JPH01250024A - Magnetic circuit for electromagnetic balance - Google Patents

Magnetic circuit for electromagnetic balance

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JPH01250024A
JPH01250024A JP4774388A JP4774388A JPH01250024A JP H01250024 A JPH01250024 A JP H01250024A JP 4774388 A JP4774388 A JP 4774388A JP 4774388 A JP4774388 A JP 4774388A JP H01250024 A JPH01250024 A JP H01250024A
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heat transfer
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Abstract

PURPOSE:To conduct the Joule heat which is generated by a focus coil to a yoke through a heat conduction part by connecting a pole piece and the yoke by the heat conduction part and interposing a heat insulation part between a permanent magnet and the pole piece. CONSTITUTION:The pole piece 2 and yoke 3 are connected by the heat conduction part 6 and the heat insulation part 7 is interposed between the permanent magnet 1 and pole piece 2. The heat from the focus coil placed in a magnetic field space 4 is conducted to the pole piece 2, whose heat is conducted to the yoke 3 through the heat conduction part 6. The heat from the pole piece 2 is hardly conducted to the permanent magnet 1 directly because of the presence of the heat insulation part 7.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、磁場空間中にフォースコイルを置き、そのフ
ォースコイルに電流を流すことによって発生する電磁力
を皿上荷重と平衡させ、その平衡に要する電流から皿上
荷重を求める、いわゆる電磁天びんの、上述の磁場空間
を形成するための磁気回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention places a force coil in a magnetic field space, and balances the electromagnetic force generated by passing a current through the force coil with the load on the dish. The present invention relates to a magnetic circuit for forming the above-mentioned magnetic field space of a so-called electromagnetic balance in which the load on the pan is determined from the current required for the balance.

〈従来の技術〉 従来のこの種の磁気回路の構造を第11図に縦断面図で
示し、第12図には電磁天びん内での使用状態を示す。
<Prior Art> The structure of a conventional magnetic circuit of this type is shown in a vertical cross-sectional view in FIG. 11, and FIG. 12 shows the state in which it is used in an electromagnetic balance.

従来の磁気回路は、永久磁石1の一方の磁極側端面にポ
ールピース2が接着剤によって接合され、他方の磁極側
端面にはカップ状のヨーク3の底部内面が同じく接着剤
で接合された構造であり、ポールピース2の外周面とヨ
ーク3の内周面の間に静的な磁場空間4が形成される。
A conventional magnetic circuit has a structure in which a pole piece 2 is bonded to one magnetic pole side end surface of a permanent magnet 1 with adhesive, and the bottom inner surface of a cup-shaped yoke 3 is bonded to the other magnetic pole side end surface with adhesive as well. A static magnetic field space 4 is formed between the outer peripheral surface of the pole piece 2 and the inner peripheral surface of the yoke 3.

このような磁気回路は、第12図に示すように、そのヨ
ーク3が天びんベースに固着され、その作る磁場空間4
内に、可動巻枠11に巻回されたフォースコイル12が
配置される。可動巻枠11はレバー13に固着されてお
り、そのレバー13は弾性支点14.15およびロバ−
パル機構(図示せず)等を介して皿に係合される。
As shown in FIG. 12, in such a magnetic circuit, the yoke 3 is fixed to the balance base, and the magnetic field space 4 created by the yoke 3 is fixed to the balance base.
A force coil 12 wound around a movable winding frame 11 is arranged inside. The movable winding frame 11 is fixed to a lever 13, which is connected to an elastic support 14.15 and a lever.
It is engaged with the dish via a pallet mechanism (not shown) or the like.

レバー13の傾きは変位センサ16によって検出され、
アンプ17、P、1.D、制御部18を経てレバー13
の傾きが0となるような電流がフォースコイル12に流
される。すなわち、被測定荷重と平衡する電磁力を発生
し、このときの電流が測定抵抗Rによって電圧信号に変
換され、A−D変換器19でデジタル化される。
The inclination of the lever 13 is detected by a displacement sensor 16,
Amplifier 17, P, 1. D, lever 13 via control section 18
A current is passed through the force coil 12 such that the slope of . That is, an electromagnetic force balanced with the load to be measured is generated, and the current at this time is converted into a voltage signal by the measurement resistor R, and digitized by the AD converter 19.

