(57)【要約】【課題】コストダウンが可能な電磁弁及びその製造方法を提供すること。【解決手段】第１のケース１０におけるヨーク４０内にプランジャ３０及びスプリング５０が挿入され、プランジャ３０の先端側から第２のケース７０が被せられ、ロッド状の治具８０を第１のケース１０の穴及びスプリング５０の穴を挿通させて、プランジャ３０を押し上げ、プランジャ３０と第２のケース７０におけるバルブシート６０との軸を合わせた状態で、第２のケース７０のフランジ部分７１が第１のケース１０のカシメ部１３によってかしめ固定される。【選択図】図４
2004316746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面にロッド状の治具が挿通可能な穴を有するとともに、上面側にカシメ部を有する第１のケースと、
前記第１のケースに収容されるとともに、コイルが巻き付けられた円筒状のボビンと、
底面に前記ロッド状の治具が挿入可能な溝部を有するとともに、前記コイルの通電により前記ボビンの軸方向に摺動するプランジャと、
前記第１のケースに収容されるとともに、前記ボビンに取り付けられ、かつ、前記プランジャの摺動を案内するヨークと、
前記プランジャの溝部に収容されるとともに、中央に前記ロッド状の治具が挿通可能な穴を有し、かつ、前記プランジャを前記第１のケースの底面から離れる軸方向へ付勢するスプリングと、
前記プランジャの摺動により流路の開閉が行われるバルブシートと、
前記ヨークに当接するフランジ部を有するとともに、前記フランジ部が前記第１のケースのカシメ部によってかしめ固定され、前記プランジャが内部に挿入され、かつ、前記バルブシートを収容する第２のケースと、
を備えることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
底面に溝部を有するプランジャと、
前記プランジャの溝部に収容されるとともに、中央に貫通した穴を有し、かつ、前記プランジャを前記第１のケースの底面から離れる軸方向へ付勢するスプリングと、
コイルが巻き付けられたボビン、及び前記プランジャの摺動を案内するヨークを収容するとともに、底面に貫通した穴を有し、かつ、上面側にカシメ部を有する第１のケースと、
前記プランジャの摺動により流路の開閉が行われるバルブシートを収容するとともに、前記ヨークに当接させるフランジ部を有し、かつ、前記プランジャが内部に挿入される第２のケースと、
を備え、
前記第１のケースにおける前記ヨーク内に前記プランジャ及び前記スプリングが挿入され、前記プランジャの先端側から前記第２のケースが被せられ、
ロッド状の治具を前記第１のケースの穴及び前記スプリングの穴に挿通して、前記ロッド状の治具によって前記プランジャを押し上げ、前記プランジャと前記第２のケースにおける前記バルブシートとの軸を合わせた状態で、前記第２のケースのフランジ部が前記第１のケースのカシメ部によってかしめ固定されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
底面に溝部を有するプランジャと、
前記プランジャの溝部に収容されるとともに、中央に貫通した穴を有し、かつ、前記プランジャを前記第１のケースの底面から離れる軸方向へ付勢するスプリングと、
コイルが巻き付けられたボビン、及び前記プランジャの摺動を案内するヨークを収容するとともに、底面に貫通した穴を有し、かつ、上面側にカシメ部を有する第１のケースと、
前記プランジャの摺動により流路の開閉が行われるバルブシートを収容するとともに、前記ヨークに当接させるフランジ部を有し、かつ、前記プランジャが内部に挿入される第２のケースと、
を組み合わせて製造される電磁弁の製造方法であって、
前記第１のケースにおける前記ヨーク内に前記プランジャ及び前記スプリングを挿入し、前記プランジャの先端側から前記第２のケースを被せる工程と、
ロッド状の治具を前記第１のケースの穴及び前記スプリングの穴を挿通させて、前記ロッド状の治具によって前記プランジャを押し上げ、前記プランジャと前記第２のケースにおける前記バルブシートとの軸を合わせる工程と、
前記軸を合わせた状態で、前記第２のケースのフランジ部を前記第１のケースのカシメ部によってかしめ固定する工程と、
