JP2023128388A

JP2023128388A - Pilot-type solenoid valve and manufacturing method of core

Info

Publication number: JP2023128388A
Application number: JP2022032707A
Authority: JP
Inventors: 竹志船橋; Takeshi Funabashi; 崇三宮; Takashi Sannomiya; 繁阿部; Shigeru Abe
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2022-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2023-09-14

Abstract

To reduce a manufacturing cost of a pilot-type solenoid valve.SOLUTION: A solenoid valve includes: a body having a main valve hole formed in a main passage and a mounting hole communicating with the main passage; a main valve element having a partitioning portion for partitioning a high pressure chamber and a back pressure chamber, formed with a pilot passage penetrating therethrough to cause a low pressure chamber to communicate with the back pressure chamber, and being brought into contact with and separated from the main valve hole to open and close a main valve element; a pilot valve element being brought into contact with and separated from a pilot valve hole formed in the pilot passage to open and close a pilot valve; and a solenoid having a core fixed to the body, a plunger to which the pilot valve element is fixed, and an electromagnetic coil. The core includes a small diameter portion axially opposed to the plunger at an inner part of the electromagnetic coil, and a large diameter portion which is inserted to the mounting hole to be assembled to the body, and to which the partitioning portion of the main valve element is slidably inserted, and has a trace on which the small diameter portion and the large diameter portion are integrally formed by forging and cutting of a material composed of magnetic metal.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、パイロット式電磁弁を構成するコアの構造および製造方法に関する。 The present invention relates to the structure and manufacturing method of a core that constitutes a pilot type solenoid valve.

小口径のパイロット弁を開閉制御することで大口径の主弁を自律的に開閉させるパイロット式電磁弁が知られている（例えば特許文献１参照）。パイロット作動方式を採用することで、小さなソレノイドで大きな弁を開閉できるため、電磁弁の小型化および省電力化を図ることができる。 A pilot-type solenoid valve is known that autonomously opens and closes a large-diameter main valve by controlling the opening and closing of a small-diameter pilot valve (for example, see Patent Document 1). By adopting a pilot operation method, a small solenoid can open and close a large valve, making it possible to downsize the solenoid valve and save power.

特開２０１６－８９９６９号公報JP 2016-89969 Publication

しかしながら、このようなパイロット式電磁弁は、主弁およびパイロット弁の二段構造を有するため、部品点数が増大する。このため、少しでも部品点数を削減でき、また部品の加工コストを低減できるのが望ましい。 However, since such a pilot type solenoid valve has a two-stage structure including a main valve and a pilot valve, the number of parts increases. For this reason, it is desirable to be able to reduce the number of parts as much as possible and reduce the processing cost of the parts.

本発明の目的は、パイロット式電磁弁の製造コストを低減することにある。 An object of the present invention is to reduce manufacturing costs of pilot-type solenoid valves.

本発明のある態様は、パイロット式電磁弁である。この電磁弁は、流体を導入する導入ポートと、流体を導出する導出ポートと、導入ポートと導出ポートとをつなぐ主通路に設けられた主弁孔と、主通路と連通する取付孔と、を有するボディと、導入ポートに連通する高圧室と背圧室とを区画する区画部を有し、導出ポートに連通する低圧室と背圧室とを連通させるパイロット通路が貫通形成され、主弁孔に接離して主弁を開閉する主弁体と、パイロット通路の一端に設けられたパイロット弁孔に接離してパイロット弁を開閉するパイロット弁体と、ボディに固定されるコアと、パイロット弁体が一体に固定されコアと軸線方向に対向配置されるプランジャと、コアおよびプランジャとともに磁気回路を形成する電磁コイルと、を有するソレノイドと、を備える。コアは、電磁コイルの内方でプランジャと軸線方向に対向する小径部と、取付孔に挿通されてボディに組み付けられ、主弁体の区画部を摺動可能に挿通する大径部と、を含み、磁性金属からなる素材の鍛造および切削により小径部と大径部とが一体成形された痕跡を有する。 An embodiment of the present invention is a pilot type solenoid valve. This solenoid valve includes an introduction port for introducing fluid, an outlet port for introducing fluid, a main valve hole provided in a main passage connecting the introduction port and the outlet port, and a mounting hole communicating with the main passage. A main valve hole has a main valve hole. A main valve body that opens and closes the main valve by moving toward and away from the pilot passage, a pilot valve body that opens and closes the pilot valve by moving toward and away from a pilot valve hole provided at one end of the pilot passage, a core fixed to the body, and a pilot valve body. The solenoid includes a plunger that is fixed integrally with the core and is arranged to face the core in the axial direction, and an electromagnetic coil that forms a magnetic circuit together with the core and the plunger. The core includes a small diameter part that faces the plunger in the axial direction inside the electromagnetic coil, and a large diameter part that is inserted into the mounting hole and assembled to the body and slidably inserted through the partition of the main valve body. There are traces of the small diameter part and large diameter part being integrally formed by forging and cutting a material made of magnetic metal.

この態様によると、パイロット式電磁弁のコアは、プランジャとともに磁気回路を形成する本来の機能に加え、主弁体を摺動可能に支持する機能を有する。このため、大径の主弁体を軸線に沿ってガイドする別部材を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。そして特に、コアが鍛造および切削加工の痕跡を有する、つまり鍛造により概形が加工された後に切削による仕上げ加工が施されたものである。このため、コアの成形に際して材料歩留まりを高く維持でき、結果的にパイロット式電磁弁の製造コストを低減できる。 According to this aspect, the core of the pilot type solenoid valve has the function of slidably supporting the main valve body in addition to its original function of forming a magnetic circuit together with the plunger. Therefore, there is no need to provide a separate member for guiding the large-diameter main valve body along the axis, and the number of parts can be reduced. In particular, the core has traces of forging and cutting, that is, the core has been forged into its general shape and then finished by cutting. Therefore, it is possible to maintain a high material yield when molding the core, and as a result, the manufacturing cost of the pilot type solenoid valve can be reduced.

