JP2018129334A - 電磁ソレノイドおよび電磁ソレノイドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状部材の内周とプランジャの外周との間に異物が入り込んだ場合にもプランジャの良好な作動を可能にする電磁ソレノイドを構成する。【解決手段】筒状部材２３の内部に配置されるプランジャ２１の外周面２１Ｓが、軸芯を中心とする円柱状の外壁領域２１Ｓａと、外壁領域２１Ｓａを基準に窪む多数の凹部ｂで成る粗面領域２１Ｓｂとを有している。凹部ｂが所定直径の球状内面であり、複数の凹部ｂの少なくとも一部が重複することにより、外壁領域２１Ｓａを基準にした凹部ｂの窪みが、異物ａの予め設定された粒径Ｇより大きい深さＥの異物収容部Ｔとして形成した。【選択図】図４

Description

本発明は、励磁コイルに通電することにより筒状部材の内部に嵌挿したプランジャを直線的に作動させる電磁ソレノイドおよび電磁ソレノイドの製造方法に関する。

電磁ソレノイドとして特許文献１には、円筒状の筒状部材（文献ではプレート）の内部空間にプランジャが配置され、筒状部材の外部に配置された励磁コイルに通電することによりプランジャの位置が決まる構成が記載されている。

この特許文献１は、プランジャの作動により弁体を開閉するものであり、プランジャの両端部を面取り加工により先細り状に成形している。このようにプランジャを面取り加工することによりプランジャの作動時の摩耗粉の発生を抑制する。

この特許文献１では、プランジャの外周に複数の穴を形成することや、プランジャに筒状の材料を用い、内周と外周とを連通させる複数の貫通を形成することにより、摩耗粉を貫通孔に取り込むように構成されている。

特許文献２には、筒状部材（文献ではスプール）の外周に励磁コイルを配置し、この筒状部材の内部にプランジャを嵌挿し、プランジャにアーマチュアを備えており、励磁コイルに通電することによりプランジャの作動を行う構成が記載されている。

この特許文献２では、プランジャの外周にショットピーニングやサンドブラストにより凹凸面を形成しており、これにより凹部を油溜まりにすることや、プランジャと筒状部材との面対面の接触を抑制している。

特許文献３では、バルブケースにニードルを軸芯方向に移動自在に収容し、バルブケースに一体形成した筒状部材（文献ではステータコア）に対し、ニードルに一体形成したプランジャ（文献ではアーマチャ）を嵌挿し、筒状部材を取り囲む領域に励磁コイル（文献ではソレノイドコイル）を配置し、ニードルを突出方向に付勢するリターンスプリングを備えた流量制御弁が記載されている。

この特許文献３では、励磁コイルに通電することによりリターンスプリングの付勢力に抗してプランジャを作動させ、ニードルによる流体の制御を可能にするものである。特に、プランジャ（アーマチャ）の外周に複数の円環状油溝と、複数の軸方向溝とを設けている。

このように設けられた複数の軸方向溝が異物排出通路として機能することから、スプリング収容室等に対流する摩耗粉等を、異物排出通路を介して排出し、異物によるニードルの摺動不良を抑制する。

特開２０１５‐２１２５５６号公報 特開２０１０‐２１２０１６号公報 特開２００７‐５６９６４号公報

車両の油圧機器に作動油を供給する電磁バルブとしては、作動油の流れを制御するスプールと、このスプールを直線的に作動させる電磁ソレノイドとを備える構成が想像される。

電磁バルブにおいて、外周に励磁コイルが配置される筒状部材の内部に移動自在に磁性体製のプランジャを配置した電磁ソレノイドの構成では、プランジャとスプールとが隣接配置され、プランジャの円滑な作動を行う目的から、スプールからの作動油の一部を筒状部材とプランジャとの間隙に送り込む構成も多く採用される。

ここでエンジンのオイルパンのオイル（エンジンオイル）を作動油として用いるものを考えると、電磁バルブにおいて筒状部材の内周と、スプールの外周との間隔が小さい場合には、エンジンオイルに含まれる微粒子が筒状部材の内周とプランジャの外周との間に入り込み、プランジャの円滑な作動を妨げることもあった。特に、エンジンとしてディーゼルエンジンを備えている車両では、燃焼時に発生するカーボン粒子がエンジンオイルに混入するため、プランジャの摺動抵抗を増大させ作動を妨げ易く改善が望まれるものであった。