を含むことを特徴とする電磁弁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁及びその製造方法に関し、特に、大幅なコストダウンが可能な電磁弁及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁弁には、第１ケースが第２ケースにかしめ固定されており、前記第２ケース内に収納されるコイルのボビンに挿入されたコアがプランジャを軸方向に吸収し、前記プランジャと一体となっているロッドの先端に設けられたボールと、前記第１ケースに設けられたバルブシートとの当接、離間で流路の開閉を行う電磁弁がある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の電磁弁には、樹脂ボディと、樹脂ボディの入力ポート側と出力ポート側の間にインサート成形により挿入された孔付円板状第１金属シートと、樹脂ボディの出力ポート側とドレンポート側の間に形成された段部にインサート成形により挿入された孔付円板状第２金属シートと、を有し、第２シート上面にソレノイドで駆動されるプランジャと係合できるプランジャシートが形成され、第２シート下面及び前記第１シート両面に前記プランジャ先端のプッシュピンと係合できるボールと係合可能なボールシートが形成された三方向電磁弁がある（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、従来の電磁弁には、内部に円筒孔を有するボディと、このボディに設けられ、コイルを巻回したボビンと、このボビン外周に配設されたケースと、前記ボビンの一端に隣接して設けられた固定鉄心と、前記円筒孔に往復動可能に収容され、前記コイルへの通電により前記固定鉄心側に磁気吸引される可動子と、前記固定鉄心と反対側の前記可動子の端部に固定され、前記円筒孔内を往復動可能な非磁性体からなる弁体とを有する可動部と、前記固定鉄心と反対側に前記可動部を付勢する付勢手段とを備えた電磁弁であって、前記可動部は、一端側が前記可動子の前記固定鉄心側でボビン内周壁の第１の摺動部と、他端側が前記弁体に設けられた前記円筒孔の内周壁に摺動可能な第２の摺動部とによって、前記ボディの円筒孔の内周壁に往復動可能に支持されている電磁弁がある（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−４５５５号公報（図１）
【特許文献２】
特許第３１７２１４１号公報（図１）
【特許文献３】
特開平８−４９７８６号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された電磁弁を製造するには、ロッドの先端に設けられたボールが安定してシール面（バルブシートの表面）に当たるようにするために、ベアリング（すべり軸受；バルブシート）にてロッドをガイドする必要があり、バルブシート、及びバルブシートが圧入されている第１ケースについても同軸度精度が要求されるため、部品のコストが非常に高くなる。
【０００７】
また、特許文献２に記載された電磁弁を製造するには、プランジャが安定してシール面（プランジャシートの表面）に当たるようにするために、第２金属シート（すべり軸受；ベアリング）にてガイドする必要があり、第２金属シートが圧入されている部品（樹脂ボディ）についても同軸度精度が要求されるため、部品のコストが非常に高くなる。この電磁弁では、シールする部品（第２金属シート）を樹脂インサート成形しているため、寸法管理が非常に困難な形状となっている。
【０００８】
さらに、特許文献３に記載された電磁弁を製造するには、ポペット弁が安定してシール面（弁座の表面）に当たるようにするために、シールする部品とポペット弁をガイドする部品を一体にする必要があり、シール部の強度を確保することが必要であるため（鉄製のボディを用いている）、材質を相手部品（ケース）と同じアルミ材にすることができず、高温時に材質間の相違による膨張差によって漏れ量が多いという問題がある。
【０００９】
本発明の第１の目的は、コストダウンが可能な電磁弁及びその製造方法を提供することである。
【００１０】
本発明の第２の目的は、寸法管理が容易な電磁弁及びその製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の第３の目的は、高温時に漏れ量が少ない電磁弁及びその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の視点においては、電磁弁において、底面にロッド状の治具（８０）が挿通可能な穴（１２）を有するとともに、上面側にカシメ部（１３）を有する第１のケース（１０）と、前記第１のケースに収容されるとともに、コイル（２１）が巻き付けられた円筒状のボビン（２０）と、底面に前記ロッド状の治具が挿入可能な溝部（３１）を有するとともに、前記コイルの通電により前