JP2010533591A

JP2010533591A - 電磁弁の圧密な結合部を形成するための方法及び装置、並びに電磁弁のための弁カートリッジ

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Publication number: JP2010533591A
Application number: JP2010517342A
Authority: JP
Inventors: ミュラーフリードリッヒ; シュナルツガーギュンター; キルシュナーマルティン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-10-28
Also published as: EP2170539A1; CN101855033B; WO2009013102A1; EP2170539B1; DE102007034032A1; CN101855033A; US8528879B2; US20100187453A1; BRPI0814078A2

Abstract

本発明は、電磁石弁の磁極コア（１１）と弁スリーブ（１３）と間の高圧密な結合部を形成するための方法及び装置、並びに電磁弁のための弁カートリッジに関する。本発明によれば、磁極コア（１１）を、二部分構造のプレス成形工具（２０）内に挿入し、プレス成形工具は、中央のダイ（２１）と外側のダイ（２２）とを含んでいて、外側のダイ（２２）の内孔（２２．１）と挿入された磁極コア（１１）との間に継ぎ目間隙（２５）を画定する。次いで、磁極コア（１１）を弁スリーブ（１３）に装着し、弁スリーブ（１３）を継ぎ目間隙（２５）内に差し込み、中央のダイ（２１）及び外側のダイ（２２）を磁極コア（１１）と共に押し下げることにより、弁スリーブ（１３）を継ぎ目間隙（２５）内に通して、弁スリーブ（１３）を磁極コア（１１）のプレス直径部（１１．１）によって拡開し、かつ外側のダイの第１の成形加工エッジ（２３）と第２の成形加工エッジ（２４）との間の継ぎ目間隙（２５）で変形させて、磁極コア（１１）に密着させ、内孔（２２．１）の内径を第１の成形加工エッジ（２３）と第２の成形加工エッジ（２４）との間で先細にしてある。可動の接極子のための適切な行程調節を行うために、外側のダイ（２２）を介したさらなる力作用により、磁極コアを弁スリーブ内に深く押し込む。

Description

本発明は、電磁石弁の磁極コアと弁スリーブと間の高圧密な結合部を形成するための方法及び装置、並びに電磁弁のための弁カートリッジに関する。

殊に液力装置若しくは油圧装置用の従来の電磁弁のための弁カートリッジは、例えばアンチロックシステム（ＡＢＳ）若しくはアンチスキッドコントロールシステム（ＡＳＲシステム）、或いは電子式のスタビライザーシステム（ＥＳＰシステム）等に用いられるものであり、図１に示してある。図１に示してあるように、電磁弁のための弁カートリッジは、磁極コア１、弁スリーブ１３及び接極子２を含んでおり、この場合に接極子２は弁スリーブ３内に可動に配置されていて、電磁石ユニット（図示省略）により、空隙６を介して軸線方向で戻しばね５の力に抗して磁極コア１に向かって運動させられるようになっている。従来の電磁弁の弁カートリッジの製作に際して、磁極コア１はまず弁スリーブ３内に予め仮に圧入される。次いで、別の組立場所（組立ステーション）で磁極コア１を引き続き弁スリーブ３内に押し込むことにより、接極子行程の調節を、所定の接極子行程が達成されるまで、繰り返し行うようになっている。換言すれば、所定の接極子行程を達成するまで、弁スリーブ内への磁極コアの引き続く押し込みを複数回繰り返すようになっている。次いで磁極コア１は、さらに別の組立場所でシール溶接継ぎ目４によって弁スリーブ３に固定結合され、この場合にシール溶接継ぎ目４は、例えばレーザ溶接によって形成されるようになっている。シール溶接継ぎ目４によって、弁カートリッジは大気若しくは外部に対して液密に閉鎖され、つまり密閉されている。しかしながらレーザ溶接は、設備、整備又は保守や管理の観点から故障が発生しやすく、またコストがかかるものである。

