JP3612400B2 - 多重回転子電気機械式トランスジューサ、及び、この種トランスジューサの制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、現在時刻のインジケータ、日付、週日、時間の実測期間、警報時刻、等々のような時計器の各種インジケータを駆動するために使用できる１つの単一の固定子と数個の回転子を有する電気機械式トランスジューサに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、コンパクトかつ比較的安価な構造の各種回転子が、これらの各種回転子の２つの回転方向のうちの一方向に選択的に回転可能であるように、相互に独立して制御可能なタイプのトランスジューサを提案することにある。
本発明の他の目的は、種々の回転子が相互に独立して、それらの２つの回転方向のうちの一方の方向に選択的に回転するようにトランスジューサを制御する方法を提案することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本目的は、請求項１の主題であるトランスジューサの備える特徴によって達成される。
すなわち、Ｎが２以上の任意の数のとき、中心軸を備え、円筒形のＮ個の開口部が配置された固定子と、複数の巻線と、Ｎ個の回転子とを有し、各回転子は開口部の１つを通して配置され、各回転子は、それが通された開口部の中心軸と同じ回転軸を有し、更に、当該開口部内にあって、前記回転軸に垂直な磁化軸を有する二極式永久磁石を有し、更に、固定子が２つの主要部分を有し、各主要部分が２つの終端部およびそれぞれ一方と他方の主要部を磁気的に結合する２Ｎ＋１個の連結部分を有し、その２Ｎ＋１個の連結部分の各々は、トランスジューサ内において１から２Ｎ＋１までの所定のランクを割り当てられていて、Ｎ個の開口部の各々は、偶数ランクの連結部分のうちの１つの延長線上の主要部分に配置され、そして、３個の固定子極で囲まれ、各開口部は極拡張部において終結し、前記固定子極のうちの２個は当該主要部分の一部分によって形成され、そして、前記固定子極のうちの第３の固定子極はそれぞれの偶数ランクの連結部分によって形成され、Ｎ個の開口部がランク１からランクＮの開口部となるとき、ランク１の開口部はランク２の連結部分の延長線上に配置され、ランク２の開口部はランク４の連結部分の延長線上に配置され、このようにして、ランクＮの開口部はランク２Ｎの連結部分の延長線上に配置され、Ｎ個の回転子の各々が当該回転子が貫通する開口部のランクに等しいランクが割り当てられ、複数の巻線はＮ＋１個の巻線を有し、それぞれの巻線は異なる連結部分に巻かれ、それぞれの巻線にランク１からランクＮ＋１までを割り当てるとき、ランク１の巻線は、ランク１またはランク２の連結部分の一方に巻かれ、ランクＮ＋１の巻線はランク２Ｎまたは２Ｎ＋１の連結部分の一方に巻かれ、そして、それ以外の巻線の各々はそれぞれ異なる奇数ランクの連結部分の１つに巻かれることを特徴とする。
【０００４】
特に、回転子のための開口部のうちの任意の１つを部分的に囲む２つの固定子極は、２つの巻線によってそれぞれ巻かれた芯を形成する２つの連結部分の第１の端部に直接接続され、更に、前記開口部を部分的に囲む第３の固定子極は、巻線を備えた２個の連結部分の第２の端部に接続され、そして、巻線を備えていない連結部分に直接接続される。
【０００５】
本発明の方法は、１≦ｉ≦Ｎである場合において、ランクｉの回転子をその第１の回転方向に回転させるために、交互に極性が変わる駆動パルスをランクｉの巻線に供給し、そして、ｉが１より大きい場合に、同時に、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスをｉよりも番号の小さいランクの各巻線に供給する過程と、
ランクｉの前記回転子をその第２の回転方向に回転させるために交互に極性の変わる駆動パルスをランクｉ＋１の巻線に供給し、そして、ｉ＋１がＮより小さい場合に、同時に、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスを高い方のランクの各巻線に供給する過程と、
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の他の目的、特徴、及び、利点については、以下に示す幾つかの実施形態についての説明によって、明瞭になる筈である。制限的な意味を持たないこれらの実施形態については、次の添付図面において概略的に示される。
図１に示す実施形態において、全体的に参照番号１によって示される本発明の電気機械式トランスジューサは１個の固定子、４個の回転子、及び、５個の巻線を有する。
【０００７】
参照番号２によって示される固定子は、それぞれが第１の端部３ａ、４ａ、及び、第２の端部３ｂ、４ｂを備える２つの主要部分３及び４を有する。
類推によって、主要部分３及び４の第１端部３ａ及び４ａが位置する固定子２の端部は前記の固定子の第１端部と称し、そして、この種の主要部分３及び４の端部３ａ及び４ａが位置する端部を固定子２の第２端部と称する。
更に、固定子２は、相互に隣り合っていて、それぞれ第１主要部分３と第２主要部分４とに連結された、それぞれが第１と第２の端部を含む９個の連結部分５から１３までを有する。主要部分３、４の第１端部３ａ、４ａと第２端部３ｂ、４ｂとは連結部分５と１３を経てそれぞれ接続される。
【０００８】
一方では部分３と４、及び、他方では部分５から１３までは、相互に区別し、本記述を簡素化するために、単に主要部分および連結部分と称することに注意されたい。これらの部分には各々名称が与えられているが、後続する記述によって解明されるように、これらの各部分は、トランスジューサ１の構成および動作の観点から他の全ての部分と全く同様に重要かつ不可欠である。
再度、本記述を簡素化するために、任意の方法により、固定子２の第１端部に最も近い連結部分５から始まり、そして、これらの連結部分が固定子２において配置されている順序に従って、それぞれの連結部分５から１３までにランクが割り当てられる。従って、ランク１は連結部分５に、ランク２は連結部分６に、このようにして、固定子２の第２端部に最も近い連結部分１３にランク９が割り当てられる。従って、奇数ランク連結部分、即ち、参照番号５、７、９、１１、及び、１３によって示される部分と、偶数ランク連結部分、即ち、参照番号６、８、１０、及び、１２によって示される部分とを区別することができるはずである。
連結部分５から１３まで個数は奇数であるので、ランク１を連結部分１３に割り当て、そして、ランク９を連結部分５に割り当てた場合であっても、この奇数ランク連結部分と偶数ランク連結部分への配分は変わらないことに注意されたい。
【０００９】
この例において、固定子２には、全てがそれぞれ偶数ランク連結部分６、８、１０、１２のうちの１つの延長線上の主要部分３に４つの開口部１４から１７までが配置されている。開口部１４から１７までは、それぞれ中心軸１４ａ、１５ａ、１６ａ、及び、１７ａを有する全体的に円筒形である。
同様に、トランスジューサ１は、それぞれ開口部１４から１７までのなかの１つを貫く４個の回転子１８−２１を有する。これらの回転子１８−２１は、回転子がそこを貫く開口部１４から１７までの軸と同じ軸のまわりに自由に回転する。この場合、回転子の回転軸と開口部の軸とは同一参照番号で表示される。
【００１０】
これらの回転子１８−２１は、例えば、時刻表示針をドライブするために電子式時計器において特に使用される周知のステッピングモータ回転子と全く同じなので、ここでは詳細に説明しない。簡単に述べると、この種の回転子１８−２１の各々は、これらの回転子がそこを貫く開口部１４から１７までの中に位置する半径方向に磁化された二極永久磁石を有する。それぞれ参照番号１８ａ−２１ａによって示されるこれらの永久磁石のみを図１に示す。それぞれの回転軸１４ａから１７ａまでに垂直な磁石１８ａ−２１ａの磁化軸はそれぞれ参照番号１８ｂ−２１ｂによって示され、実線矢印によって象徴される。
