JP2021085503A - ソレノイドバルブ用ケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ソレノイド性能を向上しつつ、軽量化及びコスト低減が図られるソレノイドバルブを提供すること。【解決手段】本例のソレノイドバルブ１において、ケース５０は底部５１、第１側周部５２、第２側周部５３、コア着座部５５、かしめ部５６を有する。第１側周部５２は一体コア２０のヨーク部２３側の端部の外周面に沿って底部５１から立設され、第２側周部５３は第１側周部５２より拡径されてコイル組立体１０の外周面に沿って第１側周部５２から延設される。コア着座部５５は第２側周部５３の延設方向端部において段差状に形成されて一体コア２０のフランジ部２４と軸方向Ｙに対向する。かしめ部５６はフランジ部２４とスリーブ４０の一端４１とをかしめ固定する。一体コア２０はヨーク部２３が第１側周部５２に当接して径方向Ｘの位置決めがなされ、フランジ部２４がコア着座部５５に当接して軸方向Ｙの位置決めがなされた状態でケース５０に保持される。【選択図】図１

Description

本発明は、ソレノイドバルブ及びソレノイドバルブ用ケースの製造方法に関する。

従来、車両におけるオートマティックトランスミッションに油圧制御用のソレノイドバルブを備えるものがある。当該ソレノイドバルブは、磁気駆動装置を構成する電磁部と、電磁部の駆動に基づいて油圧を制御する調圧部とから構成されている。電磁部は、コイル、電力供給用コネクタ、コア及びプランジャとこれらを位置決めして収納するケースとを備える。かかる構成では、コイルにより発生する磁束を外側に位置するケースと内側に位置するコアとで誘導して閉磁路を形成するように設計される。例えば、特許文献１に開示の構成は、ケース内にフロント側コアとヨーク及びリア側コアとがカラーを介して隙間を開けた状態で一体的に組付けられた構成を有している。そして、コイルを通電するとケース、フロント側コア、リア側コア及びヨークを介して閉磁路が形成されて、プランジャが軸方向に移動するように構成されている。

特開２０１９−６０３４８号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成では、フロント側コアのフランジ部の側周面がケースの内周面と接触しており、リア側コアの底面全体がケースの内底面と接触している。さらにヨークの端面もケースの内底面と接触している。これにより、コイルに通電した際に生じる閉磁路において、磁壁障害が生じやすくなっている。そのため、ソレノイドの性能向上を図るには改善の余地がある。また、自動車に搭載される主要ユニットには、軽量化及びコスト低減を求められており、ソレノイドバルブも例外ではない。しかしながら、特許文献１に開示の構成においては、ケースは有底円筒状であって、ケースの側周部は軸方向において同一径を有する寸胴型となっており、軽量化及びコスト低減を図るには改善の余地がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、ソレノイド性能を向上しつつ、軽量化及びコスト低減が図られるソレノイドバルブを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、コイルと該コイルに通電するための外部端子が接続されるコネクタ部とを有する筒状のコイル組立体と、
上記コイル組立体の内側に設けられるとともに、コア部とヨーク部と両者の間に位置する磁気遮断部とが一体形成された筒状の一体コアと、
上記一体コアの内側に挿通されて、上記コイルの通電により軸方向に移動可能なプランジャと、
上記プランジャの移動に伴って進退するスプールを支持するスリーブと、
上記コイル組立体、上記一体コア及び上記プランジャを収容するとともに上記スリーブの一端を保持するケースと、を備えるソレノイドバルブであって、
上記一体コアは、上記コア部側の端部が拡径してなるフランジ部を有し、
上記ケースは有底筒状をなしており、板状の底部と、上記一体コアにおける上記ヨーク部側の端部の外周面に沿って上記底部の外周縁から立設された第１側周部と、該第１側周部よりも拡径されるとともに上記コイル組立体の外周面に沿って上記該１側周部から延設された第２側周部と、該第２側周部において上記コネクタ部を上記ケースから露出させる窓部と、上記第２側周部の延設方向端部において内周面が拡径されて段差状に形成されて上記フランジ部と軸方向に対向するコア着座部と、該コア着座部の径方向外方において該第２側周部の延設方向端部から延設されて薄肉に形成されて上記フランジ部と上記スリーブの一端とをかしめ固定するかしめ部と、を有し、
上記一体コアは、上記ヨーク部が上記第１側周部に当接して径方向の位置決めがなされるとともに、上記フランジ部が上記コア着座部に当接して軸方向の位置決めがなされた状態で上記ケースに保持されている、ソレノイドバルブにある。

上記ソレノイドバルブにおいては、一体コアは、ヨーク部とケースの第１側周部とが当接するとともに、一体コアのフランジ部がケースの上記コア着座部に当接して位置決めされた状態でケースに保持されている。そのため、一体コアを保持する際に一体コアの他の部分をケースに当接させる必要がない。それゆえ、コイルに通電したときに生じる閉磁路において磁壁障害が発生しにくく、ソレノイドの性能を向上させることができる。さらに、ケースの第１側周部が一体コアのヨーク部側の端部の外周面に沿って形成されており、第２側周部が第１側周部よりも拡径してコイル組立体の外周面に沿って形成されている。これにより、従来、寸胴型の円筒形状であったケースの外形を、第１側周部が縮径した状態とすることができるため、ケースの形成材料を削減でき、軽量化できるとともにコスト低減を図ることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、ソレノイド性能を向上しつつ、軽量化及びコスト低減が図られるソレノイドバルブを提供することができる。

