JPH10258325A

JPH10258325A - 複合磁性部材，その製造方法及びこの複合磁性部材を用いた電磁弁

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Publication number: JPH10258325A
Application number: JP9047247A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Tanimura; 圭宏谷村; Maki Shimizu; 真樹清水; Hidehito Kito; 秀仁鬼頭; Satoshi Sugiyama; 聡杉山; Suehisa Sugisaka; 季久杉阪; Yoshitada Katayama; 義唯片山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-02-13
Also published as: JP4014686B2

Abstract

(57)【要約】【課題】強磁性部と非磁性部との性能を保持し，か
つ，耐応力腐食割れ性に優れた，複合磁性部材，その製
造方法及びこの複合磁性部材を用いた電磁弁を提供する
こと。【解決手段】強磁性部２と非磁性部３とを有し，非磁
性部３が内側方向へ収縮している中空形状の中間成形体
１０を作製し，次いで，中間成形体１０の引張残留応力
を除去する応力除去工程を行う。応力除去工程において
は，中間成形体１０の内部にパンチ５１を圧入して非磁
性部３を拡張させ，その後，パンチ５１を挿入したまま
の状態で，非磁性部３における引張残留応力が圧縮残留
応力となるように，中間成形体１０をしごき加工するこ
とが好ましい。また，応力除去工程としては，ショット
ピーニング処理を行うこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，強磁性部及び非磁性部が連続し
て形成された複合磁性部材，その製造方法及びこの複合
磁性部材を用いた電磁弁に関する。

【０００２】

【従来技術】例えば，電磁弁等の磁気回路を有する装置
においては，強磁性部と非磁性部とを一体的に併せ持つ
部品が必要とされる。かかる強磁性部と非磁性部とを併
せ持つ部品としては，例えば，強磁性体である部品と非
磁性体である部品とを個々に製造し，その後これらを一
体的に接合して作製する方法がある。しかしながら，こ
の場合には，接合部分の耐久性や製造コスト等が問題と
なる。

【０００３】これに対して，例えば特開平８−３６４３
号公報において示されたように，特に接続部を有さず一
体的に形成された部品において，強磁性部と非磁性部と
を連続して形成した複合磁性部材及びその製造方法が開
発されている。かかる複合磁性部材は，後述する実施形
態例に示すごとく，特殊な成分組成よりなるオーステナ
イト系合金鋼を用い，これに一定条件の冷間加工を施し
て加工誘起マルテンサイトを発生させて強磁性化し，次
いで所望の部分を加熱溶体化して非磁性化することによ
り得ることができる。

【０００４】例えば図１０に示すごとく，断面Ｕ字状の
形状を有し，本体部側が強磁性部２であって，開口部側
が非磁性部３である複合磁性部材９を作製する場合に
は，まず後述する図３に示すごとく，オーステナイト系
合金鋼板１０１を複数回のプレス加工等を繰り返してＵ
字状部材１０６に冷間加工する。これにより，このＵ字
状部材１０６は，全体的に加工誘起マルテンサイトが発
生して強磁性となる。次いで，図１０（ａ）に示すごと
く，Ｕ字状部材１０６の開口部側を高周波加熱装置９８
を用いて溶体化焼き鈍しを行う。これにより，開口部側
は再びオーステナイト化して非磁性部３となる。

【０００５】このようにして得られた複合磁性部材９
は，例えば強磁性部が磁束密度Ｂ4000（Ｈ＝４０００Ａ
／ｍにおける磁束密度）が０．３Ｔ以上となり，非磁性
部が比透磁率μ＝１．２未満となるような優れた特性を
示す。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の複
合磁性部材９においては，次の問題がある。即ち，図１
１に示すごとく，上記従来の複合磁性部材９は，上記非
磁性部３における強磁性部２との境目近傍において，応
力腐食割れ９９が発生しやすい。この原因は，次のよう
に考えられる。

【０００７】即ち，従来の複合磁性部材９は，上記のご
とくマルテンサイトよりなる強磁性部２と，オーステナ
イトよりなる非磁性部３とよりなる。このオーステナイ
トとマルテンサイトとは，結晶構造の違いによって密度
が異なり，マルテンサイトの方が，同一重量のオーステ
ナイトの場合よりも３％ほど体積が大きい。

【０００８】そして，上記従来の複合磁性部材９は，オ
ーステナイトであった素材を用い，これをマルテンサイ
ト化して強磁性部２とし，次いでその一部分を再びオー
ステナイト化して非磁性部３とする。そのため，図１０
（ｂ）に示すごとく，非磁性部３のみが強磁性部２より
も体積が３％ほど減少する。その結果，非磁性部３にお
ける，強磁性部２との境目近傍には，引張残留応力が発
生する。この引張残留応力の発生が，耐応力腐食割れ性
を大きく低下させていると考えられる。