本発明の別の態様は、パイロット式電磁弁を構成するコアの製造方法である。このコアは、大径の主弁体を摺動可能に挿通する大径部と、小径のパイロット弁体を挿通する小径部とを一体に有する。この製造方法は、磁性金属からなる素材を鍛造により成形してコアの一次成形品を得る第１工程と、一次成形品を切削加工してコアの二次成形品を得る第２工程と、を備える。 Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a core that constitutes a pilot-operated solenoid valve. This core integrally has a large diameter portion through which a large diameter main valve body is slidably inserted, and a small diameter portion through which a small diameter pilot valve body is inserted. This manufacturing method includes a first step of forming a material made of magnetic metal by forging to obtain a primary molded core, and a second step of cutting the primary molding to obtain a secondary molded core. Be prepared.

この態様によると、パイロット式電磁弁のコアの製造に際し、鍛造により概形が加工された後、切削による仕上げ加工が施される。コアが小径部と大径部を有するものであるため、その成形を切削加工のみで行う場合よりも材料歩留まりを高く維持でき、結果的にパイロット式電磁弁の製造コストを低減できる。 According to this aspect, when manufacturing the core of the pilot type solenoid valve, the general shape is processed by forging, and then finishing processing is performed by cutting. Since the core has a small diameter part and a large diameter part, the material yield can be maintained higher than when the core is formed by cutting only, and as a result, the manufacturing cost of the pilot type solenoid valve can be reduced.

本発明によれば、パイロット式電磁弁の製造コストを低減できる。 According to the present invention, the manufacturing cost of a pilot type solenoid valve can be reduced.

電磁弁の構成を表す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a solenoid valve. 図１のＡ部拡大図である。2 is an enlarged view of part A in FIG. 1. FIG. 電磁弁においてソレノイドがオンにされた通電状態を表している。This shows the energized state in which the solenoid of the solenoid valve is turned on. コアの製造工程を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the manufacturing process of the core. コアの製造工程を模式的に表す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing the manufacturing process of the core. 一次成形品の断面の一部を表す拡大写真である。It is an enlarged photograph showing a part of the cross section of the primary molded product.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following description, for convenience, the positional relationship of each structure may be expressed based on the illustrated state.

図１は、電磁弁の構成を表す断面図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。
図１に示すように、電磁弁１は、パイロット式電磁弁であり、主弁２およびパイロット弁４を備える。電磁弁１は、角柱状のボディ５にソレノイド６を組み付けて構成される。 FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a solenoid valve. FIG. 2 is an enlarged view of section A in FIG.
As shown in FIG. 1, the solenoid valve 1 is a pilot type solenoid valve, and includes a main valve 2 and a pilot valve 4. The solenoid valve 1 is constructed by assembling a solenoid 6 to a prismatic body 5.

ボディ５は、本実施形態ではアルミニウム合金からなる。ボディ５の上部中央に取付孔８が設けられている。ソレノイド６は、その下部が取付孔８に挿通され、ボディ５に組み付けられている。ボディ５の一側面に冷媒を導入するための導入ポート１０が設けられ、その反対側面に冷媒を導出するための導出ポート１２が設けられている。導入ポート１０と導出ポート１２とを直接つなぐ通路が「主通路」を構成する。 The body 5 is made of aluminum alloy in this embodiment. A mounting hole 8 is provided in the upper center of the body 5. The lower part of the solenoid 6 is inserted into the mounting hole 8 and assembled into the body 5. An introduction port 10 for introducing the refrigerant is provided on one side of the body 5, and an outlet port 12 for introducing the refrigerant is provided on the opposite side. A passage that directly connects the introduction port 10 and the output port 12 constitutes a "main passage."

ボディ５における導入ポート１０と導出ポート１２との連通部には、円ボス状の弁座形成部１４が設けられている。弁座形成部１４の内方に弁孔１６が形成されている。弁座形成部１４の開口端に弁座１８が形成されている。弁孔１６は「主弁孔」として機能し、弁座１８は「主弁座」として機能する。弁孔１６の上流側に弁室２０が形成されている。 A circular boss-shaped valve seat forming portion 14 is provided in the communication portion between the introduction port 10 and the outlet port 12 in the body 5 . A valve hole 16 is formed inside the valve seat forming portion 14 . A valve seat 18 is formed at the open end of the valve seat forming portion 14 . The valve hole 16 functions as a "main valve hole" and the valve seat 18 functions as a "main valve seat." A valve chamber 20 is formed upstream of the valve hole 16.

弁室２０には弁体２２が配設されている。弁体２２は「主弁体」として機能する。弁体２２は段付円筒状をなし、上部がやや拡径されて区画部２４を形成する。弁体２２はアルミニウム合金からなり、これを軸線に沿って貫通するようにパイロット通路２６が形成されている。パイロット通路２６は、弁孔１６に向けて開口する。パイロット通路２６の上部が縮径されて弁孔２８が形成され、その開口端に弁座３０が形成されている。弁孔２８は「パイロット弁孔」として機能し、弁座３０は「パイロット弁座」として機能する。 A valve body 22 is arranged in the valve chamber 20 . The valve body 22 functions as a "main valve body." The valve body 22 has a stepped cylindrical shape, and its upper part is slightly enlarged in diameter to form a partition 24 . The valve body 22 is made of an aluminum alloy, and a pilot passage 26 is formed to pass through the valve body along the axis. Pilot passage 26 opens toward valve hole 16 . The upper part of the pilot passage 26 is reduced in diameter to form a valve hole 28, and a valve seat 30 is formed at the open end of the valve hole 28. The valve hole 28 functions as a "pilot valve hole" and the valve seat 30 functions as a "pilot valve seat."