記ボビンの軸方向に摺動するプランジャ（３０）と、前記第１のケースに収容されるとともに、前記ボビンに取り付けられ、かつ、前記プランジャの摺動を案内するヨーク（４０）と、前記プランジャの溝部に収容されるとともに、中央に前記ロッド状の治具が挿通可能な穴（５１）を有し、かつ、前記プランジャを前記第１のケースの底面から離れる軸方向へ付勢するスプリング（５０）と、前記プランジャの摺動により流路の開閉が行われるバルブシート（６０）と、前記ヨークに当接するフランジ部（７１）を有するとともに、前記フランジ部が前記第１のケースのカシメ部によってかしめ固定され、前記プランジャが内部に挿入され、かつ、前記バルブシートを収容する第２のケース（７０）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の視点においては、電磁弁において、底面に溝部（３１）を有するプランジャ（３０）と、前記プランジャの溝部に収容されるとともに、中央に貫通した穴（５１）を有し、かつ、前記プランジャを前記第１のケースの底面から離れる軸方向へ付勢するスプリング（５０）と、コイル（２１）が巻き付けられたボビン（２０）、及び前記プランジャの摺動を案内するヨーク（４０）を収容するとともに、底面に貫通した穴（１２）を有し、かつ、上面側にカシメ部（１３）を有する第１のケース（１０）と、前記プランジャの摺動により流路の開閉が行われるバルブシート（６０）を収容するとともに、前記ヨークに当接させるフランジ部（７１）を有し、かつ、前記プランジャが内部に挿入される第２のケース（７０）と、を備え、前記第１のケースにおける前記ヨーク内に前記プランジャ及び前記スプリングが挿入され、前記プランジャの先端側から前記第２のケースが被せられ、ロッド状の治具（８０）を前記第１のケースの穴及び前記スプリングの穴に挿通させて、前記ロッド状の治具によって前記プランジャを押し上げ、前記プランジャと前記第２のケースにおける前記バルブシートとの軸を合わせた状態で、前記第２のケースのフランジ部が前記第１のケースのカシメ部によってかしめ固定されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の視点においては、底面に溝部（３１）を有するプランジャ（３０）と、前記プランジャの溝部に収容されるとともに、中央に貫通した穴（５１）を有し、かつ、前記プランジャを前記第１のケースの底面から離れる軸方向へ付勢するスプリング（５０）と、コイル（２１）が巻き付けられたボビン（２０）、及び前記プランジャの摺動を案内するヨーク（４０）を収容するとともに、底面に貫通した穴（１２）を有し、かつ、上面側にカシメ部（１３）を有する第１のケース（１０）と、前記プランジャの摺動により流路の開閉が行われるバルブシート（６０）を収容するとともに、前記ヨークに当接させるフランジ部（７１）を有し、かつ、前記プランジャが内部に挿入される第２のケース（７０）と、を組み合わせて製造される電磁弁の製造方法であって、前記第１のケースにおける前記ヨーク内に前記プランジャ及び前記スプリングを挿入し、前記プランジャの先端側から前記第２のケースを被せる工程と、ロッド状の治具（８０）を前記第１のケースの穴及び前記スプリングの穴に挿通させて、前記ロッド状の治具によって前記プランジャを押し上げ、前記プランジャと前記第２のケースにおける前記バルブシートとの軸を合わせる工程と、前記軸を合わせた状態で、前記第２のケースのフランジ部を前記第１のケースのカシメ部によってかしめ固定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
以上により、バルブシート、第２のケース及び第１のケースの寸法精度を粗くしても、プランジャとバルブシートとの軸が合った電磁弁を製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態１に係る電磁弁について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る電磁弁の構成を模式的に示した断面図である。この電磁弁１は、三経路の流体出入口を有する三方弁であり、第１のケース１０と、ボビン２０と、プランジャ３０と、ヨーク４０と、スプリング５０と、バルブシート６０と、第２のケース７０と、を備える。
【００１７】
