JP2001126921A

JP2001126921A - 電磁アクチュエータのコア

Info

Publication number: JP2001126921A
Application number: JP30612599A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Umemoto; 篤梅本; Kenji Abe; 賢治阿部; Chihaya Sugimoto; 千早杉本; Hisao Sakai; 久夫酒井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2001-05-11
Also published as: DE10053464A1; US6420949B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高いエネルギ効率を確保しながら、構造の単
純化により製造コストを削減することができるととも
に、耐久性を向上させることができる電磁アクチュエー
タのコアを提供する。【解決手段】アーマチュアを吸引する電磁アクチュエ
ータのコア１０は、積層され、アーマチュアとの間に磁
気回路を構成する磁性体の複数のコア板１４と、複数の
コア板１４を挟持する非磁性体の２つのコアホルダ１１
と、コア板１４の間を絶縁する絶縁被膜と、複数のコア
板１４および２つのコアホルダ１１を互いに一体に固定
するロッドと、を備えている。コア板１４は、その表面
から外方に突出する突起が、隣のコア板１４の凹部に、
アーマチュアの吸引方向への相対的な移動が阻止された
状態で、嵌合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁力によって被
駆動体を駆動する電磁アクチュエータのコアに関し、特
に複数の磁性板を積層することにより構成された積層構
造のコアに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電磁アクチュエータのコ
アとして、例えば特開平１１−２７３９４５号公報に記
載されたものが知られている。この電磁アクチュエータ
は、内燃機関の弁（ガス交換弁）を開閉駆動する動弁機
構に適用されたものであり、アーマチュアと、このアー
マチュアを上下方向に吸引するための上下の電磁石とを
備えている。

【０００３】各電磁石は、断面Ｅ字形のコアを備え、そ
のＥ字形の凹部は、アーマチュアに面するコイル溝にな
っており、このコイル溝にコイルが収容されている。コ
アは、センターコア部材と、このセンターコア部材の両
側に積層された多数の積層板とを一体に形成したもので
ある。センターコア部材は、積層板よりも厚さの厚いケ
イ素鋼で構成されており、Ｅ字形の側面形状を有してい
る。各積層板は、センターコア部材の側面と同じ形状お
よび寸法を有する複合軟磁性体で構成され、センターコ
ア部材の両側に積層されている。これらのセンターコア
部材および多数の積層板は溶接により一体に固定されて
おり、それらのアーマチュアに対向する面は、アーマチ
ュアを吸引する平らな吸引面になっている。以上のよう
な積層構造のコアを用いる理由は、積層構造のもので
は、むくのものよりも電磁石の励磁時の鉄損が小さいこ
とで、高いエネルギ効率を確保できることによる。

【０００４】一方、アーマチュアは、弁に軸を介して連
結されており、電磁アクチュエータの作動時には、アー
マチュアが上下の電磁石によって吸引され、上下方向に
往復動することによって、弁が開閉駆動される。アーマ
チュアは、この作動時、電磁石に吸引された際に、その
コアの吸引面に当接する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電磁アクチ
ュエータのコアによれば、電磁アクチュエータの作動時
にアーマチュアがコアに当接するので、その際の衝撃で
溶接が外れることにより、積層板が変形したり、破損し
たりすることがある。これにより、電磁アクチュエータ
が作動不良を起こすおそれがある。また、コアの両端の
積層板は複合軟磁性体で構成されているので、電磁石の
励磁時にコアの周囲の軟磁性体との間に磁界を生じるこ
とにより、そのエネルギの一部を損失してしまう。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、高いエネルギ効率を確保しながら、耐久性
を向上させることができる電磁アクチュエータのコアを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明は、作動時にアーマチュア８を吸引
する電磁アクチュエータ１のコア１０であって、軟磁性
体で構成され、アーマチュア８の吸引方向と直交する方
向に沿って互いに積層され、作動時にアーマチュア８と
の間に磁気回路を構成する複数のコア板１４と、非磁性
体で構成され、複数のコア板１４を積層方向の両側から
挟持する２つのコアホルダ１１，１１と、複数のコア板
１４の隣り合う各２つのコア板１４，１４の間に配置さ
れ、各２つのコア板１４，１４の間を絶縁する絶縁体
（例えば実施形態における（以下、この項において同
じ）絶縁被膜１４ｄ）と、非磁性体で構成され、複数の
コア板１４および２つのコアホルダ１１，１１を互いに
一体に固定する固定手段（ロッド１５）と、を備え、複
数のコア板１４の各々は、各コア板１４の表面から外方
に突出する凸部（突起１４ｅ）と、この凸部（突起１４
ｅ）の裏面側に形成された凹部１４ｆとを備え、隣り合
う各２つのコア板１４，１４は、アーマチュア８の吸引
方向への相対的な移動が阻止された状態で、一方の凹部
１４ｆに他方の凸部（突起１４ｅ）が嵌合していること
を特徴とする。

