JP4081933B2

JP4081933B2 - 電磁駆動弁用コア

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Publication number: JP4081933B2
Application number: JP26024899A
Authority: JP
Inventors: 晃柴田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP2001085224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁駆動弁用のコアに係わり、特に、内燃機関の吸気弁または排気弁を構成する電磁駆動弁装置の構成要素として用いられるコアに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、作用角、およびリフト量を自由に変えることができる電磁駆動吸気弁もしくは電磁駆動排気弁が研究、開発されている。しかし、着座騒音、弁作動の信頼性、消費動力、コストなど解決すべき課題は多い。
【０００３】
電磁駆動給排気弁アクチュエータに対しては排気筒内圧変動などの運転条件変化に対して十分な電磁力を持つこと、１気筒あたり４弁の搭載配置が可能なことがまず求められる。
【０００４】
十分な電磁力を持つための従来技術として、例えば、特開平１１−１２６７１５号公報に開示される如く、アーマチャに対するコアが例えば、磁性材料で構成された複数の薄板片を積層させることにより製造される電磁駆動弁用コアが知られている。上記従来のコアにおいて、複数の薄板片はコアの中心から放射線状に積層されている。それぞれの薄板片は、その側面に絶縁被膜を備えている。また、それぞれの薄板片には、コアに環状のコイル溝を形成するための切欠きが設けられている。
【０００５】
コアのコイル溝には電磁コイルが収納される。この電磁コイルに励磁電流が供給されると、電磁コイルの内外周を還流する磁束が発生する。薄板片が備える絶縁被膜は磁束の貫通を妨げる。このため、電磁コイルの内外周を還流する磁束は、隣接する薄板片間で多量に授受されることなく、主に個々の薄板片を通って電磁コイルの内外周を還流する。
【０００６】
コアを流れる磁束の密度が増減する際には、電磁誘導により、その変化を妨げる渦電流が発生する。電磁駆動弁に優れた応答性を付与するためには、磁束密度の変化を妨げる渦電流が早期に消滅することが望ましい。渦電流は、板厚の薄い磁性板の内部で発生するほど早期に消滅することが知られている。上記従来のコアによれば、渦電流を早期に消滅させて、電磁駆動弁に優れた応答性を付与することができる。
【０００７】
ところで、電磁駆動弁において優れた電力消費特性を得るためには、コアが効率良く大きな磁束を流通させることが望ましく、コアを方向性珪素鋼板で構成することがコアに効率良く大きな磁束を流通させる手法につながる。
【０００８】
方向性珪素鋼板は、印加される磁界の方向に応じて異なる磁化特性を示す鋼板である。より具体的には、所定方向に向かう磁界に対しては、通常の珪素鋼板に比して磁束を流通させ易く、一方、他の方向に向かう磁界に対しては、通常の珪素鋼板に比して磁束を流通させ難い鋼板である。以下、方向性珪素鋼板が磁束を流通させやすい方向を容易磁化方向と、また、磁束を流通させ難い方向を困難磁化方向と称す。
【０００９】
上記従来のコアを流れる磁束は、コイル溝の内周側および外周側で主にコアの軸方向に進行する。従って、コアを構成する複数の薄板片を、コアの軸方向と容易磁化方向とが一致するように方向性珪素鋼板で形成すれば、電磁コイルの発する磁界に対して、コアに効率良く多量の磁束を流通することができる。更に、コイル溝の下部においては、コアを流れる磁束はコアの径方向に向かって進行するため、コアの軸方向と容易磁化方向とが一致するように方向性珪素鋼板で構成した。
【００１０】
上述の構造を用いることで、従来技術では電磁コイルで発生した磁束を効率良く電磁コアに還流させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では方向性珪素鋼板を上述の如く複雑な構造に加工しなければならないため、製造コストが問題となる。