従来技術の上述の問題点に鑑み、電磁弁の磁極コアと弁スリーブとを電磁弁の内部に生じる内圧に対して密な状態で結合する、つまり圧密に結合する本発明に基づく方法、すなわち、電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法においては、結合を次の工程で行い、つまり、磁極コアを、二部分から成るプレス成形工具内に挿入し、この場合に該プレス成形工具（二部構造形式のプレス成形工具又はプレス成形金型）は、中央のダイと外側のダイとを含んでいて、該外側のダイの内孔と、該プレス成形工具内に挿入された磁極コアとの間に継ぎ目間隙を画定するようになっており、磁極コアを弁スリーブに装着し、かつ該弁スリーブを継ぎ目間隙内に差し込み、かつ、中央のダイ及び外側のダイを、磁極コアと共に同時に押し下げることにより、弁スリーブを継ぎ目間隙内に深く通し、つまり弁スリーブを所定の位置まで継ぎ目間隙内に押し込み、しかも、つまり継ぎ目間隙内に弁スリーブを通す際に、該弁スリーブを磁極コアのプレス直径部によって拡開し、かつ外側のダイの第１の成形加工エッジと第２の成形加工エッジとの間の継ぎ目間隙内で変形させて、磁極コアに密着させ、つまり圧密に接合し、換言すれば密接に結合するようになっており、この場合に外側のダイの内孔の内径を第１の成形加工エッジ（稜線部）と第２の成形加工エッジ（稜線部）との間で先細にしてあり、つまり、外側のダイの内孔の内孔の内径を減少させ、換言すれば、内孔の内周面を第１の成形加工エッジから第２の成形加工エッジに向かって先細にしてある。磁極コアへの弁スリーブの接合は、磁極コアの外周面と弁スリーブの内周面との接触を意味している。本発明に基づくこのような構成により、利点として、弁カートリッジの組立過程は、レーザ溶接を省略してあることに基づき簡単かつ経済的に行われるようになっている。さらに、差し込み若しくは押し込み並びに、外部に対する密閉（シール）は、１つの組立場所（組立ステーション）において、１つの作業工程で行われる。磁極コアのプレス直径部により拡開された弁スリーブを、外側のダイの第１の成形加工エッジと第２の成形加工エッジとの間の継ぎ目間隙内で変形して、磁極コアの外周に密着させることにより、磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を生ぜしめている。

電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく装置、本発明に基づく上記方法を実施するための本発明に基づく装置においては、二部分から成るプレス成形工具を設けてあり、該プレス成形工具は、中央のダイと外側のダイとを含んでいて、しかも該外側のダイの内孔と、該プレス成形工具内に挿入された磁極コアとの間に継ぎ目間隙を画定するように形成されており、該継ぎ目間隙は弁スリーブ及び磁極コアの組立中（若しくは結合中）に弁スリーブを通されるようになっており、つまり、継ぎ目間隙内に弁スリーブ及び前記磁極コアの組立中に弁スリーブを所定の深さまで押し込むようになっており、外側のダイの内孔は、第１の成形加工エッジと第２の成形加工エッジとを有していて、しかも該第１の成形加工エッジと該第２の成形加工エッジとの間で該内孔の内径を先細にしており、この場合にプレス成形工具は、外側のダイの第１の成形加工エッジと第２の成形加工エッジとの間の継ぎ目間隙内で弁スリーブを変形して磁極コアに密着させるために、磁極コアを、中央のダイと外側のダイとの同時の押し下げにより、弁スリーブに押し込むようになっている。

電磁弁のための本発明に基づく弁カートリッジは、磁極コアと弁スリーブとの間に圧密な結合部を有しており、該結合部は、弁スリーブ内への磁極コアの圧入とこれに続いて行われる磁極コアへの弁スリーブの接合により形成されている。

磁極コアと弁スリーブとの間の本発明に基づく圧密な結合部は、費用のかかるレーザ溶接を用いることなしに、それも１つの組立場所で形成される。本発明に基づくこのような結合部により、磁極コアは、作動時に電磁弁内に生じる内圧（高圧）に耐えて所定の位置に保たれるようになっている。さらに本発明に基づく上記結合部は、外部若しくは大気又は雰囲気に対する密閉機能又はシール機能を有している。

