JP4187254B2 - 常閉型電磁弁の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、可動コアが弁座側に付勢されることにより、可動コアと共に進退移動する弁体が弁座に当接して閉弁状態となる常閉型電磁弁の製造方法に関する。

従来より可動コアがバネなどの弾性付勢部材により付勢されて、可動コアの先端側に設けられた弁体が弁座に当接して閉弁状態となり、通電コイルによりコアを励磁して、その電磁吸引力により可動コアを固定コア側に引き寄せることによって開弁状態となる常閉型電磁弁が知られている（特許文献１参照）。
特開平８−１５２０７６号公報

このような常閉型電磁弁では、弾性付勢部材が可動コアに与える付勢力が電磁弁の閉弁力を決定する重要な要素となっている。このため、常閉型電磁弁に用いられる弾性付勢部材の特性にばらつきがあると、閉弁時における弾性付勢部材の付勢力にばらつきが生じる。すなわち、通電（励磁）時には弾性付勢部材の付勢力に抗して開弁動作に必要な電磁吸引力にばらつきを生じ、非通電（消磁）時には弾性付勢部材の付勢力に抗して開弁する開弁圧（開弁特性）にばらつきを生じることになり、調圧制御特性のばらつきにつながる。このように、弾性付勢部材の特性のばらつきは、調圧制御の精度向上の妨げとなっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性付勢部材の特性ばらつきの影響が少ない常閉型電磁弁の製造方法を提供することにある。

本発明は、ボディ部材に固定された固定コアと弁座との間において可動コアが弾性付勢部材により当該弁座側に付勢されながら当該弁座に当接可能な弁体と共に進退移動可能に設けられる常閉型電磁弁の製造方法において、貫通孔を有する前記可動コアの一方の端部側から前記弾性付勢部材を当該貫通孔に挿入した状態で、前記弁体を前記貫通孔に前記弾性付勢部材を圧縮しながら圧入進行し、圧縮された前記弾性付勢部材が与える付勢力をモニタしながら、前記付勢力が設定値になるまで前記弁体を圧入進行し、前記弁体を圧入固定する工程と、前記弁座が前記ボディ部材に圧入固定された状態において、前記弁体が前記弁座に当接するように前記貫通孔に前記弁体が圧入固定されている前記可動コアを、前記ボディ部材に挿入する工程と、前記貫通孔の開放端部から前記ボディ部材の収容空間の開放端部までの深さと予め設定された前記可動コアのストローク長とに基づいて前記固定コアの挿入量を設定し、設定された前記挿入量に基づいて前記固定コアを前記ボディ部材の前記収容空間に挿入して当該ボディ部材に固着させる工程と、を含むことを特徴とする常閉型電磁弁の製造方法に関するものである。また、本発明は、ボディ部材に固定された固定コアと弁座との間において可動コアが弾性付勢部材により当該弁座側に付勢されながら当該弁座に当接可能な弁体と共に進退移動可能に設けられる常閉型電磁弁の製造方法において、貫通孔を有する前記可動コアの一方の端部側から前記弾性付勢部材を当該貫通孔に挿入した状態で、前記弁体を前記貫通孔に前記弾性付勢部材を圧縮しながら圧入進行し、圧縮された前記弾性付勢部材が与える付勢力をモニタしながら、前記付勢力が設定値になるまで前記弁体を圧入進行し、前記弁体を圧入固定する工程と、前記弁座が前記ボディ部材に圧入固定された状態において、前記弁体が前記弁座に当接するように前記貫通孔に前記弁体が圧入固定されている前記可動コアを、前記ボディ部材に挿入する工程と、前記貫通孔の開放端部から前記弁体の先端までの長さと予め設定された前記可動コアの設定ストローク長とに基づいて前記固定コアの挿入量を設定し、設定された前記挿入量に基づいて前記固定コアを前記ボディ部材の前記収容空間に挿入して当該ボディ部材に固着させる工程と、を含むことを特徴とする常閉型電磁弁の製造方法に関するものである。

本発明によれば、弁体を可動コアに圧入固定する工程と固定コアをボディ部材に挿入して固着させる工程とにおいて、弾性付勢部材の弾性特性に応じて弁体の圧入量ならびに固定コアの挿入量を調整する。これにより各部材の加工精度のみでは調整できなかった弾性付勢部材の特性ばらつきが与える影響を低減することができる。従って本発明によれば、可動コアに与えられる付勢力が均一化され、調圧制御の精度向上が可能な常閉型電磁弁を製造することができるようになる。また、従来は弾性付勢部材のばらつきを考慮して電磁吸引力を発生させる通電コイルの出力マージンを十分に確保するために大きな通電コイルを用意する必要があったが、本発明によれば、部材の組み付け段階で弾性付勢部材の付勢力が均一化されるため通電コイルを小型化することができるようになる。