ところで、フォースコイル12に電流iが流れると、こ
のコイルの抵抗をrとしたとき、P= i”rなるジュ
ール熱が発生する。このため、大きな荷重が加わるほど
高い熱が発生し、フォースコイル12の温度が上昇する
。この熱はポールピース2を熱し、永久磁石1にも伝導
することになる。こ゛こで、永久磁石1は1℃当り一2
00ppm(アルニコ系磁石)〜−400ppm(希土
類磁石)〜−1900ppm(フェライト系磁石)の磁
気の温度変化がある。精密天びんではひょう量に対する
最少表示量が0.25 p p mにも及ぶものが作ら
れており、希±if石を用いた場合を例に採るこのよう
な温度変化による磁場の強さの変化に起因する計量表示
値の狂いを補償するために、従来、永久磁石1の略中央
部に温度センサ5を配設し、その検出信号に基づいて、
基準電圧源20からの、A−D変換器19に供給すべき
基準電圧を変化させる等の対策が採られている。
By the way, when a current i flows through the force coil 12, Joule heat of P=i''r is generated, where the resistance of this coil is r.For this reason, the larger the load is applied, the higher the heat is generated, and the force coil The temperature of the magnet 12 increases. This heat heats the pole piece 2 and is also conducted to the permanent magnet 1. Here, the temperature of the permanent magnet 1 is 12
There is a magnetic temperature change of 00 ppm (alnico magnet) to -400 ppm (rare earth magnet) to -1900 ppm (ferrite magnet). Precision balances are manufactured with a minimum display amount of as much as 0.25 p p m for the weighing capacity, and the change in magnetic field strength due to temperature changes is taken as an example when using a rare stone. Conventionally, a temperature sensor 5 is disposed approximately in the center of the permanent magnet 1, and based on the detection signal,
Measures are taken, such as changing the reference voltage from the reference voltage source 20 to be supplied to the A-D converter 19.

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のような温度センサ5を用いた対策では、緩慢な温
度変化に対しては補償できても、皿上に大きな荷重を加
えた直後のフォースコイル12の発熱のように、急速な
温度変化があると温度センサ5と永久磁石1の平均温度
が不一致となり、所定の精度での補償が困難となる。す
なわち、永久磁石1の平均温度が磁場の強さに影響を及
ぼすものであり、また、−iに永久磁石材は熱伝導率が
小さく、従って、急激に加熱されると永久磁石1に大き
な温度勾配が付き、温度センサ5が平均温度を正しく検
出できずに、計量表示値のクリープ現象を生じてしまう
わけである。
<Problems to be Solved by the Invention> Although the measures using the temperature sensor 5 described above can compensate for slow temperature changes, the heat generated by the force coil 12 immediately after applying a large load to the plate If there is a rapid temperature change like this, the average temperatures of the temperature sensor 5 and the permanent magnet 1 will not match, making it difficult to compensate with a predetermined accuracy. That is, the average temperature of the permanent magnet 1 affects the strength of the magnetic field, and -i, the permanent magnet material has a low thermal conductivity, so if it is rapidly heated, the permanent magnet 1 will have a large temperature. As a result, the temperature sensor 5 cannot correctly detect the average temperature, resulting in a creep phenomenon in the measured value.

このような現象を緩和するためには、従来、永久磁石1
、ポールピース2およびヨーク3ともに大型化して全体
の熱容量を大きくすることで温度勾配を小さ(すると同
時に、磁界を強(して同じ電磁力を発生するのに要する
コイル電流を少なくし、また、磁場空間4を広くしてフ
ォースコイル12の線径を太くすることで抵抗を小さく
し、発熱量を減らす等の対策を採る必要があった。
In order to alleviate this phenomenon, conventionally, permanent magnet 1
By increasing the size of both the pole piece 2 and the yoke 3 to increase the overall heat capacity, the temperature gradient is reduced (and at the same time, the magnetic field is strengthened), thereby reducing the coil current required to generate the same electromagnetic force. It was necessary to take measures such as widening the magnetic field space 4 and increasing the wire diameter of the force coil 12 to reduce resistance and heat generation.

この従来の対策によれば、天びんのひょう量に応じた電
磁力を発生するための磁気回路を設定するに当り、単に
ひょう量荷重とバランスすれば良いだけの容量の磁気回
路に比して、大幅に大容量の磁気回路を用いなければ精
密天びんが得られないという問題があった。特に最近多
用され始めた希土類磁石を用いる場合にこの傾向が強い
。このことは天びんのコストアップの原因となるととも
に、天びんの小形化のための障害ともなっている。
According to this conventional measure, when setting up a magnetic circuit to generate electromagnetic force according to the weighing capacity of the balance, compared to a magnetic circuit with a capacity that only needs to be balanced with the weighing load, There was a problem in that a precision balance could not be obtained unless a magnetic circuit with a significantly large capacity was used. This tendency is particularly strong when rare earth magnets, which have recently started to be widely used, are used. This causes an increase in the cost of the balance and also becomes an obstacle to downsizing the balance.