弁体２２の下部には、パッキン３２が嵌着されている。パッキン３２は、リング状の弾性体（本実施形態ではゴム）からなり、「シール部材」として機能する。弁体２２の下端部が加締められることにより、パッキン３２が弁体２２に固定されている。弁体２２が弁室２０内を変位し、パッキン３２が弁座１８に着脱することにより主弁２を開閉する。弁体２２とボディ５との間には、弁体２２を上方に付勢するスプリング３３（「付勢部材」として機能する）が介装されている。 A packing 32 is fitted into the lower part of the valve body 22. The packing 32 is made of a ring-shaped elastic body (rubber in this embodiment) and functions as a "sealing member". The packing 32 is fixed to the valve body 22 by crimping the lower end of the valve body 22 . The valve body 22 is displaced within the valve chamber 20, and the packing 32 is attached to and detached from the valve seat 18, thereby opening and closing the main valve 2. A spring 33 (functioning as a "biasing member") is interposed between the valve body 22 and the body 5 to bias the valve body 22 upward.

区画部２４は、ボディ５とソレノイド６とに囲まれる空間を高圧室３４と背圧室３６とに区画する。高圧室３４は、導入ポート１０に連通する一方、弁体２２に設けられたリーク通路３８を介して背圧室３６に連通する。リーク通路３８はオリフィスとして機能する。背圧室３６は、ソレノイド６の内部に連通する。弁孔１６の下流側は低圧室４０となり、導出ポート１２に連通する。区画部２４は、ソレノイド６の下部に設けられたガイド孔４２に挿通されている（詳細後述）。弁体２２は、区画部２４がガイド孔４２に摺動可能に支持されることで、主弁２の開閉方向に安定に動作する。 The partition portion 24 partitions a space surrounded by the body 5 and the solenoid 6 into a high pressure chamber 34 and a back pressure chamber 36. The high pressure chamber 34 communicates with the introduction port 10 and communicates with the back pressure chamber 36 via a leak passage 38 provided in the valve body 22 . Leak passage 38 functions as an orifice. The back pressure chamber 36 communicates with the inside of the solenoid 6. The downstream side of the valve hole 16 becomes a low pressure chamber 40, which communicates with the outlet port 12. The partition part 24 is inserted into a guide hole 42 provided at the lower part of the solenoid 6 (details will be described later). The valve body 22 stably operates in the opening/closing direction of the main valve 2 because the partition portion 24 is slidably supported by the guide hole 42 .

一方、ソレノイド６は、ボディ５に固定される段付円筒状のコア４４（固定鉄心）と、コア４４の上端開口部を閉止する有底円筒状のスリーブ４６と、スリーブ４６の内方に収容された円筒状のプランジャ４８（可動鉄心）と、スリーブ４６に外挿されるボビン５０と、ボビン５０に巻回された電磁コイル５２を有する。 On the other hand, the solenoid 6 includes a stepped cylindrical core 44 (fixed iron core) fixed to the body 5, a bottomed cylindrical sleeve 46 that closes the upper end opening of the core 44, and is housed inside the sleeve 46. It has a cylindrical plunger 48 (movable iron core), a bobbin 50 inserted into the sleeve 46, and an electromagnetic coil 52 wound around the bobbin 50.

スリーブ４６は非磁性の金属材料からなる。スリーブ４６の下部がコア４４の上部に外挿され、外周溶接により固定されている。スリーブ４６は、コア４４とともに内部の圧力室を閉止するキャンを構成する。プランジャ４８は、コア４４と同軸状に配置されている。スリーブ４６の底部とプランジャ４８との間には、背圧室５４が形成される。 The sleeve 46 is made of a non-magnetic metal material. The lower part of the sleeve 46 is fitted over the upper part of the core 44 and fixed by outer circumferential welding. The sleeve 46 together with the core 44 constitutes a can that closes the internal pressure chamber. Plunger 48 is arranged coaxially with core 44 . A back pressure chamber 54 is formed between the bottom of the sleeve 46 and the plunger 48.

コア４４は、小径部５６と大径部５８を一体に有する。大径部５８は、内径および外径ともに小径部５６よりも大きい。小径部５６は、電磁コイル５２の内方に挿通され、プランジャ４８と軸線方向に対向する。大径部５８は取付孔８に挿通される。大径部５８の下半部には雄ねじ部が形成され、取付孔８の下部には雌ねじ部が形成されている。この雄ねじ部を雌ねじ部に螺合させることにより、コア４４をボディ５に締結できる。 The core 44 integrally has a small diameter portion 56 and a large diameter portion 58. The large diameter portion 58 has both an inner diameter and an outer diameter larger than the small diameter portion 56. The small diameter portion 56 is inserted inside the electromagnetic coil 52 and faces the plunger 48 in the axial direction. The large diameter portion 58 is inserted into the attachment hole 8 . A male threaded portion is formed in the lower half of the large diameter portion 58, and a female threaded portion is formed in the lower portion of the mounting hole 8. The core 44 can be fastened to the body 5 by screwing the male threaded portion into the female threaded portion.

なお、大径部５８の上端部には半径方向外向きに突出するフランジ部６０が設けられており、フランジ部６０がボディ５の上面に係止されることで、コア４４とボディ５との位置関係が設計どおりに担保される。また、大径部５８の外周面には環状溝が形成され、Ｏリング６２（シールリング）が嵌着されている。コア４４と取付孔８との間にＯリング６２が介装されることで、両者の間隙を介した冷媒の漏洩が防止される。 Note that a flange portion 60 that protrudes radially outward is provided at the upper end of the large diameter portion 58, and when the flange portion 60 is engaged with the upper surface of the body 5, the core 44 and the body 5 are connected. Positional relationships are guaranteed as designed. Further, an annular groove is formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 58, into which an O-ring 62 (seal ring) is fitted. By interposing the O-ring 62 between the core 44 and the mounting hole 8, leakage of refrigerant through the gap between the two is prevented.