外側のダイ（金型部分）は、弁スリーブを外側のダイの直径の小さい方の第２の成形加工エッジに到達させた部位で、中央のダイ（内側の金型部分）から分離され、該分離の後に、中央のダイは外部からの力の作用なしに外側のダイに沿って摺動（移動）し、つまり中央のダイは外側のダイからの分離の後に外側のダイの内孔に沿ってひとりでに摺動自在になっており、外側のダイは、磁極コアの外周への弁スリーブの密着（接合）のために、同一の作業方向（成形加工方向）に引き続き運動され、つまり引き続き押し下げられるようになっている。中央のダイの分離により、つまり中央のダイを介した力伝達の遮断により、磁極コアは中央のダイによっては連行されなくなっており、つまり弁スリーブ内における磁極コアの位置は実質的に或いは一時的に不変であるのに対して、弁スリーブは引き続き磁極コアの外側の形に沿って変形される。

本発明に基づく方法の実施態様では、磁極コアは、軸線方向運動可能（摺動可能）な接極子のための適切な行程調節を行うために、外側のダイを介したさらなる力作用（引き続く力作用）により、つまり、外側のダイを介して磁極コアに引き続き力を加えることにより、弁スリーブ内に深く、つまり所定の深さまで押し込まれるようになっている。このような構成により、行程調節を同一の組立場所で行うことができ、つまり組立プロセスをさらに簡単にすることができて有利である。

本発明に基づく装置の別の実施態様では、磁極コアは、弁スリーブが直径の大きい方の第１の成形加工エッジに達する前に弁スリーブを拡開させるためのプレス直径部を有している。つまり、磁極コアの、弁スリーブ内に押し込まれる側の端部区分の外径は、弁スリーブの内径よりも大きくなっている。弁スリーブは、継ぎ目間隙内への弁スリーブの差し込みを容易にするための差し込み案内傾斜部（傾斜面）を有している。さらに、プレス成形工具は、該プレス成形工具の外側のダイを、磁極コアと弁スリーブとの結合過程中に中央のダイから分離可能に形成されている。このような構成により、弁スリーブ内に可動に案内される接極子のための行程の調節を行うことができるようになっている。

次に本発明を、図示の実施形態に基づき詳細に説明する。図面において同一若しくは類似の機能を有する構成部分又は構成要素には、同一の符号を付してある。

図１は、従来技術の弁カートリッジの概略的な断面図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法を１つの段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法を別の段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法をさらに別の段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法をさらに別の段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法をさらに別の段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法をさらに別の段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法をさらに別の段階で示す図である。電磁弁の磁極コアと弁スリーブとの間の圧密な結合部を形成するための本発明に基づく方法をさらに別の段階で示す図である。

図２〜図９に示してあるように、電磁石弁の弁スリーブ１３と磁極コア１１と間の高圧密な結合部の形成のための装置は、本発明に基づく構成要素として、二部構造形式のプレス成形工具２０を有しており、該プレス成形工具（プレス加工工具又はプレス成形金型）は、中央のダイ２１及び外側のダイ２２を含んでいて、かつ外側のダイ２２の内孔２２．１とプレス成形工具２０内に挿入された磁極コア１１との間に継ぎ目間隙２５を画成するように構成されており、該継ぎ目間隙は、組立の工程中に弁スリーブ１３を通されるようになっている。さらに図２〜図９に示してあるように、外側のダイ２２の内孔２２．１は、第１の成形加工エッジ２３及び第２の成形加工エッジ２４を有していて、該両方の成形加工エッジ間でテーパーを有し、つまり先細に形成され、換言すれば例えば円錐台形に形成されている。磁極コア１１は、組立工程中に弁スリーブ１３を拡開するプレス直径部１１．１を有している。

図２には、プレス成形工具２０は第１の工程の後の状態で示してあり、第１の工程では、磁極コア１１をプレス成形工具２０内に挿入するようになっている。プレス成形工具２０内への磁極コア１１の挿入は、外側のダイ２２の内孔２２．１と挿入された磁極コア１１との間に継ぎ目間隙２５を生ぜしめるように行われる。さらに図２では、磁極コア１１は弁スリーブ１３に装着されており、つまり軸線方向で弁スリーブ１３に整合（合致）され、かつ弁スリーブ１３に接近させられており、換言すれば、弁スリーブ１３に実質的に同軸に当接されており、この場合に弁スリーブ１３は、継ぎ目間隙２５内への弁スリーブの差し込みを容易にするために差し込み案内傾斜部１３．１を有していて、差し込み案内傾斜部１３．１を介して継ぎ目間隙２５内に差し込まれるようになっており、つまり弁スリーブ１３は、差し込み案内傾斜部１３．１でもって磁極コア１１に沿ってガイド（案内）されつつ継ぎ目間隙２５内に導入されるようになっている。

