JP3777717B2

JP3777717B2 - ステータの穴開け方法，及びステータ

Info

Publication number: JP3777717B2
Application number: JP12891097A
Authority: JP
Inventors: 太喜男谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-05-19
Also published as: JPH10318410A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソレノイドに用いられるステータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、流体通路を開放／閉鎖するための電磁弁は、コイルを巻装したステータ（固定鉄心）と、上記コイルを励磁することで生じるステータの電磁吸引力によって移動する可動部材（アーマチュアやプランジャ）と、からなる電磁式のソレノイドを備えており、上記可動部材の移動に伴い、流体通路に配設された弁体が開弁位置或いは閉弁位置に動作するようになっている。
【０００３】
そして、ソレノイドを構成するステータとしては、湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなるスパイラル型のステータが考えられている。即ち、この構成を採用することにより、厚さが均一で飽和磁束の大きい電磁鋼板（例えばケイ素鋼板）を密に重ね合わせて、電磁吸引力が高い円筒状のステータを簡単に得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記スパイラル型のステータでは、その軸方向にドリルなどの回転切削工具を用いて円形の穴を開けておき、その穴からコイルの端末部を外部に突出させて、その突出した端末部からコイルへ電流を供給する。
【０００５】
しかしながら、このスパイラル型ステータでは、上記穴を開ける際に、渦巻き状に積層された板材が、回転切削工具の回転力によってずれてしまいうという問題がある。そして、板材がずれてしまったステータでは、寸法及び形状が変化してしまう上に、期待される高い電磁吸引力を確実に発生することができなくなってしまう。
【０００６】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなるステータの軸方向に、回転切削工具によって穴を開ける際に、板材がずれてしまうことを確実に防止できる穴開け方向、及び、所定の性能を確実に発揮できるステータを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
本発明のステータの穴開け方法は、湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなるステータに対し、その軸方向に回転切削工具によって円形の穴を開けるためのものであり、特に、回転切削工具によって開ける穴の半径を、その穴が開けられる位置における板材の曲率半径よりも小さく設定している。
【０００８】
具体的には、請求項２に記載の如く、回転切削工具として、その回転中心から外周部までの最大距離が、ステータに穴を開ける位置での板材の曲率半径よりも小さい回転切削工具を用いるのである。
このような本発明の穴開け方法によれば、回転切削工具によって開けられる穴の半径が、その穴の開けられる位置での板材の曲率半径よりも小さいため（換言すれば、穴の曲率が、その穴の開けられる位置での板材の曲率よりも大きいため）、回転切削工具の回転に伴い板材の接線方向に加わる力が小さくなって、板材がずれてしまうことを確実に防止することができる。
【０００９】
つまり、渦巻き状に積層された板材は、その接線方向に力が加わるとずれ易くなるが、本発明の穴開け方法によれば、回転切削工具の回転によって板材の接線方向に加わる力が小さくなるため、ステータの軸方向に穴を開ける際に、板材がずれてしまうことを確実に防止できるのである。
【００１０】
次に、本発明のステータは、湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなり、その軸方向に回転切削工具によって円形の穴が設けられているが、その穴の半径は、当該穴が設けられた位置における板材の曲率半径よりも小さく設定されている。
【００１１】
このステータによれば、回転切削工具によって穴を開ける際に、前述した如く、回転切削工具の回転に伴い板材の接線方向に加わる力が小さくなって、板材がずれてしまうことがなくなり、この結果、高い寸法精度を維持できると共に、期待された電磁吸引力を確実に発生することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施形態の電磁弁について図面を用いて説明する。尚、本実施形態の電磁弁は常閉弁（ノーマルクローズ弁）として機能するものであり、コイルが消磁されている通常時には、流体通路を閉鎖する位置に弁体が保持され、コイルが励磁されると、弁体が移動して流体通路が開放されるようになっている。但し、本発明は、下記の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００１３】