電磁コイル５２を上下に挟むように端部材６４，６６が設けられている。これらの端部材６４，６６は、磁気回路を構成するヨークとしても機能する。電磁コイル５２からは図示しない通電用のハーネスが引き出されている。本実施形態では、ボビン５０、電磁コイル５２および端部材６４，６６が一体化されてコイルユニット７０を構成している。 End members 64 and 66 are provided to sandwich the electromagnetic coil 52 above and below. These end members 64 and 66 also function as yokes that constitute a magnetic circuit. A power supply harness (not shown) is drawn out from the electromagnetic coil 52. In this embodiment, the bobbin 50, the electromagnetic coil 52, and the end members 64, 66 are integrated to form a coil unit 70.

ソレノイド６をボディ５に組み付ける際には、まず、コア４４、スリーブ４６およびプランジャ４８を組み立てた作動ユニット７２をボディ５に組み付ける。この組み付けは、上述したコア４４とボディ５との締結により行う。その後、コイルユニット７０を作動ユニット７２に外挿させる態様で組み付け、下側の端部材６６を複数のボルト７４によりボディ５に締結する。 When assembling the solenoid 6 to the body 5, first the actuating unit 72, which includes the core 44, the sleeve 46, and the plunger 48, is assembled to the body 5. This assembly is performed by fastening the core 44 and the body 5 as described above. Thereafter, the coil unit 70 is assembled to the actuating unit 72 in a manner that it is inserted externally, and the lower end member 66 is fastened to the body 5 with a plurality of bolts 74.

ボビン５０の上端部と端部材６４との間には環状のシール収容部７６が形成され、Ｏリング７８（シールリング）が嵌着されている。また、ボビン５０の下端部と端部材６６との間にも環状のシール収容部８０が形成され、Ｏリング８２（シールリング）が嵌着されている。コイルユニット７０と作動ユニット７２との間にＯリング７８，８２が介装されることで、両者の間隙を介した外気（水分）の侵入が防止される。 An annular seal accommodating portion 76 is formed between the upper end of the bobbin 50 and the end member 64, and an O-ring 78 (seal ring) is fitted therein. Further, an annular seal accommodating portion 80 is also formed between the lower end portion of the bobbin 50 and the end member 66, and an O-ring 82 (seal ring) is fitted therein. O-rings 78 and 82 are interposed between the coil unit 70 and the actuating unit 72 to prevent outside air (moisture) from entering through the gap between them.

プランジャ４８の下端部にパイロット弁体８４が同軸状に連結されている。コア４４とプランジャ４８との間には、両者を離間させる方向に付勢するスプリング８６（「付勢部材」として機能する）が介装されている。コア４４とプランジャ４８との対向面には相補形状のテーパ面が設けられており、プランジャ４８のストロークを大きく確保しつつ、十分な磁気吸引力が得られるようにされている。 A pilot valve body 84 is coaxially connected to the lower end of the plunger 48 . A spring 86 (functioning as a "biasing member") is interposed between the core 44 and the plunger 48 to bias them in a direction to separate them. Complementary tapered surfaces are provided on opposing surfaces of the core 44 and the plunger 48, so that a sufficient magnetic attraction force can be obtained while ensuring a large stroke of the plunger 48.

また、端部材６４の内周部（スリーブ４６を挿通する部分）にバーリング加工を施すことにより、プランジャ４８との対向面積を増大させている。それにより、この対向部分における磁気抵抗を低減でき、結果的に電磁力の補強が可能となる。 Further, by performing burring on the inner peripheral portion of the end member 64 (the portion through which the sleeve 46 is inserted), the area facing the plunger 48 is increased. Thereby, the magnetic resistance in this opposing portion can be reduced, and as a result, the electromagnetic force can be reinforced.

図２にも示すように、コア４４における小径部５６の軸線方向中央には、半径方向内向きに突出したばね受け部８８が設けられている。プランジャ４８とばね受け部８８との間にスプリング８６が介装されている。パイロット弁体８４は段付円筒状をなし、その下端にシール部材９０が固定されている。パイロット弁体８４の上端部がプランジャ４８の下端部に挿入され加締められることにより、パイロット弁体８４とプランジャ４８とが同軸状に一体化されている（図１参照）。パイロット弁体８４は、コア４４のばね受け部８８を貫通する。なお、変形例においては、パイロット弁体８４の上端部がプランジャ４８の下端部に圧入されることにより両者が一体化されてもよい。 As also shown in FIG. 2, a spring receiving portion 88 that protrudes radially inward is provided at the axial center of the small diameter portion 56 of the core 44. A spring 86 is interposed between the plunger 48 and the spring receiving portion 88. The pilot valve body 84 has a stepped cylindrical shape, and a seal member 90 is fixed to the lower end thereof. The upper end of the pilot valve body 84 is inserted into the lower end of the plunger 48 and crimped, so that the pilot valve body 84 and the plunger 48 are coaxially integrated (see FIG. 1). The pilot valve body 84 passes through the spring receiving portion 88 of the core 44 . In addition, in a modified example, the upper end of the pilot valve body 84 may be press-fitted into the lower end of the plunger 48, so that the two may be integrated.

パイロット弁体８４の下端部がやや大径の弁形成部９２となっており、背圧室３６に配置されている。弁形成部９２の下端部に凹状の嵌合部９４が設けられ、円板状のシール部材９０が嵌合している。本実施形態において、パイロット弁体８４はステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、シール部材９０はゴムからなる。弁形成部９２の下端部が内方に加締められることによりシール部材９０が固定支持されている。パイロット弁体８４のシール部材９０が弁座３０に着脱することにより、パイロット弁４を開閉する。 A lower end portion of the pilot valve body 84 forms a valve forming portion 92 having a slightly larger diameter, and is disposed in the back pressure chamber 36 . A concave fitting part 94 is provided at the lower end of the valve forming part 92, into which a disc-shaped sealing member 90 is fitted. In this embodiment, the pilot valve body 84 is made of stainless steel (SUS), and the seal member 90 is made of rubber. The seal member 90 is fixedly supported by crimping the lower end of the valve forming portion 92 inward. The pilot valve 4 is opened and closed by attaching and detaching the seal member 90 of the pilot valve body 84 to and from the valve seat 30.

