JP2000152590A - 回転電磁アクチュエ―タ - Google Patents
回転電磁アクチュエ―タInfo
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- JP2000152590A JP2000152590A JP11323535A JP32353599A JP2000152590A JP 2000152590 A JP2000152590 A JP 2000152590A JP 11323535 A JP11323535 A JP 11323535A JP 32353599 A JP32353599 A JP 32353599A JP 2000152590 A JP2000152590 A JP 2000152590A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/14—Pivoting armatures
- H01F7/145—Rotary electromagnets with variable gap
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- H—ELECTRICITY
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- H02K26/00—Machines adapted to function as torque motors, i.e. to exert a torque when stalled
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価かつ小型で高性能な、有限行程を備える
回転電磁アクチュエータを提供する。 【解決手段】 少なくとも一つの励磁コイルによって励
磁されるステータに、Ｎが整数のとき少なくとも２Ｎ個
の極を含み、また厚さＥのギャップに配置されたＮ個の
磁化部分をロータに含み、各磁化部分が、全長Ｅ−ｅの
一つまたは二つのギャップを画定する０〜Ｅの厚さｅの
少なくとも一つの強磁性部分に並置される。
回転電磁アクチュエータを提供する。 【解決手段】 少なくとも一つの励磁コイルによって励
磁されるステータに、Ｎが整数のとき少なくとも２Ｎ個
の極を含み、また厚さＥのギャップに配置されたＮ個の
磁化部分をロータに含み、各磁化部分が、全長Ｅ−ｅの
一つまたは二つのギャップを画定する０〜Ｅの厚さｅの
少なくとも一つの強磁性部分に並置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単相の回転電磁ア
クチュエータ、すなわち無制限の行程を有するモータと
は違って有限の行程を有する電磁装置の分野に関する。
アクチュエータは、複雑な制御回路を使用しなくてもす
む好適には線形の単純な制御法則に従って、行程全体に
ついて一定のトルクを保ちながら、結合される部品の正
確な位置決めを適切に繰り返し行うように構成される。
クチュエータ、すなわち無制限の行程を有するモータと
は違って有限の行程を有する電磁装置の分野に関する。
アクチュエータは、複雑な制御回路を使用しなくてもす
む好適には線形の単純な制御法則に従って、行程全体に
ついて一定のトルクを保ちながら、結合される部品の正
確な位置決めを適切に繰り返し行うように構成される。
【０００２】
【従来の技術】従来技術では、透磁率が非常に高い材料
を少なくとも一つの励磁コイルによって励磁して構成す
る第一のステータ磁気回路からなる固定部品と、軸方向
に磁化されるディスクからなる可動部品とを含む、多数
のタイプの回転単相アクチュエータが知られている。
を少なくとも一つの励磁コイルによって励磁して構成す
る第一のステータ磁気回路からなる固定部品と、軸方向
に磁化されるディスクからなる可動部品とを含む、多数
のタイプの回転単相アクチュエータが知られている。
【０００３】たとえば米国特許第４５１０４０３号は、
中央磁石が厚いアクチュエータを記載している。このよ
うなアクチュエータは、一定のトルクを提供せず、中央
位置への戻しトルクを有する。
中央磁石が厚いアクチュエータを記載している。このよ
うなアクチュエータは、一定のトルクを提供せず、中央
位置への戻しトルクを有する。
【０００４】一般に、磁極面に垂直に最小寸法の方向に
横方向に磁化された薄型磁石を用いることによって、こ
の欠点を解消することが知られている。磁化ディスク
は、輪番の方向に磁化される２Ｎ組の磁極を有する。磁
化ディスクは、高透磁率の材料からなる第二の磁気回路
に並置される。可動部品は、トルクを伝達するための連
結軸を備える。
横方向に磁化された薄型磁石を用いることによって、こ
の欠点を解消することが知られている。磁化ディスク
は、輪番の方向に磁化される２Ｎ組の磁極を有する。磁
化ディスクは、高透磁率の材料からなる第二の磁気回路
に並置される。可動部品は、トルクを伝達するための連
結軸を備える。
【０００５】たとえば、このようなアクチュエータは、
本出願人による特許出願ＥＰ５５８３６２号に記載され
ている。
本出願人による特許出願ＥＰ５５８３６２号に記載され
ている。
【０００６】これらのアクチュエータは、所定の電流に
対して一定であるトルクと、励磁コイルに流される電流
に比例するトルクとを有する。しかしながら、こうした
アクチュエータは、その価格に関して幾つかの欠点を有
する。事実、これらは高エネルギー、たとえば原価が高
いネオジム−鉄−ホウ素形の磁石を必要とする。
対して一定であるトルクと、励磁コイルに流される電流
に比例するトルクとを有する。しかしながら、こうした
アクチュエータは、その価格に関して幾つかの欠点を有
する。事実、これらは高エネルギー、たとえば原価が高
いネオジム−鉄−ホウ素形の磁石を必要とする。
【０００７】さらに従来技術の構造は、多極磁石また
は、複数の磁石を輪番方向へ組み立てる構成を用いてい
