JP6169452B2 - 圧力流体制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、スプール弁と電磁弁とが弁本体に設けられて構成される圧力流体制御装置に関する。

入力ポート、出力ポート及び解放ポートが形成されたスプール弁と、電磁弁とを同一のボディに取り付けた圧力流体制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、スプール弁の出力ポートが入力ポート又は解放ポートのいずれかに選択的に連通する。すなわち、出力ポートは、入力ポートに連通しているときには解放ポートとは非連通（連通遮断）状態となり、一方、解放ポートに連通しているときには入力ポートとは非連通状態となる。

上記の切り替えは、前記電磁弁の作用下に行われる。すなわち、スプール弁には、電磁弁の出口ポートに連通するパイロット室が形成されている。電磁弁が閉状態であるときには、入力ポートから入力された圧力流体が前記パイロット室に流通することがなく、出力ポートと解放ポートが連通状態となる。

これに対し、電磁弁が開くと、入力ポートから入力された圧力流体が電磁弁の出口ポートを経由して前記パイロット室に流通する。この圧力流体によって押圧されたスプールが変位することにより、解放ポートと出力ポートの連通が遮断されるとともに、入力ポートと出力ポートが連通する。

圧力流体制御装置は、以上のように動作することにより、圧力流体の圧力を制御する機能を営む。

特開２００３−１５６１７３号公報

特許文献１の図１に示されるように、電磁弁は、スプール弁が設けられるボディとは別体のボディを有する。以下、説明の便宜のために前者を第１ボディ、後者を第２ボディと表記すると、電磁弁は、第１ボディに形成された収納孔に第２ボディが圧入されることで第１ボディに取り付けられている。

この場合、収納孔の内径を、第２ボディを圧入することが可能な大きさとする必要がある。そして、第１ボディは、内径が大きな収納孔を形成したことに伴って剛性が低下しないように厚肉とする必要がある。以上のような理由から、この種の圧力流体制御装置の小型軽量化を図ることは容易ではない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、電磁弁及びスプール弁を設けるボディ（弁本体）の肉厚を小さくし得、これにより小型軽量化を図り得る圧力流体制御装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、弾発部材によってパイロット室に指向して弾発付勢されたスプールを有するスプール弁と、前記スプール弁の入力ポートと前記パイロット室とを連通状態又は連通遮断状態に切り換える電磁弁と、前記スプール弁及び前記電磁弁が設けられた弁本体とを有する圧力流体制御装置において、
前記電磁弁は、弁体が着座する弁座がそれぞれ設けられた第１弁座部材及び第２弁座部材を有するとともに、前記第１弁座部材の圧入孔に対して前記第２弁座部材が圧入されることで構成される組立体と、
前記弁体に対して押圧力を付与する弁棒と、
ボビンに電磁コイルが巻回されてなるボビンコイルを含み、前記弁棒を変位させるためのソレノイド部と、
前記ボビンコイルを収容するハウジングと、
前記ハウジングが係止されるとともに、前記弁本体に装着されて位置決め固定される固定コア部材と、
を具備し、
前記弁本体には、前記弁棒が通る収納孔が形成され、
前記固定コア部材は、前記収納孔に圧入される円筒部と、該円筒部に比して大径であり且つ前記ハウジングが装着されるフランジ部とを有するとともに、前記弁棒が通される挿通孔が形成され、
前記収納孔には、内径が相違することで第１環状段部及び第２環状段部が形成され、
前記第１環状段部によって前記組立体が堰止されるとともに、前記第２環状段部によって前記固定コア部材の前記円筒部が堰止されることで、前記電磁弁が前記弁本体に対して装着されていることを特徴とする。

すなわち、本発明においては、スプール弁を設けた弁本体の収納孔に、電磁弁を構成する組立体と固定コア部材を圧入するとともに、該固定コア部材にハウジングを装着するようにしている。このような構成とすることにより、電磁弁に、前記弁本体とは別個の弁本体を設ける必要がなくなる。換言すれば、圧力流体制御装置の弁本体の収納孔に対し、電磁弁を構成する弁本体を挿入する必要がない。

この分だけ、圧力流体制御装置の弁本体に形成する収納孔の直径を小さくすることができる。また、収納孔の直径が小さくなるために弁本体の剛性が大きくなる。以上のような理由から、弁本体の肉厚を小さくし得、その結果として、圧力流体制御装置の小型軽量化を図ることができる。

加えて、本発明では、従来技術において設けられていた、電磁弁を構成するための弁本体が不要である。このため、コストの低廉化を図ることができる。

その上、この構成では、固定コア部材を収納孔に圧入することによって電磁弁を弁本体に装着することができる。換言すれば、従来技術のようにハウジングに溶接されたステーを用いることなく電磁弁を装着することが可能である。この結果、ハウジングへのステーの溶接工程が削減されるので、従来技術に比してコストの低廉化を図ることができる。さらに、ハウジングに溶接されたステー、すなわち、汎用性の低い専用部品を用いることがないので、電磁弁の装着に対する汎用性を向上することが可能となる。

また、この構成では、第１環状段部及び第２環状段部の位置を管理することにより、組立体と固定コア部材の収納孔への圧入深さが適切量となる。このことから、弁棒のストローク量が精度よく設定される。

圧力流体制御装置は、前記固定コア部材の前記円筒部に環状溝が形成されるとともに、該固定コア部材の前記挿通孔に圧入されて前記弁棒を支持する軸受をさらに備えるものであることが好ましい。この場合、前記軸受の前記挿通孔に対する嵌合箇所を、前記環状溝よりも前記フランジ部側に偏倚するとよい。

例えば、軸受が挿通孔の内径の設計寸法よりも大きいときには、環状溝が形成された部位（シール部材装着部位）が他の部位に比して薄肉であるため、軸受が挿通孔に圧入されることに伴って固定コア部材の円筒部が挿通孔の内壁側から押圧され、その結果として、シール部材装着部位が拡径（変形）する懸念がある。しかしながら、上記の構成では、軸受が環状溝を越えて圧入されることがない。従って、シール部材装着部位が変形することが回避される。このため、弁本体と固定コア部材との間のシールが保たれる。