【０００８】この電磁アクチュエータのコア（ここで
は、アーマチュアとの間に磁気回路を構成するヨークを
含めて「コア」という）は、一方向に単純に積層した複
数のコア板を２つのコアホルダで挟持した状態で一体に
固定したものであるので、コアを従来よりも簡単な構造
にすることができ、製造コストを削減することができ
る。また、隣り合う各２つのコア板が、アーマチュアの
吸引方向への相対的な移動が阻止された状態で、一方の
凹部に他方の凸部が嵌合しているので、電磁アクチュエ
ータの作動時にアーマチュアが当接することなどにより
衝撃が複数のコア板に作用しても、コア板同士がアーマ
チュアの移動方向にずれることがない。これにより、コ
ア板の破損を防止でき、その耐久性を向上させることが
できる。さらに、凹部および凸部は、複数のコア板を積
層して組み立てる際に各コア板を位置決めする役割を果
たすので、組み立て作業を容易に行うことができる。ま
た、複数のコア板が、絶縁体により互いに絶縁された状
態でかつアーマチュアの吸引方向と直交する方向に沿っ
て積層されていることで、電磁アクチュエータの作動時
に、各コア板とアーマチュアの間に磁気回路が構成され
る。このときにコア板に発生する渦電流は、コア板が通
常のむくのコアよりも薄いことから、むくのコアよりも
早く消滅する。これにより、渦電流損を含めた鉄損を小
さくすることができる。さらに、コアの両端の２つのコ
アホルダが非磁性体で構成されているので、電磁アクチ
ュエータの作動時に、コアの周囲の軟磁性体との間に磁
界を生じにくいことにより、エネルギの損失を抑制する
ことができる。以上により、高いエネルギ効率を確保す
ることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載の電磁
アクチュエータ１のコア１０において、複数のコア板１
４は、積層方向に貫通する貫通孔１４ｃを備えており、
固定手段（ロッド１５）は、貫通孔１５ｄを通って延
び、２つのコアホルダ１１，１１に固定されたロッド１
５であることを特徴とする。

【００１０】この電磁アクチュエータのコアによれば、
上記コア板の凹部と凸部の嵌合に加えて、複数のコア板
を貫通するロッドにより、アーマチュアの移動方向への
コア板間の相対的なずれが阻止される。これにより、コ
ア板の破損をより確実に防止でき、その耐久性をより一
層、向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る電磁アクチュエータのコアについ
て説明する。本実施形態のコアを備えた電磁アクチュエ
ータは、１気筒あたり４バルブを備えた自動車用エンジ
ン（図示せず）の動弁機構に適用したものである。図１
に示すように、この動弁機構では、２つの電磁アクチュ
エータ１，１が、エンジンのシリンダヘッド２に取り付
けられており、エンジンの運転時に、図中の右側の電磁
アクチュエータ１は、２つの吸気弁３，３（１つのみ図
示）を駆動することによって、２つの吸気ポート２ａ，
２ａ（１つのみ図示）を開閉する。これと同様に、左側
の電磁アクチュエータ１は、２つの排気弁４，４（１つ
のみ図示）を駆動することによって、排気ポート２ｂ，
２ｂ（１つのみ図示）を開閉する。

【００１２】これら２つの電磁アクチュエータ１，１
は、互いに同様に構成されており、以下、右側の吸気弁
３駆動用の電磁アクチュエータ１を例にとり説明する。
また、説明の便宜上、図２の矢印Ｂ−Ｂ´のＢ側を
「前」、Ｂ´側を「後ろ」とし、矢印Ｃ−Ｃ´のＣ側を
「左」、Ｃ´側を「右」として以下の説明を行う。

【００１３】図２および図３に示すように、電磁アクチ
ュエータ１は、その前半部および後半部が互いに前後対
称に構成されており、２つの吸気弁３，３は、これら前
半部および後半部によりそれぞれ駆動される。具体的に
は、電磁アクチュエータ１は、シリンダヘッド２に取り
付けられたケーシング１ａと、このケーシング１ａ内に
互いに所定間隔を存して設けられた上下の電磁石１ｂ，
１ｂと、上下の電磁石１ｂ，１ｂの間の空間内に配置さ
れ、上下方向に摺動自在の２つのアーマチュア８，８
と、これらのアーマチュア８，８をそれぞれ下方に常
時、付勢する２つの上コイルばね５，５（１つのみ図
示）と、アーマチュア８，８を上方に常時、付勢する２
つの下コイルばね６，６（１つのみ図示）とを備えてい
る。

