JP3324481B2 - コア用板状部材及びこれを使用した積層コア - Google Patents
コア用板状部材及びこれを使用した積層コアInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁アクチュエー
タ等に使用されるコアを形成するためのコア用板状部材
及びこれを使用した積層コアの改良に関する。
タ等に使用されるコアを形成するためのコア用板状部材
及びこれを使用した積層コアの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より電磁駆動動弁系、インジェク
タ、ソレノイド等に代表される電磁アクチュエータ用コ
アが知られている。これらの電磁アクチュエータ用のコ
アや変圧器等において、そのエネルギ損失を低減するこ
とは非常に重要な課題である。これらのコアによる損失
は鉄損といわれ、ヒステリシス損及び渦電流損よりな
る。この損失は、磁界変動すなわち周波数及び磁束密度
変化が大きいほど大きくなり、熱として消費される。
タ、ソレノイド等に代表される電磁アクチュエータ用コ
アが知られている。これらの電磁アクチュエータ用のコ
アや変圧器等において、そのエネルギ損失を低減するこ
とは非常に重要な課題である。これらのコアによる損失
は鉄損といわれ、ヒステリシス損及び渦電流損よりな
る。この損失は、磁界変動すなわち周波数及び磁束密度
変化が大きいほど大きくなり、熱として消費される。
【０００３】変圧器等においては、コアを積層構造とす
ることが可能であるので、表面に絶縁処理が施された市
販の方向性珪素鋼板を用い、所定形状に打ち抜きもしく
は切り出し等をした板材を積層し、渦電流の低減を図っ
ている。これに対して、ソレノイド等のアクチュエータ
用コアは、軽量化、コンパクト化し、車両への搭載性を
向上させる必要があるので、円筒形状が主体となってい
る。このため、積層構造によりコアを形成することが困
難であり、通常バルク材で作成されていた。このため、
方向性珪素鋼板を使用することができず、鉄損が極めて
大きいという問題があった。
ることが可能であるので、表面に絶縁処理が施された市
販の方向性珪素鋼板を用い、所定形状に打ち抜きもしく
は切り出し等をした板材を積層し、渦電流の低減を図っ
ている。これに対して、ソレノイド等のアクチュエータ
用コアは、軽量化、コンパクト化し、車両への搭載性を
向上させる必要があるので、円筒形状が主体となってい
る。このため、積層構造によりコアを形成することが困
難であり、通常バルク材で作成されていた。このため、
方向性珪素鋼板を使用することができず、鉄損が極めて
大きいという問題があった。
【０００４】この問題を解決するために、特開平４−３
６５３０５号公報には、方向性珪素鋼板を使用し、イン
ボリュートコアを作成するための技術が開示されてい
る。
６５３０５号公報には、方向性珪素鋼板を使用し、イン
ボリュートコアを作成するための技術が開示されてい
る。
【０００５】図７及び図８には、本従来例によって構成
されるインボリュートコアの例が示される。図７には平
面図が示されており、方向性珪素鋼板からなるコア用板
状部材１０が複数枚湾曲され、コアの中心軸線に対して
渦巻状に配置されてインボリュートコア１２が構成され
ている。
されるインボリュートコアの例が示される。図７には平
面図が示されており、方向性珪素鋼板からなるコア用板
状部材１０が複数枚湾曲され、コアの中心軸線に対して
渦巻状に配置されてインボリュートコア１２が構成され
ている。
【０００６】図８には、図７のＡ−Ａ断面図が示され
る。図８において、インボリュートコア１２の断面は、
中心軸線方向に開端部を有するコの字形状となってお
り、この開端部には環状のコイル１４が挿入され巻き回
されている。このようなインボリュートコア１２を構成
するコア用板状部材１０は、図９に示されるように、中
心軸線方向（Ｙ方向）に開端部を有するコの字形状に形
成されている。
る。図８において、インボリュートコア１２の断面は、
中心軸線方向に開端部を有するコの字形状となってお
り、この開端部には環状のコイル１４が挿入され巻き回
されている。このようなインボリュートコア１２を構成
するコア用板状部材１０は、図９に示されるように、中
心軸線方向（Ｙ方向）に開端部を有するコの字形状に形
成されている。
【０００７】以上のように構成されたインボリュートコ
ア１２とプランジャ１６とにより電磁アクチュエータが
構成されている。
ア１２とプランジャ１６とにより電磁アクチュエータが
構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のイ
ンボリュートコア１２は、確かに方向性珪素鋼板で作製
されているが、バルク材で作製されたコアの代替として
使用されるため、車両への搭載性を優先し、バルク材の
ものと同一形状とされている。このため、図９に示され
るコア用板状部材１０の容易磁化方向と平行方向の幅ａ
と、容易磁化方向と垂直方向の幅ｂの比ｂ／ａがほぼ１
となっている。幅ａの部分を通過する磁力線は、容易磁
化方向と一致しているので、材料特性が良好であり、こ
こでの損失は問題とならない。しかし、幅ｂの部分を磁
力線が通過する場合には、容易磁化方向と垂直方向とな
っているので、この部分の磁気特性が悪く、損失が大き
くなる。このため、同一駆動力を得るための投入電流を
大きくしなければならない等の問題が生じていた。
ンボリュートコア１２は、確かに方向性珪素鋼板で作製
されているが、バルク材で作製されたコアの代替として
使用されるため、車両への搭載性を優先し、バルク材の
ものと同一形状とされている。このため、図９に示され
るコア用板状部材１０の容易磁化方向と平行方向の幅ａ
と、容易磁化方向と垂直方向の幅ｂの比ｂ／ａがほぼ１
となっている。幅ａの部分を通過する磁力線は、容易磁
化方向と一致しているので、材料特性が良好であり、こ
こでの損失は問題とならない。しかし、幅ｂの部分を磁
力線が通過する場合には、容易磁化方向と垂直方向とな
っているので、この部分の磁気特性が悪く、損失が大き
くなる。このため、同一駆動力を得るための投入電流を
大きくしなければならない等の問題が生じていた。
【０００９】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、同一駆動力を得るための投入電
流を低減することができるコア用板状部材及びこれを使
用した積層コアを提供することにある。
のであり、その目的は、同一駆動力を得るための投入電
流を低減することができるコア用板状部材及びこれを使
用した積層コアを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、コアの中心軸線に対し、放射状ある
いは渦巻状に配置されてコアを形成するコア用板状部材
であって、中心軸線方向に方向性を有する磁性体によ
り、中心軸線方向に開端部を有するコの字形状に形成さ
れており、容易磁化方向と平行方向の最小端部の幅に対
する容易磁化方向と垂直方向の幅が１．４以上であるこ
とを特徴とする。
に、第１の発明は、コアの中心軸線に対し、放射状ある
いは渦巻状に配置されてコアを形成するコア用板状部材
であって、中心軸線方向に方向性を有する磁性体によ
り、中心軸線方向に開端部を有するコの字形状に形成さ
れており、容易磁化方向と平行方向の最小端部の幅に対
する容易磁化方向と垂直方向の幅が１．４以上であるこ
とを特徴とする。
【００１１】また、第２の発明は、コアの中心軸線に対
し、放射状あるいは渦巻状に配置されてコアを形成する
コア用板状部材であって、中心軸線方向と垂直方向に方
向性を有する磁性体により、中心軸線方向に開端部を有
するコの字形状に形成されており、容易磁化方向と平行
方向の幅に対する容易磁化方向と垂直方向の最小端部の
幅が１．４以上であることを特徴とする。
し、放射状あるいは渦巻状に配置されてコアを形成する
コア用板状部材であって、中心軸線方向と垂直方向に方
向性を有する磁性体により、中心軸線方向に開端部を有
するコの字形状に形成されており、容易磁化方向と平行
方向の幅に対する容易磁化方向と垂直方向の最小端部の
幅が１．４以上であることを特徴とする。
【００１２】また、第３の発明は、第１の発明または第
２の発明の渦巻状コア用板状部材において、コの字形状
の脚部のうち中心軸線に近い側の中心軸線と平行方向の
幅に対する、中心軸線から遠い側の中心軸線と平行方向
の幅の比が１．２以上であることを特徴とする。
２の発明の渦巻状コア用板状部材において、コの字形状
の脚部のうち中心軸線に近い側の中心軸線と平行方向の
幅に対する、中心軸線から遠い側の中心軸線と平行方向
の幅の比が１．２以上であることを特徴とする。
【００１３】また、第４の発明は、第１から第３のいず
れかの発明のコア用板状部材が複数枚湾曲され、コアの
中心軸線に対して渦巻状に配置されており、開端部には
環状のコイルが挿入されていることを特徴とする。
れかの発明のコア用板状部材が複数枚湾曲され、コアの
中心軸線に対して渦巻状に配置されており、開端部には
環状のコイルが挿入されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１５】図１には、本発明に係るコア用板状部材の
例が示される。図１において、コア用板状部材１０は、
図の矢印Ｙ方向をコアの中心軸線方向に一致させ、この
コアの中心軸線に対して、放射状あるいは渦巻状に配置
されてコアを形成するものである。コア用板状部材１０
は、コアの中心軸線方向に容易磁化方向を有する磁性体
すなわち方向性珪素鋼板で構成されており、中心軸線方
向に開端部を有するコの字形状とされている。
例が示される。図１において、コア用板状部材１０は、
図の矢印Ｙ方向をコアの中心軸線方向に一致させ、この
コアの中心軸線に対して、放射状あるいは渦巻状に配置
されてコアを形成するものである。コア用板状部材１０
は、コアの中心軸線方向に容易磁化方向を有する磁性体
すなわち方向性珪素鋼板で構成されており、中心軸線方
向に開端部を有するコの字形状とされている。
【００１６】図１に示された実施形態において特徴的な
点は、容易磁化方向と平行方向の幅すなわちコア用板状
部材１０の脚部１８、２０の幅ａに対する容易磁化方向
と垂直方向の幅ｂの比（ｂ／ａ）が１．４以上とされて
いる点にある。なお、コア用板状部材１０の２つの脚部
１８、２０は、それぞれ同じ幅の場合もあるが、成形上
あるいはアクチュエータの構造上の都合から、一方が他
方より狭く形成される場合もある。このように、脚部１
８、２０に広狭がある場合には、狭い方の幅を上記幅ａ
として採用する。
点は、容易磁化方向と平行方向の幅すなわちコア用板状
部材１０の脚部１８、２０の幅ａに対する容易磁化方向
と垂直方向の幅ｂの比（ｂ／ａ）が１．４以上とされて
いる点にある。なお、コア用板状部材１０の２つの脚部
１８、２０は、それぞれ同じ幅の場合もあるが、成形上
あるいはアクチュエータの構造上の都合から、一方が他
方より狭く形成される場合もある。このように、脚部１
８、２０に広狭がある場合には、狭い方の幅を上記幅ａ
として採用する。
【００１７】上述したｂ／ａの値は、次のようにして決
定される。図２には、方向性珪素鋼板の容易磁化方向と
それぞれ０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０
°方向の直流磁化曲線が示される。４５°、６７．５
°、９０°方向が、０°方向すなわち容易磁化方向に対
して磁束密度が大きく低下している。いずれの場合も、
ほぼ磁化力３００Ａ／ｍ付近で変曲点βがあり、この点
よりも高い磁化力では、磁束密度が飽和していることが
わかる。このβ点の磁束密度Ｂβは１．１４テスラ
（Ｔ）である。また、０°方向の３００Ａ／ｍ付近（α
点）の磁束密度Ｂαは１．８９Ｔである。
定される。図２には、方向性珪素鋼板の容易磁化方向と
それぞれ０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０
°方向の直流磁化曲線が示される。４５°、６７．５
°、９０°方向が、０°方向すなわち容易磁化方向に対
して磁束密度が大きく低下している。いずれの場合も、
ほぼ磁化力３００Ａ／ｍ付近で変曲点βがあり、この点
よりも高い磁化力では、磁束密度が飽和していることが
わかる。このβ点の磁束密度Ｂβは１．１４テスラ
（Ｔ）である。また、０°方向の３００Ａ／ｍ付近（α
点）の磁束密度Ｂαは１．８９Ｔである。
【００１８】以上より、図１に示されるコア用板状部材
１０に３００Ａ／ｍの磁界が作用した場合、幅ａの部分
を通過する磁束密度はＢα＝１．８９Ｔであり、幅ｂの
部分を通過する磁束密度はＢβ＝１．１４Ｔとなる。一
方、コア用板状部材１０の幅ａの部分の面積をＳaと
し、幅ｂの部分の面積をＳbとすれば、磁束の連続性よ
り
１０に３００Ａ／ｍの磁界が作用した場合、幅ａの部分
を通過する磁束密度はＢα＝１．８９Ｔであり、幅ｂの
部分を通過する磁束密度はＢβ＝１．１４Ｔとなる。一
方、コア用板状部材１０の幅ａの部分の面積をＳaと
し、幅ｂの部分の面積をＳbとすれば、磁束の連続性よ
り
【数１】 が充たされれば容易磁化方向と垂直方向の磁束の通過
（通りあるいは流れ）が容易磁化方向と平行方向におけ
る磁束の通過より容易になる。このためには、上記第１
式が満足されるようにコア用板状部材１０のそれぞれの
部分の幅ａ、ｂを決定すればよい。コア用板状部材１０
の厚さをｔとした場合、第１式は
（通りあるいは流れ）が容易磁化方向と平行方向におけ
る磁束の通過より容易になる。このためには、上記第１
式が満足されるようにコア用板状部材１０のそれぞれの
部分の幅ａ、ｂを決定すればよい。コア用板状部材１０
の厚さをｔとした場合、第１式は
【数２】 のようにあらわされる。この第２式をさらに変形すると
【数３】 となり、図２に磁化特性が示された方向性珪素鋼板の場
合には、ｂ／ａが１．６６以上とした場合に第１式の条
件が満たされることがわかる。
合には、ｂ／ａが１．６６以上とした場合に第１式の条
件が満たされることがわかる。
【００１９】以上のような観点に基づいて、コア用板状
部材１０の各部の幅ａ、ｂの比ｂ／ａを種々変更し、イ
ンボリュートコア１２を作成したうえで磁束密度、電磁
力、鉄損の測定を行った。これらの結果が図３、図４、
図５にそれぞれ示される。なお、本発明に係るコア用板
状部材１０からインボリュートコア１２を形成する方法
は従来と同様であり、例えば図７に示されるようにコア
用板状部材１０を複数枚湾曲させ、コアの中心軸線に対
して渦巻状に配置することによりインボリュートコア１
２が形成される。
部材１０の各部の幅ａ、ｂの比ｂ／ａを種々変更し、イ
ンボリュートコア１２を作成したうえで磁束密度、電磁
力、鉄損の測定を行った。これらの結果が図３、図４、
図５にそれぞれ示される。なお、本発明に係るコア用板
状部材１０からインボリュートコア１２を形成する方法
は従来と同様であり、例えば図７に示されるようにコア
用板状部材１０を複数枚湾曲させ、コアの中心軸線に対
して渦巻状に配置することによりインボリュートコア１
２が形成される。
【００２０】図３において、印加磁界が８００Ａ／ｍ
（１０エルステッド）における磁束密度が示されてい
る。図３からわかるように、ｂ／ａの値が１．４までは
磁束密度Ｂが急激に増加し、その後飽和している。図３
には、従来品のレベルも示されているが、本発明に係る
コア用板状部材１０を使用した場合の方が、発生する磁
束密度Ｂが大きくなっている。また、図４において、ｂ
／ａの増加に伴って電磁力すなわち電磁的な吸引力も大
きくなっている。これは、磁束密度Ｂが増大したためで
ある。電磁力Ｆは次式で示される。
（１０エルステッド）における磁束密度が示されてい
る。図３からわかるように、ｂ／ａの値が１．４までは
磁束密度Ｂが急激に増加し、その後飽和している。図３
には、従来品のレベルも示されているが、本発明に係る
コア用板状部材１０を使用した場合の方が、発生する磁
束密度Ｂが大きくなっている。また、図４において、ｂ
／ａの増加に伴って電磁力すなわち電磁的な吸引力も大
きくなっている。これは、磁束密度Ｂが増大したためで
ある。電磁力Ｆは次式で示される。
【００２１】
【数４】 ここでＳが面積（ｍ3）、Ｂが磁束密度（Ｔ）、μ0が真
空の透磁率＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ）である。第４式か
らわかるように、電磁力Ｆは磁束密度Ｂの２乗に比例す
るので、ｂ／ａの値が１．４までは、図３に示されるよ
うに磁束密度が急激に増加し、これに伴い電磁力も急激
に増加する。本発明に係るコア用板状部材１０を使用し
たインボリュートコアの場合、従来品に比べて約１．４
倍以上の電磁力が得られている。
空の透磁率＝４π×１０-7（Ｈ／ｍ）である。第４式か
らわかるように、電磁力Ｆは磁束密度Ｂの２乗に比例す
るので、ｂ／ａの値が１．４までは、図３に示されるよ
うに磁束密度が急激に増加し、これに伴い電磁力も急激
に増加する。本発明に係るコア用板状部材１０を使用し
たインボリュートコアの場合、従来品に比べて約１．４
倍以上の電磁力が得られている。
【００２２】なお、電磁力の測定に使用したインボリュ
ートコア１２は、本発明に係るものと従来品とで同一形
とし、容易磁化方向の高さだけがｂ／ａの値に応じて変
えられている（本発明品ｂ／ａ＝１．４、従来品ｂ／ａ
＝１）。また、インボリュートコア１２とプランジャ１
６とのエアギャップを５０μｍとし、流した電流が５Ａ
であり、コイル１４の一次巻線数を７０ターンとした。
ートコア１２は、本発明に係るものと従来品とで同一形
とし、容易磁化方向の高さだけがｂ／ａの値に応じて変
えられている（本発明品ｂ／ａ＝１．４、従来品ｂ／ａ
＝１）。また、インボリュートコア１２とプランジャ１
６とのエアギャップを５０μｍとし、流した電流が５Ａ
であり、コイル１４の一次巻線数を７０ターンとした。
【００２３】図５には、ｂ／ａの値に対する鉄損の変化
の様子が示される。鉄損は、電磁力ほど急激な変化はし
ないが、ｂ／ａの増加とともに単調に減少しエネルギ損
失も小さくなっている。なお、Ｗ１０／１００は磁束密
度＝１Ｔ、周波数１００Ｈｚにおける鉄損を示してい
る。図５からわかるように、鉄損もｂ／ａの値が１．４
以上の場合に従来品と比べて明らかな向上が見られる。
の様子が示される。鉄損は、電磁力ほど急激な変化はし
ないが、ｂ／ａの増加とともに単調に減少しエネルギ損
失も小さくなっている。なお、Ｗ１０／１００は磁束密
度＝１Ｔ、周波数１００Ｈｚにおける鉄損を示してい
る。図５からわかるように、鉄損もｂ／ａの値が１．４
以上の場合に従来品と比べて明らかな向上が見られる。
【００２４】以上図３、図４、図５に示された結果よ
り、ｂ／ａの値としては第３式に示される１．６６以上
であることが望ましいと考えられるが、１．４以上が確
保できれば、実用上十分な効果が得られることが分か
る。
り、ｂ／ａの値としては第３式に示される１．６６以上
であることが望ましいと考えられるが、１．４以上が確
保できれば、実用上十分な効果が得られることが分か
る。
【００２５】図６には、本発明に係るコア用板状部材１
０の他の実施形態が示される。図６において、方向性珪
素鋼板の容易磁化方向は、コアの中心軸線方向Ｙに対し
て９０°方向となるように構成されている。このため、
図６では、容易磁化方向と平行方向の幅がｂであり、容
易磁化方向と垂直方向の幅がａとなる。従って、本実施
形態においては、ａ／ｂの値を１．４以上とすれば、上
述した理由と同様の理由で同一の投入電流における磁束
密度を向上させることができ、得られる電磁力を大きく
することができる。本例のように、コアの中心軸線方向
Ｙに対して垂直方向に容易磁化方向をとることにより、
コア用板状部材１０の中心軸線方向の高さを低くするこ
とができ、さらに広い用途に適用することが可能とな
る。
０の他の実施形態が示される。図６において、方向性珪
素鋼板の容易磁化方向は、コアの中心軸線方向Ｙに対し
て９０°方向となるように構成されている。このため、
図６では、容易磁化方向と平行方向の幅がｂであり、容
易磁化方向と垂直方向の幅がａとなる。従って、本実施
形態においては、ａ／ｂの値を１．４以上とすれば、上
述した理由と同様の理由で同一の投入電流における磁束
密度を向上させることができ、得られる電磁力を大きく
することができる。本例のように、コアの中心軸線方向
Ｙに対して垂直方向に容易磁化方向をとることにより、
コア用板状部材１０の中心軸線方向の高さを低くするこ
とができ、さらに広い用途に適用することが可能とな
る。
【００２６】次に、前述した図１の例では、コア用板状
部材１０の脚部１８、２０の、中心軸線と平行方向の幅
は、成形上あるいはアクチュエータの構造上の都合によ
り決定される旨述べた。しかし、渦巻状に配置されたコ
アでは、脚部１８、２０のうち中心軸線（Ｙ軸）から遠
い側の幅が近い側の幅と同じかあるいは狭い場合には、
中心軸線方向の磁気特性が悪化する場合がある。
部材１０の脚部１８、２０の、中心軸線と平行方向の幅
は、成形上あるいはアクチュエータの構造上の都合によ
り決定される旨述べた。しかし、渦巻状に配置されたコ
アでは、脚部１８、２０のうち中心軸線（Ｙ軸）から遠
い側の幅が近い側の幅と同じかあるいは狭い場合には、
中心軸線方向の磁気特性が悪化する場合がある。
【００２７】これは以下のような理由によると考えられ
る。すなわち、図１０に示されるように、一般にコイル
に電流が流れると、電流の方向と垂直に磁場が発生す
る。このため、コイルとコア用板状部材１０とは互いに
垂直になるように配置された場合がもっとも効率を向上
できる。しかし、インボリュートコアの場合、外周端す
なわち中心軸線から遠くなるにつれて、図７に示される
ように、コア用板状部材１０が周方向に湾曲してくる。
従って、コイルとコア用板状部材１０の方向が平行に近
くなり、外周端では磁束がコア用板状部材１０の面外に