また、環状溝を越えて軸受を圧入する従来技術では、シール部材装着部位の変形を抑制するべく固定コア部材の円筒部の肉厚を大きくするようにしているが、上述した構成によればシール部材装着部位が変形する懸念を払拭し得るので、円筒部の肉厚を小さくすることができる。これにより固定コア部材、ひいては圧力流体制御装置の一層の小型軽量化を図ることができる。

そして、ハウジングを弁本体から抜け防止するためのステーが、ネジを介して前記弁本体に連結されていることが好ましい。これにより、電磁弁の抜け防止（フェイルセーフ機能）がなされる。ステーでスプール弁側を併せて覆うようにすれば、スプール弁の抜け防止（フェイルセーフ機能）ともなる。

ここで、電磁弁は、ソレノイド部が、前記弁体を前記弁座に対して着座又は離間させるために前記ハウジング内で変位する可動コア部材と、前記ハウジングの内部で位置決めされた第２の固定コア部材とをさらに有するものであり、且つ前記第２の固定コア部材が、前記ボビンの端面と、前記ハウジングの端面との間に介在する介在部と、前記介在部から突出して前記可動コア部材とともに前記ボビンの貫通孔に挿入されるコア部とを有するものであることが好ましい。

従来技術に係る電磁弁では、中実の固定コアがハウジングと一体的に形成されるが、上記の構成においては、第２の固定コア部材のコア部がハウジングの端面から離間するので、第２の固定コア部材のコア部とハウジングの端面との間に中空部が形成される。この分、従来技術に係る電磁弁に比して軽量化を図ることが可能となる。

しかも、ハウジングと一体的な固定コア部を設ける必要がないので、ハウジング及び第２の固定コア部材の各々の形状が簡素となる。従って、ハウジング及び第２の固定コア部材を、例えば、薄肉の素材からプレス加工によって個別に作製することができる。すなわち、鍛造加工装置に比して設備投資が低廉なプレス加工装置を選定することができる上、ハウジング及び第２の固定コア部材を薄肉のものとして得ることができる。以上のような理由から、コストの低廉化を図ることができるとともに、電磁弁の小型軽量化を図ることができる。勿論、これに伴って圧力流体制御装置の小型軽量化が図られる。

ここで、第２の固定コア部材の前記介在部は、前記ハウジングからボビンコイルを離脱したときに第２の固定コア部材がハウジングから取り外し自在となるように、ハウジングの端面に当接するのみであることが好ましい。換言すれば、第２の固定コア部材をハウジングに連結させたり、ハウジングに圧入したりする必要は特にない。この分、ソレノイドバルブの組立作業が簡便且つ容易となり、組立効率が向上する。

本発明によれば、スプール弁を設けた弁本体の収納孔に、電磁弁を構成する組立体と固定コア部材を圧入するとともに、該固定コア部材にハウジングを装着するようにしているので、電磁弁に、前記弁本体とは別個の弁本体を設ける必要がない。このため、前記弁本体に形成する収納孔の直径を小さくすることができる。これに伴って弁本体の剛性が大きくなるので、弁本体の肉厚を小さくすることが可能である。

以上のような理由から、弁本体の肉厚を小さくし得える。従って、圧力流体制御装置の小型軽量化を図ることができる。

また、上記構成では、固定コア部材を収納孔に圧入することによって電磁弁を弁本体に装着するようにしたので、ハウジングに溶接されたステー（従来技術）を用いる必要がない。この結果、コストの低廉化を図ることができるとともに、電磁弁の装着に対する汎用性を向上することが可能となる。

しかも、上記構成では、第１環状段部及び第２環状段部の位置を管理することにより、組立体と固定コア部材の収納孔への圧入深さを適切量に調整することができる。このことから、弁棒のストローク量を精度よく制御することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る圧力流体制御装置において、スプール弁及び電磁弁の双方が閉状態にあるときの概略全体縦断面図である。 前記電磁弁を構成する第１弁座部材、第２弁座部材及び弁体（ボール）等を拡大して示した要部拡大断面図である。 前記電磁弁を構成するハウジングと、該ハウジングの大径部を覆うためのステーの概略平面図である。 前記ハウジング及び前記ステーの概略斜視図である。 前記電磁弁を構成するハウジングと第２の固定コア部材の分解斜視図である。 前記スプール弁及び前記電磁弁の双方が開状態にあるときの概略全体縦断面図である。

以下、本発明に係る圧力流体制御装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下、図１を参照した説明における「下方」、「上方」は、図１における下方、上方を意味するものとする。図２及び図６においても同様である。

図１は、本実施の形態に係る圧力流体制御装置１０の通電前（通電停止時）における概略全体縦断面図である。この圧力流体制御装置１０は、自動車に搭載されるエンジンの動弁装置（いずれも図示せず）の作動特性を変更するためのものであり、スプール弁１２と、電磁弁１４と、これらスプール弁１２及び電磁弁１４を設けた弁本体１６とを有する。

弁本体１６には、摺動孔１８及び収納孔２０が形成され、開口上端がプラグ２２で閉塞された摺動孔１８にスプール弁１２が設けられるとともに、収納孔２０に電磁弁１４が設けられる。

先ず、スプール弁１２につき説明する。スプール弁１２は、摺動孔１８に連通する入力ポート２４、第１出力ポート２６、第２出力ポート２８及び解放ポート３０が弁本体１６に形成されるとともに、スプール３２が摺動孔１８に摺動可能に収容されることで構成される。圧力流体が導入される入力ポート２４には、フィルタ３４が設置される。

スプール３２は、下方側底面から軸線方向に沿って延在するとともに内室３６が形成された長尺な中空体であり、内室３６に連なる大径な下方中空部はスプリング室３８となる。一方、摺動孔１８の底部には、摺動孔１８に比して小径な着座室４０が陥没形成され、スプリング室３８及び着座室４０に第１リターンスプリング４２（弾発部材）が収容される。

勿論、該第１リターンスプリング４２の下端は着座室４０に着座し、上端はスプリング室３８の内壁に当接している。このため、スプール３２は、第１リターンスプリング４２の作用下にプラグ２２側に向かって弾発付勢されている。スプール３２の大径下端部には、外壁からスプリング室３８の内壁に至る第１横孔４４が複数個（例えば、４個）、互いに略等間隔で離間するようにして貫通形成される。