【００１１】
更に、トランスジューサ１は、それぞれ固定子２の奇数ランク連結部分５、７、９、１１、１３のうちの１つを巻く５個の巻線２２−２６を有する。これらの巻線は、図示されていない接続部を経て、トランスジューサ１の同じく図示されていない電子式制御回路に接続される。これらの電子式制御回路の動作については後で説明する。
【００１２】
当該技術分野における当業者であれば容易に理解できるように、偶数ランク連結部分６、８、１０、１２は、主要部分３及び４と一体構造であることが好ましく、また、これらの部分は、例えば従来のステッピングモータの固定子を製造するためにしばしば使用される材料のうちの１つであるような高い磁気透磁率の材料によって作られる。
当該技術分野における熟達者であれば容易に理解できるように、それぞれ巻線２２−２６の芯（コア）を構成する奇数ランク連結部分５、７、９、１１、１３は固定子２の残りの部分に付加された部分であり、そして、例えば、図示されていないネジ又はリベットのような固定手段によって主要部分３及び４に磁気的に結合されることが好ましい。
【００１３】
後で明瞭になるはずの理由により、主要部分３の２つの部分、及び、各々の開口部１４から１７までを囲む連結部分６、８、１０、１２のうちの１つの部分は固定子極と呼ばれ、そして、この種の開口部１４から１７までの内部壁の一部を構成するこの種の固定子極の端部は極拡張部と呼ばれる。開口部１４から１７までを囲む固定子極は、それぞれ参照番号２７−２９、３０−３２、３３−３５、３６−３８で示され、固定子極２８、３１、３４、及び、３７はそれぞれ連結部分６、８、１０、及び、１２の一部分であり、そして、他の固定子極は全て主要部分３の一部分である。固定子極２７から３８までの端部によって形成された極拡張部は、それぞれ参照番号２７ａから３８ａまでによって示される。
【００１４】
再度、本記述を簡素化するためにのみ、主要部分３の一部分である固定子極、及び、固定子極が終結する極拡張部は主固定子極、及び、主極拡張部と称する。同様に、偶数ランク連結部分の一部分である固定子極、及び、連結部分が終結する極拡張を横断固定子極、及び、極拡張部と称する。
【００１５】
主部分３、及び、偶数ランク連結部分６、８、１０及び１２の寸法、及び、これら種々の部分、及び、開口部１４から１７までの相対的配置は、各々のこの種の開口部を囲む３個の固定子極が、それらの磁気抵抗が固定子２の他の部分の磁気抵抗よりも遥かに高くなるように断面積が十分に小さい領域により対を構成するように分離され、前記の３個の固定子極を磁気的に絶縁するような方法によって選定される。この種の磁気抵抗の高い領域はしばしば首部（ネック）と呼ばれる。
更に、これらの寸法および配置は、各開口部１４から１７までを部分的に囲む２つの主極拡張部分が当該開口部の軸１４ａから１７ａまでを含み、そして、同一開口部を同様に部分的に囲む横断極拡張部の中央を通過する平面に対して相互に対称的であり、従って、この種の横断極拡張部自体が当該同一平面に対して対称的であるような方法によって選定される。開口部１４から１７までの４個の対称平面はそれぞれ参照番号ＡからＤによって示され、そして、図１の平面におけるこれら対称平面の断面図（トレース）は鎖線によって表される。
【００１６】
各々の主固定子極は、巻線２２−２６の芯を形成する横断部、即ち、図１に示す例における奇数ランク横断部のうちの１つの第１端部に直接結合されていることが分かる。
更に、全ての横断固定子極は、巻線を備えない、即ち、図１に示す例における偶数ランク連結部分のうちの１つの第１端部に直接結合される。
【００１７】
更に、トランスジューサ１は、回転子１８−２１を位置決めするための手段を有する。これらの回転子の各々は２つの休止位置、或いは、最小エネルギ位置を持つように配置され、そして、これら２つの位置は、磁石１８ａ−２１ａの磁化軸１８ｂ−２１ｂが、それぞれ既に定義済みの対称平面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ内にある位置である。
換言すれば、各回転子１８−２１の位置決め手段は、その回転子の２つの休止位置において、その磁石の磁化軸の方向が、回転子が配置される開口部を囲む３個の固定子極のなかの１つの巻線の芯に直接接続されない固定子極の端部に位置する極拡張部の中央を通過するように配置される。
この例において、各回転子１８−２１の位置決め手段は２つのノッチによって形成され、各ノッチは当該回転子を部分的に囲む主極拡張部のうちの１つに配置され、更に、これら２つのノッチは、それぞれの対称面Ａ、Ｂ、Ｃ、または、Ｄに対して相互に対称的である。
【００１８】
図１において、回転子１８−２１の磁石１８ａ−２１ａは、全て、これらの回転子が２つの休止位置に有る状態を示し、それらの磁化軸１８ｂ−２１ｂは、それぞれの横断極拡張部２８ａ、３１ａ、３４ａ、３７ａの直径的に反対の位置にある首部（ネック）に向かって方向づけされる。回転子１８−２１のこの休止位置は、第１休止位置と呼ばれることがある。回転子１８−２１のもう一方の休止位置、即ち、これらの磁石１８ａ−２１ａの磁化軸１８ｂ−２１ｂが、それぞれの横断極拡張部２８ａ、３１ａ、３４ａ、または、３７ａの中央部に向かって方向づけされる位置は、明らかに第２休止位置と呼ばれる。
【００１９】
図２から４までを参照して、トランスジューサ１の動作について説明する。図示されていないトランスジューサ１の電子制御回路は、巻線２２−２６、または、その内の幾つかを、以下に詳細に示すように特定の限られた期間に亙って、同様に図示されていない電源に接続するように構成される。換言すれば、トランスジューサ１の制御回路は、通常制御パルスと呼ばれるパルスを巻線２２−２６に供給するように構成される。
以下に更に詳細に説明するように、これらの制御パルスのうちの幾つかは、回転子１８−２１のうちのいずれか１つを回転させることを意図するものであり、駆動パルスと呼ばれる。更に、これらのパルスのうちの駆動パルス以外の幾つかは、必要に応じて、駆動パルスの望ましくない影響を補償することを意図するものであり、補償パルスと呼ばれる。
更に、不要な説明の繰返しを防止するために、駆動パルス又は補償パルスの継続期間中において、所要の効果を得るために十分な電力が巻線２２−２６のうちのいずれか１つに供給されるものと仮定しても差し支えない。
【００２０】
巻線に供給される制御パルスに応答して巻線を流れる電流は、当該巻線の芯を構成する固定子２の連結部分に磁界を誘導する。この場合の磁界の方向は明らかに電流の方向に依存し、従って、当該制御パルスの極性に依存する。以下の説明における制御パルスの極性は、当該制御パルスを巻線に供給した場合に巻線の芯に誘導される磁界の方向が芯の一方の端部、即ち、主要部分３に接続された端部に向かって主要部分４に接続された当該芯のもう一方の端部から出て行く方向であり、この場合のパルスを正の制御パルスと呼ぶこととする。上記の方向と反対方向の磁界に応答する制御パルスを負の制御パルスと呼ぶこととする。
【００２１】
以下の説明を簡単にするために、これらの巻線に供給される制御パルスに応答して巻線２２−２６を流れる電流が当該パルスの継続期間全体に亙って実質的に一定であるようにトランスジューサ１の制御回路が構成されるものと仮定しても差し支えない。ただし、当該技術分野における熟達者であれば、これが、トランスジューサ１が正しく作動するための必要条件でないこと、及び、トランスジューサの制御回路が、例えば、巻線２２−２６に供給される電圧を制御パルスの全継続期間に亙って一定であるように構成可能であることを理解する筈である。更に、当該技術分野における熟達者であれば、特に時計学において、例えば、最小限度の電力消費のような種々の利点を持ち、更に、本発明に従ってトランスジューサを制御するために実現可能であるような種々のトランスジューサ用電源手段について熟知している筈である。
