JP2000243622A - 電磁アクチュエータ用ステータコアの製造方法及び動弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が容易な電磁アクチュエータ用ステータコ
アを提供すること 【解決手段】均一な板厚を有し、実質的に平面な磁性平
板２１を、磁性平板２１間を絶縁した状態で積層するこ
とにより、磁性積層体２２を形成し、磁性積層体２２を
切断することにより、磁性平板２１の平面がステータコ
アの中心軸と平行になるような磁性柱状体２３を形成
し、磁性柱状体２３の一方の端面に電磁コイルを収納す
るための収納溝を形成する電磁アクチュエータ用ステー
タコアの製造方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁アクチュエー
タに使用可能なステータコアの製造方法及びそれを用い
た動弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速応答性が要求される電磁アクチュエ
ータでは、動作時、すなわち磁束の変化時に生じる渦電
流の影響が問題となっている。例えば、対向スプリング
型電磁駆動バルブを用いた吸気バルブまたは排気バルブ
の開閉運動を考えた場合、電磁コイルの吸引力発生の際
に磁束が変化するため、磁束が流通する磁性部材中にお
いて渦電流が発生する。渦電流が生じると、バルブの応
答性の低下を招いたり、鉄損の増大による消費電力の増
大を招くといった問題が生じる。

【０００３】このような渦電流の低減を意図して、ステ
ータコアの構造を改良するといったアプローチがある。
例えば、特開平４−３６５３０５号公報には、図１
（ａ）に示したようなステータコアが開示されている。
円筒形状を有するステータコアは、図１（ｂ）に示した
ように、板厚が均一で、かつ湾曲形状を有する多数の磁
性体の板３６を、ステータコアの中心軸に対し渦巻き状
に配置した構造を有している。それぞれの磁性板３６に
は切り欠き凹部３７が設けられているため、磁性板３６
を渦巻き状に配置した状態では、切り欠き凹部３７によ
り電磁コイルを収納するためのコイル収納溝３８が形成
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のステータコアは、極めて高い加工精度が要求さ
れるため、その製造が容易ではないといった問題があ
る。すなわち、このステータコアは、湾曲形状の磁性板
３６を渦巻き状に組み合わせて形成する必要があるた
め、設計通りのステータコアを製造するためには、磁性
板３６を正確に湾曲させる必要がある。磁性板３６の湾
曲の程度にばらつきがあると、それらを組み合わせた時
にばらつきが累積され、ステータコアの形状または寸法
に関して、無視できない程に大きな誤差が生じてしまう
可能性がある。このような誤差は、磁性板３６の枚数が
増加するにつれて累積される。従って、実際の製造工程
では、磁性板３６の枚数を調整したり、再度加工したり
する必要性が生じてしまう。

【０００５】また、磁性板３６の湾曲のばらつきを、磁
性板３６間の隙間（絶縁部分）を調整することにより補
償しようとすると、ステータコアの磁気特性にばらつき
が生じてしまうおそれがある。磁性板３６間の絶縁性に
ばらつきが生じると、ステータコア中に発生する渦電流
を低減できる能力にばらつきが生じてしまう。このよう
な特性のばらつきは、極め高い応答性が要求されるよう
な動弁装置等に適用しようとする際に大きな問題となり
得る。

【０００６】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明の目的は、製造が比較的容易な電磁アクチュエータ用
ステータコアを提供することである。

【０００７】また、本発明の別の目的は、動弁装置の動
作時に発生する渦電流を効果的に低減することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、電磁アクチュエータ用ステータコ
アの製造方法において、均一な板厚を有し、実質的に平
面な磁性平板を、磁性平板間を絶縁した状態で積層する
ことにより、磁性積層体を形成するステップと、磁性積
層体を切断することにより、磁性平板の平面がステータ
コアの中心軸と平行になるような磁性柱状体を形成する
ステップと、磁性柱状体の一方の端面に電磁コイルを収
納するための収納溝を形成するステップとを有する電磁
アクチュエータ用ステータコアの製造方法を提供する。

【０００９】また、第２の発明は、電磁アクチュエータ
用ステータコアの製造方法において、均一な板厚を有
し、実質的に平面な磁性平板を、磁性平板間を絶縁した
状態で積層することにより、磁性積層体を形成するステ
ップと、磁性積層体を切断することにより、磁性平板の
平面がステータコアの中心軸と平行になるような多角形
ブロックを得るステップと、複数の多角形ブロックを環
状に組み合わせて接合することにより、磁性柱状体を形
成するステップと、磁性柱状体の一方の端面に電磁コイ
ルを収納するための収納溝を形成するステップとを有す
る電磁アクチュエータ用ステータコアの製造方法を提供
する。この多角形ブロックの形状は、典型的には台形状
であることが好ましい。