なお、摺動孔１８の底部は、後述するように、スプール３２を堰止するストッパ部として機能する。

スプール３２の側壁には、第１環状凹部４６、第２環状凹部４８が直径方向内方に向かうようにして陥没形成される。第１環状凹部４６は入力ポート２４に臨み、第２環状凹部４８は解放ポート３０に臨む。第２環状凹部４８の底壁からは、内室３６の内壁まで到達した第２横孔５０が形成される。

スプール３２の上端部は、下端部に比して小径で中実な円柱状突部をなす。摺動孔１８は、この円柱状突部の周囲とプラグ２２によって形成されるパイロット室５２を含む。

上記したように、摺動孔１８の開口上端は、圧入されたプラグ２２によって閉塞される。プラグ２２と摺動孔１８の内壁との間は、第１Ｏリング５４によってシールされる。

一方、電磁弁１４は、収納孔２０に収容された組立体６０と、磁性体からなり収納孔２０の開口近傍に装着された第１固定コア部材６２（固定コア部材）とを有する。すなわち、収納孔２０内には、下端側から上端側に内径が順次拡径されることで第１環状段部６４、第２環状段部６６が形成されており、前記組立体６０が第１環状段部６４に堰止されるとともに、第１固定コア部材６２が第２環状段部６６に堰止されている。第１固定コア部材６２には、ソレノイド部６８の大部分を収容したハウジング７０が係止される。

組立体６０につき説明すると、図２に拡大して示すように、該組立体６０は、第１弁座部材７２と第２弁座部材７４からなる。具体的には、第１弁座部材７２には、その長手方向に沿って、挿入口７６、圧入孔７８、弁孔８０、絞り孔８１及びドレン孔８２が下端部側からこの順序で連なるようにして形成される。この中の圧入孔７８には、略円筒体形状をなし、上端部に第１弁座８４が設けられた第２弁座部材７４が圧入される。

第２弁座部材７４には、挿入口７６に連通する入口ポート８８が形成される。従って、入口ポート８８には弁孔８０が連なる。該弁孔８０には、弁体としてのボール９０が収容される。さらに、第２弁座部材７４においては、弁孔８０の内壁から外壁に至る横孔９２が貫通形成され、該横孔９２の外壁における開口が出口ポート９４となる。すなわち、弁孔８０は、出口ポート９４に連通する。さらに、出口ポート９４の上方には排出ポート９５（図１参照）が形成される。

弁孔８０からドレン孔８２に至る途中の内壁は絞り孔８１によって小径となるように絞られており、これにより、第１弁座部材７２の上端部に第２弁座９６が設けられている。後述するように、ボール９０は、第１弁座８４又は第２弁座９６のいずれかに着座する。

ドレン孔８２は、第２弁座９６から上方に向かうにつれてテーパー状に拡開する。このドレン孔８２により、弁孔８０が収納孔２０に連通する。

収納孔２０には、弁棒９８が挿入される（図１参照）。この弁棒９８は、最も小径な当接部１００、最も大径な長尺部１０２、該長尺部１０２に比して若干小径な係合部１０４からなる。

この中の当接部１００は、その下端部がドレン孔８２及び絞り孔８１を通って弁孔８０に進入し、先端面がボール９０に当接する。後述するように、弁棒９８がボール９０に対して押圧力を付与することにより、該ボール９０が第２弁座９６から第１弁座８４に向かって変位する。

弁棒９８は、軸受１０６と、ソレノイド部６８を構成する可動コア部材１０８とで保持（支持）されている。すなわち、先ず、軸受１０６は、小径且つ長尺な案内部１１０と、前記案内部１１０に比して大径な円盤形状部１１２とを有する。

円盤形状部１１２は、第１固定コア部材６２の挿通孔１１３の内壁に形成された第３環状段部１１４によって堰止される。なお、第３環状段部１１４は、環状溝１１６よりも上方、すなわち、ソレノイド部６８及びハウジング７０側に近接する（偏倚する）位置に設けられている。

案内部１１０から円盤形状部１１２にかけては案内孔１１８が貫通形成され、弁棒９８は、この案内孔１１８に摺動自在に通されている。また、円盤形状部１１２には、弁本体１６の軸線方向に沿って延在する図示しない呼吸孔が形成される。この呼吸孔により、ボビン１２０の貫通孔１２２と収納孔２０が連通する。

一方、可動コア部材１０８には保持孔１２４及びスプリング孔１２６が下方からこの順序で形成され、この中の保持孔１２４に、弁棒９８の長尺部１０２の上端が圧入されている。この圧入に伴って弁棒９８が可動コア部材１０８に保持され、従って、可動コア部材１０８の変位に追従して弁棒９８が変位する。

スプリング孔１２６には第２リターンスプリング１２８が収容され、該第２リターンスプリング１２８の下端の内部には、弁棒９８の係合部１０４が挿入される。この挿入により、第２リターンスプリング１２８の下端が係合部１０４、すなわち、弁棒９８に係合される。

前記第２リターンスプリング１２８の上端は、ソレノイド部６８を構成する第２固定コア部材１３０（第２の固定コア部材）に着座している。この点については、後述する。

ここで、ソレノイド部６８につき説明する。ソレノイド部６８は、前記第１固定コア部材６２、前記可動コア部材１０８及び前記第２固定コア部材１３０の他、ボビン１２０に電磁コイル１３２が巻回されてなるボビンコイル１３４を有する。

この中の第１固定コア部材６２は、収納孔２０に圧入される円筒部１３６と、該円筒部１３６に比して大径なフランジ部１３８と、円筒部１３６の軸線方向に沿って突出した円環状突部１４０を下方からこの順序で有する。円筒部１３６における環状溝１１６よりも下方は、該環状溝１１６の上方に比して若干小径に設定された小径部位である。このように構成される第１固定コア部材６２には、上記したように、前記軸受１０６を介して前記弁棒９８を通すための挿通孔１１３が軸線方向に沿って貫通形成される。

円筒部１３６の外壁には環状溝１１６が形成され、該環状溝１１６には環状シール部材１４２が装着される。これにより、弁本体１６と第１固定コア部材６２との間のシールがなされている。また、円筒部１３６の内壁には前記第３環状段部１１４が形成され、この第３環状段部１１４によって、軸受１０６が堰止されている。