るので、組立後の磁化ができず、アクチュエータの組立
時に高エネルギー磁石を取り扱わなければならなくな
る。このような取り扱いは、可動部品への設置時に高エ
ネルギー磁石がアクチュエータ内に金属屑の粒子をもた
らすことがあるので難しい。この欠点を避けるために磁
石をカプセルに入れることが知られているが、これは、
アクチュエータの原価をさらにつり上げるという欠点を
有するコスト高な解決方法である。
は、複数の磁石を輪番方向へ組み立てる構成を用いてい
るので、組立後の磁化ができず、アクチュエータの組立
時に高エネルギー磁石を取り扱わなければならなくな
る。このような取り扱いは、可動部品への設置時に高エ
ネルギー磁石がアクチュエータ内に金属屑の粒子をもた
らすことがあるので難しい。この欠点を避けるために磁
石をカプセルに入れることが知られているが、これは、
アクチュエータの原価をさらにつり上げるという欠点を
有するコスト高な解決方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】こうした欠点を解消す
るために、本発明は、同じトルクでありながら従来技術
のアクチュエータよりも小さい磁石ブロックを含み、製
造費が安くて高性能な回転電磁アクチュエータを提案す
る。これらの磁石は、好適には全てが同じ方向に磁化さ
れるので、可動部品の組立後の磁化が可能になり、製造
中にアクチュエータ内に金属屑が入ることがある高エネ
ルギー磁石の取り扱いが回避される。本発明はまた、特
に行程の始まりのトルクに関して従来技術のアクチュエ
ータの性能を改良し、またアクチュエータの外形寸法を
改善することを目的としている。
るために、本発明は、同じトルクでありながら従来技術
のアクチュエータよりも小さい磁石ブロックを含み、製
造費が安くて高性能な回転電磁アクチュエータを提案す
る。これらの磁石は、好適には全てが同じ方向に磁化さ
れるので、可動部品の組立後の磁化が可能になり、製造
中にアクチュエータ内に金属屑が入ることがある高エネ
ルギー磁石の取り扱いが回避される。本発明はまた、特
に行程の始まりのトルクに関して従来技術のアクチュエ
ータの性能を改良し、またアクチュエータの外形寸法を
改善することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、その最も一般
的な意味によれば、Ｎが整数のとき少なくとも２Ｎ個の
極を備えた、少なくとも一つの励磁コイルによって励磁
される少なくとも一つの第一ステータ磁気回路からなる
固定部品と、少なくとも一つの磁石を含む可動部品とを
含む回転電磁アクチュエータに関し、可動部品はＮ個の
磁石を含み、この磁石は、全長Ｅ−ｅの一つまたは二つ
のギャップを画定する０〜Ｅの厚さｅの少なくとも一つ
の強磁性部分に並置されることを特徴とする。
的な意味によれば、Ｎが整数のとき少なくとも２Ｎ個の
極を備えた、少なくとも一つの励磁コイルによって励磁
される少なくとも一つの第一ステータ磁気回路からなる
固定部品と、少なくとも一つの磁石を含む可動部品とを
含む回転電磁アクチュエータに関し、可動部品はＮ個の
磁石を含み、この磁石は、全長Ｅ−ｅの一つまたは二つ
のギャップを画定する０〜Ｅの厚さｅの少なくとも一つ
の強磁性部分に並置されることを特徴とする。
【００１０】このために可動部品は、可変リラクタンス
効果を形成するとともにコイルに付与されるアンペアタ
ーンの２乗に比例するトルクが得られる厚みを備えた、
階段状の強磁性部分を有する。
効果を形成するとともにコイルに付与されるアンペアタ
ーンの２乗に比例するトルクが得られる厚みを備えた、
階段状の強磁性部分を有する。
【００１１】有利には、Ｃが、磁化部分の平均直径上を
ロータが移動する角方向の弧の幅であり、Ｓが、隣接す
る２個のステータ極間にある磁化部分の平均直径上で測
定した幅であって、Ｅ’がＥ／２〜Ｅに含まれるとき、
平均直径上で測定した磁化部分の一方Ｙａの幅が、Ｃ＋
Ｓ＋２Ｅ’であり、Ｌが、行程に沿ってほぼ一定の電流
によるトルクでこの電流にほぼ比例するトルクを確保す
るための、磁化方向における磁化部分の厚さを示すと
き、 Ｃ＋２Ｅ’／Ｅ＞３ またＬ／Ｅ＞０．７５、好適には０．８＜Ｌ／Ｅ＜０．
９である。
ロータが移動する角方向の弧の幅であり、Ｓが、隣接す
る２個のステータ極間にある磁化部分の平均直径上で測
定した幅であって、Ｅ’がＥ／２〜Ｅに含まれるとき、
平均直径上で測定した磁化部分の一方Ｙａの幅が、Ｃ＋
Ｓ＋２Ｅ’であり、Ｌが、行程に沿ってほぼ一定の電流
によるトルクでこの電流にほぼ比例するトルクを確保す
るための、磁化方向における磁化部分の厚さを示すと
き、 Ｃ＋２Ｅ’／Ｅ＞３ またＬ／Ｅ＞０．７５、好適には０．８＜Ｌ／Ｅ＜０．
９である。
【００１２】好適な変形実施形態によれば、可動部の強
磁性の挿入部品は、厚さＬの磁化部分の磁化方向の向き
に厚さｅを有し、０＜ｅ／Ｌ＜０．６である。
磁性の挿入部品は、厚さＬの磁化部分の磁化方向の向き
に厚さｅを有し、０＜ｅ／Ｌ＜０．６である。
【００１３】特定の実施形態によれば、固定部品は、そ
れぞれが励磁コイルによって囲まれた半環状の２Ｎ個の
極部品を含む。
れぞれが励磁コイルによって囲まれた半環状の２Ｎ個の
極部品を含む。
【００１４】第一の変形実施形態によれば、固定部品
は、それぞれが励磁コイルに囲まれた半環状の２Ｎ個の
極を同じく有する、第一のステータ部品に対称な第二の
ステータ部品を含む。
は、それぞれが励磁コイルに囲まれた半環状の２Ｎ個の
極を同じく有する、第一のステータ部品に対称な第二の
ステータ部品を含む。
【００１５】第二の変形実施形態によれば、可動部品
は、軸方向に磁化されたＮ個の磁石と、Ｎ個の強磁性の
挿入部分とを支持する回転ヨークからなる。
は、軸方向に磁化されたＮ個の磁石と、Ｎ個の強磁性の
挿入部分とを支持する回転ヨークからなる。
【００１６】他の実施形態によれば、可動部品は筒状で
あり、径方向に磁化された瓦形のＮ個の磁石とＮ個の強