なお、本発明者は既に、永久磁石の外周面を熱伝導度の
大きな材料で覆うことによって、永久磁石の温度勾配を
小さくし、もって高精度の温度補償を行うことのできる
天びんを提案しているが(特開昭59−230118号
)、上述した問題点は完全には解消されていない。
The inventor has already proposed a balance in which the temperature gradient of the permanent magnet is reduced by covering the outer peripheral surface of the permanent magnet with a material having high thermal conductivity, thereby achieving highly accurate temperature compensation. However, the above-mentioned problems have not been completely solved.

本発明はこの点に鑑みてなされたもので、クリープ特性
に優れ、小形化しても従来と同等の性能が得られるか、
もしくは、従来と同等の大きさのものを用いることによ
ってクリープの発生が従来に比して著しく少なくなる、
電磁天びん用の磁気回路を提供することを目的としてい
る。
The present invention was made in view of this point, and it has excellent creep characteristics, and it is possible to obtain the same performance as the conventional one even if it is made smaller.
Or, by using one with the same size as the conventional one, the occurrence of creep will be significantly reduced compared to the conventional one.
The purpose is to provide a magnetic circuit for electromagnetic balances.

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第1図を参照しつつ説明すると、本発明は、永久磁石1
と、その永久磁石1の一方の磁極側に配設されたポール
ピース2と、永久磁石1の他方の磁極側に底部が配設さ
れ側部がポールピース2の近傍に至って当該側部内周面
とポールピース2の外周面間に磁場空間4を形成するヨ
ーク3と、伝熱部6および断熱部7とからなり、ポール
ピース2とヨーク3とを伝熱部6で接続するとともに、
永久磁石1とポールピース2間に断熱部7を介在させた
ことによって、特徴づけられる。
Means for Solving the Problems> A configuration for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment.
, a pole piece 2 disposed on one magnetic pole side of the permanent magnet 1, and a bottom portion disposed on the other magnetic pole side of the permanent magnet 1, and the side portion reaches the vicinity of the pole piece 2, and the inner peripheral surface of the side portion and a yoke 3 that forms a magnetic field space 4 between the outer circumferential surfaces of the pole piece 2, a heat transfer section 6, and a heat insulating section 7, and the pole piece 2 and the yoke 3 are connected by the heat transfer section 6.
It is characterized by the fact that a heat insulating part 7 is interposed between the permanent magnet 1 and the pole piece 2.

く作用〉 磁場空間4に置かれるフォースコイルからの熱はポール
ピース2に伝わり、このポールピース2の熱は伝熱部6
を経てヨーク3に伝導する。永久磁石1には断熱部7の
存在によってポールピース2からの熱が直接には殆んど
伝わらない。すなわち、第13図(alにこの磁気回路
の縦方向(永久磁石1の磁化方向)の温度分布を示すよ
うに、伝熱部6には温度勾配(j2−*j、)が生ずる
が、永久磁石1の温度はヨーク3の温度t、とほぼ同一
で一様となる。
Effect> The heat from the force coil placed in the magnetic field space 4 is transmitted to the pole piece 2, and the heat of this pole piece 2 is transferred to the heat transfer part 6.
It is conducted to yoke 3 via . Due to the presence of the heat insulating section 7, almost no heat from the pole piece 2 is directly transmitted to the permanent magnet 1. That is, as shown in FIG. 13 (al), which shows the temperature distribution in the longitudinal direction of this magnetic circuit (the magnetization direction of the permanent magnet 1), a temperature gradient (j2-*j,) occurs in the heat transfer section 6; The temperature of the magnet 1 is substantially the same as the temperature t of the yoke 3 and is uniform.

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明実施例の構造を示す中央縦断面図である
FIG. 1 is a central vertical sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention.

磁気回路としての基本構成要素は、第11図に示した従
来の回路と同様、永久磁石1、ポールピース2、カップ
状のヨーク3、およびポールピース2の外周面とヨーク
3の側部外周面との間に形成される磁場空間4であり、
また、電磁天びん内での使用状態も従来と同等で、同様
な位置に温度補償用の温度センサ5が配設される。
The basic components of the magnetic circuit are the same as the conventional circuit shown in FIG. A magnetic field space 4 formed between
Furthermore, the usage conditions within the electromagnetic balance are the same as in the conventional one, and the temperature sensor 5 for temperature compensation is disposed at the same position.

さて、従来例と相違するところは、ポールピース2・と
ヨーク3とに接触する伝熱部6を設けた点と、永久磁石
1とポールピース2との間に断熱部7を設けた点である
Now, the difference from the conventional example is that a heat transfer part 6 is provided in contact with the pole piece 2 and the yoke 3, and a heat insulating part 7 is provided between the permanent magnet 1 and the pole piece 2. be.