前記フランジ部１３８は、環状シール部材１４２よりも上方、すなわち、ソレノイド部６８及びハウジング７０に近接する側に、直径方向外方に向かって環状に突出するように設けられる。前記円環状突部１４０は、フランジ部１３８の上端部から弁本体１６の軸線方向に沿って突出する。

ボビン１２０は、カプラ部１４４とともに一体成形された樹脂製のコイルモールド体１４６が装着された状態で、第１固定コア部材６２のフランジ部１３８の上方に配置される。フランジ部１３８とボビン１２０との間には、第２Ｏリング１４８が介在される。

第２Ｏリング１４８は、ボビン１２０から押圧されることで断面が略三角形状となるように圧潰される。圧潰によって形成された三角形の短辺に相当する２面の各々は、フランジ部１３８の上端面と、円環状突部１４０の側壁に臨む。一方、長辺（底辺）に相当する傾斜面は、ボビン１２０に臨む。

また、ボビン１２０の下端部には、上方に向かうに従って内壁がテーパー状に縮径するテーパー孔１５０が形成されている。すなわち、該テーパー孔１５０の内壁は傾斜面である。

テーパー孔１５０の内壁のテーパー角は、圧潰によって第２Ｏリング１４８に形成された傾斜面の傾斜角に対応する。すなわち、第２Ｏリング１４８には、ボビン１２０と弁本体１６から押圧されることで、テーパー孔１５０の内壁に当接する傾斜面が形成される。第２Ｏリング１４８は、この当接によって弁本体１６とボビンコイル１３４との間をシールしている。

また、ボビン１２０には、上記したようにその長手方向に沿って貫通孔１２２が形成され、該貫通孔１２２の軸線は、収納孔２０の軸線と一致する。すなわち、該貫通孔１２２は収納孔２０に連なる。

貫通孔１２２の下方には、可動コア部材１０８が挿入される。可動コア部材１０８の側壁と、貫通孔１２２の内壁との間には所定のクリアランス（遊び）が形成される。また、貫通孔１２２の上方には、前記第２固定コア部材１３０の一部が挿入される。

すなわち、第２固定コア部材１３０は、円環状の介在部１５２と、該介在部１５２から円筒形状に突出するようにして形成されたコア部１５４とを有する。この中の介在部１５２は、ボビン１２０の上端面とハウジング７０の天井壁の内面（天井面）に挟持される。

その一方で、コア部１５４がボビン１２０の貫通孔１２２に挿入されている。このため、コア部１５４はハウジング７０の天井面から離間しており、従って、コア部１５４とハウジング７０の間は空間、換言すれば、中空部である。そして、第２リターンスプリング１２８の上端面は、コア部１５４の下端面に着座している。

第２固定コア部材１３０はハウジング７０内に単に挿入されているのみであり、ハウジング７０やボビン１２０に連結されていない。すなわち、第２固定コア部材１３０は非拘束の状態である。このため、例えば、ハウジング７０から第１固定コア部材６２を離脱させ、さらに、ハウジング７０からボビンコイル１３４を取り出してハウジング７０の開口を下方に向けると、重力の作用のみで第２固定コア部材１３０をハウジング７０から容易に取り出すことができる。

ボビン１２０の上端面には環状の収容溝１５６が陥没形成され、該収容溝１５６には第３Ｏリング１５８が収容される。従って、第３Ｏリング１５８は、ボビン１２０とハウジング７０との間に介在する。

ハウジング７０の開口近傍の内壁には、該内壁の周回方向に沿って延在する環状凹部１６０が形成される。第１固定コア部材６２のフランジ部１３８が環状凹部１６０に圧入されることにより、ハウジング７０が第１固定コア部材６２に係止（装着）される。

また、ハウジング７０の開口近傍に形成された切欠１６２からは、コイルモールド体１４６のカプラ部１４４が突出する。該カプラ部１４４の内部には、導通体からなるターミナル１６４が設けられる。該ターミナル１６４には、図示しない電気供給源から電流が供給される。

以上の構成において、弁本体１６には、スプール弁１２から電磁弁１４へ、又はその逆方向に圧力流体を流通させるための流通路が設けられる。具体的には、スプール弁１２の入力ポート２４と電磁弁１４の入口ポート８８を連通する入力連通路１６６、電磁弁１４の出口ポート９４とスプール弁１２のパイロット室５２とを連通する出力連通路１６８、電磁弁１４の排出ポート９５とスプール弁１２の解放ポート３０とを連通する解放連通路１７０である。

電磁弁１４は、第１固定コア部材６２を収納孔２０に圧入することによって弁本体１６に位置決め固定される。

図３及び図４に示すように、取付ステー１７２は、ハウジング７０の環状凹部１６０の外壁に対応する大径部１７４を、該大径部１７４の半周を若干超える程度に覆うとともに、ネジ１７６を介して弁本体１６に連結されている（図１参照）。勿論、弁本体１６には、前記ネジ１７６を螺合するためのネジ穴１７８が形成されるとともに、取付ステー１７２には、前記ネジ１７６を通すための通し孔１８０が形成される。

なお、大径部１７４と、該大径部１７４を覆う取付ステー１７２との間には、若干の隙間が形成される（図１及び図６参照）。

取付ステー１７２は、例えば、プラグ２２をも覆うようにして弁本体１６に位置決め固定されている。なお、ハウジング７０における切欠１６２が形成された側は、取付ステー１７２に覆われていない。

本実施の形態に係る圧力流体制御装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。

従来技術に係る圧力流体制御装置においては、電磁弁を構成するハウジングとして、天井面に固定コアが一体的に連なったものを鍛造加工によって成形する必要がある。しかも、固定コアに対し、所定の突出長とするための切削加工や、リターンスプリングの一部を挿入するための収容穴を形成する穿孔加工を行う必要がある。すなわち、ハウジングを得るまでに多工程が必要であり、このためにコスト高であるとともに煩雑である。

一方、本実施の形態に係る圧力流体制御装置１０を構成する電磁弁１４では、ハウジング７０と第２固定コア部材１３０が別個の部材であり、しかも、各々は簡素な形状である。従って、ハウジング７０及び第２固定コア部材１３０をプレス加工（例えば、深絞りプレス加工）によって個別に得ることができる。すなわち、鍛造加工装置に比して設備投資が低廉なプレス加工装置を選定することができるので、コストの低廉化を図ることができる。