【００１０】また、第３の発明は、電磁アクチュエータ
用ステータコアの製造方法において、同一の断面形状を
有し、かつ、同一の断面面積を有する複数の磁性線材
を、磁性線材間を絶縁した状態で束ねると共に、磁性線
材が延在する方向とステータコアの中心軸の方向とが一
致するように束ねることにより、磁性柱状体を形成する
ステップと、磁性柱状体の一方の端面に電磁コイルを収
納するための収納溝を形成するステップとを有する電磁
アクチュエータ用ステータコアの製造方法を提供する。

【００１１】一方、第４の発明は、電磁力によってバル
ブを動作させる動弁装置において、電磁力によって移動
し、当該移動と連係してバルブを変位させるアーマチュ
アと、アーマチュアの一方の端面側に設けられた第１の
ステータコアと、第１のステータコアに収納された第１
の電磁コイルと、アーマチュアの他方の端面側に設けら
れた第２のステータコアと、第２のステータコアに収納
された第２の電磁コイルとを有し、上記の第１のステー
タコア及び第２のステータコアのそれぞれは、複数の磁
性領域と、磁性領域間に設けられた絶縁領域とを有し、
磁性領域のそれぞれは、ステータコアの中心軸に対して
平行に平面状に延在している動弁装置を提供する。

【００１２】また、第５の発明は、電磁力によってバル
ブを動作させる動弁装置において、電磁力によって移動
し、当該移動と連係してバルブを変位させるアーマチュ
アと、アーマチュアの一方の端面側に設けられた第１の
ステータコアと、第１のステータコアに収納された第１
の電磁コイルと、アーマチュアの他方の端面側に設けら
れた第２のステータコアと、第２のステータコアに収納
された第２の電磁コイルとを有し、上記の第１のステー
タコア及び第２のステータコアのそれぞれは、複数の磁
性領域と、磁性領域間に設けられた絶縁領域とを有し、
磁性領域のそれぞれは、ステータコアの中心軸に対して
平行に平面状に延在しており、かつ、ステータコアの端
面上において実質的に中心軸に向かって直線状に延在し
ており、かつ、ステータコアの端面上において実質的に
中心軸に向かって直線状に延在している動弁装置を提供
する。

【００１３】さらに、第６の発明は、電磁力によってバ
ルブを動作させる動弁装置において、電磁力によって移
動し、当該移動と連係してバルブを変位させるアーマチ
ュアと、アーマチュアの一方の端面側に設けられた第１
のステータコアと、第１のステータコアに収納された第
１の電磁コイルと、アーマチュアの他方の端面側に設け
られた第２のステータコアと、第２のステータコアに収
納された第２の電磁コイルとを有し、第１のステータコ
ア及び第２のステータコアのそれぞれは、複数の磁性領
域と、磁性領域間に設けられた絶縁領域とを有し、磁性
領域のそれぞれは、ステータコアの中心軸に対して平行
に直線状に延在している動弁装置を提供する。

【００１４】この第６の発明において、ステータコアの
端面上におけるそれぞれの磁性領域は、その形状とその
面積とが実質的に同じであることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図２は、第１の
実施例におけるステータコアの製造工程を説明するため
の図である。まず、同図（ａ）に示したように、0.1mm
程度の均一な板厚を有する平面状の磁性平板２１を多数
用意する。磁性平板２１の一例として、軟磁気特性に優
れ、かつ、高周波領域（例えば５kHz以上）における鉄
損が極めて小さい無方向性の珪素鋼板を用いることが好
ましい。この磁性平板２１の表面または裏面の少なくと
も一方は絶縁層で被膜されている。この絶縁層は、例え
ば、磁性平板２１の表面に、数μm程度の膜厚が確保さ
れるように絶縁性塗料を塗布することで形成できる。