【００２２】
巻線２２を流れる電流は、参照番号５１によって示される磁界を連結部分５に誘導する。固定子２におけるその結果を破線によって図２に略図的に示す。
磁界５１は、連結部分５に加えて、固定子極２７、開口部１４と磁石１８ａ、並ランク配置された固定子極２８と連結部分６、及び、固定子極２９と連結部分７、そして、最終的に主要部分４の一部で構成される閉回路を通過する。
【００２３】
開口部１４および磁石１８ａにおける磁界５１の結果磁界は参照番号５１ａによって示される。磁界５１のこの種の結果磁界５１ａは、開口部１４の対称平面Ａに対して鈍角を形成する。この角度の値は、一方においては極拡張部２７ａ及び２９ａが、更に、他方においては極拡張部２８ａが広がっている中心に対する角度の値に依存する。実際上、この鈍角は約１１０度から約１６０度までの範囲内の値であり、その精密な値は、従来のステッピングモータの場合と同様に、以下に説明する方法においてトランスジューサ１が作動する場合に、回転子１８によって供給しようとする駆動トルクの値の関数として選定される。
【００２４】
開口部１５の磁気抵抗は連結部分７の磁気抵抗よりもかなり高いことに注意されたい。従って、巻線２２を流れる電流に応答してこの開口部１５を通過する磁界は無視できる程度に極めて弱い。
【００２５】
図１及び２に示すように、回転子１８がその第１休止位置に在る状態から作動開始するものと仮定しても差し支えない筈である。
トランスジューサ１の制御回路によって巻線２２に正の駆動パルスが供給された場合の磁界５１の方向は、前記の磁界を象徴する破線に付記された矢印によって示される。
これら状態において、磁界５１と磁石１８ａの磁界との開口部１４における相互作用によって、磁石１８ａ、ひいては回転子１８に、当該回転子１８を矢印５２の方向、即ち、全体的に負の方向と称する方向に回転させるトルクが作用することが分かる。従って、この駆動パルスの終端部において、回転子１８は、１８０度回転したその第２休止位置に到達する。
【００２６】
トランスジューサ１の制御回路によって、先行パルスと逆の極性を持つ別の駆動パルス、即ち、負の駆動パルスが巻線２２に供給されると、回転子１８は再び負の方向に１８０度だけ回転し、そして、この負の駆動パルスが終わった後で、再びその第１休止位置を占めることは、詳細に説明する必要もなく、理解される筈である。
従って、交互に極性の異なる駆動パルスを巻線２２に供給すると、回転子１８は負の方向に連続段階的に１８０度だけ回転させられる。
既に述べたように、巻線２２に供給される制御パルスに応答して開口部１５及び磁石１９ａを通過する磁界は無視しても差し支えない。既に説明したように、回転子１８を負の方向に回転させるために巻線２２に駆動パルスを供給した場合、回転子１９には影響を及ぼさず、回転子２０及び２１に対する影響は更に小さい。
要約すれば、交互に極性の変わる駆動パルスを巻線２２のみに供給することにより、回転子１８、しかも、巻線２２の回転子のみが負の方向に回転させられることが分かる。
【００２７】
巻線２３を流れる電流は参照番号５３によって示される磁界を連結部分７に誘導し、その結果としての固定子２における磁界は図３に破線によって表される。参照番号５３１によって示される磁界５３の第１の部分は、連結部分７に加えて、固定子極３０、開口部１５と磁石１９ａ、固定子極３１と連結部分８、これらと並ランク配置された固定子極３２と連結部分９、最終的に主要部分４の一部によって構成される閉回路を通過する。
磁界５３の前記第１部分５３１の開口部１５における参照番号基準５３１ａによって示される結果磁界は、対称平面Ｂに対して鈍角を形成する。実際には、この鈍角の値は約１１０度から約１６０度までの間である。
【００２８】
参照番号基準５３２によって示される磁界５３の第２の部分は、連結部分７に加えて、固定子極２９、開口部１７と磁石１８ａ、固定子極２７と連結部分５、これらと並ランク配置された固定子極２８と連結部分６、最終的に主要部分４によって構成される別の閉回路を通過する。
磁界５３の前記第２部分５３２の開口部１４における参照番号基準５３２ａによって示される結果磁界は、対称平面Ａに対して鈍角を形成する。この鈍角は、前記の平面Ａに対して、図２に示す場合において磁界５１の結果磁界５１ａによって形成される鈍角に対して対称である。
【００２９】
磁界５３の一部分５３１及び５３２がそれぞれ通過する回路の磁気抵抗は実質的に等しいので、これら２つの部分５３１及び５３２も同様に実質的に等しいことに注意されたい。他方、開口部１６の磁気抵抗は連結部分９の磁気抵抗よりもかなり高い。従って、巻線２３を流れる電流に応答して前記開口部９を通過する磁界は無視しても差し支えない。
【００３０】
トランスジューサ１の制御回路によって巻線２３に正の駆動パルスが供給された場合における磁界５３の方向は、磁界を表す破線に付記した矢印によって示される。
【００３１】
前記正の駆動パルスの開始時点において回転子１９がその第１休止位置に在る場合には、開口部１５における磁界５３の一部分５３１と磁石１９ａの磁界との相互作用によって、磁石１９ａ、ひいては回転子１９には、回転子１９を矢印５４の方向、即ち、再び負の方向に回転させようとするトルクが働く。従って、この駆動パルスの終了時点において、回転子１９は、１８０度だけ回転した後で、その第２休止位置に到達する。
トランスジューサ１の制御回路によって巻線２３に負の駆動パルスが供給された場合には、回転子１９は再び負の方向に回転し、そして、負の駆動パルスが終了した後で、回転子１９は再びその第１の休止位置を占める。
従って、交互に極性の変わる駆動パルスが巻線２３に供給されると、回転子１９は負の方向に連続段階的に１８０度だけ回転させられる。更に、前記巻線２３を流れる電流に応答して開口部１６を通過する磁界は非常に弱いので、これらの駆動パルスを巻線２３に供給しても回転子２０には影響を及ぼさず、また、回転子２１に及ぼす影響は更に小さい。
【００３２】
既に述べたように、磁界５３の２つの部分５３１と５３２は実質的に等しい。巻線２３に駆動パルスを供給して、回転子１９を作動させた場合、これらの駆動パルスによって回転子１８が同時に回転することは全く可能であるし、実際に起こる。ただし、開口部１４における磁界５３の結果磁界５３２ａは、巻線２２に流れる電流によって生成される磁界５１の結果磁界５１ａに対し、平面Ａに関して対称である（図２参照）。従って、巻線２３に供給される駆動パルスに応答して回転子１８に作用するトルクの方向は、巻線２２に駆動パルスが供給された場合の方向と反対である。従って、巻線２３に駆動パルスが供給されると、図３に矢印５５によって示される正の方向に回転子１８が回転させられる。
【００３３】
既に説明したように、巻線２２に流れる電流によって固定子２の連結部分５に磁界が誘導される。この磁界は、図３に一点鎖線によって示され、この場合には、参照番号５６によって示される。
磁界５６が通過する回路は、図２の場合の磁界５１が通過する回路と明らかに同じであるので、ここで再度説明はしない。開口部１４におけるこの磁界５６と磁石１８ａの磁界の結果磁界は参照番号５６ａによって示されるということだけを付記しておく。
この結果磁界５６が図２の磁界５１の結果磁界５１ａと同じ方向であることは明白であり、従って、この方向は、平面Ａに関して磁界５３の結果磁界５３２ａの方向と対称である。
【００３４】
