アーマチャピン及び組み立て方法

【課題】品質に優れ、生産性が高いアーマチャピン組立体及び該アーマチャピン組立体の製造方法の提供。
【解決手段】ピン部材１２の第一の部分１８を、ピン部材１２の第二の部分１６の一部がダイキャビティ１０２から露出する状態となるようダイキャビティ１０２内に配置した後、ピン部材１２の第一の部分１８及び第二の部分１６の残りの部分とを包み込み得る量の金属粉末３００をダイキャビティ１０２内に充填する。次に、圧縮部材３０２により金属粉末を圧縮することにより単一体のアーマチャピン組立体１０を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、アーマチャ、より具体的には、アーマチャが形成されるとき、ピンが金属粉末にてインサート成形されるアーマチャピン組立体、及び該アーマチャピン組立体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アイドル速度の制御、排気ガスの再循環弁、燃料蒸気排出弁、及び同様のものを含むが、これらにのみ限定されない、自動車の用途にて多数の機能を提供するため、電磁弁が使用されている。従来の電磁弁の基本構造は、典型的に、アーマチャ部材を備え、該アーマチャ部材は、該部材から伸びるピン部材（例えば、ステム部材）とを有している。従来の電磁弁のその他の主要な構成要素は、極片と、コイルと、磁束管と、空隙を画成する領域とを含む。空隙は、全体として、アーマチャと極片の向い合う面間の可変空間として画成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来から、アーマチャ部材及びピン部材は、典型的に、別個に製造され、次に、アーマチャ部材の表面に形成されたオリフィス（例えば、穴）内にピン部材を取り付けることにより（例えば、プレスにて押し込むことにより）互いに接続されていた。残念なことに、この方法は、コスト及び労力的に格別効率良くなく、場合によっては、アーマチャ部材及び（又は）ピン部材の何れかを損傷させる（例えば、曲がったピンにする）。更に、構成要素の整合狂い、材料の汚れ、変化する大きいプレス力レベル、及び同様のものを含むような性能上の問題が従来の方法により製造したアーマチャピン組立体にて観察されていた。
【０００４】
従って、新規で且つ、改良されたアーマチャピン組立体及び該ピン組立体を製造する方法が必要とされている。
本発明の全体的な教示によって、新規で且つ、改良されたアーマチャピン組立体及び該アーマチャピン組立体を製造する方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の実施の形態によれば、（１）キャビティが内部に形成されたダイを提供する工程と、（２）ピン部材を提供する工程と、（３）ピン部材をキャビティ内に配置する工程と、（４）ピン部材の少なくとも一部分を包囲し得るようにある量の金属材料をキャビティ内に充填する工程と、（５）ピン部材の周りにアーマチャ部材を形成し得るよう金属材料を圧縮し、ピン部材がアーマチャ部材に締結されるようにする工程とを備える、アーマチャピン組立体を形成する方法が提供される。
【０００６】
本発明の第二の実施の形態によれば、（１）キャビティが内部に形成され、キャビティが金属材料を受け入れるよう作用可能であるダイと、（２）ダイの表面に形成された穴を画成する領域であって、該穴は、ピン部材が少なくとも部分的にキャビティ内に配置されるようにピン部材を少なくとも部分的に受け入れるよう作用可能である領域と、（３）圧縮装置であって、キャビティがピン部材を少なくとも部分的に包囲し得るように金属材料を受け入れるよう作用可能であり、圧縮装置が作動されたとき、金属材料と接触し、ピン部材の周りにアーマチャ部材を形成し、ピン部材がアーマチャ部材に締結される、圧縮装置とを備える、アーマチャピン組立体を形成する装置が提供される。
【０００７】
本発明の第三の実施の形態によれば、（１）ピン部材と、（２）アーマチャ部材とを備える、アーマチャピン組立体が提供され、該アーマチャ部材は、（ａ）キャビティが内部に形成されたダイを提供する工程と、（ｂ）ピン部材をキャビティ内に配置する工程と、（ｃ）ピン部材の少なくとも一部分を包囲し得るようにある量の金属材料をキャビティ内に充填する工程と、（ｄ）ピン部材の周りにアーマチャ部材を形成し得るように金属材料を圧縮し、ピン部材がアーマチャ部材に締結されるようにする工程とを備える方法により形成される。
【０００８】
本発明の更なる適用可能な分野は、以下に掲げた詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の実施例は、本発明の実施の形態を示す一方にて、単に説明のみを目的とし、また、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。
本発明は、詳細な説明及び添付図面から一層完全に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態の以下の説明は、性質上、単に一例であり、本発明、その適用又は用途を何ら制限することを意図するものではない。
図面を全体として、特に、図１を参照すると、全体として、本発明の教示によるアーマチャピン組立体１０が示されている。該組立体１０は、主として、ピン部材１２と、該ピン部材の周りに形成されたアーマチャ部材１４とを有している。すなわち、ピン部材１２は、アーマチャ部材１４に形成された開口内に押し込まれず又は配置されず（従来のアーマチャピン組立体の場合のように）、アーマチャ部材１４は、ピン部材１２の周りに成形され又はその他の方法にて形成され、２つの構成要素は、単一体の組立体を形成し得るよう互いに締結されている。
【００１０】
ピン部材が、該ピン部材の周りにアーマチャ部材１４が形成されるのを受け入れ、また、組立体１０が形成されたならば、アーマチャ部材１４からの分離に更に抵抗することができるならば、ピン部材１２の正確な寸法は、本発明が成功するために重要であることは考えられない。
【００１１】
本発明の１つの特徴によれば、ピン部材１２には、第一の端部分１６と、第二の端部分１８とが設けられ、ここで「第一の」及び「第二の」という語は、単に説明の目的のためにのみ使用される。本発明の特定の作用理論にのみ拘束されることなく、ピン部材１２の一端部分は、アーマチャ部材１４の本体内に没入させ、ピン部材１２の他端部分がアーマチャ部材１４の本体から外方に伸びるようにする。
【００１２】
本発明の別の特徴によれば、ピン部材１２には、アーマチャ部材１４の材料に対し係止配置状態を形成する領域を提供し得るようその面に沿って形成された切欠き２０が設けられる。切欠き２０は、連続的とし（例えば、ピン部材１２の全周に沿って伸びる凹状領域を形成する）、又は不連続的とする（ピン部材１２の全周に沿って伸びない少なくとも１つの凹状領域を形成する）ようにすることができる。
【００１３】
本発明の組立体１０を形成するため、本発明の１つの実施の形態によれば、全体として、図２に示したダイ部材１００が採用される。ダイ部材１００は、キャビティ１０２を画成する領域と、キャビティ１０２と連けいした穴１０４（例えば、貫通穴）を画成する領域とを有している。本発明の特定の作用理論に拘束されることなく、キャビティ１０２の全体的な寸法及び形態は、本発明のアーマチャ部材１４を形成するのに適している。
【００１４】
図３において、本発明の１つの代替的な実施の形態によれば、ダイ部材１００と作用可能に関係した選択可能な突き出し装置２００が示されている。突き出し装置２００は、穴１０４と連けいしており、例えば、突き出し装置２００の少なくとも一部分は穴１０４内に受け入れられる。
【００１５】
本発明の１つの特徴によれば、突き出し装置２００は、突き出し部材２０２と、突き出し部材が配備されるように、すなわち穴１０４を通ってキャビティ１０２に向けて上方に伸びるように選択的に作用可能である作動装置２０４とを有している。
【００１６】
ダイ部材１００及び選択可能な突き出し装置２００が適正に配置されたならば、ピン部材１２が穴１０４の下方部分１０４ｂと近接する突き出し部材２０２と接触し且つ、該突き出し部材２０２上に休止するようにピン部材１２は穴１０４の上方部分１０４ａ内に配置される。キャビティ１０２の一部分を穴１０４から密封し、又はこれと代替的に、ピン部材１２を支持するため、シール、軸受又は同様のものを使用することが可能であることを理解すべきである。本発明の特定の作用理論に拘束されることなく、開口部１０４ｃとピン部材１２との間の許容公差が実質的に小さく、近接する材料が穴１０４内に容易に入ることができないようにする。
【００１７】
図４において、ピン部材１２が穴１０４内に適正に配置されたならば、金属粉末を含むが、金属粉末に限定されないある量の金属材料３００をキャビティ１０２内に充填し又はその他の方法にて配置し、該金属材料はピン部材１２の露出部分（この場合、ピン部材１２の第一の端部１６）を少なくとも実質的に包み込む又はその他の方法にて取り囲むようにする。上述したように、ピン部材１２は、該ピン部材が例えば、切欠き２０に近接して金属材料３００と係止する配置状態を形成することが可能である限り、任意の数の形状にて形成することができる。金属材料３００はキャビティ１０２を完全に充填するものとして示されているが、組み立て過程の特定の必要条件に対応して、この量よりも少ない量を使用することが可能であることを理解すべきである。
【００１８】
図５において、十分な量の金属材料３００がキャビティ１０２内に充填されたならば、圧縮装置４００を採用して金属材料３００を圧縮して、例えば、アーマチャ部材１４のような所定の形状体及び（又は）所定の形態とする。本発明の１つの形態によれば、圧縮装置４００は、例えば、圧縮部材４０２（例えば、ポンチ、プレス又は同様のもの）を有しており、該圧縮部材は、金属材料３００を例えば、アーマチャ部材１４のような適宜な形状体及び（又は）形態に圧縮し、圧密化し又はその他の方法にて形成し得るよう十分な力にて下方に向けて金属材料３００と接触するよう選択的に作動可能である。
【００１９】
図６において、金属材料３００が適正に圧縮されたならば、組立体１０は形成されたものとみなされる、すなわち、アーマチャ部材１４は単一体部材を形成し得るようピン部材１２の周りに形成されている。上述したように、例えば、金属材料３００が圧縮されたとき、金属材料３００は、ピン部材１２の切欠き２０に近接する領域に浸透し、係止する配置状態を形成する。この時点にて、組立体１０は任意の数の適宜な方法によりダイ部材１００のキャビティ１０２から除去される。
【００２０】
図７において、完成した組立体１０をダイ部材１００のキャビティ１０２から除去するため、突き出し装置２００は配備される。本発明の特定の作用理論に拘束されることなく、突き出し部材２０２は、作動装置２０４によって配備させ（例えば、キャビティ１０２に向けて上方に）、突き出し部材２０２は、組立体１０がキャビティ１０２から押し出されるようにするのに十分な力にてピン部材１２と接触するようにする。このようにして、組立体１０の色々な部分の操作は最小限とされ、これにより、キャビティ１０２から取り出す過程の間、組立体に対する損傷を防止することが可能となる。
【００２１】
図８において、ダイ部材１００から完全に突き出されており、また、使用し且つ（又は）更なる加工を行う準備が整った組立体１０が示されている。次に、ダイ部材１０を使用して組立体１０の追加的なユニットを形成することができる。更なる加工に関して、組立体１０は、突き出した後、未加工状態にあるため、組立体１０は焼結することができる。非限定的な例として、典型的な焼結工程中、未加工の圧密化した部品は、焼結される特定の合金に対応する制御された率にて加熱炉又は同様のものを通って移動するコンベア又は同様の装置の上に配置される。この焼結過程は、典型的に、金属材料の粒子間接合を完了させ、冷却したとき、最終部品となるようにする。
【００２２】
本発明の説明は、性質上、単に一例であり、従って、本発明の要旨から逸脱しない変更例を本発明の範囲に含めることを意図するものである。かかる変更例は、本発明の精神及び範囲から逸脱するものとみなされるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の全体的な教示によるアーマチャピン組立体の斜視図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態によるアーマチャピン組立体を製造するダイ部材の斜視図である。
【図３】選択可能な突き出し装置を備え、ピン部材は本発明の１つの代替的な実施の形態によってダイ部材内に配置された状態にて示された、図２に示したダイ部材の切断斜視図である。
【図４】本発明の１つの代替的な実施の形態により、ピン部材の露出部分を包み込み得るようにある量の金属材料がダイキャビティ内に充填された、図３に示したダイ部材の切断斜視図である。
【図５】本発明の１つの代替的な実施の形態により、圧縮部材が金属材料と接触するようにされた、図４に示したダイ部材の切断斜視図である。
【図６】本発明の１つの代替的な実施の形態により、金属材料が圧縮された、図５に示したダイ部材の切断斜視図である。
