JP2014006531A - Magnetically loaded electromechanical switches - Google Patents

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JP2014006531A JP2013133067A JP2013133067A JP2014006531A JP 2014006531 A JP2014006531 A JP 2014006531A JP 2013133067 A JP2013133067 A JP 2013133067A JP 2013133067 A JP2013133067 A JP 2013133067A JP 2014006531 A JP2014006531 A JP 2014006531A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electromechanical switches which reduce used materials, power and cost while maintaining or increasing performance of the switches.SOLUTION: A switching device can include a housing, and a core rotatably or slidably disposed in the housing. The housing and the core can have magnetic poles aligned in natural positions in a natural magnetic state. The device can include an armature with a coil, the coil providing armature magnetic poles. The armature magnetic poles are not aligned with the housing magnetic poles. Therefore, energizing the armature can cause the core to transition from the natural position in the natural magnetic state to an energized position in an energized magnetic state. The core magnetic poles are aligned with the armature magnetic poles when energized. A method can be used that transitions the core when the coil is energized. The core can include a mirror to reflect a beam of light, which mirror can scan the beam of light when the core, and thereby the mirror, is transitioned between the natural and energized positions.

Description

1.発明の分野
本発明の好適例は一般に、電気機械スイッチ、及びその動作方法及び利用法に関するものである。特に、本発明の好適例は、電気機械スイッチの動作によって、スイッチングデバイスを有する流体素子、空気素子、電気素子、ミラー素子、及び光学素子を制御することのできる装置、及び制御する方法に関するものである。
1. FIELD OF THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention generally relate to electromechanical switches and methods for their operation and use. In particular, a preferred embodiment of the present invention relates to an apparatus and a method for controlling a fluid element, a pneumatic element, an electric element, a mirror element, and an optical element having a switching device by operation of an electromechanical switch. is there.

2.関連技術
電子制御スイッチは、ある形態の電磁設計を用いて、特定用途向けの状態変化を生成する。これらの設計は一般に、電子制御用のコイル、制御点を閉じたり開いたりすることを助けるバネ、及び制御点の種々の設計を含む。電気用途向けスイッチ用の制御点は一般に接点を含むのに対し、ある形態のプラグ機構を有するポート孔が、バルブ用の制御点であり、レンズアセンブリが、光スイッチ用の制御点である。
2. Related Art Electronically controlled switches use some form of electromagnetic design to generate application-specific state changes. These designs typically include various coils for electronic control, springs to help close and open the control points, and various designs for the control points. Control points for switches for electrical applications typically include contacts, whereas port holes with some form of plug mechanism are control points for valves and lens assemblies are control points for optical switches.

従来のスイッチの動作は、コア周囲の直動ソレノイドコイルの使用を含むことが多く、エネルギーがコイルに供給されるかコイルから除去されると、コイルがバルブを開くか閉じる。一部のMEMS(Micro-Electro-Mechanical System:微小電気機械系)設計は、キャビティ(空洞)スクイーズ効果を利用し、これにより、圧電材料にエネルギーを供給して、キャビティまたはダイヤフラム(隔膜)を閉じることになる。   Conventional switch operation often involves the use of a direct acting solenoid coil around the core, which opens or closes the valve when energy is supplied to or removed from the coil. Some MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) designs take advantage of the cavity squeeze effect, thereby energizing the piezoelectric material and closing the cavity or diaphragm. It will be.

現在、バネ及びヒンジ機構の設計が、バルブ用途に用いられるスイッチの動作を助けることが多い。一部のスイッチはポート孔を有し、適合する材料をポート孔上に配置することによって、ポート孔が封止される。これらのバネ及びヒンジ機構は、構造上に追加的な負荷要求をもたらすことが不都合である。バネ及びヒンジ機構のこうした要求を克服するためには、スイッチを動作させるために、より大きな磁力を必要とする。   Currently, spring and hinge mechanism designs often assist in the operation of switches used in valve applications. Some switches have a port hole and the port hole is sealed by placing a compatible material over the port hole. These spring and hinge mechanisms are disadvantageous in that they introduce additional load requirements on the structure. In order to overcome these requirements of the spring and hinge mechanism, a larger magnetic force is required to operate the switch.

これに加えて、これらのスイッチは摩耗及び断裂することが多い。例えば、多数のバルブ座が、円錐形のニードルを有して、円錐形の座への挿入が封止をもたらす。これらの設計の大部分では、固有の製造公差によって生じる不整合(ミスアライメント)を、比較的強いバネを用いて強制的に、バルブ設計を十分に着座した状態にすることによって補償しなければならない。不整合は、バルブ座における漏洩または機械構造の拘束も生じさせ得る。   In addition to this, these switches often wear and tear. For example, many valve seats have a conical needle, and insertion into the conical seat provides a seal. In most of these designs, misalignments caused by inherent manufacturing tolerances must be compensated by forcing the valve design to be fully seated using a relatively strong spring. . Misalignment can also cause leakage at the valve seat or restraint of the mechanical structure.

これらの状態の各々が、電磁石に対する追加的要求、及び製造コストの増加をもたらす。これに加えて、封止に用いるバルブ材料は、動作の増加に伴い摩耗が増加する負荷条件下にある。コストの観点から、スイッチにおける材料の使用を限定することが望ましい。より具体的には、スイッチにおいて利用する導体は一般に、銅またはアルミニウムのような導電性の高い材料製であり、高価になりがちである。電気機械スイッチを含むスイッチの性能を維持するか増加させつつ、使用する材料(少なくともサイズ及び/または量について)、電力、及びコストを低減することが有利である。   Each of these conditions results in additional demands on the electromagnet and increased manufacturing costs. In addition, the valve material used for sealing is under load conditions where wear increases with increasing operation. From a cost standpoint, it is desirable to limit the use of materials in the switch. More specifically, the conductors utilized in the switch are generally made of a highly conductive material such as copper or aluminum and tend to be expensive. It would be advantageous to reduce the materials used (at least in size and / or quantity), power, and cost while maintaining or increasing the performance of switches including electromechanical switches.

本発明の利点及び特徴の少なくとも一部をさらに明確にするために、本発明のより詳細な説明を、図面に例示する特定の実施形態を参照しながら行う。これらの図面は本発明の実施形態を例示するに過ぎないことは明らかであり、従って、本発明の範囲を限定するものと考えるべきでない。以下、図面を用いることによって、本発明を、具体性及び細部を加えて記述し説明する。   In order to further clarify at least some of the advantages and features of the present invention, a more detailed description of the present invention will be given with reference to specific embodiments illustrated in the drawings. These drawings are merely illustrative of embodiments of the present invention and therefore should not be considered as limiting the scope of the present invention. The invention will now be described and explained with additional details and details by the use of the drawings in which:

自然状態または無給電状態にあるスイッチの一実施形態の透視図及び側面図である。FIG. 2 is a perspective view and a side view of an embodiment of a switch in a natural state or a non-powered state. 給電状態にあるスイッチの透視図及び側面図である。It is the perspective view and side view of a switch in a power feeding state. 複数の電機子を有するスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。It is a figure which illustrates embodiment of the switching device which has a some armature. 複数の電機子を有するスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。It is a figure which illustrates embodiment of the switching device which has a some armature. 複数の電機子を有するスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。It is a figure which illustrates embodiment of the switching device which has a some armature. 複数の電機子を有するスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。It is a figure which illustrates embodiment of the switching device which has a some armature. スイッチのコアと筐体との間のギャップを例示する図である。It is a figure which illustrates the gap between the core of a switch, and a case. 流体用途向けに構成したスイッチの透視図及び断面図である。FIG. 2 is a perspective view and a cross-sectional view of a switch configured for fluid use. 複数のポートを内部に形成したコアの透視図である。It is a perspective view of the core which formed the some port inside. 光学用途向けに構成したスイッチの断面図である。It is sectional drawing of the switch comprised for optical uses. 電気用途向けに構成したスイッチの断面図である。It is sectional drawing of the switch comprised for electrical uses. 少なくとも横方向に平行移動するスイッチング動作を用いるスイッチの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the switch using the switching operation | movement which translates at least to a horizontal direction. 少なくとも横方向に平行移動するコアを有する三路スイッチの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the three-way switch which has a core translated at least to a horizontal direction. コアに結合された少なくとも1つのミラー素子を含むスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。FIG. 6 illustrates an embodiment of a switching device that includes at least one mirror element coupled to a core. コアに結合された少なくとも1つのミラー素子を含むスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。FIG. 6 illustrates an embodiment of a switching device that includes at least one mirror element coupled to a core. コアに結合された少なくとも1つのミラー素子を含むスイッチングデバイスの実施形態を例示する図である。FIG. 6 illustrates an embodiment of a switching device that includes at least one mirror element coupled to a core. コアに結合されたミラー素子の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the mirror element couple | bonded with the core.

本発明の実施形態は、小型、高信頼性、高速動作の、廉価で製造することができ、及び/または長い動作寿命をもたらす電気機械スイッチを含むスイッチに関するものである。コスト、電力、及びサイズの観点から、本発明の実施形態は、スイッチに対する構造上の要求を、少なくとも従来のスイッチに比べて低減または最小化する。電磁スイッチにおける負荷要求を低減することによって、例えば、電磁石をスイッチ内で動作させるのに必要なアンペアターン数を最小化することを助長することができる。スイッチに必要な材料の量も、低減することができることが有利である。さらに、本発明の実施形態は、非常な低電力を要して動作し、かつ構成部品の数を削減したスイッチに関するものである。   Embodiments of the present invention relate to switches, including electromechanical switches that are small, reliable, fast operating, inexpensive to manufacture, and / or provide long operating lifetimes. In terms of cost, power, and size, embodiments of the present invention reduce or minimize the structural requirements for switches at least as compared to conventional switches. By reducing the load demand on the electromagnetic switch, it can help to minimize the number of ampere turns required to operate the electromagnet in the switch, for example. Advantageously, the amount of material required for the switch can also be reduced. Furthermore, embodiments of the present invention relate to switches that operate with very low power and have a reduced number of components.

本明細書に開示するスイッチまたはスイッチングデバイスは、電気機械スイッチを含み、少なくとも流体、電気、空気、ミラー、及び/または光学用途に用いることができる。一般に、電気機械スイッチは、磁気装荷材料をリング及びプラグの形態にして形成される。次に、コイルを取り付けて、スイッチングデバイスを動作させるための磁界を与える。   The switches or switching devices disclosed herein include electromechanical switches and can be used for at least fluid, electrical, air, mirror, and / or optical applications. In general, electromechanical switches are formed in the form of rings and plugs of magnetically loaded material. Next, a coil is attached to provide a magnetic field for operating the switching device.

図1に、スイッチングデバイス100の一例を、スイッチングデバイスの透視図及び側面図を含めて例示する。このスイッチングデバイスは本体102を含み、本体102は、コア104及び筐体(ハウジング)106を含む。一例では、コア104用及び筐体106用の材料が共に、磁性材料、あるいは、磁性材料を含有する射出成形可能なプラスチックのような、磁化することのできる物質を含有する材料を含む。アルニコ、ネオジム、及びサマリウムコバルトが、材料の例である。射出成形ポリマーを、所望の材料特性に基づく%割合だけ充填することができることが多い。   FIG. 1 illustrates an example of a switching device 100 including a perspective view and a side view of the switching device. The switching device includes a main body 102, and the main body 102 includes a core 104 and a housing (housing) 106. In one example, both the material for the core 104 and the housing 106 include a material containing a magnetizable substance, such as a magnetic material or an injection moldable plastic containing the magnetic material. Alnico, neodymium, and samarium cobalt are examples of materials. Often, injection molded polymers can be filled in percentages based on the desired material properties.

筐体106は、形状を変化させることのできる外面または周囲を有する。例えば、外面の形状は、スイッチングデバイス100の使用法に応じて変化させることができる。外面(及び他の特徴)は、デバイスまたは製品の特定箇所に適合する形状にすることができる。   The housing 106 has an outer surface or a periphery that can change its shape. For example, the shape of the outer surface can vary depending on how the switching device 100 is used. The outer surface (and other features) can be shaped to fit a particular location on the device or product.

筐体106は一般に、コア104を受け入れる形状にされたキャビティ(空洞)118を含む。一般に、キャビティ118は円形断面を有し、コア104は円形断面を有する。コア104の断面は一般に、キャビティ118の断面より小さく、これにより、コア104がキャビティ118内に適合することができる。   The housing 106 generally includes a cavity 118 shaped to receive the core 104. Generally, the cavity 118 has a circular cross section and the core 104 has a circular cross section. The cross section of the core 104 is generally smaller than the cross section of the cavity 118 so that the core 104 can fit within the cavity 118.