【００１２】
本発明は上述の点に鑑見てなされたものであり、第１の目的は、製造コストと成形性とを軽減する電磁駆動弁用コアを提供することにある。
【００１３】
また本発明の第２の目的は、電磁コイルが磁界を発生した際に、その電磁コイルの内外周を還流する磁束を効率良く流通させるコアを従来技術とは異なる構造で実現することにある。
【００１４】
さらに、本発明の第３の目的は、十分な電磁力を持ち、複数の搭載配置可能な電磁駆動弁装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的は、請求項１に記載されている如く、電磁駆動弁に用いられる電磁駆動弁用コアにおいて、コイル溝と、前記コイル溝の内周側、外周側に沿って延在する方向性軟磁性板と、前記コイル溝の内周側、外周側とに配設される前記方向性珪素鋼板が磁界を流通し難い前記コイル溝の底面側とに配設される軟磁性複合材料とを備えることにより達成される。
【００１６】
上記第２の目的は、請求項１に記載されている如く、電磁駆動弁に用いられる電磁駆動弁用コアにおいて、前記内部コアは前記電磁コアの中心から放射状に配設された複数の前記第１の積層部材と、前記複数の第１の積層部材の隙間に配設された第１の軟磁性複合材料とからなり、前記外部コアは前記電磁コアの中心から放射状に配設された前記複数の第２の積層部材と、前記複数の第２の積層部材との隙間に配設された第２の軟磁性複合材料とからなり、前記第１の積層部材は複数の鋼板からなり、前記第２の積層部材は複数の鋼板からなることにより達成される。
【００１７】
また、請求項１及び２に記載されている如く、電磁駆動弁に用いられる電磁駆動弁用コアにおいて、前記積層部材がその延在方向を磁束が流通し易い方向とする方向性珪素鋼板で構成され、外周部に配設される前記積層材、または、内周部に配設される前記積層材と、内周部と外周部とを接続するように配設される前記軟磁性複合材料との接合面の角度は、前記積層材と前記軟磁性複合材料との磁束密度の関係から得られる比によって定められることにより達成される。
【００１８】
さらに、請求項３および４に記載されている如く、電磁駆動弁に用いられる電磁駆動弁用コアにおいて、前記アーマチャと衝突する面において、前記電磁コアの外周部の面積と前記電磁コアの内周部の面積の関係が、前記積層材と前記軟磁性複合材料との磁束密度の関係から定められている電磁駆動弁用コアにより達成される。
【００１９】
また、第３の目的は、請求項５に記載されている如く、請求項１乃至請求項４に記載の電磁駆動弁用コアを電磁駆動吸気弁および／または電磁駆動排気弁に用いることにより達成される。
【００２０】
本発明において、電磁駆動弁用コアは、コイル溝の内周側と外周側にそれぞれ積層部材を備えている。このため、電磁駆動弁用コアは、コイル溝の内周側から外周側へ向かう磁界、または、その逆向きに向かう磁界に対して効率良く磁束を流通させる。しかし、コイルが発生する磁界は、前記コイル溝の底面側においてコイルの径方向であるため、前記の方向磁性材にとっては磁界を通し難い方向となってしまう。そこで、前記コイル溝の底面側に軟磁性複合材料を配設することで前記コイル周りの磁界に対して効率良く磁束を流通させる。
【００２１】
また、コアの構造はコイル溝の内周側に流通する磁束数と外周側に流通する磁束数とをほぼ同数とする構造を用いている。さらに、底面側の軟磁性複合材料と、内周側、外周側の積層部材の接合角度を軟磁性複合材料と積層部材の磁化特性から定めている。コイル底面側に軟磁性複合材料を用い、それに加えて、上記の２つの構造を用いることにより電磁コアを還流する磁束数を電磁コア内部でほぼ一定に保つ事ができる。これにより電磁コイルが発生する磁束を電磁コア内部で効率良く還流させることが可能となる。また、コイル底部に複雑な加工を必要とする構造ではないため、従来技術より低コストな電磁駆動弁用コアを提供することが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例である電磁駆動弁用コアを備える電磁駆動弁装置１０の全体構成図を示す。電磁駆動弁１０は弁体１２を備えている。弁体１２は、内燃機関の吸排気弁を構成している。弁体１２は、内燃機関の燃焼室内に露出するようにシリンダヘッド１３に配設されている。内燃機関のシリンダヘッド１３には、吸気ポート１４が設けられている。吸気ポート１４には、弁体１２に対する弁座１１から離座することにより導通状態となり、また、弁体１２が弁座１１に着座することにより遮断状態となる。
