(57)【要約】【課題】ステータ部２に設けた薄肉部１０とボビン１９との間に生じる空間部を樹脂１２で埋めることにより、ボビン１９の変形を防止すること。【解決手段】磁気回路の一部を形成するステータ部２は、バルブケース３の円筒部６を延長して設けられると共に、自身の外径側に凹部が形成されて、磁路断面積を低減する薄肉部１０が設けられている。このステータ部２を有するバルブケース３は、切削加工等により所望の形状に仕上げられた後、ステータ部２に形成された凹部に対し、射出成形により樹脂１２が充填され、その後、ソレノイド部を有するサブアセンブリが組み付けられる。この構成によれば、ステータ部２に形成された凹部を樹脂１２で埋めているので、コイル１８の発熱によってボビン１９が軟化してもボビン１９が変形することはなく、またコイル１８の巻き付け力がボビン１９に作用してもボビン１９が変形することはない。【選択図】　　　　図１
2004028300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略筒状のボビンにコイルを巻き付けて形成されるソレノイド部と、
このソレノイド部の内周に磁気回路の一部を形成するステータ部を有すると共に、このステータ部と一体に設けられた弁収容部を形成するバルブケースと、
このバルブケースの前記弁収容部に往復動可能に収容され、前記コイルへの通電時に前記ステータ部との間に生じる吸引力を受けて移動する可動体とを備え、
前記バルブケースには、前記ステータ部の外径側に凹部が形成されて磁路断面積を低減する薄肉部が設けられている電磁弁であって、
前記バルブケースは、前記ステータ部の外周に前記ソレノイド部を組み付ける際に、前記ステータ部に形成された前記凹部に予め非磁性部材を配置した状態で前記ソレノイド部と組み付けられることを特徴とする電磁弁の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載した電磁弁の製造方法において、
前記凹部に配置される前記非磁性部材は、射出成形によって前記凹部に充填される樹脂であることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１に記載した電磁弁の製造方法において、
前記凹部に配置される前記非磁性部材は、予め前記凹部の形状に合わせて成形された成形部品であり、この成形部品が複数に分割された状態で前記凹部に嵌め込まれていることを特徴とする電磁弁の製造方法。
【請求項４】
略筒状のボビンにコイルを巻き付けて形成されるソレノイド部と、
このソレノイド部の内周に磁気回路の一部を形成するステータ部を有すると共に、このステータ部と一体に設けられた弁収容部を形成するバルブケースと、
このバルブケースの前記弁収容部に往復動可能に収容され、前記コイルへの通電時に前記ステータ部との間に生じる吸引力を受けて移動する可動体とを備え、
前記バルブケースには、前記ステータ部の外径側に凹部が形成されて磁路断面積を低減する薄肉部が設けられ、前記ボビンとの間で前記薄肉部の外周に形成される空間部に樹脂が充填されている電磁弁であって、
前記空間部に樹脂を充填するための充填用通路が設けられていることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体流量を制御するための電磁弁及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特願２００１−９６００８号に記載された電磁弁がある。
この電磁弁は、図１０に示す様に、コイル１００　が巻き付けられるボビン１１０　の内周に磁気回路の一部を形成するステータ部１２０　が配置され、そのステータ部１２０　が弁体１３０　を収容するバルブケース１４０　と一体に構成され、且つバルブケース１４０　との間に磁路断面積を低減する薄肉部１５０　が設けられている。