更に、電磁ソレノイドではプランジャの作動時に筒状部材の内面に接触することにより摩耗粉が発生し、この摩耗粉が異物となってプランジャの作動を妨げることもあった。

このように作動油にカーボン粒子や摩耗粉等の異物が含まれる状況を考えると、特許文献１に記載される技術では、筒状部材の内周とプランジャの外周とのクリアランスが一定であるため異物によるプランジャの作動不良の改善を期待できないものとなる。また、特許文献２に記載される技術ではプランジャ表面に形成される凹部の窪みの深さが、作動油に含まれる異物の粒径を考慮したものではないためプランジャの直線的な作動が損なわれることも考えられた。

更に、特許文献３に記載される技術では、筒状部材の内周とプランジャの外周との間に入り込んだ異物の排出が可能であるものの、円環状油溝と軸方向溝とを除いた領域では筒状部材の内周とプランジャの外周とのクリアランスが一定であるため作動油に含まれる異物による作動不良を招くことも考えられる。

このような理由から、筒状部材の内周とプランジャの外周との間に異物が入り込んだ場合にもプランジャの良好な作動を可能にする電磁ソレノイド、及び、その製造方法が求められる。

本発明の特徴は、筒状部材と、前記筒状部材の内部において前記筒状部材の軸芯に沿って移動自在に配置される磁性体製のプランジャと、磁力を作用させることで前記プランジャを前記筒状部材の軸芯に沿って作動させる励磁コイルとを備え、
前記プランジャの外周面が、前記プランジャの軸芯を中心とする円柱状の外壁領域と、当該外壁領域を基準に窪む多数の凹部で成る粗面領域とを有しており、
前記凹部が所定直径の球状内面を有し、複数の前記凹部の少なくとも一部が重複して形成されることにより、前記外壁領域を基準にした前記凹部の窪みが、前記筒状部材の内周面と前記プランジャの外周面との隙間に入り込む異物の予め設定された粒径よりも大きい深さの異物収容部として形成した点にある。

この特徴構成によると、筒状部材の内周面とプランジャの外周面との間に異物が入り込んだ場合には、その異物はプランジャにおいて粗面領域を構成する異物収容部に嵌り込むことにより、その異物が筒状部材の内周とプランジャの外周とに同時に接触することがない。これにより、異物により摺動抵抗が増大することがなく、プランジャの作動も損なわれない。また、この構成では、プランジャの外周面が、プランジャの軸芯を中心とする平滑な円柱状の外壁領域と、多数の凹部で成る粗面領域とで構成されているため、プランジャが軸芯に沿う方向に直線的に作動する場合には、プランジャの外壁領域が筒状部材の内周面に案内され、プランジャの軸芯を筒状部材の内周の軸芯に一致させた状態での高精度での移動が可能となる。
従って、筒状部材の内周とプランジャの外周との間に異物が入り込んだ場合にもプランジャの良好な作動を可能にする電磁ソレノイドが構成された。

他の構成として、前記異物収容部が、少なくとも前記軸芯に沿う方向に連なることで、前記プランジャの少なくとも一方の端部に達しても良い。

これによると、異物収容部に異物が嵌り込んだ場合には、その異物を軸芯に沿う方向に移動させ、プランジャの一方の端部から排出することが可能となり、プランジャの一層良好な作動を実現する。

他の構成として、前記筒状部材の内周面と、前記プランジャの前記外壁領域との間隙が前記粒径より大きく設定されても良い。

これによると、筒状部材の内壁面と、プランジャの外壁領域との間に異物が入り込んだ場合にも、その異物が筒状部材の内壁面とプランジャの外壁領域とに同時に接触する不都合がない。これによりプランジャの一層良好な作動を実現する。

本発明の特徴は、筒状部材と、前記筒状部材の内部において前記筒状部材の軸芯に沿って移動自在に配置される磁性体製のプランジャと、磁力を作用させることで前記プランジャを前記筒状部材の軸芯に沿って作動させる励磁コイルとを備えて電磁ソレノイドが構成されると共に、
前記プランジャが、母材に対するショットピーニングにより、投射材が衝突せず前記プランジャの軸芯を中心とする円柱状となる外壁領域と、投射材が衝突することで当該外壁領域を基準に窪む多数の凹部を有する粗面領域と、を外面に形成しており、
複数の前記凹部の少なくとも一部が重複することにより異物収容部が形成される点にある。