【００１４】各アーマチュア８は、軟磁性体（例えば
鋼）で構成された矩形板であり、その中央部には、丸孔
８ａが上下方向に貫通して形成されている。また、アー
マチュア８の前後の端面はそれぞれ、後述するジョイン
ト１８のアーマチュアガイド２１に当接しており、アー
マチュア８は、その上下方向への移動時にアーマチュア
ガイド２１により案内される。また、アーマチュア８に
は、上下のシャフト７，７が連結されており、これらの
シャフト７，７は、非磁性体のオーステナイト系ステン
レス鋼で構成された丸棒である。下シャフト７の上端部
および上シャフト７の下端部は、アーマチュア８の丸孔
８ａにそれぞれ嵌合しており、それらの付近には、フラ
ンジ７ａ，７ａがそれぞれ設けられ、アーマチュア８を
上下方向から挟持している。

【００１５】また、下シャフト７は、下電磁石１ｂの後
述する中コアホルダ１２のガイド１２ｅを通って上下方
向に延びており、下端部が吸気弁３の上端部に連結され
ている。これと同様に、上シャフト７は、上電磁石１ｂ
の中コアホルダ１２のガイド１２ｅを通って上下方向に
延びており、上端部に取り付けたばね座を介して上コイ
ルばね５に当接している。各シャフト７は、アーマチュ
ア８が上下方向に移動する際に、ガイド１２ｅにより案
内される。また、吸気弁３は、これに取り付けたばね座
を介して下コイルばね６に当接している。

【００１６】図２および図３に示すように、上下の電磁
石１ｂ，１ｂは、後述するジョイント１８を介して互い
に連結されているとともに、同様の構成を有し、ジョイ
ント１８を間にして上下対称に配置されている。以下、
下電磁石１ｂを例にとって説明する。

【００１７】下電磁石１ｂは、コア１０と、コア１０の
コイル溝１０ａ，１０ａに収容された２つのコイル１
６，１６を備えている（図３参照）。図４および図５に
示すように、コア１０は、左中右３つのコアホルダ１
１，１２，１１、左右の積層体１３，１３および４本の
ロッド１５（固定手段）を一体に組み立てたものであ
る。

【００１８】左右のコアホルダ１１，１１は、シャフト
７と同様にオーステナイト系ステンレス鋼で構成され、
互いに同様の構成を有し、対向するように左右対称に配
置されている。ここでは、左コアホルダ１１を例にとっ
て説明する。左コアホルダ１１は、前後方向に延びる基
部１１ａと、この基部１１ａから前後方向に間隔を存し
て互いに同じ所定の高さで上方に延びる５つの押さえ部
１１ｂとから、櫛歯状に一体に形成されている。

【００１９】これら５つの押さえ部１１ｂはそれぞれ、
断面矩形であり、それらの右側面は基部１１ａとともに
互いに面一になっている。一方、左側面については、基
部１１ａに対し、中央の中押さえ部１１ｂは外方に突出
し、前後の押さえ部１１ｂ，１１ｂは面一で、中押さえ
部１１ｂと前後の押さえ部１１ｂ，１１ｂの間の内押さ
え部１１ｂ，１１ｂは、奥側に寄った状態になってい
る。

【００２０】基部１１ａの所定位置には、左右方向に貫
通する４つの貫通孔１１ｃが形成されており、各貫通孔
１１ｃの左側の開口の縁部には、面取りが施されてい
る。また、前後の押さえ部１１ｂの上面１１ｄ，１１ｄ
にはそれぞれ、上方に開口する丸穴１１ｅ，１１ｅが形
成されており、壁部１１ａには、上下方向に貫通する孔
１１ｆが形成されている。

【００２１】また、上記中コアホルダ１２も、上記コア
ホルダ１１と同材質のオーステナイト系ステンレス鋼で
構成されている。中コアホルダ１２は、コアホルダ１１
と同じ長さで前後方向に延び、これとほぼ同様の櫛歯状
の側面形状を有している。中コアホルダ１２は、２つの
ホルダ部材１２Ｘ，１２Ｘを前後方向に接合したもので
あり、両側面が平坦になっている。各ホルダ部材１２Ｘ
は、前後方向に延びる基部１２ａと、この基部１２ａの
前後端部および中央部から上方にそれぞれ延びる３つの
押さえ部１２ｂ，１２ｂ，１２ｂとから、側面形状がＥ
字状に一体に形成されており、基部１２ａには、左右方
向に貫通する２つの貫通孔１２ｃ，１２ｃが形成されて
いる。前後の押さえ部１２ｂ，１２ｂは、上記コアホル
ダ１１の押さえ部１１ｂと同じ高さになっており、中押
さえ部１２ｂは、それよりも低くなっている。これによ
り、中押さえ部１２ｂの上面は、前記アーマチュア８が
コア１０に当接したときの前記シャフト７のフランジ７
ａの逃げになっている（図１参照）。

