(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気遮断部の強度の低下が防止されるとともに、十分な磁気特性が得られ、製造コストが低減されるソレノイドバルブ用コアを製造する方法を提供する。【解決手段】筒状本体部の中間部に環状に形成された磁気遮断部を有する。まず、粗本体部１１と、その軸方向Ｚの中間部に形成された環状溝４０を有する粗部材１ａが準備される。次いで、環状溝４０に非磁性材料からなるワイヤ部材５０が嵌め込まれる。その後、ワイヤ部材５０が嵌め込まれた粗部材１ａが減圧状態で加熱されてワイヤ部材５０が溶融されて磁気遮断部の溶融材料が環状溝４０に充填される。次いで、粗部材１ａが冷却されて上記溶融材料が凝固して磁気遮断部が形成される。その後、軸心部が切削されて磁気遮断部が内周面に表出される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料製の筒状本体部と、該筒状本体部における軸方向の一端に径方向外側に突出形成されたフランジ部と、上記筒状本体部における軸方向中間部に環状に形成された磁気遮断部と、を有するソレノイドバルブ用コアの製造方法において、
少なくとも棒状又は筒状の粗本体部を有し、該粗本体部の軸方向中間部において周方向に沿って外周面から軸心側に窪んだ環状溝を形成してなる磁性材料製の粗部材を準備する準備工程と、
上記粗部材よりも融点の低い非磁性材料からなるワイヤ部材を、上記環状溝に沿わせて湾曲させて上記環状溝に嵌め込む嵌め込み工程と、
上記ワイヤ部材が配設された上記粗部材を、大気圧よりも低い減圧状態で加熱することにより、上記ワイヤ部材を溶融させて上記磁気遮断部を構成する溶融材料として上記環状溝内に充填し、その後冷却することにより、上記溶融材料を凝固させて上記磁気遮断部を形成する熱処理工程と、
上記粗部材に切削加工を施し、少なくとも上記環状溝の内周側を切削除去することによって上記磁気遮断部の内周面を露出させる切削工程と、
を含むことを特徴とするソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項２】
上記熱処理工程は、低真空状態、中真空状態又は高真空状態で行われることを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項３】
上記嵌め込み工程において、上記ワイヤ部材を予め上記環状溝の周方向の長さと同一の長さに切断し、又は、上記ワイヤ部材を上記環状溝に嵌め込んだ後に上記環状溝の周方向の長さと同一の長さに切断することを特徴とする請求項１又は２に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項４】
上記嵌め込み工程において、上記粗部材の軸心を通る基準面における上記ワイヤ部材の断面積が、上記環状溝において上記粗部材の外周面から軸心側に窪んだ空間部の上記基準面における断面積の７０〜９５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項５】
上記嵌め込み工程において、上記環状溝に嵌め込まれる上記ワイヤ部材は単一の部材からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項６】
上記嵌め込み工程において、上記ワイヤ部材の直径は０．８ｍｍ〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項７】
上記熱処理工程においては、上記ワイヤ部材の溶融と同時又は連続して上記粗部材が磁性焼鈍されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項８】
上記嵌め込み工程において、上記環状溝の壁面との間に隙間が生じるように上記環状溝を覆うとともに上記隙間に連通して開口する連通開口部を有する治具に上記粗部材を取り付けるとともに、上記ワイヤ部材を上記連通開口部に挿入して上記隙間に挿通させて、上記ワイヤ部材を上記環状溝に嵌め込むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項９】
上記嵌め込み工程において、上記ワイヤ部材を上記粗部材の外径よりも大きい内径を有するリング状に湾曲させて、上記ワイヤ部材の内周側に上記粗部材を軸心方向に挿入して、上記ワイヤ部材の内周面が上記環状溝の壁面に当接するように、上記ワイヤ部材を上記環状溝内において加圧することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項１０】
上記嵌め込み工程において、上記ワイヤ部材は純銅、銅合金、純銀又は銀合金からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【請求項１１】
上記熱処理工程において、上記粗部材は軸方向を鉛直方向に向けた姿勢で加熱されるとともに、上記環状溝は上記姿勢において下方側に位置する側の側壁が水平又は外周側が軸心側よりも高くなる形状を呈していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のソレノイドバルブ用コアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドバルブ用コアの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に備えられるオートマティックトランスミッション（以下「Ａ／Ｔ」ともいう）制御用のリニアソレノイドアッセンブリや、エンジン出力を制御する可変バルブタイミング機構のオイルコントロールバルブ等は電磁スプール弁の一種であり、その駆動部には、ソレノイドバルブが用いられている。Ａ／Ｔにおいては燃費や快適性の向上の要請に対応して多段化が進んでおり、これに伴ってソレノイドバルブの性能向上が求められている。また、オイルコントロールバルブにおいてもエンジン出力を全域で効率よく制御するためにソレノイドバルブの性能向上が求められている。