パイロット弁体８４には、その上端部から嵌合部９４にわたって軸線方向に貫通する連通路９６と、弁形成部９２を径方向に貫通する連通路９８とが形成されている。連通路９６と連通路９８とは、弁形成部９２の内方において連通している。このような構成により、ソレノイド６の内部（背圧室５４を含む）と背圧室３６とが連通されている。すなわち、背圧室３６の圧力がソレノイド６の内部に安定に供給される。 The pilot valve body 84 is formed with a communication passage 96 that extends from its upper end to the fitting portion 94 in the axial direction, and a communication passage 98 that passes through the valve forming portion 92 in the radial direction. The communication passage 96 and the communication passage 98 communicate with each other inside the valvuloplasty portion 92 . With this configuration, the inside of the solenoid 6 (including the back pressure chamber 54) and the back pressure chamber 36 are communicated with each other. That is, the pressure in the back pressure chamber 36 is stably supplied to the inside of the solenoid 6.

弁体２２における区画部２４の外周面には環状溝１００が設けられ、ピストンリング１０２が嵌着されている。ピストンリング１０２はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる。コア４４の大径部５８にガイド孔４２が設けられている。区画部２４は、ピストンリング１０２の位置にてガイド孔４２に摺動可能に支持される。 An annular groove 100 is provided on the outer circumferential surface of the partition 24 of the valve body 22, and a piston ring 102 is fitted into the annular groove 100. Piston ring 102 is made of polytetrafluoroethylene (PTFE). A guide hole 42 is provided in the large diameter portion 58 of the core 44 . The partition portion 24 is slidably supported in the guide hole 42 at the position of the piston ring 102 .

図１に戻り、以上のような構成において、導入ポート１０から導入された上流側の圧力Ｐ１（「上流側圧力Ｐ１」という）は、主通路において主弁２を経ることで圧力Ｐ２（「下流側圧力Ｐ２」という）となる。また、高圧室３４に導入された上流側圧力Ｐ１は、リーク通路３８を通過することで背圧室３６にて中間圧力Ｐｐとなり、さらにパイロット弁４を経ることで下流側圧力Ｐ２となる。 Returning to FIG. 1, in the above configuration, the upstream pressure P1 (referred to as "upstream pressure P1") introduced from the introduction port 10 passes through the main valve 2 in the main passage, thereby increasing the pressure P2 (referred to as "downstream pressure P1"). side pressure P2). Further, the upstream pressure P1 introduced into the high pressure chamber 34 becomes an intermediate pressure Pp in the back pressure chamber 36 by passing through the leak passage 38, and becomes the downstream pressure P2 by further passing through the pilot valve 4.

次に、電磁弁１の動作について詳細に説明する。図３は、電磁弁１においてソレノイド６がオンにされた通電状態を表している。既に説明した図１は、ソレノイド６がオフにされた非通電状態を表している。 Next, the operation of the solenoid valve 1 will be explained in detail. FIG. 3 shows an energized state in which the solenoid 6 of the solenoid valve 1 is turned on. FIG. 1, which has already been described, shows a non-energized state in which the solenoid 6 is turned off.

図１に示すように、ソレノイド６がオフにされた状態ではソレノイド力が作用しないため、スプリング８６によってプランジャ４８が上方に付勢され、パイロット弁４が開弁状態となる。このとき、背圧室３６の冷媒がパイロット通路２６を介して下流側に導出されて中間圧力Ｐｐが低下するため、弁体２２が上流側圧力Ｐ１と中間圧力Ｐｐとの差圧（Ｐ１－Ｐｐ）により上方に付勢される。それにより、主弁２が全開状態となる。その結果、図示のように主通路が開放される。すなわち、導入ポート１０から導入された冷媒は、主に主通路を通って導出ポート１２から導出される。 As shown in FIG. 1, since no solenoid force is applied when the solenoid 6 is turned off, the plunger 48 is urged upward by the spring 86, and the pilot valve 4 is opened. At this time, the refrigerant in the back pressure chamber 36 is led out to the downstream side via the pilot passage 26 and the intermediate pressure Pp decreases, so the valve body 22 ) is biased upward. As a result, the main valve 2 becomes fully open. As a result, the main passage is opened as shown. That is, the refrigerant introduced from the introduction port 10 is led out from the exit port 12 mainly through the main passage.

一方、図３に示すように、ソレノイド６がオンにされると、ソレノイド力によってコア４４とプランジャ４８との間に吸引力が作用するため、プランジャ４８が下方に付勢され、パイロット弁４が閉弁状態となる。このとき、上流側からの冷媒がリーク通路３８を介して背圧室３６に導入されるため、中間圧力Ｐｐは上流側圧力Ｐ１となる。その結果、弁体２２が中間圧力Ｐｐと下流側圧力Ｐ２の差圧（Ｐｐ－Ｐ２）により下方に付勢される。それにより主弁２が閉弁状態となり、主通路が閉じられた状態となる。 On the other hand, when the solenoid 6 is turned on, as shown in FIG. The valve becomes closed. At this time, since the refrigerant from the upstream side is introduced into the back pressure chamber 36 via the leak passage 38, the intermediate pressure Pp becomes the upstream pressure P1. As a result, the valve body 22 is urged downward by the pressure difference (Pp-P2) between the intermediate pressure Pp and the downstream pressure P2. As a result, the main valve 2 is brought into a closed state, and the main passage is brought into a closed state.