すなわち、銅、アルミニウム等の非磁性体で、かつ、熱
伝導率の高い材料からなるリング状の伝熱部6が、永久
磁石1の外周部に配設されており、その上端面はポール
ピース2の底面に、下端面はヨーク3の底部上面にそれ
ぞれ接着されている。
That is, a ring-shaped heat transfer part 6 made of a non-magnetic material with high thermal conductivity such as copper or aluminum is arranged on the outer circumference of the permanent magnet 1, and its upper end surface is connected to the pole piece. The bottom surface of the yoke 2 and the lower end surface of the yoke 3 are respectively bonded to the bottom top surface of the yoke 3.

また、永久磁石1とポールピース2は直接接触しておら
ず、これらの間には空隙が介在して断熱部7を形成して
いる。
Further, the permanent magnet 1 and the pole piece 2 are not in direct contact with each other, and a gap is interposed between them to form a heat insulating section 7.

このような構造によると、磁場空間4に置かれるフォー
スコイルへの通電によるジュール熱は、ポールピース2
を熱するが、このポールピース2の熱は永久磁石1を介
在することなく、伝熱部6を通ってヨーク3へと伝わる
。すなわち、熱抵抗が極端に相違する伝熱部6と断熱部
7の存在により、ポールピース2の熱はその殆んどが熱
抵抗の小さい伝熱部6を介してヨーク3へと伝わって天
びんベース等へと逃げ、永久磁石1を熱することがない
According to this structure, Joule heat due to energization of the force coil placed in the magnetic field space 4 is transferred to the pole piece 2.
The heat of the pole piece 2 is transmitted to the yoke 3 through the heat transfer section 6 without the intervention of the permanent magnet 1. That is, due to the existence of the heat transfer section 6 and the heat insulation section 7, which have extremely different thermal resistances, most of the heat from the pole piece 2 is transmitted to the yoke 3 via the heat transfer section 6, which has a small thermal resistance, and is transferred to the balance. It does not escape to the base etc. and heat the permanent magnet 1.

第2図は本発明の他の実施例の構造を示す中央縦断面図
である。この例が第1図に示す例と相違する点は、永久
磁石1と伝熱部6との間にも、空隙からなる断熱部71
を設けた点である。
FIG. 2 is a central vertical sectional view showing the structure of another embodiment of the present invention. This example is different from the example shown in FIG.
The point is that

第1図に示す例では、伝熱部6と永久磁石1が接触して
おり、前述したように永久磁石1は通常その熱伝導率が
小さく、この接触による熱の伝導は小さいものの、この
第2図の例のように断熱部71を設けることにより、断
熱効果はより完全なものとなる。
In the example shown in FIG. 1, the heat transfer part 6 and the permanent magnet 1 are in contact with each other, and as mentioned above, the permanent magnet 1 normally has a low thermal conductivity, and although the heat conduction due to this contact is small, this By providing the heat insulating portion 71 as in the example shown in FIG. 2, the heat insulating effect becomes more complete.

第13図は、以上のような本発明実施例と第11図に示
した従来例との、磁気回路各部の温度分布の相違を示す
グラフで、縦軸が上下方向(永久磁石1の磁化方向)の
位置、横軸が温度を示し、(a)は本発明実施例、(b
lは従来例を示している。
FIG. 13 is a graph showing the difference in temperature distribution in each part of the magnetic circuit between the embodiment of the present invention as described above and the conventional example shown in FIG. ), the horizontal axis shows the temperature, (a) is the example of the present invention, (b)
l indicates a conventional example.

この各グラフにおいて、ヨーク3の温度を天びんベース
等と等しくそれぞれ1.とし、フォースコイルからポー
ルピース2に伝わる熱iQも等しいとする。従来例では
熱抵抗の大きい永久磁石1を介してポールピース2の熱
がヨーク3に伝達されるため、永久磁石1にはt2°−
tlなる大きな温度勾配が生ずる。これに対し本発明実
施例によると、熱抵抗の小さい伝熱部6を介してポール
ピース2の熱がヨーク3に効率的に伝達されるため、伝
熱部6の温度勾配はより小さくなり、従ってポールピー
ス2の温度t2〜t3も従来のt 21〜t3′ に比
して低くなり、つまり、12<1.。
In each of these graphs, the temperature of the yoke 3 is equal to that of the balance base, etc., and is 1. Assume that the heat iQ transmitted from the force coil to the pole piece 2 is also equal. In the conventional example, the heat of the pole piece 2 is transferred to the yoke 3 via the permanent magnet 1, which has a large thermal resistance.
A large temperature gradient of tl occurs. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the heat of the pole piece 2 is efficiently transferred to the yoke 3 via the heat transfer section 6 with low thermal resistance, so the temperature gradient of the heat transfer section 6 becomes smaller. Therefore, the temperature t2-t3 of the pole piece 2 is also lower than the conventional temperature t21-t3', that is, 12<1. .

13<1.° となるとともに、断熱部7の存在により
永久磁石1の温度はほぼ全体的に1.となって温度勾配
は殆んど生じない。
13<1. °, and due to the presence of the heat insulating section 7, the temperature of the permanent magnet 1 is almost entirely 1. Therefore, almost no temperature gradient occurs.

なお、以上の実施例では、断熱部7または71を空隙で
形成した例を示したが、多孔性材料やセラミックス等の
適宜の断熱材料を使用することができる。第3図は第2
図の空隙からなる断熱部7゜71をそれぞれ断熱材料か
らなる断熱部7a、71aに置き換えた例である。
In addition, in the above embodiment, an example was shown in which the heat insulating portion 7 or 71 was formed by a void, but any suitable heat insulating material such as a porous material or ceramics may be used. Figure 3 is the second
This is an example in which the heat insulating parts 7 and 71 made of voids shown in the figure are replaced with heat insulating parts 7a and 71a made of a heat insulating material, respectively.

また、第4図は、断熱材料からなる断熱部7a。Further, FIG. 4 shows a heat insulating section 7a made of a heat insulating material.

71aに加えて、更に永久磁石1とヨーク3との間にも
断熱材料を配設してヨーク3に接着し、ここにも断熱部
72aを介在させた例である。
In addition to 71a, this is an example in which a heat insulating material is also provided between the permanent magnet 1 and the yoke 3 and is bonded to the yoke 3, with a heat insulating part 72a interposed here as well.

この例では、永久磁石1の全面が断熱されてより効果的
ではあるが、磁気抵抗がその分だけ増加することになり
、磁場空間4における磁界強さが減少する。
In this example, the entire surface of the permanent magnet 1 is thermally insulated, which is more effective, but the magnetic resistance increases accordingly, and the magnetic field strength in the magnetic field space 4 decreases.

第5図および第6は、それぞれ第2図および第4図にお
ける伝熱部6の上縁を、ポールピース2の外周面にまで
伸ばした伝熱部61に代えた例を示している。これらの
例によると、フォースコイルからの熱はポールピース2
を経由せずに伝熱部61を介して直接ヨーク3へと伝わ
ることになり、温度分布は理想的なものとなる。
5 and 6 show an example in which the upper edge of the heat transfer portion 6 in FIGS. 2 and 4, respectively, is replaced with a heat transfer portion 61 that extends to the outer peripheral surface of the pole piece 2. FIG. According to these examples, the heat from the force coil is transferred to pole piece 2.
The heat is transmitted directly to the yoke 3 via the heat transfer section 61 without passing through the heat transfer section 61, and the temperature distribution becomes ideal.

ただし、磁場空間4がその分狭くなるか、あるいは磁場
空間4を同等にすれば磁界が弱くなるという欠点もある
。結局、第1図〜第3図の例、あるいは第4図、もしく
は第5図、第6図の例のいずれを採用するかは、天ぴん
としての性能やひょう量等を勘案して決定することが望
ましい。
However, there is also a drawback that the magnetic field space 4 becomes narrower or the magnetic field becomes weaker if the magnetic field space 4 is made the same. Ultimately, which of the examples in Figures 1 to 3, or the examples in Figures 4, 5, and 6 to be adopted should be decided by taking into account the performance of the balance, the capacity, etc. is desirable.

さて、以上の各実施例では、永久磁石1とポールピース
2もしくはヨーク3、および伝熱部6とポールピース2
もしくはヨーク3等を、それぞれ接着剤で接合すること
によって磁気回路を組み立てた例を示したが、接着剤に
よって各部材を接合することは、従来と同様、その硬化
時間が必要となって、すぐに次の行程へと進めず、作業
能率が悪いという問題があり、また、鉄粉等の異物が入
り込むとその排出が困難であって、しばしば廃棄を予備
なくされるという問題もある。
Now, in each of the above embodiments, the permanent magnet 1 and the pole piece 2 or the yoke 3, and the heat transfer part 6 and the pole piece 2
Alternatively, we have shown an example of assembling a magnetic circuit by joining the yokes 3, etc. with adhesive, but as with the past, joining each member with adhesive requires time to harden, so it can be quickly There is a problem that the process cannot proceed to the next step, resulting in poor work efficiency.Furthermore, if foreign matter such as iron powder gets in, it is difficult to remove it, and there is also the problem that there is often no reserve available for disposal.

このような問題を併わせで解決したのが、第7図乃至第
10図に示す例であり、接着剤を使用せずに各部材を組
み立てている。すなわち、伝熱部材6の上下両端と、ポ
ールピース2およびヨーク3とをそれぞれ嵌合すること
によって組み付け、永久磁石1の吸引力を利用して互い
に保持している。
The examples shown in FIGS. 7 to 10 solve these problems, and each member is assembled without using adhesive. That is, they are assembled by fitting the upper and lower ends of the heat transfer member 6 to the pole piece 2 and the yoke 3, respectively, and are held together using the attractive force of the permanent magnet 1.

第7図及び第8図に示す例は、永久磁石1として希土類
磁石を使用した場合に適した構造を示している。希土類
磁石は、保磁力は大きいが残留磁束密度はそれほど大き
くないので、磁石のエネルギを有効に使うためには大径
で偏平な形状が良い。
The examples shown in FIGS. 7 and 8 show structures suitable for the case where a rare earth magnet is used as the permanent magnet 1. Rare earth magnets have a large coercive force but do not have a large residual magnetic flux density, so in order to use the magnet's energy effectively, it is best to have a large diameter and a flat shape.

そこで、このような形状の永久磁石1を用いる場合、第
7図に示すように、ポールピース2およびヨーク3と伝
熱部6との嵌合は、ポールピース2およびヨーク3の中
心側を突出させ、この突出部に伝熱部6の内周面を嵌合
することが有効である。
Therefore, when using the permanent magnet 1 having such a shape, as shown in FIG. It is effective to fit the inner circumferential surface of the heat transfer section 6 into this protrusion.

そして内部に収容した永久磁石1の磁力によって、永久
磁石1.ポールピース2.ヨーク3および伝熱部6を相
互に吸引保持する。この場合においても、空隙による断
熱部7.71を、第8図に示すように多孔性材料等の断
熱材料による断熱部7 a +71aに置換することが
できる。
Then, due to the magnetic force of the permanent magnet 1 housed inside, the permanent magnet 1. Pole piece 2. The yoke 3 and the heat transfer section 6 are mutually attracted and held. Even in this case, the heat insulating part 7.71 made of the void can be replaced with a heat insulating part 7 a +71a made of a heat insulating material such as a porous material, as shown in FIG.

第9図および第10図に示す例は、永久磁石1としてア
ルニコ系の磁石等を使用した場合に適した構造を示して
いる。アルニコ系等の磁石では、保磁力は小さいが残留
磁束密度は大きく、磁石のエネルギを有効に使うには、
直径は比較的小さく肉厚の、柱状の形状にする必要があ
る。このような形状の永久磁石1を用いる場合、第9図
に示すように、ポールピース2およびヨーク3と伝熱部
6との嵌合は、ポールピース2およびヨーク3の中心側
を窪ませ、この窪みに伝熱部6の外周面を嵌挿すること
が有効であり、同様に永久磁石1の磁力によって、永久
磁石1.ポールピース2.ヨーク3および伝熱部6を相
互に吸引保持することができる。また、空隙による断熱
部7.71は、第10図に示すように断熱材料による断
熱部7a。
The examples shown in FIGS. 9 and 10 show a structure suitable for the case where an alnico magnet or the like is used as the permanent magnet 1. Alnico magnets have a small coercive force but a large residual magnetic flux density, so in order to use the magnet's energy effectively,
It is necessary to have a columnar shape with a relatively small diameter and thick wall. When using the permanent magnet 1 having such a shape, as shown in FIG. 9, the fitting between the pole piece 2 and the yoke 3 and the heat transfer part 6 is achieved by recessing the center sides of the pole piece 2 and the yoke 3, and It is effective to fit the outer peripheral surface of the heat transfer part 6 into this recess, and similarly, the magnetic force of the permanent magnet 1 causes the permanent magnet 1. Pole piece 2. The yoke 3 and the heat transfer section 6 can be mutually attracted and held. Further, the heat insulating part 7.71 formed by the void is a heat insulating part 7a made of a heat insulating material, as shown in FIG.

71aに置換できることも同様である。Similarly, it can be replaced with 71a.

以上の第7図乃至第10図に示した例では、接着剤を使
用しないから、従来のように硬化時間を設けることなく
、直ちに次の工程へと進むことができ、作業能率を向上
させることができる。また、内部に異物が入り込んだ場
合、分解して容易に排除することができ、再使用するこ
とが可能となる。
In the examples shown in Figures 7 to 10 above, since no adhesive is used, it is possible to proceed to the next process immediately without the need for curing time as in conventional methods, improving work efficiency. Can be done. Furthermore, if foreign matter gets inside, it can be easily disassembled and removed, and it can be reused.

なお、以上の第1図乃至第10図に示す構造の磁気回路
は、電磁天びん用のほか、スピーカや他の用途にも使用
することができ、また、他の形状の磁石に対しても本発
明の適用は可能である。
The magnetic circuits with the structures shown in Figures 1 to 10 above can be used not only for electromagnetic balances but also for speakers and other applications, and can also be used for magnets of other shapes. Application of the invention is possible.

本発明の磁気回路は上述したように種々の態様のものを
含むが、これを要約すると、 ■ポールピースとヨークを伝熱部で接続するとともに、
永久磁石とポールピース間に断熱部を介在させた構造、 を基本とし、 ■伝熱部がポールピースの外周面にまで伸びていること
を特徴とする態様(第5図、第6図)、■永久磁石と伝
熱部との間にも断熱部が介在していることを特徴とする
態様(第2図、第3図。
The magnetic circuit of the present invention includes various embodiments as described above, but in summary: 1) Connecting the pole piece and the yoke with a heat transfer part;
Based on a structure in which a heat insulating part is interposed between the permanent magnet and the pole piece, ■A mode characterized in that the heat transfer part extends to the outer peripheral surface of the pole piece (Fig. 5, Fig. 6), ■A mode characterized in that a heat insulating section is also interposed between the permanent magnet and the heat transfer section (Figs. 2 and 3).

第4図、第5図、第6図、第7図、第8図、第9図、第
10図)、 ■断熱部が空隙であることを特徴とする態様(第1図、
第2図、第5図、第7図、第9図)、■断熱部が多孔質
等の断熱材料であることを特徴とする態様(第3図、第
4図、第6図、第8図。
(Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10), ■ A mode in which the heat insulating part is a void (Fig. 1,
(Figs. 2, 5, 7, 9), ■ A mode in which the heat insulating portion is made of a porous or other heat insulating material (Figs. 3, 4, 6, 8) figure.

第10図)、 ■伝熱部とポールピースおよびヨークとが、互いに嵌合
により組み付けられ、内部の永久磁石の磁力によって、
永久磁石、ポールピース、ヨークよおび伝熱部が相互に
吸引保持し合っていることを特徴とする態様(第7図、
第8図、第9図、第10図)、等がありこれら各態様の
適宜の組み合わせも可能である。
(Fig. 10), ■The heat transfer part, pole piece, and yoke are assembled by fitting each other, and due to the magnetic force of the internal permanent magnet,
An embodiment characterized in that the permanent magnet, the pole piece, the yoke, and the heat transfer part attract and hold each other (Fig. 7,
8, 9, 10), etc., and appropriate combinations of these aspects are also possible.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、ポールピースと
ヨークとを伝熱部で接続するとともに、永久磁石とポー
ルピースとの間に断熱部を介在させたから、フォースコ
イルに電流を流すことによって生ずるジュール熱は、伝
熱部を介してヨークへと逃げることになり、永久磁石を
熱してこれに温度勾配を生じさせることがない。その結
果、電磁天びんに組み込んで皿上に荷重を載せたとき、
第14図に経過時間と出力(フォースコイルに流れる電
流の大きさ)との関係を示すように、従来例(破線)で
は永久磁石の温度が上昇してその作る磁界が弱くなって
バランスの為の電流が経時的に大きくなる、いわゆるク
リープ現象を生じていたのに対し、本発明を適用した例
では(実線)では極めて僅かなりリープ現象しか示さな
い。
<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the pole piece and the yoke are connected by the heat transfer part, and the heat insulating part is interposed between the permanent magnet and the pole piece. The Joule heat generated by passing the current escapes to the yoke via the heat transfer portion, and does not heat the permanent magnet and create a temperature gradient therein. As a result, when it is incorporated into an electromagnetic balance and a load is placed on the pan,
As shown in Figure 14, which shows the relationship between the elapsed time and the output (the magnitude of the current flowing through the force coil), in the conventional example (dashed line), the temperature of the permanent magnet increases and the magnetic field it creates weakens, resulting in an imbalance. Whereas the so-called creep phenomenon occurs in which the current increases over time, the example to which the present invention is applied (solid line) shows only a very slight leap phenomenon.