以下、本発明に好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る常閉型電磁弁１０を模式的に示す断面図である。

本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０は、例えば、車両用アンチロックブレーキ制御装置等の液圧制御機器に組み付けられ、ブレーキの作動液の液圧制御に用いられる。

常閉型電磁弁１０は、図１に示すように、例えば、車両用アンチロックブレーキ制御装置等の基体３０に設けられた装着孔３２に例えば、Ｏリングからなるシール部材２７、２８およびストッパ部材２９を介して嵌装され、環状の係止部材２６により固着されて組み
付けられている。基体３０には、常閉型電磁弁１０の嵌装方向に装着孔３２を兼用する第１液路３０ａが設けられ、シール部材２７、２８の間には第２液路３０ｂが設けられている。

この常閉型電磁弁１０が組み付けられた車両用アンチロックブレーキ制御装置では、基体３０の第１液路３０ａ側からブレーキの作動液が流入し、開弁状態において第１液路３０ａと第２液路３０ｂとが連通し、作動液が第２液路３０ｂ側へ吐出される構造となっている。また、弁座２０内の空間を介して第２液路３０ｂ側から作動液を流入させて、第１液路３０ａ側へ吐出させることも可能である。そして、この車両用アンチロックブレーキ制御装置においては、第１液路３０ａと第２液路３０ｂとの間に介在する常閉型電磁弁１０が作動液の流動経路の一部を担っている。

より具体的には、第１液路３０ａから作動液が流入する場合、作動液は、ボディ部材１２の弁座２０側の開口端部から、弁座２０内部の第２開口部２０ｂを経て第１開口部２０ａに至る空間を介して、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内に流動し、ボディ部材１２の側面に設けられた流入／吐出口１２ｂおよびストッパ部材２９の開口部を介して第２液路３０ｂ側へ流動して吐出される。そして、この常閉型電磁弁１０の弁座２０においては、弁体１８による第１開口部２０ａの開閉が行われて、作動液の液圧状態が制御される。なお、本実施の形態の常閉型電磁弁１０では、第２液路３０ｂ側から作動液を流入させ、第１液路３０ａ側へ吐出させることもできる。この場合は、常閉型電磁弁１０の内部において上述とは逆の流動経路をたどる。本実施形態の常閉型電磁弁１０では、特に望ましくは、第１液路３０ａ側から弁内部へ作動液が流入して、第２液路３０ｂ側へ作動液が吐出（排出）されるように液圧制御機器に設けられることが望ましい。言い換えれば、常閉型電磁弁１０は、弁体１８と弁座２０とが当接した閉弁状態において、可動コア１６に対するバネ部材１５の付勢方向に抗して流れる作動液の流路を遮断することが望ましい。第１液路３０ａから第２液路３０ｂへ作動液が流れる流路では、バネ部材１５の付勢力のばらつきが電磁弁の調圧制御性に大きな影響を与えるため、後述する可動コア１６への弁体１８の圧入量を調整する手法によって、弁の調圧制御性に関して大きな改善効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０には、ブレーキの作動液に混入した不純物が常閉型電磁弁１０の内部に流入するのを防止すべく、第１液路３０ａに対しては、フィルタ部材２２が設けられている。また、第２液路３０ｂ側から作動液が流入するような使用状態である場合は、第２液路３０ｂに対応した開口部を有するストッパ部材２９にフィルタ機能を持たせた構成とすることも可能である。

次に、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の内部構造を具体的に説明する。

常閉型電磁弁１０は、円筒状の非磁性体からなるボディ部材１２を有する。このボディ部材１２は、一端から他端にかけて貫通した収容空間１２ａを有し、その一端側が閉塞されるように、例えば、溶接などにより磁性体からなる固定コア１４が固着されている。ボディ部材１２は、円筒状のものに限られず、後述する可動コア１６と弁座２０を収容するための収容空間１２ａを有しているものであれば貫通孔を有するハウジングであってもよい。ただし、常閉型電磁弁１０の小型化の観点からは、肉薄の筒状のものが好適である。このようなボディ部材１２は、例えば、絞り加工により形成することができる。