も漏れ出ようとして磁束の流れが乱れてしまう。この磁
束の乱れは、中心軸線から遠い側の脚部２０の幅が狭い
程顕著になる。このため、脚部２０の幅が狭い程インボ
リュートコアのプランジャ１６を吸引する力が外周端で
低下し、中心軸線方向の磁気特性が悪化することにな
る。
る。すなわち、図１０に示されるように、一般にコイル
に電流が流れると、電流の方向と垂直に磁場が発生す
る。このため、コイルとコア用板状部材１０とは互いに
垂直になるように配置された場合がもっとも効率を向上
できる。しかし、インボリュートコアの場合、外周端す
なわち中心軸線から遠くなるにつれて、図７に示される
ように、コア用板状部材１０が周方向に湾曲してくる。
従って、コイルとコア用板状部材１０の方向が平行に近
くなり、外周端では磁束がコア用板状部材１０の面外に
も漏れ出ようとして磁束の流れが乱れてしまう。この磁
束の乱れは、中心軸線から遠い側の脚部２０の幅が狭い
程顕著になる。このため、脚部２０の幅が狭い程インボ
リュートコアのプランジャ１６を吸引する力が外周端で
低下し、中心軸線方向の磁気特性が悪化することにな
る。
【００２８】上述したように、磁束の乱れは、中心軸線
から遠い側の脚部２０の幅が狭い程顕著になる。従っ
て、上記問題の対策としては、中心軸線に近い側の脚部
１８の幅よりも、中心軸線から遠い側の脚部２０の幅を
広くすることが考えられる。図１１には、このようなコ
ア用板状部材１０の例が示される。図１１において、中
心軸線に近い側の脚部１８の幅ａより、遠い側の幅ｃが
広くなっている。
から遠い側の脚部２０の幅が狭い程顕著になる。従っ
て、上記問題の対策としては、中心軸線に近い側の脚部
１８の幅よりも、中心軸線から遠い側の脚部２０の幅を
広くすることが考えられる。図１１には、このようなコ
ア用板状部材１０の例が示される。図１１において、中
心軸線に近い側の脚部１８の幅ａより、遠い側の幅ｃが
広くなっている。
【００２９】図１２（ａ）、（ｂ）には、ｃのａに対す
る比（ｃ／ａ）が１の場合と１．２の場合の、コア用板
状部材１０とプランジャ１６の内部における磁束の流れ
の様子が示される。図１２（ｂ）（ｃ／ａ＝１）の場合
は、コア用板状部材１０の外周端近傍において、磁束の
流れが乱れている。このため、プランジャ１６を吸引す
る電磁力に有効な磁束は、コイルの近く（図の左半分）
のみで発生している。一方、図１２（ａ）（ｃ／ａ＝
１．２）の場合は、コア用板状部材１０の外周端近傍ま
で磁束の流れに乱れが発生していない。以上より、コイ
ルに流す電流値が同じ場合には、ｃ／ａ＝１．２のイン
ボリュートコアの吸引力の方がｃ／ａ＝１のインボリュ
ートコアの吸引力よりも大きくなる。
る比（ｃ／ａ）が１の場合と１．２の場合の、コア用板
状部材１０とプランジャ１６の内部における磁束の流れ
の様子が示される。図１２（ｂ）（ｃ／ａ＝１）の場合
は、コア用板状部材１０の外周端近傍において、磁束の
流れが乱れている。このため、プランジャ１６を吸引す
る電磁力に有効な磁束は、コイルの近く（図の左半分）
のみで発生している。一方、図１２（ａ）（ｃ／ａ＝
１．２）の場合は、コア用板状部材１０の外周端近傍ま
で磁束の流れに乱れが発生していない。以上より、コイ
ルに流す電流値が同じ場合には、ｃ／ａ＝１．２のイン
ボリュートコアの吸引力の方がｃ／ａ＝１のインボリュ
ートコアの吸引力よりも大きくなる。
【００３０】図１３には、ｃ／ａに対するインボリュー
トコアの吸引力の関係が示される。図１３においては、
縦軸に吸引力が、横軸にｃ／ａがそれぞれ示されてい
る。また、吸引力はｃ／ａ＝１の時に１となるように無
次元化されている。図１３に示されるように、ｃ／ａ＝
１．２までは吸引力が増加し、１．２を越えると吸引力
がほぼ飽和する。従って、ｃ／ａの値としては、１．２
以上が好適であると考えられる。
トコアの吸引力の関係が示される。図１３においては、
縦軸に吸引力が、横軸にｃ／ａがそれぞれ示されてい
る。また、吸引力はｃ／ａ＝１の時に１となるように無
次元化されている。図１３に示されるように、ｃ／ａ＝
１．２までは吸引力が増加し、１．２を越えると吸引力
がほぼ飽和する。従って、ｃ／ａの値としては、１．２
以上が好適であると考えられる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
方向性珪素鋼板からなるコア用板状部材の、容易磁化方