【００２３】
弁体１２には、弁軸１５が固定されている。弁軸１５は、バルブガイド１６により軸方向に摺動可能に保持されている。バルブガイド１６は、シリンダヘッド１３に支持されている。弁軸１５の上部には、アーマチャシャフト２０が配設されている。また、弁軸１５の上端部には、ロアリテーナ２１が固定されている。ロアリテーナ２１とシリンダヘッド１３に固定されるロアスプリングストッパ１７との間にはロアスプリング２２が配設されている。ロアスプリング２２はロアリテーナ２１を、すなわち、アーマチャシャフト２０および弁体１２を、図１における上方へ向けて付勢している。
【００２４】
ロアリテーナ２１の上方にはアッパリテーナ２４が接続されている。アッパリテーナ２４の上部には、アッパスプリング２６が配設されている。アッパスプリング２６は、アッパリテーナ２４を、すなわち、アーマチャシャフト２０および弁体１２を、図１における下方へ向けて付勢している。アッパスプリング２６の上部にはアッパストッパ１８が固定されており、アッパストッパ１８とアッパリテーナ２４との間に挟まれてアッパスプリング２６が配設されている。
【００２５】
アーマチャシャフト２０には、円筒形状のアーマチャ３０が接合されている。従来よりアーマチャの形状として、矩形形状のものが知られている。ところが、矩形形状のアーマチャではバルブスプリングのサージによるバルブの回転によりハウジングに干渉してしまう。この干渉に際する摩擦力がバルブの着座制御の外乱になる。また、矩形形状ではバルブの回転が規制されるため弁体が衝突する弁座に偏摩耗を生じるためバルブの気密性を保持する上でも円筒形状のアーマチャが望ましい。本実施例では上述の理由によりアーマチャ３０を、磁性材料で構成される円筒形状の部材で構成している。アーマチャ３０の上方には、第１電磁石３２が配設されている。第１電磁石３２は、アッパコイル３４およびアッパコア３６を備えている。また、アーマチャ３０の下方には、第２電磁石３８が配設されている。第２電磁石３８は、ロアコイル４０およびロアコア４２を備えている。
【００２６】
アッパコア３６およびロアコア４２は、それらの中央部においてアーマチャ軸２０を摺動可能に保持している。また、アッパコア３６およびロアコア４２は、それぞれ、アーマチャ軸２０の周囲を取り巻く位置にコイル溝４３，４４を備えている。アッパコイル３４およびロアコイル４２は、それぞれ、コイル溝４３、４４の内部に収納されている。
【００２７】
本実施例において、電磁駆動弁１０は、アッパコア３６およびロアコア４２の構造に特徴を有している。より具体的には、アッパコア３６またはロアコア４２が、それぞれ、アッパコイル３４またはロアコイル４０の発する磁界に対して高率良く磁束を流通させる構造を有している点に特徴を有している。なお、その特徴部については、後に詳細を説明する。
【００２８】
第１電磁石３２および第２電磁石３８は、それらの間に所定の間隔が確保されるように外筒４５によって保持されている。以下、電磁駆動弁１０の動作について説明する。電磁駆動弁１０においては、アッパコイル３４に励磁電流を供給することで、アッパコイル３４の内外を還流する磁束を発生させることができる。アッパコイル３４の内外を還流する磁束は、アッパコア３６およびアーマチャ３０を含む経路を通って流通する。この際、アーマチャ３０と第１電磁石３２との間に、アーマチャ３０を第１電磁石３２側へ引き寄せる電磁力が発生する。
【００２９】