次に、コア４４の製造方法について説明する。
本実施形態では上述のように、コア４４が磁気回路を形成するとともに弁体２２を摺動可能に支持する単一部材として構成されている。弁体２２は、プランジャ４８が直接駆動するパイロット弁体ではなく、パイロット弁体の作動により間接的に駆動される主弁体であるため、相当大きくなる。このため、コア４４は、主として磁気回路を構成する小径部５６と、弁体２２を摺動可能に挿通する大径部５８とを一体に有する。図１にも示したように、大径部５８は小径部５６よりも相当大きい。 Next, a method for manufacturing the core 44 will be explained.
In this embodiment, as described above, the core 44 forms a magnetic circuit and is configured as a single member that slidably supports the valve body 22. Since the valve body 22 is not a pilot valve body directly driven by the plunger 48 but a main valve body indirectly driven by the operation of the pilot valve body, it is considerably large. Therefore, the core 44 integrally includes a small diameter portion 56 that mainly constitutes a magnetic circuit, and a large diameter portion 58 through which the valve body 22 is slidably inserted. As also shown in FIG. 1, the large diameter section 58 is significantly larger than the small diameter section 56.

仮に一般的な丸棒材を用いてこのコア４４を切削加工のみで得ようとすると、小径部５６と大径部５８との内外径の差が大きいために切屑が大量に発生し、材料歩留まりが相当低くなる。このように内外径の差が大きくなるのは、部品点数削減の観点からパイロット式電磁弁のコア４４に主弁体をガイドする機能を併せもたせたためとも言える。 If this core 44 were to be obtained by cutting only using a general round bar material, a large amount of chips would be generated due to the large difference in the inner and outer diameters between the small diameter part 56 and the large diameter part 58, which would reduce the material yield. becomes considerably low. The reason for the large difference between the inner and outer diameters can be said to be that the core 44 of the pilot type solenoid valve is also provided with the function of guiding the main valve body in order to reduce the number of parts.

そこで本実施形態では、コア４４を鍛造と切削による二段階加工により成形する。図４は、コア４４の製造工程を表すフローチャートである。図５は、コア４４の製造工程を模式的に表す図である。図５（Ａ）および（Ｂ）は鍛造後の一次成形品を示し、図５（Ｃ）はさらに切削加工を施した二次成形品を示す。以下、図４に基づき、図５を適宜参照しつつ説明する。 Therefore, in this embodiment, the core 44 is formed by a two-step process of forging and cutting. FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the core 44. FIG. 5 is a diagram schematically showing the manufacturing process of the core 44. 5(A) and (B) show the primary molded product after forging, and FIG. 5(C) shows the secondary molded product that has been further subjected to cutting. Hereinafter, a description will be given based on FIG. 4 and with appropriate reference to FIG. 5.

本実施形態ではコア４４の製造に際してコイル材を用意する。このコイル材として、クロムの含有率が１０～２０％のステンレス鋼を用いる。鋼にクロムを適度に含有させることで、後述のパシペート処理にも都合が良い。コイル材は磁性材料である。 In this embodiment, a coil material is prepared when manufacturing the core 44. Stainless steel with a chromium content of 10 to 20% is used as the coil material. By containing an appropriate amount of chromium in the steel, it is convenient for the passipate treatment described below. The coil material is a magnetic material.

まず、鍛造に先立ってコイル材に対して潤滑用の表面処理を行う（Ｓ１０）。本実施形態では、コイル材にシュウ酸塩処理を施すことで、コイル材の表面にシュウ酸塩被膜（潤滑被膜）を形成する。なお、変形例においては、リン酸塩処理（リン酸亜鉛処理、リン酸鉛カルシウム処理）その他の潤滑被膜形成処理を採用してもよい。 First, prior to forging, the coil material is subjected to surface treatment for lubrication (S10). In this embodiment, an oxalate coating (lubricating coating) is formed on the surface of the coil material by subjecting the coil material to oxalate treatment. In addition, in a modified example, phosphate treatment (zinc phosphate treatment, lead calcium phosphate treatment) and other lubricant film forming treatments may be employed.

続いて、コイル材を鍛造設備に送り出し、そのコイル材から円柱状の素材を切り出し（Ｓ１２）、予め用意した金型にその素材を挿入して冷間鍛造による一次成形を行う（Ｓ１４）。このとき、プレスによる荷重で素材が塑性変形する。この鍛造工程（第１工程）によりコア４４の概形状をなす一次成形品１１０が得られる（図５（Ａ））。一次成形品１１０は、コア４４の小径部５６に対応する小径対応部１１２と、大径部５８に対応する大径対応部１１４を有する段付形状をなす（図５（Ｂ））。大径対応部１１４には、大径部５８よりもやや小さい内径を有する穴部１１６（凹部）が形成される。言い換えれば、コイル材から切り出す素材の長さは、鍛造後に図示の一次成形品１１０を得るのに必要十分な長さが予め設定される。 Next, the coil material is sent to a forging facility, a cylindrical material is cut out from the coil material (S12), and the material is inserted into a mold prepared in advance to perform primary forming by cold forging (S14). At this time, the material is plastically deformed by the load from the press. Through this forging step (first step), a primary molded product 110 having the general shape of the core 44 is obtained (FIG. 5(A)). The primary molded product 110 has a stepped shape having a small diameter corresponding portion 112 corresponding to the small diameter portion 56 of the core 44 and a large diameter corresponding portion 114 corresponding to the large diameter portion 58 (FIG. 5(B)). A hole 116 (recess) having an inner diameter slightly smaller than the large diameter portion 58 is formed in the large diameter corresponding portion 114 . In other words, the length of the material cut out from the coil material is set in advance to be a length necessary and sufficient to obtain the illustrated primary molded product 110 after forging.