その代わりに、筐体106とコア104との関係は、他の形態を採ることができる。一例では、筐体106を、キャビティ118を有するリング形にして、コア104がキャビティ118内を占めることができる。この例では、コア104を、筐体106の孔またはキャビティ118にほぼ適合するプラグとして見ることができる。しかし、図8に例示するように、コアはキャビティを完全に満たさなくてもよく、キャビティ内を横方向に平行移動することができる。より具体的には、コア104の長さをキャビティ118の長さに対して変化させることができる。本明細書でより詳細に説明するように、この長さの差を用いて、スイッチングデバイス100の1つ以上の異なる状態を実現することができる。   Instead, the relationship between the housing 106 and the core 104 can take other forms. In one example, the housing 106 can be ring-shaped with a cavity 118 and the core 104 can occupy the cavity 118. In this example, the core 104 can be viewed as a plug that generally fits into a hole or cavity 118 in the housing 106. However, as illustrated in FIG. 8, the core may not completely fill the cavity and can translate laterally within the cavity. More specifically, the length of the core 104 can be changed with respect to the length of the cavity 118. As described in more detail herein, this length difference can be used to realize one or more different states of the switching device 100.

しかし、筐体106の断面積は、キャビティ118の所ではコア104によってほぼ満たされ、従って、この意味では、コア104をプラグとして見ることができる。本明細書でより詳細に説明するように、コア104はキャビティ118内を横方向に移動することができる。コア104は、キャビティ118の長さより小さい長さを有することも、キャビティの長さより大きい長さを有することも、あるいはキャビティの長さと同じ長さを有することもできる。   However, the cross-sectional area of the housing 106 is almost filled by the core 104 at the cavity 118, so in this sense the core 104 can be viewed as a plug. As described in greater detail herein, the core 104 can move laterally within the cavity 118. The core 104 may have a length that is less than the length of the cavity 118, may have a length that is greater than the length of the cavity, or may have the same length as the length of the cavity.

代案実施形態では、筐体106内のキャビティとコア104の外形との関係を変化させることができ、互いに対応しないようにすることができる。例えば、キャビティ118及びコア104の各々が、円錐形状を有することができる。他の例では、キャビティ118は円筒形または管状にすることができるのに対し、コア104の形状は、部分的に管状または円筒形にし、部分的に円錐形にすることができる。コア104の管状または円筒形部分は、コア104をキャビティ118内で位置合わせしたままにすることができると共に、コア104の円錐形部分は、スイッチングデバイス100の制御点として用いることができる。コア104及びキャビティ118の各々が、それぞれの第1端から第2端にかけて可変の断面形状を有することができ、これらの断面形状が一致する所では、互いに対して回転することができる。   In an alternative embodiment, the relationship between the cavity in the housing 106 and the outer shape of the core 104 can be changed so that they do not correspond to each other. For example, each of the cavity 118 and the core 104 can have a conical shape. In other examples, the cavity 118 can be cylindrical or tubular, while the shape of the core 104 can be partially tubular or cylindrical and partially conical. The tubular or cylindrical portion of the core 104 can leave the core 104 aligned within the cavity 118, and the conical portion of the core 104 can be used as a control point for the switching device 100. Each of the core 104 and the cavity 118 can have a variable cross-sectional shape from the respective first end to the second end, and can rotate relative to each other where the cross-sectional shapes coincide.

少なくとも一実施形態では、筐体106内のキャビティ118の形状、及びコア104の形状によって、コアが非接触の境界面を提供することができ、これにより、スイッチを接触なしに封止することができる。例えば、コア104がキャビティ118内で回転することができるように、コア104及び筐体106を構成することができる。従って、コア104の表面は、筐体の、キャビティ118を規定する内壁に隣接する。しかし、コア104及び筐体106の磁界によって、コア104が磁極に従って自己整列することができる。以下でより詳細に説明するように、これにより、流体及び空気用途において、スイッチングデバイス100が非接触の封止を提供することができるが、これは一例に過ぎず限定ではない。   In at least one embodiment, the shape of the cavity 118 in the housing 106 and the shape of the core 104 can provide a non-contact interface for the core, thereby sealing the switch without contact. it can. For example, the core 104 and the housing 106 can be configured such that the core 104 can rotate within the cavity 118. Accordingly, the surface of the core 104 is adjacent to the inner wall of the housing that defines the cavity 118. However, the magnetic field of the core 104 and the housing 106 allows the core 104 to self-align according to the magnetic pole. As described in more detail below, this allows the switching device 100 to provide a contactless seal in fluid and air applications, but this is only an example and not a limitation.

上記磁界は、ほぼ非接触の境界面を提供するように設定することができることが有利である。以下で説明するように、コア104の周囲にギャップ116が存在する。こうしたコア104と筐体106との間の非接触の境界面によって、コア104が、筐体106内(またはキャビティ118内)を大幅に小さい摩擦で回転することができる。   Advantageously, the magnetic field can be set to provide a substantially non-contact interface. As will be described below, there is a gap 116 around the core 104. Such a non-contact interface between the core 104 and the housing 106 allows the core 104 to rotate in the housing 106 (or in the cavity 118) with significantly less friction.

コア104及び筐体106は、図1及び2では記号N(North:北)及びS(South:南)によって識別されるように整列した極108に従って、自然に配向する。図1は、自然状態にあるスイッチを例示し、コア104の磁極は、筐体106の対応する磁極に引き付けられている。自然状態では、スイッチングデバイス100は一般に給電されていない。   The core 104 and the housing 106 are naturally oriented according to the poles 108 aligned as identified by the symbols N (North) and S (South) in FIGS. FIG. 1 illustrates the switch in its natural state, with the magnetic poles of the core 104 being attracted to the corresponding magnetic poles of the housing 106. In the natural state, the switching device 100 is generally not powered.

図1はさらに、スイッチングデバイス100が、コイル110を有する電機子112を含むことができることを示す。電機子112及び/またはコイル110は一般に、スイッチングデバイス100の筐体106に固定されている。この接続は、一例として、機械的締め具(例えばネジ、ボルト)、エポキシ、溶接、等とすることができる。電機子112及びコイル110は、給電装置の例である。この給電装置は、筐体内に形成されたキャビティ内のコアの位置を制御することができる。この位置は、回転方向及び/または横方向に制御することができるが、これは一例に過ぎない。   FIG. 1 further illustrates that the switching device 100 can include an armature 112 having a coil 110. The armature 112 and / or the coil 110 is generally fixed to the housing 106 of the switching device 100. This connection can be, for example, a mechanical fastener (eg, screw, bolt), epoxy, welding, etc. The armature 112 and the coil 110 are examples of a power feeding device. This power supply apparatus can control the position of the core in the cavity formed in the housing. This position can be controlled rotationally and / or laterally, but this is only an example.

一例では、電機子112及び/またはコイル110が、筐体106の端部と係合するように構成されたキャップを含むことができる。筐体106は、キャップ内の相補的構造と係合する溝または他の構造を有して、キャップを固定することができ、従って、コイル110及び電機子112を定位置に固定することができる。これらの相補的な係合構造は、回転構造を有して、コア104及び筐体106に対する電機子112の配置が適正であることを保証して、スイッチングデバイス100の適切な動作を保証することもできる。電機子112は、筐体106と電機子112との間に置かれた感圧接着剤、UV硬化接着剤、等によって筐体106に取り付けることもできる。   In one example, armature 112 and / or coil 110 can include a cap configured to engage an end of housing 106. The housing 106 has a groove or other structure that engages a complementary structure in the cap to secure the cap and thus can secure the coil 110 and armature 112 in place. . These complementary engagement structures have a rotating structure to ensure proper placement of the armature 112 relative to the core 104 and the housing 106 to ensure proper operation of the switching device 100. You can also. The armature 112 can also be attached to the housing 106 with a pressure sensitive adhesive, a UV curable adhesive, or the like placed between the housing 106 and the armature 112.

コイル110が給電されると、N極及びS極114を電機子112内に生成することができる。コイル110が発生する磁力は、コアを自然状態104Aに保持するのに必要な磁気エネルギーを上回るように設計することが好ましい。コイル110に給電し、電機子112の磁界が十分になると、コア104がキャビティ118内で回転して、図2に例示する給電状態になる。   When the coil 110 is powered, N and S poles 114 can be generated in the armature 112. The magnetic force generated by the coil 110 is preferably designed to exceed the magnetic energy required to hold the core in the natural state 104A. When power is supplied to the coil 110 and the magnetic field of the armature 112 becomes sufficient, the core 104 rotates in the cavity 118 and enters the power supply state illustrated in FIG.

給電状態104Bでは、図2に示すように、コア104の磁極が、電機子112内に発生する磁極114と整列する。コイル110へのエネルギーが除去されると、これにより、電機子112が発生した磁界が除去されて、コア104及び筐体106の磁界が、コア104を、図1に示す自然状態に戻す。エネルギーがコイル110から除去されると、コア104がいずれかの向きに回転して、自然状態104Aに戻ることができる。その代わりに、コイル110が充電されると、コア104が1つの回転方向(例えば、時計回りまたは反時計回り)に回転し、コイル110が充電されていないと、他の回転方向に回転するように、コア104を構成することができる。他の態様では、コイルの充電中、充電状態、放電中、または非充電時に、コア104が常に一方向(例えば、時計回りまたは反時計回り)に回転するように、コア104を構成することができる。   In the power supply state 104B, the magnetic poles of the core 104 are aligned with the magnetic poles 114 generated in the armature 112, as shown in FIG. When the energy to the coil 110 is removed, the magnetic field generated by the armature 112 is thereby removed, and the magnetic field of the core 104 and the housing 106 returns the core 104 to the natural state shown in FIG. When energy is removed from the coil 110, the core 104 can rotate in either direction and return to the natural state 104A. Instead, the core 104 rotates in one rotational direction (eg, clockwise or counterclockwise) when the coil 110 is charged, and rotates in the other rotational direction when the coil 110 is not charged. In addition, the core 104 can be configured. In other aspects, the core 104 may be configured such that the core 104 always rotates in one direction (eg, clockwise or counterclockwise) while the coil is being charged, charged, discharged, or not charged. it can.

一例では、筐体106が通常、定位置に保持されるか固定されるのに対し、コア104は、電機子112内に発生する磁界114に対してその位置を変化させることができる。従って、本体102または筐体106は、装置の表面に接続する手段を含むことができる。その代わりに、筐体106が自由に動く(例えば回転する)のに対し、コア104を固定することができる。この例では、本明細書で説明するように、磁界が加わることに応答して、コア104が筐体106内で回転するように、コア104を構成することができる。   In one example, the housing 106 is typically held or fixed in place while the core 104 can change its position relative to the magnetic field 114 generated in the armature 112. Accordingly, the body 102 or housing 106 can include means for connecting to the surface of the device. Instead, the core 104 can be fixed while the housing 106 moves freely (eg, rotates). In this example, the core 104 can be configured such that the core 104 rotates within the housing 106 in response to the application of a magnetic field, as described herein.

例えば、1つのコイル/電機子が、コア104を45度回転させる(さもなければ、コア104を移動または平行移動させる)ことができるのに対し、他のコイル/電機子が給電されると、コア104を90度回転させることができる。コイル104及び筐体106に対するコイル/電機子の配向によって、他の動き、あるいは他の変位または回転の度合いを実現することができることは、当業者にとって明らかである。前述したように、コア104は、加えられる磁力に応じていずれの向きにも回転することができる。   For example, one coil / armature can rotate the core 104 45 degrees (otherwise moving or translating the core 104) while another coil / armature is powered The core 104 can be rotated 90 degrees. It will be apparent to those skilled in the art that other movements, or other degrees of displacement or rotation, can be achieved by the orientation of the coil / armature with respect to the coil 104 and the housing 106. As described above, the core 104 can rotate in either direction depending on the applied magnetic force.

さらに、本発明の実施形態は、複数のコイル及び複数の電機子が、コア104を指定量だけ回転させることを考えることができる。例えば、種々の電機子を配置して、コア104を段階的に(30度ステップ、45度ステップ、等で)回転させることができるが、これは一例に過ぎず限定ではない。指定の回転角は、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、及び90度、あるいはその間の任意の角度とすることができる。本発明の実施形態はさらに、筐体106に対するコア104の回転移動及び/または平行移動の両者を考えることができる。   Furthermore, embodiments of the present invention can contemplate that multiple coils and multiple armatures rotate the core 104 by a specified amount. For example, various armatures can be arranged and the core 104 can be rotated stepwise (in 30-degree steps, 45-degree steps, etc.), but this is only an example and is not limiting. The specified rotation angle is 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, and 90 degrees, or any angle in between It can be. Embodiments of the present invention can further contemplate both rotational and / or translational movement of the core 104 relative to the housing 106.