実施例１における、ソレノイドバルブの断面一部拡大図。 図１における、II-II線位置断面図。 実施例１における、ソレノイドバルブの斜視分解図。 図１における、II-II線位置でのケースの断面図。 実施例１における、（ａ）ケースの上面図、（ｂ）図４におけるVb-Vb線位置断面図。 実施例１における、組付時のケースと一体コアの一部断面図。 実施例１における、入隅部の湾曲面の曲率半径とコア着座部の面積比率の関係を示す図。 実施例１における、ケースの製造方法を示すフロー図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、ケースの製造方法を実施するためのシステムの構成図。 比較例における、（ａ）ケースの製造方法を説明するための概念図、（ｂ）ケースの断面図。

上記コア着座部の面積は、上記第２側周部における軸方向に直交する断面の面積の５０〜６５％の範囲内であることが好ましい。この場合には、かしめ部の強度を維持しつつ、コア着座部とフランジ部との接触面積を広く確保することができる。そのため、磁壁障害を低減してより理想的な閉磁路を形成することができ、ソレノイドの性能を一層向上させることができる。

上記コア着座部と上記かしめ部との間には両者に連続する湾曲面を有する入隅部が設けられており、該湾曲面における曲率半径は０．２ｍｍ以下であることが好ましい。この場合には、ケースの内径を大きくすることなく、コア着座部とフランジ部との接触面積の最大化を図ることができる。そのため、ソレノイドの性能を一層向上させつつ、軽量化及びコスト低減を一層図ることができる。

本発明の他の態様は、上記ソレノイドバルブに用いられるケースの製造方法であって、
上記ケースの形成材料となる金属製の板材を準備する準備工程と、
上記板材を金型に設置して絞り加工を行って、上記底部、上記第１側周部、上記第２側周部、及び上記コア着座部を形成する絞り工程と、
上記コア着座部の径方向外方部分に扱き加工を行って、上記かしめ部を形成する扱き工程と、
上記第２側周部にシャーリング加工を行って、上記窓部を形成し、上記かしめ部の高さ調整を行うシャーリング工程と、
を含む、ソレノイドバルブ用ケースの製造方法にある。

従来のソレノイドバルブ用のケースは、丸棒状の機械構造用炭素鋼鋼材を用いて、図１９（ａ）に示すように冷間鍛造で成形した後、冷間鍛造成形では十分に成形できない部分を機械加工により除去して図１９（ｂ）のように形成されることが通常である。しかしながら、かかる方法では、機械加工により不要部分を除去しているため、材料の無駄が生じてコスト高となる。また、機械加工によって不要部分が除去されることにより、グレインフロー（鍛流線）が分断されて磁気特性の低下を招く。また、ソレノイドバルブ用のケースを深絞り加工によって形成することも考えられる。しかしながら、深絞り加工では素材を押し延ばして成形するため、押し延ばす先に向かうほど薄肉になる特性を示すことから、根元部側に位置するケースの開口部を薄肉に形成することができず、かしめ部を形成できない。そのため、深絞り加工後に開口部を機械加工する必要があり、材料の無駄が生じるとともに磁気特性も低下し、作業工程も煩雑となる。

一方、上記ソレノイドバルブ用ケースの製造方法では、絞り工程において、底部、第１側周部、第２側周部、及びコア着座部を形成した後に、コア着座部の径方向外方部分に扱き加工を行ってかしめ部を形成する扱き工程を含む。これにより、ケースの開口部側に位置するコア着座部の径方向外方部分を薄肉にしてかしめ部が形成されるため、かしめ部の形成のための機械加工が不要となる。その結果、材料の無駄が抑制されてコスト低減が図れるとともに、グレインフローの分断が防止されて磁気特性の向上が図られる。また、作業工程が煩雑となることが抑制される。

上記絞り工程において、上記コア着座部の径方向外方部分に外方に膨出した膨出部を形成することが好ましい。この場合は、扱き工程において、かしめ部を形成するための素材が十分確保されるため、かしめ部の成形精度が向上する。

上記絞り工程において、上記コア着座部と上記かしめ部との間に両者に連続する湾曲面を有する入隅部を形成し、該湾曲面における曲率半径を０．２ｍｍ以下にすることが好ましい。この場合には、入隅部における湾曲面の曲率半径をプレス成形での限界近くまで最小化することとなる。その結果、ケースの外径を維持しつつ、コア着座部とフランジ部との接触面積の最大化を図ることができ、ソレノイドの性能向上と軽量化及びコスト低減を同時に満たすことができる。

上記扱き工程において、上記かしめ部の厚さを０．４５〜０．５０ｍｍの範囲内にすることが好ましい。この場合は、かしめ部の強度の維持と薄肉化による材料コストの低減とを両立することができる。

上記絞り工程、扱き工程及び上記シャーリング工程は、絞り加工装置、扱き加工装置及びシャーリング加工装置を含むトランスファープレスシステムによって連続して行う、ことが好ましい。この場合には、シャーリング工程を短時間で行うことができ、作業時間の短縮化が図られるとともに作業性も向上する。

（実施例１）
上記ソレノイドバルブの実施例について、図１〜図１８を用いて説明する。
本例のソレノイドバルブ１は、図１〜図３に示すように、コイル組立体１０、一体コア２０、プランジャ３０、スリーブ４０及びケース５０を備える。
コイル組立体１０は筒状をなしており、コイル１２とコイルに通電するための外部端子が接続されるコネクタ部１３とを有する。
一体コア２０は、コイル組立体１０の内側に設けられるとともに、コア部２１とヨーク部２３と両者の間に位置する磁気遮断部２２とが一体形成されている。
プランジャ３０は、一体コア２０の内側に挿通されて、コイル１２の通電により軸方向Ｙに移動可能となっている。
スリーブ４０は、プランジャ３０の移動に伴って進退するスプール４５を支持する。
ケース５０は、コイル組立体１０、一体コア２０及びプランジャ３０を収容するとともにスリーブ４０の一端４１を保持する。

図１に示すように、一体コア２０は、コア部２１側の端部が拡径してなるフランジ部２４を有する。
ケース５０は有底筒状をなしており、底部５１、第１側周部５２、第２側周部５３、窓部５４、コア着座部５５、かしめ部５６を有する。
底部５１は板状をなしている。
第１側周部５２は、一体コア２０におけるヨーク部２３側の端部の外周面に沿って底部５１の外周縁から立設されている。
第２側周部５３は、第１側周部５２よりも拡径されるとともにコイル組立体１０の外周面に沿って第１側周部５２から延設されている。
窓部５４は、第２側周部５３においてコネクタ部１３をケース５０から露出させる。
コア着座部５５は、第２側周部５３の延設方向端部において内周面が拡径されて段差状に形成されてフランジ部２４と軸方向Ｙに対向する。
かしめ部５６は、コア着座部５５の径方向外方において第２側周部５３の延設方向端部から延設されて薄肉に形成されてフランジ部２４とスリーブ４０の一端４１とをかしめ固定する。
そして、一体コア２０は、ヨーク部２３が第１側周部５２に当接して径方向Ｘの位置決めがなされるとともに、フランジ部２４がコア着座部５５に当接して軸方向Ｙの位置決めがなされた状態でケース５０に保持されている。

以下、本例のソレノイドバルブ１について、詳述する。
ソレノイドバルブ１は、車両のオートマティックトランスミッション制御用のリニアソレノイドアッセンブリや、自動車等のエンジン出力をコントロールする可変バルブタイミング機構に用いられるオイルコントロールバルブに使用することができる。

本例のソレノイドバルブ１によれば、図１に示すように、一体コア２０の周囲に設けられたコイル１２に、図示しないバッテリーから供給される電力を導くことにより発生する磁力を利用して、スプール４５をスリーブ４０内で往復移動させてスリーブ４０に設けられた流体通路を開閉する構成を有している。なお、本例では、スプール４５の中心軸１ａの軸方向をＹとし、軸方向Ｙにおいて一体コア２０からスリーブ４０に向かう方向を上方Ｙ１とし、反対方向を下方Ｙ２とし、軸方向Ｙに直交する方向を径方向Ｘとする。

本例では、図１に示すように、一体コア２０は、コア部２１、磁気遮断部２２及びヨーク部２３を一体化して部品から構成される。コア部２１及びヨーク部２３は磁性体からなり、磁気遮断部２２は非磁性体からなる。一体コア２０は、筒状をなしており、コア部側、すなわち、上方Ｙ１の端部に径方向Ｘに拡径したフランジ部２４を有する。磁気遮断部２２はリング状をなしており、コア部２１とヨーク部２３の間に介在している。

図１に示すように、一体コア２０の内側には、可動鉄心を構成するプランジャ３０が挿通されている。プランジャ３０には、潤滑油が流動可能なように軸方向Ｙに沿って貫通する油路３１が形成されている。

本実施形態では、図１に示すように、コイル組立体１０は、コイル１２を樹脂製のボビン１１に巻回した状態で、封止部１４により樹脂封止されて筒状をなしている。ボビン１１の底面には脚部１１ａが突出形成されている。コイル組立体１０には、コイル１２に導通して外部から電力を供給するための接続端子１５が設けられている。図１、図２に示すように、封止部１４は接続端子１５を保持するコネクタ部１３を有している。コネクタ部１３は、封止部１４から径方向Ｘの外方に突出して形成されている。コネクタ部１３は筒状をなすとともに下方Ｙ２が開口してなる開口部１３ａを有している。開口部１３ａの内側には接続端子１５が露出されている。開口部１３ａは電力供給用の外部端子が挿入されて接続端子１５と接続されて、コイル１２に電力が供給されるように構成されている。

図１、図２に示すように、スリーブ４０の内側には、スプール４５が挿通されている。スプール４５は棒状をなしており、スプール４５は、上方Ｙ１に設けられた付勢部材としてのバネ（図示せず）により、下方Ｙ２に付勢されている。スプール４５の下方Ｙ２の端部４６はプランジャ３０に当接している。

図１に示すように、ケース５０は、コイル組立体１０、一体コア２０及びプランジャ３０を収容している。図１に示すように、ケース５０は有底筒状をなしており、底部５１、第１側周部５２、第２側周部５３、窓部５４、コア着座部５５及びかしめ部５６を有する。底部５１は板状であって、中央に下方Ｙ２から上方Ｙ１に向けて凹ませて底部５１の上面側に突出させてなる突出部５１１を有する。突出部５１１はその上端がプランジャ３０の底面に当接可能に構成されており、プランジャ３０の下方位置を規定している。

図４に示すように、底部５１の外縁部には、第１側周部５２が立設されている。図２に示すように、第１側周部５２は一体コア２０のヨーク部２３側、すなわち、下方Ｙ２側の端部の外周面に沿って形成されており、一体コア２０の側面と当接している。これにより、一体コア２０の径方向Ｘの位置決めがなされている。図１、図５（ａ）に示すように、第１側周部５２は、径方向外方に膨出して一体コア２０から離間する離間部５２１を有する。離間部５２１はプランジャ３０の油路３１と連通して潤滑油を流通させる。

図１、図４に示すように、第１側周部５２の上方Ｙ１に第２側周部５３が連なっている。第２側周部５３は第１側周部５２から拡径されて軸方向Ｙに立設されている。これにより、第１側周部５２と第２側周部５３との連結部分に径方向Ｘに延びる拡径部５７が形成されている。拡径部５７はコイル組立体１０に備えられた脚部１１ａと当接して、コイル組立体１０の軸方向Ｙの位置を規定している。そして、第２側周部５３はコイル組立体１０の側面に沿って形成されて互いに当接している。

図１に示すように、第２側周部５３に窓部５４が設けられている。窓部５４は第２側周部５３の一部を切り欠いて形成されている。窓部５４にはコネクタ部１３が位置して、当該窓部５４によりコネクタ部１３がケース５０から露出している。

図１、図４に示すように、第２側周部５３の上方Ｙ１の端部には、コア着座部５５が形成されている。コア着座部５５は、第２側周部５３の上方Ｙ１の端部を薄肉にして段差状に形成されている。図１、図２に示すように、コア着座部５５は軸方向Ｙにおいて、フランジ部２４と対向して、フランジ部２４の下面と当接している。これにより、一体コア２０の軸方向の位置決めがなされている。本例では、図６に示すように、コア着座部５５は径方向Ｘに平行な平面となっている。そして、フランジ部２４の下面においてコア着座部５５に対向して当接する当接部２４ａも径方向Ｘに平行な平面となっている。これにより、コア着座部５５と両者は互いに面接触するように構成されている。

図１、図４に示すように、コア着座部５５の上方Ｙ１にかしめ部５６が設けられている。かしめ部５６は第２側周部５３よりも薄肉となっている。スリーブ４０の一端４１をフランジ部２４に重ねた状態で、かしめ部５６ケース５０の内方側にかしめられて、フランジ部２４とスリーブ４０の一端４１とがかしめ固定されている。

本例のケースでは、底部５１の厚さＴ１、第１側周部５２の高さＨ１、拡径部５３の厚さＴ２、第２側周部５３の高さ、かしめ部５６の高さＨ３は表１に記載の通りとしている。また、第１側周部５２の内径Ｄ１、第１側周部５２の外径Ｄ２、第２側周部５３の内径Ｄ３、かしめ部５６の内径Ｄ４及び第２側周部の外径Ｄ５は表１に記載の通りとしている。

なお、本例では、図６に示すように、コア着座部５５とかしめ部５６との間には入隅部５５１が形成されている。入隅部５５１はコア着座部５５とかしめ部５６に連続する湾曲面５５１ａを有する。コア着座部５５の面積（図５（ａ）において斜線で示す符号５５の面積であって、入隅部５５１及び後述の面取り部５５２を含まない面積）を広く確保するために、入隅部５５１における湾曲面５５１ａの曲率半径は小さいことが好ましい。表１に記載の寸法を有するケース５０において、湾曲面５５１ａの曲率半径が０ｍｍであるときのコア着座部５５の面積（図５（ａ）参照）に対して、曲率半径を変化させたときのコア着座部５５の面積比率を図７に示した。図７に示すように、湾曲面５５１ａの曲率半径が大きくなるにつれて、コア着座部５５の面積は小さくなっている。コア着座部５５を広く確保する観点から、コア着座部５５の面積は、湾曲面５５１ａの曲率半径が０ｍｍであるときのコア着座部５５の面積の７０％以上であることが好ましい。従って、図７に示すように、湾曲面５５１ａの曲率半径は０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、図５（ａ）に示すコア着座部５５の面積は、図５（ｂ）に示す第２側周部５３における軸方向Ｙに直交する断面での面積（図５（ｂ）において斜線で示す符号５３の面積）の５０〜６５％とすることが好ましい。本例では、湾曲面５５１ａの曲率半径を０．２ｍｍとしている。なお、コア着座部５５の内周側端部に径方向に０．２ｍｍ面取りされてなる面取り部５５２が形成されている。かかる構成により、本例では、コア着座部５５の当該面積を第２側周部５３における当該断面積の５７％としている。

次に本例のソレノイドバルブに用いられるケース５０の製造方法について詳述する。
図８に示すように、本例のケース５０の製造方法は、準備工程Ｓ１、絞り工程Ｓ２、扱き工程Ｓ３、シャーリング工程Ｓ４を含む。
まず、準備工程Ｓ１では、図９（ａ）に示すように、金属製の板材５０ａを用意する。板材５０ａの組成は適宜選択することができるが、冷間圧延鋼板を使用することが好ましく、本例では、磁気特性、入手性と絞り加工の容易性、入手のし易さなどを考慮して冷間圧延鋼板のＳＰＣＥ（ＪＩＳ Ｇ ３１４１：２０１７）であって、厚さ１．６ｍｍのものを用いた。

次に絞り工程Ｓ２を行う。絞り工程Ｓ２では、板材５０ａを金型に設置して絞り加工を行って、底部５１、第１側周部５２、第２側周部５３、及びコア着座部５５を形成する、本例では、絞り工程Ｓ２は、絞り加工を複数回に分けて行う。まず、図９（ｂ）に示す第１の絞り加工では、凹部１１１ａを有する第１外金型１１１に板材５０ａを載置し、押さえ部１１２で板材５０ａを第１外金型１１１に押し付けた状態で、絞り加工用の第１内金型１１３を板材５０ａに押し付けて、絞り加工を行う。これにより、図９（ｃ）に示すように、板材５０ａの中央部分に凹部１１１ａに沿った凹部が形成されるとともに、板材５０ａの外周縁に押さえ部１１２と第１外金型１１１とで押さえ込まれる被押さえ部５８が形成された一次成形品５０ｂが作製される。

次に、図１０（ａ）に示す第２の絞り加工では、凹部１２１ａを有する第２外金型１２１に一次成形品５０ｂを載置し、押さえ部１１２で一次成形品５０ｂを第２外金型１２１に押し付けるとともに、絞り加工用の第２内金型１２３を一次成形品５０ｂに押し付けて、絞り加工を行う。これにより、図１０（ｂ）に示すように、板材５０ａの中央部分に凹部１２１ａに沿った凹部が形成された二次成形品５０ｃが作製される。二次成形品５０ｃには、コア着座部５５が形成される。

その後、図１１（ａ）に示す第３の絞り加工では、上記第２の絞り加工と同様に、凹部１３１ａを有する第３外金型１３１と絞り加工用の第３内金型１３２とで二次成形品５０ｃに絞り加工を行う。これにより、図１１（ｂ）に示すように、凹部１３１ａに沿った凹部が形成された三次成形品５０ｄが作製される。三次成形品５０ｄには、コア着座部５５の外周側に径方向Ｘの外方に膨出した膨出部５９が形成される。本例では、膨出部５９は上方Ｙ１に向かうほど膨出量が大きくなって厚肉となっている。

その後、図１２（ａ）に示す第４の絞り加工では、上記第３の絞り加工と同様に、凹部１４１ａを有する第４外金型１４１と絞り加工用の第４内金型１４２とで三次成形品５０ｄに絞り加工を行う。これにより、図１２（ｂ）に示すように、凹部１４１ａに沿った凹部が形成された絞り成形品５０ｅが作製され、絞り工程Ｓ２を終了する。これにより、絞り成形品５０ｅに、ケース５０の底部５１、第１側周部５２、第２側周部５３及びコア着座部５５が形成されることとなる。なお、上述のごとく絞り加工を繰り返すにつれて、被押さえ部５８の形成材料が外金型１１１〜１４１の凹部１１１ａ〜１４１ａに引き込まれて被押さえ部５８は徐々に短くなっていく。

絞り工程Ｓ２において形成された底部５１、第１側周部５２及び第２側周部５３の厚さはバラツキが少ないことが好ましい。本例では、絞り工程Ｓ２において、図４に示す底部５１の厚さＴ１、第１側周部５２における厚さ（Ｄ２とＤ１と差分の２分の１に相当）及び第２側周部５３における厚さ（Ｄ５とＤ３と差分の２分の１に相当）の狙い厚さはいずれも、素材としての板材５０ａの厚さと同等の１．６ｍｍとしており、各部位における最終厚さは狙い厚さの±０．１５ｍｍ以下の範囲内に収めている。

そして、絞り工程Ｓ２の後に扱き工程Ｓ３を行う。扱き工程Ｓ３では、図１３（ａ）に示すように、扱き加工用の内金型１５３を絞り成形品５０ｅの内側に当てて内側形状を維持させた状態で、環状の扱き金型１５１の内側にセットして、扱き金型１５１で絞り成形品５０ｅの外側面の扱き加工を行う。扱き金型１５１の内径は、第２側周部５３の外径と略同一となっている。これにより、図１３（ｂ）に示すように、膨出部５９の形成材料が上方Ｙ１側に引き上げ得られて薄肉化されて、膨出部５９が消失することにより、かしめ部５６が形成された扱き成形品５０ｆが作製される。

本例では、扱き工程Ｓ３において、かしめ部５６を形成した後にリストライク加工を行う。図１４（ａ）に示すように、リストライク加工では、リストライク用の外金型１６１とリストライク用の内金型１６３とで扱き成形品５０ｆを加圧成形して、図１４（ｂ）に示すように、成形精度を高められたリストライク成形品５０ｇを形成して、扱き工程Ｓ３を終了する。なお、リストライク用の内金型１６３にはかしめ部５６に対向する位置の径が若干大きくなっており、かしめ部５６がさらに若干薄肉化される。

次に、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すシャーリング工程Ｓ４を行う。図１５（ａ）に示すように、リストライク成形品５０ｇをシャーリング加工用の治具１７１にセットし、パンチ装置１７３により、矢印Ｓで示す径方向Ｘに向けて、いわゆる横シャーリングを行う。これにより、図１５（ｂ）に示すように、第２側周部５３の一部を切り取ってリストライク成形品５０ｇに窓部５４を形成する。なお、切り取られた材料は治具１７１に設けられた排出口１７１ｂから排出される。

さらに、シャーリング工程Ｓ４では、図１６（ａ）に示すように、リストライク成形品５０ｇをシャーリング加工用の治具１８１にセットし、切断パンチ装置１８３により、図１６（ｂ）に示すように、上方Ｙ１の一部を切り取って被押さえ部５８を切り離す。なお、切り取られた材料は治具１８１に備えられたプッシュアウト機構１８１ａにより治具１８１から排出される。

その後、シャーリング工程Ｓ４では、図１７（ａ）に示すように、リストライク成形品５０ｇをシャーリング加工用の治具１９１にセットし、切断パンチ装置１９３により、図１７（ｂ）に示すように、かしめ部５６の上方Ｙ１の先端の一部を切り取ってかしめ部５６を所定の高さに調整する。なお、切断パンチ装置１９３によるせん断（シャーリング）はリストライク成形品５０ｇの径方向Ｘの内側から外側に向けて行われるため、ケース内側にバリが発生することを抑制されて仕上げが容易となっている。切り取られた材料は治具１９１に備えられたプッシュアウト機構１９１ａにより治具１９１から排出される。これにより、図１７（ｃ）に示すように、本例のソレノイドバルブ用のケース５０が完成する。なお、切断パンチ装置１９３により、かしめ部５６の上方Ｙ１の先端の一部を切り取る際に、切断パンチの先端部をリストライク成形品５０ｇの内周面に沿って周方向に移動させてかしめ部５６の上方Ｙ１の先端を切断してもよい。

本例のソレノイドバルブ用のケース５０は、図１８に示すトランスファープレスシステム９０により、上述の製造方法によって製造することができる。トランスファープレスシステム９０は、絞り加工装置９１、扱き加工装置９２、リストライク加工装置９３、シャーリング加工装置９４、搬送装置９５、搬送制御部９６及び加工制御部９７を備える。絞り加工装置９１は、上述の絞り工程Ｓ２を実施するための全構成を有する。扱き加工装置９２は、上述の扱き工程Ｓ３を実施するための全構成を有する。リストライク加工装置９３は、上述のリストライク加工を実施するための全構成を有する。シャーリング加工装置９４は上述のシャーリング工程Ｓ４を実施するための全構成を有する。搬送装置９５は、加工対象を各加工装置９１〜９４間において搬送する構成を有する。搬送制御部９６は搬送装置９５の動作態様を制御する。加工制御部９７は各加工装置９１〜９４の稼働状態を制御する。

図１８に示す、トランスファープレスシステム９０では、シャーリング加工装置９４を含んでおり、絞り加工装置９１、扱き加工装置９２及びリストライク加工装置９３によるプレス加工に連続してシャーリング加工を実施可能となっている。トランスファープレスシステム９０により、上述のソレノイドバルブ用のケース５０の製造方法における絞り工程Ｓ２、扱き工程Ｓ３に連続してシャーリング工程Ｓ４が実施される。

（比較試験１）
本例のケース５０における質量の減率に関するシミュレーション試験を行った。試験例として、本例のケース５０を使用した。図４に示すケース５０の各部位の寸法は、表１に示す通りとした。比較例として、図１９（ｂ）に示す従来のケース９５０を使用した。従来のケース９５０の形成材料は、試験例と同一とした。従来のケース９５０は丸棒状の機械構造用炭素鋼鋼材を用いて、図１９（ａ）に示すように冷間鍛造で成形した後、冷間鍛造成形では十分に成形できない部分９５０ｂを機械加工により除去して形成されるものとする。図１９（ｂ）に示すように、従来のケース９５０では、第１側周部９５２の外径が、第２側周部９５３の外径と一致しており、ケースは寸胴状をなしている。これにより、第１側周部９５２が厚肉となっている。試験例及び比較例の各部位の寸法は表２の通りである。

試験例のケース５０及び比較例のケース９５０はいずれも、比重７．８のＳＰＣＥからなるため、上記寸法の試験例のケース５０の質量は２３．９ｇと算出され、比較例のケース９５０の質量は３１．６ｇと算出される。そして、比較例のケース９５０に対する試験例のケース５０に質量低減率は２４．４％であった。これにより、試験例のケース５０において、使用材料の削減によるコスト低減が図れることが示された。

次に本例のソレノイドバルブ１の作用効果について詳述する。
本例のソレノイドバルブ１によれば、一体コア２０は、ヨーク部２３とケース５０の第１側周部５２とが当接するとともに、一体コア２０のフランジ部２４がケース５０のコア着座部５５に当接して位置決めされた状態でケース５０に保持されている。そのため、一体コア２０を保持する際に一体コア２０の他の部分をケース５０に当接させる必要がない。それゆえ、コイル１２に通電したときに生じる閉磁路において磁壁障害が発生しにくく、ソレノイドの性能を向上させることができる。さらに、ケース５０の第１側周部５２が一体コア２０のヨーク部２３側の端部の外周面に沿って形成されており、第２側周部５３が第１側周部５２よりも拡径してコイル組立体１０の外周面に沿って形成されている。これにより、従来、寸胴型の円筒形状であったケースの外形を、第１側周部５２が縮径した状態とすることができるため、ケース５０の形成材料を削減でき、軽量化できるとともにコスト低減を図ることができる。

また、本例では、コア着座部５５の面積は、第２側周部５３における軸方向Ｙに直交する断面の面積の５０〜６５％の範囲内である。これにより、かしめ部５６の強度を維持しつつ、コア着座部５５とフランジ部２４との接触面積を広く確保することができる。そのため、磁壁障害を低減してより理想的な閉磁路を形成することができ、ソレノイドの性能を一層向上させることができる。

また、本例では、コア着座部５５とかしめ部５６との間には両者に連続する湾曲面５５１ａを有する入隅部５５１が設けられており、該湾曲面における曲率半径は０．２ｍｍ以下である。これにより、ケース５０の内径を大きくすることなく、コア着座部５５とフランジ部２４との接触面積の最大化を図ることができる。そのため、ソレノイドの性能を一層向上させつつ、軽量化及びコスト低減を一層図ることができる。