そして、金型から取り出した一次成形品１１０を洗浄する（Ｓ１６）。本実施形態では、この洗浄処理を炭化水素洗浄にて行う。その後、一次成形品１１０にパシペート処理を施す（Ｓ１８）。このパシペート処理により、一次成形品１１０に付着した潤滑被膜を除去する。それにより、次工程（熱処理工程）において被膜による炉内の汚染を防止する。また、次々工程（切削工程）において被膜の切削粉による切削加工機の詰まりなどを防止する。なお、パシペート処理に代えてバレル処理を採用してもよい。 The primary molded product 110 taken out from the mold is then washed (S16). In this embodiment, this cleaning process is performed by hydrocarbon cleaning. Thereafter, the primary molded product 110 is subjected to passipate treatment (S18). This passipate treatment removes the lubricating film attached to the primary molded product 110. This prevents the coating from contaminating the inside of the furnace in the next step (heat treatment step). In addition, it prevents clogging of the cutting machine due to cutting powder of the coating in the subsequent process (cutting process). Note that barrel treatment may be employed instead of passipate treatment.

続いて、一次成形品１１０に熱処理を施す（Ｓ２０）。鍛造により低下した磁性材料の特性を調整するものである。そして、一次成形品１１０に対し、図５（Ｂ）の二点鎖線に沿った切削加工による二次成形を行う（Ｓ２２）。ターニングセンタ等による切削工程（第２工程）により、コア４４の二次成形品１２０が得られる（図５（Ｃ））。二次成形品１２０は、コア４４の仕上げ形状を有する。 Subsequently, the primary molded product 110 is subjected to heat treatment (S20). This is to adjust the properties of the magnetic material that have deteriorated due to forging. Then, the primary molded product 110 is subjected to secondary molding by cutting along the two-dot chain line in FIG. 5(B) (S22). Through a cutting process (second process) using a turning center or the like, a secondary molded product 120 of the core 44 is obtained (FIG. 5(C)). The secondary molded product 120 has the finished shape of the core 44.

図６は、一次成形品の断面の一部を表す拡大写真である。図６（Ａ）は図５（Ａ）のＢ部拡大に対応し、図６（Ｂ）は図５（Ａ）のＣ部拡大に対応する。
本実施形態では、鍛造後の加工痕を調べるために、一次成形品１１０をその軸線を含む縦断面で切断してエッチング処理を施した後、顕微鏡撮影を行った。 FIG. 6 is an enlarged photograph showing a part of the cross section of the primary molded product. 6(A) corresponds to an enlarged view of section B in FIG. 5(A), and FIG. 6(B) corresponds to an enlarged section of C in FIG. 5(A).
In this embodiment, in order to examine processing marks after forging, the primary molded product 110 was cut in a longitudinal section including its axis, subjected to etching treatment, and then photographed with a microscope.

その結果、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、鍛造の痕跡が材料流動の痕（繊維状の痕）として確認できた。切削のみではこのような痕跡は見られない。二次成形品１２０においても、切削される表面の内側断面においては、同様の痕跡が残る。したがって、本実施形態の鍛造および切削による小径部５６と大径部５８の成形の有無は、このような痕跡の有無を確認することで判別できる。 As a result, as shown in FIGS. 6A and 6B, traces of forging were confirmed as traces of material flow (fibrous traces). No such traces can be seen by cutting alone. Similar marks remain on the inner cross section of the cut surface of the secondary molded product 120 as well. Therefore, whether or not the small diameter portion 56 and the large diameter portion 58 have been formed by forging and cutting in this embodiment can be determined by checking the presence or absence of such traces.

以上に説明したように、本実施形態では、コア４４が、プランジャ４８とともに磁気回路を形成する本来の機能に加え、弁体２２（パイロット式電磁弁の主弁体）を摺動可能に支持する機能を有する。このため、大径の主弁体を軸線に沿ってガイドする別部材を設ける必要がなく、部品点数を削減できる。 As explained above, in this embodiment, the core 44 has the original function of forming a magnetic circuit together with the plunger 48, and also supports the valve body 22 (the main valve body of the pilot type solenoid valve) in a slidable manner. Has a function. Therefore, there is no need to provide a separate member for guiding the large-diameter main valve body along the axis, and the number of parts can be reduced.

そして特に、コア４４の製造に際しては、鍛造により概形が加工された後、切削による仕上げ加工が施される。つまり、コアが鍛造および切削加工の痕跡を有するものとなる。コア４４が小径部５６と大径部５８を有するものであるため、その成形を切削加工のみで行う場合よりも材料歩留まりを相当高く維持でき、結果的に電磁弁１の製造コストを低減できる。 In particular, when manufacturing the core 44, the general shape is worked by forging, and then finishing work is performed by cutting. In other words, the core has traces of forging and cutting. Since the core 44 has a small diameter portion 56 and a large diameter portion 58, the material yield can be maintained considerably higher than when the core is formed by cutting only, and as a result, the manufacturing cost of the solenoid valve 1 can be reduced.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. Nor.

上記実施形態では、図５（Ｂ）に示したように、一次成形品１１０として凹状の穴部１１６を形成する例を示した。変形例においては、小径対応部１１２および大径対応部１１４を軸線方向に貫通する孔部を形成してもよい。孔部は、ドリル加工により成形してよく、コア４４の内形状に概ね沿う段付孔としてもよい。段付孔は、穴部１１６に対応する大径孔と、穴部１１６よりも小径の小径孔を有するものでもよい。小径孔の内径は、ばね受け部８８の内径よりもやや小さくすればよい。なお、孔部を鍛造により成形してもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 5(B), an example was shown in which a concave hole 116 is formed as the primary molded product 110. In a modification, a hole may be formed that passes through the small diameter corresponding portion 112 and the large diameter corresponding portion 114 in the axial direction. The hole portion may be formed by drilling, or may be a stepped hole that generally follows the inner shape of the core 44. The stepped hole may have a large diameter hole corresponding to the hole 116 and a small diameter hole smaller in diameter than the hole 116. The inner diameter of the small diameter hole may be made slightly smaller than the inner diameter of the spring receiving portion 88. Note that the hole may be formed by forging.