この特徴構成によると、プランジャの母材に投射材を衝突させるショットピーニングを行うことにより、投射材が衝突しない領域を外壁領域にすると共に、投射材が衝突して形成される多数の凹部で粗面領域にできる。つまり、プランジャの外周面には軸芯を中心とする平滑な円柱状の外壁領域と、多数の凹部が重複して形成される異物収容領域を形成できる。
これにより、筒状部材の内周面とプランジャの外周面との間に異物が入り込んだ場合には、その異物がプランジャにおいて粗面領域を構成する異物収容部に嵌り込むことが可能となり、その異物が筒状部材の内周とプランジャの外周とに同時に接触することがない。また、異物により摺動抵抗が増大することがなく、プランジャの作動も損なわれない。

更に、この構成では、プランジャの外周面が、プランジャの軸芯を中心とする平滑な円柱状の外壁領域と、多数の凹部で成る粗面領域とで構成されているため、プランジャが軸芯に沿う方向に作動する場合には、プランジャの外壁領域が筒状部材の内周面に案内され、プランジャの軸芯を筒状部材の内周の軸芯に一致させた状態での移動が可能となる。
従って、筒状部材の内周とプランジャの外周との間に異物が入り込んだ場合にもプランジャの良好な作動を可能にする電磁ソレノイドの製造方法が構成された。

他の構成として、隣り合う前記凹部を、少なくとも前記軸芯に沿う方向に並ぶように重複して形成することにより、前記異物収容部が、前記プランジャの少なくとも一方の端部に達しても良い。

これによると、異物収容部に異物が嵌り込んだ場合には、その異物を軸芯に沿う方向に移動させ、プランジャの一方の端部から排出することが可能となり、プランジャの一層良好な作動を実現する。

スプールが第１ポジションにある電磁バルブの断面図である。 スプールが中立ポジションにある電磁バルブの断面図である。 スプールが第２ポジションにある電磁バルブの断面図である。 本実施形態のプランジャの外周面とリヤヨークとの間隙部位の拡大断面図である。 本実施形態のプランジャの外壁領域と粗面領域とを示す拡大図である。 比較例１の拡大断面図である。 比較例２の拡大断面図である。 比較例１の電流値のヒステリシスを示すグラフである。 比較例２の電流値のヒステリシスを示すグラフである。 本実施形態の電流値のヒステリシスを示すグラフである。 ヒステリシスの差を明らかにするグラフである。 別実施形態（ａ）の電磁ソレノイドユニットの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、バルブユニット１０と電磁ソレノイドユニット２０とを備えて電磁バルブＶが構成されている。

この構成では、バルブユニット１０をエンジンのシリンダブロック等のブロック状部材１の孔状部に嵌め込み、バルブユニット１０のブラケット１４を締結ボルト２で締結することにより電磁バルブＶがブロック状部材１に支持される。

電磁バルブＶは、車両のエンジンの吸気バルブや排気バルブの開閉時期（バルブタイミング）を設定する弁開閉時期制御装置や、車両の複動型の油圧シリンダ等に対する作動油の給排を制御する。

この実施形態では、エンジンのオイルパンの潤滑油を作動油として用いている。ブロック状部材１には油圧ポンプＰから作動油が供給される供給流路１ｐと、油圧アクチュエータに連通する第１流路１ａおよび第２流路１ｂと、作動油をオイルパンに戻す排出流路１ｄとが形成される。

〔バルブユニット〕
図１〜図３に示すように、ブロック状部材１に対し軸芯Ｘを中心に形成された孔状部に筒状のスリーブ１１を嵌め込み、このスリーブ１１の内部に軸芯Ｘに沿って直線的にスライド移動自在にスプール１２を挿嵌し、スリーブ１１の内端にスプール１２に突出方向（図１で右側）に付勢力を作用させるスプールスプリング１３を収容してバルブユニット１０が構成されている。

スリーブ１１のうちブロック状部材１より外部にブラケット１４を備えており、このブラケット１４のボルト挿通孔に前述した締結ボルト２が挿通される。尚、孔状部と、スリーブ１１と、スプール１２とは共通する軸芯Ｘと同軸芯で配置される。