第１のケース１０は、コイル２１が巻き付けられたボビン２０を収容するとともに上面が開口した円筒状の（鉄製の）ケースである。第１のケース１０の底面には、外側から見て、ロッド治具（図３の８０）を案内するための凹部１１（内側から見ると凸部）を有し、この凹部１１の底にロッド治具（図３の８０）をケース内部に挿入するための穴１２を有する。凹部１１の底の反対側の面（凸部の頂部面）では、スプリング５０の一端を受ける。第１のケース１０の凹部１１及び穴１２は、第１のケース１０の軸に同心的に形成されている。第１のケース１０の上面側の端部には、第２のケース７０のフランジ部７１をかしめ固定するためのカシメ部１３を有する。第１のケース１０は、カシメ部１３で第２のケース７０とかしめ固定されてバルブシート６０を保持する。
【００１８】
ボビン２０は、第１のケース１０に収容されるとともに、コイル２１が巻き付けられた樹脂製の円筒状部材である。ボビン２０の軸方向の穴には、プランジャ３０、ヨーク４０及び第１のケース１０の凹部１１（内壁側から見ると凸部）が挿入される。
【００１９】
プランジャ３０は、コイル２１の通電によりボビン２０の軸方向に摺動する棒状（円柱状）のピストンであり、底面にスプリング５０及びロッド治具（図３の８０）が挿入可能な有底の溝部３１を有する。この溝部３１は、プランジャ３０の軸と同心的に形成されている。プランジャ３０の上面側の先端付近は、バルブシート６０の穴６１で摺動可能なように小径になっている。
【００２０】
ヨーク４０は、第１のケース１０に収容され、ボビン２０に取り付けられ、かつ、プランジャ３０の摺動を案内する円筒状部材である。ヨーク４０の底面側の端部は、ボビン２０内に嵌挿されている。ヨーク４０の上面側の端部は、第２のケース７０のフランジ部７１と当接するようにフランジ状になっている。
【００２１】
スプリング５０は、プランジャ３０の溝部３１に収容されるとともに、中央にロッド状治具８０が挿通可能な穴５１を有し、かつ、プランジャ３０を第１のケース１０の底面から離れる軸方向へ付勢するコイルスプリングである。
【００２２】
バルブシート６０は、プランジャ３０の移動により流路の開閉が行われる部材であり、第２のケース７０の流出口７４の上部及び下部に２つ組み込まれ、プランジャ３０が着座することで流体をシールする部材である。バルブシート６０の穴６１では、プランジャ３０が挿通し摺動する。
【００２３】
第２のケース７０は、第１のケース１０にかしめられるフランジ部７１を有するとともに、プランジャ３０が内部に挿入され、かつ、バルブシートを収容する（アルミ製の）ケースである。第２のケース７０の上側のバルブシート６０上にボール７２を収容する。第２のケース７０に収容されたボール７２の上側には、オイルが流入する流入口７３を有する。第２のケース７０に配された上下のバルブシート６０の間には、左右にオイルが流出する流出口７４が形成されている。
【００２４】
次に、本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造装置について図面を用いて説明する。図４は、本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法を説明するための電磁弁及びその製造装置を模式的に示した断面図である。製造装置は、位置決め治具（図示せず）と、ロッド治具８０と、カシメ治具９０と、を有する。位置決め治具（図示せず）は、第１のケース１０の外径と下側の端面を支持する治具である。ロッド治具８０は、製造の際に、第１のケース１０の穴１２に挿入され、プランジャ３０の溝部３１に挿入され、プランジャ３０を下から押し上げるロッド状の治具である。カシメ治具９０は、第２のケース７０を収容する収容部９１を有し、第１のケース１０のカシメ部１３を押圧する押圧部９２を有する治具である。
【００２５】
次に、本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法について図面を説明する。図２〜５は、本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法を説明するための電磁弁若しくはその製造装置を模式的に示した断面図である。なお、この電磁弁の製造方法では、第１のケース１０にはすでにボビン２０及びヨーク４０が組み込まれており、第２のケース７０にはすでにバルブシート６０が組み込まれていることを前提とする。
【００２６】
まず、第１のケース１０を位置決め治具に挿入した後、第１のケース１０の上面側からスプリング５０及びプランジャ３０を第１のケース１０内のヨークに挿入し、プランジャ３０の先端を第２のケース内のバルブシート６０の穴に合わせる（図２参照）。次に、ロッド治具８０を第１のケース１０の穴１２に挿入し、プランジャ３０の溝部３１に挿入し、プランジャ３０を下から押し上げて、プランジャ３０の先端を第２のケース内の上下２つのバルブシート６０の穴６１に挿入してシール面との軸を合わせる（図３参照）。次に、カシメ治具９０で第２のケース７０を収容して第２のケース７０を押さえながら第１のケース１０のカシメ部１３を徐々に（かしめるように）押圧する（図４参照）。最後に、ロッド治具８０を第１のケース１０から外し、第１のケース１０の底面側から押圧し、カシメ治具９０で第１のケース１０のカシメ部１３をしっかり押圧して、第１のケース１０のカシメ部１３によって第２のケース７０のフランジ部７１をかしめ固定し（図５参照）、その後、カシメ治具９０を第２のケース７０から外す（図１参照）。
【００２７】
これにより、かしめ加工時にプランジャ３０とバルブシート６０の同軸度を確保できるため、安定したシール性を有する電磁弁が提供できるとともに、バルブシート６０、第１のケース１０、及び第２のケース７０の寸法精度を粗くでき、かつ、大幅なコストダウンが可能である。また、第２のケース７０とバルブシート６０を別部材で構成できるため、第２のケース７０の材質を自由に設定でき、さらに、電磁弁の組み付けらる相手部材である流路と同じ材質にすることで、高温時の膨張差による電磁弁挿入部のクリアランス増加が抑えられ、流体の漏れ量が多いと言う問題が解決される。
【００２８】
次に、本発明のその他の実施形態に係る電磁弁の製造方法について説明する。
【００２９】
実施形態２として、図３の製造工程において、プランジャ３０とバルブシート６０の軸を合わせるために、第２のケース７０をゆっくり回転させるようにする。
【００３０】
実施形態３として、図３の製造工程において、プランジャ３０とバルブシート６０のシール面をエアにて漏れ量測定し、軸が合っていることを確認する。例えば、第２のケース７０の流出口７４からエアを送った後、流入口７４をシールし、圧力降下を測定し、第２のケース７０の流入口７３に漏れるエアを検出する。
【００３１】
実施形態４として、図４の製造工程において、第２のケース７０が傾かないように平面板９４を介して、スプリング９３にて押しつける。例えば、カシメ治具９０の収容部９１の底に、第２のケース７０を第１のケース１０側に付勢するスプリング９３を取り付け、スプリング９３の先端に平面板９４を取り付ける。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、安定してシールすることができるとともに、バルブシート、第２のケース及び第１のケースの寸法精度を粗くすることができ、かつ、大幅なコストダウンが可能である。
【００３３】
また、本発明によれば、材質を自由に設定できるため、第２のケースをその相手部材と同じアルミ材にすることで高温時の膨張差によるクリアランスの増加が抑えられ、漏れ流量が多いという問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る電磁弁の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法を説明するための電磁弁を模式的に示した第１の断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法を説明するための電磁弁及びその製造装置を模式的に示した第２断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法を説明するための電磁弁及びその製造装置を模式的に示した第３の断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る電磁弁の製造方法を説明するための電磁弁及びその製造装置を模式的に示した第４の断面図である。
【符号の説明】
１  電磁弁
１０  ケース
１１  凹部
１２  穴
１３  カシメ部
２０  ボビン
２１  コイル
３０  プランジャ
３１  溝部
４０  ヨーク
５０  スプリング
５１  穴
６０  バルブシート
６１  穴
７０  第２のケース
７１  フランジ部
７２  ボール
７３  流入口
７４  流出口
８０  ロッド治具
９０  カシメ治具
９１  収容部
９２  押圧部
９３  スプリング
９４  平面板
【図１】
2004316746.tif 000003
【図２】
2004316746.tif 000004
【図３】
2004316746.tif 000005
【図４】
2004316746.tif 000006
【図５】
2004316746.tif 000007