しかも、プレス加工によれば、比較的薄肉の素材から成形品を得ることが可能である。このため、ハウジング７０及び第２固定コア部材１３０を薄肉のものとして得ることができるので、電磁弁１４の小型軽量化を図ることができる。

加えて、コア部１５４に対して切削加工や穿孔加工を行う必要もない。このため、ハウジング７０及び第２固定コア部材１３０を得るまでの工程数が低減する。このことによっても、コストが低廉化する。

以上のようにしてハウジング７０及び第２固定コア部材１３０を得た後、ハウジング７０内に第２固定コア部材１３０を挿入する。具体的には、図５に示すように、ハウジング７０の天井壁を下方に向け、開口から第２固定コア部材１３０を進入させる。第２固定コア部材１３０の介在部１５２の外径はハウジング７０の内径に略対応し、若干小さい程度である。このため、第２固定コア部材１３０は、ハウジング７０の軸線方向に対して傾くことなく、ハウジング７０の天井壁の内面に向かって容易に移動する。

介在部１５２が天井面に当接することに伴い、第２固定コア部材１３０がハウジング７０の内部で位置決めされる。上記したように第２固定コア部材１３０の介在部１５２の外径がハウジング７０の内径に略対応しているので、第２固定コア部材１３０がハウジング７０内で移動する余地がないからである。

このように、本実施の形態では、ハウジング７０に対して第２固定コア部材１３０を圧入することも、連結する（拘束状態とする）こともしていない。従って、組立作業が簡便となり、その分、作業時間が短縮される。結局、電磁弁１４を効率よく組み立てることができる。

第２固定コア部材１３０がハウジング７０に挿入されると、介在部１５２の上端面（図５における下方側の端面）のみがハウジング７０の天井面に当接し、コア部１５４はハウジング７０の天井面から離間する。従って、ハウジング７０の天井面とコア部１５４に囲繞された中空部が形成される。このため、固定コアが一体的に設けられたハウジング７０に比して重量が小さくなる。このことも、電磁弁１４の軽量化に寄与する。

次に、ハウジング７０内に、コイルモールド体１４６が装着されたボビンコイル１３４を挿入する。このとき、第２固定コア部材１３０のコア部１５４はボビン１２０の貫通孔１２２に進入する。この進入に伴い、ボビンコイル１３４がコア部１５４に案内される。すなわち、ボビンコイル１３４がハウジング７０内で位置ズレを起こすことが回避され、所定の位置に円滑に到達する。この際、第３Ｏリング１５８が第２固定コア部材１３０の介在部１５２に当接する。

その一方で、可動コア部材１０８の保持孔１２４に対し、弁棒９８を係合部１０４側から挿入する。弁棒９８の長尺部１０２の直径が、保持孔１２４の内径よりも若干大であるので、長尺部１０２の保持孔１２４への挿入は圧入となる。

次に、可動コア部材１０８のスプリング孔１２６に第２リターンスプリング１２８を挿入し、その一端（図１における下端）の内部に、弁棒９８の係合部１０４を挿入する。これにより第２リターンスプリング１２８が弁棒９８に係止されるとともに、他端（図１における上端）がスプリング孔１２６から露呈する。

また、第１固定コア部材６２の挿通孔１１３に軸受１０６を挿入する。軸受１０６の円盤形状部１１２の外径は、挿通孔１１３の、フランジ部１３８よりも下方に対応する箇所から第３環状段部１１４に至るまでの内径よりも若干大であり、このため、円盤形状部１１２の挿通孔１１３に対する挿入は圧入となる。軸受１０６の圧入は、円盤形状部１１２が第３環状段部１１４に堰止されることで終了する。

第３環状段部１１４は、環状溝１１６の上方、すなわち、ソレノイド部６８及びハウジング７０側に偏倚する位置に設けられている。このため、円盤形状部１１２の圧入箇所（嵌合箇所）も環状溝１１６の上方となる。換言すれば、環状溝１１６が形成された位置、すなわち、環状シール部材１４２の装着部まで円盤形状部１１２が圧入されることはない。

従って、例えば、円盤形状部１１２の外壁が挿通孔１１３の内径の設計寸法に比して大きい軸受１０６を挿通孔１１３に圧入するような場合であっても、環状溝１１６が形成された近傍が直径方向外方に向かって膨出することがない。このため、環状溝１１６が形成された近傍が膨出することを回避するべく、円筒部１３６の肉厚を大きくする必要もない。

以上のように、第１固定コア部材６２における軸受１０６（円盤形状部１１２）の圧入箇所（嵌合箇所）を、前記環状溝１１６よりもソレノイド部６８及びハウジング７０側に偏倚する位置としたことにより、軸受１０６の挿通孔１１３への圧入に伴って第１固定コア部材６２が変形することを回避することができる。このために第１固定コア部材６２の肉厚を大きくする必要がないので、第１固定コア部材６２を薄肉化し、これにより電磁弁１４の小型軽量化を図ることが可能となる。

そして、環状溝１１６に環状シール部材１４２を装着するとともに、第２Ｏリング１４８をフランジ部１３８に着座し且つ円環状突部１４０に沿って周回するように装着する。本実施の形態では、弁本体１６に装着するシール部材はこれらの２個で十分である。従って、装着作業が簡素であるとともに、シール部材に要するコストが低廉化する。

次に、弁棒９８及び第２リターンスプリング１２８が組み付けられた可動コア部材１０８を、ボビン１２０の貫通孔１２２に挿入するとともに、弁棒９８の長尺部１０２を、第１固定コア部材６２の挿通孔１１３に圧入された軸受１０６の案内孔１１８に通す。

この際には、第１固定コア部材６２のフランジ部１３８がハウジング７０の環状凹部１６０に圧入される。この圧入に伴い、スプリング孔１２６から露呈した第２リターンスプリング１２８の他端が、第２固定コア部材１３０のコア部１５４の端面に着座する。

また、圧入に際し、ボビン１２０におけるテーパー孔１５０の内壁によって第２Ｏリング１４８が圧潰される。これに伴って第２Ｏリング１４８に形成される傾斜面に対してテーパー孔１５０の内壁が滑動することにより、第１固定コア部材６２とボビンコイル１３４の芯出し（第１固定コア部材６２に対するボビンコイル１３４のセンタリング）がなされる。すなわち、ボビン１２０の貫通孔１２２と、第１固定コア部材６２の挿通孔１１３との位置合わせを容易に行うことができる。