上記実施形態では、図５（Ｂ）に示したように、コア４４の外面および内面の全てに仕上げ加工（切削加工）を施す例を示した。変形例においては、コアの外面および内面の少なくとも一部に切削加工が施されていない鍛造仕上面を有するものとしてもよい。例えば図１を参照して、コア４４における小径部５６の外周面（Ｏリング８２との対向面）、大径部５８の底面（弁体２２との軸線方向の対向面）など、高い寸法精度を要しない箇所を鍛造仕上面としてもよい。 In the above embodiment, as shown in FIG. 5(B), an example was shown in which finishing processing (cutting processing) is performed on all of the outer and inner surfaces of the core 44. In a modified example, at least a portion of the outer and inner surfaces of the core may have a forged finished surface that is not cut. For example, with reference to FIG. 1, the outer peripheral surface of the small diameter portion 56 of the core 44 (the surface facing the O-ring 82), the bottom surface of the large diameter portion 58 (the surface facing the valve body 22 in the axial direction), etc., have high dimensional accuracy. Areas that do not require forging may be used as forged finished surfaces.

上記実施形態では述べなかったが、素材の線径は大径部の最外径以下とすればよいが、素材の線径が１０ｍｍ以上のものであれば、上記実施形態による材料歩留まりの改善効果が大きい。 Although not mentioned in the above embodiment, the wire diameter of the material may be equal to or less than the outermost diameter of the large diameter portion, but if the wire diameter of the material is 10 mm or more, the material yield improvement effect of the above embodiment can be achieved. is large.

上記実施形態では、鍛造工程を冷間鍛造とする例を示したが、熱間鍛造としてもよい。なお、上記実施形態では、素材をコイル材から切り出す例を示したが、丸棒材から切り出してもよい。ただし、素材を任意の長さで無駄なく切り出す観点（材料歩留まりの観点）からはコイル材を用いるのが好ましい。 In the above embodiment, an example is shown in which the forging process is cold forging, but hot forging may also be used. In addition, in the above-mentioned embodiment, an example was shown in which the material is cut out from a coil material, but it may be cut out from a round bar material. However, it is preferable to use a coiled material from the viewpoint of cutting the material to any length without waste (from the viewpoint of material yield).

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modified examples, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention. Various inventions may be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the above embodiments and modified examples. Furthermore, some components may be deleted from all the components shown in the above embodiments and modified examples.

１電磁弁、２主弁、４パイロット弁、５ボディ、６ソレノイド、８取付孔、１０導入ポート、１２導出ポート、１６弁孔、１８弁座、２０弁室、２２弁体、２４区画部、２６パイロット通路、２８弁孔、３０弁座、３４高圧室、３６背圧室、３８リーク通路、４０低圧室、４２ガイド孔、４４コア、４８プランジャ、５２電磁コイル、５６小径部、５８大径部、８４パイロット弁体、９０シール部材、９２弁形成部、９４嵌合部、９６連通路、９８連通路、１０２ピストンリング、１１０一次成形品、１１２小径対応部、１１４大径対応部、１１６穴部、１２０二次成形品。 1 solenoid valve, 2 main valve, 4 pilot valve, 5 body, 6 solenoid, 8 mounting hole, 10 introduction port, 12 outlet port, 16 valve hole, 18 valve seat, 20 valve chamber, 22 valve body, 24 partition, 26 pilot passage, 28 valve hole, 30 valve seat, 34 high pressure chamber, 36 back pressure chamber, 38 leak passage, 40 low pressure chamber, 42 guide hole, 44 core, 48 plunger, 52 electromagnetic coil, 56 small diameter section, 58 large diameter part, 84 pilot valve body, 90 sealing member, 92 valve forming part, 94 fitting part, 96 communicating passage, 98 communicating passage, 102 piston ring, 110 primary molded product, 112 small diameter corresponding part, 114 large diameter corresponding part, 116 Hole, 120 Secondary molded product.

Claims

A body having an introduction port for introducing fluid, an outlet port for leading out the fluid, a main valve hole provided in a main passage connecting the introduction port and the outlet port, and a mounting hole communicating with the main passage. and,
It has a partition section that partitions a high pressure chamber and a back pressure chamber that communicate with the introduction port, a pilot passage that communicates between the low pressure chamber and the back pressure chamber that communicate with the outlet port, and is formed through the main valve hole. a main valve body that opens and closes the main valve by moving in and out of contact with the main valve;
a pilot valve element that opens and closes the pilot valve by coming into contact with and separating from a pilot valve hole provided at one end of the pilot passage;
A solenoid comprising: a core fixed to the body; a plunger to which the pilot valve body is integrally fixed and arranged to face the core in the axial direction; and an electromagnetic coil forming a magnetic circuit together with the core and the plunger. ,
Equipped with
The core is
a small diameter portion facing the plunger in the axial direction inside the electromagnetic coil;
a large diameter portion that is inserted into the mounting hole and assembled to the body and slidably passes through the partition of the main valve body;
1. A pilot-type solenoid valve, characterized in that the small-diameter part and the large-diameter part have traces of being integrally formed by forging and cutting a material made of magnetic metal.

The pilot type solenoid valve according to claim 1, wherein a portion of the core has a forged finished surface that is not subjected to cutting.

A method for manufacturing a core that constitutes a pilot-operated solenoid valve and integrally includes a large diameter part through which a large diameter main valve element is slidably inserted, and a small diameter part through which a small diameter pilot valve element is inserted,
A first step of forming a material made of magnetic metal by forging to obtain a primary molded product of the core;
a second step of cutting the primary molded product to obtain a secondary molded product of the core;
A method for manufacturing a core of a pilot-operated solenoid valve, comprising: