JPH03761B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、棒状の可動体が可動体を取囲む継鉄
の両端部内で同軸にかつ長手方向に移動可能に支
持されており、継鉄および可動体は磁気回路を形
成するために主に軟質磁性材料から構成されてお
り、継鉄の両端部には中央開口部が形成され、こ
の中央開口部と可動体の外面とによつて半径方向
に延びた小幅な空隙が可動体と継鉄の両端部との
間の渡し個所として形成され、継鉄および可動体
から形成される磁気回路内には少なくともひとつ
の永久磁石が、その可動体内に可動体の両端部か
ら可動体中央部へ向けて流れるかあるいはその逆
に流れる磁束を生じさせるように配置されてお
り、電圧源に接続可能な少なくともひとつのコイ
ルが、このコイルを流れる電流の方向に応じて可
動体内に入るかあるいはその可動体から出て行く
磁束と協同して力を可動体の長手方向の一方また
は他方へ加えるように、前記可動体に巻回されて
いる、直線運動を発生するための磁石駆動機構に
関する。

高速プリンタの印字部品用に使われるこの種の
磁石駆動機構はドイツ連邦共和国特許出願公開第
2939829号公報において開示されている。この公
報の第２図においては、可動体は半径方向に磁化
された永久磁石を有する継鉄によつて取囲まれて
おり、その永久磁石がその可動体内に可動体中央
部から可動体端部に向けて流れるかあるいはその
逆に流れる磁束を発生させる。両側にはコイルが
設けられており、このコイルを励磁すると、永久
磁石により誘導された磁束はそのコイルにより発
生された磁束によつて重畳され、その結果磁束は
可動体のある部分においては増加しそして別の部
分においては減少する。それにより、可動体に
は、この可動体を一方のコイルあるいは他方のコ
イルに向かつて長手方向に移動させる力が作用す
る。

この種の磁石駆動機構においては、コイルによ
つて可動体に加えられる磁力は変位の増大につれ
て増加する。

さらに、公知の磁石駆動機構における可動体に
は、この可動体が継鉄内で完全には中心に置かれ
ない場合は、半径方向にかなり大きな力が作用す
る。

本発明の目的は、可動体に作用する力が変位に
は全く依存せず、主としてコイルに流れる電流に
よつて決められ、取囲む継鉄内で長手方向に移動
することのできる可動体の支持にはたいした苦労
を必要とせず、しかも、復帰のために機械的なば
ねを必要とすることなく、充分な復帰力が変位後
に静止位置に向かつて作用するような、可動体に
取付けられたコイルを備えた磁石駆動機構を提供
することにある。

この目的は、本発明による２つの解決策によつ
て達成される。

その第１の解決策は、継鉄の両端部に形成され
た開口部の中に突入している可動体の端部が軸方
向に磁化された永久磁石として形成されており、
この永久磁石は、可動体内で可動体の両端部から
可動体中央部に向いたあるいはその逆に向いた磁
束を増大させるように、同一磁極を持って対向し
ていることを特徴とするものである（第１図、第
２図）。

その第２の解決策は、可動体の長手方向におけ
る継鉄の軟質磁性部品の長さは、可動体が変位し
ていないときに可動体の軟質磁性部品の端部が一
部だけ継鉄の両端部の中央開口部の中に突入する
ように、可動体の軟質磁性部品の長さよりも大き
くされていることを特徴とするものである（第３
図）。

次に本発明を図面に示した３つの実施例に基づ
いて詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の断面図を示
す。この第１図において、棒状の可動体１は軟質
磁性材料から成る中央部品２によって構成されて
おり、その中央部品の両端部にはそれぞれ円柱状
永久磁石３，４が固定されている。この可動体１
は継鉄５によって取囲まれており、この継鉄５は
同様に軟質磁性材料から成る中央部品６と半径方
向に磁化されている環状の永久磁石７，８とから
構成されている。その環状の永久磁石７，８内に
は可動体１の円柱状に形成された永久磁石３，４
が突入している。永久磁石を示す領域内における
矢印はその磁化方向を示している。このことか
ら、磁束は可動体の端部のところでこの可動体内
に入りそしてその可動体を中央部品２のところで
半径方向に再び出て行くことが判る。可動体１の
中央部品２はコイル１０の巻線９を持っている。
このコイル１０はここには詳しく図示されていな
いが電圧源に接続することができるようになって
いる。