図３及び図４には、プレス成形工具２０は、継ぎ目間隙２５内に弁スリーブ１３を差し込んだ状態で示してあり、差し込みの工程において弁スリーブ１３は、矢印方向で中央のダイ２１及び外側のダイ２２、並びに磁極コア１１に加えられる押し下げ力により、継ぎ目間隙２５内に押し込まれて、継ぎ目間隙２５内に通される。

図５には、プレス成形工具２０は、磁極コア１１のプレス直径部１１．１が弁スリーブ１３内にほぼ完全に到達した状態で示してあり、この場合に弁スリーブ１３は、プレス直径部１１．１に拡開しつつ被せ嵌められている。第１の成形加工エッジ２３に到達した後に、弁スリーブ１３の本来の成形加工工程（塑性変形加工工程）が開始される。

図６及び図７に示してあるように、弁スリーブ１３は、第１の成形加工エッジ２３と第２の成形加工エッジ２４との間の継ぎ目間隙２５内で塑性変形されて、磁極コア１１に結合される。

図８に示してあるように、外側のダイ２２は、弁スリーブ１３が第２の成形加工エッジ２４に到達する場合に、中央のダイ２１から分離されるようになっている。中央のダイ２１は、外側のダイ２２からの分離の後に、外部からの力の作用なしに外側のダイの内孔に沿って入れ子式に移動でき、つまり、外側のダイ２２の内孔に沿ってひとりでに摺動自在になっており、これによって外側のダイ２２は、磁極コア１１の外周壁に向けて弁スリーブ１３をさらに押圧し、このために外側のダイ２２は、引き続き矢印の作業方向（同一の成形加工方向）に移動され、つまり押し下げられるようになっている。該作業工程中には磁極コア１１の位置は実質的に不変に保たれている。

接極子行程を所定の値又は距離に調節するために、磁極コア１１は、図９から明らかであるように、外側のダイ２２にさらに矢印方向の力を加えることにより、矢印方向へ弁スリーブ１３内に深く押し込まれるようになっている。この場合に、外側のダイ２２に加えられる前記力は、弁スリーブ１３を介して磁極コア１１に作用しており、前記力の作用を受ける磁極コア１１は、弁スリーブ１３の引き続く変形に伴ってさらに弁スリーブ１３内に押し込まれ、このようにして接極子行程の調節は達成される。

本発明に基づく上記方法及び装置により、費用のかかるレーザ溶接を用いることなしに、電磁弁のための弁カートリッジを製作することができ、しかも電磁弁の磁極コアと弁スリーブとは、内圧又は高圧に対して互いに密閉された状態で結合され、つまり互いに圧密に結合されている。さらに本発明は、簡単な形式で磁極コアの圧入及び接極子行程の調節、並びに組立場所での作業工程中における外部に対する密閉（シール）を可能にしている。これにより本発明は、行程調節機能、弁作動時に生じる内圧に対する磁極コアの保持機能、並びに従来の電磁弁においては磁極コアと弁スリーブとの間のレーザ溶接継ぎ目によって形成されているシール兼保持機能を有するものである。

１１磁極コア、１１．１プレス直径部、１３弁スリーブ、１３．１差し込み案内傾斜部、２０プレス成形工具、２１ダイ、２２．１内孔、２２ダイ、２３，２４成形加工エッジ、２５継ぎ目間隙

