JPH04148822A - 力発生装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は、ジャイロコンパス等のジャイロ装置に利用さ
れるトルカ等の力発生装置に関する。

［従来の技術１ 従来この種の力先りＬ装置とし°ζは、例えば第３図の
ようなものがある。

第３図Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄは、各々従来の力発生装
置の、平面、側面、可動子の正面、磁石組立体の構造を
示す図である。同図に於て（５００）は固定子で、この
固定子（５００）は、板状磁性材を積層して成るコ字状
鉄心（５０１２）に、永久磁石（５０１−３ａ）（５０
１−３ｂ）を該永久磁石による磁束がこれらの永久磁石
を連通する様な極性で取り伺げられた磁石組立体（５０
１，−１）に、更に励磁コイル（５０１−４，ａ）　。

（５０１−４ｂ）を装着させて成る励磁部組立体（５０
１）と、前記コ字状鉄心（５０１−２）と同−材質及び
同一＝を注形状の同じくコ字状鉄心（５０２）　とを、
両者の夫々の突起部端面が一定の空隙（５４０−１，）
、　（５４０２）を以って対向する様に、保持部材（５
２０）　Ｊ：：にネジ止めされて成る。該保持部材（５
２０）には、更にマウント（５３０）が取り付けられる
。（５１，０）は可動子で、口の字状の導体（以下フォ
ースコイルと呼ぶ）　（５１０−１，）と、これを保持
するブラケノ１−（５１０２）とから成る。

実装状態に於て、↓−記固定１′−（５００）は、力発
生装置が力を与える対象である第一・の部（イ（例えば
ジャイロケース等）に取りイ１けられ、可動子（５１０
）は、上記第一の部材をある範囲に於いてＵ動自在に支
持する支持装置である第２の部材に取り付けられている
。このとき、フォースコイル（５１０−１，）の１部を
成す部分（５１０−１，ａ）　、　（５１０−］、ｂ）
は、固定子（５００）　６部設はうした空隙（５４（１
−１）、　（５４０−２）ノ各々の概略中央に位置し、
固定子（５００）と可動子（５１０）とは、必要とする
微少相対偏位に対しても、常に非接触状態が保たれる様
に成されている。

空隙（５４０−１）、　（５４０−２）には、永久磁石
（５ｏ１３ａ）　、　（５０１−３ｂ）によっζ、各々
磁束φ１．φ２（φ。

・−φ２）が生ずる。今、フォースコイル（５１，０−
］）に電流ｉを流せば、フォレミング左手の法則により
、可動子（５１０）　と固定子（５００）との間に力が
発生する。

尚、第３図において、励磁コイル（５０１−４ａ）（５
０］　−４ｂ）は、空隙（５４０−１）、　（５４０−
２）に交流磁束を重畳し、力発生装置に更にピンクアッ
プの機能も持たせるだめの励磁コイルであるが、ピック
アップ機能については本発明と直接の関係がないので、
それに関する説明は省略するが、このとき、導体はフォ
ースコイルの他、ピンクアップコイルを兼ねることにな
る。

（発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の力発生装置にあっζは
、永久磁石に基因する磁気モーメンＩ・の総和が零にな
らないため、この装置に外部から磁界が加えられると、
磁石組立体の全磁気モーメンＩ・、外部磁界の強さ、各
永久磁石の磁軸と外部磁界とのなす角の余弦の相乗積に
等しいトルクが発生ずる。このトルクは、フォースコイ
ルに流す電流により生ずるトルクとは無関係な有害トル
クである。

例えば、第３図りに示す如く、磁石組立体（５ｏ１１）
は、磁石組立体全体として−っの馬蹄形磁石を形成して
いる。このため、磁石組立体（５０１−１）は、全体と
して同じく第３図りに示す（Ｍ）方向を磁軸とする磁気
モーメントを有する。更に、固定子（５００）全体とし
ては、口字状鉄心（５０２）の存在によって、上記磁気
モーメントば、口字状鉄心（５０２）のない場合に比し
て若干減少するが、空隙（５４０−１）、　（５４０−
２）の存在によって上記磁気モーメン１−を零にするこ
とばできない。したがって、外部磁界によって上述の有
害トルクを発生すると〔課題を解決するための手段〉ケ
゛作用Ｊ本発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、例えば第３図りに示す従来の磁石組立
体（５０１−１，）に於いては、磁石組立体全体として
（Ｍ）方向を磁軸とする磁気モーメントを有するが、第
１図に示す本発明による実施例に於いては、同図りに示
す如く磁気モーメントの等しい２つの磁石組立体（１０
１−１）、　（１，０２−１）を、該磁石組立体の磁軸
が互いに反平行と成るように配置することによって永久
磁石組立体全体として磁気モメントを等価的に零と成し
、上記問題点を解決した力発生装置が得られる。

［実施例］ 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図Ａ、Ｂは、夫々本発明による力発生装置の一実施
例の平面及び側面を示し、同［７Ｃは本実施例の可動子
の正面を示し、同図りは本実施例に於ける磁石組立体の
配置を示す図である。

先ず構成を説明する。第１図に示す如く、固定子（１，
００）は、寸法及び形状の等しい励磁部組立体（１０１
）及び（１０２）が、一定の空隙（１３０−ａ）、　（
１３０ｂ）を以って対向する様に、保持部材（１０３）
に取り付けられて構成されている。励磁部組立体（１０
１）は、板状磁性材を積層して成る口字状鉄心（１０１
２）の両脚部の端に寸法の等しい永久（Ｈ石（１，０１
−３ａ）　。

（１０１−３ｂ）を夫々取りイ」けた磁石組立体（１，
０ｌ−１）に、更に励磁コイル（１０１−４ａ）　、　
（１，０ｌ−４ｂ）が夫々装着されて成る。尚、上記磁
石組立体（１０１−１）の磁極面は片方がＮ極のとき他
の片方がＳ極に成っている。励磁部組立体（１０２）は
、励磁部組立体（１０１，）　とその構成要素が全て同
一であるので、符号のみを付し、その説明は省略する。

又、空隙（１３０−ａＬ　（１３０−ｂ）を隔てて相対
する各磁石の磁極面は互いに異極である。

空隙（１３Ｃ１−ａ）、　（１，３Ｏ−ｂ）には、各磁
石による磁束φ１．φ、（φ１−・φ２）が通っている
。励磁コイル（１０１−４ａ）　（１，０ｌ−４ｂ）、
（１０２−４８）、（１０２−４ｂ）は、磁石組立体（
１０＞１．）、　（１０２−１，）の相対する磁極面間
に形成された空隙（１３０−ａ）、（１，３Ｏ−ｂ）に
交流磁束を重畳するための励磁コイルであり、該励磁コ
イルに電流を流したときに生ずる磁束が、これらの励磁
コイルを連通をするような極性に接続されている。尚、
上記交流磁束は、従来例と同様に、ピックアップ機能を
持たせるためのもので、本発明と直接の関係がないので
、これに関する説明は省略する。

可動子（１，１，０）は、導体（１，１，０−１）と、
これを保持するブラケット（１１に２）と、導体（１１
０−１，）より導出された端子（１１０−３ａ）　、　
（１１Ｏ−３ｂ）とから成る。

装置の実装状態に於て、上記固定子（１００）は、図示
せずも本発明による力発生装置が力を加える対象である
第一の部材（例えばジャイロケース等）に取り付けられ
、可動子（１１，０）は、１−記第一の部材を、必要な
成る範囲内に回動自在に支持する支持装置である第２の
部材に取り付けられている。

このとき、導体（１１（１−１）の１部を成す部分（１
１０１ａ）、　（ＩＩＬ−１ｂ）は、固定子−（１００
）に設けられた空隙（１３０−ａ）、（＋３０−ｂ）の
各々の概略中央に位置し、固定子（１００）と可動子（
１，１０）とは、必要な範囲の相対偏位に対しても、常
に非接触状態が保たれる様に成されている。

今、導体（１１０−１）に電流１を流すと、フレミング
の左手の法則により、ＥＴ　９ｈ子（１，］、、Ｏ）と
固定子（１００）との間に第１図Ａに於ける矢印（Ｊ）
で示した力が発生し、固定Ｔ−（１００）が取り（ｑり
られている第一　の部材に力を加えることができる。こ
の力は、当然第一の部材が回動する該回動軸の回りにト
ルクとして作用する。

上述の通り、本実施例に於ては、磁気モーメントの等し
い磁石組立体（１０１−１）及び（１，０２−１，）を
、その磁軸が互いに反平行に成るように配置しである。

このため、永久磁石（１０１−３ａ）から永久磁石（１
０１−３ｂ）に向う磁軸（Ｍｌ）が生じ、他方の永久磁
石（１０２−３８）から永久磁石（１０２−３ｂ）　ヘ
向う磁軸が生ずるので、全体として磁気モーメンＩ・が
等価的に零になるため、外部磁界が作用しても従来例の
ように有害トルクを発生するごとがない。

又、本実施例に於ては、磁石組立体（１，０ｌ−１）（
１０２−１）に用いられているコ字状鉄心（１０１−２
）（１０２−２）の形状は、励磁コイルの取り付けに拘
る理由によるもので、コ字状に限らず棒状でも良く、又
ピンクアップ機能を要しない単なるトルカの場合は、板
状磁性材の積層に限らずソリンドでも良い。

本発明の他の実施例を第２図に示す。同図Ａは本実施例
の平面図、同図Ｂはその側断面図、同図Ｃは本実施例の
可動子（２１０）の全体の正面図、同図りは本実施例の
磁石組立体（２０１）の平面図である。同図より明らか
な如く、本実施例は、上記第１図の例に於ける２つの磁
石組立体の一体化を図ったものである。第２図の例に於
いて、寸法の等しい永久磁石（２０１−３ａＬ　（２０
１−３ｂＬ　（２０１−３ｃ）。

（２０１−３ｄ）は、板状磁性体を積層して成る鉄心（
２０＋−１，）に該永久磁石による磁束がこれらの永久
磁石を連通する様な極性で取り付けられている。

このような永久磁石の配置に於いては、永久磁石（２０
１，−３ａ）と鉄心（２０１，−１）の突起部（２０１
−２ａ）、磁路（２０１−５ａ）　、突起部（２０１−
２ｂ）及び永久磁石（２０１−３ｂ）とによって形成さ
れる磁石組立体の１部の磁気モーメントをＭ、とし、永
久磁石（２０１３ｃ）と、鉄心（２０ｉ１）の突起部（
２０１−２ｃ）の磁路（２０１−５ｂ）、突起部（２０
１−２ｄ）及び永久磁石（２０１３ｄ）　とによっ゛ζ
形成される磁石組立体の１部の磁気モーメントをＭ２と
すると、Ｍ、、Ｍ２は大きさが相等しく向きが反平行（
換言すれば磁軸が反平行）である。従って本実施例も又
、外部磁界が作用しても従来例の如く有害トルクを発生
ずることがない。

第２回の実施例に於ける鉄心（２０＋−１）に設けられ
た内側に向かう突起部（２０１−２ａ）　、　（２０１
−２ｂ）　。

（２０１−２ｃ）　、　（２０＋、−２［１）　は、励
磁コイルの取りイ＝ＨＪに拘る理由によるもので、必ず
しも必要ではない。

ヌ、ピックアップ機能を要しない場合は、励磁コイルが
不要であり、鉄心（２０１＝１）も板状磁性料の積層に
依らずソリッドな磁性相であっても良い。

更に本例に於いては、固定子の鉄心（２０１−１）が一
体化されたため、空隙長の管理が良好である他、鉄心の
積層する枚数が少なくて済む等の利点がある。

この他、鉄心（２０１−１，）の１部を成す部分（２０
１４ａ’Ｌ　（２０１−４ｂ’）は、永久磁石からの漏
洩磁束を遮蔽するため、力発生装置の近傍に鉄系部材の
ある場合でも、該鉄系部材と永久磁石との間に働く吸引
力を著しく軽減することができる。

第２図りに示す鉄心（２０１，−１，）の部分（ｊ）、
　（ｋ）間、および（ｐ）、　（ｍ）間は、磁位差が低
いため、上記鉄心（２０１−１＞の一部を成す部分（２
０１−４ａ’）　、　（２０１−４ｂ’）には、永久磁
石（２０１−３８）、・・・・、（２０１−３ｄ）によ
る磁束は殆ど通らない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、以−Ｆに列
挙する効果が得られる。

本発明による力先仕装置に於いては、永久磁石に基因す
る磁気モーメントの総和が零ζこなるように構成されて
いるため、外部磁界が働いても有害１ルクを発生するこ
とがない。したがって本発明による力発生装置をジャイ
ＩＩＪコンパス用垂直トルカとして使用した場合、地（
？ラス等の外部磁界が作用しても、力発生装置に基因す
る指度誤差は生じない。

更に、第２図に示す実施例に於いて（１４、鉄心の一部
を成す部分（２０１−４ａ’）、（２０１−旧）′）か
永久磁石からの漏洩磁束を遮蔽するため、力発生装置の
近傍に磁性体部材が存在しても、力発生装置を構成する
永久磁石と該磁性体部材との間に吸引力が働かない。し
たがって、力発生装置の近傍に於りる磁性体部材の存在
は、本実施例の力先４１．ｙ、　′Ｊ置に対しジャイロ
コンパスの指度誤差の原因を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは夫々本発明による力発生装置
の平面図、側断面図、可動子の正面図及び永久磁石組立
体の配置を示す図、第２図Ａ、ＢＣ及びＤは夫々本発明
による他の例の平面図、側断面図、可動子の正面図及び
磁石組立体を示す図、第３図Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、夫々
従来の力発生装置の平面図、側面図、可動子の正面図及
び磁石組立体の構造を示す図である。 図に於て、（１００）　、　（２００）は固定子、（１
１０）　、　（２１０）は呵りＪ子、（１０１，−２）
、（１０２−２）、（２０１−１）は鉄心、（１０１−
３ａ）、（１０１３ｂ）、（１０２４ａ）、（１０２−
４ｂ）、（２０１３ａ）　、　（２０１−３ｂ）　、　
（２０１−３ｃ）　、　（３０１−３ｄ）は永久磁石、
（１，１，０−１）、　（２１０−１）は導体を夫々示
す。 代 理 人 松 隈 秀 盛 ］、　４．８８２２　（５） 曙 ゝ−一　マー− 唄 く Ｑ ｉ４８８２２（７） シ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁束を通す空隙と、該空隙に磁束を供給するための２個
   の永久磁石を含む磁気回路と、該空隙中の磁束に直交す
   る様に設置された導体からなる力発生装置に於て、 寸法の等しい２個の永久磁石を含み、 該２個の永久磁石の磁軸を反平行に配置することに依っ
   て、これらの永久磁石に基因する磁気モーメントの総和
   が零に成る様に構成したことを特徴とする力発生装置。