【００２２】また、中押さえ部１２ｂは、上下方向に貫
通する孔１２ｄを有しており、この孔１２ｄには、上下
方向に開放した円筒状のガイド１２ｅ（図１参照）が嵌
合している。このガイド１２ｅは、シャフト７の摺動を
案内するためのものである。

【００２３】以上の構成のホルダ部材１２Ｘ，１２Ｘの
一方の前押さえ部１２ｂと他方の後押さえ部１２ｂとを
接合することによって、中コアホルダ１２が構成されて
いる。そして、中コアホルダ１２の中央部で接合してい
る２つの押さえ部１２ｂ，１２ｂは、全体として前記コ
アホルダ１１の中押さえ部１１ｂに対応するように配置
されている。また、中コアホルダ１２の前後の押さえ部
１２ｂ，１２ｂは、コアホルダ１１の前後の押さえ部１
１ｂ，１１ｂに、残りの中押さえ部１２ｂ，１２ｂは、
内押さえ部１１ｂ，１１ｂに、それぞれ対応するように
配置されている。また、４つの貫通孔１２ｃはそれぞ
れ、コアホルダ１１の４つの貫通孔１１ｃと同径でかつ
これらに対応するように配置されている。

【００２４】また、前記各積層体１３は、前後方向に並
んだ２つの積層体１３Ｘ，１３Ｘで構成されており、各
積層体１３Ｘは、図６に示すコア板１４を左右方向に所
定枚数だけ積層したものである。このコア板１４は、薄
い無方向性ケイ素鋼板で構成され、各々の全面を覆うよ
うに例えばエポキシ樹脂の絶縁被膜１４ｄ（絶縁体）が
形成されている。この絶縁被膜１４ｄにより、隣り合う
各２つのコア板１４，１４間が絶縁されている。また、
コア板１４は、無方向性ケイ素鋼板をプレス加工するこ
とにより、上記ホルダ部材１２Ｘの側面とほぼ同じＥ字
状および寸法になっている。具体的には、コア板１４
は、前後方向に延びる基部１４ａと、この基部１４ａの
前後端部および中央部から上方にそれぞれ延びる３つの
磁路形成部１４ｂ，１４ｂ，１４ｂとによって構成さ
れ、基部１４ａには、左右方向に貫通する２つの貫通孔
１４ｃ，１４ｃが形成されている。

【００２５】これら３つの磁路形成部１４ｂは、互いに
同じ高さで、かつ中コアホルダ１２の前後両側の押さえ
部１２ｂよりも所定の高さ分（例えば２０μｍ以下）低
くなっており、この高さ分、積層体１３Ｘの上面１３ａ
は、コアホルダ１１の上面１１ｄおよび中コアホルダ１
２の上面１２ｆよりも低くなっている（図１０参照）。
また、各貫通孔１４ｃは、互いに連続して左右方向に延
びているとともに、コアホルダ１１の貫通孔１１ｃおよ
びコアホルダ１２の貫通孔１２ｃと同径でかつ同心に配
置されている。さらに、基部１４ａには、貫通孔１４
ｃ，１４ｃよりも外寄りの位置に、２つの突起１４ｅ，
１４ｅ（凸部）が形成されている。各突起１４ｅは、基
部１４ａから平面形状がＶ字状に右方に突出しており、
その突出分、その裏面側で凹んだ部分が凹部１４ｆにな
っている。

【００２６】そして、コア板１４は、それらの各々の突
起１４ｅがその右側のコア板１４ｅの凹部１４ｆに嵌合
することにより、互いに密着した状態で積層されてい
る。さらに、積層体１３Ｘの右端に位置するコア板１４
には、突起１４ｅおよび凹部１４ｆの代わりに横長の角
孔（図示せず）が形成されており、この角孔に、当該コ
ア板１４の左側のコア板１４の突起１４ｅが嵌合してい
る。これにより、積層体１３Ｘの右側面は、平らになっ
ており、中コアホルダ１２または右コアホルダ１１の左
側面に密着している。

【００２７】また、前記ロッド１５は、前述した各貫通
孔１１ｃ、１２ｃ、１４ｃよりも少し小径の丸棒であ
り、これらに嵌合し、前後方向に延びているとともに、
ロッド１５の突出した左右端部は、左右のコアホルダ１
１の基部１１ａの外側端面にかしめられている。これに
より、左コアホルダ１１と中コアホルダ１２の間に左積
層体１３が挟持され、かつ中コアホルダ１２と右コアホ
ルダ１１の間に右積層体１３が挟持された状態で、これ
らが相互に堅固に固定されることで、コア１０が形成さ
れている。

【００２８】前記コイル１６，１６はそれぞれ、横長の
環状に形成され、ボビン１７，１７と一体に組み立てら
れている。ボビン１７，１７は、合成樹脂で構成され、
コイル１６を収容するコ字状の断面を有し、コア１０の
２つのコイル溝１０ａ，１０ａ内にそれぞれ収容されて
いる。各コイル溝１０ａは、コアホルダ１１の押さえ部
１１ｂ、中コアホルダ１２の押さえ部１２ｂおよびコア
板１４の磁路形成部１４ｂをによって画成されている。
各コイル１６は、環状のコイル溝１０ａ内に、その内側
に位置するコアホルダ１１の押さえ部１１ｂ、中コアホ
ルダ１２の押さえ部１２ｂおよびコア板１４の磁路形成
部１４ｂを取り囲むようにして、収容されている。

【００２９】ボビン１７は、上下のつば部１７ａ，１７
ａと、上つば部１７ａの左端部から左方に突出するター
ミナル部１７ｂと、ターミナル部１７ｂから上方に突出
する前後２つの端子１７ｃ，１７ｃと、これらの端子１
７ｃ，１７ｃにそれぞれ接続されたＶ字形の２つの接続
金具１７ｄ，１７ｄとを備えている。これら前後の端子
１７ｃ，１７ｃはともに、導電体の金属板で構成され、
それらの主面が互いに平行でかつ前後方向に対向するよ
うに配置されている。また、コイル１６は、上下のつば
部１７ａ，１７ａの間でボビン１７に巻き付けられてお
り、コイル１６の両端部はそれぞれ、接続金具１７ｄ，
１７ｄに接続されることで、２つの端子１７ｃ，１７ｃ
に接続されている。

【００３０】下電磁石１ｂは、以上のように構成されて
おり、上電磁石１ｂもこれと同様に構成されている。ま
た、図２、図３および図７に示すように、上下の電磁石
１ｂ，１ｂは、左右２つのジョイント１８，１８によっ
て連結されている。これら２つのジョイント１８，１８
は、互いに対向しかつ左右対称に配置されている。各ジ
ョイント１８は、オーステナイト系ステンレス鋼で構成
され、コアホルダ１１と前後方向に同じ長さで延びると
ともに、これとほぼ同様の平面形状を有している。具体
的には、ジョイント１８は、前後方向に延びる基部１８
ａと、その中央部から外方に突出する凸部１８ｂとから
一体に構成されている。

【００３１】凸部１８ｂは、これを上下方向に貫通する
孔１８ｃを備えており、この孔１８ｃは、コアホルダ１
１の壁部１１ａの孔１１ｆと同径でかつ同心に配置され
ている。

【００３２】また、基部１８ａは、凸部１８ｂと同じ高
さであり、その上面の外端部には、丸穴１８ｄ，１８ｄ
がそれぞれ形成され、これと同様に、下面の外端部に
も、丸穴１８ｄ，１８ｄがそれぞれ形成されている。各
丸穴１８ｄは、コアホルダ１１の丸穴１１ｆと同径かつ
同心である。各丸穴１８ｄには、丸棒状のピン１９の半
部が嵌合しており、このピン１９は、オーステナイト系
ステンレス鋼で構成されている。また、ピン１９の残り
の半部は、丸穴１１ｆに嵌合している。これにより、上
下のコア１０，１０は、ジョイント１８，１８を介して
互いに連結されている。

【００３３】さらに、基部１８ａの上面には、前後のコ
イル緩衝板２０，２０が設けられている。コイル緩衝板
２０，２０は、同じ形状を有し、互いに前後対称に配置
されているので、ここでは前コイル緩衝板２０を例にと
り説明する。前コイル緩衝板２０は、合成樹脂で構成さ
れ、基部１８ａよりも左右方向の幅が狭いとともに、前
コイル緩衝板２０の裏面から外方に突出する３つの突起
２０ａを有している。一方、基部１８ａの上面の前側の
所定位置には、３つの穴１８ｅが形成されており、これ
ら３つの穴１８ｅに３つの突起２０ａがそれぞれ嵌合す
ることにより、前コイル緩衝板２０が基部１８ａに取り
付けられている。以上と同様に後コイル緩衝板２０も基
部１８ａに取り付けられている。さらに、基部１８ａの
下面にも、上記と同様に前後のコイル緩衝板２０，２０
が設けられている。

【００３４】また、ジョイント１８の内側面には、４つ
のアーマチュアガイド２１が所定間隔で配置されている
（図７参照）。各アーマチュアガイド２１は、アーマチ
ュア８の上下方向の移動を案内するものであり、オース
テナイト系ステンレス鋼で構成されている。アーマチュ
アガイド２１は、断面矩形の嵌合部と、これに連続する
断面半円形のガイド部とを備えている。ジョイント１８
の内側面には、４つの縦長の穴１８ｆが形成されてお
り、これら４つの穴１８ｆは所定間隔で配置されてい
る。各穴１８ｆに、アーマチュアガイド２１の嵌合部が
嵌合することにより、アーマチュアガイド２１がジョイ
ント１８に取り付けられている。この状態では、断面半
円形のガイド部は、ジョイント１８の内側面からアーマ
チュア８側に突出するとともに、アーマチュア８の左端
面または右端面に当接している。以上により、アーマチ
ュア８は、その作動時にアーマチュアガイド２１により
案内される。

【００３５】以上の構成のジョイント１８により上下の
電磁石１ｂ，１ｂが互いに連結された状態では、図２に
示すように、４つのコイル１６はそれぞれ、ボビン１７
のつば部１７ａがコイル緩衝板２０に当接した状態で、
コア１０とジョイント１８により上下両側から挟持され
ている。さらに、各コア１０の孔１１ｆとジョイント１
８の孔１８ｃは、互いに上下方向に連続している。図示
しないボルトが、これらの孔１１ｆ，１８ｃを通ってシ
リンダヘッド２にねじ込まれており、これにより、電磁
石１ｂ，１ｂはシリンダヘッド２に固定されている。

【００３６】また、図８に示すように、上電磁石１ｂの
前側（または後側）のコイル１６およびボビン１７は、
下電磁石１ｂの前側（または後側）のものと平面的に同
じ位置関係で上下方向に並んでおり、両者のボビン１７
の２つの端子１７ｃ，１７ｃには、コネクタ２２が連結
されている。コネクタ２２は、合成樹脂によりほぼ角柱
状に形成され、上下方向に延びている。

【００３７】コネクタ２２の上端面には、上方に開口す
るスリット状の４つの上差し込み口２２ａが設けられて
おり、下端面には、上差し込み口２２ａと同様の２つの
下差し込み口２２ｂ，２２ｂが設けられている。これら
２つの下差し込み口２２ｂ，２２ｂは、互いに平行で前
後方向に対向して配置され、端子１７ｃ，１７ｃに対応
する位置に下方に開口している。また、コネクタ２２の
下端部には、切欠部２２ｄが形成されており、この切欠
部２２ｄは、前方から矩形に切り欠いた形状になってい
る。この切欠部２２ｄの上壁には、２つの中差し込み口
２２ｃ，２２ｃが設けられている。これら２つの中差し
込み口２２ｃ，２２ｃは、下方に開口し、下差し込み口
２２ｂ，２２ｂと平面的に同じ位置に配置されている。
各差し込み口２２ａ〜２２ｃの内部には、接続金具（図
示せず）が配置されており、この接続金具は、上下方向
に延びる２枚の導電性の金属板を基部側が互いに接し、
先端側が拡がるように組み合わせたものである。各端子
１７ｃは、差し込み口２２ｂ、２２ｃの接続金具により
挟持されている。

【００３８】また、４つの上差し込み口２２ａにおい
て、前側の２つの接続金具は、中差し込み口２２ｃ，２
２ｃの接続金具にそれぞれ電気的に接続され、後側の２
つの接続金具は、下差し込み口２２ｂ，２２ｂの接続金
具にそれぞれ電気的に接続されている。さらに、４つの
端子を有するケーブルがコントローラから延びており
（いずれも図示せず）、このケーブルの４つの端子が４
つの差し込み口２２ａにそれぞれ差し込まれることによ
り、４つのコイル１６は、コントローラに電気的に接続
されている。

【００３９】以上のように構成された電磁アクチュエー
タ１の動作について説明する。この電磁アクチュエータ
１では、その前半部と後半部が同様に動作するので、こ
こでは前半部の動作を例にとって説明する。まず、上下
の電磁石１ｂ，１ｂが励磁されていない場合、前側のア
ーマチュア８は、上下のコイルばね５，６によって、上
下の電磁石１ｂ，１ｂの間の中立位置に保持され、それ
に伴い、吸気弁３も開閉の途中の位置に位置している
（図示せず）。

【００４０】コントローラからの電力供給によりこの状
態から例えば下電磁石１ｂが励磁されると、アーマチュ
ア８は、下電磁石１ｂに吸引されることによって、下コ
イルばね６の付勢力に抗しながら、下電磁石１ｂのコア
１０に当接する位置まで下方に移動する（図１０参
照）。このとき、上下のシャフト７，７は、上下のコア
１０，１０のガイド１２ｅ，１２ｅにそれぞれ案内され
ながら下方に摺動し、アーマチュア８も、ジョイント１
８のアーマチュアガイド２１に案内されながら下方に摺
動する。このアーマチュア８の下方への摺動により、吸
気弁３が吸気ポート２ａを開放する。

【００４１】この後、下電磁石１ｂの励磁が中止される
と、アーマチュア８は、下コイルばね６の付勢力によっ
て上方に移動する。次いで、上電磁石１ｂが所定のタイ
ミングで励磁されると、アーマチュア８は、上電磁石１
ｂに吸引されることによって、上コイルばね５の付勢力
に抗しながら上電磁石１ｂのコア１０に当接する位置ま
で上方に移動する（図１の左側の排気弁４駆動用の電磁
アクチュエータ１を参照）。このアーマチュア８の上方
への移動により、吸気弁３が吸気ポート２ａを閉鎖す
る。次いで、下電磁石１ｂが所定のタイミングで励磁さ
れることにより、上記と同様に、吸気弁３が吸気ポート
２ａを開放する。以上の動作が繰り返し実行されること
によって、アーマチュア８は上下の電磁石１ｂ，１ｂの
間を上下方向に往復動し、吸気弁３を開閉駆動する。

【００４２】以上のような電磁アクチュエータ１の動作
時に、コイル１６への電力供給により電磁石１ｂが励磁
されると、アーマチュア８とコア１０の積層体１３の間
に磁気回路が構成される。前述したように積層体１３を
構成する各コア板１４の全面には絶縁被膜１４ｄが形成
されているので、磁気回路は、各コア板１４とアーマチ
ュア８の間に、図９に示すように構成される。具体的に
は、磁束が図中の矢印Ｄの方向に流れるとともに、渦電
流が図中の矢印Ｅの方向に流れようとする。しかし、こ
の渦電流は、絶縁被膜１４ｄにより隣のコア板１４側に
流れないように遮られ、薄いコア板１４内で速やかに消
滅する。これにより、積層体１３の部分をむくの無方向
性ケイ素鋼で構成したものと比べて、電磁石１ｂの渦電
流損を含めた鉄損を減少させることができる。さらに、
コア１０の両端の２つのコアホルダ１１，１１が非磁性
体で構成されているので、電磁アクチュエータ１の作動
時に、コア１０の周囲の軟磁性体との間に磁界を生じに
くいことにより、エネルギの損失を抑制することができ
る。以上により、高いエネルギ効率を確保することがで
きる。

【００４３】また、積層体１３の上面１３ａが、コアホ
ルダ１１，１２の上面１１ｄ，１２ｆなどよりも所定の
高さ分だけ低くなっていることで、図１０に示すように
アーマチュア８が電磁石１ｂのコア１０に吸引される際
には、アーマチュア８は積層体１３に当接することな
く、３つのコアホルダ１１，１２，１１のみに当接す
る。これにより、アーマチュア８の当接時の衝撃の大部
分をコアホルダ１１，１２で受け止めることができる。
さらに、コア板１４は、その突起１４ｅが右隣のコア板
１４の凹部１４ｆに嵌合した状態で積層されており、こ
れに加えて、４本のロッド１５がコアホルダ１１，１２
および積層体１３を貫通しているので、アーマチュア８
がコア１０に当接する際の衝撃による、コア板１４，１
４同士の上下方向の相対的なずれが阻止される。また、
コアホルダ１１，１２およびロッド１５が、高剛性のオ
ーステナイト系ステンレス鋼で構成されているので、ア
ーマチュア８の衝撃を受けても変形することがない。以
上のように、本実施形態のコア１０によれば、薄いコア
板１４を積層した積層構造のものでありながら、従来と
異なり、コア板１４の破損を防止でき、その耐久性を向
上させることができる。

【００４４】さらに、コア板１４の突起１４ｅおよび凹
部１４ｆは、積層体１３を組み立てる際に、コア板１４
を互いに位置決めする役割を果たす。これにより、積層
体１３の組立作業を容易に行うことができる。また、コ
ア１０は、所定枚数のコア板１４を左右方向に単純に積
層した２つの積層体１３，１３を、左中右３つのコアホ
ルダ１１，１２，１１で挟持した状態で、ロッド１５に
より一体に固定したものであるので、コア１０を従来よ
りも簡単な構造にすることができる。これに加えて、コ
ア板１４も、平らな鋼板をプレスするだけで容易に作製
することができる。以上により、製造コストを削減する
ことができる。