【０００９】これに対し，図１２に示すごとく，上記非
磁性化のための高周波加熱の後，複合磁性部材９の内側
に非磁性部３を拡開させるためのパンチ９５を圧入し，
非磁性部３を塑性変形させて上記引張残留応力を除去す
る方法がある。しかしながら，図１３に示すごとく，こ
の方法においては，上記非磁性部３の拡開する寸法が大
きくなり過ぎたり（ａ），小さくなりすぎたり（ｃ）す
る場合があり，十分な残留応力制御が困難である。ま
た，これを図１３（ｂ）に示すごとく，常に最適な形状
にするためには，上記パンチ９５の外形寸法を０．０１
ｍｍ単位のレベルで調整する必要があり，非常に煩雑で
ある。

【００１０】また，他の残留応力除去方法としては，一
般的に，引張残留応力発生部分を焼き鈍す方法が有効で
ある。しかしながら，非磁性部３と強磁性部２との境目
近傍に発生する引張残留応力を完全に除去するには，全
体を焼き鈍し処理しなければならず，強磁性部が非磁性
部に変化してしまう。そのため，強磁性部の性能を維持
する必要がある複合磁性部材においては，これを適用す
ることはできない。

【００１１】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，強磁性部と非磁性部との性能を保持し，
かつ，耐応力腐食割れ性に優れた，複合磁性部材及びそ
の製造方法及びこの複合磁性部材を用いた電磁弁を提供
しようとするものである。

【００１２】

【課題の解決手段】請求項１の発明は，強磁性部と非磁
性部とを有し，該非磁性部が内側方向へ収縮している中
空形状の中間成形体を作製し，次いで，上記中間成形体
の引張残留応力を除去する応力除去工程を行うことを特
徴とする複合磁性部材の製造方法にある。

【００１３】本発明において最も注目すべきことは，上
記中間成形体の引張残留応力を除去する応力除去工程を
行うことである。つまり，従来であれば，上記中間成形
体のままで複合磁性部材としていたが，本発明において
はこれにさらに応力除去工程を追加する。

【００１４】この応力除去工程としては，種々の工程を
とることができるが，少なくとも，上記引張残留応力を
緩和又は除去することが必要である。また，応力除去工
程を行った結果圧縮応力を残存させてもよい。具体的な
応力除去工程としては，後述するごとく，外部からの機
械的な応力を加える工程を取ることが好ましい。これに
より，上記複合磁性部材の磁気的特性を損なうことなく
引張残留応力を除去することが可能となる。

【００１５】次に，本発明の作用につき説明する。本発
明の複合磁性部材の製造方法においては，上記中間成形
体に対して上記応力除去工程を行う。この応力除去工程
においては，上記中間成形体における引張残留応力を十
分に緩和又は除去する。それ故，引張残留応力に起因す
る応力腐食割れは確実に防止することができる。

【００１６】したがって，本発明によれば，強磁性部と
非磁性部との性能を保持し，かつ，耐応力腐食割れ性に
優れた，複合磁性部材の製造方法を提供することができ
る。

【００１７】次に，上記中間成形体の上記中空形状とし
ては，内部に中空部分を有していればよく，例えば底の
ない筒状，その他の有底形状をとることができる。特
に，請求項２の発明のように，上記中間成形体の上記中
空形状は，断面Ｕ字状であることが好ましい。この場合
には，後述する冷間加工を容易に行うことができる等の
利点がある。

【００１８】次に，上記応力除去工程の具体的手段とし
ては，次の発明がある。即ち，請求項３の発明のよう
に，上記応力除去工程においては，上記中間成形体の内
部にパンチを圧入して上記非磁性部を拡張させ，その
後，上記パンチを挿入したままの状態で，上記非磁性部
における引張残留応力が圧縮残留応力となるように，上
記中間成形体をしごき加工することが好ましい。

【００１９】本発明において最も注目すべきことは，上
記中間成形体の内部に上記パンチを圧入し，次いで，上
記しごき加工を行うことである。

【００２０】上記中間成形体は，例えば後述するごと
く，オーステナイト系合金鋼を冷間加工して中空形状に
成形した後，一部分を高周波加熱することにより得られ
る。即ち，冷間加工により全体的に加工誘起マルテンサ
イトを発生させて強磁性とした後，一部分を溶体化焼き
鈍ししてオーステナイトに戻すことにより非磁性部を形
成することができる。

【００２１】このようにして作製した中間成形体におい
ては，上記のごとく非磁性部が内側方向に収縮した状態
となり，その強磁性部との境界近傍において引張残留応
力が発生した状態となっている。なお，中間成形体の外
径寸法は，上記しごき加工による厚み減少分を考慮して
設定しておくことが必要である。