【０００３】
上記ソレノイドバルブは、コアの周囲に設けられたコイルにバッテリーから供給される電力を導くことにより発生する磁力を利用してバルブを開閉する構成を有している。そのため、コアの磁気特性を向上させることにより、ソレノイドバルブの性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２６２５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、ソレノイドバルブ用コアは、非磁性材料製のリングが二個の磁性軟鉄製のリングにより挟まれた状態にされて、両者がろう付け又は機械的結合（圧入又はかしめ等）によって一体化されることにより構成されている。かかる構成では、部品点数が比較的多くなるため、製造コストが増加する傾向がある。
【０００６】
特許文献１には、上述の用途に用いられるソレノイドバルブ用コアとして、磁性材料製の粗部材の外周面において周方向に形成された溝に非磁性材料製のろう材が肉盛り溶接された後、粗部材の軸心部と外周面が切削されて筒状に成形されることにより、上記ろう材により磁気遮断部が形成されたコアが開示されている。しかし、かかる構成では、ろう材の形成材料の内部に存在するガスや、ろう材の溶融により生じるガスが磁気遮断部内に残留して、磁気遮断部に空隙、鋳巣、気泡等を生じさせる場合がある。この場合には、磁気遮断部の強度が低下したり、筒状部材と磁気遮断部との接合面積が低減して十分な磁気特性が得られないなどの問題が生じる。
【０００７】
また、上記空隙、鋳巣、気泡等が磁気遮断部の内周面に露出すると、作動油中の異物がこれらに蓄積されて、コア内に進退可能に設けられているプランジャが磁気遮断部の内周面にスティック（固着）して、プランジャの円滑な作動が阻害されるおそれがあるという問題が生じる。
【０００８】
また、特許文献１には、上記ろう材の肉盛溶接に替えて、非磁性材料製のリングを予め複数に分割して形成された円弧状の磁気遮断部材が、粗部材の外周面の溝に嵌め込まれた後、粗部材にろう付け接合されることにより磁気遮断部が形成されたコアも開示されている。この場合には、複数に分割された磁気遮断部材が使用されることから部品点数が増えるため、製造コストの増加が懸念される。また、この場合の磁気遮断部は、磁気遮断部材及びろう材層の二種の材料が接合されて形成されているため、一種の均一な材料からなる場合よりも磁気特性が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、磁気遮断部の強度が向上されるとともに、十分な磁気特性が得られ、プランジャの固着が抑制され、製造コストが低減されるソレノイドバルブ用コアを製造する方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様は、磁性材料製の筒状本体部と、該筒状本体部における軸方向の一端に径方向外側に突出形成されたフランジ部と、上記筒状本体部における軸方向中間部に環状に形成された磁気遮断部と、を有するソレノイドバルブ用コアの製造方法において、
少なくとも棒状又は筒状の粗本体部を有し、該粗本体部の軸方向中間部において周方向に沿って外周面から軸心側に窪んだ環状溝を形成してなる磁性材料製の粗部材を準備する準備工程と、
上記粗部材よりも融点の低い非磁性材料からなるワイヤ部材を、上記環状溝に沿わせて湾曲させて上記環状溝に嵌め込む嵌め込み工程と、
上記ワイヤ部材が配設された上記粗部材を、大気圧よりも低い減圧状態で加熱することにより、上記ワイヤ部材を溶融させて上記磁気遮断部を構成する溶融材料として上記環状溝内に充填し、その後冷却することにより、上記溶融材料を凝固させて上記磁気遮断部を形成する熱処理工程と、
上記粗部材に切削加工を施し、少なくとも上記環状溝の内周側を切削除去することによって上記磁気遮断部の内周面を露出させる切削工程と、
を含むことを特徴とするソレノイドバルブ用コアの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
上記ソレノイドバルブ用コアの製造方法においては、ワイヤ部材が環状溝に沿わせて湾曲されて嵌め込まれる上記嵌め込み工程が積極的に採用され、その後に上記熱処理工程が実施されることにより、磁気遮断部が形成される。そして、熱処理工程は大気圧よりも低い減圧状態で行われる。これにより、熱処理工程において、ワイヤ部材の形成材料の内部に存在するガスや、当該形成材料の溶融により生じるガスが当該溶融材料から取り除かれる。これにより、磁気遮断部の組織を均一で緻密な状態とすることができる。その結果、磁気遮断部の強度が向上されるとともに、磁気特性の向上が図られる。
【００１２】
また、熱処理工程においてワイヤ部材の溶融材料から上記ガスが取り除かれることにより、磁気遮断部内における空隙、鋳巣、気泡等の形成が防止される。その結果、磁気遮断部の内周面に異物が蓄積することが防止されることから、磁気遮断部の内周面にプランジャが固着することが防止される。また、磁気遮断部内における空隙、鋳巣、気泡等の形成が防止されることにより、筒状本体部と磁気遮断部との接合面積が十分確保されるため、十分な磁気特性が得られる。
【００１３】
また、磁気遮断部はその全体が上記ワイヤ部材を構成していた一種の非磁性材料からなる均一なものとなるため、磁気特性の向上が図られる。また、磁気遮断部を形成する部材はワイヤ部材のみであることから、部品点数が少なくて済むため、製造コストの低減に寄与する。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、磁気遮断部の強度が向上されるとともに、十分な磁気特性が得られ、プランジャの固着が抑制され、製造コストが低減されるソレノイドバルブ用コアを製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における製造方法により製造されたソレノイドバルブ用コアの斜視図。