Claims

電磁弁の磁極コア（１１）と弁スリーブ（１３）との間の圧密な結合部を形成するための方法であって、次の工程を有しており、つまり、
前記磁極コア（１１）を、二部分から成るプレス成形工具（２０）内に挿入し、該プレス成形工具は、中央のダイ（２１）と外側のダイ（２２）とを含んでいて、該外側のダイ（２２）の内孔（２２．１）と、該プレス成形工具内に挿入された前記磁極コア（１１）との間に継ぎ目間隙（２５）を画定するようになっており、
前記磁極コア（１１）を前記弁スリーブ（１３）に装着し、かつ該弁スリーブ（１３）を前記継ぎ目間隙（２５）内に差し込み、
かつ前記中央のダイ（２１）及び前記外側のダイ（２２）を、前記磁極コア（１１）と共に同時に押し下げることにより、前記弁スリーブ（１３）を前記継ぎ目間隙（２５）内に通し、
しかも、該弁スリーブ（１３）を前記磁極コア（１１）のプレス直径部（１１．１）によって拡開し、かつ前記外側のダイの第１の成形加工エッジ（２３）と第２の成形加工エッジ（２４）との間の継ぎ目間隙（２５）で変形させて、前記磁極コア（１１）に密着させるようになっており、この場合に前記内孔（２２．１）の内径を前記第１の成形加工エッジ（２３）と前記第２の成形加工エッジ（２４）との間で先細にしてあることを特徴とする、電磁弁の圧密な結合部を形成するための方法。
前記外側のダイ（２２）を、該弁スリーブ（１３）が前記第２の成形加工エッジに到達した場合に前記中央のダイ（２１）から分離し、該分離の後に前記中央のダイ（２１）を、外部からの力の作用なしに前記外側のダイ（２２）に沿って摺動させ、かつ、前記外側のダイ（２２）を、前記磁極コア（１１）への前記弁スリーブ（１３）の前記密着のために、同一の作業方向に引き続き運動させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記磁極コア（１１）は、軸線方向運動可能な接極子のための適切な行程調節を行うために、前記外側のダイ（２２）を介したさらなる力作用により、前記弁スリーブ（１３）内に押し込まれることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
電磁弁の磁極コア（１１）と弁スリーブ（１３）との間の圧密な結合部を形成するための装置、殊に請求項１から３のいずれか１項に記載の方法を実施するための装置において、二部分から成るプレス成形工具（２０）を設けてあり、該プレス成形工具は、中央のダイ（２１）と外側のダイ（２２）とを含んでいて、しかも該外側のダイ（２２）の内孔（２２．１）と、該プレス成形工具内に挿入された前記磁極コア（１１）との間に継ぎ目間隙（２５）を画定するように形成されており、前記継ぎ目間隙（２５）は前記弁スリーブ（１３）及び前記磁極コア（１１）の組立中に前記弁スリーブ（１３）を通されるようになっており、前記外側のダイ（２２）の前記内孔（２２．１）は、第１の成形加工エッジ（２３）と第２の成形加工エッジ（２４）とを有していて、しかも該第１の成形加工エッジ（２３）と該第２の成形加工エッジ（２４）との間で該内孔（２２．１）の内径を先細にしており、この場合に、前記プレス成形工具（２０）は、前記第１の成形加工エッジ（２３）と前記第２の成形加工エッジ（２４）との間の前記継ぎ目間隙（２５）で前記弁スリーブ（１３）を変形して前記磁極コア（１１）に密着させるために、前記磁極コア（１１）を、前記中央のダイ（２１）と前記外側のダイ（２２）との同時の押し下げにより、前記弁スリーブ（１３）に押し込むようになっていることを特徴とする、電磁弁の圧密な結合部を形成するための装置。
前記磁極コア（１１）は、前記弁スリーブ（１３）が前記第１の成形加工エッジ（２３）に達する前に前記弁スリーブ（１３）を拡開させるためのプレス直径部（１１．１）を有している請求項４に記載の装置。
前記弁スリーブ（１３）は、差し込み案内傾斜部（１３．１）を有しており、該差し込み案内傾斜部（１３．１）を介して前記弁スリーブ（１３）は継ぎ目間隙（２５）内に差し込まれるようになっている請求項５に記載の装置。
前記プレス成形工具（２０）は、前記外側のダイ（２２）を結合過程中に前記中央のダイ（２１）から分離可能に形成されている請求項４から６のいずれか１項に記載の装置。
磁極コア（１１）及び弁スリーブ（１３）を有する電磁弁のための弁カートリッジにおいて、前記磁極コア（１１）と前記弁スリーブ（１３）とは、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法により互いに圧密に結合されていることを特徴とする、電磁弁のための弁カートリッジ。