【００２２】また，上記非磁性部の拡張及びしごき加工
に用いる上記パンチは，その外径を上記中間成形体の本
体部における内径と同等又は若干大きい径にしてあり，
中間成形体内に圧入することにより，該中間成形体の内
壁と密着するように構成してある。

【００２３】また，上記しごき加工は，上記中間成形体
における引張残留応力が圧縮残留応力に変化するために
必要なしごき率により行う。ただし，しごき率，即ち加
工度が高くなりすぎると非磁性部の比透磁率μが上昇し
て，その特性が低くなる。そのため，必要以上に加工度
が高くなりすぎないように注意することが必要である。

【００２４】次に，本発明における作用につき説明す
る。本発明の複合磁性部材の製造方法においては，上記
中間成形体を作製した後，該中間成形体内にパンチを圧
入する。これによって上記非磁性部は拡張されてパンチ
の外周に密着すると共に強磁性部もパンチの外周に密着
する。そのため，上記中間成形体における強磁性部及び
非磁性部の内径寸法に若干のばらつきがあっても，得ら
れる複合磁性部材の内径を一律に同一径に規制すること
ができる。

【００２５】次いで，上記中間成形体内にパンチを挿入
した状態でしごき加工を行う。これにより，上記強磁性
部と非磁性部とは，共に一定厚みまでしごき加工が加え
られ，外径寸法を同等にすることができる。また，この
ときのしごき加工の条件は，中間成形体内の引張残留応
力が圧縮残留応力に変化し，かつ，上記非磁性部の特性
が劣化しない加工度で行う。

【００２６】そのため，得られた複合磁性部材は，中間
成形体における非磁性部と強磁性部の特性を保持したま
ま，非磁性部の引張残留応力を圧縮残留応力に変化させ
ることができる。それ故，複合磁性部材における，引張
残留応力に起因する耐応力腐食割れ特性は，十分に向上
する。

【００２７】次に，請求項４の発明のように，上記しご
き加工におけるしごき率は，２〜９％であることが好ま
しい。これにより，上記中間成形体における非磁性部と
強磁性部の特性を確実に保持したまま，非磁性部の引張
残留応力を圧縮残留応力に変化させることができる。

【００２８】上記しごき率が２％未満の場合には，上記
引張残留応力が圧縮残留応力に変化しないおそれがあ
る。また９％を超える場合には，非磁性部の比透磁率μ
が上昇し，その特性が劣化するおそれがある。尚，ここ
でしごき率とは，しごき加工前の素材厚みをｔ₀，加工
後の厚みをｔとしたとき，（ｔ₀−ｔ）／ｔ₀×１００
により表す。

【００２９】次に，上記応力除去工程の別の具体的手段
としては，次の発明がある。即ち，請求項５の発明のよ
うに，上記応力除去工程においては，上記中間成形体の
内側面または外側面の少なくとも一側面における引張応
力発生部分にショット粒を衝突させるショットピーニン
グ処理を行うこともできる。

【００３０】この場合には，非常に簡単な工程によって
上記引張残留応力を大幅に軽減又は除去することができ
る。それ故，製造コストを低く維持しつつ，耐応力腐食
割れ性を大幅に向上させることができる。さらにまた，
引張応力部分にショット粒を衝突させる方法のため中間
成形体の形状にとらわれず，引張残留応力を緩和させる
ことが可能となる。

【００３１】次に，上記の強磁性部と非磁性部とを有す
る中間成形体を作るに当たっては，請求項６の発明のよ
うに，上記中間成形体は，素材を冷間加工することによ
り強磁性化させた後，所望部分のみを加熱することによ
り非磁性化させることにより作製することが好ましい。
この方法によれば，優れた磁気特性を有する上記中間成
形体を容易に作製することができる。

【００３２】次に，上記製造方法により製造した複合磁
性部材としては，次の発明がある。即ち，請求項７の発
明のように，強磁性部と非磁性部とを有する中空形状の
複合磁性部材であって，該複合磁性部材は，請求項１〜
６のいずれか１項記載の製造方法により製造したことを
特徴とする複合磁性部材がある。この複合磁性部材は，
上記応力除去工程を施す製造工程により製造されるた
め，上記のごとく，非常に耐応力腐食割れ性に優れた，
耐久性の高いものとなる。

【００３３】また，請求項８の発明のように，上記複合
磁性部材の上記中空形状は，断面Ｕ字状とすることもで
きる。また，この場合には，請求項９の発明のように，
上記複合磁性部材は，有底部側に強磁性部を，開口端側
に非磁性部を有することが好ましい。これにより，その
製造過程における強磁性化及び非磁性化を容易に行うこ
とができる。