【００１６】次に、このような磁性平板２１を積層して
接合することにより、磁性積層体２２を製作する（図２
（ｂ））。磁性平板２１の接合は、例えば、ワニスや樹
脂による接着、溶接、或いはかしめ等の手法により行わ
れる。上述したように、磁性平板２１の表面には絶縁塗
料が塗布されているため、積層された各磁性平板２１は
相互に絶縁された状態になっている。なお、積層磁性体
２２は、これ以外にも、図２（ｃ）に示したように、大
きな渦巻き状の積層鋼板の一部を切断することによって
形成することもできる。切断された積層磁性体２２を構
成する各磁性層は、渦巻きの径に応じて湾曲している。
しかしながら、切り出された部分（図２（ｂ）の積層磁
性体２２に相当）は、渦巻き鋼板全体で見れば、微少な
領域に過ぎない。従って、この湾曲の程度は無視できる
ため、この領域における各磁性層は実質的に平面状に積
層されているといえる。

【００１７】このようにして製造された磁性積層体２２
の一部を円柱状に切断して、製造しようとするステータ
コアの外径と同程度の磁性積層柱２３を製作する（図２
（ｄ））。この磁性積層中２３において、各磁性平板２
１の平面は、製造しようとするステータコアの中心軸と
平行となっている。

【００１８】この磁性積層柱２３を、製造しようとする
ステータコアの高さに合わせて切断加工することによ
り、ステータコアと同じ高さを有する磁性柱状体２４を
得る（図２（ｅ））。そして、この磁性柱状体２４の両
端面を貫通する貫通孔を、磁性柱状体２４の中心軸Ｃに
沿って形成する。このようなドーナツ状の磁性柱状体２
４の一方の端面に、所定の深さを有するコイル電線を収
納するための収納溝を環状に形成することにより、図３
（ａ）に示したようなステータコア７が完成する。

【００１９】本実施例のように、実質的に平面な磁性板
からなる磁性積層体２２を切断してステータコア７を製
造する方法は、曲げ加工のように高い精度が要求される
加工を伴わない。また、ステータコア７の形状は、磁性
積層体２２を切断することにより容易に加工することが
できる。従って、設計通りのステータコアを、比較的簡
単にかつ精度よく製造することができる。

【００２０】また、図３（ａ）に示したように、ステー
タコア７における隣接した磁性領域２５間に存在する絶
縁領域２６は、磁性平板２１の積層時における絶縁状態
（例えば絶縁塗料の膜厚）に相当するため、その膜厚の
コントロールは容易である。従って、湾曲した磁性板間
の間隔によって絶縁特性が決定される従来のステータコ
アと比べて、磁性領域間を均一な間隔に設定でき、ステ
ータコア７の磁気特性のばらつきを抑えることができ
る。このようなステータコア７は、高速動作時に生じる
渦電流が問題となる電磁アクチュエータ用ステータコア
として使用するのに適している。

【００２１】なお、本明細書でいう「絶縁」とは、磁性
領域（磁性層）よりも電流が流れにくい性質をいい、
「絶縁領域」とは磁性領域等よりも電流が流れにくい性
質を有する領域をいう。

【００２２】（第２の実施例）図４は、第２の実施例の
ステータコアの製造工程を説明するための図である。第
１の実施例と同様の方法で、同図（ａ）に示した磁性積
層体２２を製作する。次に、磁性積層体２２を、製造し
ようとするステータコアの幅より少し長めの寸法で、磁
性平板２１の平面に対して垂直な方向に切断する。これ
により複数の磁性ブロック２７が得られる（同図
（ｂ））。それぞれの磁性ブロック２７の中央部を、同
図（ｂ）に示すような斜め方向にさらに切断することに
より、台形状の多角形ブロック２７ａ，２７ｂを形成す
る（同図（ｃ））。この多角形ブロック２７ａ，２７ｂ
において、このブロックを構成する磁性平板２１の平面
は、ステータコアの中心軸と平行になっている。

【００２３】次に、図４（ｄ）に示したように、多角形
ブロック２７ａ，２７ｂを交互に並べて多角形の輪を作
り、それぞれを接合することによりドーナツ状の多角柱
２７を形成する。そして、作成しようとするステータコ
アの外径に応じて多角柱２７の外側を機械的に削ると共
に、貫通孔の寸法に応じて多角柱２７の内側も削る。さ
らに、第１の実施例と同様、削られた多角柱２７の一方
の端面を、所定の深さで環状に削ることで、電磁コイル
を収納する収納溝を形成する。これらの一連の製造工程
を経て、図５に示したようなステータコア７が完成す
る。