このため、電磁駆動弁１０によれば、アッパコイル３４に適当な励磁電流を供給することで、アーマチャ３０、アーマチャシャフト２０、および、弁体１２等を第１電磁石３２側へ変位させることができる。アーマチャシャフト２０は、アーマチャ３０がアッパコア３６と当接するまで第１電磁石３２側へ変位させることができる。弁体１２は、アーマチャ３０がアッパコア３６と当接する状況下では吸気ポート１４を閉塞する。したがって、電磁駆動弁１０によれば、アッパコイル３４に適当な励磁電流を供給することで、弁体１２を全閉状態とすることができる。
【００３０】
弁体１２が全閉状態に維持されている場合、アッパスプリング２６およびロアスプリング２２は、アーマチャシャフト２０を中立位置に向けて付勢する。このような状況下でアッパコイル３４への励磁電流の供給が停止されると、アーマチャシャフト２０は、以後、アッパスプリング２６とロアスプリング２２のばね力にしたがって弁開方向に変位する。
【００３１】
電磁駆動弁１０によれば、ロアコイル４０に励磁電流を供給することで、ロアコイル４０の内外を還流する磁束を発生させることができる。ロアコイル４０の内外を還流する磁束は、ロアコア４２およびアーマチャ３０を含む経路を通って流通する。この際、アーマチャ３０と第２電磁石３８との間に、アーマチャ３０を第２電磁石３８側へ引き寄せる電磁力が発生する。このため、電磁駆動弁１０によれば、アッパコイル３４への励磁電流の供給を停止した後、適当なタイミングでロアコイル４０に励磁電流を供給することで、アーマチャ３０が第２電磁石３８に当接するまでアーマチャ軸２０を変位させることができる。
【００３２】
弁体１２は、アーマチャ３０が第２電磁石３８と当接する際に全開状態となる。したがって、電磁駆動弁１０によれば、アッパコイル３４への励磁電流の供給を停止した後、適当なタイミングでロアコイル４０への励磁電流の供給を開始することで、弁体１２を全閉状態から全開状態に変化させることができる。弁体１２が全開状態に変化した後、ロアコイル４０への励磁電流の供給が停止されると、弁体１２は、アッパスプリング２６およびロアスプリング２２に付勢されることにより、全閉位置に向けて変位し始める。以後、適当なタイミングで、アッパコイル３４およびロアコイル４０に繰り返し励磁電流を供給すると、弁体１２を開閉動作させることができる。
【００３３】
アッパコア３６またはロアコア４２を流通する磁束の密度は、アッパコイル３４またはロアコイル４０への励磁電流の供給が開始された直後、および、励磁電流の供給が停止された直後に急変する。アッパコア３６またはロアコア４２を流通する磁束密度が変化する際には、その変化を妨げるようにアッパコア３６またはロアコア４２に、磁束と錯交して還流する渦電流が発生する。
【００３４】
本実施例のシステムにおいて、弁体１２を優れた応答性の下に開閉させるうえで、アッパコア３６またはロアコア４２に励磁電流の供給を停止した後、速やかに磁束密度が増減されることが望ましい。このため、磁束密度の変化を妨げる渦電流は、速やかに消滅させることが必要である。
【００３５】
また、電磁駆動弁１０において優れた省電力性を確保するためには、アッパコイル３４またはロアコイル４０に所定の励磁電流が供給された際に、アッパコア３６またはロアコア４２が効率良く多量の磁束が流通することが望ましい。
【００３６】
アーマチャ２０を捕捉時に磁束が流通する経路は、ロアコア４２においては図３に示す如くロアコイル４０の内側ではアーマチャシャフト２０の軸方向に平行な矢印に従い、底側ではアーマチャシャフト２０の径方向の矢印に従い、外周側では内周側の矢印とは対抗する矢印に従い、アーマチャ２０では中心から外周側の方向へ還流する。アッパコア３６についても磁束は同様に還流する。
【００３７】
上述の如く、アッパコア３６およびロアコア４２には、渦電流を速やかに消滅させる特性が必要であり。また、アッパコイル３４またはロアコイル４０の発する磁界に対して効率良く磁束を流通させるための特性として図３における磁束の流通経路に損失を低減するアッパコア３６およびロアコア４２の構造が要求される。本実施例において、アッパコア３６またはロアコア４２は、これら２つの特性を共に実現する構造を有している。
【００３８】
以下に、本実施例のロアコア４２の構造を図２乃至図５を参照して詳細に示す。
【００３９】
図２はロアコア４２を上方向から見た断面図である。第２電磁石を構成するロアコア４２の形状は円筒形状であり、内部コア５０と外部コア５５と電磁コイルを収容するコイル溝４４と基部コア６０とから構成されている。
【００４０】
内部コア５０は、第１の積層部材５１と第１の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５２と非磁性材料５６、５７とからなる。非磁性材料５６はアーマチャシャフト２０の外周に沿って円筒形状に配設され、アーマチャシャフト２０が摺動運動する際に生じる摩擦抵抗を無くすために隙間を設けて配設されている。隙間には図３，４に示すようにアーマチャ本体３０と当接する軸受７０が圧入されている。非磁性材料５７はアーマチャシャフト２０を中心とした円筒形状であり、非磁性材料５６、５７は内部コア５０の外枠を成している。第１の積層部材５１とＳＭＣ圧粉材５２は非磁性材料５６、５７の内側に隙間なく嵌合される。第１の積層部材５１はアーマチャシャフト２０の軸方向を容易磁化方向とするように非磁性材料５６、５７の周方向に沿って積層される方向性軟磁性板と、方向性軟磁性板同士を接合する絶縁体とからなる。これを一単位として第１の積層部材５１はアーマチャシャフト２０の中心から放射状に複数単位配設される。また、第１の積層部材５１と隣接する第１の積層部材５１との隙間にできる略三角柱は第１の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５２が嵌め込まれる。ＳＭＣ圧粉材５２は鉄粉と樹脂を用いており、これに加圧と加熱とを同時に施すことによって所望の形状に成形している。
【００４１】
外部コア５５は内部コア５０の外周側にコイル溝３９を挟んで配設されている。コイル溝４４にはロアコイル４０が収容されている。外部コア５５の構成は磁束の矢印９２を容易磁化方向とする第２の積層部材５３と第２の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５４と非磁性材料５８との組み合わせによって実現する。非磁性材料５８は外部コア５５の最も外側に配設される円筒形状の部材である。第２の積層部材５３は非磁性材料５８とコイル溝４４の周方向に沿って積層される方向性軟磁性板と方向性軟磁性板同士を接合する絶縁体によって構成される。外部コア５５はこの第２の積層部材５３を一単位としてアーマチャシャフト２０の中心から放射線状に複数単位配設され、隣接する第２の積層部材５３とに生じる略三角柱の隙間には第２の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５３が嵌め込まれている。第２のＳＭＣ圧粉材５３は鉄粉と樹脂とからなり、加熱と加圧とを同時に施すことによって所望の形状を得ることができる。
【００４２】
上記のロアコア４２の構造において、磁束を効率良く還流させるためには内部コア５０と外部コア５５を還流する磁束の数をほぼ同数にすることが必要となる。
【００４３】
図５は一般的な積層部材と軟磁性複合材料の磁界強度に対する磁束密度を示す図である。図５において、縦軸は磁束密度、横軸は磁界強度を示している。本実施例では図５に示す積層部材と軟磁性複合材料との磁化特性図から内部コア５０と外部コア５５と還流する磁束数が等しくなるように式（１）の条件から定まる内部コア５０と外部コア５５の構成が成されている。
【００４４】
【数１】
０．７×Ａ_o-SMC＋Ａ_o-S≒０．７×Ａ_i-SMC＋Ａ_i-S （１）
Ａはコアの面積を示し、添え字のｏは外部コア５５、ｉは内部コア５０、ＳＭＣはＳＭＣ圧粉材、Ｓは珪素鋼板の積層材を示す。
【００４５】
式（１）の係数０．７は図５の磁化特性図においてＳＭＣ圧粉材と珪素鋼板の積層材との磁束密度比から得られる係数である。本実施例では電磁駆動弁が動作する際に発生する磁界強度を常用磁界領域とし、その常用磁界領域のうちの一点から得られるＳＭＣ圧粉材の磁束密度を同一の磁界強度から得られる積層部材の磁束密度で割ることで求めている。式（１）においてここで得た係数０．７をＳＭＣ圧粉材の実面積に乗じ、積層部材の実面積を加えることで、常用磁界における内部コア５０と外部コア５５とに還流する磁束数を求めている。
【００４６】
上述のようにして内部コア５０と外部コア５５に還流する磁束数を等しくすることによって、アーマチャシャフト２０捕捉時に還流する磁束を効率良く流通させることができる。
【００４７】
図３は図１のＡ−Ａで切断したロアコア４２の断面図である。図２で示したように中心にはアーマチャシャフト２０が配設され、これを中心として内部コア５０が配設されている。図３の断面図においては内部コア５０は図２において示した非磁性材料５６、５７、５８と第１の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５２と第２の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５４とを確認できる。ここで本実施例においてＳＭＣ圧粉材５２、５４と後述する基部コア６０とを構成する圧粉材５９は一体成形で構成されている。ロアコイル４２の内部には内部コア５０、外部には外部コア５５が、そして、底部には基部コア６０が配設される。内部コア５０と外部コア５５の構成は図２で示した通りである。基部コア６０の構成は第３の軟磁性複合材料としてのＳＭＣ圧粉材５９からなり、外部コア５５と内部コア５０とロアコイル４２との形状に合致するように嵌合される。非磁性材料５６、５８には段差が設けられており、アーマチャ３０を吸引する際にＳＭＣ圧粉材５２が移動することを防止している。
【００４８】
図４は図１のＢ−Ｂ面を紙面に垂直に切断した断面図である。図４には電磁コア部に第１の積層部材５１と第２の積層部材５４が現われている。電磁コアの構成は図２、図３で示した通りである。しかし、ロアコイル４２の底部では磁束は電磁コアの径方向の矢印に還流する。このため、外部コア５５、内部コア５０のように磁束の内周側の矢印と外周側の矢印とを容易磁化方向とする積層部材５１、５４の構成では、効率良くコアに磁束を流通させることができない。そこで、磁束が径方向の矢印に流通するロアコイル４２の底部では、基部コア６０にＳＭＣ圧粉材５９を用いている。ところで、内部コア５０と底部コア６０の接合面と外部コア５５と底部コア６０の接合面では、材料が異なるため効率良く磁束が還流するためには、還流する磁束数がほぼ同一でなければならない。本実施例では、効率良く磁束を還流させるコアを提供することを目的としており、目的を達成するために外部コア５５と基部コア６０、内部コア５０と基部コア６０のそれぞれの接合面の角度を式（２）に従う角度にしている。
【００４９】
【数２】
θ＝ｔａｎ―¹（Ｂ_SMC／Ｂ_C）（２）
ここで、θは内部コア５０と基部コア６０、外部コア５５と基部コア６０の接合角度であり、Ｂ_SMCはＳＭＣ圧粉材の磁束密度、Ｂ_Cは積層部材の磁束密度である。
【００５０】
式（２）は、図５における常用磁界でのＳＭＣ圧粉材と方向性軟磁性材料との磁化特性図から定まる角度である。これによりロアコイル４０が発生する磁束を基部コア６０と内部コア５０乃至外部コア５５との接合面において効率良く流通させることができる。
【００５１】
尚、本実施例ではアーマチャ３０の軸受７０以外のアッパコア３６の構造を上記ロアコアと同一の構造としている。しかしながら、いずれか一方のコアを他の構造としても良い。
【００５２】
また、本実施例では、コアの構成のうち、ＳＭＣ圧粉材５２、５４、５９を一体成形しているが、別体で成形しても良い。
【００５３】
また、本実施例ではアッパコア３６とロアコア４２の構造を同一としているが、異なる構造としもよい。
【００５４】
さらに、本実施例では、式（２）において、請求項６のαに相当する係数として０．７を用いているが、これに限定されることはない。要するに、コアに用いられる磁性材の常用磁界中の磁界強度に基づいて設定されていればよい。
【００５５】
【発明の効果】