回転子１９を既に述べた方法によって回転させるために、例えば正のパルスである駆動パルスを巻線２３に供給し、そして、同じく正の制御パルスが巻線２２に同時に供給された場合、開口部１４における磁界５３及び５６のそれぞれの結果磁界５３２ａ及び５６ａは、平面Ａに関して相互に対称方向を持つ。更に、これらの結果磁界５３２ａ及び５６ａの方向は、前記の平面Ａに垂直な方向に関して反対である。更に、２つの磁界５３２と５６の絶対値が等しい場合には、開口部１４における、磁石１８ａの磁界とこれらの磁界５３２及び５６との相互作用の結果としてそれぞれ得られるトルクは、絶対値が等しく、方向が反対である。従って、これら２つのトルクは相互に相殺し、その結果、回転子１８は、占有している位置には無関係に、動かない状態を維持する。
従って、この場合、巻線２２に供給される制御パルスは、回転子１９を回転させるために巻線２３に供給された駆動パルスが回転子１８に及ぼす影響を補償する補償パルスである。
【００３５】
回転子１９をその第２の休止位置から第１の休止位置まで回転させるために、トランスジューサ１の制御回路によって負の駆動パルスが供給される場合、回転子１８の一切の回転を防止するために、この制御回路によって、巻線２２に負の補償パルスが同時に供給されなければならないことは明白である。
要約すれば、回転子１９を負の方向に回転させるためには、トランスジューサ１の制御回路によって、極性が交互に変わる駆動パルスを巻線２３に供給する。これらの駆動パルスに応答して前記回転子１９を１つだけ回転させようとする場合には、これらの駆動パルスと同じ極性の補償パルスが、トランスジューサ１の制御回路によって、これらの駆動パルスと同期して巻線２２に供給される。換言すれば、巻線２２に供給される補償パルスは、巻線２３に供給される駆動パルスと同位相である。
【００３６】
以上の説明から、回転子２０を負の方向に回転させるには、交互に極性の変わる駆動パルスがトランスジューサ１の制御回路によって巻線２４に供給されることが、更に詳細な説明を要することなく、当該技術分野における熟達者にとって容易に理解できるはずである。これらの駆動パルスは、回転子２１には影響を及ぼさない。他方では、これらの駆動パルスは、回転子１９に作用し、そして、この回転子を正方向に回転させようとする。この影響を防止するためには、トランスジューサ１の制御回路によって、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスを巻線２３に供給しなければならない。
【００３７】
ただし、巻線２３に供給されるこれらの補償パルスは、回転子１８にも作用し、そして、この回転子を同様に正の方向に回転させようとする。この影響を防ぐためには、巻線２３に供給されるパルスと同位相であり、従って、巻線２４に供給される駆動パルスとも同位相の他の補償パルスを、トランスジューサ１の制御回路によって巻線２２に供給しなければならない。
【００３８】
当該技術分野における熟達者であれば、回転子２１を負の方向に回転させるためには、トランスジューサ１の制御回路によって、交互に極性の変わる駆動パルスが巻線２５に供給されることが理解されるはずである。更に、回転子２１をただ１つだけ回転させなければならばない場合には、トランスジューサ１の制御回路により、巻線２２、２３、及び、２４に、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスを供給する。
【００３９】
巻線２６を流れる電流は連結部分１３に参照番号６１によって示される磁界を誘導し、この磁界の結果磁界は、図４に破線によって略図的に表される。
磁界６１は、連結部分１３に加えて固定子極３８、開口部１７と磁石２１ａ、固定子極３７と連結部分１２、固定子極３６と連結部分１１、そして、最終的に主要部分４によって構成される閉回路を通過する。
開口部１７における磁界６１及び磁石２１ａの結果磁界は参照番号６１ａによって示される。この磁界６１の結果磁界６１ａは、対称平面Ｄに対して鈍角を形成し、この鈍角の値は、一方では極拡張部３６ａ及び３８ａが、他方においては３７ａが広がっている中心に対する角度に依存する。
【００４０】
この結果磁界６１ａの方向は、開口部１７における結果磁界の方向の平面Ｄに関して、巻線２５を流れる電流によって固定子２に誘導される、図４には図示されていない磁界の方向と対称であることに注意されたい。
更に、開口部１６の磁気抵抗は連結部分１１の磁気抵抗よりもかなり高いことに注意されたい。従って、巻線２６を流れる電流に応答してこの開口部１６を通る磁界は無視できる程度である。
【００４１】
トランスジューサ１の制御回路によって巻線２６に正の駆動パルスが供給された場合における磁界６１の方向は、前記の磁界を象徴する破線に付記された矢印によって示される。
回転子２１がその第１休止位置に在る場合には、磁界６１と磁石２１ａの磁界との開口部１７における相互作用により、磁石２１ａ、ひいては回転子２１に、矢印６２の方向、即ち、正の方向に当該回転子２１を回転させようとするトルクが作用することが分かる。
従って、回転子２１は、正方向に１８０度回転した後で、この駆動パルスの終了時点において、その第２休止位置に到達する。
【００４２】
更に、トランスジューサ１の制御回路によって巻線２６に負の駆動パルスが供給された場合には、回転子２１は、再び正方向に１８０度回転し、そして、当該駆動パルスが終了した後で、再びその第１休止位置を占めることが分かる。
従って、交互に極性が変化する駆動パルスが巻線２６に供給されると、回転子２１は、連続段階的に正方向に１８０度だけ回転させられる。
更に、巻線２６にこれらの駆動パルスを供給することによって、回転子２０には影響を及ぼさず、回転子１８及び１９への影響は更に小さい。
【００４３】
これらの回転子を負方向に回転させる方法、及び、回転子２１を正方向に回転させる方法については以上の説明から容易に推論できるので、回転子１８から２０までが正方向に回転するようにトランスジューサ１を制御する方法については、ここで詳細には説明しない。
【００４４】
回転子２０を正方向に回転させるためには、トランスジューサ１の制御回路によって、交互に極性の変化する駆動パルスが巻線２５に供給されることだけを付記するにとどめる。前記回転子２０を１つだけ回転させなければならない場合には、巻線２５に供給される駆動パルスと同位相の補償パルスが、制御回路によって巻線２６に供給される。
【００４５】
同様に、回転子１９を正方向に回転させるためには、制御回路により、交互に極性の変化する駆動パルスを巻線２４に供給し、そして、回転子１９を１つだけ回転させなければならない場合には、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスを制御回路によって巻線２５及び２６に供給する。
【００４６】
最終的に、回転子１８を正方向に回転させるためには、交互に極性の変化する駆動パルスを制御回路によって巻線２３に供給し、そして、当該回転子１８を１つだけ回転させなければならない場合には、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスが制御回路によって巻線２４、２５、及び、２６に供給される。
【００４７】
当該技術分野における熟達者であれば、以上の教示に基づいて、複数回転子の所定方向における同時回転を可能にするために、本発明に基づくトランスジューサの各種コマンドを考案できる筈であることに注意されたい。
【００４８】
図５に示す実施形態において、参照番号７１によって示される本発明に基づいた電気機械式トランスジューサは、図１のトランスジューサ１と同様に、参照番号７２で示す固定子ステータ、４個の回転子及び５個の巻線を有する。
更に、固定子７２は、参照番号７３及び７４によって示される２つの主要部分、及び、９個の連結部分を有する。これらの連結部分は、図１の固定子２の連結部分５から１３までに類似し、そして、同じ参照番号によって示される。
更に、一方における主要部分７３及び７４、及び、他方における連結部分５から１３までは、図１の固定子２の対応する部分と同じ方法において配ランクされ、そして、相互に接続される。