スリーブ１１の外周には供給流路１ｐと、第１流路１ａと、第２流路１ｂとに個別に連通するように３つの環状溝が形成されている。スリーブ１１の内端（図１で左端）には排出流路１ｄに連通するドレンポート１１ｄが形成されている。

スリーブ１１には、外周の３つ環状溝に個別に連通するようにポンプポート１１ｐと、第１ポート１１ａと、第２ポート１１ｂとが径方向に沿う姿勢の貫通孔で形成されている。これにより、ポンプポート１１ｐは供給流路１ｐに連通し、第１ポート１１ａは第１流路１ａに連通し、第２ポート１１ｂは第２流路１ｂに連通する。

スプール１２は、外周に一対のランド部１２ａを形成し、内部には軸芯Ｘと同軸芯でドレン流路１２ｂが形成されている。スプール１２のうち外端側（図１で右側）のランド部１２ａより外側には、内部のドレン流路１２ｂ空間に連通するドレン孔１２ｄが形成されている。

この構成では、一対のランド部１２ａの中間の小径領域に油圧ポンプＰから作動油が供給され、スプール１２を軸芯Ｘに沿って作動させることにより、油圧ポンプＰからの作動油を第１ポート１１ａと第２ポート１１ｂとの一方に供給し、他方からドレンポート１１ｄに排出する。

また、スプール１２のうち電磁ソレノイドユニット側の端部位置には、このスプール１２と電磁ソレノイドユニット２０のプランジャ２１に連結する筒状の連結体１５が一体形成されている。尚、連結体１５はスプール１２と異なる部材で構成されるものでも良い。

〔電磁ソレノイドユニット〕
図１〜図３に示すように、電磁ソレノイドユニット２０は、軸芯Ｘと同軸芯に配置されるプランジャ２１と、フロントヨーク２２と、リヤヨーク２３（筒状部材の一例）と、ボビンに巻回される励磁コイル２４と、筒状のケース２５とを備えている。また、励磁コイル２４に導通する端子を有するコネクタ２６をリヤヨーク２３の外面に備えている。

電磁ソレノイドユニット２０では、前述したようにプランジャ２１が軸芯Ｘと同軸芯で配置されると共に、フロントヨーク２２の筒状部分と、リヤヨーク２３の筒状部分とが軸芯Ｘと同軸芯上に配置される。励磁コイル２４は、軸芯Ｘに沿う方向でフロントヨーク２２とリヤヨーク２３とに亘る領域に配置される。

この構成では、フロントヨーク２２に一体形成された嵌合部２２ａがスリーブ１１の外端側に嵌め込まれることで電磁ソレノイドユニット２０がスリーブ１１に保持される。

プランジャ２１と、フロントヨーク２２とリヤヨーク２３とは磁性体で構成され、フロントヨーク２２の筒状部とリヤヨーク２３の筒状部とが対向する部位にはプランジャ２１に作用させる磁束を漏れ出させる間隙が形成されている。この構成では、励磁コイル２４に通電することにより間隙から漏れ出した磁束でプランジャ２１を吸引して軸芯Ｘに沿って直線的に作動させる。つまり、吸引力によってスプール１２に押圧力（図１で左側に向かう力）を作用させように間隙の位置が設定されている。

プランジャ２１には軸芯Ｘを中心とする孔部２１ｂが形成され、この孔部２１ｂが連結体１５の内部空間を介してスプール１２のドレン流路１２ｂに連通する。更に、プランジャ２１に連結する連結体１５には、外部空間と内部空間とを連通させる貫通孔１５ａが形成されている。プランジャ２１の内端側（図１で左側）の外周にテーパ面２１ｔが形成されている。

電磁ソレノイドユニット２０では、リヤヨーク２３は全体的にカップ状に成形され、このカップ状の空間と、フロントヨーク２２の筒状部の内側の空間とで収容空間Ｓが形成される。この電磁ソレノイドユニット２０では、収容空間Ｓにプランジャ２１が配置されるが、この構成ではプランジャ２１の全体がリヤヨーク２３の内部に収容される。

電磁ソレノイドユニット２０では、収容空間Ｓに対してバルブユニット１０からの作動油の一部が流入するが、前述したようにプランジャ２１の孔部２１ｂがスプール１２のドレン流路１２ｂに連通するため収容空間Ｓの作動油を排出流路１ｄに排出できる。