磁性の挿入部分とを支持する。固定部品は、半筒状の２
Ｎ個のステータ極を有する。
あり、径方向に磁化された瓦形のＮ個の磁石とＮ個の強
磁性の挿入部分とを支持する。固定部品は、半筒状の２
Ｎ個のステータ極を有する。
【００１７】好適な変形実施形態によれば、可動部品
は、可動部品に設置後に磁化されるＮ個の磁石を含む。
は、可動部品に設置後に磁化されるＮ個の磁石を含む。
【００１８】好適な実施形態によれば、可動部品は、可
動部品のヨークに設けられた空洞内に収容されるＮ個の
磁石を含み、この空洞に係合するゾーンが、強磁性の挿
入部分を形成する。
動部品のヨークに設けられた空洞内に収容されるＮ個の
磁石を含み、この空洞に係合するゾーンが、強磁性の挿
入部分を形成する。
【００１９】様々な変形実施形態では、強磁性の挿入部
分の容積は、磁石の容積に等しくすることができるが、
これは必要な制約ではなく特定のケースである。ロータ
に設けられた空洞または溝に一つまたは複数の磁石を収
容する場合、磁石はロータの表面に接触しても、ロータ
内に深く押し込んでも、あるいはその反対にロータの表
面から突出してもよい。
分の容積は、磁石の容積に等しくすることができるが、
これは必要な制約ではなく特定のケースである。ロータ
に設けられた空洞または溝に一つまたは複数の磁石を収
容する場合、磁石はロータの表面に接触しても、ロータ
内に深く押し込んでも、あるいはその反対にロータの表
面から突出してもよい。
【００２０】有効な行程の内部でアクチュエータが飽和
されていない場合、トルクは次の三つの成分に分解する
ことができる。すなわち、しばしば無視できる静磁気ト
ルクＣ０（電流は流れない）、アンペアターンに比例し
且つ極性を付与したトルクの項Ｃｎｉ、及びアンペアタ
ーンの二乗に比例し、厚さｅの強磁性の挿入部分により
発生する可変リラクタンスによるトルクの項Ｃｎｉ ２で
ある。 Ｃ＝Ｃ０＋Ｃｎｉ＋Ｃｎｉ ２
されていない場合、トルクは次の三つの成分に分解する
ことができる。すなわち、しばしば無視できる静磁気ト
ルクＣ０（電流は流れない）、アンペアターンに比例し
且つ極性を付与したトルクの項Ｃｎｉ、及びアンペアタ
ーンの二乗に比例し、厚さｅの強磁性の挿入部分により
発生する可変リラクタンスによるトルクの項Ｃｎｉ ２で
ある。 Ｃ＝Ｃ０＋Ｃｎｉ＋Ｃｎｉ ２
【００２１】強磁性の挿入部分がない場合、ｅ＝０、Ｃ
ｎｉ ２＝０である。
ｎｉ ２＝０である。
【００２２】所定のアンペアターン値の場合、３個のト
ルクの項は、強磁性の挿入部分の厚さｅが増すと大きく
なる。
ルクの項は、強磁性の挿入部分の厚さｅが増すと大きく
なる。
【００２３】強磁性の挿入部分の厚さｅが薄い場合及び
またはアンペアターンの値が小さい場合、アクチュエー
タのトルクは電流にほぼ比例し、行程に沿ってほぼ一定
であるが（Ｃｎｉ ２は無視できる）、強磁性の挿入部分
がない場合（ｅ＝０）よりもトルクは増加する。
またはアンペアターンの値が小さい場合、アクチュエー
タのトルクは電流にほぼ比例し、行程に沿ってほぼ一定
であるが（Ｃｎｉ ２は無視できる）、強磁性の挿入部分
がない場合（ｅ＝０）よりもトルクは増加する。
【００２４】強磁性の挿入部分の厚みが厚い場合、トル
クは著しく増加するが、アンペアターンが大きくなる
と、強磁性の挿入部分が発生する可変リラクタンスのた
めに、トルクはもはや電流に比例せず、トルクの様相は
行程に沿って一定ではなくなる。これは、一定の用途で
は妨げにならず、時には利用することさえ可能である。
クは著しく増加するが、アンペアターンが大きくなる
と、強磁性の挿入部分が発生する可変リラクタンスのた
めに、トルクはもはや電流に比例せず、トルクの様相は
行程に沿って一定ではなくなる。これは、一定の用途で
は妨げにならず、時には利用することさえ可能である。
【００２５】行程全体について公称トルクの２〜３倍大
きいトルクが必要になる場合は、行程の終わりにインダ
クタンスの超過によってコイルの鉄心を飽和させないよ
うにｅ／Ｌの比を制限しなければならない。ここで、ｅ
は強磁性部品の厚さ、Ｌは磁化方向における磁石の長さ
である。そのとき、比ｅ／Ｌ＜０．６であることが望ま
しい。
きいトルクが必要になる場合は、行程の終わりにインダ
クタンスの超過によってコイルの鉄心を飽和させないよ
うにｅ／Ｌの比を制限しなければならない。ここで、ｅ
は強磁性部品の厚さ、Ｌは磁化方向における磁石の長さ
である。そのとき、比ｅ／Ｌ＜０．６であることが望ま
しい。
【００２６】強磁性の挿入部分の厚さは、適切な計算に
より正しく選択し、所定の用途に対してアクチュエータ
が供給するトルクを適合し且つ最適化するようにする。
より正しく選択し、所定の用途に対してアクチュエータ
が供給するトルクを適合し且つ最適化するようにする。
【００２７】本発明は、添付図を参照しながら、限定的
ではない実施形態に関する以下の説明を読めば、いっそ
う理解されるだろう。
ではない実施形態に関する以下の説明を読めば、いっそ
う理解されるだろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１から３は、本発明の第一の実
施形態による回転アクチュエータの分解図、軸方向の断
面図および横断面図である。
施形態による回転アクチュエータの分解図、軸方向の断
面図および横断面図である。
【００２９】アクチュエータは、可動部品（１）及び固
定部品（２）から構成される。可動部品は、厚みの方向
に磁化された半ディスク形の平面磁石（３）を含み、こ
の磁石は、最大行程が求められる場合には１８０゜に及
ぶ。最小行程で十分とみなされる場合には、角度を約１
５０゜〜１６０゜に低減することができる。この磁石
は、従来技術から知られている様々な方法、たとえば磁
気ヘッドを用いたネオジム−鉄−ホウ素によるディスク
の磁化により、好適には可動部品の組立後に構成可能で
ある。磁石の係合部分は強磁性部分（４）からなり、ト