まず図１は、本実施形態の電磁弁１の全体構成を示す断面図である。尚、以下の説明にて上下方向を意味する用語は、図１における方向に基づくものである。図１に示すように、電磁弁１は、油圧ポンプのポンプハウジング２に形成された電磁弁取付凹部３に取り付けられており、同じくポンプハウジング２に形成された流体通路４内を流通する流体（作動油）の流量を調節する。そして、電磁弁１において、外部からの電気信号を入力する信号入力部、及び前記電気信号の入力に伴い流体通路４を開閉するための弁部は、バルブハウジング５により包囲されている。
【００１４】
バルブハウジング５はほぼ円筒状をなしており、その外周面には雄ネジ部５ａが形成されている。一方、前記ポンプハウジング２には雌ネジ部２ａが形成されており、この雌ネジ部２ａにバルブハウジング５の雄ネジ部５ａが螺入されることにより、バルブハウジング５がポンプハウジング２に固定されている。そして、ポンプハウジング２の内壁（電磁弁取付凹部３の内壁）とバルブハウジング５の外壁との間には、Ｏリング６が配設されており、このＯリング６により両ハウジング２，５の間隙が液密にシールされている。
【００１５】
また、バルブハウジング５の図１における最下部には、バルブケーシング７が組み付けられており、そのバルブケーシング７下部は、ポンプハウジング２に形成された電磁弁取付凹部３の最深部に嵌挿されている。
そして、バルブケーシング７には、弁体としてのニードル弁８が摺動可能に配設されており、ニードル弁８の先端（図１の下端）にはシート面８ａが形成されている。また、ニードル弁８の上端には、可動部材としての円板状のアーマチュア９が連結されている。
【００１６】
更に、バルブケーシング７には、前記流体通路４に連通する連通路１０ａ，１０ｂが形成されている。そして、連通路１０ａの奥には環状の流体室１１が形成されており、流体室１１の下方には前記ニードル弁８のシート面８ａに当接するテーパ形状の弁座１２が形成されている。
【００１７】
一方、バルブケーシング７の上方には、スペーサ１３を介して、前記アーマチュア９と共に電磁式のソレノイドを構成するステータ１４が配置されている。
ここで、ステータ１４は、その下面図である図２、及び、図２のＸ−Ｘ線断面図である図３に示すように、磁性体からなる複数の板材１５を渦巻き状に積層することで円筒状に形成されている。
【００１８】
具体的には、まず、ステータ１４を形成する板材１５は、図４に示すように、全体が湾曲形状に形成され、その一部には凹部１５ａが形成されている。尚、本実施形態では、板材１５として、板厚が均一のケイ素鋼板を使用しており、そのケイ素鋼板のプレス抜打により、図４の形状の板材１５が形成されている。また、板材１５のプレス抜打後には、湾曲形状の内側となる面に対してショットピーニングが実施され、所定の圧縮残留応力（例えば、６００Ｎ／ｍｍ² ）が付与されている。即ち、板材１５には、図４のＡ方向から微小な鋼球が吹き付けられて、その吹き付け面（板材１５の内側面）に圧縮残留応力が付与される。
【００１９】
そして、ステータ１４は、図４の板材１５を、治具等により当該ステータ１４の中心軸線に対し渦巻き状に配置して、その外周を円状にレーザ等により溶接することで、全体が円筒状に形成されている。また、これにより、図２及び図３に示されている如く、ステータ１４の下面側に、板材１５の凹部１５ａに対応した環状のコイル挿入溝１６が形成されると共に、ステータ１４の中央位置に、貫通孔１７が形成される。
【００２０】
そして更に、ステータ１４には、図２及び図３に示されている如く、その上面側から軸方向に前記コイル挿入溝１６へ貫通するように、２つの円形穴としての透孔１８が、回転切削工具としてのドリルＤによって１８０゜対称となる位置に夫々穿設されている。尚、ドリルＤは、丸棒状であって、その先端に円錐状の歯を持つか、或いは、その外周面に螺旋状の歯を持つ周知のものである。
【００２１】
次に、図１に示す如く、ステータ１４のコイル挿入溝１６には、コイル１９が配設されており、該コイル１９の両端には、夫々、リード線２０を介して端末部としてのコイル端子２１が接続されている。そして、各コイル端子２１は、前記ステータ１４の２つの透孔１８を夫々通って、ステータ１４の上面よりも上方へ突出している。
【００２２】
一方、ステータ１４の貫通孔１７には、ほぼ円柱状のピン２２が圧入固定されており、そのピン２２の段部２２ａと前記アーマチュア９の頂部との間に、前記ニードル弁８を下方向に付勢する圧縮コイルばね２３が配設されている。
また、ステータ１４の上面には、前記コイル端子２１を貫通させるための孔２４ａを有するプレート２４が載置されており、更に、このプレート２４の上方には、外部からコイル１９へ電気信号を入力するためのターミナルアッセンブリ２５が配設されている。そして、ターミナルアッセンブリ２５とステータ１４の中央に配設された前記ピン２２とには、インサートピン２６が圧入されており、このインサートピン２６により両部材１４，２５の位置決めがなされている。また、ターミナルアッセンブリ２５とその周囲を包囲するバルブハウジング５との間には、両部材２５，５間を液密にシールするためのＯリング２７が配設されている。
【００２３】
ターミナルアッセンブリ２５は、一対の信号入力プラグ２８を有しており、その上端には接続用ネジ部２８ａが形成され、下端には接続用端子２８ｂが形成されている。そして、接続用端子２８ｂと前記コイル端子２１とが、サブハーネス２９を介して電気的に接続されている。