以上のことから、本発明によれば、フォースコイルの発
熱による影響が少なく、従ってクリープ特性の優れた電
磁天びんを得ることができる。あるいは、従来と同等の
性能の電磁天びんを得るのに、従来よりも小形の磁気回
路を用いることができ、コストダウンおよび天びんの小
形化に寄与することろ火である。特に、希土類磁石を永
久磁石として用いる場合には、本発明に基づく効果は極
めて大きい。すなわち、希土類磁石は他の永久磁石に比
してその熱伝導率が0.025 cal/cm、s、 
”cと小さく、ポールピース、ヨーク等の材料であるF
eのO,18cal/cm、s、 ’C、伝熱部に使用
されるCuもしくはAIの0.94もしくは0.53 
cal/cm、s、 ”cに比して大きく相違し、Cu
を伝熱部に使用すると約40倍も相違することになり、
他の磁石材料に比して本発明による効果は極めて大きく
なる。
From the above, according to the present invention, it is possible to obtain an electromagnetic balance that is less affected by the heat generated by the force coil and therefore has excellent creep characteristics. Alternatively, in order to obtain an electromagnetic balance with the same performance as a conventional one, a magnetic circuit smaller than that of the conventional one can be used, which contributes to cost reduction and downsizing of the balance. In particular, when rare earth magnets are used as permanent magnets, the effects based on the present invention are extremely large. In other words, rare earth magnets have a thermal conductivity of 0.025 cal/cm, s, compared to other permanent magnets.
F is as small as "c" and is a material for pole pieces, yokes, etc.
O of e, 18 cal/cm, s, 'C, 0.94 or 0.53 of Cu or AI used in the heat transfer part
cal/cm, s, “c”, Cu
If used in the heat transfer part, the difference will be about 40 times,
The effects of the present invention are extremely large compared to other magnet materials.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明実施例の構造を示す中央縦断面図、 第2乃至第10図はそれぞれ本発明の他の実施例の構造
を示す中央縦断図である。 第11図は従来の磁気回路の構造を示す中央縦断面図、 第12図はその電磁天びん内での使用状態の説明図であ
る。 第13図は磁気回路の各部の温度分布の比較を示すグラ
フで、Ta)は本発明実施例、fb)は従来例を示して
いる。 第14図は本発明実施例および従来例を電磁天びんに組
み込んだ場合の出力の経時的変化の相違を示すグラフで
ある。 1・・・・・永久磁石 2・・・・・ポールピース 3・・・・・ヨーク 4・・・・・磁場空間 5・・・・・温度センサ 6.61・・伝熱部 7.71.7a、71a、72a・・断熱部12・・・
・フォースコイル 特許出願人   株式会社島津製作所 代 理 人   弁理士  西1)新 築1図         第2図 第8図         第4図 第7図        第8図 第9図        第1O図 第11図 (Q)         (b)
FIG. 1 is a central longitudinal cross-sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 10 are central longitudinal cross-sectional views showing the structures of other embodiments of the present invention. FIG. 11 is a central vertical cross-sectional view showing the structure of a conventional magnetic circuit, and FIG. 12 is an explanatory diagram of its use in an electromagnetic balance. FIG. 13 is a graph showing a comparison of temperature distributions in various parts of the magnetic circuit, where Ta) shows the embodiment of the present invention and fb) shows the conventional example. FIG. 14 is a graph showing the difference in output changes over time when the embodiment of the present invention and the conventional example are incorporated into an electromagnetic balance. 1...Permanent magnet 2...Pole piece 3...Yoke 4...Magnetic field space 5...Temperature sensor 6.61...Heat transfer part 7.71 .7a, 71a, 72a...insulation section 12...
・Force coil patent applicant Shimadzu Corporation Agent Patent attorney Nishi 1) New construction 1 Figure 2 Figure 8 Figure 4 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 1O Figure 11 (Q) (b )

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  磁場空間中に置かれたフォースコイルに電流を流すこ
とによって生じる電磁力を皿上荷重と平衡させ、その平
衡に要する電流から皿上荷重を求める天びんにおいて、
上記磁場空間を形成するための磁気回路であって、永久
磁石と、その永久磁石の一方の磁極側に配設されたポー
ルピースと、上記永久磁石の他方の磁極側に底部が配設
され側部が上記ポールピース近傍に至って当該側部内周
面とポールピース外周面間に上記磁場空間を形成するヨ
ークと、伝熱部および断熱部とからなり、上記ポールピ
ースとヨークとを伝熱部で接続するとともに、上記永久
磁石とポールピース間に断熱部を介在させたことを特徴
とする、電磁天びん用磁気回路。
In a balance, the electromagnetic force generated by passing a current through a force coil placed in a magnetic field space is balanced with the load on the pan, and the load on the pan is determined from the current required for equilibrium.
A magnetic circuit for forming the magnetic field space, comprising a permanent magnet, a pole piece disposed on one magnetic pole side of the permanent magnet, and a bottom portion disposed on the other magnetic pole side of the permanent magnet. A yoke whose portion reaches near the pole piece to form the magnetic field space between the inner circumferential surface of the side portion and the outer circumferential surface of the pole piece, a heat transfer portion and a heat insulating portion, and the pole piece and the yoke are connected by the heat transfer portion. A magnetic circuit for an electromagnetic balance, characterized in that a heat insulating section is interposed between the permanent magnet and the pole piece.
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EP0496484A2 (en) * 1991-01-12 1992-07-29 Yoshitaka Aoyama Electrode for projection welding machine
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