【００３４】さらに，上記優れた複合磁性部材を用いた
電磁弁としては，次の発明がある。即ち，請求項１０の
発明のように，磁気回路形成用のコイルと，該コイルの
励磁により形成される磁気回路内に配設されたスリーブ
と，該スリーブ内に摺動可能に配置されたプランジャ
と，該プランジャと移動空間を介して配置されたステー
タとを有し，上記コイルの励磁により上記プランジャを
上記ステータ側に移動させて流体の流路を開閉する電磁
弁において，上記スリーブは，請求項７〜９のいずれか
１項記載の複合磁性部材であって，該複合磁性部材の上
記非磁性部は上記プランジャと上記ステータとの間の上
記移動空間を周囲から囲うように配置されていることを
特徴とする電磁弁がある。

【００３５】電磁弁は，例えば，自動車その他の機械部
品として，流体通路の連通状態を制御するために用いら
れる。そのため，優れた耐久性等の性質が要求される。
この点において，本発明の電磁弁は，その主要部品であ
るスリーブとして，上記の製造方法により製造した優れ
た複合磁性部材を使用しているため，この要求を容易に
満足することができる。即ち，上記スリーブは，優れた
磁気特性を保持しつつ優れた耐応力腐食割れ性を示す。
それ故，この優れたスリーブを使用した電磁弁は，その
全体の耐久性等を大幅に改善することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

実施形態例１本発明の実施形態例にかかる複合磁性部材の製造方法に
つき，図１〜図５を用いて説明する。本例の複合磁性部
材の製造方法は，図１に示すごとく，まず，強磁性部２
と非磁性部３とを有し，該非磁性部３が内側方向へ収縮
している断面Ｕ字状の中間成形体１０を作製する。

【００３７】次いで，図１（ａ）（ｂ）に示すごとく，
中間成形体１０の内部にパンチ５１を圧入して非磁性部
３を拡張させる。その後，図２（ａ）（ｂ）に示すごと
く，パンチ５１を挿入したままの状態で，非磁性部３に
おける引張残留応力が圧縮残留応力となるように，中間
成形体１０をしごき加工する。これにより，図２（ｃ）
に示すごとく，複合磁性部材１を得る。

【００３８】以下，これを詳述する。まず，上記中間成
形体１０の作製は，図３（ａ）に示すごとく，以下の特
定の成分組成よりなるオーステナイト系合金鋼板１０１
を用いて作製する。上記特定成分は，重量でＣが０．６
％以下，Ｃｒが１２〜１９％，Ｎｉが６〜１２％，Ｍｎ
が２％以下，さらに残部がＦｅおよび不可避不純物によ
って構成され，平山の当量Ｈｅｑ＝〔Ｎｉ％〕＋１．０
５〔Ｍｎ％〕＋０．６５〔Ｃｒ％〕＋０．３５〔Ｓｉ
％〕＋１２．６〔Ｃ％〕が２０〜２３％で，かつ，ニッ
ケル当量Ｎｉｅｑ＝〔Ｎｉ％〕＋３０〔Ｃ％〕＋０．５
〔Ｍｎ％〕が９〜１２％であって，かつ，クロム当量Ｃ
ｒｅｑ＝〔Ｃｒ％〕＋〔Ｍｏ％〕＋１．５〔Ｓｉ％〕＋
０．５〔Ｎｂ％〕が１６〜１９％である。

【００３９】そして，図３（ａ）〜（ｄ）に示すごと
く，上記鋼板１０１を深絞り加工して断面Ｕ字状体１０
４（ｄ）とし，次いで，図３（ｅ）に示すごとく，ダイ
ス１９５を用いてこれにさらに複数回のしごき加工を加
えて，全体的に強磁性であるＵ字状部材１０６（ｆ）を
得る。本例におけるＵ字状部材１０６のサイズは，内径
７．０５ｍｍ，厚み０．８６ｍｍとしてある。

【００４０】次いで，図４に示すごとく，Ｕ字状部材１
０６の開口部側の部分を高周波加熱装置９８を用いて溶
体化焼戻しを行う。これにより，強磁性部２と非磁性部
３とを連続的に併せ持つ中間成形体１０が得られる。こ
のようにして得られた中間成形体１０は，図１（ａ）及
び前述した図１０（ｂ）に示すごとく，非磁性部３が相
変態によって内方に収縮した状態となっている。具体的
には，非磁性部３の内径最小部は７．０２ｍｍとなって
いる。尚，強磁性部２の寸法は，上記Ｕ字状部材１０６
と同じ寸法のままである。

【００４１】次に，上記非磁性部３の拡張およびしごき
加工を行うための装置５について説明する。この装置５
は，図１，図２に示すごとく，上記圧入及びしごき加工
を行うためのパンチ５１と，しごき加工用のダイス５２
とを有する。パンチ５１の外径は７．０８ｍｍとしてあ
り，中間成形体１０の本体部の内径よりも０．０３ｍｍ
大きくしてある。

【００４２】また，ダイス５２は，その内径を８．６８
ｍｍとしてあり，中間成形体１０のしごき代を０．０６
ｍｍに設定してある。即ち，しごき率が約７％となるよ
うに設定してある。

【００４３】また，図１に示すごとく，ダイス５２の内
方には，上記パンチ５１を中間成形体１０内に圧入する
際に中間成形体１０を支持するためのクッションプレー
ト５３を設けてある。このクッションプレート５３は，
５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の背圧により支持されており，上
記圧入時に中間成形体１０を確実に支持するように構成
されている。またクッションプレート５３は，上記圧入
時にのみダイス５２内に位置し，しごき加工時には，パ
ンチ５１の移動に干渉しない位置に退避するように構成
されている。

【００４４】また，ダイス５２の出側には，しごき加工
された成形品をパンチ５１から取り外すための左右一対
のノックアウト部５４を設けてある。このノックアウト
部５４は，その外方に配設したスプリング５４５によっ
て進退可能に支承されている。

【００４５】また，ノックアウト部５４は，上記しごき
加工時に容易に外方へ後退させられるように，ダイス５
２の内方側にテーパ部５４１を設けてある。また，その
反対側には，しごき加工後に成形体の開口端部に係合す
るための略直角状の係合角部５４２を有する。

【００４６】次に，上記装置５を用いて中間成形体１０
の非磁性部３の拡張及びしごき加工を行うに当たって
は，まず，図１（ａ）に示すごとく，中間成形体１０を
ダイス５２の中央に載置すると共にクッションプレート
５上に当接させてセットする。次いで，パンチ５１を前
進させる。このとき，中間成形体１０は，上記クッショ
ンプレート５３によって支持されているため，パンチ５
１が中間成形体１０内に圧入される。

【００４７】これにより，中間成形体１０の内径は，強
磁性部２及び非磁性部３が共にパンチ５１の外径寸法ま
で拡張される。次いで，クッションプレート５３を退避
させると共にパンチ５１をさらに前進させる。

【００４８】これにより，図２（ａ）に示すごとく，中
間成形体１０は，上記ノックアウト部５４を外方に後退
させつつ，約７％のしごき率でしごき加工される。次い
で，図２（ｂ）に示すごとく，しごき加工完了時におい
ては，ノックアウト部５４がスプリング５４５の付勢力
によって再び内方へ前進する。

【００４９】そのため，この状態でパンチ５１を後退さ
せることにより，ノックアウト部５４の係合角部５４２
が成形体の開口端に当接し，さらにパンチ５１を後退さ
せることにより，成形体がパンチ５１から取り外され
る。得れた成形体は，図２（ｃ）に示すごとく，複合磁
性部材１である。

【００５０】このようにして得られた複合磁性部材１
は，強磁性部２と非磁性部３との外径，内径寸法が同じ
となり，引張残留応力も解消された状態となる。この残
留応力状態を測定した結果を図５に示す。図５は，横軸
に複合磁性部材の開口端からの距離を，縦軸に複合磁性
部材の内面における残留応力状態をとった。そして，し
ごき加工前の状態を符号Ｃにより示し，しごき加工後の
状態を符号Ｅにより示した。図５より知られるごとく，
しごき加工前に発生していた引張残留応力は十分に解消
され，応力腐食割れ性に有利な圧縮残留応力に変化して
いた。

【００５１】また，得られた複合磁性部材における，磁
気的特性について評価した。その結果，強磁性部２にお
ける強磁性レベルは，０．３Ｔ以上が十分に確保されて
おり，また非磁性部３における非磁性レベルは，比透磁
率μ１．２以下が十分に確保されていて，非常に良好で
あった。

【００５２】次に，得られた複合磁性部材１について応
力腐食割れ試験を行った。試験方法は，ＭｇＣｌ₂の沸
騰液に１２０分浸漬したのち割れの有無を観察すること
により行った。その結果，全く割れは発生せず，非常に
良好な応力腐食割れ性を示した。

【００５３】実施形態例２本例においては，実施形態例１と同様に中間成形体を作
製し，その後のしごき加工におけるしごき率を種々の条
件に変化させ，その影響を調べた。また，上記中間成形
体としては，実施形態例１と同一成分組成の材質（材質
Ｅ１）により作製したものと，平山の当量を２０％から
２１％に変更した成分組成の材質（材質Ｅ２）により作
製したものの２種類を準備して評価した。その他は，実
施形態例１と同様にした。

【００５４】まず，しごき率については，表１に示すご
とく，ダイス５２の内径を変化させてしごき代を０．０
２〜０．０８ｍｍまで変化させ，これにより，しごき率
を２．３％〜９．３％まで変化させた。次いで，それぞ
れのしごき率により上記実施形態例１と同様の方法によ
って得られた各複合磁性部材について，その磁気的特性
及び残留応力状態を測定すると共に，応力腐食割れ試験
を行った。

【００５５】まず，磁気的性質については，非磁性部３
における比透磁率μを測定して評価した。また，この評
価は，季節的な変動をも考慮するため，２２℃と４０℃
との２種類の雰囲気温度下において行った。尚，強磁性
部の特性については，上記しごき加工によって特性が悪
化するおそれは理論上はなく，また実験においても確認
している。

【００５６】非磁性部の比透磁率の測定結果を表２に示
す。同表より知られるごとく，材質Ｅ１の場合の一部
に，μが１．２０を若干超えるものが発生はしたが，全
体的に目標であるμ＝１．２０以下をほぼ満足してお
り，非磁性部の特性は良好であると言える。

【００５７】次に，各複合磁性部材における，非磁性部
３の強磁性部２との境界部付近の残留応力を測定した。
また，この測定は，複合磁性部材の内面において行っ
た。測定結果を表３に示す。同表より知られるごとく，
いずれの材質，条件においても，引張残留応力が圧縮残
留応力に変化しており，非常に良好な状態となってい
た。

【００５８】次に，各複合磁性部材について，応力腐食
割れ試験を実施した。試験条件としては，実施形態例１
と同様である。また，この場合にも，季節要因を考慮し
て，２２℃と４０℃の２種類の雰囲気温度下において行
った。試験結果を表４に示す。同表より知られるごと
く，いずれの材質，条件においても良好であって，割れ
たものは一つもなかった。

【００５９】上記結果から，上記中間成形体のしごき加
工を２〜９％のしごき率で行うことにより，中間成形体
における強磁性部と非磁性部との特性を維持しつつ，応
力腐食割れ特性を格段に向上させた複合磁性部材を確実
に得ることができることがわかる。

【００６０】なお，実施形態例１，２においては，中間
成形体及び得られた複合磁性部材の中空形状をいずれも
断面Ｕ字状にした場合を例にとって説明したが，これら
が例えば底のない中空形状の場合であっても同様の効果
が得られる。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】

【表３】

【００６４】

【表４】

【００６５】実施形態例３本例においては，図６に示すごとく，実施形態例１の方
法により作製した複合磁性部材を電磁弁６の部品である
スリーブ７として適用した具体例について説明する。こ
の電磁弁６は，自動車等によく用いられるものであっ
て，油圧通路の連通状態を制御するためのものである。

【００６６】即ち，電磁弁６は，図６に示すごとく，強
磁性のステータ６３に設けた流入孔６５２と流出孔６５
０とにより構成される油圧通路の連通状態を，連通孔６
５４を有する弁座６５６とこれに当接するボール６６の
開閉によって，制御するものである。

【００６７】ボール６６は上記ステータ６３内に摺動可
能に配設されたシャフト６５の先端部に設けられてお
り，該シャフト６５は，プランジャ６４に連結されてい
る。一方，上記ステータ６３の先端側には，断面Ｕ字状
のスリーブ７が固定配設されている。このスリーブ７が
複合磁性部材である。そして，スリーブ７内に上記プラ
ンジャ６４が摺動可能に配設されている。

【００６８】またこのプランジャ６４の移動可能距離
は，図６に示したステータ６３とプランジャ６４との間
の移動空間Ｄの距離である。この移動空間Ｄは，上記シ
ャフト６５の下端に配設したスプリング６９の付勢力に
よって維持されている。また，スリーブ７の外方には，
これと同軸上にコイル６１を配設してあり，さらにその
外方には，コイル６１を囲うように強磁性のヨーク６０
を配設してある。このヨーク６０は，スリーブ７とステ
ータ６３との両方に連結固定されている。

【００６９】また，上記スリーブ７は，上記のごとく複
合磁性部材であって，本体部（有底部側）が強磁性部７
２であり，開口端側が非磁性部７３になっている。そし
て，上記プランジャ６４とステータ６４との移動空間Ｄ
を設けた部分に，これを周囲から囲うように上記非磁性
部７３が位置するように構成されている。

【００７０】このような構成の電磁弁において，油圧通
路を閉じる場合には，上記コイル６１に電流を流してこ
れを励磁する。これにより，図６に示すごとく，強磁性
体である，ヨーク６０，スリーブ７の強磁性部７２，プ
ランジャ６４，ステータ６３，再びヨーク６０と続く磁
気回路Ｌが形成される。この磁気回路Ｌの形成によっ
て，強磁性体であるプランジャ６４とステータ６３との
間に吸引力が発生し，スプリング６９の付勢力に抗して
プランジャ６４及びシャフト６５が移動する。これによ
り，シャフト６５の先端のボール６６が弁座６５６に当
接して，油圧通路が遮断される。

【００７１】また，再び油圧通路を開く場合には，コイ
ル６１への通電を停止する。これにより，上記磁気回路
が消滅し，スプリング６９の付勢力によってシャフト６
５及びプランジャ６４が元の位置に復帰すると共にボー
ル６６と弁座６５６との当接状態が解除される。その結
果，油圧通路が連通状態となる。

【００７２】ここで，この電磁弁６においては，上記強
磁性部７２の強磁性特性が低ければ強い磁気回路が形成
されないという問題があり，また，上記非磁性部７３の
比透磁率が高すぎる場合には，上記移動空間Ｄを回避し
て非磁性部７３を通過する磁気回路が形成されてしま
い，プランジャ６４とステータ６３との吸引力が発生し
ないという問題がある。

【００７３】そのため，上記スリーブ７における強磁性
部７２と非磁性部７３の両方の特性が電磁弁６の性能を
左右する重要な要素となっている。また，電磁弁６は，
耐久性の高さも要求されるが，その特性の一つとしてス
リーブ７に応力腐食割れ等が起こりにくいことが要求さ
れる。

【００７４】これに対し，本例における電磁弁６に用い
たスリーブ７は，上述した実施形態例１の方法により作
製している。そのため，強磁性部と非磁性部の優れた特
性を保持しつつ，耐応力腐食割れ性が大幅に改善されて
いる。それ故，このスリーブ７を用いた電磁弁６は，優
れた性能を示すと共に，優れた耐久性を示す。

【００７５】実施形態例４本例は，図７に示すごとく，上述した実施形態例１と同
様の方法により作製した中間成形体１０を用い，これに
ショットピーニング処理を施して引張残留応力を除去し
た具体例である。また，本例の中間成形体１０は，図
７，図８に示すごとく，開口端１０４側と底部１０５側
とが共に強磁性部２であり，これらの間の部分に非磁性
部３を設けたものである。

【００７６】本例におけるショットピーニング処理は，
図７に示すごとく，中間成形体１０を回転テーブル８１
の中央部分にセットして行う。回転テーブル８１は，そ
の中央部分にセット穴８１０を設けてあり，ここに中間
成形体１０の底部１０５を挿入して中間成形体１０を立
設させる。

【００７７】次に，回転テーブル８１を回転させなが
ら，ノズル８２よりショット粒８３を発射させ，これを
中間成形体１０の内側面及び外側面に衝突させる。本例
におけるショット粒８３としては，ＳＵＳ３０４の＃３
００の粒子を用いた。また，ショット粒８３の吹き出し
圧力は，エア圧力０．２〜０．５ＭＰａとした。また，
ショットピーニング処理時間は，５〜３０秒とした。

【００７８】このときのショット粒８３の中間成形体１
０への衝突状況を図８に示す。図８に示すごとく，ショ
ット粒８３は，中間成形体１０の内側面及び外側面に略
均一に衝突させる。そのため，引張残留応力発生部分に
おいてもショット粒８３の衝突が行われる。なお，ショ
ット粒８３の衝突場所を引張残留応力部分だけに限定し
てもよいが，本例においては，その周辺も含めて略均一
に衝突させた。

【００７９】上記のショット粒８３の衝突により，中間
成形体１０には，略均一に圧縮応力が付与される。その
ため，引張残留応力部分においては，次第に引張応力が
緩和されていく。これにより，ショットピーニング処理
を終えた中間成形体１０は，引張残留応力が大幅に緩和
され，耐応力腐食割れ性が大幅に向上する。

【００８０】この効果を明確にすべく，本例において
は，上記中間成形体１０のショットピーニング処理前後
の残留応力状態を測定した。測定位置は，図８において
符号Ｓにより示す部分の内周面側である。そして，測定
は，内周面表面から板厚方向に約１２０μｍの深さまで
行った。

【００８１】測定結果を図９に示す。同図は，横軸に板
厚方向の深さを，縦軸に残留応力をとり，＋側を引張応
力，−側を圧縮応力とした。また，ショットピーニング
前の状態を符号Ｅ４１（記号●）で示し，ショットピー
ニング後の状態を符号Ｅ４２（記号○）で示した。

【００８２】同図より知られるごとく，ショットピーニ
ング前においては特に最表面側が高い引張残留応力状態
にあったが，ショットピーニング後には適度な圧縮応力
状態となっていた。この残留応力状態は，耐応力腐食割
れ性の向上に非常に有利な状態である。この結果から，
応力除去工程としてのショットピーニング処理は，複合
磁性部材の耐応力腐食割れ性を向上させる有効な手段で
あることがわかる。尚，本例によって得られる複合磁性
部材もまた実施形態例３で示されるような電磁弁に適用
することができる。さらにまた，その他の様々な用途に
も適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，（ａ）中間成形体を装
置にセットした状態，（ｂ）中間成形体の非磁性部を拡
張した状態，を示す説明図。

【図２】実施形態例１における，（ａ）中間成形体をし
ごき加工している状態，（ｂ）しごき加工が完了した状
態，（ｃ）得られた複合磁性部材，を示す説明図。

【図３】実施形態例１における，中間成形体の製造手順
を示す説明図。

【図４】実施形態例１における，中間成形体に非磁性部
を形成している状態を示す説明図。

【図５】実施形態例１における，しごき加工前後の残留
応力状態を示す説明図。

【図６】実施形態例３における，電磁弁の断面図。

【図７】実施形態例４における，ショットピーニング処
理を示す説明図。

【図８】実施形態例４における，中間成形体にショット
粒が衝突している状態を示す説明図。

【図９】実施形態例４における，中間成形体の残留応力
変化を示す説明図。

【図１０】従来例における，（ａ）複合磁性部材の非磁
性部を形成する方法，（ｂ）非磁性部形成時の形状変化
状態，を示す説明図。

【図１１】従来例における，応力腐食割れ発生状態を示
す説明図。

【図１２】従来例における，形状修正方法を示す説明
図。

【図１３】従来例における，形状修正した結果，非磁性
部が，（ａ）広がりすぎた状態，（ｂ）最適な状態，
（ｃ）なお狭い状態，を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．複合磁性部材，１０．．．中間成形体，２．．．強磁性部，３．．．非磁性部，５１．．．パンチ，５２．．．ダイス，５３．．．クッションプレート，５４．．．ノックアウト部，６．．．電磁弁，７．．．スリーブ（複合磁性部材），８１．．．回転テーブル，８２．．．ノズル，８３．．．ショット粒，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｆ 7/16 Ｈ０１Ｆ 7/16 Ｒ (72)発明者杉山聡愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者杉阪季久愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者片山義唯愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性部と非磁性部とを有し，該非磁性
部が内側方向へ収縮している中空形状の中間成形体を作
製し，次いで，上記中間成形体の引張残留応力を除去す
る応力除去工程を行うことを特徴とする複合磁性部材の
製造方法。
【請求項２】請求項１において，上記中間成形体の上
記中空形状は，断面Ｕ字状であることを特徴とする複合
磁性部材の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２において，上記応力除去
工程においては，上記中間成形体の内部にパンチを圧入
して上記非磁性部を拡張させ，その後，上記パンチを挿
入したままの状態で，上記非磁性部における引張残留応
力が圧縮残留応力となるように，上記中間成形体をしご
き加工することを特徴とする複合磁性部材の製造方法。
【請求項４】請求項３において，上記しごき加工にお
けるしごき率は，２〜９％であることを特徴とする複合
磁性部材の製造方法。
【請求項５】請求項１又は２において，上記応力除去
工程においては，上記中間成形体の内側面または外側面
の少なくとも一側面における引張応力発生部分にショッ
ト粒を衝突させるショットピーニング処理を行うことを
特徴とする複合磁性部材の製造方法。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記中間成形体は，素材を冷間加工することにより強磁
性化させた後，所望部分のみを加熱することにより非磁
性化させることにより作製することを特徴とする複合磁
性部材の製造方法。
【請求項７】強磁性部と非磁性部とを有する中空形状
の複合磁性部材であって，該複合磁性部材は，請求項１
〜６のいずれか１項記載の製造方法により製造したこと
を特徴とする複合磁性部材。
【請求項８】請求項７において，上記複合磁性部材の
上記中空形状は，断面Ｕ字状であることを特徴とする複
合磁性部材。
【請求項９】請求項８において，上記複合磁性部材
は，有底部側に強磁性部を，開口端側に非磁性部を有す
ることを特徴とする複合磁性部材。
【請求項１０】磁気回路形成用のコイルと，該コイル
の励磁により形成される磁気回路内に配設されたスリー
ブと，該スリーブ内に摺動可能に配置されたプランジャ
と，該プランジャと移動空間を介して配置されたステー
タとを有し，上記コイルの励磁により上記プランジャを
上記ステータ側に移動させて流体の流路を開閉する電磁
弁において，上記スリーブは，請求項７〜９のいずれか
１項記載の複合磁性部材であって，該複合磁性部材の上
記非磁性部は上記プランジャと上記ステータとの間の上
記移動空間を周囲から囲うように配置されていることを
特徴とする電磁弁。