この構成では、コイル１００　が通電されると、ステータ部１２０　を通る磁束が薄肉部１５０　で絞られるため、磁気飽和を生じる。これにより、薄肉部１５０　を通過できない磁束分は、ステータ部１２０　の図中下部１２０ａからステータ部１２０　の図中上部１２０ｂへ流れるため、ステータ部１２０　の図中上部１２０ｂと弁体１３０　との間に吸引力が発生し、その吸引力によって弁体１３０　がスプリング１６０　の付勢力に抗して図示上方向へ移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の電磁弁では、薄肉部１５０　とボビン１１０　との間に空間部１７０　が生じるため、コイル１００　の発熱によりボビン１１０　が軟化して変形することがある。また、コイル１００　の巻き付け力がボビン１１０　に作用してボビン１１０　が変形することもある。
更には、冷熱サイクルによってボビン１１０　が膨張及び収縮する時に、薄肉部１５０　とボビン１１０　との間に空間部１７０　があると、ボビン１１０　の膨張と収縮が大きくなるため、コイル１００　が擦れあってショートする虞があった。
【０００４】
この対策として、特表平１１−５００５０９　号公報に示されるように、薄肉部とボビンとの間に生じる空間部に樹脂を充填する方法が考えられる。ところが、薄肉部とボビンとの間に生じる空間部が略密閉されている（空間の周囲が閉ざされている）ため、射出成形によって空間部に樹脂を充填しようとすると、高い射出圧力（約１０００〜１６００ｋｇｆ／ｃｍ２　）が必要となり、薄肉部が樹脂圧で変形する虞があった。本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、ステータ部に設けた薄肉部とボビンとの間に生じる空間部を非磁性部材で埋めることにより、ボビンの変形を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（請求項１の発明）
本発明は、略筒状のボビンにコイルを巻き付けて形成されるソレノイド部と、このソレノイド部の内周に磁気回路の一部を形成するステータ部を有すると共に、このステータ部と一体に設けられた弁収容部を形成するバルブケースと、このバルブケースの弁収容部に往復動可能に収容され、コイルへの通電時にステータ部との間に生じる吸引力を受けて移動する可動体とを備え、バルブケースには、ステータ部の外径側に凹部が形成されて磁路断面積を低減する薄肉部が設けられている電磁弁であって、
バルブケースは、ステータ部の外周にソレノイド部を組み付ける際に、ステータ部に形成された凹部に予め非磁性部材を配置した状態でソレノイド部と組み付けられることを特徴とする。
【０００６】
この方法では、ステータ部に形成された凹部に非磁性部材を配置してから、ステータ部の外周にソレノイド部を組み付けるので、薄肉部が変形することがない。また、薄肉部とボビンとの間に形成される空間部を非磁性部材で埋めることにより、コイルの発熱に伴うボビンの軟化及びコイルの巻きテンションによるボビンの変形を防止できる。
【０００７】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した電磁弁の製造方法において、
凹部に配置される非磁性部材は、射出成形によって凹部に充填される樹脂であることを特徴とする。
ステータ部をソレノイド部と組み付ける前に射出成形を行うことができるので、射出成形の際に高い樹脂圧をかける必要がなく、薄肉部が変形しない程度まで樹脂圧を下げることができる。
【０００８】
（請求項３の発明）
請求項１に記載した電磁弁の製造方法において、
凹部に配置される非磁性部材は、予め凹部の形状に合わせて成形された成形部品であり、この成形部品が複数に分割された状態で凹部に嵌め込まれていることを特徴とする。
この方法では、成形部品を凹部に嵌め込むだけであるため、薄肉部が変形することはない。
【０００９】
（請求項４の発明）
本発明は、略筒状のボビンにコイルを巻き付けて形成されるソレノイド部と、このソレノイド部の内周に磁気回路の一部を形成するステータ部を有すると共に、このステータ部と一体に設けられた弁収容部を形成するバルブケースと、このバルブケースの弁収容部に往復動可能に収容され、コイルへの通電時にステータ部との間に生じる吸引力を受けて移動する可動体とを備え、バルブケースには、ステータ部の外径側に凹部が形成されて磁路断面積を低減する薄肉部が設けられ、ボビンとの間で薄肉部の外周に形成される空間部に樹脂が充填されている電磁弁であって、空間部に樹脂を充填するための充填用通路が設けられていることを特徴とする。