可動体１と継鉄５との両端部における永久磁石
は、図示した静止位置から可動体１が変位する際
にそれらの磁化によって、その可動体に次のよう
な力つまりこの可動体を図示した静止位置へ戻さ
せるような力が作用するようにせしめる。このよ
うにして、ある部分においては、第１図で可動体
が上に変位する際には永久磁石７，３間の反発力
が優勢となり、あるいは可動体が下へ変位する際
には永久磁石８，４間の反発力が優勢となる。継
鉄５の中央部品６は環状に形成され、そしてコイ
ル１０の領域内に直径を小さくされた小径部を有
しており、そのために磁束の力線はコイル１０の
巻線９内の電流の方向に対してほぼ垂直に生じ
る。

可動体と継鉄との間に作用する力はそれゆえコ
イル内の電流にほぼ比例する。コイル１０が固定
されている可動体１の、継鉄５に対する変位は、
それゆえその電流の方向に依存する。

第２図は本発明の第２の実施例の断面図を示
す。この第２図には、半径方向に磁化された永久
磁石が取除かれた装置が示されている。可動体は
第１図における可動体と同じように構成されてい
るのに対し、継鉄５は軸方向に磁化された２個の
環状の永久磁石１１，１２を有しており、これら
の永久磁石１１，１２は継鉄の中央部品６と隣合
っている。磁束を永久磁石３，４の近くへ案内す
るために、別の軟質磁性継鉄部品１３，１４が使
われる。

可動体１を継鉄５に対して中心に置いて支持す
るために、半径方向に作用する力が考慮されてい
る。第１図においても第２図においても、可動体
１の両端部のところで、力線は出来る限り小さく
されるべきである空隙を通って永久磁石３あるい
は４の一方の中に入る。この種の永久磁石は、非
常に良い永久磁石材料から成る場合には特に、小
さな比透磁率を有し、この比透磁率はたとえばコ
バルトと希土類とから成る永久磁石の場合には約
μr＝1.05である。

従って、永久磁石３あるいは４は可動体の半径
方向に磁束を分置させる点についてはほぼ空気の
ようにふるまい、そのために半径方向に外側へ向
けられた僅かな力しか発生せず、この力は可動体
の支持によって吸収される。

このような効果は第３図に示した本発明の第３
の実施例においてはもはや生じない。なにしろ、
第３図の実施例は特に簡単な構造に構成されてい
るからである。継鉄５は第２図の継鉄と類似に構
成されている。この第３の実施例においては、継
鉄５の中央部品６は一つの縦穴を有する円筒体で
構成されているだけであり、その縦穴内でコイル
１０を備えた可動体１が支持されている。可動体
１は、重要な復帰力を得るために、一部分のみが
継鉄部品１３，１４の中央穴内に突入している軟
質磁性部品を有している。

この実施例は今まで述べてきた実施例に比べて
特に簡単な構造である点で優れているが、しかし
ながら継鉄部品１３，１４の穴内で可動体を注意
深く支持することが必要である。というのは、可
動体が中央位置から変位する際に、可動体および
継鉄の軟質磁性材料によつて惹き起されて、大き
い変位力が生じるからである。

このような配置による特別な利点は、第３図の
実施例において可動体１を支持するために継鉄部
品１３，１４ならびに可動体１が外側に向けて延
長部１５，１６および１７，１８をそれぞれ有
し、かつ別の永久磁石１９，２０によつてその延
長部１５，１７間の空隙あるいは延長部１６，１
８間の空隙内で反発力が発生させられる場合に生
じる。延長部１５，１７間の空隙あるいは延長部
１６，１８間の空隙内で反発力が発生するという
成果は、第３図の実施例においては、半径方向に
磁化された環状の永久磁石１９，２０によって得
られる。その場合に、可動体１の延長部１７，１
８を、永久磁石１９，２０は別として、非磁性材
料で構成することは好ましいことであり、その結
果支持によつて磁石駆動機構の操作への影響が回
避される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明のそれぞれ異なる
実施例の断面図である。 １……可動体、２……中央部品、３，４……永
久磁石、５……継鉄、６……中央部品、７，８…
…永久磁石、９……巻線、１０……コイル、１
１，１２……永久磁石、１３，１４……継鉄部
品、１５〜１８……延長部、１９，２０……永久
磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 棒状の可動体１が可動体を取囲む継鉄５
   の両端部内で同軸にかつ長手方向に移動可能に
   支持されており、 (b) 継鉄５および可動体１は磁気回路を形成する
   ために主に軟質磁性材料から構成されており、 (c) 継鉄５の両端部には中央開口部が形成され、
   この中央開口部と可動体の外面とによって半径
   方向に延びた小幅な空隙が可動体１と継鉄５の
   両端部との間の渡し個所として形成され、 (d) 継鉄５および可動体１から形成される磁気回
   路内には少なくともひとつの永久磁石７，８；
   １１，１２がその可動体１内に可動体の両端部
   から可動体中央部へ向けて流れるかあるいはそ
   の逆に流れる磁束を生じさせるように配置され
   ており、 (e) 電圧源に接続可能な少なくともひとつのコイ
   ル１０が、このコイルを流れる電流の方向に応
   じて可動体１内に入るかあるいはその可動体か
   ら出て行く磁束と協同して力を可動体の長手方
   向の一方または他方へ加えるように、前記可動
   体１に巻回されている、 直線運動を発生するための磁石駆動機構にお
   いて、 継鉄５の両端部に形成された開口部の中に突
   入している可動体１の端部が軸方向に磁化され
   た永久磁石３，４として形成されており、この
   永久磁石３，４は、可動体内で可動体の両端部
   から可動体中央部に向いたあるいはその逆に向
   いた磁束を増大させるように、同一磁極を持つ
   て対向していることを特徴とする磁石駆動機
   構。 ２ 可動体１の長手方向における継鉄５の軟質磁
   性部品の長さは、可動体が変位していないときに
   可動体の軟質磁性部品の端部が一部だけ継鉄５の
   両端部の中央開口部の中に突入するように、可動
   体１の軟質磁性部品の長さよりも大きくされてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   磁石駆動機構。 ３ 可動体の両端部から可動体中央部に向いたあ
   るいはその逆に向いた磁束を発生させるために可
   動体１を取囲む継鉄５内には軸方向に磁化された
   ２個の環状永久磁石１１，１２が取付けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の磁石駆動機構。 ４ 電圧源に接続可能な少なくともひとつのコイ
   ル１０が、このコイルを流れる電流の方向に応じ
   て可動体１内に入るかあるいはその可動体から出
   て行く磁束と協同して力を可動体の長手方向の一
   方または他方へ加えるように、前記可動体１に巻
   回されている、 直線運動を発生するための磁石駆動機構におい
   て、可動体１の両端部から可動体中央部に向いた
   あるいはその逆に向いた磁束を発生させるために
   備えられた永久磁石１１，１２が継鉄５内にのみ
   設けられ、軟質磁性可動体１を半径方向に中心に
   置くために可動体は両側に向けて延長され、この
   可動体の延長部１７，１８は半径方向に向けて流
   れる磁束を発生する磁石１９，２０を担持し、可
   動体の延長部１７，１８を取囲む継鉄の対応する
   延長部１５，１６は、可動体の延長部１７，１８
   と継鉄の延長部１５，１６との間の空隙内で反発
   磁力が働くように磁化されていることを特徴とす
   る磁石駆動機構。