【図２】実施例１における、準備工程での粗部材の正面図。
【図３】実施例１における、準備工程での粗部材の断面図。
【図４】実施例１における、嵌め込み工程で治具への取り付け前の状態を説明する斜視図。
【図５】実施例１における、嵌め込み工程で治具への取り付け後の状態を説明する一部切り欠き斜視図。
【図６】図５における、VI-VI線位置でのワイヤ部材を嵌め込む態様を説明する断面図。
【図７】図６における、VII-VII線位置でのワイヤ部材を嵌め込まれた状態を説明する断面図。
【図８】図７における、環状溝周辺の一部拡大図。
【図９】実施例１における、熱処理工程での一体化粗材の断面図。
【図１０】実施例１における、切削工程後のソレノイドバルブ用コアの断面図。
【図１１】変形例における、熱処理工程での粗部材の断面一部拡大図。
【図１２】他の変形例における、熱処理工程での粗部材の断面一部拡大図。
【図１３】他の変形例における、熱処理工程での粗部材の断面一部拡大図。
【図１４】他の変形例における、熱処理工程での粗部材の断面一部拡大図。
【図１５】他の変形例における、嵌め込み工程でのワイヤ部材を嵌め込む態様を説明する斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記製造方法により製造されるソレノイドバルブ用コアは、例えば、自動車等に備えられるオートマティックトランスミッション制御用のリニアソレノイドアッセンブリや、自動車等のエンジン出力をコントロールする可変バルブタイミング機構に用いられるオイルコントロールバルブなどを構成する電磁スプール弁の駆動部であるソレノイドバルブのコアとして使用することができる。また、上記製造方法により製造されるソレノイドバルブ用コアは、ウェット型及びドライ型のいずれの形式の場合でも使用することができる。
【００１７】
本明細書に記載されている「磁性材料」とは、外部磁場が無くても自発磁化を持つことができるいわゆる強磁性材料のことであって、軟磁性材料を含む。また、本明細書に記載されている「非磁性材料」とは、磁性材料に比べて磁界によって磁化し難い材料のことであって、弱磁性材料を含むものとする。
【００１８】
上記準備工程において準備する粗部材の形成材料は、磁性材料であって、例えば、ＥＬＣＨ２（神戸製鋼社製）などの純鉄系軟磁性材料（磁性軟鉄）、電磁軟鉄ＳＵＹ−０〜ＳＵＹ−３（ＪＩＳ−Ｃ−２５０４）、機械構造用炭素鋼鋼材Ｓ１０Ｃ（ＪＩＳ−Ｇ−４０５１）などが採用される。粗部材を構成する粗本体部の形状は、予め中空部が形成された筒状であってもよいし、中空部が形成されていない棒状であってもよい。粗本体部は、例えば、鍛造、切削、鋳造等によって形成することができる。なお、中空部を有しない棒状の粗本体部は、後述の切削工程内で軸心部が切削除去されて中空部を有する筒状に成形される。
【００１９】
粗本体部の軸方向中間部に設けられる環状溝は、切削、鍛造により形成することができるほか、鋳造により粗本体部とともに形成することができる。さらに、粗本体部の一端側には、フランジ部の粗材となる粗フランジ部が形成されていてもよい。粗フランジ部は粗本体部と同様に例えば、鍛造、切削、鋳造等によって形成することができる。
【００２０】
上記嵌め込み工程において、上記ワイヤ部材を予め上記環状溝の周方向の長さと同一の長さに切断し、又は、上記ワイヤ部材を上記環状溝に嵌め込んだ後に上記環状溝の周方向の長さと同一の長さに切断することが好ましい。これにより、嵌め込み工程においてワイヤ部材は環状溝に沿わせて湾曲させて嵌め込まれる際に、ワイヤ部材を環状溝に繰り返し巻回する必要がないことから、作業性に優れる。なお、「環状溝の周方向の長さと同一の長さ」とは、完全に同一の長さである場合の他、完全には同一の長さでないが上記効果を奏する範囲内で実質的に同一の長さと認められる場合を含むものとする。
【００２１】
上記嵌め込み工程において、上記粗部材の軸心を通る基準面における上記ワイヤ部材の断面積が、上記環状溝において上記粗部材の外周面から軸心側に窪んだ空間部の上記基準面における断面積に対して７０〜９５％であることが好ましく、７５〜９５％であることがより好ましい。これにより、環状溝におけるワイヤ部材の充填率を比較的高く維持しつつ、熱処理工程において溶融したワイヤ部材の形成材料が表面張力によって環状溝に留まることにより環状溝から流れ落ちることが防止される。
【００２２】
上記空間部の断面積に対するワイヤ部材の断面積の割合が７０％よりも低い場合には、溶融したワイヤ部材の形成材料が表面張力によって環状溝に留まって環状溝から流れ落ちることは防止されるが、切削工程における粗部材の切削量が増すこととなる。そのため、コスト面で不利となる。また、磁気遮断部の厚さが十分に得られないおそれがある。
【００２３】
一方、上記空間部の断面積に対するワイヤ部材の断面積の割合が９５％よりも高い場合には、溶融したワイヤ部材の形成材料の表面張力よりも環状溝から流れ落ちる力の方が大きくなるため、当該形成材料を環状溝に十分留まらせることができない。その結果、磁気遮断部の形成が困難となる。
【００２４】
上記嵌め込み工程において、上記環状溝に嵌め込まれる上記ワイヤ部材は単一の部材からなることが好ましい。これにより、磁気遮断部が単一のワイヤ部材の溶融材料からなるため、複数の部材の溶融材料によって磁気遮断部を形成する場合に比べて、磁気遮断部に空隙が形成されることが防止される。その結果、磁気遮断部の強度の低下が防止されるとともに、磁気遮断部の内周面に対するプランジャの固着が抑制される。
【００２５】