環状凹部１６０へのフランジ部１３８の圧入が進行するに伴い、第３Ｏリング１５８も徐々に圧潰される。第２Ｏリング１４８及び第３Ｏリング１５８が弾性体（一般的にはゴム）であるため、第２Ｏリング１４８及び第３Ｏリング１５８には、元の形状に戻ろうとする弾性復元力、すなわち、弾発力が発現する。

第２Ｏリング１４８の弾発力は、ボビン１２０に付与される。従って、ボビン１２０はハウジング７０の天井面側に押圧される。一方、第３Ｏリング１５８の弾発力は、第２固定コア部材１３０の介在部１５２に付与される。これにより第２固定コア部材１３０がハウジング７０の天井面側に押圧され、結局、ボビン１２０の上端面とハウジング７０の天井面との間に堅牢に保持される。

このように、第２固定コア部材１３０をハウジング７０等に連結しない場合であっても、第２Ｏリング１４８と第３Ｏリング１５８の弾発力を付与することによって第２固定コア部材１３０を保持、換言すれば、ハウジング７０内で位置決め固定することができる。

環状凹部１６０へのフランジ部１３８の圧入が終了することにより、第１固定コア部材６２にハウジング７０が装着されるとともに、電磁弁１４の主要部であるアクチュエータ部が構成される。

その一方で、弁孔８０にボール９０が挿入された状態の第１弁座部材７２の挿入口７６に対し、第２弁座部材７４を圧入する。これにより組立体６０が構成される。

ここで、第１弁座８４は、略円筒体形状をなす第２弁座部材７４の上端部に予め設けられている。すなわち、この場合、第１弁座８４を第２弁座部材７４の内部に設ける必要はない。従って、第１弁座部材７２の内部に加工具を挿入する必要はない。勿論、加工中に加工具が第１弁座部材７２に干渉することもない。以上のような理由から、第２弁座部材７４に対して第１弁座８４を容易に形成することができる。

このようにして得られた組立体６０を、弁本体１６の収納孔２０に圧入する。組立体６０は、第１弁座部材７２の下端面が第１環状段部６４に突き当たることで堰止され、これにより位置決め固定される。

次に、上記のようにして得られたアクチュエータ部を弁本体１６に組み付ける。すなわち、第１固定コア部材６２の円筒部１３６を、弁本体１６の収納孔２０に挿入する。円筒部１３６において、環状溝１１６よりも上方の外径は、収納孔２０の開口近傍（第２環状段部６６よりも上方）の内径よりも若干大であるので、この挿入は圧入である。第１固定コア部材６２は、円筒部１３６の前記小径部位の下端面が第２環状段部６６に突き当たることで堰止されて位置決め固定される。

以上のようにして第１固定コア部材６２が弁本体１６に取り付けられることに伴い、電磁弁１４が構成される。勿論、弁棒９８の当接部１００の下端部は、ドレン孔８２及び絞り孔８１を通って弁孔８０に進入する。その後、ターミナル１６４が図示しない電源に対して電気的に接続される。

以上のように、本実施の形態によれば、収納孔２０に対し、組立体６０、及びアクチュエータ部（ボビンコイル１３４及び可動コア部材１０８を収容したハウジング７０が取り付けられた第１固定コア部材６２）を圧入することで、電磁弁１４を構成することが可能である。すなわち、弁本体１６が電磁弁１４の弁本体となるので、弁本体１６以外に電磁弁１４の弁本体（従来技術）を別途設ける必要がない。

必然的に、収納孔２０に電磁弁１４の弁本体を圧入する必要もない。その分だけ、収納孔２０の内径を小さくすることができる。このために弁本体１６の剛性が大きくなるので、収納孔２０を形成したことに伴って剛性が低下することを回避するべく弁本体１６を厚肉とする必要もない。

以上のような理由から、弁本体１６、ひいては圧力流体制御装置１０の小型軽量化を図ることができる。しかも、電磁弁１４の弁本体（従来技術）が不要であるので、コストの低廉化を図ることができる。

さらに、ハウジング７０の大径部１７４を覆うようにして取付ステー１７２が被せられ、次に、通し孔１８０に通されたネジ１７６が弁本体１６のネジ穴１７８に螺合される。取付ステー１７２は、必要に応じ、プラグ２２をも覆う。

通常、取付ステーはハウジングに対して溶接されるが、本実施の形態では、上記の圧入によって電磁弁１４を固定することができるため、取付ステー１７２をハウジング７０に対して溶接する必要は特にない。このため、ハウジングに対して取付ステーが溶接された従来技術に比して、ハウジング７０への取付ステー１７２の溶接工程を削減することができる。その分だけ、コストの低廉化を図ることが可能となる。

また、ハウジングに溶接された取付ステー、すなわち、汎用性の低い専門部品を用いることがないので、電磁弁１４の弁本体１６への装着に対する汎用性を向上することが可能となる。

なお、組立体６０が予め圧入された収納孔２０に、軸受１０６が予め圧入された第１固定コア部材６２を圧入し、その後、軸受１０６の案内孔１１８に、可動コア部材１０８に組み付けられた弁棒９８を通し、さらに、第１固定コア部材６２のフランジ部１３８に、ボビンコイル１３４を収容したハウジング７０を装着するようにしてもよい。

また、軸受１０６は、これとは逆に、収納孔２０に第１固定コア部材６２を圧入した後、挿通孔１１３に圧入するようにしてもよい。すなわち、挿通孔１１３への軸受１０６の圧入、収納孔２０への第１固定コア部材６２の圧入の順序は、順不同である。同様に、第１固定コア部材６２への第２Ｏリング１４８の装着も、第１固定コア部材６２を収納孔２０に圧入した後に行うようにしてもよい。

この圧力流体制御装置１０は、次のように動作する。

ボビンコイル１３４を構成する電磁コイル１３２に通電がなされておらず、パイロット室５２に流体圧が加わらないとき、スプール３２は、図１に示すように、第１リターンスプリング４２の弾発付勢力によってプラグ２２側に弾発付勢される。このとき、スプール３２の円柱状突部の上端面がプラグ２２に当接し、パイロット室５２の容積は最小となる。

そして、このときには、スプール３２の第１環状凹部４６が入力ポート２４から第１出力ポート２６にわたって延在する位置となる。すなわち、この際、入力ポート２４と第１出力ポート２６が、第１環状凹部４６及び摺動孔１８によって形成されるクリアランスを介して連通する。従って、入力ポート２４から導入された圧力流体は、前記クリアランスを経由して第１出力ポート２６から導出される。圧力流体は、上記したようにエンジンの動弁装置に供給される。

一方、入力ポート２４と第２出力ポート２８の間はスプール３２の大径な下端部で閉塞される。このため、入力ポート２４に導入された圧力流体が第２出力ポート２８から導出されることはない。

また、第２環状凹部４８は、解放ポート３０に合致する位置となる。従って、排出ポート９５と解放ポート３０が解放連通路１７０及び第２環状凹部４８を介して連通する。

電磁弁１４では、第２リターンスプリング１２８が伸張して可動コア部材１０８及び弁棒９８が下死点に位置するとともに、該弁棒９８の当接部１００の先端面によって押圧されたボール９０が第１弁座８４に着座する。すなわち、入口ポート８８と出口ポート９４の連通が遮断された非連通（連通遮断）状態であり、電磁弁１４は閉状態である。

なお、この時点では、出口ポート９４と収納孔２０が、弁孔８０、絞り孔８１及びドレン孔８２を介して連通している。ドレン孔８２は、上記したように弁孔８０から収納孔２０に向かうに従ってテーパー状に拡径するテーパー孔であるので、軸線方向の長さが小さくなる。このため、出口ポート９４と収納孔２０が連通しているときには、圧力流体に対する抵抗が小さい。

この状態から前記電源を介してターミナル１６４に電流が供給されることにより、電磁コイル１３２に通電がなされる。これに伴って、第１固定コア部材６２及び第２固定コア部材１３０の双方が磁化され、その結果、可動コア部材１０８を引き寄せる電磁力がソレノイド部６８に発生する。この電磁力が第２リターンスプリング１２８の弾発付勢力を上回るため、可動コア部材１０８は、図６の上方、すなわち、第２固定コア部材１３０のコア部１５４側に向かって変位する。

これにより可動コア部材１０８が上死点に到達するとともに、第２リターンスプリング１２８が収縮する。この際、ボビン１２０の貫通孔１２２内の流体（大気及び作動油）が、軸受１０６に形成された呼吸孔を通過して収納孔２０に導入され、さらに、排出ポート９５から解放連通路１７０、第２環状凹部４８、解放ポート３０を経て弁本体１６の外部に排出される。

弁棒９８が可動コア部材１０８に保持されているため、可動コア部材１０８が上方に変位することに追従し、弁棒９８が案内孔１１８に案内されながら上方に変位する。その結果、ボール９０が弁棒９８の押圧力から解放される。

入力ポート２４と入口ポート８８が入力連通路１６６を介して連通しているので、入力ポート２４から導入された圧力流体は、入口ポート８８に予め到達している。そして、上記したようにボール９０に対する押圧力が消失しているため、ボール９０が圧力流体から押圧されて第１弁座８４から離間する。ボール９０は、弁孔８０内を上方に変位して第２弁座９６に着座する。これにより弁孔８０と収納孔２０の連通が遮断されるとともに、入口ポート８８と出口ポート９４が弁孔８０を介して連通する。すなわち、電磁弁１４が開状態となる。

収納孔２０を形成する際、第１環状段部６４及び第２環状段部６６の位置を管理することにより、収納孔２０内において、組立体６０及び第１固定コア部材６２の圧入深さが適切量に調節される。すなわち、組立体６０及び第１固定コア部材６２が所定の堰止位置（圧入停止位置）に位置決め固定される。このため、閉状態から開状態となるとき、又は、開状態から閉状態となるときの弁棒９８の変位量（ストローク量）を精度よく設定することができる。

電磁弁１４が開状態となることに伴い、圧力流体が入口ポート８８から導入されて弁孔８０、出口ポート９４を通過し、その後、出力連通路１６８を経由してスプール弁１２のパイロット室５２に到達する。従って、パイロット室５２内で圧力流体の圧力が上昇し、スプール３２がパイロット室５２内の圧力流体によって押圧される。この押圧力が第１リターンスプリング４２の弾発付勢力を上回ることにより、図６に示すように、スプール３２が下方に向かって変位（下降）する。スプール３２は、下端面が摺動孔１８の底部（ストッパ部）に当接することで停止する。

これにより、第１環状凹部４６と摺動孔１８の内壁との間に、入力ポート２４から第２出力ポート２８に至るクリアランスが形成される。すなわち、入力ポート２４と第２出力ポート２８が前記クリアランスを介して連通する。従って、入力ポート２４から導入された圧力流体は、一部が上記したように電磁弁１４の入口ポート８８に向かうとともに、残部が第２出力ポート２８から弁本体１６の外部に導出される。

その一方で、入力ポート２４と第１出力ポート２６の間はスプール３２の大径な中腹部で閉塞される。このため、入力ポート２４に導入された圧力流体が第１出力ポート２６から導出されることはない。

以上のように、電磁コイル１３２に対して通電・通電停止を行うことにより、入力ポート２４に連通する出力ポートを、第２出力ポート２８又は第１出力ポート２６のいずれか一方に設定することができる。

適切な量の圧力流体が流通した後、前記電源からターミナル１６４への電流供給が停止され、結局、電磁コイル１３２への通電が停止される。これに伴って、可動コア部材１０８を引き寄せていた前記電磁力が消失する。従って、第２リターンスプリング１２８が伸張して可動コア部材１０８を弾発付勢する。

このため、該可動コア部材１０８と弁棒９８が下方に変位し、最終的に下死点に位置する。この際、収納孔２０内の流体（大気及び作動油）が、呼吸孔を介してボビン１２０の貫通孔１２２内に導入される。

また、案内孔１１８に案内されながら下方に変位する弁棒９８の当接部１００の先端面によってボール９０が押圧され、第２弁座９６から離間して第１弁座８４に着座する。その結果、図１に示す状態、すなわち、電磁弁１４の入口ポート８８と出口ポート９４の連通が遮断された非連通状態に戻り、電磁弁１４が閉状態となる。これにより、上記と同様に入力ポート２４が第１出力ポート２６に連通する。