また、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内には、磁性体からなる可動コア１６が嵌装されている。可動コア１６は、固定コア１４側から弁座２０側にかけて貫通した貫通孔１６ａを有し、貫通孔１６ａの弁座２０側の端部に弁体１８が圧入固定されている。

本実施の形態においては、可動コア１６に設けられた貫通孔１６ａの一部と貫通孔１６ａに圧入された弁体１８の固定コア１４側の端部１８ｃとにより可動コア１６を弁座２０側に付勢するバネ部材１５（弾性付勢部材の一例）の少なくとも一部が収容されるバネ収容部１９が形成される。バネ部材１５は、固定コア１４の端部１４ａと可動コア１６の貫通孔１６ａに圧入固定された弁体１８の固定コア１４側の端部１８ｃとの間に縮設されている。すなわち、可動コア１６は、圧入固定された弁体１８の端部１８ｃがバネ部材１５より荷重を受けることによって、固定コア１４と弁座２０との間で収容空間１２ａ内を弁座２０側に付勢されながら所定のストローク長ｄ_３で摺動することができる。

このように本実施の形態では、可動コア１６に貫通孔１６ａが設けられており、弁体１８が可動コア１６の貫通孔１６ａに圧入固定されてバネ収容部１９を構成するため、バネ部材１５の特性にばらつきがあっても、可動コア１６の貫通孔１６ａへの弁体１８の圧入量ｄ_１を調整することで、縮設されるバネ部材１５の圧縮量を調整して特性ばらつきの影響を軽減することができる。すなわち、本実施の形態の常閉型電磁弁１０では、バネ部材１５による付勢力の均一化を図ることができ、調圧制御の精度を高めることができる。

特に本実施の形態では、弁体１８は、バネ部材１５が可動コア１６に与える付勢力が所定値になるように、バネ部材１５のバネ定数（弾性特性の一例）に応じた圧入量ｄ_１で貫通孔１６ａに圧入される。このようにすれば、バネ部材１５の特性ばらつきによる閉弁時における付勢力のばらつきを弁体１８の圧入量ｄ_１を調整することで解消することができる。このとき、固定コア１４のボディ部材１２への挿入量ｄ_２は弁体１８の圧入量ｄ_１に応じて設定すればよい。

弁体１８は、可動コア１６と共に収容空間１２ａ内を進退移動し、先端に設けられた当接部１８ａがボディ部材１２の一端に固定された弁座２０の第１開口部２０ａに当接して常閉型電磁弁１０を閉弁状態とする。

また弁体１８には、可動コア１６と弁座２０との間に作動液が閉じ込められることにより可動コア１６の固定コア１４側と弁座２０側との間に生ずる差圧をなくして、可動コア１６を円滑に進退移動させるために、収容空間１２ａの可動コア１６に対する弁座２０側と固定コア１４側とを連通させる連通部１８ｂが設けられている。図１に示す常閉型電磁弁１０では、バネ収容部１９がバネ部材１５を収容するための空間だけではなく、可動コア１６と弁座２０との間の差圧をなくすための空間も兼ねている。このような構成において弁体１８に連通部１８ｂを設けるようにすれば、連通部１８ｂを介して弁座２０側と可動コア１６の固定コア１４側に設けられたバネ収容部１９とを連通させることで可動コア１６の固定コア１４側と弁座２０側との間の差圧をなくすことができるとともに、可動コア１６と固定コア１４との間の対向部分の面積を大きく確保することができるようになる。これにより開弁動作における可動コア１６と固定コア１４との間の電磁吸引力を増すことができ、コイル４６の小型化あるいは常閉型電磁弁１０全体の低消費電力化を達成することができる。なお連通部１８ｂは、弁体１８の内部に孔を設ける構成としてもよいし、弁体１８の表面部に溝を設けた構成としてもよい。

弁座２０は、ボディ部材１２の収容空間１２ａ内において、固定コア１４により閉塞された端部と反対側の開口端部に圧入固定されている。また弁座２０は、第１開口部２０ａと第２開口部２０ｂとを有し、第１開口部２０ａから第２開口部２０ｂに至る連通空間が作動液の流動経路の一部を構成する。第１開口部２０ａは、弁体１８の当接部１８ａにより開閉される。第２開口部２０ｂは、基体３０の第１液路３０ａ側に開口しており、作動液の流入口あるいは吐出口として常時開口されている。

また、ボディ部材１２と固定コア１４との外周には、コイルケース４２が嵌装されている。このコイルケース４２は主として磁性体から構成され、その内部にコイル４６を巻装したボビン４４が収納されている。