【００２４】本実施例においても、第１の実施例と同
様、比較的簡単な製造方法で、製品ごとのばらつきが小
さなステータコア７を得ることができる。また、図５
（ａ）に示したように、磁性領域２５間に存在する絶縁
領域２６は、磁性平板２１を積層する際の絶縁状態が維
持されるため、ステータコア７の磁気特性のばらつきを
抑えることができる。また、本実施例では、ステータコ
ア７を構成する台形状の多角形ブロック２７ａ，２７ｂ
は機械加工によって精度よく形成でき、かつ安定した品
質を確保することができる。従って、設計通りの形状を
有するステータコアを安定して製造でき、かつ、製品ご
との形状のばらつきや磁気特性のばらつきを一層効果的
に抑えることが可能となる。

【００２５】（第３の実施例）本実施例は、磁性平板の
代わりに磁性線材をドーナツ状に束ねてステータコアを
製造する方法に関するものである。まず、図６に示した
ような多数の磁性線材２８を用意する。各磁性線材２８
の表面には絶縁塗料が塗布されている。これらの磁性線
材２８を、製造しようとするステータコアの外径及び貫
通孔の径を考慮して環状に束ねて接合することにより、
ドーナツ状の磁性柱状体を形成する。磁性線材２８の接
合は、樹脂接着、溶接、圧入、バンド締め付け等の手法
により行われる。

【００２６】ここで、接合された各磁性線材２８が延在
する方向は、製造しようとするステータコアの中心軸の
方向と一致しており、磁性線材２８間は相互に絶縁され
ている。この磁性柱状体をステータコアの高さに応じて
切断加工した後、一方の端面に電磁コイルを収納するた
めの収納溝を形成する。これにより、図７に示したよう
なステータコア７が完成する（図７において収納溝は省
略されている）。

【００２７】本実施例においても、第１の実施例と同様
の効果が期待できる他、磁性線材２８を束ねるだけで簡
単にステータコアを作成できるため、製造コストが安い
といったメリットがある。また、第１及び第２の実施例
で使用する磁性平板の板厚のばらつきと比べて、磁性線
材２８の径のばらつきは少なく安定している。従って、
製造されたステータコアの形状や磁気特性のばらつきを
一層効果的に抑えることが期待できる。

【００２８】なお、上述した各実施例において、磁性積
層体（または磁性柱状体）を切断する際に、ステータコ
アの外径、内径、及び高さを考慮して切断すれば後工程
での切断を省くことができる。

【００２９】（動弁装置への適用）図３、図５または図
７のいずれかに示したステータコア７は、渦電流の低減
という観点において、以下のような構造を有するエンジ
ンの動弁装置に適用することが有効である。本セクショ
ンでは、まず最初に、これらのステータコアを適用する
のに好ましい動弁装置の概略的な構成を説明し、その後
に、それぞれのステータコアにおいて渦電流が抑制でき
る理由について詳述する。

【００３０】図８は、電磁駆動バルブを有する動弁装置
の一例を示した断面図である。一対の電磁コイル５，６
が対向配置されたツインコイル式電磁駆動バルブ１が、
エンジンのそれぞれの気筒における吸気ポート（及び／
または）排気ポートに介装されている。バルブ４（吸気
バルブ／排気バルブ）は、シリンダヘッド２中のバルブ
ステムガイド３に摺動自在に挿通されている。

【００３１】ドーナツ形状のステータコア７，９（詳細
については後述する）のそれぞれの端面に設けられた収
納溝には、電磁コイル５，６が収納されている。開弁用
電磁コイル５が収納されたステータコア７は、シリンダ
ヘッド２に取り付けられている。一方、閉弁用電磁コイ
ル６が収納されたステータコア９は、ステータコア７，
９間の距離を調整するためのリフトアジャスタ８に取り
付けられている。アーマチュア１７は磁性材料で形成さ
れた円板であり、その周囲に存在する電磁力（磁気的吸
引力）によって移動する。アーマチュア１７の移動に連
係してバルブ４も変位する。また、ステータコア９の上
部にはケース１１が取り付けられている。ケース１１に
はバルブ４の軸方向に孔が設けられており、アーマチュ
ア１７と一体化されたアーマチュアステム１７ａがこの
孔に摺動可能な状態で挿入される。それにより、アーマ
チュア１７はバルブ４の軸方向にのみ移動することがで
きる。