上記嵌め込み工程において使用される上記ワイヤ部材の直径は、必要とされるソレノイド用コアの大きさや、必要とされる磁気特性の程度などによって、適宜適切な大きさに設定されるものである。例えば、使用されるワイヤ部材の直径は、好ましくは０．８ｍｍ〜４．０ｍｍとすることができ、より好ましくは２．０〜３．０ｍｍとすることができ、さらに好ましくは２．３〜２．５ｍｍとすることができる。これにより、上記空間部の断面積に対するワイヤ部材の断面積の割合を適正な範囲に維持することができる。当該割合を適正な範囲に維持することにより、熱処理工程において溶融したワイヤ部材の形成材料が表面張力によって環状溝内に留まることにより環状溝から流れ落ちることを効果的に防止することができる。
【００２６】
上記嵌め込み工程において使用される上記ワイヤ部材の断面形状は、特に限定されず、円形、楕円形、矩形、又は環状溝の壁面の形状に沿った形状とすることができる。中でもワイヤ部材の断面形状は円形であることが好ましい。断面形状が円形のワイヤ部材（丸ワイヤ部材）は入手しやすく、特別な加工が不要であることからコスト面で有利であるとともに、環状溝に沿わせて湾曲させる際の取り扱い性に優れるからである。
【００２７】
上記ワイヤ部材は粗部材よりも融点の低い非磁性材料からなる。具体的には、上記ワイヤ部材は、純銅、黄銅などの銅合金、純銀又は銀合金から作ることができる。磁性軟鉄製の粗部材を用いる場合には、ワイヤ部材は無酸素銅などの純銅からなることが好ましい。純銅のワイヤ部材は入手が容易であるとともに、純銅の膨張係数が磁性軟鉄の膨張係数と近い値であるため、熱膨張・収縮により磁気遮断部と粗部材との界面が変形することが防止され、プランジャの円滑な作動及び磁気特性の向上に寄与する。なお、ワイヤ部材は上記材料の他に、不可避的な不純物を含んでいてもよい。また、ワイヤ部材として、市販されているワイヤ状のろう材を使用することができる。
【００２８】
上記嵌め込み工程において、上記環状溝の壁面との間に隙間が生じるように上記環状溝を覆うとともに上記隙間に連通して開口する連通開口部を有する治具を上記粗部材に取り付けるとともに、上記ワイヤ部材を上記連通開口部に挿入して上記隙間に挿通させて、上記ワイヤ部材を上記環状溝に嵌め込むことが好ましい。これにより、ワイヤ部材を環状溝に沿わせて嵌め込むことが容易となるからである。
【００２９】
上記嵌め込み工程において、上記ワイヤ部材を上記粗部材の外径よりも大きい内径を有するリング状に湾曲させて、上記ワイヤ部材の内周側に上記粗部材を軸心方向に挿入して、上記ワイヤ部材の内周面が上記環状溝の壁面に当接するように、上記ワイヤ部材を上記環状溝内において加圧することが好ましい。これにより、ワイヤ部材を環状溝に沿わせて嵌め込むことが容易となるからである。
【００３０】
上記嵌め込み工程における加圧は、例えば、ロール圧延機による圧延や、プレス機による圧縮などにより行われる。プレス機による圧縮の場合には、例えば、環状溝に嵌め込まれたワイヤ部材の外周略全域が複数の円弧状の治具によって軸心側に均一に圧縮される。
【００３１】
上記熱処理工程においては、上記ワイヤ部材の溶融と同時又は連続して上記粗部材が磁性焼鈍されることが好ましい。これにより、粗部材を形成する磁性材料の再結晶が促されて、磁気特性が向上する。そして、かかる磁性焼鈍の工程がワイヤ部材の溶融と同時又は連続して行われることにより、作業工程が簡略化されて、製造コストの低減に寄与する。特に準備工程において粗部材が冷間鍛造により成形された場合には、当該粗部材に残存される内部歪み・結晶粒の歪形が除去されて、磁気特性の向上が図られる。
【００３２】
熱処理工程は、例えば、ＥＬＣＨ２製の粗部材と、純銅製のろう材からなるワイヤ部材が使用される場合には、水素雰囲気、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気、真空などの無酸化雰囲気において、１０８０℃〜１１５０℃に０．１〜０．５時間保持する条件により行われることとすることができる。
【００３３】
上記熱処理工程は、低真空状態、中真空状態又は高真空状態で行われることが好ましい。すなわち、上記熱処理工程は、１００Ｐａ以上大気圧未満の状態（低真空状態）、０．１Ｐａ以上１００Ｐａ未満の状態（中真空状態）又は１０−５Ｐａ以上０．１Ｐａ未満の状態（高真空状態）で行われることが好ましい。これにより、熱処理工程において、ワイヤ部材の形成材料の内部に存在するガスや、当該形成材料の溶融により生じるガスが当該溶融材料から容易に取り除かれることとなる。中でも、上記熱処理工程は、高真空状態で行われることがより好ましい。これにより、粗部材やワイヤ部材の表面に形成された酸化被膜や異物が除去されやすくなるとともに、溶融したワイヤ部材の濡れ性が向上するため、形成される磁気遮断部の内部における空隙、鋳巣、気泡等の形成が一層防止される。その結果、磁気遮断部の内部組織の健全性が一層向上するとともに、磁気遮断部の表面性状が良好となって磁気遮断部の表面の光沢度が増す。
【００３４】
上記熱処理工程においては、上記粗部材は軸方向が鉛直方向に向けられた姿勢で加熱されるとともに、上記環状溝は上記姿勢において下方側に位置する側の側壁が水平又は外周側が軸心側よりも高くなる形状を呈していることが好ましい。これにより、熱処理工程において、磁気遮断部を形成する溶融材料が環状溝から流れ出ることが防止され、磁気遮断部における形成材料の不足による強度低下や磁気特性の低下が防止される。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
上記ソレノイドバルブ用コアの製造方法の実施例につき、図１〜図１０を用いて説明する。