ルクを最適化するようにその厚さｅが決定される。
定部品（２）から構成される。可動部品は、厚みの方向
に磁化された半ディスク形の平面磁石（３）を含み、こ
の磁石は、最大行程が求められる場合には１８０゜に及
ぶ。最小行程で十分とみなされる場合には、角度を約１
５０゜〜１６０゜に低減することができる。この磁石
は、従来技術から知られている様々な方法、たとえば磁
気ヘッドを用いたネオジム−鉄−ホウ素によるディスク
の磁化により、好適には可動部品の組立後に構成可能で
ある。磁石の係合部分は強磁性部分（４）からなり、ト
ルクを最適化するようにその厚さｅが決定される。
【００３０】磁石（３）は、この実施形態では、連結軸
（７）に結合する可動ロータ回路（６）に接着される。
固定ステータ部分（２）及び可動ロータ部分（６）は、
加工、焼結及びまたは鋳造した軟鉄か、もしくは鉄とニ
ッケルの合金から構成することができる。
（７）に結合する可動ロータ回路（６）に接着される。
固定ステータ部分（２）及び可動ロータ部分（６）は、
加工、焼結及びまたは鋳造した軟鉄か、もしくは鉄とニ
ッケルの合金から構成することができる。
【００３１】固定部品（２）は、巻きを継ぎ合わせて巻
き付けたコイル（１０，１０’）で囲まれた２個の極
（８，９）を含む。２個のコイル（１０）及び（１
０’）は、連結軸（７）の通路を回避しながら２個の極
部分（８）、（９）をそれぞれ囲む。
き付けたコイル（１０，１０’）で囲まれた２個の極
（８，９）を含む。２個のコイル（１０）及び（１
０’）は、連結軸（７）の通路を回避しながら２個の極
部分（８）、（９）をそれぞれ囲む。
【００３２】固定磁気回路（２）及び可動磁気回路
（６）の寸法は、温度条件を考慮に入れながら、飽和せ
ずに、決められたアンペアターンに対して問題の磁束全
体が通過できるように既知の方法で決定される。
（６）の寸法は、温度条件を考慮に入れながら、飽和せ
ずに、決められたアンペアターンに対して問題の磁束全
体が通過できるように既知の方法で決定される。
【００３３】可動部品（１）および固定部品（２）の間
の結合は、ギャップを決定するスラスト玉軸受（１１）
によって行われる。スラスト玉軸受の外径は、磁石の中
ぐりの内径にほぼ等しく、連結軸（７）に及ぼされる応
力に適切に耐えるようにする。
の結合は、ギャップを決定するスラスト玉軸受（１１）
によって行われる。スラスト玉軸受の外径は、磁石の中
ぐりの内径にほぼ等しく、連結軸（７）に及ぼされる応
力に適切に耐えるようにする。
【００３４】連結軸（７）は、固定部品（２）を貫通す
る。可動ロータ部分（６）は、磁束が十分に通過できる
ようにしながら、可動部品の慣性を低減するように円錐
形である。この変形実施形態によるアクチュエータは、
ステータ部品のブロック内に設けられた固定ねじ穴（５
１）を介して固定できる。軸受（５２）が、連結軸
（７）の側面の遊びを制限している。アクチュエータ
は、成形プラスチック材または、非磁性もしくは非常に
わずかな磁性をもつ金属からなるケース（５３）内に取
り付けられる。ピン（５４）は、前記ケース（５３）に
対して固定ステータ部品（２）を固定する。側面オリフ
ィス（５５）により、コイル（１０）の給電線を通す。
ケース（５３）のカバー（５６）は、ロータ（１）の回
転角度を制限するストッパ（５７）を有する。連結軸
（７）に取り付けられた輪留め（５８）（ｃｉｒｃｌｉ
ｐｓ）は、軸方向の遊びの振幅を制限し、連結軸の一端
にあまりに急に力を加えて可動部品またはカバーを損傷
しないようにしている。だが、この輪留めは、ステータ
部品（２）に対して可動部品（６）を軸方向に位置決め
するようには構成されておらず、こうした位置決めは主
に磁気現象によって行われる。
る。可動ロータ部分（６）は、磁束が十分に通過できる
ようにしながら、可動部品の慣性を低減するように円錐
形である。この変形実施形態によるアクチュエータは、
ステータ部品のブロック内に設けられた固定ねじ穴（５
１）を介して固定できる。軸受（５２）が、連結軸
（７）の側面の遊びを制限している。アクチュエータ
は、成形プラスチック材または、非磁性もしくは非常に
わずかな磁性をもつ金属からなるケース（５３）内に取
り付けられる。ピン（５４）は、前記ケース（５３）に
対して固定ステータ部品（２）を固定する。側面オリフ
ィス（５５）により、コイル（１０）の給電線を通す。
ケース（５３）のカバー（５６）は、ロータ（１）の回
転角度を制限するストッパ（５７）を有する。連結軸
（７）に取り付けられた輪留め（５８）（ｃｉｒｃｌｉ
ｐｓ）は、軸方向の遊びの振幅を制限し、連結軸の一端
にあまりに急に力を加えて可動部品またはカバーを損傷
しないようにしている。だが、この輪留めは、ステータ
部品（２）に対して可動部品（６）を軸方向に位置決め
するようには構成されておらず、こうした位置決めは主
に磁気現象によって行われる。
【００３５】図４は、Ｎ＝２のときに、本発明の変形実
施形態によるロータ面の四分の三を示す図である。ロー
タは、軸方向に同じ向きに磁化された２個の磁石（２
０，２１）を有し、２個の磁石は径方向に向かい合って
いる。２個の磁石（２０，２１）の間で、可動部品は強
磁性の挿入部分（２２，２３）を含み、その厚さは、ト
ルクを最適化するように選択されている。これらの強磁
性の挿入部分は、ヨーク（６）に接着されたはめ込み部
品から構成することができる。好適には、磁石（２０，
２１）の溝のための空洞を有するヨーク（６）の突出部
分からなる。
施形態によるロータ面の四分の三を示す図である。ロー
タは、軸方向に同じ向きに磁化された２個の磁石（２
０，２１）を有し、２個の磁石は径方向に向かい合って
いる。２個の磁石（２０，２１）の間で、可動部品は強
磁性の挿入部分（２２，２３）を含み、その厚さは、ト
ルクを最適化するように選択されている。これらの強磁
性の挿入部分は、ヨーク（６）に接着されたはめ込み部
品から構成することができる。好適には、磁石（２０，
２１）の溝のための空洞を有するヨーク（６）の突出部
分からなる。
【００３６】図５は、２個のステータを備えた対称なア
クチュエータの図である。アクチュエータは、可動部品
（１）に対して対称に配置された第一のステータ回路
（２）と第二のステータ回路（３２）とを含む。各ステ
ータ回路（２，３２）は２個のステータ極（８，９）を
含み、第二のステータ回路のステータ極は図５では示さ
れていない。ステータ極は、コイル（１０，１０’、４
０，４０’）によって囲まれている。可動部品（１）
は、磁化部分（３）と強磁性の部分（４）とからなる。
クチュエータの図である。アクチュエータは、可動部品
（１）に対して対称に配置された第一のステータ回路
（２）と第二のステータ回路（３２）とを含む。各ステ
ータ回路（２，３２）は２個のステータ極（８，９）を
含み、第二のステータ回路のステータ極は図５では示さ
れていない。ステータ極は、コイル（１０，１０’、４
０，４０’）によって囲まれている。可動部品（１）
は、磁化部分（３）と強磁性の部分（４）とからなる。
【００３７】図６は、筒状アクチュエータの変形実施形
態を示す。固定部品は、馬蹄形の横断面を有するステー
タ（６０）からなり、各端（６１，６２）は、瓦形のス
テータ極（６３，６４）によって延長されている。ステ
ータはコイル（６５）によって励磁される。ロータ
（１）は、円筒形の軟鉄部品からなり、溝（６７）を有
し、この溝に半円筒形の瓦形磁石（６８）が収容され
る。
態を示す。固定部品は、馬蹄形の横断面を有するステー
タ（６０）からなり、各端（６１，６２）は、瓦形のス
テータ極（６３，６４）によって延長されている。ステ
ータはコイル（６５）によって励磁される。ロータ
（１）は、円筒形の軟鉄部品からなり、溝（６７）を有
し、この溝に半円筒形の瓦形磁石（６８）が収容され
る。
【００３８】図７は、様々な寸法を示す図である。幅Ｙ
ａの磁化部分は、ギャップＥ内に配置され、長さＥ−ｅ
の第二のギャップを画定する厚さｅの強磁性部分に並置
されている。行程Ｃは、磁化部分の平均直径Ｄｍ上をロ
ータが移動する角方向の弧の幅であり、Ｓは、隣接する
２個のステータ極間にある磁石の平均直径上で測定した
幅である。Ｌは、磁化方向における磁化部分の厚さであ
る。
ａの磁化部分は、ギャップＥ内に配置され、長さＥ−ｅ
の第二のギャップを画定する厚さｅの強磁性部分に並置
されている。行程Ｃは、磁化部分の平均直径Ｄｍ上をロ
ータが移動する角方向の弧の幅であり、Ｓは、隣接する
２個のステータ極間にある磁石の平均直径上で測定した
幅である。Ｌは、磁化方向における磁化部分の厚さであ
る。
【００３９】図８は、筒状回転アクチュエータの変形実
施形態を示す。ステータは、外枠（７０）からなり、円
筒形のロータ（１）を受容するための円筒形の中央空洞
（７１）と、半円筒形のステータ極（７７，７８）を励
磁する２個のコイル（７５，７６）を受容するためのほ
ぼ長方形の２個の空洞（７２，７３）とを有する。ロー
タは、径方向に磁化された瓦形磁石（３）を受容するた
めに約１８０゜に及ぶ溝を有する。
施形態を示す。ステータは、外枠（７０）からなり、円
筒形のロータ（１）を受容するための円筒形の中央空洞
（７１）と、半円筒形のステータ極（７７，７８）を励
磁する２個のコイル（７５，７６）を受容するためのほ
ぼ長方形の２個の空洞（７２，７３）とを有する。ロー
タは、径方向に磁化された瓦形磁石（３）を受容するた
めに約１８０゜に及ぶ溝を有する。
【００４０】図９は、図６に示した単一のステータ回路
のための変形実施形態と同様に、断面が馬蹄形の２個の
ステータ回路（８０，８１）を含む、筒状アクチュエー
タの変形実施形態を示す。可動部品（１）は円筒形であ
り、好適には同じ向きに径方向に磁化された磁石（８
２，８３）を受容するための２個の溝を有する。これら
の溝の間の突出した挿入部分（８４，８５）は、軟鉄か
らなる挿入部分を形成する。
のための変形実施形態と同様に、断面が馬蹄形の２個の
ステータ回路（８０，８１）を含む、筒状アクチュエー
タの変形実施形態を示す。可動部品（１）は円筒形であ
り、好適には同じ向きに径方向に磁化された磁石（８
２，８３）を受容するための２個の溝を有する。これら
の溝の間の突出した挿入部分（８４，８５）は、軟鉄か
らなる挿入部分を形成する。
【００４１】図１０は、平面コイル（９２，９２’）を
受容するための溝（９０，９０’）をそれぞれが備えた
対称な２個の環状構造（９１，９１’）の間に磁化部分
（９６）及び強磁性部分（９７）を配置してロータを構
成する変形実施形態の部分図である。
受容するための溝（９０，９０’）をそれぞれが備えた
対称な２個の環状構造（９１，９１’）の間に磁化部分
（９６）及び強磁性部分（９７）を配置してロータを構
成する変形実施形態の部分図である。
【００４２】図１１は、コイル（１０１）を受容するた
めの溝を有する強磁性構造（１００）からステータ回路
（２）を形成する変形実施形態の部分図である。磁化部
分（１０２）及び強磁性部分（１０３）からなるロータ
（１）は、この環状構造（１００）と、同じく環状のヨ
ーク（１０４）との間に配置される。
めの溝を有する強磁性構造（１００）からステータ回路
（２）を形成する変形実施形態の部分図である。磁化部
分（１０２）及び強磁性部分（１０３）からなるロータ
（１）は、この環状構造（１００）と、同じく環状のヨ
ーク（１０４）との間に配置される。
【００４３】図１２は、断面が馬蹄形であるステータ回
路（１１０）を含む、筒状アクチュエータの変形実施形
態を示す。可動部品（１）は円筒部分の形をしており、
同じ向きに径方向に磁化されて隣り合った磁石（１１，
１１２）を受容するための溝を有する。この溝に並置さ
れる突出部分（１１３，１１４）は、軟鉄からなる挿入
部分を形成する。ステータ極（１１６，１１７）は、ト
ルク特性に対する磁石の遷移効果を緩和するために、飽
和可能な細い強磁性部品（１２０）により接続されてい
る。
路（１１０）を含む、筒状アクチュエータの変形実施形
態を示す。可動部品（１）は円筒部分の形をしており、
同じ向きに径方向に磁化されて隣り合った磁石（１１，
１１２）を受容するための溝を有する。この溝に並置さ
れる突出部分（１１３，１１４）は、軟鉄からなる挿入
部分を形成する。ステータ極（１１６，１１７）は、ト
ルク特性に対する磁石の遷移効果を緩和するために、飽
和可能な細い強磁性部品（１２０）により接続されてい
る。
【図１】 本発明による回転アクチュエータの分解図で
ある。
ある。
【図２】 前記アクチュエータの軸方向の断面図であ
る。
る。
【図３】 前記アクチュエータの横断面図である。
【図４】 可動部品の変形実施形態を示す図である。
【図５】 ２個のステータを備えた対称なアクチュエー
タの図である。
タの図である。
【図６】 断面が馬蹄形の１個のステータ回路を含む、
筒状アクチュエータの変形実施形態を示す図である。
筒状アクチュエータの変形実施形態を示す図である。
【図７】 様々な寸法を示す概略図である。
【図８】 筒状の回転アクチュエータの変形実施形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図９】 断面が馬蹄形の２個のステータ回路を含む、
筒状アクチュエータの変形実施形態を示す図である。
筒状アクチュエータの変形実施形態を示す図である。
【図１０】 筒状アクチュエータの変形実施形態でロー
タを示す一部斜視図である。
タを示す一部斜視図である。
【図１１】 筒状アクチュエータの変形実施形態でステ
ータ回路を示す一部斜視図である。
ータ回路を示す一部斜視図である。
【図１２】 断面が馬蹄形のステータ回路を備えた筒状
アクチュエータの変形実施形態を示す縦断面図である。
アクチュエータの変形実施形態を示す縦断面図である。
１ 可動部品 ２ 固定部品またはステータ回路 ３ 磁石 ４ 強磁性部分 ６ 可動ロータ回路またはヨーク ７ 連結軸 ８，９ 極 １０，１０’ コイル １１ スラスト玉軸受 ２０，２１ 磁石 ２２，２３ 強磁性部分 ３２ 第二のステータ回路 ４０，４０’ コイル ５１ 固定ねじ穴 ５２ 軸受 ５３ ケース ５４ ピン ５５ 側面オリフィス ５６ カバー ５７ ストッパ ５８ 輪留め ６０ ステータ ６３，６４ ステータ極 ６５ コイル ６８ 磁石 ７０ 外枠 ７１ 中央空洞 ７５，７６ コイル ９２，９２’ コイル １０１ コイル １０３ 強磁性部分 １１０ ステータ回路 １１１，１１２磁石 １１６，１１７ステータ極 １２０ 強磁性部品
Claims (11)
- 【請求項１】 少なくとも一つの励磁コイルによって励
磁されるステータに、Ｎが整数のとき少なくとも２Ｎ個
の極を含み、また厚さＥのギャップに配置されたＮ個の
磁化部分をロータに含み、各磁化部分は、全長Ｅ−ｅの
一つまたは二つのギャップを画定する０〜Ｅの厚さｅの
少なくとも一つの強磁性部分に並置されることを特徴と
する有限行程の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項２】 Ｃが、磁化部分の平均直径上をロータが
移動する角方向の弧の幅であり、Ｓが、隣接する２個の
ステータ極間にある磁化部分の平均直径上で測定した幅
であって、Ｅ’がＥ／２〜Ｅに含まれるとき、平均直径
上で測定した磁化部分の一方Ｙａの幅が、Ｃ＋Ｓ＋２
Ｅ’であり、 Ｌが、行程に沿ってほぼ一定の電流によるトルクでこの
電流にほぼ比例するトルクを確保するための、磁化方向
における磁化部分の厚さを示すとき、 Ｃ＋２Ｅ’／Ｅ＞３ またＬ／Ｅ＞０．７５、好適には０．８＜Ｌ／Ｅ＜０．
９であることを特徴とする、好適には単相の請求項１に
記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項３】 可動部の強磁性の挿入部品は、厚さＬの
磁化部分の磁化方向の向きに厚さｅを有し、０＜ｅ／Ｌ
＜０．６であることを特徴とする請求項１に記載の回転
電磁アクチュエータ。 - 【請求項４】 Ｎ個の磁化部分は、並置された複数の磁
石からなることを特徴とする請求項１から３の少なくと
も一項に記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項５】 固定部品（２）は、それぞれが励磁コイ
ル（１０，１０’）に囲まれた筒状扇形の２Ｎ個の極
（８，９）を有するステータ部品を含むことを特徴とす
る請求項１に記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項６】 固定部品（２）は、それぞれが励磁コイ
ル（４０，４０’）によって囲まれる半環状の２Ｎ個の
極部品を同じく有する、第一のステータ部品に対称な第
二のステータ部品（３２）を含むことを特徴とする請求
項１に記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項７】 可動部品（１）は、軸方向に磁化された
Ｎ個の磁化部分（３）と、Ｎ個の強磁性の挿入部分とを
支持する回転ヨークからなることを特徴とする請求項１
に記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項８】 可動部品は、筒状または半筒状であり、
径方向に磁化された瓦形のＮ個の磁化部分と少なくとも
一つの強磁性の挿入部分とを支持し、固定部品は、半筒
状の２Ｎ個のステータ極を有することを特徴とする請求
項１に記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項９】 可動部品は、可動部品に設置後に磁化さ
れるＮ個の磁化部分を含むことを特徴とする請求項１か
ら８の少なくとも一項に記載の回転電磁アクチュエー
タ。 - 【請求項１０】 可動部品は、可動部品のヨーク（６）
に設けられた空洞内に収容されるＮ個の磁化部分を含
み、この空洞に係合するゾーンが、強磁性の挿入部分を
形成することを特徴とする請求項１から９の少なくとも
一項に記載の回転電磁アクチュエータ。 - 【請求項１１】 ステータの２Ｎ個の強磁性の極部品
は、飽和可能な強磁性の峡部（ｉｓｔｈｍｅｓ）により
相互接続されることを特徴とする請求項１から１０の少
なくとも一項に記載の回転電磁アクチュエータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9814284A FR2786042B1 (fr) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Actionneur electromagnetique rotatif comprenant au moins un aimant encastre dans un materiau ferromagnetique |
| FR98/14284 | 1998-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152590A true JP2000152590A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=9532703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11323535A Pending JP2000152590A (ja) | 1998-11-13 | 1999-11-15 | 回転電磁アクチュエ―タ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6313553B1 (ja) |
| EP (1) | EP1001510B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000152590A (ja) |
| FR (1) | FR2786042B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101790364B1 (ko) | 2009-11-04 | 2017-11-20 | 자말 트바토우 | 회전식 단상 전자기 액츄에이터 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6921999B1 (en) * | 1999-01-21 | 2005-07-26 | Stridsberg Innovation Ab | Electric motor |
| US6744172B2 (en) * | 2002-09-18 | 2004-06-01 | Yen Sun Technology Corp. | Heat-dissipating fan |
| FR2849712B1 (fr) * | 2003-01-07 | 2005-05-20 | Moving Magnet Tech | Actionneur rotatif bistable monophase hybride |
| US6992478B2 (en) | 2003-12-22 | 2006-01-31 | Cts Corporation | Combination hall effect position sensor and switch |
| JP4012170B2 (ja) * | 2004-01-06 | 2007-11-21 | キヤノン株式会社 | アクチュエータ及び光量調節装置 |
| DE102004003730A1 (de) * | 2004-01-23 | 2005-08-18 | Heinz Leiber | Segmentmotor |
| US6935476B2 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-30 | Borgwarner, Inc. | Clutch having a multiple pole electromagnetic actuator for transfer cases and the like |
| JP2006230184A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-31 | Daikin Ind Ltd | 電機子、モータ及び圧縮機並びにそれらの製造方法 |
| KR101188055B1 (ko) * | 2011-01-25 | 2012-10-05 | 삼성전기주식회사 | 진동발생장치 |
| FR2978883B1 (fr) | 2011-08-01 | 2013-07-26 | Moving Magnet Tech | Ensemble compact de positionnement comprenant un actionneur et un capteur integre dans la culasse de l'actionneur |
| FR2978998B1 (fr) * | 2011-08-08 | 2013-07-26 | Sonceboz Automotive Sa | Dispositif de dosage compact |
| EP2684601B1 (en) | 2012-07-13 | 2019-11-20 | Karlsruher Institut für Technologie | Formation of droplet or hydrogel arrays using hydrophilic-hydrophobic patterned surfaces for high-throughput screening applications |
| EP2711417B1 (en) | 2012-09-20 | 2016-11-09 | Karlsruher Institut für Technologie | Use of porous hydrophobic polymers filled and coated with water immiscible hydrophobic liquids for protein- and cell-repellent surfaces |
| FR3011697A1 (fr) | 2013-10-07 | 2015-04-10 | Moving Magnet Tech | Machine electrique sans encoches a bobinage concentre |
| FR3042639B1 (fr) | 2015-10-20 | 2017-12-08 | Moving Magnet Tech | Actionneur lineaire a stabilite magnetique et force d'arrachement ameliorees |
| FR3045239B1 (fr) | 2015-12-15 | 2018-01-19 | Moving Magnet Technologies | Actionneur a cadre mobile bobine et dynamique amelioree |
| CN105846632B (zh) * | 2016-04-29 | 2018-02-16 | 松下压缩机(大连)有限公司 | 一种扇形高效率有限转角压缩机电机 |
| GB201615379D0 (en) * | 2016-09-09 | 2016-10-26 | Camcon Medical Ltd | Electromagnetic actuator |
| US10622929B2 (en) | 2017-01-20 | 2020-04-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Reluctance-type rotary actuators |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4510403A (en) * | 1984-02-13 | 1985-04-09 | Pneumo Corporation | Limited angle torque motor with magnetic centering and stops |
| US4691132A (en) * | 1985-05-24 | 1987-09-01 | U.S. Philips Corporation | Synchronous motor with two-pole permanent-magnet soft-magnetic-core rotor |
| FR2670629B1 (fr) * | 1990-12-17 | 1995-03-10 | Moving Magnet Tech | Actionneur electromagnetique monophase rotatif. |
| US5369323A (en) * | 1991-10-28 | 1994-11-29 | Slonix Engineering | Composite magnet stepper motor |
| FR2688105B1 (fr) * | 1992-02-28 | 1994-05-06 | Moving Magnet Technologies Sa | Actionneur rotatif electromagnetique monophase de course entre 60 et 120 degres. |
| JPH0847192A (ja) * | 1994-04-05 | 1996-02-16 | Emerson Electric Co | 電動発電機 |
| US5703555A (en) * | 1995-04-25 | 1997-12-30 | Itt Automotive Electrical Systems Inc. | Rotary actuator |
| FR2764748B1 (fr) * | 1997-06-13 | 1999-10-01 | Claude Oudet | Dispositif d'entrainement electromagnetique a aimant permanent mobile |
-
1998
- 1998-11-13 FR FR9814284A patent/FR2786042B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-11-04 EP EP99402747A patent/EP1001510B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-12 US US09/438,425 patent/US6313553B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-15 JP JP11323535A patent/JP2000152590A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| KR101790364B1 (ko) | 2009-11-04 | 2017-11-20 | 자말 트바토우 | 회전식 단상 전자기 액츄에이터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1001510B1 (fr) | 2012-09-05 |
| EP1001510A1 (fr) | 2000-05-17 |
| FR2786042A1 (fr) | 2000-05-19 |
| US6313553B1 (en) | 2001-11-06 |
| FR2786042B1 (fr) | 2000-12-15 |
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