JPH0241649A - 作動モーター - Google Patents
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- JPH0241649A JPH0241649A JP1150328A JP15032889A JPH0241649A JP H0241649 A JPH0241649 A JP H0241649A JP 1150328 A JP1150328 A JP 1150328A JP 15032889 A JP15032889 A JP 15032889A JP H0241649 A JPH0241649 A JP H0241649A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1638—Armatures not entering the winding
- H01F7/1646—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
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- H01F7/122—Guiding or setting position of armatures, e.g. retaining armatures in their end position by permanent magnets
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は直線軸方向の力を発生する電気ソレノイ］くに
関し、特に駆動電流に比例した比較的短い変位量を生し
る作動モーターとして周知の電圧ソレノイド型のモータ
ーに関する。
関し、特に駆動電流に比例した比較的短い変位量を生し
る作動モーターとして周知の電圧ソレノイド型のモータ
ーに関する。
ソレノイＩ・は励起電流の方向に関して変化しない作軸
方向によって特徴づけられる。他言すれば直流の供給に
極性の反転があっても、ソレノイドはほぼ同一方向に軸
方向の運動を生じる。
方向によって特徴づけられる。他言すれば直流の供給に
極性の反転があっても、ソレノイドはほぼ同一方向に軸
方向の運動を生じる。
作動モーターは永久磁場を用いソレノイドの空隙を予め
バイアスし、作動モーターのアマチュアの運動をコイル
中に流れる電流の方向で定める点でソレノイドとは相異
している。電流の極性を反転させると作動モーターのア
マチュアの変位量の方向は反転する。
バイアスし、作動モーターのアマチュアの運動をコイル
中に流れる電流の方向で定める点でソレノイドとは相異
している。電流の極性を反転させると作動モーターのア
マチュアの変位量の方向は反転する。
作動モーターはしばしば高性能の航空機に用いるバルブ
スプールを駆動するのに用いられる。この航空機では、
重量、寸法、コスト動力消費等の効率が第１義的なもの
である。従って高磁力を発生させるのに伴う損失を最小
にし、一般にソレノイド鉄心よりも高い密度とコストと
を有する永久磁石の寸法を最小にすることが利点となる
。
スプールを駆動するのに用いられる。この航空機では、
重量、寸法、コスト動力消費等の効率が第１義的なもの
である。従って高磁力を発生させるのに伴う損失を最小
にし、一般にソレノイド鉄心よりも高い密度とコストと
を有する永久磁石の寸法を最小にすることが利点となる
。
第１図には説明を簡単にするために原理構造で汎用の作
動モータを示している。ステーター１０は取付はブラケ
ット１２と磁路となる鉄心を有している。アマチュア１
４は出力軸１６に取付けられ共に運動する。ステーター
取付部内には永久磁石１８が収容され、磁石１８は矢印
２０で示している様にステーターとアマチュアを通る磁
束を発生する。この磁石１８から生じる磁束は空隙２２
゜２４を横切って相互に逆方向に流れている。コイル２
６．２８は、点線の矢印３０で示している同一方向に空
隙２２．２４を横切る磁路を形成する。
動モータを示している。ステーター１０は取付はブラケ
ット１２と磁路となる鉄心を有している。アマチュア１
４は出力軸１６に取付けられ共に運動する。ステーター
取付部内には永久磁石１８が収容され、磁石１８は矢印
２０で示している様にステーターとアマチュアを通る磁
束を発生する。この磁石１８から生じる磁束は空隙２２
゜２４を横切って相互に逆方向に流れている。コイル２
６．２８は、点線の矢印３０で示している同一方向に空
隙２２．２４を横切る磁路を形成する。
明らかにコイル２６．２８内のｍ ％Ｅがコイルの方向
に対して反転すると、点線の矢印３０により示された磁
束流れは両方の空隙２２．２４で反転する。永久磁石１
８を図示の様にステーターアセンブリ内にも設けること
もでき、又アマチュアの一部としてもよいことを特記す
る。
に対して反転すると、点線の矢印３０により示された磁
束流れは両方の空隙２２．２４で反転する。永久磁石１
８を図示の様にステーターアセンブリ内にも設けること
もでき、又アマチュアの一部としてもよいことを特記す
る。
従来の作動モーターが作動すると、一方向の電流がコイ
ル２６．２８に与えられると軸１６により一方向の出力
運動が生じ、逆方向の電流がコイル２６．２８に与えら
れると逆方向の運動が生じる。この運動方向は、第１図
に示している様に永久磁石１８によって生じる磁気流れ
（実線矢印２０）が空隙２２を横切る磁束の流れ（点線
矢印３０）と同一方向であるが空隙２４を横切る逆方向
であることによりこの運動方向が決定する。これは空隙
２２で生じる引付は力が空隙２４の引付は力より太きく
し、アマチュアを左側のステーター部分方向に引付は出
力軸を左方向に動かす。
ル２６．２８に与えられると軸１６により一方向の出力
運動が生じ、逆方向の電流がコイル２６．２８に与えら
れると逆方向の運動が生じる。この運動方向は、第１図
に示している様に永久磁石１８によって生じる磁気流れ
（実線矢印２０）が空隙２２を横切る磁束の流れ（点線
矢印３０）と同一方向であるが空隙２４を横切る逆方向
であることによりこの運動方向が決定する。これは空隙
２２で生じる引付は力が空隙２４の引付は力より太きく
し、アマチュアを左側のステーター部分方向に引付は出
力軸を左方向に動かす。
若しコイル内の磁束の流れが反転すると（コイルの巻回
方向を変えたり、又は単に直流電源の極性を反転したり
して）、磁気流れは空隙２４を横切って累積し、空隙２
２を横切って減少されるので、アマチュアの運動は右側
に生じ、その結果出力軸は右側に運動する。空隙２２．
２４は特定の作動空隙であり、この空隙は磁束が空隙を
通じて流れ、その結果ステーターとアマチュア間に軸方
向の引付は力が生じる。従来の作動モーターは別の空隙
３２を有し、この空隙３２は非作動空隙として特定され
る。この空隙には磁束流れが半径方向であるが、ステー
ターとアマチュア間に引付は力が発生しても、作動モー
ターの操作方向、即ち軸方向の力を増加させることはな
い。磁気流れを最大にする（空隙を最少にする）ために
、空隙の寸法は出来るだけ小さくする（磁路のリラクタ
ンスを最少にする）が、ステーターとアマチュアの相対
運動を可能とするため充分な間隙を用意しなければなら
ない。作動モーター中に永久磁石を用いるという慣用技
術により、マグネットが最大効率で機能する消磁曲線上
の最良エネルギー発生点を有していることが認識されよ
う。磁石が近ければ近い程この点へ作動し、磁石をより
小さくできる。更に、磁石の長さ、横断面積及び力は磁
気回路を通じて暉動し、作動モーターの所望の出力を生
じるのに要求される磁束レベルにより決定される。この
様に、代表的に高出力特性の作動モーターは低リラクタ
ンス磁路を有し、その理由は大きな力を発生するのに必
要な鉄心の横断面積があり、又必要な空隙磁束流れを生
しるために永久磁石の体積が比較的大きいためである。
方向を変えたり、又は単に直流電源の極性を反転したり
して）、磁気流れは空隙２４を横切って累積し、空隙２
２を横切って減少されるので、アマチュアの運動は右側
に生じ、その結果出力軸は右側に運動する。空隙２２．
２４は特定の作動空隙であり、この空隙は磁束が空隙を
通じて流れ、その結果ステーターとアマチュア間に軸方
向の引付は力が生じる。従来の作動モーターは別の空隙
３２を有し、この空隙３２は非作動空隙として特定され
る。この空隙には磁束流れが半径方向であるが、ステー
ターとアマチュア間に引付は力が発生しても、作動モー
ターの操作方向、即ち軸方向の力を増加させることはな
い。磁気流れを最大にする（空隙を最少にする）ために
、空隙の寸法は出来るだけ小さくする（磁路のリラクタ
ンスを最少にする）が、ステーターとアマチュアの相対
運動を可能とするため充分な間隙を用意しなければなら
ない。作動モーター中に永久磁石を用いるという慣用技
術により、マグネットが最大効率で機能する消磁曲線上
の最良エネルギー発生点を有していることが認識されよ
う。磁石が近ければ近い程この点へ作動し、磁石をより
小さくできる。更に、磁石の長さ、横断面積及び力は磁
気回路を通じて暉動し、作動モーターの所望の出力を生
じるのに要求される磁束レベルにより決定される。この
様に、代表的に高出力特性の作動モーターは低リラクタ
ンス磁路を有し、その理由は大きな力を発生するのに必
要な鉄心の横断面積があり、又必要な空隙磁束流れを生
しるために永久磁石の体積が比較的大きいためである。
勿論、低リラクタンス磁路回路の磁束レベルが所望の如
く高くすると損失が生じ、この損失は鉄心及びモーター
の効率を生じる非作動空隙内のアンペア−ターンとして
表現される。これ等の損失は電源中の増加及び／又は他
で必要とされるよりも大きな永久磁石を要求することに
より補償される。
く高くすると損失が生じ、この損失は鉄心及びモーター
の効率を生じる非作動空隙内のアンペア−ターンとして
表現される。これ等の損失は電源中の増加及び／又は他
で必要とされるよりも大きな永久磁石を要求することに
より補償される。
本発明の目的は磁気回路が従来の作動モーターの固有の
損失を最小にした作動モーターを提供することにある。
損失を最小にした作動モーターを提供することにある。
本発明の他の目的は、所定の力／変位量の要求を満すた
めに従来の作動モーターの質量より少くして作動モータ
ーの全体質量を低減することにある。
めに従来の作動モーターの質量より少くして作動モータ
ーの全体質量を低減することにある。
更に、本発明の目的は、作動モーターに用いられている
永久磁石の質量と体積並びにこれ等に関連したコストを
低減することにある。
永久磁石の質量と体積並びにこれ等に関連したコストを
低減することにある。
これ等の目的は、比較的高いリラクタンスであるが力の
発生、作動モーターの軸方向への力の発生を生じる方向
のみに空隙を有する磁気回路を構成し、又非作動空隙を
設ける必要をなくすという本発明により達成される、ス
テーターはステーター内に設けられた軸方向に相互に分
離した２個のコイルを有し、このコイルは汎用の作動モ
ーターの様に巻回されている。ステーターのそれぞれの
端部に隣接して、２個の相互に分離したアマチュアが設
けられ、ここでアマチュアはコイルの内外両方の作動空
隙によりステーターから分離し、この空隙は軸方向に延
在している。永久磁石は対向する両方向に作動空隙を横
切って磁束の流れが生じるように設けられている。
発生、作動モーターの軸方向への力の発生を生じる方向
のみに空隙を有する磁気回路を構成し、又非作動空隙を
設ける必要をなくすという本発明により達成される、ス
テーターはステーター内に設けられた軸方向に相互に分
離した２個のコイルを有し、このコイルは汎用の作動モ
ーターの様に巻回されている。ステーターのそれぞれの
端部に隣接して、２個の相互に分離したアマチュアが設
けられ、ここでアマチュアはコイルの内外両方の作動空
隙によりステーターから分離し、この空隙は軸方向に延
在している。永久磁石は対向する両方向に作動空隙を横
切って磁束の流れが生じるように設けられている。
従ってこのモーターは従来の作動モーターに類似して作
動する。しかしながら本発明は半径方向の非作動空隙を
有していないから、リラクタン１への付随的増加と磁気
流れ中の減少とはなく、従って非作動空隙を横切って半
径方向に流れる磁束により作動効率を減少することもな
い。その結果所定の寸法の作動モーターに対してより高
い作動力が生じる。
動する。しかしながら本発明は半径方向の非作動空隙を
有していないから、リラクタン１への付随的増加と磁気
流れ中の減少とはなく、従って非作動空隙を横切って半
径方向に流れる磁束により作動効率を減少することもな
い。その結果所定の寸法の作動モーターに対してより高
い作動力が生じる。
第２図は本発明の一実施例を略示した図である。
ステーター１０は、２個のアマチュア１４ａ。
１４ｂに対するステーター１０の位置決めをするフラン
ジ１２を有する。アマチュア１４ａ、１４ｂはシャフト
１６に固定され、モーターの操作方向に関するステータ
ーの相対軸方向運動に対して位置決めされている。この
運動を許容する取付構造はより明確にするために第２図
には示していない。 コイル２６．２８は従来のコイル
と同様に巻回されている。単一の永久磁石を用い、又図
示の実施例では２個の分離した磁石１８ａ、１８ｂを用
いているが、従来と同様にコイル間に設けてもよい。永
久磁石によって生じる磁路は実線の矢印２０で示され、
電磁石２６．２８によって生じる磁束は点線矢印３０で
示している。
ジ１２を有する。アマチュア１４ａ、１４ｂはシャフト
１６に固定され、モーターの操作方向に関するステータ
ーの相対軸方向運動に対して位置決めされている。この
運動を許容する取付構造はより明確にするために第２図
には示していない。 コイル２６．２８は従来のコイル
と同様に巻回されている。単一の永久磁石を用い、又図
示の実施例では２個の分離した磁石１８ａ、１８ｂを用
いているが、従来と同様にコイル間に設けてもよい。永
久磁石によって生じる磁路は実線の矢印２０で示され、
電磁石２６．２８によって生じる磁束は点線矢印３０で
示している。
永久磁石と電磁石によって生じる磁束は、電磁石２６と
永久磁石１８との組合せからなる２個の軸方向の作動空
隙２２ａ、２２ｂとコイル２８と永久磁石１８ｂとに組
合せからなる別の軸方向の作動空隙２４ａ、２４ｂとを
横切っている。更に作動空隙以外の空隙には半径方向の
磁束の流れはない。本発明による全ての空隙が作動方向
にある（全ての空隙を横切る磁束の流れは軸方向にある
）という事実は低レベルの磁束が出力軸１６から同一の
力の出力を生じるのに必要となる。この点は永久磁石１
８ａ、１８ａにより生しる磁束を低減し、鉄心損失によ
って低下があるから永久磁石をより小さくすることがで
きる。
永久磁石１８との組合せからなる２個の軸方向の作動空
隙２２ａ、２２ｂとコイル２８と永久磁石１８ｂとに組
合せからなる別の軸方向の作動空隙２４ａ、２４ｂとを
横切っている。更に作動空隙以外の空隙には半径方向の
磁束の流れはない。本発明による全ての空隙が作動方向
にある（全ての空隙を横切る磁束の流れは軸方向にある
）という事実は低レベルの磁束が出力軸１６から同一の
力の出力を生じるのに必要となる。この点は永久磁石１
８ａ、１８ａにより生しる磁束を低減し、鉄心損失によ
って低下があるから永久磁石をより小さくすることがで
きる。
第２図に示した実施例の動作は第１図の従来のモーター
と同様である。永久磁石＋８ａとコイル２６から生じる
磁束流れは二つの空隙２２ａ。
と同様である。永久磁石＋８ａとコイル２６から生じる
磁束流れは二つの空隙２２ａ。
２２ｂを横切って蓄積し、同時に永久磁石１８ａとコイ
ル２８とによって生しる磁束流れは空隙２４ａ、２４ｂ
を横切って分化する。その結果アマチュア１４ａは、ア
マチュア１４ａが出力軸１６を図の右方向に動かす力よ
りも非常に大きな力でステーター方向に引付けられる。
ル２８とによって生しる磁束流れは空隙２４ａ、２４ｂ
を横切って分化する。その結果アマチュア１４ａは、ア
マチュア１４ａが出力軸１６を図の右方向に動かす力よ
りも非常に大きな力でステーター方向に引付けられる。
従来のモーターに対する本発明の利点は第４図の消磁曲
線を示したグラフに示されている。このグラフは、最大
エネルギー発生範囲（ＨＸβ）が磁石の磁束密度が点Ｐ
１にあるときに生じることを示している。開放型のマグ
ネット（鉄心を有していないマグネット）は大きなＨ（
低磁束密度であるが単位長さ当り高アンペア−ターン）
を有し、グラフの点Ｐ２で示され、低リラクタンスの鉄
心回路中の磁気は点Ｐで示している様に高磁束密度βと
低い■］を有している。両方の点Ｐ２とＰ３とは低エネ
ルギー積区域を有し、理想的な作動点ではない。作動点
Ｐ３を点Ｐ１方向に動かすために、マグネットの寸法を
大きくするか、鉄心回路のリラクタンスを大きくする必
要がある。本発明により達成でいる構成ではりラフタン
スは代表的に空用上低くされている半径方向の非作動空
隙となっている。この様に本発明の回路は、従来のそれ
ぞれ１個の作動空隙に対して２個の作動空隙があること
によって生じるリラクタンスを有しているので、モータ
ーは低磁束レベルの点Ｐ１付近で作動し、このことは永
久磁石を小さくし、鉄心損失を低減できる。
線を示したグラフに示されている。このグラフは、最大
エネルギー発生範囲（ＨＸβ）が磁石の磁束密度が点Ｐ
１にあるときに生じることを示している。開放型のマグ
ネット（鉄心を有していないマグネット）は大きなＨ（
低磁束密度であるが単位長さ当り高アンペア−ターン）
を有し、グラフの点Ｐ２で示され、低リラクタンスの鉄
心回路中の磁気は点Ｐで示している様に高磁束密度βと
低い■］を有している。両方の点Ｐ２とＰ３とは低エネ
ルギー積区域を有し、理想的な作動点ではない。作動点
Ｐ３を点Ｐ１方向に動かすために、マグネットの寸法を
大きくするか、鉄心回路のリラクタンスを大きくする必
要がある。本発明により達成でいる構成ではりラフタン
スは代表的に空用上低くされている半径方向の非作動空
隙となっている。この様に本発明の回路は、従来のそれ
ぞれ１個の作動空隙に対して２個の作動空隙があること
によって生じるリラクタンスを有しているので、モータ
ーは低磁束レベルの点Ｐ１付近で作動し、このことは永
久磁石を小さくし、鉄心損失を低減できる。
本発明によるモーターの第２の利点は、所定の寸法のモ
ーターで利得する力を最大にすることにある。従来の単
一の作動空隙の替りに２個の作動空隙を用いることは、
２倍の力の発生を可能とする。しかしながら従来と本発
明との回路リラクタンスの差によって、全ての条件では
２倍の力を発生できず、第４Ｂ、４Ｃ図によりこれを説
明する。
ーターで利得する力を最大にすることにある。従来の単
一の作動空隙の替りに２個の作動空隙を用いることは、
２倍の力の発生を可能とする。しかしながら従来と本発
明との回路リラクタンスの差によって、全ての条件では
２倍の力を発生できず、第４Ｂ、４Ｃ図によりこれを説
明する。
第４Ｂ図に示されている様に所定の空隙長のところで交
差点がある、この空隙長のところでは、単一の空隙、即
ち従来の低リラクタンスモーターでは最大鉄心透磁率の
点を通り、飽和に近づく一方高リラクタンスモーターで
は最大鉄心透磁率に近づく。低リラクタンスモーター（
従来のモータ−）の最大透磁率の点を越えて、高すタク
タンスモーターの透磁率（Ｂ ／ Ｉ−１）は常に大き
い力の利点を伴う高仮想等鉄心磁路と空隙長である。
差点がある、この空隙長のところでは、単一の空隙、即
ち従来の低リラクタンスモーターでは最大鉄心透磁率の
点を通り、飽和に近づく一方高リラクタンスモーターで
は最大鉄心透磁率に近づく。低リラクタンスモーター（
従来のモータ−）の最大透磁率の点を越えて、高すタク
タンスモーターの透磁率（Ｂ ／ Ｉ−１）は常に大き
い力の利点を伴う高仮想等鉄心磁路と空隙長である。
第４Ｃ図に示している様に透磁率μはβ（磁束密度）を
１−１で割算した値に等しく、単一の空隙を有するソレ
ノイド（従来技術のソレノイド）と２個の空隙を有する
ソレノイド（本発明によるソレノイド）とは両方共へか
らＢの作動範囲を有し、この範囲は第４Ｂ図の空隙長Ａ
とＢとである。従って、両方の作動モーター共最大の透
磁率で作動し、この透磁Ｉｒは第４Ｃ図に示した点線で
示しである。しかしながら、空隙長の大きな部分に対し
て２個の作動空隙は第４Ｂ図で注記したように単一の作
動空隙よりも最大透磁率により近い。これは、この範囲
で作動する（第４Ｂ図の交差点から左側）とき、２個の
作動空隙は、同一の鉄心磁路、空隙及びコイルＥＭＦて
あっても従来の作動モーターより劇的に大きな力を生し
る。同じ力を発生するには２個の作動空隙を有する作動
モーターは、小さなコイル、小さな磁石及び小さな鉄心
でよく、従って、充分安価で且つ軽量となる。本発明に
よる？？？実施例を第３ａ、３ｂ図に示している。
１−１で割算した値に等しく、単一の空隙を有するソレ
ノイド（従来技術のソレノイド）と２個の空隙を有する
ソレノイド（本発明によるソレノイド）とは両方共へか
らＢの作動範囲を有し、この範囲は第４Ｂ図の空隙長Ａ
とＢとである。従って、両方の作動モーター共最大の透
磁率で作動し、この透磁Ｉｒは第４Ｃ図に示した点線で
示しである。しかしながら、空隙長の大きな部分に対し
て２個の作動空隙は第４Ｂ図で注記したように単一の作
動空隙よりも最大透磁率により近い。これは、この範囲
で作動する（第４Ｂ図の交差点から左側）とき、２個の
作動空隙は、同一の鉄心磁路、空隙及びコイルＥＭＦて
あっても従来の作動モーターより劇的に大きな力を生し
る。同じ力を発生するには２個の作動空隙を有する作動
モーターは、小さなコイル、小さな磁石及び小さな鉄心
でよく、従って、充分安価で且つ軽量となる。本発明に
よる？？？実施例を第３ａ、３ｂ図に示している。
第３Ａ図は第３Ｂ図の断面線３ａ−３ａに沿って示した
部分断面図である。第３Ａ図に示した構造は第２図の示
したものと同一部分には同一の参照番号を付している。
部分断面図である。第３Ａ図に示した構造は第２図の示
したものと同一部分には同一の参照番号を付している。
ステーター１０はステーター１０と一体の取付はフラン
ジ１２を有している。
ジ１２を有している。
しかしながらステーターに相対するアマチュアの取付け
は第３Ａ、３Ｂ図に示しているが、第２図では明確にす
るために省略している。
は第３Ａ、３Ｂ図に示しているが、第２図では明確にす
るために省略している。
第３Ａ図には４個のアームバネ４０ａ、４．Ｏｂ。
４２ａ、４２ｂが示されている。それぞれのバネの形状
は第３Ｂ図に示したバネ４２ｂに類似している。バネに
は４個のアーム４４が設けられ、このアーム端はネジ４
６でステーター１０に固定され、ネジ４６は小さなスペ
ーサー４８、大きなスペーサー５０を貫通し、ステータ
ー１０の取付はフランジのネジ孔に固定されている。同
様にアマチュア］、 ４ ｂは単に出力軸１Ｇのみに接
続されているのではなく、４個のアームを有するバネ４
２ａ、４２ｂの中央部分に固定されている。この構成で
はステーター１０とアマチュア１４ｂとは相互に相対的
に軸方向に移動できる。同様の構造を用い、アマチュア
１４ａをチーアームバネ４０ａ。
は第３Ｂ図に示したバネ４２ｂに類似している。バネに
は４個のアーム４４が設けられ、このアーム端はネジ４
６でステーター１０に固定され、ネジ４６は小さなスペ
ーサー４８、大きなスペーサー５０を貫通し、ステータ
ー１０の取付はフランジのネジ孔に固定されている。同
様にアマチュア］、 ４ ｂは単に出力軸１Ｇのみに接
続されているのではなく、４個のアームを有するバネ４
２ａ、４２ｂの中央部分に固定されている。この構成で
はステーター１０とアマチュア１４ｂとは相互に相対的
に軸方向に移動できる。同様の構造を用い、アマチュア
１４ａをチーアームバネ４０ａ。
／１． Ｏｂを通じてステーター］Ｏの取付はフランジ
１２に固定している。従ってアマチュア１４ａ。
１２に固定している。従ってアマチュア１４ａ。
１、４− ｂとは相互に及び出力軸に固定されているが
、ステーター１０に対して軸方向に運動可能である。
、ステーター１０に対して軸方向に運動可能である。
取付孔５２はステーター］Ｏを他のスペーサー及び機械
ネジ（固定せず）を通じ平板な構造にネジ連結可能とし
ている。別に、円形の取付孔内に配置され、内方に延在
する取付はタブを短いネジと共に用いステーターを作動
位置に位置決めすることもよい。太きなスペーサー５０
とネジとがチーアームバネをステーター１０とアマチュ
ア１４ａ。
ネジ（固定せず）を通じ平板な構造にネジ連結可能とし
ている。別に、円形の取付孔内に配置され、内方に延在
する取付はタブを短いネジと共に用いステーターを作動
位置に位置決めすることもよい。太きなスペーサー５０
とネジとがチーアームバネをステーター１０とアマチュ
ア１４ａ。
１、 ／１． ｂとに接続しているから、スペーサーと
非磁性の材料が形成することが重要であることを特記す
る。これ等が非磁性の材料でないと従来を外側の作動空
隙周りを迂回して遺漏させてしまうからである。
非磁性の材料が形成することが重要であることを特記す
る。これ等が非磁性の材料でないと従来を外側の作動空
隙周りを迂回して遺漏させてしまうからである。
上述の記載から所望の如く応用することで本発明となる
数多くの変形例を想到することは当業者にとって自明で
ある。例えば、軸方向に大きな力を得るために、付加的
な永久磁石と電磁石とステーターとアマチュアとを出力
軸に沿って設け、比較的長いが細い円筒形の作動モータ
ーを製作することもできる。他方、短いが太い作動モー
ターにしたい場合、付加的な空隙、永久磁石及び電磁石
を現在する空隙、永久磁石及び電磁石の半径方向外方に
配置することもできる。
数多くの変形例を想到することは当業者にとって自明で
ある。例えば、軸方向に大きな力を得るために、付加的
な永久磁石と電磁石とステーターとアマチュアとを出力
軸に沿って設け、比較的長いが細い円筒形の作動モータ
ーを製作することもできる。他方、短いが太い作動モー
ターにしたい場合、付加的な空隙、永久磁石及び電磁石
を現在する空隙、永久磁石及び電磁石の半径方向外方に
配置することもできる。
本発明による実施例では固定ステーター１０及び出力軸
の運動のために出力軸に固定したアマチュア１４ａ、１
４ｂとが設けられているが、他の応用例ではアマチュア
１４ａ、１／１．ｂと出力軸とを固定しステーター１０
が作動モーターの出力運動を行うようにすることもでき
る。この例ではステーター１０の慣性を低減したい場合
両方の永久磁石１８ａ、１８ｂと電磁石２６．２８とを
それぞれアマチュア１４ａ、１４ｂに設けるとよい。
の運動のために出力軸に固定したアマチュア１４ａ、１
４ｂとが設けられているが、他の応用例ではアマチュア
１４ａ、１／１．ｂと出力軸とを固定しステーター１０
が作動モーターの出力運動を行うようにすることもでき
る。この例ではステーター１０の慣性を低減したい場合
両方の永久磁石１８ａ、１８ｂと電磁石２６．２８とを
それぞれアマチュア１４ａ、１４ｂに設けるとよい。
上述の如く、永久磁石の位置は従来の作動モーターで説
明したようにしてもよく、又第２図に説明したようにし
てもよい。永久磁石はアマチュアに固定配置でき、アマ
チュアと共に運動可能とする。この機械はアマチュアの
慣性を増加することが欠点であるが、場合によっては慣
性を増加することも望ましくなる。同様に、電磁石その
ものは、第２図ではステーターに固定されているけれど
もアマチュアに固定することもできるが、この構成はア
マチュアの慣性を増加させることになる。従って上述の
全ての変形例は本発明の技術的範囲に属するものである
こと明言する。
明したようにしてもよく、又第２図に説明したようにし
てもよい。永久磁石はアマチュアに固定配置でき、アマ
チュアと共に運動可能とする。この機械はアマチュアの
慣性を増加することが欠点であるが、場合によっては慣
性を増加することも望ましくなる。同様に、電磁石その
ものは、第２図ではステーターに固定されているけれど
もアマチュアに固定することもできるが、この構成はア
マチュアの慣性を増加させることになる。従って上述の
全ての変形例は本発明の技術的範囲に属するものである
こと明言する。
第１図は従来の作動モーターの磁束流れを略示したもの
であり、第２図は本発明による作動モーターの磁束流れ
を略示したものであり、第３Ａ図は本発明による作動モ
ーターの部分断面図であり、第３Ｂ図は本発明による作
動モーターの正面図であり、第４Ａ図は汎用の永久磁石
用の消磁特性を磁束密度と磁力との相関で示したグラフ
であり、第４Ｂ図は空隙長に対する第１の作動空隙と２
個の作動空隙とを有する作動モーターの相対比較グラフ
であり、第４Ｃ図は単一の空隙と２個の空隙を有するソ
レノイドの磁束密度と磁力との相関を示すグラフである
。 図中参照番号の説明 １ｏ・・・ステーター １６・・・出力軸、 １４ａ、１４ｂ・・・アマチュア、 ２６．２８・・・コイル、 １８ａ、１８ｂ−永久磁石、 ２２ ａ 、 ２２ ｂ 、 ２４ ａ 、 ２７１
ｂ −空隙。
であり、第２図は本発明による作動モーターの磁束流れ
を略示したものであり、第３Ａ図は本発明による作動モ
ーターの部分断面図であり、第３Ｂ図は本発明による作
動モーターの正面図であり、第４Ａ図は汎用の永久磁石
用の消磁特性を磁束密度と磁力との相関で示したグラフ
であり、第４Ｂ図は空隙長に対する第１の作動空隙と２
個の作動空隙とを有する作動モーターの相対比較グラフ
であり、第４Ｃ図は単一の空隙と２個の空隙を有するソ
レノイドの磁束密度と磁力との相関を示すグラフである
。 図中参照番号の説明 １ｏ・・・ステーター １６・・・出力軸、 １４ａ、１４ｂ・・・アマチュア、 ２６．２８・・・コイル、 １８ａ、１８ｂ−永久磁石、 ２２ ａ 、 ２２ ｂ 、 ２４ ａ 、 ２７１
ｂ −空隙。
Claims (14)
- １．作動軸心を有する作動モーターにして、（イ）作動
軸心に沿って相互に離隔された２個の側部を有するステ
ーターと、 （ロ）２個の部分を有し、一方の部分が前記ステーター
の一方の側部に配置され、他方の部分が前記ステーター
の他方の側部に配置されているアマチュアと、 （ハ）前記ステーターと前記アマチュアを包含し、それ
ぞれのアマチュア部分と前記ステーターとの間の半径方
向の内外作動空隙を限定する手段と、 （ニ）前記一方の内側作動空隙を横切って一方のアマチ
ュア部分を通り、他方の内側作動空隙を横切って前記ス
テーターを通り、他方の外側作動空隙を横切って他方の
アマチュア部分を通り、前記一方の外側空隙を横切って
前記ステーターを通り前記一方のアマチュア部分に戻る
磁束流れを生じるコイル手段と、 （ホ）前記コイル手段の磁束流れ発生と一致して前記一
方のアマチュア部分と前記ステーター内に磁束流れを発
生し、且つ前記コイル手段の磁束流れとは逆方向に前記
他方のアマチュア部分と前記ステーター内に磁束流れを
発生する手段と、 を備えた作動モーター。 - ２．前記アマチュアと前記ステータ内に磁束流れを発生
する手段が少なくとも１個の永久磁石を有する請求項１
に記載の作動モーター。 - ３．前記少なくとも１個の永久磁石が前記ステーター内
に設けられている請求項２に記載の作動モーター。 - ４．コイル手段が少なくとも２個のコイルを有している
請求項２に記載の作動モーター。 - ５．前記少なくとも２個のコイルが前記ステーターによ
り位置決め及び配置されている請求項４に記載の作動モ
ーター。 - ６．前記ステータに相対して運動するために前記アマチ
ュア部分を配設する手段を有する請求項１に記載の作動
モーター。 - ７．アマチュア部分の配設手段が少なくとも１個のバネ
を有し、このバネがアームと中央部分とを有していて、
該中央部分を前記アマチュアに結合し、前記アームをス
テータに取付ける手段を有している請求項６に記載の作
動モーター。 - ８．前記ステーターが固定され、前記アマチュア部分が
ステーターに相対して可動であるが、ステーター部分間
は可動ではない請求項７に記載の作動モーター。 - ９．前記コイル手段が１個のコイルを有し、前記アマチ
ュアとステーター内に磁束流れを発生する手段がバイア
ス手段を有している請求項１に記載の作動モーター。 - １０．少なくとも２個の永久磁石が前記ステーター内に
設けられている請求項３に記載の作動モーター。 - １１．コイル手段が少なくとも２個のコイルを有し、前
記アマチュアと前記ステーター内に磁束流れを発生する
手段が少なくとも１個の永久磁石を有している請求項６
に記載の作動モーター。 - １２．前記コイル手段が少なくとも２個のコイルを有し
、前記アマチュアと前記ステーター内に磁束流れを発生
する手段が少なくとも２個の永久磁石を有し、少なくと
も２個のコイルと少なくとも２個の永久磁石とが前記ス
テーターに設けられている請求項８に記載の作動モータ
ー。 - １３．コイル手段が少なくとも２個のコイルを有し、前
記アマチュアと前記ステーター内に磁束流れを発生する
手段が少なくとも２個の永久磁石を有し、少なくとも２
個のコイルと少なくとも２個の永久磁石とが前記ステー
ターに設けられている請求項８に記載の作動モーター。 - １４．前記アマチュアと前記ステーター内に磁束流れを
発生する手段が、ステーターに設けられた少なくとも２
個の永久磁石を有し、該永久磁石それぞれがＮ極及びＳ
極の極性を有していると共に作動軸心に平行に配置され
ていて、一方の永久磁石が他方の永久磁石の極性と逆方
向に配置されている請求項１４に記載の作動モーター。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US226726 | 1988-08-01 | ||
| US07/226,726 US4847581A (en) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | Dual conversion force motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241649A true JPH0241649A (ja) | 1990-02-09 |
Family
ID=22850147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1150328A Pending JPH0241649A (ja) | 1988-08-01 | 1989-06-13 | 作動モーター |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4847581A (ja) |
| EP (1) | EP0353894B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0241649A (ja) |
| AT (1) | ATE89682T1 (ja) |
| CA (1) | CA1309449C (ja) |
| DE (1) | DE68906612T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008535472A (ja) * | 2005-04-06 | 2008-08-28 | ムービング マグネット テクノロジーズ エム．エム．テ． | 素早く作動する双安定分極電磁アクチュエータ |
| JP2014000670A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Hilti Ag | 機械工具 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8814777D0 (en) * | 1988-06-22 | 1988-07-27 | Renishaw Plc | Controlled linear motor |
| US4988907A (en) * | 1990-01-30 | 1991-01-29 | Lucas Ledex Inc. | Independent redundant force motor |
| US6703735B1 (en) * | 2001-11-02 | 2004-03-09 | Indigo Energy, Inc. | Active magnetic thrust bearing |
| DE102013013585B4 (de) * | 2013-06-20 | 2020-09-17 | Rhefor Gbr | Selbsthaltemagnet mit besonders kleiner elektrischer Auslöseleistung |
| EP3016117B1 (en) * | 2014-10-31 | 2017-12-06 | Husco Automotive Holdings LLC | Push pin actuator apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3119940A (en) * | 1961-05-16 | 1964-01-28 | Sperry Rand Corp | Magnetomotive actuators of the rectilinear output type |
| US4097833A (en) * | 1976-02-09 | 1978-06-27 | Ledex, Inc. | Electromagnetic actuator |
| FR2554960B1 (fr) * | 1983-11-16 | 1987-06-26 | Telemecanique Electrique | Electro-aimant comprenant des culasses et une armature comportant un aimant permanent muni sur ses faces polaires, de pieces polaires debordant de l'axe de l'aimant, cet axe etant perpendiculaire a la direction du mouvement |
| DE3402768C2 (de) * | 1984-01-27 | 1985-12-19 | Thyssen Edelstahlwerke Ag, 4000 Duesseldorf | Bistabiles magnetisches Stellglied |
| FR2569298B1 (fr) * | 1984-08-20 | 1986-12-05 | Telemecanique Electrique | Electro-aimant polarise a fonctionnement bi- ou mono-stable |
-
1988
- 1988-08-01 US US07/226,726 patent/US4847581A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-04-03 CA CA000595482A patent/CA1309449C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-13 JP JP1150328A patent/JPH0241649A/ja active Pending
- 1989-07-14 EP EP89307177A patent/EP0353894B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-14 AT AT89307177T patent/ATE89682T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-07-14 DE DE89307177T patent/DE68906612T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008535472A (ja) * | 2005-04-06 | 2008-08-28 | ムービング マグネット テクノロジーズ エム．エム．テ． | 素早く作動する双安定分極電磁アクチュエータ |
| JP2013128410A (ja) * | 2005-04-06 | 2013-06-27 | Moving Magnet Technologies Mmt | 素早く作動する双安定分極電磁アクチュエータ |
| JP2014000670A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Hilti Ag | 機械工具 |
| US10792799B2 (en) | 2012-06-15 | 2020-10-06 | Hilti Aktiengesellschaft | Power tool with magneto-pneumatic striking mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE89682T1 (de) | 1993-06-15 |
| DE68906612D1 (de) | 1993-06-24 |
| CA1309449C (en) | 1992-10-27 |
| DE68906612T2 (de) | 1993-10-14 |
| US4847581A (en) | 1989-07-11 |
| EP0353894A3 (en) | 1990-07-25 |
| EP0353894B1 (en) | 1993-05-19 |
| EP0353894A2 (en) | 1990-02-07 |
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