から供給通路５５に供給される作動油を制御通路５４とタンク通路５６とに分配するための分配室が形成されている。そして、スプール５２が軸心方向に変位すると、供給通路５５から制御通路５４に連通する隙間と制御通路５４からタンク通路５６に連通する隙間が変化し制御通路の出力圧が変化する。

図２はロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の一端部を支承する軸受４３の略構造図である。
図２において、軸受（軸受部材）４３は円筒形状の保持器（保持部材）４６に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の穴３５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該穴３５にボール（球状部材）４７が軸支されている。前記ボール４７はその球面の一部が前記保持器４６の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受４３が嵌合孔３４に嵌挿され、該軸受４３の保持器４６の内穴にロッド４４が挿入された状態では、ボール４７の球面の一部が穴３５より突出し嵌合孔３４の内周面及びロッド４４の外周面に係合し、ロッド４４の変位に対応して矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動することができる。

図３はロッド４４が矢印Ｙ方向またはＸ方向に変位した際に、該ロッド４４の他端部を支承する軸受４５の略構造図である。
図３において、軸受（軸受部材）４５は円筒形状の保持器（保持部材）４８に軸心方向の略中央で円周方向に球形状の穴３５が複数個、例えば６個（図示しない）が穿設され、該穴３５にボール（球状部材）４９が軸支されている。前記ボール４９はその球面の一部が前記保持器４８の内周面及び外周面より突出している。従って、軸受４５がアダプタ３９の嵌合孔３９ａに嵌挿され、該軸受４５の保持器４８の内穴にロッド４４が挿入された状態では、ボール４９の球面の一部が嵌合孔３９ａの内周面及びロッド４４の外周面に係合し、ロッド４４の変位に対応して矢印Ｙ方向またはＸ方向に移動することができる。
なお、ロッド４４はその両端部がハウジング３１及びヨーク３６に装着された軸受４３及び４５に支持された場合について説明したが、前記軸受４３または４５がハウジング３１またはヨーク３６に装着されても勿論適用できる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁３０は、磁界構成部材であるハウジング３１、ヨーク３６、カバー３８及び可動鉄心４２に電磁軟鉄または快削鋼を用いて加工後、磁気焼鈍時に酸素を含む気体を供給して酸化皮膜を生成し、これらの部品の洗浄、組立て、性能試験における発錆を防止できるので、部品の品質が安定し、生産性を向上させ、結果として比例電磁弁３０コストを低減することができる。
この実施の形態に係る比例
本発明は比例電磁弁３０について説明したが、通常の電磁弁にも適用できる。

本発明の実施の形態に係る比例電磁弁の概略構造を示す縦断面図である。 図１の一方の軸受の概略構造を示す縦断面図である。 図１の他方の軸受の概略構造を示す縦断面図である。

符号の説明

３０ 比例電磁弁
３１ ハウジング
３２ 円筒部
３４ 嵌合孔
３６ ヨーク
３７ ソレノイド
３９ アダプタ
４２ 可動鉄心
４３、４５ 軸受
４６、４８ 保持器
４７、４９ ボール
５０ スリーブ
５２ スプール

Claims (1)

1. ハウジング部材と、
   前記ハウジング部材に対向して配置されたヨーク部材と、
   前記ハウジング部材及び前記ヨーク部材の外周に巻装されたソレノイドと、
   前記ソレノイドを被覆するカバー部材と、
   前記ヨーク部材及び／または前記ハウジング部材に装着する軸受部材に変位自在に支持したロッドに嵌挿された可動鉄心部材と、
   を備える電磁弁において、
   前記ハウジング部材、前記ヨーク部材、前記カバー部材及び前記可動鉄心部材に電磁軟鉄等の軟磁性材料を用いて加工後、磁気焼鈍時の冷却中に温度が２００℃〜６００℃の間で酸素を含む気体を供給することにより、表面に酸化皮膜を生成されること特徴とする電磁弁。

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