本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０においては、コイル４６への通電により固定コア１４が励磁されると、可動コア１６に対して固定コア１４側への電磁吸引力が発生する。すると、可動コア１６は、ボディ部材１２の内壁にガイドされながら、収容空間１２ａ内の固定コア１４と弁座２０との間において所定のストローク長ｄ_３をもって摺動することができる。すなわち、可動コア１６は、コイル４６の消磁状態においては、バネ部材１５
より与えられる付勢力を受けて閉弁動作を行い、コイル４６により固定コア１４が励磁されることにより可動コア１６に対して固定コア１４側に働く磁気吸引力によって開弁動作を行う。このような常閉型電磁弁１０における開弁／閉弁動作は、弁座２０の第１開口部２０ａが弁体１８の当接部１８ａにより開閉されることにより実現される。

次に、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０の製造方法について説明する。

本実施の形態の常閉型電磁弁１０の製造方法においては、ボディ部材１２への各部材の組み付け時においてバネ部材１５の特性に応じて弁体１８の可動コア１６の貫通孔１６ａへの圧入量ｄ_１を調整することでバネ部材１５の付勢力の均一化を図ることを特徴とする。具体的には、以下のように行うことができる。

まず、弁体１８を可動コア１６の貫通孔１６ａへ圧入固定してユニット化する工程を行う。この工程では、図２に示すように可動コア１６の貫通孔１６ａにバネ部材１５を挿入した状態で可動コア１６の開放側端部を圧入荷重受け部材８０に搭載し、可動コア１６の貫通孔１６ａの一方の端部側から弁体１８を圧入していく。このときバネ部材１５は、弁体１８に押圧されることによりピン９０を下に押し込み、下方に配置した荷重センサ１００によりバネ部材１５の付勢力をモニタしながら弁体１８の圧入を行う。そして、図３に示すようにバネ部材１５の付勢力が所定の設定値になる圧入量ｄ_１で弁体１８の圧入を終了する。

本実施の形態の製造方法では、弁体１８の圧入量ｄ_１が使用するバネ部材１５の特性に応じて変化する結果、可動コア１６への弁体１８の圧入が完了した状態では、可動コア１６の貫通孔１６ａ内に形成されるバネ収容部１９の深さｄ_４ならびに可動コア１６の貫通孔１６ａの開放端部から弁体１８の先端までの長さｄ_５も変化することになる。

このため本実施の形態では、固定コア１２の挿入量ｄ_２は、予め設定された可動コア１６のストローク長（可動コア１６の摺動可能距離）ｄ_３と可動コア１６の貫通孔１６ａへの弁体１８の圧入量ｄ_１とに関連付けて設定される。すなわち、本実施の形態では固定的に設定された可動コア１６のストローク長ｄ_３と弁体１８の圧入量ｄ_１によって変化する寸法とに基づいて固定コア１４の挿入量ｄ_２を設定することでバネ部材１５の付勢力の均一化を図ることができる。

具体的には、第１の例として、弁座２０がボディ部材１２に圧入された状態において、弁体１８が弁座２０に当接するように貫通孔１６ａに弁体１８が圧入されている可動コア１６をボディ部材１２に挿入し、この状態での可動コア１６の貫通孔１６ａの開放端部からボディ部材１２の収容空間１２ａの開放端部までの深さｄ_６と可動コア１６のストローク長ｄ_３とに基づいて固定コア１４の挿入量ｄ_２を設定することができる。

また第２の例として、可動コア１６の貫通孔１６ａに弁体１８を圧入した状態で可動コア１６の貫通孔１６ａの開放端部から弁体１８の先端までの長さｄ_５と可動コア１６の設定ストローク長ｄ_３とに基づいて固定コア１４の挿入量ｄ_２を設定することができる。

本実施の形態では上述の例のようにして設定された挿入量ｄ_２に基づいて、図４及び図５に示すように固定コア１４をボディ部材１２の収容空間１２ａに挿入しながらバネ部材１５を固定コア１４の端部１４ａと弁体１８の端部１８ｃとの間に縮設し、その後溶接により固定コア１４をボディ部材１２に固着させることによりボディ部材１２への各部材の組み付けを完了する。