また、本例のソレノイドバルブ１に用いられるケースの製造方法によれば、絞り工程Ｓ２において、底部５１、第１側周部５２、第２側周部５３、及びコア着座部５５を形成した後に、コア着座部５５の径方向外方部分に扱き加工を行ってかしめ部５６を形成する扱き工程Ｓ３を含む。これにより、ケース５０の開口部側に位置するコア着座部５５の径方向外方部分を薄肉にしてかしめ部５６が形成されるため、かしめ部５６の形成のための機械加工が不要となる。その結果、材料の無駄が抑制されてコスト低減が図れるとともに、グレインフローの分断が防止されて磁気特性の向上が図られる。また、作業工程が煩雑となることが抑制される。

また、本例では、絞り工程Ｓ２において、コア着座部５５の径方向外方部分に外方に膨出した膨出部５９を形成している。これにより、扱き工程Ｓ３において、かしめ部５６を形成するための素材が十分確保されるため、かしめ部５６の成形精度が向上する。

また、本例では、絞り工程Ｓ２において、コア着座部５５とかしめ部５６との間に両者に連続する湾曲面５５１ａを有する入隅部５５１を形成し、湾曲面５５１ａにおける曲率半径を０．２ｍｍ以下にしている。これにより、ケース５０の外径を維持しつつ、コア着座部５５とフランジ部２４との接触面積の最大化を図ることができ、ソレノイドの性能向上と軽量化及びコスト低減を同時に満たすことができる。

また、本例では、扱き工程Ｓ３において、かしめ部５６の厚さを０．４５〜０．５０ｍｍの範囲内にしている。これにより、かしめ部５６の強度の維持と薄肉化による材料コストの低減とを両立することができる。

また、本例では、絞り工程Ｓ２、扱き工程Ｓ３及びシャーリング工程Ｓ４は、絞り加工装置９１、扱き加工装置９２及びシャーリング加工装置９４を含むトランスファープレスシステム９０によって連続して行うことが好ましい。この場合には、シャーリング工程を短時間で行うことができ、作業時間の短縮化が図られるとともに作業性も向上する。

以上のごとく、本例によれば、ソレノイド性能を向上しつつ、軽量化及びコスト低減が図られるソレノイドバルブを提供することができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施例に適用することが可能である。

１ ソレノイドバルブ
１０ コイル組立体
１２ コイル
１３ コネクタ部
２０ 一体コア
２１ コア部
２２ 磁気遮断部
２３ ヨーク部
２４ フランジ部
３０ プランジャ
４０ スリーブ
５０ ケース
５１ 底部
５２ 第１側周部
５３ 第２側周部
５４ 窓部
５５ コア着座部
５６ かしめ部
５５１ 入隅部
５９ 膨出部

本発明の一態様は、コイルと該コイルに通電するための外部端子が接続されるコネクタ部とを有する筒状のコイル組立体と、
上記コイル組立体の内側に設けられるとともに、コア部とヨーク部と両者の間に位置する磁気遮断部とが一体形成された筒状の一体コアと、
上記一体コアの内側に挿通されて、上記コイルの通電により軸方向に移動可能なプランジャと、
上記プランジャの移動に伴って進退するスプールを支持するスリーブと、
上記コイル組立体、上記一体コア及び上記プランジャを収容するとともに上記スリーブの一端を保持するケースと、を備えるソレノイドバルブであって、
上記一体コアは、上記コア部側の端部が拡径してなるフランジ部を有し、
上記ケースは有底筒状をなしており、板状の底部と、上記一体コアにおける上記ヨーク部側の端部の外周面に沿って上記底部の外周縁から立設された第１側周部と、該第１側周部よりも拡径されるとともに上記コイル組立体の外周面に沿って上記該１側周部から延設された第２側周部と、該第２側周部において上記コネクタ部を上記ケースから露出させる窓部と、上記第２側周部の延設方向端部において内周面が拡径されて段差状に形成されて上記フランジ部と軸方向に対向するコア着座部と、該コア着座部の径方向外方において該第２側周部の延設方向端部から延設されて薄肉に形成されて上記フランジ部と上記スリーブの一端とをかしめ固定するかしめ部と、を有し、
上記一体コアは、上記ヨーク部が上記第１側周部に当接して径方向の位置決めがなされるとともに、上記フランジ部が上記コア着座部に当接して軸方向の位置決めがなされた状態で上記ケースに保持されている、ソレノイドバルブに用いられる上記ケースの製造方法であって、
上記ケースの形成材料となる金属製の板材を準備する準備工程と、
上記板材を金型に設置して絞り加工を行って、上記底部、上記第１側周部、上記第２側周部、及び上記コア着座部を形成する絞り工程と、
上記コア着座部の径方向外方部分に扱き加工を行って、上記かしめ部を形成する扱き工程と、
上記第２側周部にシャーリング加工を行って、上記窓部を形成し、上記かしめ部の高さ調整を行うシャーリング工程と、
を含む、ソレノイドバルブ用ケースの製造方法にある。

上記ソレノイドバルブにおいては、一体コアは、ヨーク部とケースの第１側周部とが当接するとともに、一体コアのフランジ部がケースの上記コア着座部に当接して位置決めされた状態でケースに保持されている。そのため、一体コアを保持する際に一体コアの他の部分をケースに当接させる必要がない。それゆえ、コイルに通電したときに生じる閉磁路において磁壁障害が発生しにくく、ソレノイドの性能を向上させることができる。さらに、ケースの第１側周部が一体コアのヨーク部側の端部の外周面に沿って形成されており、第２側周部が第１側周部よりも拡径してコイル組立体の外周面に沿って形成されている。これにより、従来、寸胴型の円筒形状であったケースの外形を、第１側周部が縮径した状態とすることができるため、ケースの形成材料を削減でき、軽量化できるとともにコスト低減を図ることができる。
そして、上記ソレノイドバルブ用ケースの製造方法では、絞り工程において、底部、第１側周部、第２側周部、及びコア着座部を形成した後に、コア着座部の径方向外方部分に扱き加工を行ってかしめ部を形成する扱き工程を含む。これにより、ケースの開口部側に位置するコア着座部の径方向外方部分を薄肉にしてかしめ部が形成されるため、かしめ部の形成のための機械加工が不要となる。その結果、材料の無駄が抑制されてコスト低減が図れるとともに、グレインフローの分断が防止されて磁気特性の向上が図られる。また、作業工程が煩雑となることが抑制される。

本発明の一態様は上述の通り、上記ソレノイドバルブに用いられるケースの製造方法であって、
上記ケースの形成材料となる金属製の板材を準備する準備工程と、
上記板材を金型に設置して絞り加工を行って、上記底部、上記第１側周部、上記第２側周部、及び上記コア着座部を形成する絞り工程と、
上記コア着座部の径方向外方部分に扱き加工を行って、上記かしめ部を形成する扱き工程と、
上記第２側周部にシャーリング加工を行って、上記窓部を形成し、上記かしめ部の高さ調整を行うシャーリング工程と、
を含む、ソレノイドバルブ用ケースの製造方法にある。

本例のケースでは、底部５１の厚さＴ１、第１側周部５２の高さＨ１、拡径部５７の厚さＴ２、第２側周部５３の高さ、かしめ部５６の高さＨ３は表１に記載の通りとしている。また、第１側周部５２の内径Ｄ１、第１側周部５２の外径Ｄ２、第２側周部５３の内径Ｄ３、かしめ部５６の内径Ｄ４及び第２側周部の外径Ｄ５は表１に記載の通りとしている。

Claims (7)

1. コイルと該コイルに通電するための外部端子が接続されるコネクタ部とを有する筒状のコイル組立体と、
   上記コイル組立体の内側に設けられるとともに、コア部とヨーク部と両者の間に位置する磁気遮断部とが一体形成された筒状の一体コアと、
   上記一体コアの内側に挿通されて、上記コイルの通電により軸方向に移動可能なプランジャと、
   上記プランジャの移動に伴って進退するスプールを支持するスリーブと、
   上記コイル組立体、上記一体コア及び上記プランジャを収容するとともに上記スリーブの一端を保持するケースと、を備えるソレノイドバルブであって、
   上記一体コアは、上記コア部側の端部が拡径してなるフランジ部を有し、
   上記ケースは有底筒状をなしており、板状の底部と、上記一体コアにおける上記ヨーク部側の端部の外周面に沿って上記底部の外周縁から立設された第１側周部と、該第１側周部よりも拡径されるとともに上記コイル組立体の外周面に沿って上記該１側周部から延設された第２側周部と、該第２側周部において上記コネクタ部を上記ケースから露出させる窓部と、上記第２側周部の延設方向端部において内周面が拡径されて段差状に形成されて上記フランジ部と軸方向に対向するコア着座部と、該コア着座部の径方向外方において該第２側周部の延設方向端部から延設されて薄肉に形成されて上記フランジ部と上記スリーブの一端とをかしめ固定するかしめ部と、を有し、
   上記一体コアは、上記ヨーク部が上記第１側周部に当接して径方向の位置決めがなされるとともに、上記フランジ部が上記コア着座部に当接して軸方向の位置決めがなされた状態で上記ケースに保持されている、ソレノイドバルブ。
2. 上記コア着座部の面積は、上記第２側周部における軸方向に直交する断面の面積の５０〜６５％の範囲内である、請求項１に記載のソレノイドバルブ。
3. 請求項１又は２に記載のソレノイドバルブに用いられるケースの製造方法であって、
   上記ケースの形成材料となる金属製の板材を準備する準備工程と、
   上記板材を金型に設置して絞り加工を行って、上記底部、上記第１側周部、上記第２側周部、及び上記コア着座部を形成する絞り工程と、
   上記コア着座部の径方向外方部分に扱き加工を行って、上記かしめ部を形成する扱き工程と、
   上記第２側周部にシャーリング加工を行って、上記窓部を形成し、上記かしめ部の高さ調整を行うシャーリング工程と、
   を含む、ソレノイドバルブ用ケースの製造方法。
4. 上記絞り工程において、上記コア着座部の径方向外方部分に外方に膨出した膨出部を形成する、請求項３に記載のソレノイドバルブ用ケースの製造方法。
5. 上記絞り工程において、上記コア着座部と上記かしめ部との間に両者に連続する湾曲面を有する入隅部を形成し、該湾曲面における曲率半径を０．２ｍｍ以下にする、請求項３〜４のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用ケースの製造方法。
6. 上記扱き工程において、上記かしめ部の厚さを０．４５〜０．５０ｍｍの範囲内にする、請求項３〜５のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用ケースの製造方法。
7. 上記絞り工程、上記扱き工程及び上記シャーリング工程は、絞り加工装置、扱き加工装置及びシャーリング加工装置を含むトランスファープレスシステムによって連続して行う、請求項３〜６のいずれか一項にソレノイドバルブ用ケースの製造方法。

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