この際、弁孔８０と収納孔２０が連通しているときの圧力流体に対する抵抗が小さいので、電磁弁１４が開状態から閉状態となるまでの時間が短い。すなわち、ドレン孔８２をテーパー孔としたことにより、開状態から閉状態とする応答速度が向上する。

以上のようにして圧力流体が制御されている間、取付ステー１７２によって電磁弁１４及びプラグ２２の抜け防止（フェイルセーフ機能）がなされる。すなわち、本実施の形態によれば、ネジ穴１７８に対してネジ１７６を螺合するという簡素な作業を行うことによって、スプール３２が摺動孔１８から露呈したり、第１固定コア部材６２と収納孔２０の内壁との間のシール性が低下したりすることを回避することができる。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、ハウジング７０と別体の第２固定コア部材１３０を設ける必要は特になく、天井面から延在する固定コア部を一体的に有するハウジングを用いるようにしてもよい。

また、ハウジング７０の大径部１７４と、該大径部１７４を覆う取付ステー１７２との間に隙間が形成されるようにしているが、隙間が形成されることなく互いが当接するようにして、取付ステー１７２によって大径部１７４を固定するようにしてもよい。この場合、取付ステー１７２は、抜け防止機能と固定機能の双方を兼ね備えることになる。

１０…圧力流体制御装置 １２…スプール弁
１４…電磁弁 １６…弁本体
１８…摺動孔 ２０…収納孔
２２…プラグ ２４…入力ポート
２６…第１出力ポート ２８…第２出力ポート
３０…解放ポート ３２…スプール
４２…第１リターンスプリング ４６…第１環状凹部
４８…第２環状凹部 ５２…パイロット室
６０…組立体 ６２…第１固定コア部材
６４…第１環状段部 ６６…第２環状段部
６８…ソレノイド部 ７０…ハウジング
７２…第１弁座部材 ７４…第２弁座部材
７６…挿入口 ７８…圧入孔
８０…弁孔 ８２…ドレン孔
８４…第１弁座 ８８…入口ポート
９０…ボール ９２…横孔
９４…出口ポート ９５…排出ポート
９６…第２弁座 ９８…弁棒
１０６…軸受 １０８…可動コア部材
１１０…案内部 １１２…円盤形状部
１１３…挿通孔 １１４…第３環状段部
１１６…環状溝 １１８…案内孔
１２０…ボビン １２２…貫通孔
１２４…保持孔 １２６…スプリング孔
１２８…第２リターンスプリング １３０…第２固定コア部材
１３２…電磁コイル １３４…ボビンコイル
１３６…円筒部 １３８…フランジ部
１４０…円環状突部 １４２…環状シール部材
１４４…カプラ部 １４６…コイルモールド体
１５２…介在部 １５４…コア部
１６０…環状凹部 １６４…ターミナル
１６６…入力連通路 １６８…出力連通路
１７０…解放連通路 １７２…取付ステー
１７４…大径部 １７６…ネジ
１７８…ネジ穴 １８０…通し孔

Claims (5)

1. 弾発部材によってパイロット室に指向して弾発付勢されたスプールを有するスプール弁と、前記スプール弁の入力ポートと前記パイロット室とを連通状態又は連通遮断状態に切り換える電磁弁と、前記スプール弁及び前記電磁弁が設けられた弁本体とを有する圧力流体制御装置において、
   前記電磁弁は、弁体が着座する弁座がそれぞれ設けられた第１弁座部材及び第２弁座部材を有するとともに、前記第１弁座部材の圧入孔に対して前記第２弁座部材が圧入されることで構成される組立体と、
   前記弁体に対して押圧力を付与する弁棒と、
   ボビンに電磁コイルが巻回されてなるボビンコイルを含み、前記弁棒を変位させるためのソレノイド部と、
   前記ボビンコイルを収容するハウジングと、
   前記ハウジングが係止されるとともに、前記弁本体に装着されて位置決め固定される固定コア部材と、
   を具備し、
   前記弁本体には、前記弁棒が通る収納孔が形成され、
   前記固定コア部材は、前記収納孔に圧入される円筒部と、該円筒部に比して大径であり且つ前記ハウジングが装着されるフランジ部とを有するとともに、前記弁棒が通される挿通孔が形成され、
   前記収納孔には、内径が相違することで第１環状段部及び第２環状段部が形成され、
   前記第１環状段部によって前記組立体が堰止されるとともに、前記第２環状段部によって前記固定コア部材の前記円筒部が堰止されることで、前記電磁弁が前記弁本体に対して装着されていることを特徴とする圧力流体制御装置。
2. 請求項１記載の圧力流体制御装置において、前記固定コア部材の前記円筒部に環状溝が形成されるとともに、該固定コア部材の前記挿通孔に圧入されて前記弁棒を支持する軸受をさらに備え、
   前記軸受の前記挿通孔に対する嵌合箇所は、前記環状溝よりも前記フランジ部側に偏倚していることを特徴とする圧力流体制御装置。
3. 請求項１又は２記載の圧力流体制御装置において、前記ハウジングを前記弁本体から抜け防止するためのステーが、ネジを介して前記弁本体に連結されていることを特徴とする圧力流体制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力流体制御装置において、前記ソレノイド部は、前記弁体を前記弁座に対して着座又は離間させるために前記ハウジング内で変位する可動コア部材と、前記ハウジングの内部で位置決めされた第２の固定コア部材とをさらに有し、
   前記第２の固定コア部材は、前記ボビンの端面と、前記ハウジングの端面との間に介在する介在部と、前記介在部から突出して前記可動コア部材とともに前記ボビンの貫通孔に挿入されるコア部とを有し、
   前記第２の固定コア部材の前記コア部が、前記ハウジングの前記端面から離間することを特徴とする圧力流体制御装置。
5. 請求項４記載の圧力流体制御装置において、前記第２の固定コア部材の前記介在部が前記ハウジングの前記端面に当接するのみであり、前記ハウジングから前記ボビンコイルを離脱したときに前記第２の固定コア部材が前記ハウジングから取り外し自在であることを特徴とする圧力流体制御装置。

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