他の実施形態では、コイル110に供給されるエネルギーを制御することができる。図1及び2に例示するように、電機子112は、コア104を約90度回転させるように構成される。コイル110に供給されるエネルギーを変化させることによって、コア104の回転を制御することができる。その結果、コア104を、0度と約90度との間の任意の位置まで回転させることができる。一部の例では、これにより、スイッチングデバイス100が流量を可変様式で制御することができるが、これは一例に過ぎず限定ではない。その代わりに、コア104の回転を可変制御する能力によって、スイッチングデバイス100が、異なる位置での電気接続用の複数の接点を提供することができる。従って、コア104(及び/または筐体106)の回転は、可変的に給電されるコイルを用いて、及び/または複数の電機子の使用によって実現することができる。   In other embodiments, the energy supplied to the coil 110 can be controlled. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the armature 112 is configured to rotate the core 104 about 90 degrees. By changing the energy supplied to the coil 110, the rotation of the core 104 can be controlled. As a result, the core 104 can be rotated to any position between 0 degrees and about 90 degrees. In some examples, this allows the switching device 100 to control the flow rate in a variable manner, but this is only an example and not a limitation. Instead, the ability to variably control the rotation of the core 104 allows the switching device 100 to provide multiple contacts for electrical connection at different locations. Thus, rotation of the core 104 (and / or the housing 106) can be achieved using a variably fed coil and / or by using multiple armatures.

前述したように、スイッチングデバイス100の実施形態は、複数の整列極108、114を含むことができる。複数の整列極は、間欠機能及び/または強化された整列を生み出すことができる。従って、本明細書に開示するスイッチまたはスイッチングデバイスは、自然状態104Aでは自動的に位置合わせされて、給電状態104Bのような給電状態に移行し、そして、エネルギーが除去された後に自然状態に戻る。コア104が筐体106内で自ずと位置合わせされることができ、筐体106は本来、円形とすることができるので、コア104は軸の周りに回転することができ、ほぼ摩擦なしの回転がもたらされる。   As previously described, embodiments of the switching device 100 can include a plurality of alignment poles 108, 114. Multiple alignment poles can produce intermittent function and / or enhanced alignment. Accordingly, the switch or switching device disclosed herein is automatically aligned in the natural state 104A, transitions to a power supply state, such as the power supply state 104B, and returns to the natural state after energy is removed. . Since the core 104 can be naturally aligned within the housing 106 and the housing 106 can be naturally circular, the core 104 can rotate around an axis and rotate with almost no friction. Brought about.

これに加えて、スイッチングデバイス100aは、コントローラを含むか、コントローラに動作的に結合することができ、このコントローラは、1つ以上の電機子112aのコイル110に供給される給電の量(例えば、電気の量)を制御する。電機子のみを用いると、このコントローラの制御下でコイルに供給されるエネルギーの量が給電の量を制御することができ、これにより、自然な磁性状態から給電中の磁性状態への変化の速度が制御される。給電状態が強いほど、自然な磁性状態から給電中の磁性状態への変化の速度が速く、これにより、コアの位置の、自然な磁性状態における自然位置から給電中の磁性状態における給電位置への変化が、より速くなる。前述したように、自然位置と給電位置との間の角度を90度にしつつ、複数の給電位置に対する角度または角度数を用いることができる。   In addition, the switching device 100a can include or be operatively coupled to a controller that can supply an amount of power (eg, for example) to the coil 110 of one or more armatures 112a. Control the amount of electricity). Using only the armature, the amount of energy supplied to the coil under the control of this controller can control the amount of power supply, which allows the rate of change from the natural magnetic state to the magnetic state during power supply. Is controlled. The stronger the power supply state, the faster the rate of change from the natural magnetic state to the magnetic state during power supply, which changes the core position from the natural position in the natural magnetic state to the power supply position in the magnetic state during power supply. Change is faster. As described above, the angle or the number of angles with respect to a plurality of power feeding positions can be used while the angle between the natural position and the power feeding position is 90 degrees.

コイルの給電を制御して給電磁性状態を生成するコントローラは、コアが自然位置から給電位置に変化することを促進する給電の持続時間を選択的に時間調整するように構成することができる。一部の例では、コントローラがコイルの給電を制御し、これにより、コアが自然位置から、電機子112の十分に給電された位置に完全に到達しないある任意または所定位置に変化し、そして、コントローラが給電を遮断し、これにより、コアが、上記十分に給電された位置まで完全に移動または回転しないある位置、例えばある角度で停止する。そして、選択的な「オン」、「オフ」、あるいはコイルに給電する電力を用いて、コアの位置の変化、例えば自然位置から任意または所定位置への変化、例えば任意角度または所定角度への変化を制御することができる。   The controller that controls the power supply of the coil to generate the power supply magnetic state can be configured to selectively time the duration of power supply that facilitates the core changing from the natural position to the power supply position. In some examples, the controller controls the power supply of the coil, thereby changing the core from a natural position to some arbitrary or predetermined position that does not fully reach the fully powered position of the armature 112, and The controller cuts off the power supply, which stops the core at a certain position, for example at an angle, that does not move or rotate completely to the fully powered position. Then, using selective “on”, “off”, or power supplied to the coil, a change in the position of the core, for example, a change from a natural position to an arbitrary or predetermined position, such as an arbitrary angle or a predetermined angle Can be controlled.

一実施形態では、コントローラがコア104を自然位置から任意の所定位置または角度まで任意のシーケンスで回転させるように、コントローラを構成することができる。例えば、コアを選択的に、0度(例えば、自然位置)から45度へ、30度から60度へ、45度から75度へ、そして90度まで回転させることができる。この選択的な回転は、0度から180度まで、さらには360度までの任意の角度シーケンスにすることもできる。   In one embodiment, the controller can be configured such that the controller rotates the core 104 in any sequence from a natural position to any predetermined position or angle. For example, the core can be selectively rotated from 0 degrees (eg, natural position) to 45 degrees, from 30 degrees to 60 degrees, from 45 degrees to 75 degrees, and up to 90 degrees. This selective rotation can be any angular sequence from 0 degrees to 180 degrees, or even 360 degrees.

図2Aに、破線で示す複数の電機子112aを含むスイッチングデバイス100aを例示する。ここで、各電機子112aは、電機子112と共に示したコイル(図示せず)を含む。これらのコイルは、電機子112用のコイル110と同じである。これらのコイルはすべて、前述した給電システムまたは給電コントローラと動作的に結合し、これにより電機子112aに給電して、その内部に磁極を生成することができる。図1及び2におけるように、スイッチングデバイス100aは、給電されると、筐体102の磁極に対してある角度に磁極を有する。例えば、第1電機子112は、給電されると、筐体102の磁極から90度の所に磁極を有することができる。従って、任意数の追加的電機子112aを、あらゆる所望の角度または角度の組合せの所に含むことができる。電機子間の角度の変化は、同じにすることも異ならせることもできる。例えば、図2Aに示すように、電機子112aは、0度、22.5度、45度、67.5度、及び90度の角度に存在することができ、これらは角度間の間隔を均等においている。しかし、これらの角度は、0度、35度、45度、60度、及び90度、あるいは他の角度間隔にすることもできる。これに加えて、具体的には図示していないが、これらの電機子は、0度から180度まで、さらには1度から360度まで、あるいは任意の角度、または角度間隔に配置することができる。また、同じ電機子を用いて、異なる角度を与えることができる。例えば、同じ電機子を90度用及び270度用に用いて、その極性を切り換えることができる。いずれにせよ、コア104が回転して、給電された電機子112aの磁極と整列することができる。なお、各電機子112aは、それ自身のコイル110及び給電部品を含むことができ、そして1つ以上のコントローラが給電を制御することができる。   FIG. 2A illustrates a switching device 100a including a plurality of armatures 112a indicated by broken lines. Here, each armature 112 a includes a coil (not shown) shown together with the armature 112. These coils are the same as the coil 110 for the armature 112. All of these coils can be operatively coupled to the power supply system or power supply controller described above, thereby supplying power to the armature 112a and generating magnetic poles therein. As shown in FIGS. 1 and 2, the switching device 100 a has a magnetic pole at an angle with respect to the magnetic pole of the housing 102 when supplied with power. For example, the first armature 112 can have a magnetic pole 90 degrees from the magnetic pole of the housing 102 when supplied with power. Thus, any number of additional armatures 112a can be included at any desired angle or combination of angles. The change in angle between the armatures can be the same or different. For example, as shown in FIG. 2A, the armature 112a can exist at angles of 0 degrees, 22.5 degrees, 45 degrees, 67.5 degrees, and 90 degrees, which are equally spaced between the angles. At. However, these angles can be 0 degrees, 35 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees, or other angular intervals. In addition, although not specifically shown, these armatures can be arranged from 0 degrees to 180 degrees, further from 1 degree to 360 degrees, or at an arbitrary angle or angular interval. it can. Also, different angles can be given using the same armature. For example, the same armature can be used for 90 degrees and 270 degrees and the polarity can be switched. In any case, the core 104 can rotate to align with the magnetic poles of the armature 112a that is fed. Note that each armature 112a can include its own coil 110 and power supply component, and one or more controllers can control power supply.

図2B〜2Dに、複数の電機子112の、筐体102及びコア104に対する異なる配置を例示する。ここでも、電機子112の配向及び相対回転を容易に見られるように、電機子112はコイルなしで示す。図2Bに、(例えば、前述したように互いに対して異なる角度にある)異なる電機子112を、筐体102を通して、あるいは各電機子間に筐体の一部分102を伴って示す。例えば、電機子112は、筐体102内のスリット111内に受け入れることができる。図2Cに、部材113によって分離されたすべての電機子112を一方の端に示し(例えば、部材113を用いて電機子112を互いに結合することができる)、部材113は、電機子112間にギャップ115を残している。部材113は、電気絶縁体または導電体とすることができる。図2Dに、すべての電機子112が互いに付着し、かつ筐体102に取り付けられた様子を示す。図2C及び2Dは共に、筐体102の他方の端が他の電機子112aを含み、この電機子は、90度の電機子または主電機子とすることができることを示す。   2B to 2D illustrate different arrangements of the plurality of armatures 112 with respect to the housing 102 and the core 104. Again, the armature 112 is shown without a coil so that the orientation and relative rotation of the armature 112 can be easily seen. FIG. 2B shows different armatures 112 (eg, at different angles to each other as described above) through the housing 102 or with a portion 102 of the housing between each armature. For example, the armature 112 can be received in the slit 111 in the housing 102. FIG. 2C shows all armatures 112 separated by member 113 at one end (eg, member 113 can be used to couple armatures 112 to each other), and member 113 is placed between armatures 112. A gap 115 is left. The member 113 can be an electrical insulator or a conductor. FIG. 2D shows a state in which all armatures 112 are attached to each other and attached to the housing 102. 2C and 2D both show that the other end of the housing 102 includes another armature 112a, which can be a 90 degree armature or a main armature.

一例では、コア104が、筐体106の内壁に触れずに回転することができる。このことは、電気機械スイッチを動作させるのに必要な電力の低電力化に寄与する。より具体的には、現在の製造法を用いて、コア104と筐体106との間のギャップ116を、厳しい許容誤差に合わせて制御することができる。スイッチングデバイス100内の磁力の性質により、コア104が、筐体106の回転中心軸に自然に位置合わせされることになる。この特徴を利用して、いくつかの用途向けの低電力精密スイッチまたはスイッチングデバイスを作り出すことができる。   In one example, the core 104 can rotate without touching the inner wall of the housing 106. This contributes to a reduction in the power required to operate the electromechanical switch. More specifically, the gap 116 between the core 104 and the housing 106 can be controlled to tight tolerances using current manufacturing methods. Due to the nature of the magnetic force in the switching device 100, the core 104 is naturally aligned with the rotation center axis of the housing 106. This feature can be used to create low power precision switches or switching devices for some applications.