【００２４】
尚、接続用端子２８ｂの周囲にはＯリング３０が配置され、その下方にはプレート３１が配設されている。そして、プレート２４，３１間には、前記サブハーネス２９を固定するための樹脂材３２が充填されている。
また、サブハーネス２９は、図５に示すように、可撓性のリード線２９ａと、該リード線２９ａの両端に取り付けられた爪部２９ｂ，２９ｃとから構成されており、爪部２９ｂ，２９ｃと前記コイル端子２１及び接続用端子２８ｂとが、フュージング或いは半田付けにより接合される。
【００２５】
このような電磁弁１においては、信号入力プラグ２８の接続用ネジ部２８ａに、図示しない外部端子が接続される。そして、前記外部端子から電気信号を入力すると、その電気信号が接続用端子２８ｂ，サブハーネス２９，及びコイル端子２１を経由してコイル１９に伝達され、これによりコイル１９が励磁される。
【００２６】
すると、ステータ１４に電磁吸引力が発生して、アーマチュア９がステータ１４に吸引され、これに伴いニードル弁８が上昇して開弁位置に移動する。そして、ニードル弁８のシート面８ａと弁座１２との間に流体が流れ込み、連通路１０ａ，１０ｂ，及び流体通路４に流体が流通する。
【００２７】
これに対して、コイル１９を励磁しない場合には、圧縮コイルばね２３の付勢力により、ニードル弁８が下降して閉弁位置（図１に示す位置）に保持される。ここで特に、本実施形態の電磁弁１においては、磁性体からなる複数の板材１５を渦巻き状に積層してなるステータ１４の軸方向に、コイル端子２１をステータ１４の外部へ突出させるための円形の透孔１８を、ドリルＤによって開けるようにしているが、図６（Ａ）に示すように、透孔１８の半径ｒを、その透孔１８が開けられる位置における板材１５の曲率半径Ｒよりも小さく設定している。換言すれば、透孔１８の曲率（＝１／ｒ）を、その透孔１８の開けられる位置での板材１５の曲率（＝１／Ｒ）よりも大きく設定している。
【００２８】
即ち、ドリルＤの回転中心から外周部までの最大距離Ｌ（図３参照）が、透孔１８の半径ｒとほぼ等しくなるため、ドリルＤとして、上記最大距離Ｌがステータ１４に透孔１８を開ける位置での板材１５の曲率半径Ｒよりも小さいものを用いているのである。
【００２９】
このため、ステータ１４の軸方向に透孔１８を開ける際に、ドリルＤの回転により板材１５の接線方向に加わる力が小さくなって、板材１５がずれてしまうことを確実に防止することができる。
つまり、図６（Ｂ）に例示するように、透孔１８’の半径ｒ’と、その透孔１８’が開けられる位置における板材１５の曲率半径Ｒ’とがほぼ等しい場合には、ドリルＤの回転により板材１５の接線方向に加わる力Ｆ’が大きくなって、板材１５がずれ易くなってしまうが、本実施形態のようにすれば、図６（Ａ）に示すように、ドリルＤの回転によって板材１５の接線方向に加わる力Ｆが小さくなり、ステータ１４の軸方向に透孔１８を開ける際に、板材１５がずれてしまうことを確実に防止できるのである。
【００３０】
そして、このような本実施形態のステータ１４によれば、ドリルＤによって透孔１８を開ける際に、板材１５がずれてしまうことがなくなり、高い寸法精度を維持できると共に、期待された電磁吸引力を確実に発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の電磁弁の全体構成を示す断面図である。
【図２】ステータの下面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】ステータを形成する板材の形状を示す斜視図である。
【図５】サブハーネスの構成を示す斜視図である。
【図６】ステータへの透孔の開け方を説明する説明図である。
【符号の説明】
１…電磁弁２…ポンプハウジング４…流体通路
５…バルブハウジング７…バルブケーシング８…ニードル弁
９…アーマチュア１４…ステータ１５…板材
１６…コイル挿入溝１７…貫通孔１８…透孔（円形の穴）
Ｄ…ドリル（回転切削工具）１９…コイル２１…コイル端子
２３…圧縮コイルばね

Claims

湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなるステータに対し、その軸方向に回転切削工具によって円形の穴を開けるための穴開け方法であって、
前記回転切削工具によって開ける穴の半径を、当該穴が開けられる位置における前記板材の曲率半径よりも小さく設定したこと、
を特徴とするステータの穴開け方法。
湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなるステータに対し、その軸方向に回転切削工具によって円形の穴を開けるための穴開け方法であって、
前記回転切削工具として、その回転中心から外周部までの最大距離が、前記穴を開ける位置における前記板材の曲率半径よりも小さい回転切削工具を用いたこと、
を特徴とするステータの穴開け方法。
湾曲形状をなす複数の磁性体の板材を渦巻き状に積層してなり、その軸方向に回転切削工具により円形の穴が設けられたステータであって、
前記穴の半径は、当該穴が設けられた位置における前記板材の曲率半径よりも小さく設定されていること、
を特徴とするステータ。