図１に示すように、本例の製造方法は、磁性材料製の筒状本体部２と、筒状本体部２における軸方向Ｚの一端に径方向外側に突出形成されたフランジ部３と、筒状本体部２における軸方向Ｚの中間部に環状に形成された磁気遮断部４と、を有するソレノイドバルブ用コア（以下「コア」ともいう）１の製造方法であって、図２〜図６に示すように、準備工程Ｓ１、嵌め込み工程Ｓ２、熱処理工程Ｓ３及び切削工程Ｓ４が含まれる。
【００３６】
準備工程Ｓ１においては、図２に示すように、少なくとも棒状又は筒状の粗本体部１１を有し、図３に示すように、該粗本体部１１の軸方向Ｚの中間部において周方向に沿って外周面２１ｂから軸心１２側に窪んだ環状溝４０が形成された磁性材料製の粗部材１ａが準備される。
【００３７】
まず、粗部材１ａの素材として、ボンディング処理が施された磁性材料であるＥＬＣＨ２製のコイル材が用意される。次いで、当該コイル材が所定の長さに切断された後、多段冷間鍛造により、図２に示すように、コア１の外形１０よりも一回り大きい棒状の粗部材１ａが作製される。これと併せて、粗部材１ａの軸方向Ｚの一端に粗フランジ部３ａが形成される。粗フランジ部３ａは、粗部材１ａの外周において径方向Ｘ外側に突出した円盤状であって、フランジ部３（図１参照）よりも一回り大きい。その後、図３に示すように、粗部材１ａの軸方向Ｚの他端側から略中央までの他端側部２１の軸心部２１ａが切削されて、軸心部２１ａは円柱凹状に成形されて中空部となっている。これとともに、粗フランジ部３ａが切削加工されて、フランジ部３が成形される。なお、粗部材１ａの軸方向Ｚの一端側から略中央までの一端側部２２の軸心部２２ａはこの段階では切削されない。
【００３８】
そして、図３に示すように、粗部材１ａの外周面２１ｂが切削されて、軸方向Ｚの中間部に環状溝４０が形成される。環状溝４０は、外周面２１ｂから軸心１２側に窪んだ環状に形成されている。軸心部２１ａは軸方向Ｚにおいて粗部材１ａの他端から環状溝４０の形成位置と同じ位置まで凹状に形成されているが、環状溝４０には底部４１が形成されており、環状溝４０と軸心部２１ａとは連通していない。環状溝４０の形状は、粗部材１ａの周方向において一様となっている。環状溝４０の一端側に位置する一端側側壁４２は、図３に示すように、軸心１２から離れるに従って、粗部材１ａの軸方向Ｚにおいてフランジ部３に近づくように傾斜している。本例では、軸方向Ｚに平行な断面において、一端側側壁４２と軸心１２との鋭角側のなす角αは約４０°である。なお、角αは、例えば、３０°〜５０°の範囲とすることができる。一方、環状溝４０の一端側と反対側に位置する他端側側壁４３は、粗部材１ａが軸方向Ｚを鉛直方向に向けた姿勢にされた場合に、下方側に位置して水平となる形状を呈している。なお、環状溝４０が形成された後、粗部材１ａが洗浄される。
【００３９】
嵌め込み工程Ｓ２においては、図４に示すように、単一のワイヤ部材５０が環状溝４０に沿って湾曲されて環状溝４０に嵌め込まれる。ワイヤ部材５０として、粗部材１ａの形成材料よりも融点の低い非磁性材料からなる無酸素銅からなるワイヤ状ろう材が使用される。ワイヤ部材５０の断面形状は円形であって、その直径は、例えば、０．８ｍｍ〜４．０ｍｍとすることができ、本例では、２．３ｍｍである。
【００４０】
本例では、嵌め込み工程Ｓ２においては、図４に示すように、ろう材ボビン５００から予め環状溝４０の周方向の長さと同一の長さのワイヤ部材５０を切断する。そして、治具４００を粗部材１ａに取り付ける。治具４００には、開口部４１０ａを有してＺ方向に延びる円筒状の筒状凹部４１０が形成されている。筒状凹部４１０には、矢印Ｐで示すように粗部材１ａの粗本体部１１が開口部４１０ａからＺ方向に挿入可能に形成されている。筒状凹部４１０は、図５に示すように粗本体部１１が挿入された状態において、粗本体部１１の他端側部２１が位置する他端側凹部４１１と、粗本体部１１の一端側部２２が位置する一端側凹部４１２と、粗本体部１１の溝部４０が位置する中間凹部４３０とを有する。他端側凹部４１１の内径は粗本体部１１の他端側部２１の外径と略同一となっており、一端側凹部４１２及び中間凹部４３０の内径は粗本体部１１の一端側部２２の外径よりも径方向外側に拡径している。
【００４１】
治具４００には、図４に示すように筒状凹部４１０の形成方向Ｚに垂直な方向Ｙに延びて治具４００の外部に開口するとともに中間凹部４３０に連通する連通開口部４２０が形成されている。連通開口部４２０は、円筒状を成しており、その開口径はワイヤ部材５０の直径よりも若干大きい。
【００４２】
図４において矢印Ｐで示すように、粗部材１ａの粗本体部１１が筒状凹部４１０に挿入されて、粗部材１ａが治具４００に取り付けられる。この状態において、図５に示すように、治具４００の中間凹部４３０が環状溝４０を覆うことにより、粗部材１ａの環状溝４０の壁面４０ａと、治具４００の中間凹部４３０の内周面とが対向して、両者の間に隙間４４０が形成される。図６（ａ）に示すように、隙間４４０の幅ｄはワイヤ部材５０の直径よりも若干大きい。隙間４４０と連通開口部４２０とは互いに連通した状態となっている。
【００４３】
その後、ワイヤ部材５０が矢印Ｑ方向に向かって連通開口部４２０に挿入される。そして、図６（ｂ）に示すように、押圧装置５１０のプッシュピン５１０ａによって、ワイヤ部材５０が連通開口部４２０内に押し込まれて、ワイヤ部材５０は隙間４４０に到達する。ワイヤ部材５０は、プッシュピン５１０ａによってさらに押し込まれることにより、隙間４４０を挿通する。
【００４４】
そして、図６（ｃ）に示すように、ワイヤ部材５０の挿入方向前端部５０ａを連通開口部４２０と隙間４４０との連結部４４０ａまで到達させる。その後、図６（ｄ）に示すように、粗部材１ａから治具４００を取り外す。そして、ワイヤ部材５０の挿入方向後端部５０ｂがロール圧延又はプレスによって粗部材１ａに対して押圧されて、粗部材１ａの軸心１２側へ加圧されて、図６（ｅ）に示すように、挿入方向前端部５０ａが環状溝４０に沿うこととなる。これにより、挿入方向前端部５０ａと挿入方向後端部５０ｂとが対向する。これとともに、ロール圧延又はプレスによってワイヤ部材５０全体が粗部材１ａの軸心１２側に押圧されて、ワイヤ部材５０と環状溝４０の壁面４０ａとの隙間が小さくなる。このようにして、図７に示すように、ワイヤ部材５０を環状溝４０に沿わせて湾曲させて環状溝４０に嵌め込む。