【００３２】ステータコア７の貫通孔には、バルブステ
ム４ｂが挿通されていると共に、バルブヘッド４ａをバ
ルブシート１２に押圧する方向（すなわち閉方向）に付
勢する閉弁用スプリング１３が収納されている。このス
プリング１３は、コッタピン１４を介してバルブステム
４ｂに固着されたリテーナ１５と、シリンダヘッド２に
設けられた環状の受け座との間に介装されている。ま
た、バルブステム４ｂの端部には、アーマチュア１７と
バルブ４とのクリアランスを調整するためのシム１６が
装着されている。一方、ステータコア９の貫通孔には、
バルブヘッド４ａをバルブシート１２から離間する方向
（すなわち開方向）に付勢する開弁用スプリング１９が
収納されている。このスプリング１９は、アーマチュア
１７と、ケース１１側の受け座との間に介装されてい
る。一対の電磁コイル５，６に電流を流していない状態
において、アーマチュア１７は、互いに反対方向である
スプリング１３，１９の付勢力が釣り合っている中立位
置で静止している。この中立位置において、アーマチュ
ア１７はシム１６を押圧しているため、バルブ４は半開
した状態になっている。なお、ケース１１には、バルブ
４のリフト量を検出するためのリフトセンサ１０が装着
されている。リフトセンサ１０は、アーマチュアステム
１７ａの先端部に取り付けられたニードル１７ｃの動き
をモニタリングすることにより、バルブ４の開閉状態を
検出する。

【００３３】このような構成において、バルブ４の開閉
状態は、一対の電磁コイル５，６に制御部１８から供給
される電流により制御することができる。バルブ４を閉
状態から開状態へと変化させる場合、制御部１８は、閉
弁用電磁コイル６に対する電流供給を停止した後に、開
弁用電磁コイル５に対する電流供給を開始する。これに
より閉弁用電磁コイル６がアーマチュア１７を吸引する
力が消滅し、開弁用電磁コイル５の吸引力が発生する。
アーマチュア１７（及びそれに連動するバルブ４）は、
この吸引力と開弁用スプリング１９の付勢力により電磁
コイル５に向けて移動し、ステータコア７に吸着されて
停止する。この状態でバルブ４は最大のリフト量を有し
全開状態となる。一方、バルブ４を開状態から閉状態へ
と変化させる場合、制御部１８は、閉弁用電磁コイル５
に対する電流供給を停止した後に、閉弁用電磁コイル６
に対する電流供給を開始すればよい。バルブ４の開閉タ
イミングは、エンジン回転数、アクセル開度、クランク
角パルス、エンジン冷却水温度等の各種パラメータに基
づいて、各気筒の吸気バルブ及び排気バルブごとに制御
される。

【００３４】上述した動弁装置に、まず、図５に示した
ステータコア７（ステータコア９についても同様）を使
用した場合について説明する。図５に示したステータコ
ア７は複数の磁性領域２５と複数の絶縁領域２６とを有
している。各絶縁領域２６は、磁性領域間２５に存在
し、隣接した磁性領域２５間を互いに絶縁する。一方、
各磁性領域２５は、図５（ａ）に示したように、ステー
タコア７の中心軸Ｃに対して平行かつ平面状に延在して
いる。それと共に、同図（ｂ）に示したように、ステー
タコア７の端面上における磁性領域２５の形状は、実質
的に中心軸Ｃへ向かって（図示した方向Ｄ1〜Ｄ8へ）直
線状に延在している。換言すると、ステータコア７の端
面を８つの領域Ｒ1〜Ｒ8に分け、領域Ｒ1について考え
た場合、領域Ｒ1内に存在するすべての磁性領域２５
は、方向Ｄ1へ一様に、かつ平行に延在している。一
方、領域Ｒ2について考えた場合、領域Ｒ2内に存在する
すべての磁性領域２５は、方向Ｄ1とは異なる方向Ｄ2へ
一様に、かつ平行に延在している。同様のことは他の領
域Ｒ3〜Ｒ8についてもいえる。このような構造を有する
ステータコア７は、例えば、第２の実施例で述べた製造
方法によって製造することができる。