以上に述べたように本実施の形態の製造方法によれば、弁体１８を可動コア１６の貫通
孔１６ａに圧入固定する工程と固定コア１４をボディ部材１２の収容空間１２ａに挿入して固着させる工程とにおいて、バネ部材１５の弾性特性に応じて弁体１８の圧入量ｄ_１を調整し、弁体１８の圧入量ｄ_１に応じて固定コア１４の挿入量ｄ_２を設定することにより各部材の加工精度のみでは調整できなかったバネ部材１５の特性ばらつきが閉弁時におけるバネ部材１５の付勢力に与える影響を低減することができる。従って本実施の形態の製造方法によれば、可動コア１６に与えられる付勢力、すなわちバネ部材１５が弁体１８の端部１８ｃに与える荷重が均一化され、調圧制御の精度が良好な常閉型電磁弁１０を製造することができる。

また、従来はバネ部材１５の特性ばらつきを予め考慮して電磁吸引力を発生させるコイル４６の出力マージンを十分に確保するために大きなコイルを用意する必要があったが、本実施の形態の製造方法によれば、部材の組み付け段階でバネ部材１５の付勢力が均一化されるためコイル４６を小型化することができるようになる。

以上に本発明に好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述した態様に限られるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形態様により実施することができる。例えば、本実施の形態に係る常閉型電磁弁１０は、車両用アンチロックブレーキ制御装置に限らず、各種液圧制御機器に適用することが可能である。

本実施の形態に係る常閉型電磁弁を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る常閉型電磁弁の一製造工程を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る常閉型電磁弁の一製造工程を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る常閉型電磁弁の一製造工程を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る常閉型電磁弁の一製造工程を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１０ 常閉型電磁弁、１２ ボディ部材、１２ａ 収容空間、１２ｂ 流入／吐出口、１４ 固定コア、１５ バネ部材、１６ 可動コア、１６ａ 貫通孔、１８ 弁体、
１８ａ 当接部、１８ｂ 連通部、１９ バネ収容部、２０ 弁座、
２０ａ 第１開口部、２０ｂ 第２開口部、２２ フィルタ

Claims (2)

1. ボディ部材に固定された固定コアと弁座との間において可動コアが弾性付勢部材により当該弁座側に付勢されながら当該弁座に当接可能な弁体と共に進退移動可能に設けられる常閉型電磁弁の製造方法において、
   貫通孔を有する前記可動コアの一方の端部側から前記弾性付勢部材を当該貫通孔に挿入した状態で、前記弁体を前記貫通孔に前記弾性付勢部材を圧縮しながら圧入進行し、圧縮された前記弾性付勢部材が与える付勢力をモニタしながら、前記付勢力が設定値になるまで前記弁体を圧入進行し、前記弁体を圧入固定する工程と、
   前記弁座が前記ボディ部材に圧入固定された状態において、前記弁体が前記弁座に当接するように前記貫通孔に前記弁体が圧入固定されている前記可動コアを、前記ボディ部材に挿入する工程と、
   前記貫通孔の開放端部から前記ボディ部材の収容空間の開放端部までの深さと予め設定された前記可動コアのストローク長とに基づいて前記固定コアの挿入量を設定し、設定された前記挿入量に基づいて前記固定コアを前記ボディ部材の前記収容空間に挿入して当該ボディ部材に固着させる工程と、
   を含むことを特徴とする常閉型電磁弁の製造方法。
2. ボディ部材に固定された固定コアと弁座との間において可動コアが弾性付勢部材により当該弁座側に付勢されながら当該弁座に当接可能な弁体と共に進退移動可能に設けられる常閉型電磁弁の製造方法において、
   貫通孔を有する前記可動コアの一方の端部側から前記弾性付勢部材を当該貫通孔に挿入した状態で、前記弁体を前記貫通孔に前記弾性付勢部材を圧縮しながら圧入進行し、圧縮された前記弾性付勢部材が与える付勢力をモニタしながら、前記付勢力が設定値になるまで前記弁体を圧入進行し、前記弁体を圧入固定する工程と、
   前記弁座が前記ボディ部材に圧入固定された状態において、前記弁体が前記弁座に当接するように前記貫通孔に前記弁体が圧入固定されている前記可動コアを、前記ボディ部材に挿入する工程と、
   前記貫通孔の開放端部から前記弁体の先端までの長さと予め設定された前記可動コアの設定ストローク長とに基づいて前記固定コアの挿入量を設定し、設定された前記挿入量に基づいて前記固定コアを前記ボディ部材の前記収容空間に挿入して当該ボディ部材に固着させる工程と、
   を含むことを特徴とする常閉型電磁弁の製造方法。

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