JP2936444B2 - 磁束遮断部を備えた軟磁性・非磁性一体のヨーク部品および磁束遮断部を備えた軟磁性・非磁性一体のヨーク部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気応用部品における
ヨーク部品の一部に物性改質による非磁性領域によって
磁束遮断特性を有する磁束遮断部を備えた軟磁性・非磁
性一体のヨーク部品および磁束遮断部を備えた軟磁性・
非磁性一体のヨーク部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気応用製品における磁束遮断部
を備えたヨーク部品およびその製造方法は、図７に示す
ようにヨークを構成する軟磁性の部材Ｍに対して非磁性
領域に対応する非磁性材より成る別部材Ｈを当接させて
溶接するものであった。

【０００３】また電磁弁内における燃料のシールは、図
９および図１０に示すようにコイルＣを包囲する樹脂部
材Ｊと、樹脂部材内の凹部に装置されたゴム製のＯリン
グＯにより行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のヨーク部品
およびその製造方法においては、ヨークを構成する軟磁
性の部材Ｍに対して非磁性材の別部材Ｈを溶接するもの
であるため、図７に示すように溶接部Ｙに未溶接の切欠
Ｋが存在し、そのため強度が低下するとともに、製造工
数が多く、製造コストが高いという問題があった。

【０００５】従来の電磁弁においては、コイルを包囲す
る樹脂部材Ｊと、ＯリングＯによりシールするものであ
るため、性能を上げるために圧力を上げるとシールが不
十分になるという問題があった。

【０００６】そこで本発明者らは、ヨーク部品において
磁束遮断特性が要求される部分を物性改質により非磁性
化するという技術的思想に着眼し、強度を高め、コスト
を安価にするとともに、電磁弁にあってはシールを十分
にするという目的を達成する本発明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の磁束遮断部を備えた軟磁性・非磁性一体
のヨーク部品は、磁気応用製品における軟磁性の鉄合金
製のヨーク部品の一部において、形成される磁束に対し
て直角な厚さ方向全域に亘り物性を改質して非磁性化し
た非磁性領域により構成されるものである。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）の磁
束遮断部を備えた軟磁性・非磁性一体のヨーク部品の製
造方法は、軟磁性の鉄合金製のヨーク部品の一部におい
て、厚さ方向にＮｉを供給しつつレーザ照射することに
より、非磁性化して磁束遮断特性を有する非磁性領域を
形成するものである。

【０００９】

【作用】上記構成より成る第１発明の磁束遮断部を備え
た軟磁性・非磁性一体のヨーク部品は、作用する磁束を
磁束方向と直角な厚さ方向全域に亘り物性が開設された
非磁性領域により遮断するものである。

【００１０】上記構成より成る第２発明の磁束遮断部を
備えた軟磁性・非磁性一体のヨーク部品の製造方法は、
ヨーク部品の一部において厚さ方向にＮｉを供給しつつ
レーザを照射することにより、かかる部分を非磁性化し
て磁束遮断特性を有する非磁性領域を形成するものであ
る。

【００１１】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の磁束遮断部
を備えた軟磁性・非磁性一体のヨーク部品は、ヨーク内
に形成された磁束を磁束方向とは直角な厚さ方向に形成
された非磁性領域によりしゃたっするという効果を奏す
るとともに、従来の溶接に比べ切欠が内ので強度が高い
とともに、母材は軟磁性の鉄合金で構成されるのでコス
トを低減するという効果を奏する。

【００１２】上記作用を奏する第２発明の磁束遮断部を
備えた軟磁性・非磁性一体のヨーク部品の製造方法は、
ヨーク部品の一部において厚さ方向にＮｉを供給しつつ
レーザ照射することによりかかる部分を非磁性化して磁
束遮断部を形成するので、従来の製造方法に比べ工数が
少なく、製品の仕上がりが良く、強度が高いという効果
を奏する。

【００１３】

【実施例】次に本発明（第１ないし第３発明）の実施例
について図面を用いて説明する。

【００１４】（第１実施例）第１実施例は、第１発明の
ヨーク部品を磁気センサに適用した実施例で、図１およ
び図２に示すように、略矩形の軟磁性の鉄合金製の母材
１の中央部を厚さ方向全域に亘り帯状に物性を改質して
非磁性領域２を形成して、非磁性領域２を挟んで対向す
る一対の検出ヨーク３１、３２を形成し、非磁性領域２
の中央に凹部を形成して、かかる凹部内にホール素子４
または磁気抵抗素子を配設すれば磁気センサを構成する
ものである。

【００１５】上記構成より成る第１実施例の検出ヨーク
は、母材１の中央部の厚さ方向全域に形成された磁束遮
断特性を有する非磁性領域２によりホール素子４その他
の素子を挟んで対向する一対の検出ヨーク３１、３２と
ホール素子４とで有効に閉磁路が形成され、感度および
精度の高い測定を可能にする。

【００１６】また第１実施例は、従来のように溶接およ
び接着部が無いので強度が高いとともに、母材は軟磁性
の鉄合金で構成されるのでコストを低減するという効果
を奏する。

【００１７】（第２実施例）第２実施例は、第２発明の
実施例で、第１実施例の検出ヨーク部品を製造する検出
ヨークの製造方法に関するもので、図３に示すように、
第１実施例の検出ヨークの幅に対応する幅を有する板厚
０．８ないし１．２mmの１２クロム系ステンレスの帯状
鋼５の中央部分に長手方向に直径１mmの４５Ｎｉのワイ
ヤ線６を加えながら１３００ないし２３００ｋｗで炭酸
ガスレーザ７を照射して、非磁性領域５１を形成するも
のである。ワイヤ６の供給速度は毎分１〜３ｍであり、
レーザの改質速度は０．８〜２．０である。

【００１８】上記非磁性領域５１の組織制御は、多過ぎ
ても少なすぎても非磁性領域５１が形成できないので、
レーザ照射する母材５の組成や加えるワイヤ６の組成お
よび母材５とワイヤ６の混合比を高度にバランス制御す
る必要がある。

【００１９】また改質する非磁性領域５１の入熱量の制
御は、レーザ７のパワー、レーザ改質速度に対応する母
材５の溶融部の体積、ワイヤ６の供給速度に対応するワ
イヤの体積によりバランス制御する必要がある。

【００２０】上記入熱制御が少なすぎる場合は、母材５
の表面のみが改質されるにとどまり、逆に多過ぎる場合
は下面に垂れ下がった形となり、適切な制御が成された
場合は、図２に示すように改質が必要な母材の厚さ方向
全域が全て改質され、しかも垂れ下がることは無い。

【００２１】ヨーク部品の母材５としては、軟磁性を有
するＦｅ合金であれば良いが、４２Ｎｉ合金その他が利
用可能である。

【００２２】改質用ワイヤ６としては、Ｎｉ材、Ｎｉ合
金材が一般的であるが、母材が例えば４２Ｎｉ合金の場
合はワイヤ形状の鉄合金を利用することもできる。

【００２３】上記構成より成る第２実施例の製造方法に
よれば、レーザ改質により非磁性領域５１を最適な組成
に制御できるので、最適な非磁性領域５１を形成するこ
とができるという効果を奏する。

【００２４】また第２実施例の製造方法は、レーザ７の
精密なスキャニング制御により、非磁性領域５１を形成
出来るので、検出ヨークのサイズ、形状、遮断すべき磁
束の分布形態に応じた正確な形状の非磁性領域５１の形
成を可能にするという効果を奏する。

【００２５】さらに第２実施例の製造方法は、図１のレ
ーザ照射により多数のヨーク部品の非磁性領域５１を形
成し、1 個分に相当する適切な長さで切断すれば良いの
で、製造コストが安価であるという効果を奏する。ヨー
ク部分を予め１個ずつに切断しておいて、１個のヨーク
部品につき１階のレーザ照射で良いため、この場合も安
価に製造することができるという効果を奏する。

【００２６】（第３実施例）第３実施例の電磁弁は、第
３発明の実施例で、図４ないし図６に示すように噴射弁
のノズル本体を構成する軟磁性の鉄合金製のヨーク部材
８２と、ヨーク部材８２内に介挿され、可動する可動子
８１と、ヨーク部材８２を包囲して巻装された可動子駆
動用のコイル８３と、ヨーク部材８２の小径部の先端に
近い一定の幅の部分において厚さ方向全域に亘りエネル
ギ線の照射により物性が改質され非磁性化した磁束遮断
特性を有する非磁性領域より成る鋼材シール部８４とか
ら成る。

【００２７】ヨーク部材８２は、軟磁性材で構成され、
先端の径の大きな部分８２Ｌは電磁弁の外壁を構成する
とともに中央に噴口８２Ｏを形成し、小径部８２Ｓにコ
イル８３を巻装して磁気回路の一部を構成するとともに
アーマチュアを構成する可動子８１を介挿する。

【００２８】ヨーク部材８２は、１２クロム系ステンレ
ス製の段部を有する中空筒状体で構成され、小径部８２
Ｓの大径部８２Ｌ寄りの部分の外壁に図６に示すように
第２実施例と同様に炭酸ガスレーザ７を照射する。

【００２９】可動子駆動用のコイル８３は、磁気回路の
一部を構成する軟磁性材のＬ型部材で外側を包囲されて
いる。

【００３０】鋼材シール部８４は、ヨーク部材８２を一
定角速度で回転させながら上記部分にＮｉワイヤ６を加
えて、レーザ照射して全周厚さ方向に亘り６Ｃｒ−１８
Ｎｉの組成に改質して非磁性領域を形成することによ
り、形成される。

【００３１】上記構成より成る第３実施例の電磁弁は、
従来のエアギャップ部分をヨーク部材８２により無くす
とともに、コイル８３が駆動信号により駆動されると、
電磁弁内においてコイル８３を包囲するように磁気回路
が形成されるが、ヨーク部材８２に形成された磁束遮断
特性を有する鋼材シール部８４により遮断され、磁束の
流れをアーマチュアへ変更して隣合って接触して配置さ
れた磁性材料のアーマチュアを構成する可動子が磁気回
路の一部を構成し、結果的に鋼材シールを達成する。

【００３２】上記作用を奏する第３実施例の電磁弁は、
ヨーク部材８２に形成された鋼材シール部８４により鋼
材シールを実現するという効果を奏し、従来装置の燃料
圧力が上がるとゴム製Ｏリングではエアギャップから排
出した燃料のシールが充分でないような場合でも充分な
シール性能を実現するという効果を奏する。

【００３３】また第３実施例の電磁弁は、鋼材シール部
８４をヨーク部材８２の一部にレーザ改質することによ
り一体に形成するものであるため強度が高いので荷重が
作用するような使い方も可能であるという効果を奏す
る。

【００３４】さらに第３実施例の電磁弁は、鋼材シール
部８４を形成する母材であるヨーク部材８２を１２クロ
ム系ステンレス鋼で構成することができるので、コスト
を低減することができるという効果を奏する。

【００３５】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲の記載から当業者が認識する本発明
の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能で
ある。

【００３６】上述の実施例においては、閉磁路における
磁束を変更する例として磁気センサのヨーク部品および
噴射弁のヨーク部材について代表的に説明したが、本発
明としてはそれらに限定するものでは無く、モータ、ア
クチュエータ、およびシリンダロッドその他のヨーク部
品に適用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の磁気センサ用検出ヨーク
を示す斜視図である。

【図２】第１実施例の検出ヨークの図１中Ａ−Ａ線に沿
う断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の検出ヨークの製造方法を
説明するための斜視図である。

【図４】本発明の第３実施例の電磁弁を示す縦断面図で
ある。

【図５】第３実施例の電磁弁のヨーク部材を示す縦断面
図である。

【図６】第３実施例のヨーク部材の製造方法を示す斜視
図である。

【図７】従来のヨーク部品を示す斜視図である。

【図８】従来のヨーク部品の溶接部の状態を示す図７に
おけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図９】従来の電磁弁の構造の一部を示す縦断面図であ
る。

【図１０】従来の電磁弁の構造の一部を示す拡大縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 母材 ２ 非磁性領域 ３１、３２ 検出ヨーク ４ ホール素子 ５ １２クロム系ステンレスの帯状鋼 ５１ 非磁性領域 ６ Ｎｉワイヤ ７ 炭酸ガスレーザ ８１ 可動子 ８２ ヨーク部材 ８３ コイル ８４ 鋼材シール部 ８２Ｌ 大径部 ８２Ｌ 小径部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01F 3/00 - 3/12 H01F 7/06 F02D 41/20 F04F 5/00 H02K 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気応用製品における軟磁性の鉄合金製
   のヨーク部品の一部において、形成される磁束に対して
   直角な厚さ方向全域に亘り物性を改質して非磁性化した
   非磁性領域により構成される磁束遮断部を備えた軟磁性
   ・非磁性一体のヨーク部品。
2. 【請求項２】 軟磁性の鉄合金製のヨーク部品の一部に
   おいて、厚さ方向にＮｉを供給しつつレーザ照射するこ
   とにより、非磁性化して磁束遮断特性を有する非磁性領
   域を形成することを特徴とする磁束遮断部を備えた軟磁
   性・非磁性一体のヨーク部品の製造方法。