【００３５】図９は、電磁コイル６の通電時にステータ
コア９側で生じる磁束Φを示した図である。図５におい
て電磁コイル６の巻線に対して時計方向に電流が流れて
いるとすると、同図の右側のコイル部６Ｒでは電流が紙
面裏側から表側へと電流が流れ、左側のコイル部６Ｌで
は表側から裏側へ流れる。これにより、コイル部６Ｒで
は、このコイル部６Ｒを囲うように反時計回りの磁束Φ
がステータコア部９Ｒ内で生じ、アーマチュア１７の上
側の端面を介して磁気回路が形成される。一方、左側の
コイル部６Ｌでは、このコイル６Ｌを囲うように時計回
りの磁束Φがコア部９Ｌ内で生じる。電流値を増加させ
た場合、磁束Φが増加するため、レンツの法則により、
この変化を抑制する向きに逆起電力が発生する。その結
果、ステータコア９内において渦電流が発生する。

【００３６】一つの磁性領域２５における渦電流をミク
ロ的に見ると、図１０に示したような経路となる。これ
をマクロ的な見地で見れば、渦電流Ｉのｙ方向の成分と
比べて、ｘ方向の成分は実質的に無視でき、渦電流Ｉの
経路はｙ方向が支配的である。図１１は、隣接した２つ
の磁性領域２５における渦電流Ｉの経路をマクロ的に示
した図である。この図から明らかなように、一つの磁性
領域２５における渦電流Ｉは、その磁性領域２５内をｙ
方向に環流しており、その表面側では上から下へ、裏面
側では下から上へと流れている。すなわち、同一の磁性
領域２５内における渦電流Ｉは、極めて近接した状態
（磁性領域２５の板厚程度）で、同じ大きさで逆方向に
流れている。一方、隣接した２つの磁性領域２５につい
て考えた場合、互いに対向した２つの表面を流れる渦電
流Ｉは、近接した状態（絶縁層の膜厚程度）で、同じ大
きさを有し、逆向きに流れている。

【００３７】このように渦電流Ｉの流れる向きが反対に
なることにより、「二次的磁束」の打ち消し合いという
作用が生じる。図１２に示したように、二つの渦電流
（逆向きかつ同じ大きさ）が近接した状態で流れた場
合、それぞれの渦電流Ｉにより発生する二次的磁束
Φ₁，Φ₂（電磁コイルへの電流供給により直接生じる磁
界と区別するため二次的磁束という）は、その大きさが
ほぼ同じで、その向きが反対となる。従って、二次的磁
束Φ₁，Φ₂が互いに打ち消し合う。このような二次的磁
束Φ₁，Φ₂の打ち消し合いという作用により、全体的な
二次的磁束が減少するため、結果として渦電流Ｉが流れ
にくい状態が生じる。

【００３８】その結果、図５のようなステータコア７を
用いた動弁装置では、電磁コイルに供給する電流が変化
しても、ステータコア７内を環流する全体的な渦電流Ｉ
は少なくなる。その結果、渦電流Ｉの影響が軽減される
ため、動弁装置の消費電力の増大を招くことなく、一層
高速に電磁バルブを動作させることが可能になる。

【００３９】次に、図３に示したステータコア７（ステ
ータコア９についても同様）を動弁装置に適用した場合
について説明する。図３（ａ）に示したステータコア７
は複数の磁性領域２５と複数の絶縁領域２６とを有して
いる。各絶縁領域２６は、磁性領域間２５に存在してい
る。一方、各磁性領域２５は、図３（ａ）に示したよう
に、ステータコア７の中心軸Ｃに対して平行かつ平面状
に延在している。そして、すべての磁性領域２５は、ス
テータコア７の端面上で見ると、同図（ｂ）に示したよ
うに、同一方向Ｄへ向けて、直線状かつ平行に延在して
いる。このような構造を有するステータコア７は、例え
ば、第１の実施例で述べた製造方法によって製造するこ
とができる。

【００４０】このような構造を有するステータコア７に
ついても、図５のステータコアと同様、二次的磁束の相
互作用により、渦電流Ｉが流れにくくなる。従って、ス
テータコア内を環流する全体的な渦電流が少なくなるた
め、動弁装置の消費電力の増大を招くことなく、一層高
速に電磁バルブを動作させることが期待できる。

【００４１】最後に、上述した動弁装置に、図７に示し
たステータコア７（ステータコア９についても同様）を
適用した場合について説明する。図７に示したステータ
コアは、複数の磁性領域２５と、磁性領域２５間に存在
する絶縁領域２６とを有している。各磁性領域２５は、
ステータコアの中心軸Ｃに対して平行かつ直線状に延在
している。また、図７（ｂ）に示したように、ステータ
コア７の端面に出現したすべての磁性領域２５の形状
は、実質的に同一な円状で、かつ同一面積を有してい
る。このような構造を有するステータコア７は、例え
ば、第３の実施例で述べた製造方法によって製造するこ
とができる。