向と平行方向の幅と垂直方向の幅との比を最適化するこ
とにより、投入電流が同じ場合に、得られる電磁力を大
きくすることが可能となる。
方向性珪素鋼板からなるコア用板状部材の、容易磁化方
向と平行方向の幅と垂直方向の幅との比を最適化するこ
とにより、投入電流が同じ場合に、得られる電磁力を大
きくすることが可能となる。
【００３２】また、コア用板状部材の容易磁化方向をコ
アの中心軸線方向と同方向にする場合と垂直方向にする
場合のいずれにおいても同様の効果を得ることができる
ので、用途に応じて柔軟に形状を選択することが可能と
なる。
アの中心軸線方向と同方向にする場合と垂直方向にする
場合のいずれにおいても同様の効果を得ることができる
ので、用途に応じて柔軟に形状を選択することが可能と
なる。
【００３３】また、コア用板状部材の脚部のうち、中心
軸線から遠い側の幅を広くすることにより、インボリュ
ートコアの外周端部の磁束の乱れをなくすことができ
る。
軸線から遠い側の幅を広くすることにより、インボリュ
ートコアの外周端部の磁束の乱れをなくすことができ
る。
【図１】 本発明に係るコア用板状部材の実施形態を示
す図である。
す図である。
【図２】 方向性珪素鋼板の磁化力に対する発生磁束密
度の関係を示す図である。
度の関係を示す図である。
【図３】 図１に示されたコア用板状部材のｂ／ａの変
化に対する発生磁束密度の変化を示す図である。
化に対する発生磁束密度の変化を示す図である。
【図４】 図１に示されたコア用板状部材のｂ／ａの変
化に対する電磁力の変化を示す図である。
化に対する電磁力の変化を示す図である。
【図５】 図１に示されたコア用板状部材のｂ／ａの変
化に対する鉄損の変化を示す図である。
化に対する鉄損の変化を示す図である。
【図６】 本発明に係るコア用板状部材の他の実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 従来におけるインボリュートコアの平面図で
ある。
ある。
【図８】 図７に示されたインボリュートコアのＡ−Ａ
断面図である。
断面図である。
【図９】 図７に示されたインボリュートコアを構成す
るコア用板状部材を示す図である。
るコア用板状部材を示す図である。
【図１０】電流と磁場の方向の説明図である。
【図１１】本発明に係るコア用板状部材のさらに他の実
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
【図１２】コア用板状部材中に発生する磁束の流れの説
明図である。
明図である。
【図１３】ｃ／ａに対するインボリュートコアの吸引力
の関係の説明図である。
の関係の説明図である。
１０ コア用板状部材、１２ インボリュートコア、１
４ コイル、１６ プランジャ、１８，２０ 脚部。
４ コイル、１６ プランジャ、１８，２０ 脚部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白谷 和彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 四重田 啓二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−365305（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−176921（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 7/06 H01F 7/16
Claims (4)
- 【請求項１】 コアの中心軸線に対し、放射状あるいは
渦巻状に配置されてコアを形成するコア用板状部材であ
って、前記中心軸線方向に方向性を有する磁性体によ
り、前記中心軸線方向に開端部を有するコの字形状に形
成されており、容易磁化方向と平行方向の最小端部の幅
に対する容易磁化方向と垂直方向の幅が１．４以上であ
ることを特徴とするコア用板状部材。 - 【請求項２】 コアの中心軸線に対し、放射状あるいは
渦巻状に配置されてコアを形成するコア用板状部材であ
って、前記中心軸線方向と垂直方向に方向性を有する磁
性体により、前記中心軸線方向に開端部を有するコの字
形状に形成されており、容易磁化方向と平行方向の幅に
対する容易磁化方向と垂直方向の最小端部の幅が１．４
