JP2010519776A - ハイブリッド型電磁アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
従って、本発明の目的は、上記の欠点なく、アクチュエータ可動部材の位置により、動電モードまたはリラクタンスモードで動作できるハイブリッド型の電磁アクチュエータを設計することにある。従って本発明は、アクチュエータの動力の移動行程を最適化し、電力消費を最低限に抑え、アクチュエータのリラクタンス部の最小化を図るものである。
アクチュエータのリラクタンス効果によって第一磁束Brが発生する。このリラクタンス磁束Brは、磁気回路のエアギャップ表面Sにおいて、コイル30によって供給されるアンペア回数n×lに比例し、かつ、このエアギャップからなる距離Eの2乗に反比例して可動板を移動する動力Frを発生させる。従って、この動力はアクチュエータの移動行程に従って、非直線的となる。当然ながら、この動力は閉路位置に近づいて距離Eが最短となる時、かなり大幅に増大する。
アクチュエータの動電効果によって第二磁束Beが発生する。この磁束Beは、コイルを軸Xに沿って移動させるように働くラプラス力Feを発生させる。この動力Feは、コイル30に流れる電流の大きさI、磁石32、33により発生する磁場B、磁石の磁場が垂直に通るコイルの長さLに比例する。従って、この動力は、アクチュエータの移動行程に従って直線的になり、アクチュエータの全移動行程にわたり比較的一定となる。
Claims (11)
- 磁気化ユニット32、33、42、43と
制御用電流を流すことができる励起コイル30、44を備え、
前記コイルと前記磁気化ユニットは、第一位置と第二位置間で相互に移動自在であって、また固定ヨーク10、40および可動部材20、41を有し、前記可動部材は前記磁気化ユニットまたは前記コイルと一体化され、前記固定ヨークとの磁気エアギャップが前記第一位置で最小値、前記第二位置で最大値になる磁気回路を備えた電気スイッチ装置用の電磁アクチュエータであって、
コイル30、44に固定された磁気分路部35、36、35’、36’、45、46を備え、
前記第一位置において、磁気化ユニット32、33、42、43の磁場の一部を方向転換するように、前記磁気分路部の少なくとも一部が、相互に対向する前記コイル30と前記磁気化ユニット32、33の表面で画定されるゾーン37、38内に位置し、
第二位置において、前記磁気分路部の大部分が、前記ゾーン37、38外に位置することを特徴とする電磁アクチュエータ。 - 前記第一位置では、前記磁気分路部35、36、35’、36’の大部分が、前記ゾーン37、38内に位置す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。
- 前記第一位置では、前記磁気分路部35、36、35’、36’の全部が、前記ゾーン37、38内に位置す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。
- 前記第二位置では、前記磁気分路部35、36、35’、36’の全部が、前記ゾーン37、38外に位置す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。
- 前記磁気化ユニット32、33は、前記固定ヨーク10と一体化され、コイル30は、前記磁気回路の可動部材20と一体化されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
- 前記固定ヨーク10は、側部12、13および中央コア15を有し、前記磁気化ユニットは、前記コイルの移動軸Xに対して対称的に、前記側部12、13に固定された二つの永久磁石32、33から構成され、前記磁気分路部は、強磁性材料からなり、かつ前記コイル30の外部側面に固定された二つの部材35、36、35’36’から構成されることを特徴とする請求項5に記載の電磁アクチュエータ。
- 前記磁気分路部35’、36’は、前記第一位置において、前記磁気分路部と前記固定ヨークの側面部12、13間のエアギャップが、前記磁気分路部と磁気回路の可動部材20間のエアギャップよりも小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項6に記載の電磁アクチュエータ。
- 前記コイル44は、前記固定ヨーク40と一体化され、前記磁気化ユニット42、43は、前記磁気回路の前記可動部材41と一体化されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電磁アクチュエータ。
- 前記磁気回路の前記可動部材は、可動中央コア41を有し、前記磁気化ユニットは、前記コイルの移動軸Xに対して対称的に、前記可動中央コア41に固定された二つの永久磁石42、43から構成され、前記磁気分路部は、強磁性材料からなり、かつ前記コイル44の内側に固定された二つの部材45、46から構成されることを特徴とする請求項8に記載の電磁アクチュエータ。
- 前記磁気分路部は、前記第一位置において、前記磁気分路部と前記可動中央コア41間のエアギャップが、前記磁気分路部と前記固定ヨーク40間のエアギャップよりも小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項9に記載の電磁アクチュエータ。
- 電気負荷の電源を切り替えるために可動接点と接触する固定接点を有する電気スイッチ装置において、前記可動接点を作動させるために、上記の少なくとも一項に記載の電磁アクチュエータを備えることを特徴とする電気スイッチ装置。
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