更に、固定子７２は、参照番号７５−７８によって示される４個の開口部を備える。これらの開口部は全て全体的に円形円筒形状である。これらの円筒の軸は参照番号７５ａから７８ａによって示される。
【００４９】
２個の開口部７５及び７７だけが第１の主要部分７３に配置され、他の２個の開口部７６及び７８は第２主要部分７４に配置される。
ただし、図１の場合と同様に、４個の開口部７５−７８は、それぞれ、偶数ランクの連結部分６、８、１０、及び、１２の延長線上に配置される。
更に、トランスジューサ７１は、それぞれ開口部７５−７８のうちの１つを貫いて配置され、そして、前記開口部の軸７５ａ−７８ａのまわりに自由に回転可能な４個の回転子を有する。これらの回転子は、図１のトランスジューサ１の回転子１８−２１に類似し、図１の場合と同じ参照番号によって示される。
【００５０】
更に、図１の場合と同様に、前記回転子１８−２１の永久磁石１８ａ−２１ａのみが図５において見ることが出来る。この場合、これらの永久磁石が生成する磁界の結果磁界は、それぞれ参照番号１８ｂ−２１ｂによって示される実線に付記された矢印によって同様に表される。同様に、トランスジューサ７１は、トランスジューサ１の巻線２２−２６に類似し、これらと同じ参照番号によって示される５個の巻線を有し、そして、各巻線は、奇数ランク連結部分５、７、９、１１、及び、１３のうちの１つを巻く。
図１の場合の固定子２と同様に、巻線２２−２６の芯を構成するこれらの奇数ランク連結部分は固定子７２の残りの部分に付加された部分であることが好ましく、一方、偶数ランク連結部分６、８、１０、及び、１２は主要部分７３及び７４と一体構造であることが好ましいことは明白である。
【００５１】
図１のトランスジューサ１の場合と同様に、開口部７５−７８の各々は、それぞれ参照番号７９−８１、８２−８４、８５−８７、８８−９０によって示される３個の固定子極で囲まれる。固定子極７９、８１、８５、８７は、主要部分７３の一部分、固定子極８２、８４、８８、９０は、主要部分７４の一部分によって形成され、そして、固定子極８０、８３、８６、８９は、それぞれ偶数ランク連結部分６、８、１０、１２の一部分によって形成される。
【００５２】
トランスジューサ７１については、もちろん既に述べた特定の要素を除き、その構造が図１のトランスジューサ１の場合と完全に同じであるので、ここでは詳細に説明しない。
トランスジューサ７１も同様に回転子１８−２１を位置決めするための手段を有すること、及び、これらの手段は、磁石１８ａ−２１ａの磁化軸１８ｂ−２１ｂが各々開口部７５−７８の対称平面ＡからＤ内に位置するように配置されている。
同様に、既に述べた図１のトランスジューサ１の動作から容易に推論できるので、トランスジューサ７１の動作についても詳細に説明しない。
【００５３】
図１のトランスジューサ１の場合と同様に、トランスジューサ７１のそれぞれの巻線２２、２３、２４、または、２５に駆動パルスが供給されると、回転子１８、１９、２０、２１を第１の方向に回転させること、さらに、前記のトランスジューサ７１の巻線２３、２４、２５、または、２６に駆動パルスが供給されると、回転子１８、１９、２０、２１を第２の方向に回転させることを注記するにとどめる。回転子１８及び２０のこれら第１方向および第２方向は、それぞれ、トランスジューサ１の場合における負方向および正方向である。他方において、回転子１９及び２１の場合には、これらの第１方向および第２方向は、それぞれ、正方向および負方向であり、従って、図１のトランスジューサ１の場合の逆である。
【００５４】
１つの回転子を回転させるための駆動パルスによって他の回転子も回転することを防止するために、図１のトランスジューサ１の場合と同じ方法において、補償パルスを特定の巻線に供給しなければならないことは同様に明白である。
当該技術分野における熟達者であれば、トランスジューサ７１の代替実施形態において、固定子に配置される開口部が、図５に示す方法と異なる方法において配分可能であることは容易に理解できる筈である。
従って、例えば、２個の開口部は、最初の２つの偶数ランク連結部分６及び８の延長線上における主要部分のうちの１つに設けても差し支えなく、他の２個の開口部は、最後の２つの偶数ランク連結部分１０及び１２に面したもう一方の主要部分に設けても差し支えない。
更に、別の一例として、２個の開口部は、最初と最後の偶数ランク連結部分６及び１２の延長線上における主要部分のうちの１つに設けても差し支えなく、他の２個の開口部は、第２と第３の連結部分８及び１０の延長線上のもう一方の主要部分に設けても差し支えない。
同様に、３個の開口部は主要部分のうちの１つに配置し、そして、第４の開口部はもう一方の主要部分に配置しても差し支えない。
【００５５】
図６に略図的に示す実施形態において、参照番号１０１で示す本発明の電気機械式トランスジューサは、同様に、参照番号１０２で示す固定子、４個の回転子、及び、５個の巻線を有する。
更に、固定子１０２は、２つの主要部分１０３と１０４、及び、図１のトランスジューサ１の連結部分５から１３までに類似し、同じ参照番号で示される９個の連結部分を有する。一方においては主要部分１０３と１０４、及び、他方においては前記の連結部分５から１３までは、図１の固定子２の対応する部分と同じ方法において配置され、そして、相互に接続される。
【００５６】
更に、固定子２は、参照番号１０５−１０８によって示される４個の開口部を備える。この場合、全ての開口部は全体的に円形円筒形状であり、それらの軸はそれぞれ参照番号１０５ａ−１０８ａによって示される。これら４個の開口部１０５−１０８は全て主要部分１０３に配置され、各開口部は偶数ランク連結部分６、８、１０、及び、１２のうちの１つの延長線上に位置する。 トランスジューサ１の４個の回転子は、図１のトランスジューサ１の回転子１８−２１に類似し、図１の場合と同じ参照番号によって示される。これらの回転子１８−２１の各々は開口部１０５−１０８のうちの１つを貫いて配置され、それぞれの軸１０５ａ−１０８ｂのまわりで不動である。
【００５７】
図１の場合と同様に、図６において、前記回転子１８−２１の永久磁石１８ａ−２１ａだけが見える。これらの磁石の各々によって生成された磁界の結果磁界も、それぞれ参照番号１８ｂ−２１ｂによって示される実線に付記された矢印によって表される。
【００５８】
トランスジューサ１の５個の巻線はトランスジューサ１の巻線２２から２６に類似し、この場合と同じ参照番号によって示される。
再び、トランスジューサ１の場合と同様に、トランスジューサ１０１の巻線２３、２４、２５はそれぞれ奇数ランク連結部分７、９、１１の１つを巻く。他方において、巻線２２及び２６はそれぞれ偶数ランク連結部分６及び１２を巻く。この場合において、各々巻線２２−２６の芯を構成する連結部分６、７、９、１１、１２は 固定子１０２の残りの部分に付加された部分であることが好ましいことは明白であり、他方の連結部分５、８、１０、及び、１３は主要部分１０３及び１０４と一体構造であることが好ましい。
【００５９】
開口部１０５−１０８に囲まれる固定子極１０９−１２０、及び、それらの各末端部に位置する極拡張部１０９ａ−１２０ａについてはここで詳細に説明しない。理由は、これらの構成および配置が、図１における固定子極２７から３８まで、及び、固定子２の極拡張部２７ａ−３８ａと全く同じであることによる。特に、図１の固定子２の場合と同様に、それぞれが開口部１０５−１０８を囲む３個の固定子極は、非常に磁気抵抗の高い首部（ネック）によって対を構成するように分離される。図６に示す実施形態の固定子１０２は、特に、２個の固定子極１０９及び１２０が第３主要部分１４０を経て磁気的に結合されている点において、図１に示す固定子と区別される。この場合、第３主要部分は、第１主要部分１０３とこの第３主要部分１４０との間に開口部１４２を形成する。従って、固定子１０２は、特に本発明に基づくトランスジューサ用装置の各種要素の取付けに使用するために、全ての方向に拡張可能である。
【００６０】
更に、各々の開口部１０５−１０８を部分的に囲む２つの主極拡張部は、この開口部の軸１０５ａ−１０８ａを含む１つの平面に対して相互に対称であり、そして、同様にこの同じ開口部を部分的に囲み、更に、この平面に関してそれ自体が対称であるような横断極拡張部の中央を経て通過する。これら４つの対称平面は参照番号ＡからＤまでによって示され、そして、それらのトレース（断面形跡）は図６に鎖線によって部分的に示される。
【００６１】
同様に、トランスジューサ１０１は、回転子１８−２１の位置を決めるための手段を有する。回転子１９及び２１の各々の位置決め手段を構成する２つのノッチは、図１のトランスジューサ１の場合と同様に、それぞれの対称平面ＢおよびＣに関して相互に対称である。従って、前記の回転子１９及び２０がそれらの休止位置のいずれか一方の位置に在る場合に、これらの回転子１９及び２０の磁石１９ａ及び２０ａの磁化軸１９ｂ及び２０ｂは、それぞれ、平面Ｂ及びＣ内に位置する。図１に示す場合からの類推により、磁化軸１９ｂ及び２０ｂがそれぞれ横断極拡張部１１３ａ及び１１６ａの直径的に反対側にある首部（ネック）に向けられるような前記回転子１９及び２０の位置は、随意に第１休止位置と呼ばれる。回転子１９及び２０の第２休止位置は、磁化軸１９ｂ及び２０ｂがそれぞれこれらの極拡張部１１３ａ及び１１６ａの中央部に向けられているような位置であることは明白である。
【００６２】
他方において、この例における回転子１８を位置決めするための手段を構成するノッチは、開口部１０５の軸１０５ａを含み、極拡張部１０９ａの中央部を通過する平面に関して相互に対称である。この平面は参照記号Ａ’によって示され、そして、図６の平面内におけるそのトレース（断面形跡）は鎖線によって部分的に示される。従って、回転子１８がその２つの休止位置のいずれかに所在する場合、その磁石１８ａの磁化軸１８ｂはこの平面Ａ’内に位置する。
【００６３】
図６に示すように、磁化軸１８ｂが極拡張部１０９ａの中央部に対して直径的に反対側の点を向くような回転子１８の位置は、第１休止位置と呼ばれることがある。同様に、前記の磁化軸１８ｂが前記極拡張部１０９ａの中央部に向けられるような位置は第２休止位置と呼ばれる。
同様の方法において、この例において回転子２１の位置決め手段を構成するノッチは、開口部１０８の軸１０８ａを含み、そして、極拡張部１２０ａの中央部を通過する平面に関して相互に対称である。この平面は、参照記号Ｄ’によって示され、そして、そのトレース（断面形跡）は図６の平面内において鎖線によって部分的に示される。従って、回転子２１がその２つの休止位置のいずれかにある場合に、その磁石２１の磁化軸２１ｂはこの平面Ｄ’内に位置する。
【００６４】
図６に示すように、磁化軸２１ｂが極拡張部１２０ａの中央部に対して直径的に反対側の点に向けられるような回転子２１の位置は、第１休止位置と呼ばれることがある。同様に、磁化軸２１ｂが極拡張部１２０ａの中央部に向けられるような回転子２１の位置は、第２休止位置と呼ばれる。
【００６５】
トランスジューサ１０１の巻線２２を流れる電流は連結部分６に磁界１３１を誘導し、この磁界の結果磁界は破線によって図７に略図的に表される。
磁界１３１は、固定子極１１０を通過し、そして、開口部１０５内に浸透し、ここで２つの部分１３１ａ及び１３１ｂに分離される。磁界１３１の部分１３１ａは、固定子極１０９を通って開口部１０５の外に出て、そして、連結部分５および主要部分１０４の一部分を経て連結部分６において再結合する。磁界１３１の部分１３１ｂは、固定子極１１を通って開口部１０５の外に出て、そして、連結部分７および主要部分１０４の一部分を経て連結部分６において再結合する。開口部１０５におけるこの磁界１３１および磁石１８ａの結果磁界は参照番号１３１ｃによって示され、開口部１０５の対称平面Ａ内に位置する。
【００６６】
トランスジューサ１０１の制御回路によって正の駆動パルスが巻線２２に供給された場合における磁界１３１の方向は、前記磁界を表す鎖線に付記された矢印によって示される。
回転子１８がその第１休止位置に在る場合には、当該回転子を矢印１３２の方向、即ち、正方向に回転させようとするトルクが回転子１８に作用する。従って、回転子１８が正方向に１８０度だけ回転した後で、この正の駆動パルスの終端部において、回転子１８はその第２休止位置に到達する。
従って、トランスジューサ１０１の制御回路によって、巻線２２に負の駆動パルスが供給された場合、回転子１８は、再び正方向に１８０度だけ回転し、そして、当該駆動パルスの終端部において、再びその第１休止位置を占める。
【００６７】
従って、交互に極性が変わる駆動パルスが回転子２２に供給されると、回転子１８は正方向に１８０度づつ回転させられることが分かる。
以上に述べたように駆動パルスが巻線２２に供給された場合、図２に示す理由と同じ理由により、回転子１９にも、勿論、回転子２０及び２１にも影響を及ぼさない。
【００６８】
巻線２３に流れる電流によって連結部分７に誘導される磁界は、図３において説明した磁界５３の場合と全く同じ回路を通る。従って、この回路については、ここで再び説明はしない。
図３に示す場合と同様に、トランスジューサ１０１の巻線２３に交互に極性の変わる駆動パルスを供給することによって、回転子１９を負方向に回転させる。ただし、これらの駆動パルスに応答して連結部分７に誘導される磁界の開口部１０５における結果磁界は同様に、回転子１８がその２つの休止位置のうちのいずれかに所在する場合に、磁石１８ａの磁化軸１８ｂがその中に含まれる平面Ａ’に対して鈍角を形成する。従って、回転子１８は、この場合にも、巻線２３に供給されるこれらの駆動パルスに応答して負方向に回転可能である。
【００６９】
これらの駆動パルスに応答して回転子１９を１つだけ回転させようとする場合には、図３に示す場合と同様に、トランスジューサ１０１の制御回路によって、巻線２３に供給される駆動パルスと同位相の補償パルスを供給しなければならない。
交互に極性が変わる駆動パルスをトランスジューサ１０１の制御回路によって巻線２４に供給した場合、回転子２０は負方向に回転することは、以上の説明から容易に類推することが出来る。更に、前記回転子２０を１つだけ回転させなければならない場合には、トランスジューサ１０１の制御回路により、巻線２４に供給されるこれらの駆動パルスと同位相の補償パルスを巻線２２及び２３に供給しなければならない。
【００７０】
交互に極性の変わる駆動パルスをトランスジューサ１０１の制御回路によって巻線２５に供給する場合には、回転子２１は正方向に回転すること、及び、回転子２１を１つだけ回転させなければならない場合には、トランスジューサ１０１の制御回路により、巻線２５に供給されるこれらの駆動パルスと同位相の補償パルスを巻線２２、２３、及び、２４に供給しなければならないことが、同様に理解される。
【００７１】
トランスジューサ１０１の巻線２６を流れる電流は連結部分１２に磁界１３３を誘導し、この磁界の結果磁界もまた図７において鎖線によって略図的に表される。
磁界１３３は固定子極１１９を通過し、そして、開口部１０８に入り、ここで、２つの部分１３３ａ及び１３３ｂに分離する。磁界１３３の部分１３３ａは、固定子極１２０を通って開口部１０８の外に出て、そして、連結部分１３および主要部分１０４の一部分を通って連結部分１２において再結合する。磁界１３３の部分１３３ｂは、固定子極１１８を通って開口部１０８の外に出て、そして、連結部分１１および主要部分１０４の一部分を通って連結部分１２において再結合する。
【００７２】
開口部１０８における磁界１３３と磁石２１ａの磁界との結果磁界は、参照番号１３３ｃによって示され、そして、開口部１０８の対称平面Ｄ内に所在する。トランスジューサ１０１の制御回路によって、巻線２６に正の駆動パルスが供給される場合における磁界１３３の方向は、前記の磁界を表す破線に付記された矢印によって示される。
【００７３】
回転子２１がその第１休止位置に所在する場合には、回転子２１を矢印１３４の方向、即ち、負方向に回転させようとするトルクが作用する。回転子２１は、負の方向に１８０度回転した後で、この駆動パルスの終端部において、その第２の休止位置に到達する。
トランスジューサ１０１の制御回路によって、巻線２６に負駆動パルスが供給される場合には、回転子２１は、再び、負方向に１８０度だけ回転し、そして、この駆動パルスの終端部において、再びその第１休止位置に位置する。
従って、交互に極性の変わる駆動パルスが巻線２６に供給されると、回転子２１は、１８０度づつ負の方向に回転させられることが分かる。
図２に示す場合に説明した理由と同じ理由により、以上に説明したように巻線２６に駆動パルスが供給されることによって、回転子２０にも、回転子１８、及び、１９にも影響を及ぼさない。
回転子１９及び２０が正方向に回転し、そして、回転子１８が負方向に回転するようにトランスジューサ１０１を制御する方法は、以上の説明から容易に推論されるので、これについては、ここでは詳細には説明しない。
【００７４】
トランスジューサ１０１の代替実施形態においては、巻線２２及び２６のうちの一方だけが、それぞれの偶数ランクの連結部分６又は１２に配置され、これらの２つの巻線２２及び２６のうちのいま一方の巻線は、図１及び５の例に示すように、それぞれの奇数ランクの連結部分５又は１３に配置されることに注意されたい。
更に、開口部１０５−１０８のうちの１つ又は複数の開口部は、固定子１０２の第２主要部分１０４に同様に配置されても差し支えない。
この種の場合において、第２主要部分１０４に配置された前記開口部のうちの１つの中に所在する各回転子の回転方向は上記の例の場合と逆である。
【００７５】
既に説明した種々の実施形態において、本発明の適用範囲から逸脱することなく、電気機械式トランスジューサに多数の改造を実施することが可能である。
特に、本発明に基づくトランスジューサの固定子は、４個以外の多数の開口部を備えていても差し支えない。この場合の開口部の個数は、２以上の任意の数であっても差し支えない。
【００７６】
完全に一般的な方法において、この種のトランスジューサの固定子の２つの主要部分のうちのいずれか一方に配置される開口部の個数を「Ｎ」で表す場合、この種の数Ｎは、勿論、この種のトランスジューサの回転子の個数であり、従って、前記トランスジューサは（Ｎ＋１）個の巻線を備え、そして、その固定子は（２Ｎ＋１）個の連結部分を有する。ここに、Ｎは偶数ランクであり、（Ｎ＋１）は奇数ランクである。Ｎ個の開口部の各々は、偶数（Ｎ）ランクの連結部分のうちの１つの延長線上に配置される。
【００７７】
連結部分について既に説明したように、トランスジューサの固定子に割り当てられるＮ個の開口部の各々、従って、これらの開口部を貫通するＮ個の回転子にそれぞれ１つのランクを割り当てることが可能である。
【００７８】
従って、開口部のランク１は、トランスジューサの第１端部に最も近い開口部に割り当てられる。この開口部は、最も低い偶数ランク、即ち、ランク２を有する連結部分の延長線上に配置された開口部である。ランク１は、勿論、前記のランク１開口部を貫く回転子にも割り当てられる。従って、ランク２の開口部は、ランク４の連結部分、即ち、２番目の偶数ランク連結部分の延長線上に配置された開口部に割り当てられ、このようにして、必要に応じて、ランクＮまで割り当てられる。この場合、ランクＮは、固定子の２番目の端部に最も近い開口部に割り当てられる。即ち、Ｎ番目の偶数ランクの連結部分の延長線上に配置される。回転子に対してのランク２からＮまでは、それぞれ、ランク２からＮまでのこれらの開口部を貫通する回転子に割り当てられることは明白である。
【００７９】
図１、５、及び、６を参照して既に説明した全ての例においては、従って、回転子１８−２１は、それぞれ、ランク１から４までの回転子である。
【００８０】
ランクは、トランスジューサの（Ｎ＋１）個の巻線の各々に対して同じ方法において割り当てても差し支えない。従って、ランク１は、前記トランスジューサの固定子の第１端部の最も近くに位置する巻線に割り当てられ、ランク２はその次の巻線に割り当てられ、このようにして、固定子の第２の端部に最も近い位置を占める巻線にランク（Ｎ＋ｌ）が割り当てられるまで、割り当てられる。
以上に説明した全ての例において、巻線２２−２６はそれぞれランク１から５までを形成する。
【００８１】
本発明に基づくトランスジューサの全ての実施形態において，各回転子はそれぞれ３個の固定子極の端部に位置する３個の極拡張部で囲まれることに注意されたい。これらの固定子極のうちの２個は、巻線の芯を構成する連結部分に直接接続され、そして、第３の固定子極は巻線を備えない連結部分に直接接続される。
【００８２】
回転子位置決め手段は、常に、回転子が２つの休止位置を備え、そして、これら２つの休止位置のそれぞれにおいて、それらの磁石の磁化軸の方向が上記の第３の固定子極の端部に位置する極拡張部の中央部を通るように配置される。
【００８３】
従って、既に定義済みであるような本発明に基づくトランスジューサを制御するための方法は次のように要約することが出来る。
【００８４】
１≦ｉ≦Ｎである場合に、ランクｉの回転子をその第１の方向に回転させるためには、トランスジューサの制御回路によって、交互に極性が変わる駆動パルスを同じランクｉの巻線に供給する。ｉ＞１であり、そして、ランクｉの当該回転子をただ１つだけ回転させなければならない場合には、同様に、制御回路によって、ランクｉの巻線に供給される駆動パルスと同位相の補償パルスをｉより小さい番号のランクの各巻線に供給する。
【００８５】
ランクｉの回転子をその第２の方向に回転させるには、トランスジューサの制御回路により、交互に極性の変わる駆動パルスをランク（ｉ＋１）の巻線に供給する。ｉ＜Ｎであり、そして、ランクｉの当該回転子をただ１つだけ回転させなければならない場合には、同様に、制御回路により、ランク（ｉ＋１）の巻線に供給される駆動パルスと同位相の補償パルスを（ｉ＋１）より大きい番号のランクの各巻線に供給する。
【００８６】
回転子の第１の回転方向は、各種トランスジューサ要素の配置、前記トランスジューサにおける回転子の位置、及び、当該回転子に割り当てられたランクの第１端部として選定された固定子の端部に応じて、負方向または正方向のいずれであっても差し支えない。
【００８７】
換言すれば、回転子の第１回転方向は、例えば正方向であっても差し支えなく、この場合には、同一トランスジューサの他の回転子の第１回転方向は負方向である。
【００８８】
以上説明したトランスジューサに実施出来るあらゆる改造の中から、図１から７までに示す固定子と異なる一般的な形状の固定子を使用する改造例が挙げられる。この場合の一般的形状とは任意の形状であって差し支えなく、また、当該固定子の各種部分が相互に平行である、なしにかかわらない異なる平面内に含まれても差し支えないことは容易に理解出来る。
【００８９】
更に別の改造例としては、本発明に基づくトランスジューサの固定子に配置された開口部の一方または他方を部分的に囲む２つの主要極拡張部がそこを通って伸延する中心における角度が、以上に示した例の場合の角度と等しくないことを保証するような改造方法が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくトランスジューサの第１の実施形態を示す。
【図２】図１のトランスジューサの動作を説明する。
【図３】図１のトランスジューサの動作を説明する。
【図４】図１のトランスジューサの動作を説明する。
【図５】本発明に基づくトランスジューサの他の２つの実施形態を示す。
【図６】本発明に基づくトランスジューサの他の２つの実施形態を示す。
【図７】図６のトランスジューサの動作を示す。
【符号の説明】
１．．．トランスジューサ
２．．．固定子
３、４．．．主要部分
５〜１３．．横断部
１４〜１７．．．開口部
１８〜２１．．．回転子

Claims (8)

1. 電気機械式トランスジューサにおいて、
   円筒形のＮ個（Ｎは２以上の数）の開口部(14-17; 75-78)が配置された固定子(2; 72)を備え、
   複数の巻線(22-26)を備え、
   前記Ｎ個の開口部にそれぞれ配置されたＮ個の回転子(18-21)を備え、各回転子は、貫通する開口部の中心軸(14a-17a; 75a-78a)に一致する回転軸を有し、かつ、当該開口部内にあって、前記回転軸に垂直な磁化軸(18b-21b)を有する二極永久磁石(18a-21a)を有しており、
   前記固定子(2; 72)が２つの主要部分(3,4; 73,74)および２Ｎ＋１個の連結部分 (5-13)を有し、各連結部分の持つ２つの端部は前記２つの主要部分に磁気的にそれぞれ結合されており、各連結部分は配置順序を示す１から２Ｎ＋１までのランクを付され、前記固定子は、各回転子の２つの休止位置を定める位置決め手段を有しており；
   前記Ｎ個の開口部(14-17; 75-78)それぞれは、前記２つの主要部分の一方または他方において、偶数ランクの連結部分(6,8,10,12)の延長線上に配置され、かつ、極拡張部 (27a-38a; 79a-90a) でそれぞれ終端する３個の固定子極(27-38; 79-90)で囲まれ、前記３個の固定子極のうちの２個の固定子極は当該主要部分(3,4; 73,74)の一部によって形成され且つそれらの２個の固定子極の極拡張部が高い磁気抵抗を示すネックで相互に分離されて形成され、前記３個の固定子極のうちの残り１個の固定子極は対応する偶数ランクの連結部分(6,8,10,12)の一部によって形成され、
   前記Ｎ個の開口部(14-17; 75-78)が１からＮまでのランクを有し、前記Ｎ個の回転子(18-21)の各々は当該回転子が貫通する開口部のランクに等しいランクが割り当てられ、
   前記複数の巻線(22-26)はＮ＋１個の巻線を有し、各巻線は異なる連結部分に巻かれ、各巻線に１からＮ＋１までのランクを割り当てるとき、ランク１の巻線は、ランク１またはランク２の連結部分に巻かれ、ランクＮ＋１の巻線はランク２Ｎまたは２Ｎ＋１の連結部分に巻かれ、それこれら以外の各巻線は残りの奇数ランクの連結部分の１つに巻かれ、
   もって、回転子の回転を回転方向も含めて相互に独立に制御できることを特徴とするトランスジューサ。
2. 電気機械式トランスジューサにおいて、
   円筒形のＮ個（Ｎは２以上の数）の開口部(105-108)が配置された固定子(102)を備え、
   複数の巻線(22-26)を備え、
   前記Ｎ個の開口部にそれぞれ配置されたＮ個の回転子(18-21)を備え、各回転子は、貫通する開口部の中心軸(105a-108a)に一致する回転軸を有し、かつ、当該開口部内にあって、前記回転軸に垂直な磁化軸(18b-21b)を有する二極永久磁石(18a-21a)を有しており、
   前記固定子(102)が３つの主要部分(103,104,140)および２Ｎ＋１個の連結部分(5-13)を有し、各連結部分の持つ２つの端部は、前記３つの主要部分のうちの第１及び第２の主要部分(103,104)に、磁気的にそれぞれ結合されており、各連結部分は配置順序を示す１から２Ｎ＋１までのランクを付され、前記３つの主要部分のうちの第３の主要部分(140)は、前記第１の主要部分(103)に両端部において直接結合されて、前記第３の主要部分(140)と前記第１の主要部分(103)との間に開口部(142)が形成されるよう構成され、前記固定子は、各回転子の２つの休止位置を定める位置決め手段を有しており；
   前記Ｎ個の開口部(105-108)は、前記第１の主要部分(103)において、偶数ランクの連結部分(6,8,10,12)の延長線上にそれぞれ配置され、かつ、極拡張部(109a-120a)でそれぞれ終端する３個の固定子極(109-120)で囲まれ、前記３個の固定子極のうちの２個の固定子極は前記第１の主要部分(103)の一部によって形成され且つそれらの２個の固定子極の極拡張部が高い磁気抵抗を示すネックで相互に分離されて形成され、前記３個の固定子極のうちの残り１個の固定子極は対応する偶数ランクの連結部分(6,8,10,12)の一部によって形成され、
   前記Ｎ個の開口部(105-108)が１からＮまでのランクを有し、前記Ｎ個の回転子(18-21)の各々は当該回転子が貫通する開口部のランクに等しいランクが割り当てられ、
   前記複数の巻線(22-26)はＮ＋１個の巻線を有し、各巻線は異なる連結部分に巻かれ、各巻線に１からＮ＋１までのランクを割り当てるとき、ランク１の巻線は、ランク２の連結部分に巻かれ、ランクＮ＋１の巻線はランク２Ｎの連結部分に巻かれ、これら以外の各巻線は３から２Ｎ−１の範囲の奇数ランクの連結部分の１つに巻かれ、
   もって、回転子の回転を回転方向も含めて相互に独立に制御できることを特徴とするトランスジューサ。
3. 前記Ｎ個の開口部(14-17; 105-108)が全て同一の主要部分(3; 103)に配置されることを特徴とする請求項１記載の電気機械式トランスジューサ。
4. 前記開口部の少なくとも１つ(75,77)が前記主要部分の一方 (73)に配置され、他の少なくとも１つの開口部(76,78)が前記主要部分の他方(74)に配置されることを特徴とする請求項１記載の電気機械式トランスジューサ。
5. 前記主要部分と巻線を備えない連結部分とは一体構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気機械式トランスジューサ。
6. 休止位置を定める位置決め手段は、２つの休止位置それぞれにおいて、巻線の巻かれていないない連結部分に直接続く極拡張部の中央部を通り且つ回転軸を含む平面上に、永久磁石の磁化軸が位置するように、各回転子を位置させる、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気機械式トランスジューサ。
7. 請求項１または２記載の電気機械式トランスジューサを制御する方法において、
   １≦ｉ≦Ｎである場合において、ランクｉの回転子をその第１の回転方向に回転させるために、交互に極性が変わる駆動パルスをランクｉの巻線に供給し、そして、ｉが１より大きい場合に、同時に、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスをｉよりも小さいランクの各巻線に供給する過程と、
   ランクｉの前記回転子をその第２の回転方向に回転させるために交互に極性の変わる駆動パルスをランクｉ＋１の巻線に供給し、そして、ｉ＋１がＮより小さい場合に、同時に、これらの駆動パルスと同位相の補償パルスを高い方のランクの各巻線に供給する過程と、
   を有することを特徴とする制御方法。
8. 請求項７記載の制御方法において、
   ｉが１より大きい場合においてランクｉの巻線に駆動パルスが供給されるときに、ランクｉの回転子をその第１の回転方向に回転させるために前記駆動パルスと同位相の補償パルスをｉより小さいランクの各巻線に供給する過程と、ｉがＮより小さい場合において駆動パルスがランク（ｉ＋１）の巻線に供給されるときに、ランクｉの回転子をその第２の回転方向に回転させるために前記駆動パルスと同位相の補償パルスをｉより大きい番号のランクの各巻線に供給する過程とを有することを特徴とする制御方法。

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