〔作動形態〕
この電磁バルブＶでは電磁ソレノイドユニット２０に電流（電力）を供給しない場合には、スプールスプリング１３の付勢力によりスプール１２がフロントヨーク２２の嵌合部２２ａの端部に当接し、図１に示す第１ポジションＰａに維持される。

また、電磁ソレノイドユニット２０の励磁コイル２４に供給する電流値（電力）の設定によりスプールスプリング１３の付勢力に抗してスプール１２を図２に示す中立ポジションＰｎに設定でき、電流値を更に増大させることによりスプール１２を図３に示す第２ポジションＰｂに設定できる。

スプール１２が、図１に示す第１ポジションＰａに設定された場合には、油圧ポンプＰからの作動油を第１ポート１１ａから油圧アクチュエータの一方の油室等に供給し、他方の油室等からの作動油を第２ポート１１ｂからドレンポート１１ｄに排出する。その結果、油圧アクチュエータを所定の方向に作動させる。

スプール１２が、図２に示す中立ポジションＰｎに設定された場合には、第１ポート１１ａと第２ポート１１ｂとにおいて作動油の給排が行われないため、油圧アクチュエータは停止状態を維持する。

更に、スプール１２が、図３に示す第２ポジションＰｂに設定された場合には、油圧ポンプＰからの作動油を第２ポート１１ｂから油圧アクチュエータの他方の油室等に供給し、一方の油室等からの作動油を第１ポート１１ａからドレンポート１１ｄに排出する。その結果、油圧アクチュエータを前述した所定と逆方向に作動させる。

〔プランジャの表面状態〕
エンジンオイル（作動油）には、エンジンの稼働時に発生する摩耗粉が混入し、エンジンの燃焼時に発生する粒子状物質が混入する。また、電磁バルブＶにおいてプランジャ２１の作動時には、プランジャ２１の外周面２１Ｓとリヤヨーク２３の内周面２３Ｓとの接触部位の摩耗により発生する摩耗粉が作動油に混入することもある。尚、この外周面２１Ｓは、前述したテーパ面２１ｔの最も大径となる部位から、軸芯Ｘに沿う方向での外端に達する領域である。

電磁バルブＶでは、図４に示すように作動油に含まれる摩耗粉等の粒子を異物ａと捉え、ガソリンエンジンでは、異物ａの粒径Ｇを０．２μｍ程度と想定している。そして、電磁ソレノイドユニット２０では、粒径Ｇの異物ａがプランジャ２１の外周面２１Ｓと、リヤヨーク２３の内周面２３Ｓの隙間に入り込んだ場合にも、プランジャ２１の円滑な作動を可能にするようにプランジャ２１の外周面が加工されている。

つまり、本実施形態である図４、図５に示すように、プランジャ２１の外周面２１Ｓは、軸芯Ｘを中心として柱状となる平滑な外壁領域２１Ｓａと、この外壁領域２１Ｓａを基準に窪む多数の凹部ｂを有する粗面領域２１Ｓｂとで形成されている。更に、粗面領域２１Ｓｂには、異物収容部Ｔが形成される。

つまり、プランジャ２１を製造する場合には、テーパ面２１ｔを有し、軸芯Ｘを中心に予め設定された外径となる円柱状となる母材の外周面に粒状の投射材を高速で衝突させるショットピーニングによる加工が行われる。このショットピーニングによる加工において投射材が衝突しなかった領域で外壁領域２１Ｓａが形成され、投射材が衝突した領域に粗面領域２１Ｓｂが形成される。

特に、粗面領域２１Ｓｂでは、ショットピーニングにより、プランジャ２１の母材の表面に多数の凹部ｂが形成される。具体的には、凹部ｂは直径Ｄが２０μｍ程度の球状内面を有し深さＥが２．５μｍ程度となるようにショットピーニングに用いる粒子の直径が１００μｍ程度に設定されている。特に、このプランジャ２１では外周面２１Ｓの表面粗さが算術平均粗さＲａ＝１．０μｍ程度に設定される。つまり、複数の凹部ｂによって異物収容部Ｔが形成されるものであり、外壁領域２１Ｓａを基準にした凹部ｂの窪みが、プランジャ２１の外周面２１Ｓと、リヤヨーク２３の内周面２３Ｓの隙間に入り込む異物ａの予め設定された粒径Ｇよりも大きい深さＥで形成される。