【００４５】
図８に示すように、粗部材１ａの軸心１２を通る基準面Ｔ（図６（ｅ）参照）におけるワイヤ部材５０の断面積は、環状溝４０において粗部材１ａの外周面２１ｂから軸心側１２に窪んだ空間部４０ｂの基準面Ｔにおける断面積に対して７５％となっている。
【００４６】
嵌め込み工程Ｓ２の後に熱処理工程Ｓ３が行われる。図９に示すように、熱処理工程Ｓ３においては、大気圧よりも低い減圧状態でワイヤ部材５０が嵌め込まれた粗部材１ａが加熱されることにより、ワイヤ部材５０が溶融されて磁気遮断部４を構成する溶融材料として環状溝４０内に充填される。本例では、１０Ｐａの中真空状態で、１０８０℃〜１１５０℃のバッチ式真空炉によって０．１〜０．５時間加熱されてワイヤ部材５０が溶融される。そして、ワイヤ部材５０の溶融材料はその濡れ性と表面張力により環状溝４０内に充填される。その後、粗部材１ａは冷却されて、上記溶融材料が凝固されることにより、環状溝４０に磁気遮断部４が形成される。
【００４７】
なお、熱処理工程Ｓ３においては、粗部材１ａはフランジ部３が上方側となる状態とされている。すなわち、粗部材１ａは軸方向Ｚを鉛直方向に向けた姿勢で加熱されることとなる。そして、環状溝４０は当該姿勢において下方側に位置する側の他端側側壁４３が水平となる形状を呈している。
【００４８】
本例では、熱処理工程Ｓ３において、ワイヤ部材５０が溶融された後、炉温８５０℃〜９５０℃の炉内に０．２〜０．５時間保持されて、粗部材１ａが磁性焼鈍される。すなわち、ワイヤ部材５０の溶融と連続して粗部材１ａの磁性焼鈍が行われる。
【００４９】
その後、切削工程Ｓ４においては、仮想線２１０ｂ、２１０ｃ、２２０ａ（図９参照）に沿って、図１０に示すように、粗部材１ａの軸心部２２ａ、外周面２１ｂ及び内周面２１ｃが切削されて、筒状本体部２が形成されるとともに、磁気遮断部４の内周面４４が内周面２１ｃに表出される。
【００５０】
仮想線２１０ｃは環状溝４０の底部４１よりも径方向外側に位置しているとともに環状溝４０と交差しているため、内周面２１ｃの切削によって底部４１が除去されることにより内周面４４が表出されることとなる。その後、外周面２１ｂ及び内周面２１ｃが仕上げ旋削加工されて、５００℃〜５５０℃で１．５〜２．０時間加熱されてガス軟質化処理が行われ、内周面２１ｃ及び外周面２１ｂの耐摩耗性の向上が図られる。
【００５１】
以上のようにして製造されたコア１について以下の評価が行われた。
（１）工程能力指数（Ｃｐｋ）の評価
コア１の軸心部２１ａの内径寸法の工程能力指数（Ｃｐｋ）が以下のように算出され、評価された。まず、３０個のコア１の軸心部２１ａの内径が実測され、これらの平均値及び標準偏差が求められた。そして、下記の（式１）により、規格中心値からの平均値の偏りが考慮されて、工程能力指数（Ｃｐｋ）が算出された。
Ｃｐｋ＝（公差−２×ＡＢＳ（規格中心値−平均値））／（６×標準偏差）・・・（式１）
【００５２】
コア１の軸心部２１ａの内径寸法の規格値は１０．６７±０．００５ｍｍであって、規格中心値は１０．６７ｍｍであった。上記平均値は１０．６７１ｍｍであり、標準偏差は０．０００９であった。上記式より算出されたＣｐｋは１．４０９であった。これにより、１．３３以上のＣｐｋが達成されたことが確認された。
【００５３】
（２）機械的強度の評価
コア１の機械的強度の評価は以下のように行われた。まず、コア１の筒状本体部２の一端のフランジ部３が固定されるとともに、筒状本体部２の他端にトルクレンチが取り付けられ、筒状本体部２の他端をねじることによってねじりトルクが測定された。使用したトルクレンチの上限値に相当する５９Ｎ・ｍのトルクが負荷されても、コア１の磁気遮断部４と筒状本体部２との接合部には剥離や亀裂は生じなかった。
【００５４】
一方、従来品の機械的強度の設計要求値は、上記測定方法と同様の方法で測定されたトルク値に基づいて設定されたものであり、その値は５Ｎ・ｍ（最低値）であった。したがって、コア１は、従来品の機械的強度の設計要求値よりも１０倍以上の機械的強度を有することが確認された。
【００５５】
（３）磁気特性の評価
コア１をリニアソレノイドアッセンブリに使用して最終性能試験を行うことにより、従来品を使用した場合と比較してコア１の磁気特性を評価した。その結果、従来に対して磁気特性が著しく改善されたことが確認できた。
【００５６】
以上のように、コア１は従来品に比べて、上記各品質が大幅に向上したことが確認された。
【００５７】
上記コア１は、自動車のオートマティックトランスミッション制御用のリニアソレノイドアッセンブリや、自動車のエンジン出力をコントロールする可変バルブタイミング機構に用いるオイルコントロールバルブなどを構成する電磁スプール弁の駆動部に用いられるソレノイドバルブのコアとして使用される。
【００５８】
本例のコア１の製造方法によれば、ワイヤ部材５０が環状溝４０に沿わせて湾曲されて嵌め込まれる嵌め込み工程Ｓ２が積極的に採用され、その後に熱処理工程Ｓ３が実施されることにより、磁気遮断部４が形成される。そして、熱処理工程Ｓ３は大気圧よりも低い減圧状態で行われる。これにより、熱処理工程Ｓ３において、ワイヤ部材５０の形成材料の内部に存在するガスや、当該形成材料の溶融により生じるガスが当該溶融材料から取り除かれる。これにより、磁気遮断部４の組織を均一で緻密な状態とすることができる。その結果、磁気遮断部４の強度が向上されるとともに、磁気特性の向上が図られる。
【００５９】
また、熱処理工程Ｓ３においてワイヤ部材５０の溶融材料から上記ガスが取り除かれることにより、磁気遮断部４内における空隙、鋳巣、気泡等の形成が防止される。その結果、磁気遮断部４の内周面４４に異物が蓄積することが防止されることから、磁気遮断部４の内周面４４に図示しないプランジャが固着することが防止される。また、磁気遮断部４内における空隙、鋳巣、気泡等の形成が防止されることにより、筒状本体部２と磁気遮断部４との接合面積が十分確保されるため、十分な磁気特性が得られる。
【００６０】
また、磁気遮断部４はその全体がワイヤ部材５０を構成していた一種の非磁性材料からなる均一なものとなるため、磁気特性の向上が図られる。また、磁気遮断部４を形成する部材はワイヤ部材５０のみであることから、部品点数が少なくて済むため、製造コストの低減に寄与する。
【００６１】
本例では、熱処理工程Ｓ３は、１０Ｐａの中真空状態で行われる。これにより、熱処理工程Ｓ３において、ワイヤ部材５０の形成材料の内部に存在するガスや、当該形成材料の溶融により生じるガスが当該溶融材料から容易かつ確実に取り除かれることとなる。なお、熱処理工程Ｓ３は１０−５Ｐａ以上０．１Ｐａ未満の高真空状態で行われることとしてもよい。この場合にもワイヤ部材５０の溶融材料から上記ガスを容易に取り除くことができる。さらに、粗部材１ａやワイヤ部材５０の表面に形成された酸化被膜や異物が除去されやすくなるとともに、ワイヤ部材５０の溶融材料の濡れ性が向上するため、形成される磁気遮断部４の内部における空隙、鋳巣、気泡等の形成が一層防止される。その結果、磁気遮断部４の内部組織の健全性が一層向上するとともに、磁気遮断部４の表面性状が良好となって磁気遮断部４の表面の光沢度が増す。
【００６２】
また、本例によれば、熱処理工程Ｓ３においては、ワイヤ部材５０の溶融と連続して粗部材１ａが磁性焼鈍される。これにより、粗部材１ａを形成する磁性材料の再結晶化を促される結果、準備工程Ｓ１の冷間鍛造により粗部材１ａに生じた内部歪みが除去されて、その磁気特性が改善されることとなる。そして、かかる磁性焼鈍がワイヤ部材５０の溶融と連続して行われるため、作業工程が簡略化されて、製造コストの低減に寄与する。
【００６３】
なお、本例では、熱処理工程Ｓ３における粗部材１ａの磁性焼鈍は、８５０℃〜９５０℃で０．２〜０．５時間保持して行うこととしたが、例えば、８５０℃〜９５０℃で１〜３時間保持して行うなど、より長時間行うこととしてもよい。これより、冷間鍛造により粗部材１ａに生じた内部歪みの除去に加えて、粗部材１ａを形成する磁性材料の結晶粒の成長(粗大化)が図られる。その結果、粗部材１ａの磁気特性が一層改善される。
【００６４】
また、ワイヤ部材５０の融点が磁性焼鈍温度（８５０℃〜９５０℃）内にある場合には、熱処理工程Ｓ３において、ワイヤ部材５０の溶融と同時に粗部材１ａの磁性焼鈍が行われることとしてもよい。この場合には、作業時間が短縮されて、生産性が向上する。
【００６５】
また、嵌め込み工程Ｓ２において、環状溝４０の壁面４０ａとの間に隙間４４０が生じるように環状溝４０を覆うとともに隙間４４０に連通して開口する連通開口部４２０を有する治具４００を粗部材１ａに取り付け、ワイヤ部材５０を連通開口部４２０に挿入して隙間４４０に挿通させて、ワイヤ部材５０を環状溝４０に嵌め込むこととした。これにより、容易にワイヤ部材５０を環状溝４０に沿わせて湾曲させて嵌め込むことができる。
【００６６】
本例では、嵌め込み工程Ｓ２において、ワイヤ部材５０を予め環状溝５０の周方向の長さと同一の長さに切断している。これにより、嵌め込み工程Ｓ２においてワイヤ部材５０は環状溝４０に沿わせて湾曲させて嵌め込まれる際に、ワイヤ部材５０を環状溝４０に繰り返し巻回する必要がないことから、作業性に優れる。
【００６７】
なお、嵌め込み工程Ｓ２において、予め環状溝４０の周方向の長さと同一の長さに切断されているワイヤ部材５０を使用したが、これに替えて、ワイヤ部材５０のコイル材から環状溝４０に嵌め込んだ後に環状溝４０の周方向の長さと同一の長さに切断してもよい。この場合にもワイヤ部材５０を環状溝４０に繰り返し巻回する必要がないことから、作業性に優れる。
【００６８】
本例では、嵌め込み工程Ｓ２において使用されるワイヤ部材５０の直径は２．３ｍｍである。これにより、空間部４０ｂの断面積に対するワイヤ部材５０の断面積の割合を適正な値（７５％）に維持することができる。その結果、熱処理工程Ｓ３において溶融したワイヤ部材５０の溶融材料が表面張力によって環状溝４０に留まることにより環状溝４０から流れ出ることを防止することができる。
【００６９】
本例では、上記嵌め込み工程Ｓ２において、環状溝４０に嵌め込まれるワイヤ部材５０は単一の部材からなる。すなわち、ワイヤ部材５０は一本のワイヤ状の部材である。これにより、磁気遮断部４が単一のワイヤ部材５０の溶融材料からなるため、複数の部材の溶融材料によって磁気遮断部４を形成する場合に比べて、磁気遮断部４に空隙が形成されることが防止される。その結果、磁気遮断部４の強度の低下が防止されるとともに、磁気遮断部４の内周面４４に対するプランジャの固着が抑制される。
【００７０】
本例では、ワイヤ部材５０は無酸素銅からなる。無酸素銅製のワイヤ部材５０は入手が容易であるとともに、無酸素銅（純銅）の膨張係数が磁性軟鉄の膨張係数と近い値であるため、熱膨張・収縮により磁気遮断部と粗部材との界面が変形することが防止され、プランジャの円滑な作動及び磁気特性の向上に寄与する。
【００７１】
また、本例では、嵌め込み工程Ｓ２において使用されるワイヤ部材５０は断面形状が円形のワイヤ部材（丸ワイヤ部材）である。当該ワイヤ部材５０は入手しやすく、特別な加工が不要であることからコスト面で有利であるとともに、環状溝４０に沿わせて湾曲させる際の取り扱い性に優れる。
【００７２】
さらに、本例によれば、図９に示すように、環状溝４０の一端側に位置する一端側側壁４２は、軸心１２から離れるに従って、粗部材１ａの軸方向Ｚにおいてフランジ部３に近づくように傾斜している。これにより、磁気遮断部４近傍においてフランジ部３側から磁気遮断部４側に磁束が集中するように磁束の流れが規制されて、十分な磁気特性が発揮される。
【００７３】
なお、図９に示す環状溝４０に替えて、図１１に示すように、一端側に位置する一端側側壁４２１が、軸心１２から離れるに従って粗部材１ａの軸方向Ｚにおいてフランジ部３に近づくように階段状に形成された環状溝４０１が採用されてもよい。この場合には、筒状本体部２と磁気遮断部４との接合面積が広く確保されるため、磁気特性が向上することとなる。
【００７４】
また、図９に示す環状溝４０に替えて、図１２に示すように、一端側に位置する一端側側壁４２２が、軸心１２（図９参照）から離れるに従って、粗部材１ａの軸方向Ｚにおいてフランジ部３に近づくように傾斜した第１一端側側壁４２２ａと第２一端側側壁４２２ｂとからなる環状溝４０２が採用されてもよい。第１一端側側壁４２２ａは外周面２１ｂと連続しており、第２一端側側壁４２２ｂは第１一端側側壁４２２ａの内周面側に連続している。そして、第２一端側側壁４２２ｂの傾斜角度（軸方向Ｚの平行な断面において、図３に示す軸心１２との鋭角側のなす角）は、第１一端側側壁４２２ａの傾斜角度よりも大きくなっている。この場合には、内周面側の第２一端側側壁４２２ｂが軸方向Ｚに対する傾斜角度が大きいため、内周面側の第２一端側側壁４２２ｂ側に磁束が集中するように磁気遮断部４における磁束の流れが規制されて、十分な磁気特性が発揮される。
【００７５】
また、本例では、熱処理工程Ｓ３においては、粗部材１ａは軸方向Ｚを鉛直方向に向けた姿勢で加熱されるとともに、環状溝４０は上記姿勢において下方側に位置する側の他端側側壁４３が水平となる形状を呈している。当該環状溝４０に替えて、図１３に示すように、他端側側壁４３がその外周面２１ｂ側が軸心１２側よりも高くなる形状を呈する環状溝４０３を採用してもよい。この場合には、熱処理工程Ｓ３において、ワイヤ部材５０の溶融材料が環状溝４０３から流れ出ることが防止され、磁気遮断部４における形成材料の不足による強度低下や磁気特性の低下を防止できる。
【００７６】
また、図９に示す環状溝４０に替えて、図１４に示すように、他端側側壁４３における外周縁部に、フランジ部３（図５参照）側に突出した突起部４３４が形成された環状溝４０４が採用されてもよい。この場合には、熱処理工程Ｓ３において、当該突起部４３４によって、溶融されたワイヤ部材５０の溶融材料が環状溝４０４から流れ出ることが防止され、磁気遮断部４の形成材料の不足による強度低下や磁気特性の低下を防止できる。なお、突起部４３４は周方向全域に設けられることが好ましい。これにより、ワイヤ部材５０の溶融材料が周方向全域から流れ出ることが防止できる。
なお、切削工程Ｓ４においては、図１４に示すように、外周面２１ｂが仮想線２１０ｂに沿って切削される領域に、突起部４３４が含まれていることが好ましい。これにより、当該切削により突起部４３４が除去されるため、突起部４３４が磁気特性に影響を与えることが防止できる。
【００７７】
また、本例では、嵌め込み工程Ｓ２において、治具４００が使用されてワイヤ部材５０が環状溝４０に嵌め込まれたが、これに替えて、以下のごとく、ワイヤ部材５０を環状溝４０に嵌め込まれることとしてもよい。すなわち、図１５（ａ）に示すように、嵌め込み工程Ｓ２において、ろう材ボビン５００から予め環状溝４０の周方向の長さと同一の長さのワイヤ部材５０が切断される。当該ワイヤ部材５０がリング状に湾曲された後、ワイヤ部材５０の内周側に粗部材１ａが軸心方向Ｒに沿って挿入される。そして、図１５（ｂ）に示すように、ワイヤ部材５０が環状溝４０の壁面４０ａと対向する位置まで粗部材１ａが挿入された後、ワイヤ部材５０の内周面が環状溝４０の壁面４０ａに当接するように、プレス機によってワイヤ部材５０が環状溝４０内において加圧される。これにより、図１５（ｃ）に示すように、ワイヤ部材５０が環状溝４０に嵌め込まれる。
【００７８】
この場合には、治具４００（図４参照）を使用することなく、ワイヤ部材５０を環状溝４０に嵌め込むことができるため、製造コストを低減できる。当該変形例においても、治具４００を使用したことによる効果を除いて、実施例１の場合と同等の作用効果を奏する。
【００７９】
以上のごとく、本例によれば、磁気遮断部４の強度の低下が防止されるとともに、十分な磁気特性が得られ、製造コストが低減されるソレノイドバルブ用コア１を製造する方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  ソレノイドバルブ用コア
１ａ  粗部材
１２  軸心
２  筒状本体部
２１ａ、２２ａ  軸心部
２１ｃ  内周面
３  フランジ部
４  磁気遮断部
４０、４０１、４０２、４０３、４０４  環状溝
４２、４２１、４２２  一端側側壁
４００  治具
５０  ワイヤ部材
【図１】
2015142002.tif 000003
【図２】
2015142002.tif 000004
【図３】
2015142002.tif 000005
【図４】
2015142002.tif 000006
【図５】
2015142002.tif 000007
【図６】
2015142002.tif 000008
【図７】
2015142002.tif 000009
【図８】
2015142002.tif 000010
【図９】
2015142002.tif 000011
【図１０】
2015142002.tif 000012
【図１１】
2015142002.tif 000013
【図１２】
2015142002.tif 000014
【図１３】
2015142002.tif 000015
【図１４】
2015142002.tif 000016
【図１５】
2015142002.tif 000017