上述の如く、本実施例においてはアーマチャシャフト２０の軸方向には磁束を流通させやすい積層部材を用い、コイルの底部にはＳＭＣ圧粉材５９を配設している。この構造によれば、コイル溝に収納される電磁コイルに磁束が発生した場合、電磁コイルの内外周に効率良く磁束を還流することができる。更に、式（１）に従うように外部コアと内部コアとのそれぞれの面積を設計し、式（２）に従うように基部コアの接合角度を設計することによって、より効率的に磁束を流通させることができる。また、本発明の電磁駆動弁用コアの構造は複雑な加工を必要としないため低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁駆動弁用コアを備える電磁駆動弁の全体構成図である。
【図２】本発明の電磁駆動弁用コアを水平方向に切断し上方から見た断面図である。
【図３】本発明の電磁駆動弁用コアを積層部材が出るように垂直方向に切断した断面図である。
【図４】本発明の電磁駆動弁用コアをＳＭＣ圧粉材が出るように垂直方向に切断した断面図である。
【図５】本発明の電磁駆動弁用コアに用いたＳＭＣ圧粉材と積層部材の磁化特性図である。
【符号の簡単な説明】
２０アーマチャシャフト
３０アーマチャ
３４アッパコイル
３６アッパコア
３９コイル溝
４０ロアコイル
４２ロアコア
５０内部コア
５１第１の積層部材
５２第１の軟磁性複合材料
５３第２の積層部材
５４第２の軟磁性複合材料
５５外部コア
５６，５７，５８非磁性材料
６０底部コア
７０軸受

Claims

円形アーマチャを電磁力により吸引する電磁駆動弁に用いられる電磁コアにおいて、
前記電磁コアは、電磁コイルが収容されるコイル溝と、前記コイル溝の内側に形成される内部コアと、前記コイル溝の外側に形成される外部コアと、前記内部コアと前記外部コアとに接触するように配設される基部コアとからなり、
前記内部コアは、第１の積層部材と第１の軟磁性複合材料とからなり、
前記外部コアは、第２の積層部材と第２の軟磁性複合材料とからなり、
前記基部コアは、第３の軟磁性複合材料とからなり、
前記内部コアは、前記電磁コアの中心から放射状に配設された複数の前記第１の積層部材と、前記複数の第１の積層部材の隙間に配設された前記第１の軟磁性複合材料とからなり、
前記外部コアは、前記電磁コアの中心から放射状に配設された複数の前記第２の積層部材と、前記複数の第２の積層部材との隙間に配設された前記第２の軟磁性複合材料とからなり、
前記第１の積層部材は複数の鋼板からなり、
前記第２の積層部材は複数の鋼板からなり、
前記外部コアと前記内部コアとに接触するように配設される前記第３の軟磁性複合材料と前記第１の積層部材および／または前記第３の軟磁性複合材料と前記第２の積層部材との接合面の角度が、
前記軟磁性複合材料と前記積層材との磁束密度の関係から決まる角度を有することを特徴とする電磁駆動弁用コア。
請求項１に記載の電磁駆動弁用コアにおいて、
前記第３の軟磁性複合材料の磁束密度をＢ _SMC 、前記第１の積層部材および／または第２積層部材の磁束密度をＢ _C としたとき、前記内部コアと前記基部コアとの角度θを、
θ＝ｔａｎ― ¹ （Ｂ _SMC ／Ｂ _C ）
として定められていることを特徴とする電磁駆動弁用コア。
請求項１乃至請求項２に記載の電磁駆動弁用コアにおいて、
前記アーマチャに当接する面側にある前記電磁コアの内周側の面積と前記アーマチャに当接する面側にある前記電磁コアの外周側の面積との関係が、
前記軟磁性複合材料の磁束密度と前記積層部材の磁束密度との関係から決まることを特徴とする電磁駆動弁用コア。
請求項３に記載の電磁駆動弁用コアにおいて、
前記内部コアにおいて前記軟磁性複合材料が占める面積Ａ _i-SMC と、前記第１の積層部材が占める面積Ａ _i-S と、前記外部コアにおいて前記第２の軟磁性複合材料が占める面積Ａ _o-SMC と、前記第２の積層部材が占める面積Ａ _o-S と、前記軟磁性複合材料の磁束密度と前記積層部材の磁束密度との関係から定まる係数αとは、
α×Ａ _o-SMC ＋Ａ _o-S ≒α×Ａ _i-SMC ＋Ａ _i-S の関係を有していることを特徴とする電磁駆動弁用コア。
請求項１乃至請求項４に記載の電磁駆動弁用コアを電磁駆動吸気弁および／または電磁駆動排気弁に用いることを特徴とする電磁駆動弁装置。