ショットピーニングでは、投射材が同じ位置に衝突することもあり、このような場合には凹部ｂの深さＥが２．５μｍより深くなる。尚、図４、図５では直径Ｄに対して深さＥを誇張して示している。そして、粗面領域２１Ｓｂでは、隣り合う凹部ｂを互いに重複させることにより異物収容部Ｔが形成される。この異物収容部Ｔは複数の凹部ｂの少なくとも一部が重複することにより、少なくとも軸芯Ｘに連なる形態で形成される。これにより、凹部ｂに嵌り込んだ異物ａは、プランジャ２１の作動毎に作動油とともに隣り合う凹部ｂを順次流れ、この流れの結果、軸芯Ｘに沿う方向で外周面２１Ｓの一方の端部から外方に排出される。

特に、図４に示すように電磁ソレノイドユニット２０では、プランジャ２１の外壁領域２１Ｓａと、筒状部材としてのリヤヨーク２３の内周面２３Ｓとの間隔Ｃが０．２μｍより大きい値に設定されている。そして、プランジャ２１の作動時には外壁領域２１Ｓａがリヤヨーク２３の内周面２３Ｓで案内される状態で作動させることが可能となり、高精度での直線作動を実現する。

〔性能実測結果〕
図６には、プランジャ２１の外周面２１Ｓにショットピーニング等による加工をせず、表面粗さを算術平均粗さＲａ＝０．０９μｍ程度の円柱状に維持し、リヤヨーク２３の内周面２３Ｓとの間隔Ｃを、想定される異物ａの粒径Ｇより僅かに大きくした比較例１の構成を示している。

図７には、プランジャ２１の外周面２１Ｓの一部にショットピーニングの技術により多数の凹部ｂを形成することにより算術平均粗さＲａ＝０．１５μｍ程度の粗面領域２１Ｓｂを形成するものの、凹部ｂの深さＥを、異物ａの粒径Ｇより浅く設定し、リヤヨーク２３の内周面２３Ｓ（内壁部２３Ｓａ）との間隔Ｃを、想定される異物ａの粒径Ｇより僅かに大きくした比較例２の構成を示している。

図８、図９、図１０には、比較例１（未処理）と、比較例２（面粗度小）と、本実施形態（面粗度大）の構成とについて、励磁コイル２４に供給する電力を増大する制御と、低減する制御とにおける第１流路１ａと第２流路１ｂとに流通する作動油の油圧の差（差圧）の変化をグラフ化して示している。これらの図には電磁ソレノイドユニット２０に供給する電流の増大によりスプール１２を第１ポジションＰａから第２ポジションＰｂまで作動させた場合と、電流を低減することによりスプール１２を第２ポジションＰｂから第１ポジションＰａまで作動させた際とにおける差圧を示している。

つまり、この構成の電磁バルブＶでは、プランジャ２１とスプール１２とが一体作動するため、励磁コイル２４に供給される電流値とプランジャ２１との作動量とが適正に対応する場合には、電流値の増大に比例して第１ポート１１ａと第２ポート１１ｂとの開度が変化し、第１流路１ａと第２流路１ｂとの差圧も電流値に比例する。

この理由から、電磁ソレノイドユニット２０に供給する電流値に対応するプランジャ２１の作動量を移動距離として実測しないものでありながら、第１ポート１１ａと第２ポート１１ｂとの差圧からプランジャ２１の作動状態を把握することができる。

比較例１（算術平均粗さＲａ＝０．０９μｍ程度）では、図８に示すように電流値増大時の第２流路１ｂにおける圧力上昇を示す昇圧曲線ｉが滑らかでない。この後に電流値を低減した際にはスプールスプリング１３の付勢力によりプランジャ２１が逆方向に作動するものの、第２ポジションＰｂから逆方向に作動を開始する際の電流値が前述した所定値より小さくなり、圧力低下を示す減圧曲線ｊが滑らかでない。また、図８に示すように電流値の第１ヒステリシスＨ１が大きい。ヒステリシスとは、図８〜図１０に示す差圧の最大値と最小値との中央値における電流の差値である。

この結果から、異物ａがプランジャ２１の外周面２１Ｓと、リヤヨーク２３の内周面２３Ｓ（内壁部２３Ｓａ）とに同時に接触してプランジャ２１の作動を損ないプランジャ２１の作動が円滑でないことが理解できる。

比較例２（算術平均粗さＲａ＝０．１５μｍ程度）においても第１比較例と同様の傾向があるものの、図９に示すように昇圧曲線ｉと減圧曲線ｊが多少滑らかになり、電流値の第２ヒステリシスＨ２が小さいため、第１比較例と比較するとプランジャ２１の作動が少し円滑であることが理解できる。

更に、本実施形態（算術平均粗さＲａ＝１．０μｍ程度）では第１比較例と第２比較例と比較すると、図１０に示すように昇圧曲線ｉと減圧曲線ｊが更に滑らかになり、電流値の本ヒステリシスＨｍが極めて小さいため、プランジャ２１の作動が円滑であることが理解できる。

特に、図１１には、比較例１と、比較例２と、本実施形態とにおいて、劣化した作動油を用いた場合の電流値のヒステリシスの関係（第１ヒステリシスＨ１、第２ヒステリシスＨ２、本ヒステリシスＨｍ）を示しており、同図から、本実施形態の構成が最も円滑に作動することが理解できる。

この電磁バルブＶでは、励磁コイル２４に通電することにより中立ポジションＰｎに設定するものであるため、プランジャ２１の表面に異物収容部Ｔを形成したものでは、第１ポジションＰａから中立ポジションＰｎに設定する場合と、第２ポジションＰｂから中立ポジションＰｎに設定する場合との何れの場合でも励磁コイル２４に供給する電流値に大きい差がなく、高精度の制御を可能にする。

〔実施形態の作用・効果〕
異物ａが多く含まれている劣化した作動油を使用しても、プランジャ２１の作動に伴う作動油の流れに伴い、プランジャ２１の外周面２１Ｓに存在する異物ａは、プランジャ２１の外周面２１Ｓに形成された異物収容部Ｔに沿って移動できるため、プランジャ２１の軸芯Ｘに沿う方向での端部から排出される。その後、異物ａが含まれる作動油は孔部２１ｂからドレン流路１２ｂを通り、ドレンポート１１ｄから外部に排出される。これにより、異物ａがプランジャ２１の外周面２１Ｓに残留する不都合を解消してプランジャ２１の摺動抵抗を低減し、常に円滑な作動を可能にする。

この電磁バルブＶでは、異物ａの粒径Ｇに対応して粗面領域２１Ｓｂの深さＥを設定し、プランジャ２１の外壁領域２１Ｓａと、筒状部材としてのリヤヨーク２３の内周面２３Ｓとの間隔Ｃを設定する。従って、例えば、ディーゼルエンジンのように燃焼時にカーボン粒子を異物ａとして発生させるものでは、このカーボン粒子の異物ａの粒径Ｇに対応して、深さＥと間隔Ｃとを設定することも可能であり、この設定により電磁バルブＶの円滑な作動が実現する。

この実施形態では、プランジャ２１の母材の外周面２１Ｓをショットピーニングにより投射材を投射することで粗面領域２１Ｓｂが形成され、投射材が衝突しない領域を外壁領域２１Ｓａとするため、例えば、ショットピーニングを行う時間の設定により、粗面領域２１Ｓｂと外壁領域２１Ｓａとを容易に形成できる。更に、ショットピーニングを行うことにより、残留応力付与効果によりプランジャ２１の表面の硬度を向上させ、耐摩耗性の向上も可能となる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）図１２に示すように電磁ソレノイドユニット２０を、軸芯Ｘと同軸芯に配置されるプランジャ２１と、このプランジャ２１を収容するカップ状部材３１（筒状部材の一例）と、コイル保持部３２と、ボビンに巻回される励磁コイル２４と、筒状のケース２５とを備えて構成する。

この構成ではカップ状部材３１がステンレスや、銅合金、アルミニウム合金等の非磁性体の金属で形成され、コイル保持部３２は非磁性体の樹脂で構成されている。また、励磁コイル２４に通電した際に発生する磁界によってプランジャ２１がスプール１２に押圧力（図１２で左側に向かう力）を作用させるように、軸芯Ｘに沿う方向での励磁コイル２４とプランジャ２１との相対的な位置関係が設定されている。