例えば、スイッチングデバイス100は、ガスバルブ用途で採用することができる。この例では、厳しい製造公差を提供する能力が、スイッチングデバイス100からのガスの漏洩を防止することができる。例えば、コア104と筐体106との間のギャップ116を、図3に例示するように0.0001インチ≦D2−D1≦0.0003インチの関係にすることができれば、水素を除いたすべてのガスについて漏洩が発生しない。この例では、D2が筐体106内のキャビティの直径であり、D1がコア104の直径である。スイッチングデバイス100の複数の極に存在する平衡のとれた磁力により、コア104が自然に筐体106内の中心に来るので、ギャップ116は、コア104の周囲で一様になる   For example, the switching device 100 can be employed in gas valve applications. In this example, the ability to provide tight manufacturing tolerances can prevent gas leakage from the switching device 100. For example, if the gap 116 between the core 104 and the housing 106 can be in a relationship of 0.0001 inch ≦ D2−D1 ≦ 0.0003 inch as illustrated in FIG. 3, leakage occurs for all gases except hydrogen. Does not occur. In this example, D2 is the diameter of the cavity in the housing 106, and D1 is the diameter of the core 104. The gap 116 is uniform around the core 104 because the core 104 naturally centers in the housing 106 due to the balanced magnetic forces present at the poles of the switching device 100.

流体用途の一例では、ギャップ116が、D2−D1の関係を0.0001インチ未満に維持するように、ギャップ116を製造することができる。0.0001インチの下限は、水素ガスを封止するために許容される最大のギャップである。他のすべてのガスは通常、このギャップを0.0003インチの最大値に制限することによって封止することができる。液体用途では、流体の粘度を調整して、漏洩を防止するか動作を低速にすることができる。これに加えて、スイッチングデバイス(例えばバルブ)の動作面を疎液性に処理して、流体がギャップ116内に浸潤することを防止することができる。   In one example of a fluid application, the gap 116 can be manufactured such that the gap 116 maintains a D2-D1 relationship of less than 0.0001 inches. The lower limit of 0.0001 inches is the maximum gap allowed to seal hydrogen gas. All other gases can usually be sealed by limiting this gap to a maximum value of 0.0003 inches. In liquid applications, the viscosity of the fluid can be adjusted to prevent leakage or slow operation. In addition, the operating surface of the switching device (eg, a valve) can be treated to be lyophobic to prevent fluid from infiltrating into the gap 116.

図4に、(ガスのような)流体用途における電気機械スイッチ400の例を、透視図、及びポート孔418に沿った断面図で示す。スイッチ400はスイッチングデバイス100の例であり、筐体402及びコア404を含む。この例では、ポート孔418は、筐体406及びコア404を通して(例えば、その中心を通して)形成されている。この例では、ポート孔418が、コア404の回転軸にほぼ直交して通るが、ポート孔418は他の形態及び軸に配置することができる。   FIG. 4 shows an example of an electromechanical switch 400 in a fluid application (such as a gas) in a perspective view and a cross-sectional view along the port hole 418. The switch 400 is an example of the switching device 100 and includes a housing 402 and a core 404. In this example, the port hole 418 is formed through the housing 406 and the core 404 (eg, through its center). In this example, the port hole 418 passes substantially perpendicular to the axis of rotation of the core 404, but the port hole 418 can be arranged in other configurations and axes.

スイッチ400の「通常開放」の構成では、流体が、自然状態404Aまたはエネルギーオフ状態でバルブを自由に通って流れることができる。換言すれば、コア404は、流体がコア404内に形成された穴または孔を通って流れることができるように構成されているので、流体はポート孔418を通って流れることができる。   In the “normally open” configuration of switch 400, fluid can flow freely through the valve in a natural state 404A or in an energy off state. In other words, the core 404 is configured to allow fluid to flow through holes or holes formed in the core 404 so that fluid can flow through the port holes 418.

この例では、コイル410が給電されると、コア404が90度回転して給電状態404Bになり、これにより流体がスイッチ400を通って流れるのを阻止する。   In this example, when the coil 410 is energized, the core 404 is rotated 90 degrees to the energized state 404B, thereby preventing fluid from flowing through the switch 400.

スイッチ400の通常閉路の形態では、コア404の極が、スイッチ400の通常開放の形態におけるコア404の極に対して90度オフセットして、閉路されたパワーオフ(電源遮断)または自然状態となる。換言すれば、ポート孔418に対するコア404の極の配向が、コイル410にエネルギーが供給されない際にスイッチ400(例えばバルブ)が開くか閉じるかを決める。   In the normally closed configuration of the switch 400, the pole of the core 404 is offset by 90 degrees with respect to the pole of the core 404 in the normally open configuration of the switch 400, resulting in a closed power off (power shutdown) or natural state. . In other words, the orientation of the poles of the core 404 relative to the port hole 418 determines whether the switch 400 (eg, a valve) opens or closes when no energy is supplied to the coil 410.

ポート孔418のサイズは、所望の流れまたは流量に応じて変化させることができる。流量は、例えば、ポート孔418を形成する穴または孔のサイズによって制御することができる。   The size of the port hole 418 can be varied depending on the desired flow or flow rate. The flow rate can be controlled, for example, by the size of the hole or hole forming the port hole 418.

図5に、本明細書に開示するスイッチまたはスイッチングデバイスの実施形態において、流体の流れを制御するために用いることのできるコア500の他の例を示す。図5に例示するコア500は、低速の漏洩をもたらすことができる。こうしたコア500の例では、コア500がポート502及びポート504を含むことができる。   FIG. 5 illustrates another example of a core 500 that can be used to control fluid flow in an embodiment of a switch or switching device disclosed herein. The core 500 illustrated in FIG. 5 can provide low speed leakage. In such an example core 500, the core 500 may include a port 502 and a port 504.

例えば、スイッチ(例えばスイッチ400)が給電されると、流体がポート502を通って自由に流れることができる。エネルギーがスイッチから除去されると、スイッチがポート504を通る低速の漏洩をもたらし、流体の流れは、ポート孔502に比べて、より制限される。このことは、ガス状流体及び液状流体を含む種々の流体にとって有用であり得る。ポート504は0.1インチのオーダーの直径を有することができるのに対し、ポート502はより大きい直径を有することができるが、これは一例に過ぎず限定ではない。   For example, when a switch (eg, switch 400) is powered, fluid can flow freely through port 502. When energy is removed from the switch, the switch causes a slow leak through the port 504 and the fluid flow is more limited compared to the port hole 502. This can be useful for a variety of fluids including gaseous and liquid fluids. The port 504 can have a diameter on the order of 0.1 inches, whereas the port 502 can have a larger diameter, but this is only an example and not a limitation.

これに加えて、一例では、ポート502及び504は一般に、互いにほぼ直交して配置されている。さらに、コア500とスイッチの筐体との間のはめ合いまたはギャップは実質的に、位置合わせされていないポートから流体が通常、漏洩しないように構成されている。例えば、ポート504が、流体が流れるように位置合わせされると、ポート502と筐体の内壁との間の境界面が、この点におけるポート502からの流体のさらなる漏洩を防止する。   In addition, in one example, ports 502 and 504 are generally arranged substantially orthogonal to each other. In addition, the fit or gap between the core 500 and the switch housing is substantially configured so that fluid does not normally leak from unaligned ports. For example, when port 504 is aligned for fluid flow, the interface between port 502 and the inner wall of the housing prevents further leakage of fluid from port 502 at this point.

図6に、光学用途におけるスイッチ600の例を示す。スイッチ600は、スイッチングデバイス100の例である。この例では、球面レンズ602(または他の光学素子)を、コア606上の軸の中心に取り付けることができる。前述したバルブ設計上のポートと同様に、光ファイバ612をスイッチ600の筐体610内に挿入することができる。スイッチ600のコイルに給電することによって、レンズ602を位置614Aから位置614Bまで回転させて、光ファイバ612内を進む光を阻止する。磁力が、コア606を理想的な回転の中心に自然に位置決めして、位置合わせに関連する製造コストを大幅に低減する。前述したように、レンズ602または他の光学アセンブリをコア606内に配置して、コイルの給電状態が光を通すか阻止するようにすることができる。   FIG. 6 shows an example of the switch 600 in an optical application. The switch 600 is an example of the switching device 100. In this example, a spherical lens 602 (or other optical element) can be attached to the center of the axis on the core 606. Similar to the valve design port described above, the optical fiber 612 can be inserted into the housing 610 of the switch 600. By supplying power to the coil of switch 600, lens 602 is rotated from position 614A to position 614B to block light traveling through optical fiber 612. The magnetic force naturally positions the core 606 at the center of ideal rotation, greatly reducing the manufacturing costs associated with alignment. As described above, a lens 602 or other optical assembly can be placed in the core 606 so that the coiled state can pass or block light.

図7に、電気用途におけるスイッチ700の例を示す。スイッチ700は、スイッチングデバイス100の例である。前述したように、コア702が回転すると、接点706が所望の擦り動作または他の種の機械的係合で係合して、電気接続を確立する。モータの固定子と同様に、電気スイッチはバネ708の設計を含んで、接点706を係合させて閉じた状態に保つ。こうした設計は、スイッチ700を動作させるために、より大きい電力を必要とする。電気接続を維持するために電力を必要とするバネの設計も、電力を必要としないバネの設計も、作り出すことができる。   FIG. 7 shows an example of a switch 700 for electrical use. The switch 700 is an example of the switching device 100. As previously described, as the core 702 rotates, the contacts 706 engage with a desired rubbing action or other type of mechanical engagement to establish an electrical connection. Similar to the motor stator, the electrical switch includes a spring 708 design to keep the contacts 706 engaged and closed. Such a design requires more power to operate the switch 700. Both spring designs that require power to maintain an electrical connection and spring designs that do not require power can be created.

図8に、スイッチ800の他の例を示し、これはスイッチングデバイス100の例である。スイッチ800は、筐体802及びコア814を含む。しかし、この例では、コア814が筐体802のキャビティ内で横方向に平行移動することができるような長さを、コア814が有する。この例では、磁界812で示すように、磁界は筐体802及びコア814の端部にある。   FIG. 8 shows another example of the switch 800, which is an example of the switching device 100. The switch 800 includes a housing 802 and a core 814. However, in this example, the core 814 has such a length that the core 814 can translate laterally within the cavity of the housing 802. In this example, the magnetic field is at the ends of the housing 802 and the core 814 as indicated by the magnetic field 812.

コイル及び電機子(まとめて804)が給電されない際には、コア814が筐体802内で自然状態にある。コア814は、筐体802内のキャビティの長さに比べて短い長さを有するので、コア814の自然状態810は、スイッチ800の磁界812に従って自ずと、筐体802のキャビティ内の中心に来る。   When the coil and armature (collectively 804) are not powered, the core 814 is in a natural state within the housing 802. Since the core 814 has a length that is shorter than the length of the cavity in the housing 802, the natural state 810 of the core 814 naturally follows the magnetic field 812 of the switch 800 at the center in the cavity of the housing 802.

図8には、コイル804が給電された際の引き(プル)状態808を例示する。スイッチ800は、押し(プッシュ)状態822に入ることもできる。引き状態808では、コイル804が発生する磁界がコア814を引き付け、筐体802及びコア814の磁界を上回って、コア814を、スイッチ800のコイル/電機子804側の端部に向けて引く。もちろん、コイル/電機子804は、押し状態822で示すように、コア814を押しやる磁界を発生するように構成することもできる。   FIG. 8 illustrates a pull state 808 when the coil 804 is supplied with power. The switch 800 can also enter a push state 822. In the pulled state 808, the magnetic field generated by the coil 804 attracts the core 814, exceeds the magnetic field of the housing 802 and the core 814, and pulls the core 814 toward the end of the switch 800 on the coil / armature 804 side. Of course, the coil / armature 804 can also be configured to generate a magnetic field that pushes the core 814, as shown by the pushed state 822.

前述したように、図8に例示するスイッチ800は、ギャップを有することもでき、そして、流体用途、空気用途、電気用途、光学用途、等において動作させることができる。具体的には、アイテム816及び818は、接点、ポート、光ファイバ等、あるいはその任意の組合せとすることができる。本明細書で前述したように、コア814も同様に、光学素子、接点、孔、等で構成することができる。1つ以上の追加的アイテム(ポート、接点、等)が、コア814の背後に存在することができる。   As described above, the switch 800 illustrated in FIG. 8 can also have a gap and can be operated in fluid applications, pneumatic applications, electrical applications, optical applications, and the like. Specifically, items 816 and 818 can be contacts, ports, optical fibers, etc., or any combination thereof. As previously described herein, the core 814 can similarly be comprised of optical elements, contacts, holes, and the like. One or more additional items (ports, contacts, etc.) can exist behind the core 814.