この構成では、射出成形により充填用通路を通じて空間部に樹脂を充填することができるので、射出成形を行う際に、薄肉部が変形しない程度まで樹脂圧を下げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は電磁弁１の断面図である。
本実施例の電磁弁１は、例えばコモンレール式燃料噴射システムの高圧ポンプ（図示しない）に用いられ、コモンレールに圧送される燃料吐出量を制御する。
この電磁弁１は、ステータ部２を有するバルブケース３と、このバルブケース３に収容される弁体４と、電磁力により弁体４を駆動するソレノイド部Ｓ（図４参照）等より構成される。
【００１１】
バルブケース３は、図２に示す様に、シリンダ５を形成する円筒部６（本発明の弁収容部）を有し、この円筒部６の壁面に、高圧ポンプの燃料溜室（図示しない）に開口する燃料ポート７が形成されている。なお、燃料溜室には、フィードポンプ（図示しない）によって燃料タンク（図示しない）から汲み上げられた燃料が供給される。
【００１２】
燃料ポート７は、円筒部６の内周面側（シリンダ５側）に凹設された内側ポート７ａと、円筒部６の外周面側（燃料溜室側）に凹設された外側ポート７ｂとで構成される。但し、内側ポート７ａは、円筒部６の全周に渡って環状に形成され、外側ポート７ｂは、周方向の複数箇所に形成されて内側ポート７ａに通じている。
また、バルブケース３には、電磁弁１を高圧ポンプに固定するためのフランジ部８が一体に設けられ、このフランジ部８に固定用ボルト（図示しない）を挿通するための孔８ａが開けられている。
【００１３】
ステータ部２は、ソレノイド部Ｓの内周に配置されて磁気回路の一部を形成している。このステータ部２は、図２に示す様に、バルブケース３の円筒部６を延長して設けられると共に、自身の外径側に凹部９が形成されて、磁路断面積を低減する薄肉部１０が設けられている。この薄肉部１０は、その肉厚が薄過ぎると強度上の問題が生じ、厚過ぎると磁束が流れ過ぎて性能が悪化する。従って、薄肉部１０の肉厚は、強度と磁気特性を考慮して最適値に合わせ込むことが望ましく、本実施例では、０．３〜０．７ｍｍとする。なお、薄肉部１０の反ケース側（図１の上側）には、肉厚が次第に厚くなるテーパ部１１が設けられている。
【００１４】
このステータ部２を有するバルブケース３は、切削加工等により所望の形状（図２参照）に仕上げられた後、ステータ部２に形成された凹部９に対し、射出成形により樹脂１２が充填される（図３参照）。この時、薄肉部１０には、射出成形時の樹脂圧が作用するが、凹部９の形状が単純であり、樹脂１２が凹部９に流れ込み易いので、薄肉部１０が変形しない程度まで樹脂圧を低くできる（例えば、５００ｋｇｆ／ｃｍ２程度）。
このバルブケース３は、磁束を通すことのできる電磁ステンレス鋼（フェライト系のステンレス鋼ＳＵＳ１３等）等の軟質磁性材料より形成され、シリンダ５表面には、例えばＮｉＰメッキによる薄い硬化層が設けられている。
【００１５】
弁体４は、図１に示す様に、バルブケース３のシリンダ５に往復動可能に挿入され、スプリング１３により閉弁方向（図１の下方）へ付勢されて、シリンダ５の開口部に固定されたストッパ１４に当接して静止している。この弁体４は、自身の内部を図１の上下方向に貫通する内部通路１５を有し、この内部通路１５の一端がストッパ１４に形成された連通孔１４ａを通じて高圧ポンプの低圧通路（図示しない）に連通し、内部通路１５の他端がスプリング１３を収容するステータ部２の内部空間１６に連通している。これにより、弁体４の摺動方向（図１の上下方向）に燃料圧力が作用しないため、安定した弁体４の作動が可能となる。
【００１６】
また、弁体４には、肉厚方向に貫通する調量孔１７が形成されている。この調量孔１７は、弁体４の摺動方向に沿って同一幅を有するスリット状に形成され、弁体４が所定量以上リフトする（図１の上方へ移動する）と、バルブケース３の燃料ポート７と連通し、弁体４のリフト量（コイル１８に通電される電流量によって決定される）に応じて燃料ポート７との連通面積が変化して、燃料ポート７を通過する燃料量を可変する。なお、弁体４がストッパ１４に当接して静止している時（閉弁時）は、図１に示す様に、調量孔１７が燃料ポート７と連通することはなく、弁体４の内部通路１５と高圧ポンプの燃料溜室との間が遮断されている。
【００１７】
この弁体４は、燃料の流量調節を行うだけでなく、ソレノイド部Ｓの電磁力を受けるアーマチャ部４ａが一体に設けられている（図１参照）。従って、この弁体４は、磁束を通すことのできる純鉄または低炭素鋼等の軟質磁性材料より形成され、その表面には、例えばＮｉＰメッキによる薄い硬化層が設けられている。これにより、磁気特性を保持しつつ、耐摩耗性の向上及び摩擦力の低減を実現でき、弁体４はシリンダ５内をスムーズに移動することが可能となる。
なお、本実施例の電磁弁１は、コイル１８の非通電時に弁体４がストッパ１４に当接して閉弁状態を維持し、コイル１８の通電時に弁体４がリフトして開弁する（調量孔１７が燃料ポート７と連通する）ノーマリクローズタイプとして構成されている。
【００１８】
ソレノイド部Ｓは、樹脂製のボビン１９にコイル１８を巻き付けて形成され、金属製のハウジング２０（このハウジング２０は磁気回路の一部を形成している）及びコネクタ部２１と一体にサブアセンブリＳＡを構成している。
このサブアセンブリＳＡの組立て手順を図４を参照して説明する。
（ａ）…ボビン１９にコイル１８を巻き付けてソレノイド部Ｓを形成する。
（ｂ）…ソレノイド部Ｓの外周を覆う様にハウジング２０を組み付ける。
（ｃ）…射出成形によりコネクタ部２１をハウジング２０の上部に形成する。
このサブアセンブリＳＡは、図５に示す様に、バルブケース３に組み付けられて、例えばレーザ溶接（かしめ、圧入等でも良い）で一体化され、その後、スプリング１３、弁体４、ストッパ１４、Ｏリング２２を組み付けて、図１に示す電磁弁１が完成する。
【００１９】
（第１実施例の効果）
本実施例の電磁弁１は、ステータ部２に形成された凹部９を樹脂１２で埋めているので、ボビン１９との間で薄肉部１０の外周に空間部が形成されることはない。これにより、コイル１８の発熱によってボビン１９が軟化してもボビン１９が変形することはなく、またコイル１８の巻き付け力がボビン１９に作用してもボビン１９が変形することはない。
更に、冷熱サイクルが作用しても、ボビン１９の変形（膨張と収縮）を抑制できるので、コイル１８の擦れあいによるショートも回避できる。
【００２０】
また、本実施例では、バルブケース３にサブアセンブリＳＡを組み付ける前に射出成形を実施しているので、成形時の樹脂圧を薄肉部１０が変形しない程度まで下げることができる。その結果、射出成形時に薄肉部１０が変形することがないので、薄肉部１０が弁体４に干渉することもなく、弁体４のスムーズな摺動を確保できる。
なお、バルブケース３のシリンダ５表面及び弁体４の表面に薄い硬化層を設けているが、その硬化処理として、実施例に記載したＮｉＰメッキ以外にも、バルブケース３のシリンダ５表面及び弁体４の表面に軟窒化を実施したり、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などのセラミックコーティングを施しても良い。
【００２１】
（第２実施例）
図６はバルブケース３の断面図である。
本実施例は、ステータ部２に形成された凹部９（図２参照）を埋める手段として、凹部９に嵌め込む成形部品２３を使用する一例である。
この成形部品２３は、図７に示す様に、予め凹部９の形状に合わせて樹脂成形されており、且つ凹部９への嵌め込みを容易にするため、半円形状に二分割されている。
この成形部品２３は、第１実施例で説明したサブアセンブリＳＡをバルブケース３に組み付ける前に、凹部９に嵌め込まれる（図６参照）。
【００２２】
この方法においても、ボビン１９と薄肉部１０との間に生じる空間部を成形部品２３で埋めることができるので、第１実施例と同様に、ボビン１９の変形を防止できる。
また、本実施例では、凹部９を樹脂で埋めるために射出成形を行う必要がなく、予め成形された成形部品２３を凹部９に嵌め込むだけであるため、薄肉部１０が変形する心配もない。
なお、成形部品２３は、三分割以上でも良い。また、成形部品２３は、必ずしも樹脂製である必要はなく、磁気を通さない非磁性部材（例えばオーステナイト系ステンレスＳＵＳ３０４）でも良い。
【００２３】
（第３実施例）
図８はバルブケース３にサブアセンブリＳＡを組み付けた状態の断面図である。本実施例は、薄肉部１０とボビン１９との間に形成される空間部に樹脂１２を充填するための充填用通路２４を設けた場合の一例である。
充填用通路２４は、図８に示す様に、バルブケース３にサブアセンブリＳＡを組み付けた状態で、ボビン１９の内周面とステータ部２に形成された平坦面２ａ（図９参照）との間に形成される。
【００２４】
ステータ部２には、図９に示す様に、凹部９から反ケース側（図９の上側）にステータ部２の外径を低減する平坦面２ａが設けられる。これにより、バルブケース３にサブアセンブリＳＡを組み付けた時に、ボビン１９の内周面と平坦面２ａとの間に隙間が生じ、その隙間が充填用通路２４として形成される。
【００２５】
この構成によれば、充填用通路２４を使用して薄肉部１０とボビン１９との間に形成される空間部に樹脂１２を容易に充填できるので、射出成形時の樹脂圧を薄肉部１０が変形しない程度まで低く抑えることが可能である。
また、本実施例の方法では、１回の射出成形によってコネクタ部２１の成形と同時に空間部に対して樹脂１２を充填できるので、別々に射出成形を行う場合より射出成形の回数を減らすことができ、コストダウンが可能である。
【００２６】
（変形例）
上記の実施例では、弁体４にアーマチャ部４ａを一体化して設けているが、アーマチャ部４ａを別部品として形成し、弁体４がアーマチャ部４ａと一体に可動する構成としても良い。
また、本発明の電磁弁１をコモンレール式燃料噴射システムの高圧ポンプに用いた実施例を記載したが、これ以外にも、例えば電磁式の燃料噴射弁に適用したり、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等を備えるブレーキ装置やその他、作動油の油圧制御装置に適用することもできる。
【００２７】
更に、上記の実施例では、コイル１８の非通電時に閉弁するノーマリクローズタイプの電磁弁１を記載したが、コイル１８の非通電時に開弁するノーマリオープンタイプの電磁弁としても良い。あるいは、コイル１８の非通電時に僅かな流路面積（開弁量）を保持できるような構成としても良い。例えば、弁体４の調量孔１７とバルブケース３の燃料ポート７とを僅かに連通させておき、コイル１８への通電量を増加させるに従って流路面積が増加する構成としても良い。
また、実施例に記載した電磁弁１は、コイル１８に通電される電流量に応じて弁体４のリフト量（流路面積）が決定されるが、弁体４が開弁位置と閉弁位置とを移動するＯＮ／ＯＦＦ式の電磁弁でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁弁の断面図である（第１実施例）。
【図２】バルブケースの断面図である。
【図３】凹部に樹脂を充填した状態を示すバルブケースの断面図である。
【図４】サブアゼンブリの組立て手順を示す工程図である。
【図５】バルブケースにサブアセンブリを組み付けた状態を示す断面図である。
【図６】バルブケースの断面図である（第２実施例）。
【図７】成形部品の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である（第２実施例）。
【図８】バルブケースにサブアセンブリを組み付けた状態を示す断面図である（第３実施例）。
【図９】バルブケースの断面図である（第３実施例）。
【図１０】電磁弁の断面図である（従来技術）。
【符号の説明】
１　電磁弁
２　ステータ部
３　バルブケース
４　弁体（可動体）
６　円筒部（弁収容部）
９　凹部
１０　薄肉部
１２　樹脂（非磁性部材）
１８　コイル
１９　ボビン
２３　成形部品（非磁性部材）
２４　充填用通路
Ｓ　ソレノイド部
【図１】
2004028300.tif 000003
【図２】
2004028300.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004028300.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004028300.tif 000011
【図１０】
2004028300.tif 000012