【００４２】このようなステータコア７中の電磁コイル
に、図７（ｂ）における時計回りの方向に増加する電流
を流す。図７（ｂ）中のＡ−Ａ断面を示した図１３にお
いて、磁束Φは電磁コイルを囲うように磁気回路を形成
する。電流の増加により磁束Φが増加した場合、各磁性
領域２５に流れる渦電流Ｉの経路は、ミクロ的に見ると
図１４のようになる。すなわち、電磁コイルより左側
（Ｌ部分）に存在する各磁性領域２５における渦電流Ｉ
は、磁性領域２５の中心軸を中心として反時計回りに流
れている。一方、電磁コイルより右側（Ｒ部分）に存在
する各磁性領域２５における渦電流Ｉは、磁性領域２５
の軸を中心として時計回りに流れている。つまり、Ｌ部
分とＲ部分とでは、同じ大きさの渦電流Ｉが逆向きに流
れている。従って、渦電流Ｉにより発生する二次的磁束
の向きが逆になるため、二次的磁束の打ち消し合いが生
じ、結果として全体的な渦電流Ｉが低減される。それゆ
えに、このようなステータコアを用いることにより、動
弁装置の消費電力の増大を招くことなく、一層高速に電
磁バルブを動作させることができる。

【００４３】

【発明の効果】このように本発明によれば、渦電流を効
果的に軽減可能な電磁アクチュエータ用ステータコアを
比較的容易に製造することができる。また、このような
ステータコアを動弁装置に利用すれば、ステータコア内
で生じる渦電流を効果的に低減できるため、消費電力を
増大させることなく、バルブの応答性を向上させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のステータコアの構造を示した図

【図２】第１の実施例におけるステータコアの製造工程
の説明図

【図３】第１の実施例により製造されたステータコアを
示した図

【図４】第２の実施例におけるステータコアの製造工程
の説明図

【図５】第２の実施例により製造されたステータコアを
示した図

【図６】第３の実施例におけるステータコアの製造工程
の説明図

【図７】第３の実施例におけるステータコアの斜視図

【図８】電磁駆動バルブを有する動弁装置の一例を示し
た断面図

【図９】磁性平板により形成されたステータコアにおけ
る電流と磁束との関係を説明するための図

【図１０】磁性領域単体の渦電流の経路をミクロ的に示
した図

【図１１】隣接した磁性領域の渦電流の経路をマクロ的
に示した図

【図１２】二次的磁束の打ち消し合いを説明するための
図

【図１３】図１２のＡ−Ａ断面における磁束密度の状態
を示した図

【図１４】磁性領域における渦電流の経路をミクロ的に
示した図

【符号の説明】

１ 電磁駆動バルブ、 ２ シリンダヘッド、 ３ バルブステムガイド、 ４ バルブ、 ４ａ バルブヘッド、 ４ｂ バルブステム、 ５，６ 電磁コイル、 ７，９ ステータコア、 ８ リフトアジャスタ、 １０ リフトセンサ、 １１ ケース、 １２ バルブシート、 １３，１９ スプリング、 １４ コッタピン、 １５ リテーナ、 １６ シム、 １７ アーマチュア、 １７ａ アーマチュアステ
ム、 １７ｂ ニードル、 １８ 制御部、 ２１ 磁性平板、 ２２ 磁性積層体、 ２３ 磁性積層柱、 ２４ 磁性柱状体、 ２５ 磁性領域、 ２６ 絶縁領域、 ２７ 多角柱、 ２８ 磁性線材、 ３６ 磁性板、 ３７ 切り欠き凹部、 ３８ コイル収納溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽倉 信宏 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 白旗 新一 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 DD05 EE35 GC29 JJ02 KK17 5E048 AB01 AD07 CA01 5H615 AA01 PP08 PP13 RR00 SS03 SS05 SS16 SS18 SS19 SS33 TT03 TT04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁アクチュエータ用ステータコアの製造
   方法において、 均一な板厚を有し、実質的に平面な磁性平板を、前記磁
   性平板間を絶縁した状態で積層することにより、磁性積
   層体を形成するステップと、 前記磁性積層体を切断することにより、前記磁性平板の
   平面が前記ステータコアの中心軸と平行になるような磁
   性柱状体を形成するステップと、 前記磁性柱状体の一方の端面に電磁コイルを収納するた
   めの収納溝を形成するステップとを有することを特徴と
   する電磁アクチュエータ用ステータコアの製造方法。
2. 【請求項２】電磁アクチュエータ用ステータコアの製造
   方法において、 均一な板厚を有し、実質的に平面な磁性平板を、前記磁
   性平板間を絶縁した状態で積層することにより、磁性積
   層体を形成するステップと、 前記磁性積層体を切断することにより、前記磁性平板の
   平面が前記ステータコアの中心軸と平行になるような多
   角形ブロックを得るステップと、 複数の前記多角形ブロックを環状に組み合わせて接合す
   ることにより、磁性柱状体を形成するステップと、 前記磁性柱状体の一方の端面に電磁コイルを収納するた
   めの収納溝を形成するステップとを有することを特徴と
   する電磁アクチュエータ用ステータコアの製造方法。
3. 【請求項３】前記多角形ブロックの形状は台形状である
   ことを特徴とする請求項２に記載された電磁アクチュエ
   ータ用ステータコアの製造方法。
4. 【請求項４】電磁アクチュエータ用ステータコアの製造
   方法において、 同一の断面形状を有し、かつ、同一の断面面積を有する
   複数の磁性線材を、前記磁性線材間を絶縁した状態で束
   ねると共に、前記磁性線材が延在する方向と前記ステー
   タコアの中心軸の方向とが一致するように束ねることに
   より、磁性柱状体を形成するステップと、 前記磁性柱状体の一方の端面に電磁コイルを収納するた
   めの収納溝を形成するステップとを有することを特徴と
   する電磁アクチュエータ用ステータコアの製造方法。
5. 【請求項５】電磁力によってバルブを動作させる動弁装
   置において、 電磁力によって移動し、当該移動と連係して前記バルブ
   を変位させるアーマチュアと、 前記アーマチュアの一方の端面側に設けられた第１のス
   テータコアと、 前記第１のステータコアに収納された第１の電磁コイル
   と、 前記アーマチュアの他方の端面側に設けられた第２のス
   テータコアと、 前記第２のステータコアに収納された第２の電磁コイル
   とを有し、 前記第１のステータコア及び前記第２のステータコアの
   それぞれは、複数の磁性領域と、前記磁性領域間に設け
   られた絶縁領域とを有し、 前記磁性領域のそれぞれは、前記ステータコアの中心軸
   に対して平行に平面状に延在しており、かつ、前記ステ
   ータコアの端面上において同一の方向に向かって直線状
   に延在していることを特徴とする動弁装置。
6. 【請求項６】電磁力によってバルブを動作させる動弁装
   置において、 電磁力によって移動し、当該移動と連係して前記バルブ
   を変位させるアーマチュアと、 前記アーマチュアの一方の端面側に設けられた第１のス
   テータコアと、 前記第１のステータコアに収納された第１の電磁コイル
   と、 前記アーマチュアの他方の端面側に設けられた第２のス
   テータコアと、 前記第２のステータコアに収納された第２の電磁コイル
   とを有し、 前記第１のステータコア及び前記第２のステータコアの
   それぞれは、複数の磁性領域と、前記磁性領域間に設け
   られた絶縁領域とを有し、 前記磁性領域のそれぞれは、前記ステータコアの中心軸
   に対して平行に平面状に延在しており、かつ、前記ステ
   ータコアの端面上において実質的に前記中心軸に向かっ
   て直線状に延在していることを特徴とする動弁装置。
7. 【請求項７】電磁力によってバルブを動作させる動弁装
   置において、 電磁力によって移動し、当該移動と連係して前記バルブ
   を変位させるアーマチュアと、 前記アーマチュアの一方の端面側に設けられた第１のス
   テータコアと、 前記第１のステータコアに収納された第１の電磁コイル
   と、 前記アーマチュアの他方の端面側に設けられた第２のス
   テータコアと、 前記第２のステータコアに収納された第２の電磁コイル
   とを有し、 前記第１のステータコア及び前記第２のステータコアの
   それぞれは、複数の磁性領域と、前記磁性領域間に設け
   られた絶縁領域とを有し、 前記磁性領域のそれぞれは、前記ステータコアの中心軸
   に対して平行に直線状に延在していることを特徴とする
   動弁装置。
8. 【請求項８】前記磁性領域のそれぞれは、前記ステータ
   コアの端面上における形状と面積とが実質的に同じであ
   ることを特徴とする請求項７に記載された動弁装置。