この別実施形態（ａ）の構成でも、プランジャ２１の外周面２１Ｓに対し、実施形態で説明した外壁領域２１Ｓａと粗面領域２１Ｓｂとを形成し、この外周面２１Ｓとカップ状部材３１の内周面３１Ｓとの間隔を適正に設定することでプランジャ２１の適正な作動を可能にする。

（ｂ）実施形態では、励磁コイル２４に通電することによりプランジャ２１の内方への作動によりスプール１２に押圧力を作用させるため、リヤヨーク２３が筒状部材として構成されるものであるが、励磁コイル２４に通電した場合にプランジャ２１が外方に作動することでスプール１２に引き出し方向に力を作用させるように構成しても良い。このように構成した場合にはフロントヨーク２２の内部にプランジャ２１が配置されるため、このフロントヨーク２２が筒状部材となる。

（ｃ）電磁バルブＶはスプール１２を３ポジションに設定するものであるが、例えば、スプール１２を２ポジションに設定するものや、３ポジション以上に設定するように構成しても良い。

（ｄ）電磁ソレノイドのプランジャ２１の母材をローレット加工することにより異物収容部Ｔを形成する。このように加工したものであっても、プランジャ２１の外周面２１Ｓには実施形態で説明した外壁領域２１Ｓａと粗面領域２１Ｓｂとが形成されることになり、プランジャ２１の円滑な作動が実現する。

本発明は、励磁コイルに通電することで筒状部材に挿嵌したプランジャを作動させる電磁ソレノイドに利用することができる。

２０ 電磁ソレノイドユニット（電磁ソレノイド）
２１ プランジャ
２１Ｓ 外周面
２１Ｓａ 外壁領域
２１Ｓｂ 粗面領域
２２Ｓ 内周面
２３ リヤヨーク（筒状部材）
２４ 励磁コイル
３１ カップ状部材（筒状部材）
ａ 異物
ｂ 凹部
Ｄ 直径
Ｅ 深さ
Ｇ 粒径
Ｔ 異物収容部
Ｘ 軸芯

Claims (5)

1. 筒状部材と、前記筒状部材の内部において前記筒状部材の軸芯に沿って移動自在に配置される磁性体製のプランジャと、磁力を作用させることで前記プランジャを前記筒状部材の軸芯に沿って作動させる励磁コイルとを備え、
   前記プランジャの外周面が、前記プランジャの軸芯を中心とする円柱状の外壁領域と、当該外壁領域を基準に窪む多数の凹部で成る粗面領域とを有しており、
   前記凹部が所定直径の球状内面を有し、複数の前記凹部の少なくとも一部が重複して形成されることにより、前記外壁領域を基準にした前記凹部の窪みが、前記筒状部材の内周面と前記プランジャの外周面との隙間に入り込む異物の予め設定された粒径よりも大きい深さの異物収容部として形成されている電磁ソレノイド。
2. 前記異物収容部が、少なくとも前記軸芯に沿う方向に連なることで、前記プランジャの少なくとも一方の端部に達している請求項１に記載の電磁ソレノイド。
3. 前記筒状部材の内周面と、前記プランジャの前記外壁領域との間隙が前記粒径より大きく設定されている請求項１又は２に記載の電磁ソレノイド。
4. 筒状部材と、前記筒状部材の内部において前記筒状部材の軸芯に沿って移動自在に配置される磁性体製のプランジャと、磁力を作用させることで前記プランジャを前記筒状部材の軸芯に沿って作動させる励磁コイルとを備えて電磁ソレノイドが構成されると共に、
   前記プランジャが、母材に対するショットピーニングにより、投射材が衝突せず前記プランジャの軸芯を中心とする円柱状となる外壁領域と、投射材が衝突することで当該外壁領域を基準に窪む多数の凹部を有する粗面領域と、を外面に形成しており、
   複数の前記凹部の少なくとも一部が重複することにより異物収容部が形成される電磁ソレノイドの製造方法。
5. 隣り合う前記凹部を、少なくとも前記軸芯に沿う方向に並ぶように重複して形成することにより、前記異物収容部が、前記プランジャの少なくとも一方の端部に達している請求項４に記載の電磁ソレノイドの製造方法。

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