【００４５】なお、前述した実施形態においては、コア
ホルダ１１，１２およびロッド１５などをオーステナイ
ト系ステンレス鋼で構成したが、これらを構成する材質
はこれに限らず、例えばアルミニウムなどの非磁性体で
あればよい。さらに、コア板１４を無方向性ケイ素鋼板
で構成したが、コア板１４の材質はこれに限らず、例え
ば方向性ケイ素鋼板で構成してもよく、軟磁性体であれ
ばよい。また、ロッド１５をかしめることにより、コア
ホルダ１１，１２および積層体１３を一体に固定した
が、これらを一体に固定する構成はロッド１５に限ら
ず、例えばボルトおよびナットなど、コアホルダ１１，
１２および積層体１３を一体に固定可能なものであれば
よい。

【００４６】さらに、アーマチュア８を上下の電磁石１
ｂ，１ｂで交互に吸引することによりこれを往復動させ
る例について説明したが、アーマチュア８を往復動させ
る構成はこれに限らず、例えば１つの電磁石とコイルば
ねを用いたものでもよい。また、電磁アクチュエータ１
を自動車用エンジンの動弁機構に適用した例について説
明したが、電磁アクチュエータ１はこれに限らず、例え
ばエンジンのＥＧＲ管を開閉する弁や燃料噴射弁などは
もとより、様々な被駆動体を駆動するための駆動装置と
して用いることが可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の電磁アクチュエ
ータのコアによれば、高いエネルギ効率を確保しなが
ら、構造の単純化により製造コストを削減することがで
きるとともに、耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るコアを備えた電磁ア
クチュエータが適用された自動車用エンジンの動弁機構
を示す断面図である。

【図２】図１の電磁アクチュエータの斜視図である。

【図３】図２の分解斜視図である。

【図４】図３の電磁アクチュエータのコアの（ａ）斜視
図、および（ｂ）そのＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】図４のコアの分解斜視図である。

【図６】図４のコアの一部を構成するコア板の（ａ）斜
視図、（ｂ）これを裏返した斜視図、および（ｃ）平面
図である。

【図７】図２の電磁アクチュエータのジョイントおよび
アーマチュアの（ａ）斜視図および（ｂ）平面図であ
る。

【図８】（ａ）図２の電磁アクチュエータにコネクタを
取り付ける前の状態を示す斜視図、および（ｂ）取り付
けた後の状態を示す斜視図である。

【図９】電磁アクチュエータの動作時にコア板に発生す
る渦電流の方向、およびコア板とアーマチュアの間に発
生する磁束の流れの方向を示す説明図である。

【図１０】電磁アクチュエータの動作時に電磁石に吸引
されたアーマチュアがコアに当接した状態を示す（ａ）
正面図、および（ｂ）その要部拡大図である。

【符号の説明】

１電磁アクチュエータ８アーマチュア１０コア１１コアホルダ１３コア板の積層体１４コア板１４ｃ貫通孔１４ｄ絶縁被膜（絶縁体）１４ｅ突起（凸部）１４ｆ凹部１５ロッド（固定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉本千早埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者酒井久夫埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3H106 DA07 DA23 DA32 DB02 DB12 DB26 DB32 DC02 DD05 EE48 FA08 GA09 JJ02 KK17 5E048 AA04 AB01 AD07 BA07 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作動時にアーマチュアを吸引する電磁ア
クチュエータのコアであって、軟磁性体で構成され、前記アーマチュアの吸引方向と直
交する方向に沿って互いに積層され、作動時に前記アー
マチュアとの間に磁気回路を構成する複数のコア板と、非磁性体で構成され、前記複数のコア板を積層方向の両
側から挟持する２つのコアホルダと、前記複数のコア板の隣り合う各２つのコア板の間に配置
され、当該各２つのコア板の間を絶縁する絶縁体と、非磁性体で構成され、前記複数のコア板および前記２つ
のコアホルダを互いに一体に固定する固定手段と、を備
え、前記複数のコア板の各々は、当該各コア板の表面から外
方に突出する凸部と、この凸部の裏面側に形成された凹
部とを備え、前記隣り合う各２つのコア板は、前記アー
マチュアの吸引方向への相対的な移動が阻止された状態
で、一方の前記凹部に他方の前記凸部が嵌合しているこ
とを特徴とする電磁アクチュエータのコア。
【請求項２】前記複数のコア板は、前記積層方向に貫
通する貫通孔を備えており、前記固定手段は、前記貫通孔を通って延び、前記２つの
コアホルダに固定されたロッドであることを特徴とする
請求項１に記載の電磁アクチュエータのコア。