図8は、コア814がアイテム816と818との間にあることを例示しているが、コア814は、自然状態810時に少なくとも一方のアイテムがコア814によって覆われるような長さを有する(あるいは、そのようにアイテム816及び818を配置する)ことができる。本開示により、自然状態または給電状態のいずれかにおいて、コア814がこれらのアイテムの1つ以上を覆うか、これに接触するか、これと相互作用すべく、コア814を配置できるように、アイテム816及び818を構成することができることは、当業者にとって明らかである。   8 illustrates that the core 814 is between items 816 and 818, the core 814 has a length such that at least one item is covered by the core 814 in the natural state 810 (or , So arrange items 816 and 818). In accordance with the present disclosure, the item can be positioned so that the core 814 can cover, touch, or interact with one or more of these items, either in a natural state or in a powered state. It will be apparent to those skilled in the art that 816 and 818 can be configured.

さらに、コイル/電機子804が発生する磁界を反転させて、少なくとも3つの状態を可能にすることができる。その結果、アイテム816及び818を共に、自然状態で開くことができるか、あるいは、給電状態で例示するように、アイテム816及び818の一方を覆うことができる。   Further, the magnetic field generated by the coil / armature 804 can be reversed to allow at least three states. As a result, items 816 and 818 can both be opened in the natural state, or one of items 816 and 818 can be covered, as illustrated in the powered state.

図9に、三路スイッチとすることのできるスイッチ900の例を示す。スイッチ900は、スイッチ800の例である。スイッチ900に給電して、コア814を、筐体802のキャビティ内の異なる位置まで押すか引くことによって、図9のスイッチで少なくとも3つの状態を実現することができる。コア814によって、アイテム816、818、及び820を異なる形態に接続することができる。例えば、コア814がアイテム820と818とを接続するか、アイテム816と820とを接続するか、あるいはアイテム816、818、及び820のいずれも接続しないことができる。   FIG. 9 shows an example of a switch 900 that can be a three-way switch. Switch 900 is an example of switch 800. By supplying power to the switch 900 and pushing or pulling the core 814 to different positions within the cavity of the housing 802, at least three states can be achieved with the switch of FIG. Core 814 allows items 816, 818, and 820 to be connected in different configurations. For example, the core 814 can connect the items 820 and 818, the items 816 and 820, or none of the items 816, 818, and 820.

本明細書で説明するスイッチまたはスイッチングデバイスは、ポートを封止する負荷状態(例えば、機械的拘束、等のようにポートが封止される際に発生する負荷)により劣化または摩耗する部品を有しないことができる。一部の実施形態では、コアと筐体との間の境界面が非接触であり、磁界によってコアが自動的に位置合わせされる。   The switches or switching devices described herein have components that degrade or wear due to load conditions that seal the port (eg, loads that occur when the port is sealed, such as mechanical constraints). Can not. In some embodiments, the interface between the core and the housing is non-contact and the core is automatically aligned by the magnetic field.

これに加えて、動きに抵抗がないか抵抗が最小であり、構造的負荷が最小であるこれらのスイッチは、摩擦なしかほぼ摩擦なしであり、低電力または超低電力モードで動作することができる。さらに、これらのスイッチは磁界を用いて自己整列する。また、これらのスイッチは、より廉価に製造することができる。本発明の一部の実施形態は、スイッチを開くか閉じるために必要な電磁力を増加させるバネをなくす。   In addition, these switches that have no or minimal resistance to movement and minimal structural load can operate in low power or ultra-low power modes with little or no friction. it can. In addition, these switches self-align using a magnetic field. Also, these switches can be manufactured at a lower cost. Some embodiments of the present invention eliminate a spring that increases the electromagnetic force required to open or close the switch.

図10A〜10Bに、コア104に取り付けたミラー素子を含むスイッチングデバイスの実施形態を例示する。ここでも、見やすくするために、電機子112はコイルなしで示している。コア104が回転すると、ミラー150が回転する。このことは、走査法において、レーザーをミラー150に指向させる際に用いることができる。従って、スイッチングデバイスは、これと動作的に結合されたレーザーを含むことができる。また、このスイッチングデバイスは、走査装置のような装置内に含めることができ、この装置もレーザーを含む。さらに、複数のミラー素子150がコア104に結合される際に、このスイッチングデバイスを有する装置は複数のレーザーを含むことができる。図10Aは、コア104の端部にある1つのミラー素子150を示す。図10Bは、筐体102内のギャップ152に露出したコア104の中央位置にあるミラー素子150を示す。本明細書で説明するように、ギャップ152はスリットとすることもでき、筐体102は、一体化された単一の筐体102とすることも、一緒に結合された2つ以上の筐体部材102とすることもできる。複数の中間または中央ミラー素子150を、筐体102内の単一コア上で、ミラー素子150毎にギャップ152を伴って用いることができる。図10Cは、コア104の各端部にあるミラー素子150、及び筐体102の中央にあり、筐体102内のギャップ152に露出した1つのミラー素子150を示す。   10A-10B illustrate an embodiment of a switching device that includes a mirror element attached to a core 104. FIG. Again, the armature 112 is shown without a coil for ease of viewing. When the core 104 rotates, the mirror 150 rotates. This can be used when directing the laser to the mirror 150 in the scanning method. Thus, the switching device can include a laser operatively coupled thereto. The switching device can also be included in a device such as a scanning device, which also includes a laser. Furthermore, when a plurality of mirror elements 150 are coupled to the core 104, an apparatus having this switching device can include a plurality of lasers. FIG. 10A shows one mirror element 150 at the end of the core 104. FIG. 10B shows the mirror element 150 at the center position of the core 104 exposed in the gap 152 in the housing 102. As described herein, the gap 152 can also be a slit, and the housing 102 can be a single integrated housing 102 or two or more housings joined together. The member 102 can also be used. Multiple intermediate or central mirror elements 150 can be used with a gap 152 for each mirror element 150 on a single core in the housing 102. FIG. 10C shows a mirror element 150 at each end of the core 104 and one mirror element 150 at the center of the housing 102 and exposed to a gap 152 in the housing 102.

ミラー素子150は、所望通りの任意形状に構成することができ、あるいは、レーザー光のような光を反射する1つ以上の反射面を含むことができる。図11に、1つ以上のミラー面を有するミラー素子150の可能な構成及び形状の少数のサンプルを例示する。ミラー素子150aは、3つのミラー面を有する三角形部材であり、ここではコア104がミラー素子の中心に配置されている。ここでは、3つの面のすべてが平面であるが、1つの面を平面にし、1つの面を凹面にし、1つの面を凸面にすることができる。ミラー素子150は、1つ、2つ、または3つのレーザーと共に、単一または複数の走査用途に用いることができる。図11は、1つのミラー面を有し、反対側の面がコア104に結合された平面ミラー素子150bも示し、ここではコア104が回転すると、ミラー面が回転して、入射レーザーの反射角を変化させる。図11は、台形ミラー素子150cも示し、ここではコア104が面内に配置され、埋め込まれている。台形ミラー素子150cは、1つ上のミラー面を含むことができる。図11は、楕円形ミラー素子150dも示し、ここではコア104が中心に配置されている。楕円形のコア104は、面の選択した部分で選択的に回転して、光の反射角を変化させることができる。   The mirror element 150 can be configured in any desired shape, or can include one or more reflective surfaces that reflect light, such as laser light. FIG. 11 illustrates a few samples of possible configurations and shapes of mirror elements 150 having one or more mirror surfaces. The mirror element 150a is a triangular member having three mirror surfaces. Here, the core 104 is arranged at the center of the mirror element. Here, all three surfaces are flat surfaces, but one surface can be a flat surface, one surface can be a concave surface, and one surface can be a convex surface. The mirror element 150 can be used with one, two, or three lasers for single or multiple scanning applications. FIG. 11 also shows a planar mirror element 150b having one mirror surface and the opposite surface coupled to the core 104. Here, when the core 104 rotates, the mirror surface rotates and the reflection angle of the incident laser To change. FIG. 11 also shows a trapezoidal mirror element 150c, in which the core 104 is disposed and embedded in the plane. The trapezoidal mirror element 150c can include one more mirror surface. FIG. 11 also shows an elliptical mirror element 150d, where the core 104 is centered. The elliptical core 104 can be selectively rotated at selected portions of the surface to change the light reflection angle.

これに加えて、スイッチングデバイスを機械部品に装着して、この機械部品が、スイッチングデバイスを1つ以上の方向に移動させることができる。例えば、スイッチングデバイスをレールに装着して、このレールが、スイッチングデバイスを、中心キャビティ長軸(キャビティの中心軸である長軸)に沿った方向に摺動させることができる。機械装置がスイッチングデバイスを横方向、並びに上下に移動させることもできる。任意方向の任意の機械的移動を用いることができる。例えば、走査装置の際には、コアがミラーを回転させ、機械部品がスイッチングデバイスを移動させて、品物を左右に、及び上から下まで走査することができる。   In addition, the switching device can be mounted on a mechanical component, which can move the switching device in one or more directions. For example, the switching device can be mounted on a rail, which can slide the switching device in a direction along the central cavity major axis (the major axis that is the central axis of the cavity). The mechanical device can also move the switching device laterally as well as up and down. Any mechanical movement in any direction can be used. For example, in the case of a scanning device, the core can rotate the mirror and the mechanical component can move the switching device to scan the item from side to side and from top to bottom.

一実施形態では、スイッチングデバイスが:筐体と;コアと;電機子と;コイルとを含むことができ、筐体は、キャビティを規定する本体を有し、このキャビティは、本体内に形成され、円形の断面形状を有し、この断面形状上の第2キャビティ横軸と交差して直交する第1キャビティ横軸を有し、かつ第1キャビティ横軸及び第2キャビティ横軸と交差して直交する中心キャビティ長軸を有し、第1キャビティ横軸は、中心キャビティ長軸をはさんで対向する筐体磁極の所で筐体の本体と交差し、コアは、キャビティ内に配置され、キャビティの断面形状より小さくキャビティの断面形状と一致する(相似の)断面形状を有する本体を有して、中心コア長軸(コアの中心軸である長軸)が中心キャビティ長軸と整合し、コアの本体と筐体の本体との間に環状のギャップが存在し、コアの本体は、コア横軸上で対向するコア磁極を有し、これらのコア磁極は、自然な磁性状態時に筐体磁極と磁気整列し、電機子は筐体と接続されて、対向する電機子磁極が第2キャビティ横軸上に整列し、コア磁極は、給電された磁性状態時に電機子磁極と磁気整列し、コイルは、対向する電機子磁極間で電機子に巻かれ、コイルが給電されると、コイルが電機子内に磁界を発生させて、電機子がコアを、自然な磁性状態から給電中の磁性状態まで回転させて、コイルが給電されない際に、コアは自然な磁性状態に戻る。   In one embodiment, the switching device can include: a housing; a core; an armature; and a coil, the housing having a body defining a cavity, the cavity formed in the body. Having a circular cross-sectional shape, having a first cavity horizontal axis orthogonal to the second cavity horizontal axis on the cross-sectional shape, and intersecting the first cavity horizontal axis and the second cavity horizontal axis The central cavity major axis is orthogonal, the first cavity horizontal axis intersects the body of the housing at the housing pole opposite the central cavity major axis, and the core is disposed within the cavity; Having a body having a (similar) cross-sectional shape that is smaller than the cross-sectional shape of the cavity and coincides with the cross-sectional shape of the cavity, the central core long axis (the long axis that is the central axis of the core) is aligned with the central cavity long axis Core body and housing An annular gap exists between the body and the core body has core poles opposed on the horizontal axis of the core, and these core poles are magnetically aligned with the housing poles in a natural magnetic state. The child is connected to the housing, the opposing armature magnetic poles are aligned on the second cavity horizontal axis, the core magnetic pole is magnetically aligned with the armature magnetic poles in the magnetic state of power supply, and the coil is the opposing armature When the coil is fed between the magnetic poles and the coil is fed, the coil generates a magnetic field in the armature, and the armature rotates the core from the natural magnetic state to the magnetic state being fed, and the coil When is not powered, the core returns to its natural magnetic state.

一実施形態では、スイッチングデバイスが:磁性材料製の筐体と;磁性材料で形成されたコアとを含むことができ;筐体とコアは、磁性材料の極性によって自動的に位置合わせされて自然状態に至る。   In one embodiment, the switching device can include: a housing made of magnetic material; a core made of magnetic material; the housing and core are automatically aligned and naturally aligned by the polarity of the magnetic material To the state.

一実施形態では、スイッチングデバイスが、電機子内に発生した磁界を含むことができ、この磁界は、コアを自然な磁性状態から給電中の磁性状態に移動させるのに十分なほど強力である。   In one embodiment, the switching device can include a magnetic field generated in the armature, which is strong enough to move the core from the natural magnetic state to the magnetic state being fed.

一実施形態では、スイッチングデバイスがコアを含むことができ、このコアは、自然な磁性状態から給電中の磁性状態まで回転する際に、約90度、あるいは90度までの任意角度だけ回転することができる。即ち、磁石を任意の角度に設定して、任意の回転角にすることができる。   In one embodiment, the switching device can include a core that rotates by about 90 degrees, or any angle up to 90 degrees, when rotating from the natural magnetic state to the magnetic state being fed. Can do. In other words, the magnet can be set at an arbitrary angle to have an arbitrary rotation angle.

一実施形態では、スイッチングデバイスが、コア全体と筐体との間にギャップを含むことができる。コアは、キャビティ内で、キャビティ長軸及び接面(対向する面)と中心が合う。コアと筐体は、自然な磁性状態及び給電中の磁性状態で、ほぼ非接触または完全に非接触にすることができる。このため、上記環状のギャップは、約0.0001インチ〜0.0003インチの範囲内にすることができる。また、上記環状のギャップは、0.0001インチ以下にすることができる。   In one embodiment, the switching device can include a gap between the entire core and the housing. The core is centered within the cavity with the cavity major axis and the tangential surface (opposite surface). The core and the housing can be substantially non-contact or completely non-contact in a natural magnetic state and a magnetic state during power feeding. Thus, the annular gap can be in the range of about 0.0001 inches to 0.0003 inches. The annular gap can be 0.0001 inches or less.

一実施形態では、スイッチングデバイスが、筐体内に形成された筐体ポートを含むことができ、この筐体ポートは、自然な磁性状態または給電中の磁性状態のいずれかである際に、コア内に形成されたコアポートと整列し、他方の磁性状態では整列しない。筐体ポート及びコアポートは、流体用途、空気用途、または光学用途のうちの一用途向けに構成することができる。例えば、筐体ポートとコアポートとが整列していない際に、非接触の封止を筐体ポートにもたらすことができる。   In one embodiment, the switching device can include a housing port formed in the housing, which housing port is in the core when in either the natural magnetic state or the magnetic state during power feeding. Aligned with the core port formed in the other, not aligned in the other magnetic state. The housing port and the core port can be configured for one of a fluid application, a pneumatic application, or an optical application. For example, a contactless seal can be provided to the housing port when the housing port and the core port are not aligned.

一実施形態では、スイッチングデバイスが、コアポート内に配置された光学素子を含むことができる。この光学素子は任意の光学素子、例えば光ファイバ、レンズ、コリメータ、プリズム、等とすることができる。筐体ポートとコアポートとが整列すると、自然状態または給電状態の一方において、光がコアポートを通過し、コアポートが筐体ポートと整列しない際には、光はコアポートを通過しない。   In one embodiment, the switching device can include an optical element disposed in the core port. The optical element can be any optical element, such as an optical fiber, lens, collimator, prism, or the like. When the housing port and the core port are aligned, light passes through the core port in one of a natural state or a power supply state, and when the core port does not align with the housing port, the light does not pass through the core port.

一実施形態では、自然状態時または給電状態時にコアポートが筐体ポートと自己整列するように、コアポートを構成することができる。自己整列を行う能力のために、磁場配置を適応させることができる。   In one embodiment, the core port can be configured such that the core port is self-aligned with the housing port when in a natural state or in a powered state. Due to the ability to perform self-alignment, the magnetic field configuration can be adapted.

一実施形態では、コアの表面、及び/または筐体のキャビティの内壁面を、疎液性に処理することができる。   In one embodiment, the surface of the core and / or the inner wall of the cavity of the housing can be treated lyophobically.

一実施形態では、コアが電気接点を含むことができ、これらの電気接点は、筐体に装着された対応する電気接点と電気的に係合する。このことは、コアが電気用途向けに構成されている際に有益であり得る。自然状態または給電状態の一方、あるいはこれらの間の状態である際に、こうした電気的係合を促進することができる。   In one embodiment, the core can include electrical contacts that are electrically engaged with corresponding electrical contacts mounted on the housing. This can be beneficial when the core is configured for electrical applications. Such electrical engagement can be facilitated when in one of the natural state, the power supply state, or between them.

一実施形態では、コアの長軸(縦)方向の長さを、筐体の長軸方向の長さ未満にすることができる。これにより、磁界がコアをキャビティ内で押すか引くことができる。コアは、その電子状態に応じて、押しから引きへと振動することができる。   In one embodiment, the length in the major axis (vertical) direction of the core can be less than the length in the major axis direction of the housing. This allows the magnetic field to push or pull the core within the cavity. The core can vibrate from push to pull depending on its electronic state.

一実施形態では、スイッチングデバイスが:筐体と;細長いコアと、少なくとも1つの給電装置を含むことができ、筐体は、細長いキャビティを規定する本体を有し、この細長いキャビティは、本体内に形成され、円形の断面形状を有し、細長いキャビティの両端にあって対向する筐体磁極間に延びる中心筐体長軸(筐体の中心軸である長軸)を有し、細長いコアは、キャビティ内に配置され、キャビティの断面形状より小さくキャビティの断面形状と一致する(相似の)断面形状を有する本体を有して、中心コア長軸が中心キャビティ長軸と整合し、コアの本体と筐体の本体との間に環状のギャップが存在し、コアの本体は、両端で対向するコア磁極を有し、これらのコア磁極は、筐体磁極と磁気整列して、コアは、自然な磁性状態時に、自然な磁性状態位置にある筐体磁極間を中心とし、コアは、中心キャビティ長軸に沿って、引きの磁性状態位置へ、及び反対側の押しの磁性状態位置へ平行移動することができ、給電装置は、筐体のキャビティの少なくとも一方の端部に隣接し、コアの第1端部に動作的に結合され、給電装置は、キャビティ内のコアの位置を制御して、給電装置が給電されていない際には、コアが自然な磁性状態位置にあり、給電装置が引きの給電状態に給電されている際には、コアが、給電装置に近接した引きの磁性状態位置にあり、給電装置が押しの給電状態に給電されている際には、コアが、給電装置に対して末端の押しの磁性状態位置にある。   In one embodiment, the switching device can include: a housing; an elongate core, and at least one power supply, the housing having a body defining an elongate cavity, the elongate cavity being within the body. Formed and having a circular cross-sectional shape and having a central housing major axis (long axis which is the central axis of the housing) at both ends of the elongated cavity and extending between opposing housing magnetic poles, and the elongated core is a cavity A body having a cross-sectional shape that is smaller than the cross-sectional shape of the cavity and matches (similar to) the cross-sectional shape of the cavity, the central core long axis being aligned with the central cavity long axis, and the core body and housing There is an annular gap between the body body, the core body has core poles facing each other at both ends, these core poles are magnetically aligned with the housing poles, and the core is a natural magnetic During the state Centered between the magnetic poles in the magnetic state position, the core can translate along the central cavity major axis to the pulling magnetic state position and to the opposite pushing magnetic state position, The power feeding device is adjacent to at least one end of the cavity of the housing and is operatively coupled to the first end of the core. The power feeding device controls the position of the core in the cavity so that the power feeding device feeds power. The core is in the natural magnetic state position when not being fed, and the core is in the pulling magnetic state position close to the power feeding device when the power feeding device is being fed to the pulling power feeding state. When the device is being fed into the push feed state, the core is in the push push magnetic state position relative to the feed device.

一実施形態では、コアが、流体素子、光学素子、電気素子、またはミラー素子の少なくとも1つを含むことができる。これらの素子は、コア上の任意の位置、例えば、コアの、筐体から延びる部分上に配置することができる。また、筐体は、こうした素子と整列するスリットを含むことができる。給電装置は、コアの位置を制御して、素子の状態を変化させることができる。即ち、給電装置を制御して、給電装置が、筐体に対する流体素子、光学素子、ミラー素子、または電気素子の位置を制御することができる。コアの位置の変化によって、素子の位置を変化させることができる。   In one embodiment, the core can include at least one of a fluidic element, an optical element, an electrical element, or a mirror element. These elements can be arranged at any position on the core, for example, on a portion of the core extending from the housing. The housing can also include slits that align with such elements. The power feeding device can change the state of the element by controlling the position of the core. That is, by controlling the power supply device, the power supply device can control the position of the fluid element, the optical element, the mirror element, or the electric element with respect to the housing. The position of the element can be changed by changing the position of the core.

一実施形態では、コア及びキャビティの各々が円形断面を有することができ、コアはキャビティとの非接触境界面を有する。回転コアではなく摺動コアである際には、コア及びキャビティが、一致する(相似の)、多角形、楕円形、または回転せずに長軸に沿った直線平行移動を可能にする他の断面形状を有することができる。   In one embodiment, each of the core and the cavity can have a circular cross section, and the core has a non-contact interface with the cavity. When a sliding core rather than a rotating core, the core and cavity are coincident (similar) polygons, ellipses, or other that allow linear translation along the major axis without rotation. It can have a cross-sectional shape.

一実施形態では、コアの長さがキャビティの長さより短い。他の実施形態では、コアの長さがキャビティの長さと同じであり、これによりコアの表面と筐体の表面とが整列する。他の実施形態では、コアの長さがキャビティの長さより長く、これによりコアがキャビティから突出する。   In one embodiment, the length of the core is shorter than the length of the cavity. In other embodiments, the length of the core is the same as the length of the cavity, thereby aligning the surface of the core with the surface of the housing. In other embodiments, the length of the core is longer than the length of the cavity, which causes the core to protrude from the cavity.

一実施形態では、給電装置がコイルに給電して、筐体に接続された電機子内に磁界を発生して、コアと自然に整列する筐体の磁極の強度を上回る。給電されたコイルはコアの移動を促進して、コアをキャビティ内の引きの磁性状態位置または押しの磁性状態位置に移動させる。引きの磁性状態または押しの磁性状態は、自然状態と異ならせることができる。コイルが給電されていない際には、コアを自然状態にすることができる。   In one embodiment, the feeding device feeds the coil and generates a magnetic field in the armature connected to the housing, exceeding the strength of the magnetic poles of the housing that naturally align with the core. The supplied coil facilitates the movement of the core and moves the core to the pulling magnetic state position or the pushing magnetic state position in the cavity. The magnetic state of pulling or the magnetic state of pushing can be different from the natural state. When the coil is not powered, the core can be in a natural state.

一実施形態では、筐体及び/またはコアが磁性材料を含むことができる。これにより、自然状態時に、コアと筐体とが磁気で引き付けられて、コアと筐体とが自然に位置合わせされ、自然状態とは、自然な磁気整列である。   In one embodiment, the housing and / or core can include a magnetic material. Thereby, in the natural state, the core and the housing are attracted by magnetism, and the core and the housing are naturally aligned, and the natural state is a natural magnetic alignment.

一実施形態では、給電装置または複数の給電装置が、コアをキャビティに対する複数の位置に移動させるように、これらの給電装置を構成することができる。一実施形態では、本明細書で説明するように、コアが複数の孔を含むことができ、これらの孔はポートとして使用することができる。各孔またはポートは、スイッチングデバイスを通る流体の異なる流量用に寸法決めするか、さもなければ構成することができる。また、異なる孔が異なる素子、例えば異なる光学素子、異なる電気素子、または異なるミラー素子を含むことができる。異なる光学素子は、光を通して伝搬させる様式を異ならせることができる。異なる電気素子は、例えば、異なる抵抗率、インピーダンス、または他の電気的パラメータを有することができる。異なるミラー素子は、平面、凹面、または凸面とすることができる。   In one embodiment, these power supply devices can be configured such that the power supply device or the plurality of power supply devices move the core to a plurality of positions relative to the cavity. In one embodiment, as described herein, the core can include a plurality of holes, which can be used as ports. Each hole or port can be sized or otherwise configured for a different flow rate of fluid through the switching device. Different holes can also include different elements, such as different optical elements, different electrical elements, or different mirror elements. Different optical elements can have different ways of propagating through the light. Different electrical elements can have, for example, different resistivity, impedance, or other electrical parameters. The different mirror elements can be flat, concave or convex.

一実施形態では、デバイスが、複数の給電装置を含むことができる。随意的に、各給電装置を電機子に動作的に結合することができる。複数の給電装置が、コアを複数の位置にわたって段階的に進める(ステップ動作させる)ことができる。また、少なくとも1つの給電装置は、コアを複数の位置にわたって段階的に進め、各位置が異なる状態に対応するように構成することができる。   In one embodiment, the device can include multiple power feeders. Optionally, each power supply can be operatively coupled to an armature. A plurality of power feeding devices can advance the core in stages (step operation) over a plurality of positions. In addition, the at least one power supply device can be configured to advance the core step by step over a plurality of positions so that each position corresponds to a different state.

一実施形態では、スイッチングデバイスが:筐体と;コアと;電機子と、コイルとを含むことができ、筐体は、キャビティを規定する本体を有し、このキャビティは、中心キャビティ長軸及び第1キャビティ横軸を有し、第1キャビティ横軸は、対向する筐体磁極の所で筐体の本体と交差し、コアは、キャビティ内に配置され、キャビティより小さい本体を有して、中心コア長軸が中心キャビティ長軸と整合し、コアの本体と筐体の本体との間にギャップを伴い、コアの本体は、コア横軸上で対向するコア磁極を有し、これらのコア磁極は、自然な磁性状態時に筐体磁極と磁気整列し、電機子は、対向する電機子磁極が第1キャビティ横軸上に整列しないように筐体と接続され、給電中の磁性状態時には、コア磁極が電機子磁極と磁気整列し、コイルは、電機子と動作的に結合されて、コイルが給電されると、電機子内に磁界を発生させて、この磁界が、コアを、自然な磁性状態の自然位置から給電中の磁性状態の給電位置まで遷移させ、コイルが給電されない際には、コアが自然位置に戻る。1つの態様では、コアの給電位置が、自然位置に対して特定角度にある。   In one embodiment, the switching device can include: a housing; a core; an armature, and a coil, the housing having a body defining a cavity, the cavity comprising a central cavity major axis and Having a first cavity transverse axis, the first cavity transverse axis intersects the body of the housing at the opposite housing pole, and the core is disposed within the cavity and has a body smaller than the cavity; The central core long axis is aligned with the central cavity long axis, with a gap between the core body and the body of the housing, the core body having core poles facing on the core transverse axis, and these cores The magnetic pole is magnetically aligned with the housing magnetic pole in the natural magnetic state, and the armature is connected to the housing so that the opposing armature magnetic pole is not aligned on the first cavity horizontal axis. The core pole is magnetically aligned with the armature pole. The coil is operatively coupled to the armature, and when the coil is fed, it generates a magnetic field in the armature that causes the core to move from the natural position of the natural magnetic state to the magnetic state being fed. When the coil is not fed, the core returns to the natural position. In one aspect, the feeding position of the core is at a specific angle with respect to the natural position.

1つの態様では、筐体とコアとが、自然位置と給電位置との間、あるいはこれらの間の任意位置間で、中心キャビティ長軸に沿って互いに対して摺動するように、筐体及びコアを構成することができる。   In one aspect, the housing and the core are configured to slide relative to each other along the central cavity major axis between the natural position and the feeding position, or any position therebetween. A core can be configured.

一実施形態では、ギャップがコア全体と筐体との間にあって、環状ギャップをなす。一例では、環状ギャップが、約0.0001インチ(2.54ミクロン)〜0.0003インチ(7.62ミクロン)の範囲内にある。他の例では、環状ギャップが0.0001インチ以下、0.00007インチ(1.78ミクロン)以下、0.00005インチ(1.27ミクロン)以下、または0.00003インチ(0.76ミクロン)以下である。これにより、ギャップを1ミクロン未満に製造することができる。これらの寸法は、現代の製造技術で、例えば微小電気機械(MEM:microelectro mechanical)デバイスで得られる。   In one embodiment, the gap is between the entire core and the housing, forming an annular gap. In one example, the annular gap is in the range of about 0.0001 inches (2.54 microns) to 0.0003 inches (7.62 microns). In other examples, the annular gap is 0.0001 inches or less, 0.00007 inches (1.78 microns) or less, 0.00005 inches (1.27 microns) or less, or 0.00003 inches (0.76 microns) or less. Thereby, a gap can be manufactured to less than 1 micron. These dimensions are obtained with modern manufacturing techniques, for example with microelectromechanical (MEM) devices.

一実施形態では、デバイスが、筐体内に形成された筐体ポート、及びコア内に形成されたコアポートを含むことができ、これらは、自然な磁性状態時または給電中の磁性状態時のいずれかで整列し、他方の磁性状態では整列しない。筐体ポート及びコアポートは、流体用途、空気用途、反射用途、または光学用途のうち1つの用途向けに構成することができる。1つの態様では、筐体ポートとコアポートとが整列していない際に、コアが筐体ポートに非接触の封止をもたらす。   In one embodiment, the device can include a housing port formed in the housing and a core port formed in the core, either in the natural magnetic state or in the magnetic state during power feeding. In the other magnetic state. The housing port and the core port can be configured for one of a fluid application, a pneumatic application, a reflective application, or an optical application. In one aspect, the core provides a contactless seal to the housing port when the housing port and the core port are not aligned.

一実施形態では、コアが電気接点を含み、これらの電気接点は、自然状態時または給電状態時の少なくとも一方で、筐体に装着された対応する電気接点と電気的に係合する。   In one embodiment, the core includes electrical contacts that are in electrical engagement with corresponding electrical contacts mounted on the housing at least in either a natural state or a powered state.

一実施形態では、デバイスが、コアに結合された1つ以上のミラー素子を含むことができる。1つの態様では、少なくとも1つのミラー素子が、筐体から延びるコアの端部に結合されている。1つの態様では、筐体が、コアの中央部を露出させるスリットまたはギャップを含み、少なくとも1つのミラー素子がコアの中央部に結合されて、このスリットまたはギャップを通して露光される。   In one embodiment, the device can include one or more mirror elements coupled to the core. In one aspect, at least one mirror element is coupled to the end of the core extending from the housing. In one aspect, the housing includes a slit or gap that exposes the central portion of the core, and at least one mirror element is coupled to the central portion of the core and exposed through the slit or gap.

一実施形態では、デバイスが複数の電機子を含むことができ、各電機子が、コイル、及び対向する電機子磁極を有し、これらの電機子磁極は、上記第1キャビティ横軸と整列していない。1つの態様では、これら複数の電機子が、筐体磁極に対する複数の電機子磁極位置を有することができる。1つの態様では、これら複数の電機子磁極が、筐体磁極に対して異なる角度にある。   In one embodiment, the device can include a plurality of armatures, each armature having a coil and opposing armature poles that are aligned with the first cavity transverse axis. Not. In one aspect, the plurality of armatures can have a plurality of armature pole positions relative to the housing pole. In one aspect, the plurality of armature magnetic poles are at different angles with respect to the housing magnetic pole.

一実施形態では、本明細書で説明するスイッチングデバイスを、スイッチング方法で使用することができる。こうしたスイッチング方法は:前述したスイッチングデバイスを用意するステップと;このスイッチングデバイスを、自然な磁性状態と給電中の磁性状態との間で切り換えるステップとを含むことができる。このスイッチング方法は、コイルに給電するステップと、コアを自然位置と給電位置との間で遷移させるステップとを含むことができる。このスイッチング方法は、コイルに給電し、これによりコアが自然状態から給電状態に向けて遷移するステップと、コイルの給電を遮断し、これによりコアが自然状態に戻るように遷移するステップとを含むことができる。   In one embodiment, the switching devices described herein can be used in a switching method. Such a switching method may include: providing a switching device as described above; and switching the switching device between a natural magnetic state and a magnetic state during power feeding. The switching method may include a step of feeding power to the coil and a step of transitioning the core between a natural position and a feeding position. The switching method includes a step of supplying power to the coil, whereby the core makes a transition from the natural state toward the power supply state, and a step of cutting off the power supply of the coil and thereby making the core return to the natural state. be able to.

一実施形態では、装置が、本明細書で説明するミラー素子、及びこのミラー素子と位置合わせされた光源を有するスイッチングデバイスを含むことができる。この光源は、ランプ、電球、発光ダイオード(LED:light emitting diode)、高輝度ダイオード、ハロゲン電球、等とすることができる。1つの態様では、このミラー素子をコアに結合して、コアと共に遷移、例えば回転遷移または長軸方向に遷移させることができる。一例では、少なくとも1つのミラー素子を、筐体から延びるコアの端部に結合することができる。他の例では、筐体が、コアの中央部を露出させるスリットまたはギャップを含むことができ、少なくとも1つのミラー素子をコアの中央部に結合して、このスリットまたはギャップを通して露光させることができる。   In one embodiment, an apparatus can include a switching device having a mirror element described herein and a light source aligned with the mirror element. The light source can be a lamp, a light bulb, a light emitting diode (LED), a high-intensity diode, a halogen light bulb, or the like. In one aspect, the mirror element can be coupled to the core and transition with the core, such as a rotational transition or a major axis transition. In one example, at least one mirror element can be coupled to the end of a core extending from the housing. In another example, the housing can include a slit or gap that exposes the central portion of the core, and at least one mirror element can be coupled to the central portion of the core and exposed through the slit or gap. .

一実施形態では、方法が、本明細書で説明したスイッチングデバイスを用意するステップと;上記ミラー素子によって光ビームを反射するステップと;スイッチングデバイスを、自然な磁性状態と給電中の磁性状態との間で切り換えるステップとを含むことができる。こうした方法は、コイルに給電するステップと、コアを、自然位置と給電位置との間で遷移させるステップとを含むこともできる。また、この方法は、コイルに給電し、これによりコアが自然位置から給電位置へ向かうステップと、コイルへの給電を遮断し、これによりコアが遷移して自然位置に戻るステップとを含むこともできる。この方法は、品物を光ビームで走査するステップを含むこともできる。   In one embodiment, the method comprises providing a switching device as described herein; reflecting a light beam by the mirror element; and switching device between a natural magnetic state and a magnetic state being fed. Switching between. Such a method may also include feeding the coil and transitioning the core between a natural position and a feeding position. The method may also include a step of supplying power to the coil, whereby the core moves from the natural position to the power supply position, and a step of cutting off the power supply to the coil, thereby causing the core to transition and return to the natural position. it can. The method can also include scanning the item with a light beam.

本発明は、その範囲または本質的特徴から逸脱することなしに、他の特定形態で具体化することができる。説明した実施形態はあらゆる点で、例示に過ぎず限定的でないものと考えるべきである。従って、本発明の範囲は、以上の説明ではなく特許請求の範囲に示されている。特許請求の範囲の等価物の意味及び範囲内に入るすべての変更が、特許請求の範囲内に包含される。   The present invention may be embodied in other specific forms without departing from its scope or essential characteristics. The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the invention is, therefore, indicated by the appended claims rather than by the foregoing description. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

100 スイッチングデバイス
102 本体
104 コア
104A 自然状態
104B 給電状態
106 筐体
108 極
110 コイル
111 スリット
112 電機子
112a 電機子
113 部材
114 磁極
115 ギャップ
116 ギャップ
118 キャビティ
150 ミラー素子
150a ミラー素子
150b 平面ミラー素子
150c 台形ミラー素子
150d 楕円形ミラー素子
152 ギャップ
400 電気機械スイッチ
402 筐体
404 コア
404A 自然状態
440B 給電状態
406 筐体
410 コイル
418 ポート孔
500 コア
502 ポート
504 ポート
600 スイッチ
602 球面レンズ
606 コア
612 光ファイバ
614A 位置
614B 位置
700 スイッチ
702 コア
706 接点
708 バネ
800 スイッチ
802 筐体
804 コイル・電機子
808 引き状態
810 自然状態
812 磁界
814 コア
816 アイテム
818 アイテム
820 アイテム
822 押し状態
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Switching device 102 Main body 104 Core 104A Natural state 104B Power supply state 106 Case 108 Pole 110 Coil 111 Slit 112 Armature 112a Armature 113 Member 114 Magnetic pole 115 Gap 116 Gap 118 Cavity 150 Mirror element 150a Mirror element 150b Plane mirror element 150c Trapezoid Mirror element 150d Elliptical mirror element 152 Gap 400 Electromechanical switch 402 Housing 404 Core 404A Natural state 440B Power supply state 406 Housing 410 Coil 418 Port hole 500 Core 502 Port 504 Port 600 Switch 602 Spherical lens 606 Core 612 Optical fiber 614A Position 614B Position 700 Switch 702 Core 706 Contact 708 Spring 800 Switch 802 housing 804 coil armature 808 pulls state 810 natural state 812 field 814 core 816 item 818 item 820 item 822 pressed state

Claims (20)

筐体と;
コアと;
前記コアに結合された1つ以上のミラー素子と;
電機子と;
コイルとを具え、
前記筐体は、キャビティを規定する本体を有し、前記キャビティは、中心キャビティ長軸及び第1キャビティ横軸を有し、前記第1キャビティ横軸は、前記筐体の対向する筐体磁極の所で前記筐体の本体と交差し、
前記コアは、前記キャビティ内に配置され、前記キャビティより小さい本体を有して、前記コアの中心コア長軸が前記キャビティの中心キャビティ長軸と整合し、前記コアの本体と前記筐体の本体との間にギャップを伴い、前記コアの本体は、前記コアのコア横軸上で対向するコア磁極を有し、前記コア磁極は、自然な磁性状態時に前記筐体磁極と磁気整列し、
前記電機子は、当該電機子の対向する電機子磁極が前記第1キャビティ横軸上に整列しないように前記筐体と接続され、給電中の磁性状態時に、前記コア磁極が前記電機子磁極と磁気整列し、
前記コイルは、前記電機子と動作的に結合されて、前記コイルが給電されると、前記電機子内に磁界を発生させて、この磁界が、前記コアを、自然な磁性状態の自然位置から給電中の磁性状態の給電位置まで遷移させ、前記コイルが給電されない際には、前記コアが前記自然位置に戻る
ことを特徴とするスイッチングデバイス。
A housing;
With the core;
One or more mirror elements coupled to the core;
With armature;
With a coil,
The housing has a body that defines a cavity, the cavity has a central cavity long axis and a first cavity horizontal axis, the first cavity horizontal axis being a housing magnetic pole facing the housing. Intersects the body of the housing at
The core is disposed in the cavity and has a body smaller than the cavity, and a central core long axis of the core is aligned with a central cavity long axis of the cavity, and the core body and the housing body The core body has a core magnetic pole opposed on the core horizontal axis of the core, and the core magnetic pole is magnetically aligned with the housing magnetic pole in a natural magnetic state;
The armature is connected to the housing so that the armature magnetic poles facing the armature are not aligned on the first cavity horizontal axis, and the core magnetic pole and the armature magnetic pole are in a magnetic state during power feeding. Magnetic alignment,
The coil is operatively coupled to the armature, and when the coil is powered, generates a magnetic field in the armature that causes the core to move from a natural position in a natural magnetic state. The switching device according to claim 1, wherein the core is returned to the natural position when the coil is not supplied with power when the power is shifted to a magnetic power supply position during power supply.
前記筐体及び前記コアが、前記自然位置と前記給電位置との間で、互いに対して回転するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The switching device according to claim 1, wherein the casing and the core are configured to rotate with respect to each other between the natural position and the power feeding position. 前記筐体及び前記コアが、前記キャビティ中心長軸に沿って、前記自然位置と前記給電位置との間で、互いに対して摺動するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The said housing | casing and the said core are comprised so that it may slide with respect to each other between the said natural position and the said electric power feeding position along the said cavity center long axis. The switching device described. 前記ギャップが、前記コアの全体と前記筐体との間に存在して、環状ギャップをなすことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The switching device according to claim 1, wherein the gap exists between the entire core and the housing to form an annular gap. 前記環状ギャップが、約0.0001インチ〜0.0003インチの範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The switching device of claim 1, wherein the annular gap is in the range of about 0.0001 inches to 0.0003 inches. 前記状ギャップが、0.0001インチ以下であることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The switching device of claim 1, wherein the gap is 0.0001 inches or less. 前記筐体内に形成された筐体ポート、及び前記コア内に形成されたコアポートをさらに含み、前記筐体ポートと前記コアポートとは、自然な磁性状態時または給電中の磁性状態時のいずれかで整列し、他の磁性状態では整列せず、筐体ポート及びコアポートが、流体用途、空気用途、反射用途、または光学用途のうち1つの用途向けに構成されていることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   It further includes a housing port formed in the housing and a core port formed in the core, and the housing port and the core port are either in a natural magnetic state or in a magnetic state during power feeding. 2. Aligned and not aligned in other magnetic states, wherein the housing port and the core port are configured for one of a fluid application, a pneumatic application, a reflective application, or an optical application. Switching device according to. 前記筐体ポートと前記コアポートとが整列していない際に、前記コアが前記筐体ポートに非接触の封止をもたらすことを特徴とする請求項7に記載のスイッチングデバイス。   8. The switching device of claim 7, wherein the core provides a non-contacting seal to the housing port when the housing port and the core port are not aligned. 前記コアが電気接点を具え、これらの電気接点が、自然状態時または給電状態時の少なくとも一方で、前記筐体に装着された対応する電気接点と電気的に係合することを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The core includes electrical contacts, and the electrical contacts are electrically engaged with corresponding electrical contacts mounted on the housing in at least one of a natural state and a power supply state. Item 4. The switching device according to Item 1. 前記コアの前記給電位置が、前記自然位置に対して特定角度にあることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The switching device according to claim 1, wherein the power feeding position of the core is at a specific angle with respect to the natural position. 複数の前記電機子を具え、前記複数の電機子の各々が、コイル、及び対向する電機子磁極を有し、これらの電機子磁極が、前記第1キャビティ横軸と整列していないことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   A plurality of armatures, each of the plurality of armatures having a coil and an opposing armature magnetic pole, wherein the armature magnetic poles are not aligned with the first cavity horizontal axis; The switching device according to claim 1. 前記複数の電機子が、前記筐体磁極に対する複数の電機子磁極位置を有することを特徴とする請求項11に記載のスイッチングデバイス。   The switching device according to claim 11, wherein the plurality of armatures have a plurality of armature magnetic pole positions with respect to the housing magnetic pole. 前記1つ以上のミラー素子が、前記筐体から延びる前記コアの端部に結合されていることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The switching device of claim 1, wherein the one or more mirror elements are coupled to an end of the core extending from the housing. 前記筐体が、前記コアの中央部を露出させるスリットまたはギャップを含み、前記1つ以上のミラー素子が、前記コアの中央部に結合されて、前記スリットまたはギャップを通して露光されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチングデバイス。   The housing includes a slit or gap that exposes a central portion of the core, and the one or more mirror elements are coupled to the central portion of the core and exposed through the slit or gap. The switching device according to claim 1. スイッチングデバイスを用意するステップであって、このスイッチングデバイスが:
筐体と;
コアと;
電機子と;
コイルとを具え、
前記筐体は、キャビティを規定する本体を有し、前記キャビティは、中心キャビティ長軸及び第1キャビティ横軸を有し、前記第1キャビティ横軸は、前記筐体の対向する筐体磁極の所で前記筐体の本体と交差し、
前記コアは、前記キャビティ内に配置され、前記キャビティより小さい本体を有して、前記コアの中心コア長軸が前記キャビティの中心キャビティ長軸と整合し、前記コアの本体と前記筐体の本体との間にギャップを伴い、前記コアの本体は、前記コアのコア横軸上で対向するコア磁極を有し、前記コア磁極は、自然な磁性状態時に前記筐体磁極と磁気整列し、
前記電機子は、当該電機子の対向する電機子磁極が前記第1キャビティ横軸上に整列しないように前記筐体と接続され、給電中の磁性状態時に、前記コア磁極が前記電機子磁極と磁気整列し、
前記コイルは、前記電機子と動作的に結合されて、前記コイルが給電されると、前記電機子内に磁界を発生させて、この磁界が、前記コアを、自然な磁性状態の自然位置から給電中の磁性状態の給電位置まで遷移させ、前記コイルが給電されない際には、前記コアが前記自然位置に戻るステップと
前記コアに結合されたミラー素子によって光ビームを反射させるステップと;
前記スイッチングデバイスを、自然な磁性状態と給電中の磁性状態との間で切り換えるステップと
を含むことを特徴とするスイッチング方法。
The steps of preparing a switching device, which is:
A housing;
With the core;
With armature;
With a coil,
The housing has a body that defines a cavity, the cavity has a central cavity long axis and a first cavity horizontal axis, the first cavity horizontal axis being a housing magnetic pole facing the housing. Intersects the body of the housing at
The core is disposed in the cavity and has a body smaller than the cavity, and a central core long axis of the core is aligned with a central cavity long axis of the cavity, and the core body and the housing body The core body has a core magnetic pole opposed on the core horizontal axis of the core, and the core magnetic pole is magnetically aligned with the housing magnetic pole in a natural magnetic state;
The armature is connected to the housing so that the armature magnetic poles facing the armature are not aligned on the first cavity horizontal axis, and the core magnetic pole and the armature magnetic pole are in a magnetic state during power feeding. Magnetic alignment,
The coil is operatively coupled to the armature, and when the coil is powered, generates a magnetic field in the armature that causes the core to move from a natural position in a natural magnetic state. Transition to a feeding position in a magnetic state during feeding, and when the coil is not fed, the step of returning the core to the natural position and the step of reflecting a light beam by a mirror element coupled to the core;
Switching the switching device between a natural magnetic state and a magnetic state during power feeding.
前記スイッチングデバイスを切り換えるステップが:
前記コイルに給電することと;
前記コアを、前記自然位置と前記給電位置との間で遷移させることとを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
The step of switching the switching device includes:
Feeding the coil;
16. The method of claim 15, comprising transitioning the core between the natural position and the feeding position.
前記スイッチングデバイスを切り換えるステップが:
前記コイルに給電し、これにより前記コアが、前記自然位置から前記給電位置へ向かうことと;
前記コイルへの給電を遮断し、これにより前記コアが遷移して前記自然位置に戻ることと
を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
The step of switching the switching device includes:
Feeding the coil, whereby the core is directed from the natural position to the feeding position;
The method according to claim 15, comprising interrupting power supply to the coil, thereby causing the core to transition and return to the natural position.
前記光ビームで品物を走査するステップをさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。   The method of claim 15, further comprising scanning an item with the light beam. 前記光ビームがレーザービームであることを特徴とする請求項18に記載の方法。   The method of claim 18, wherein the light beam is a laser beam. 筐体と;
コアと;
複数の電機子とを具え、
前記筐体は、キャビティを規定する本体を有し、前記キャビティは、中心キャビティ長軸及び第1キャビティ横軸を有し、前記第1キャビティ横軸は、前記筐体の対向する筐体磁極の所で前記筐体の本体と交差し、
前記コアは、前記キャビティ内に配置され、前記キャビティより小さい本体を有して、前記コアの中心コア長軸が前記キャビティの中心キャビティ長軸と整合し、前記コアの本体と前記筐体の本体との間にギャップを伴い、前記コアの本体は、前記コアのコア横軸上で対向するコア磁極を有し、前記コア磁極は、自然な磁性状態時に前記筐体磁極と磁気整列し、
前記複数の電機子の各々が:
当該電機子の対向する電機子磁極が第1キャビティ横軸上に整列しないように前記筐体と接続され、給電中の磁性状態時に、前記コア磁極が前記電機子磁極と磁気整列し;
当該電機子と動作的に結合されたコイルを有し、このコイルが給電されると、当該電機子内に磁界を発生させて、この磁界が、前記コアを、自然な磁性状態の自然位置から給電中の磁性状態の給電位置まで遷移させ、前記コイルが給電されない際には、前記コアが前記自然位置に戻る
ことを特徴とするスイッチングデバイス。
A housing;
With the core;
With multiple armatures,
The housing has a body that defines a cavity, the cavity has a central cavity long axis and a first cavity horizontal axis, the first cavity horizontal axis being a housing magnetic pole facing the housing. Intersects the body of the housing at
The core is disposed in the cavity and has a body smaller than the cavity, and a central core long axis of the core is aligned with a central cavity long axis of the cavity, and the core body and the housing body The core body has a core magnetic pole opposed on the core horizontal axis of the core, and the core magnetic pole is magnetically aligned with the housing magnetic pole in a natural magnetic state;
Each of the plurality of armatures:
The armature magnetic poles opposed to the armature are connected to the casing so as not to be aligned on the first cavity horizontal axis, and the core magnetic pole is magnetically aligned with the armature magnetic poles in a magnetic state during power feeding;
A coil that is operatively coupled to the armature, and when the coil is powered, generates a magnetic field in the armature that causes the core to move from a natural position in a natural magnetic state. A switching device, wherein a transition is made to a magnetic power supply position during power supply, and the core returns to the natural position when the coil is not supplied with power.
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