【図７】本発明の１つの代替的な実施の形態により、アーマチャピン組立体が突き出し装置によりダイ部材から突き出された、図６に示したダイ部材の切断斜視図である。
【図８】本発明の１つの代替的な実施の形態により、図７に示したダイ部材から完全に突き出されたアーマチャピン組立体の斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０アーマチャ組立体１２ピン部材
１４アーマチャ部材１６ピン部材の第一の端部分
１８ピン部材の第二の端部分２０切欠き
１００ダイ部材１０２キャビティ
１０４穴２００突き出し装置
２０２突き出し部材２０４作動装置
３００金属材料４００圧縮装置
４０２圧縮部材／ポンチ部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーマチャピン組立体（１０）を形成する装置において、
キャビティ（１０２）が内部に形成され、キャビティ（１０２）が金属材料（３００）を受け入れるよう作用可能であるダイ（１００）と、
ダイ（１００）の表面に形成された穴（１０４）を画成する領域であって、該穴（１０４）は、ピン部材（１２）が少なくとも部分的にキャビティ（１０２）内に配置されるようにピン部材（１２）を少なくとも部分的に受け入れるよう作用可能である、領域と、
圧縮装置（４００）とを備え、
キャビティ（１０２）は、ピン部材（１２）を少なくとも部分的に包囲し得るように金属材料（３００）を受け入れるよう作用可能であり、
圧縮装置（４００）が作動されたとき、圧縮装置は、金属材料（３００）と接触し、ピン部材（１２）の周りにアーマチャ部材（１４）を形成するよう作用可能であり、
ピン部材（１２）はアーマチャ部材（１４）に締結される、アーマチャピン組立体を形成する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、突き出し装置（２００）を更に備え、突き出し装置（２００）は穴（１０４）と連けいしており、該突き出し装置（２００）はピン部材（１２）と接触するよう選択的に作用可能である、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、圧縮装置（４００）は、金属材料（３００）と接触するよう選択的に作用可能であるポンチ部材（４０２）を備える、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、ピン部材（１２）の一部分及び金属材料（３００）は係止配置状態にある、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、ピン部材（１２）は、凹状部分（２０）を画成する領域を有し、金属材料（３００）は凹状部分（２０）内に侵入し、金属材料と凹状部分の間にて係止配置状態を形成し得るよう作用可能である、装置。
【請求項６】
アーマチャピン組立体（１０）において、
ピン部材（１２）と、
アーマチャ部材（１４）とを備え、
該アーマチャ部材（１４）は、キャビティ（１０２）が内部に形成されたダイ（１００）を提供する工程と、
ピン部材（１２）をキャビティ（１０２）内に配置する工程と、
ピン部材（１２）の少なくとも一部分を包囲し得るようにある量の金属材料（３００）をキャビティ（１０２）内に充填する工程と、
ピン部材（１２）の周りにアーマチャ部材（１４）を形成し得るように金属材料（３００）を圧縮する工程とにより形成され、
ピン部材（１２）は、アーマチャ部材（１４）に締結されている、アーマチャピン組立体。
【請求項７】
請求項６に記載の組立体において、ダイ（１００）と作用可能に関係付けられた突き出し装置（２００）を更に備え、突き出し装置（２００）はキャビティ（１０２）の面に形成された穴（１０４）を画成する領域と連けいしており、突き出し装置（２００）はピン部材（１２）と接触するよう選択的に作用可能である、組立体。
【請求項８】
請求項６に記載の組立体において、圧縮する工程は、ポンチ部材（４０２）にて金属材料（３００）に選択的に接触する工程を備える、組立体。
【請求項９】
請求項６に記載の組立体において、ピン部材（１２）の少なくとも一部分及び金属材料（３００）が係止配置状態にある、組立体。
【請求項１０】
請求項６に記載の組立体において、ピン部材（１２）は凹状部分（２０）を画成する領域を有し、金属材料（３００）は凹状部分（２０）内に侵入し、金属材料と凹状部分の間にて係止配置状態を形成し得るよう作用可能である、組立体。

【図１】