以上であることを特徴とするコア用板状部材。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の渦巻状コ
ア用板状部材において、前記コの字形状の脚部のうち前
記中心軸線に近い側の中心軸線と平行方向の幅に対す
る、中心軸線から遠い側の中心軸線と平行方向の幅の比
が１．２以上であることを特徴とする渦巻状コア用板状
部材。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか一項記
載のコア用板状部材が複数枚湾曲され、コアの中心軸線
に対して渦巻状に配置されており、前記開端部には環状
のコイルが挿入されていることを特徴とする積層コア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34255797A JP3324481B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-12-12 | コア用板状部材及びこれを使用した積層コア |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-85321 | 1997-04-03 | ||
| JP8532197 | 1997-04-03 | ||
| JP34255797A JP3324481B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-12-12 | コア用板状部材及びこれを使用した積層コア |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335138A JPH10335138A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3324481B2 true JP3324481B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=26426340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34255797A Expired - Fee Related JP3324481B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-12-12 | コア用板状部材及びこれを使用した積層コア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324481B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009038730B4 (de) * | 2009-08-27 | 2014-03-13 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Blechpaket aus weichmagnetischen Einzelblechen, elektromagnetischer Aktor und Verfahren zu deren Herstellung sowie Verwendung eines weichmagnetischen Blechpakets |
| JP2012043969A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | 個別の軟磁性シートを含む合板積層物，電磁作動装置，それらの製造方法，及び軟磁性合板積層物の使用方法 |
| JP2014160825A (ja) * | 2014-02-26 | 2014-09-04 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | 個別の軟磁性シートを含む合板積層物，電磁作動装置，それらの製造方法，及び軟磁性合板積層物の使用方法 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP34255797A patent/JP3324481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10335138A (ja) | 1998-12-18 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |