JPH07118898B2 - 小型の単相電磁駆動器 - Google Patents
小型の単相電磁駆動器Info
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- JPH07118898B2 JPH07118898B2 JP2509045A JP50904590A JPH07118898B2 JP H07118898 B2 JPH07118898 B2 JP H07118898B2 JP 2509045 A JP2509045 A JP 2509045A JP 50904590 A JP50904590 A JP 50904590A JP H07118898 B2 JPH07118898 B2 JP H07118898B2
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- Japan
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- magnetic
- magnetic circuit
- rotor
- magnetized
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/125—Magnet axially facing armature
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、2N個の磁極及び1つ以上の励起コイルを有す
る第1磁気回路と第2磁気回路とを含むステータ構造体
のエアギャップ内にロータが配置されている単相電磁駆
動器に係わる。前記磁気回路は透磁率の極めて高い材料
で形成される。前記ロータは2N対の薄い磁極からなる薄
い磁化部分を有し、これらの部分が横断方向で互いに反
対の向きに磁化される。磁化は実質的に均一であり、移
動軌道に沿って測定した長さYAにわたる。このような駆
動器は特に回転駆動器又は計器板のインジケータに使用
される。この種の駆動器は、力の一定したゾーンが大き
いという特徴を有する。そのため、再現性と角度制御精
度とが極めて高い駆動器を得ることができる。しかしな
がら、この種の駆動器は大幅な小型化が要求される用途
には適していないという欠点を有する。実際、現在公知
の技術では、力の一定したゾーンが磁気回路閉鎖時にし
か存在しないため、どんな場合でも第1磁気回路及び第
2磁気回路が可動部材の走行軌道の外側に配置された磁
気部材によって相互接続される。磁気回路を接続する前
記磁気部材は磁束を通すに十分な大きさを有していなけ
ればならず、従って不都合なことに駆動器の大きさが更
に増大する。
る第1磁気回路と第2磁気回路とを含むステータ構造体
のエアギャップ内にロータが配置されている単相電磁駆
動器に係わる。前記磁気回路は透磁率の極めて高い材料
で形成される。前記ロータは2N対の薄い磁極からなる薄
い磁化部分を有し、これらの部分が横断方向で互いに反
対の向きに磁化される。磁化は実質的に均一であり、移
動軌道に沿って測定した長さYAにわたる。このような駆
動器は特に回転駆動器又は計器板のインジケータに使用
される。この種の駆動器は、力の一定したゾーンが大き
いという特徴を有する。そのため、再現性と角度制御精
度とが極めて高い駆動器を得ることができる。しかしな
がら、この種の駆動器は大幅な小型化が要求される用途
には適していないという欠点を有する。実際、現在公知
の技術では、力の一定したゾーンが磁気回路閉鎖時にし
か存在しないため、どんな場合でも第1磁気回路及び第
2磁気回路が可動部材の走行軌道の外側に配置された磁
気部材によって相互接続される。磁気回路を接続する前
記磁気部材は磁束を通すに十分な大きさを有していなけ
ればならず、従って不都合なことに駆動器の大きさが更
に増大する。
本発明の目的は、小型でありながら先行技術と同程度の
再現性及び角精度を有する単相電磁駆動器を実現するこ
とにある。
再現性及び角精度を有する単相電磁駆動器を実現するこ
とにある。
本発明の駆動器は、2つの磁気回路が非磁性部材だけを
介して相互接続され、2つの磁気回路の間のエアギャッ
プの厚さをEとし、ステータ構造体の平均直径をDとし
た場合にNがπD/8Eより小さいことを特徴とする。この
比を採用することにより、ステータ磁極表面にほぼ垂直
な磁力線をエアギャップ内に得ることができる。その結
果、コイル内の磁石の磁束は高精度で磁石の角位置に比
例する。この条件により、所与の電流で一定のトルクを
保証することができる。
介して相互接続され、2つの磁気回路の間のエアギャッ
プの厚さをEとし、ステータ構造体の平均直径をDとし
た場合にNがπD/8Eより小さいことを特徴とする。この
比を採用することにより、ステータ磁極表面にほぼ垂直
な磁力線をエアギャップ内に得ることができる。その結
果、コイル内の磁石の磁束は高精度で磁石の角位置に比
例する。この条件により、所与の電流で一定のトルクを
保証することができる。
従って、この比は任意に採用したものではなく、長年の
研究の成果であり、その結果として、アクチュエータの
全工程で実質的に一定のトルクを得るという目的に合致
するアクチュエータを得るために必要な条件を定義する
ことが可能になったのである。先行技術からは考えられ
ないことに、本出願人はこのような条件で、力の一定し
たゾーンの大きい電磁駆動器を形成することができた。
研究の成果であり、その結果として、アクチュエータの
全工程で実質的に一定のトルクを得るという目的に合致
するアクチュエータを得るために必要な条件を定義する
ことが可能になったのである。先行技術からは考えられ
ないことに、本出願人はこのような条件で、力の一定し
たゾーンの大きい電磁駆動器を形成することができた。
本発明の第1実施例の駆動器は、極性が交互に異なる2N
対の磁極を有し且つ径方向に磁化される管状ロータを含
み、エアギャップの厚みEと前記磁極の長さYとの比が
0.25以下である。この条件により、コイルによって発生
された磁力線が効果的にロータの磁極に作用してコイル
の電流に応じたトルクを発生する。ステータ構造体は、
電気コイルによって励起される2N対の磁極を有し且つロ
ータを包囲する第1磁気回路と、ロータの内側に配置さ
れた充実円筒体からなる第2磁気回路とで構成される。
ロータ及び2つの磁気回路は同軸である。高さの極めて
低い円筒体を選択すれば、極めて偏平なインジケータ又
は極めて小さい管を形成することができる。
対の磁極を有し且つ径方向に磁化される管状ロータを含
み、エアギャップの厚みEと前記磁極の長さYとの比が
0.25以下である。この条件により、コイルによって発生
された磁力線が効果的にロータの磁極に作用してコイル
の電流に応じたトルクを発生する。ステータ構造体は、
電気コイルによって励起される2N対の磁極を有し且つロ
ータを包囲する第1磁気回路と、ロータの内側に配置さ
れた充実円筒体からなる第2磁気回路とで構成される。
ロータ及び2つの磁気回路は同軸である。高さの極めて
低い円筒体を選択すれば、極めて偏平なインジケータ又
は極めて小さい管を形成することができる。
有利な一変形例では、ロータの磁極対を磁気回路に固定
する。このようにすると第2磁気回路が比較的脆弱なロ
ータの支持体を構成することになり、且つ駆動器の使用
軸を支持することができる。
する。このようにすると第2磁気回路が比較的脆弱なロ
ータの支持体を構成することになり、且つ駆動器の使用
軸を支持することができる。
別の実施例では、ロータを2N個のセクタ(扇形部分)に
分割された薄いディスクで形成し、これらのセクタを横
断方向で向きが交互に異なるように磁化する。ロータ
は、該ロータと同軸のディスクからなる第2磁気回路及
び励起コイルによって包囲された2N個のセクタからなる
第1磁気回路と前述のごとき第2磁気回路との間で、中
央軸線を中心に回転し得る。
分割された薄いディスクで形成し、これらのセクタを横
断方向で向きが交互に異なるように磁化する。ロータ
は、該ロータと同軸のディスクからなる第2磁気回路及
び励起コイルによって包囲された2N個のセクタからなる
第1磁気回路と前述のごとき第2磁気回路との間で、中
央軸線を中心に回転し得る。
特定実施例の1つでは、第2磁気回路をロータに接着す
る。このようにすると、特に計器板のインジケータとし
て使用し得る剛性の高いロータ/第2磁気回路アセンブ
リが得られる。
る。このようにすると、特に計器板のインジケータとし
て使用し得る剛性の高いロータ/第2磁気回路アセンブ
リが得られる。
本発明の別の特定実施例では、少なくとも一方の磁気回
路の磁極の少なくとも1つの側辺が斜角部又は傾斜縁部
を有する。
路の磁極の少なくとも1つの側辺が斜角部又は傾斜縁部
を有する。
この特定実施例では、ロータが電流によって磁化部分の
縁部の1つと前記斜角部又は傾斜縁部との協働位置にお
かれた時に、電流の不在下でロータの鎖錠(連動)効果
が制御される。
縁部の1つと前記斜角部又は傾斜縁部との協働位置にお
かれた時に、電流の不在下でロータの鎖錠(連動)効果
が制御される。
特定実施例の1つでは、ステータ構造体の磁極の1つが
制御信号を送出する制御コイルによって包囲される。
制御信号を送出する制御コイルによって包囲される。
以下、添付図面に基づき本発明をより詳細に説明する。
添付図面中、第1図は回転駆動器の断面図である。
第2図は前記回転駆動器の第1磁気回路の正中断面図で
ある。
ある。
第3図は本発明の第2実施例を示す断面図である。
第4図は前記第2実施例で使用される第1磁気回路の説
明図である。
明図である。
第5図、第6図、第7図、第8図及び第9図は第4図に
示した回転駆動器のコイルの様々な実施例を示す説明図
である。
示した回転駆動器のコイルの様々な実施例を示す説明図
である。
第1図に示す駆動器は円筒形ロータ(1)と、第1磁気
回路(2)及び第2磁気回路(3)からなるステータ構
造体とを含む。ロータ(1)は剛性リム(4)を含み、
これに円筒形の薄い磁石(5)が固定されている。この
薄い磁石は6つの磁極部分を有し、これらの部分が交互
に向きを変えて横断方向に磁化される。ロータ(1)
は、例えばボールベアリングのような軸受(7)によっ
て案内される軸(6)に取付けられている。第1磁気回
路(2)は透磁率の極めて高い材料で深皿状に成形され
た部材からなる。第1磁気回路は6つの磁極部分を有す
る。第1磁気回路の磁極の周りには電気コイル(8)が
配置されている。第2磁気回路(3)は透磁率の極めて
高い材料で形成されている。第2磁気回路と第1磁気回
路との間にはエアギャップ(9)が形成されており、こ
のエアギャップ内を磁化された円筒体(5)が移動す
る。
回路(2)及び第2磁気回路(3)からなるステータ構
造体とを含む。ロータ(1)は剛性リム(4)を含み、
これに円筒形の薄い磁石(5)が固定されている。この
薄い磁石は6つの磁極部分を有し、これらの部分が交互
に向きを変えて横断方向に磁化される。ロータ(1)
は、例えばボールベアリングのような軸受(7)によっ
て案内される軸(6)に取付けられている。第1磁気回
路(2)は透磁率の極めて高い材料で深皿状に成形され
た部材からなる。第1磁気回路は6つの磁極部分を有す
る。第1磁気回路の磁極の周りには電気コイル(8)が
配置されている。第2磁気回路(3)は透磁率の極めて
高い材料で形成されている。第2磁気回路と第1磁気回
路との間にはエアギャップ(9)が形成されており、こ
のエアギャップ内を磁化された円筒体(5)が移動す
る。
第2図は第1磁気回路を示している。この図では、6つ
の磁極(10〜15)と電気コイル(8、16、17)とが見え
る。コイル(8及び16)は励起用コイルであり、コイル
(17)は電子回路に電気制御信号を送る制御コイルであ
る。磁極(11)は2つの側辺(18、19)に斜角を有す
る。第1図から明らかなように、第1磁気回路(2)及
び第2磁気回路(3)は磁性部材ではなく非磁性部材
(20)だけを介して相互接続される。
の磁極(10〜15)と電気コイル(8、16、17)とが見え
る。コイル(8及び16)は励起用コイルであり、コイル
(17)は電子回路に電気制御信号を送る制御コイルであ
る。磁極(11)は2つの側辺(18、19)に斜角を有す
る。第1図から明らかなように、第1磁気回路(2)及
び第2磁気回路(3)は磁性部材ではなく非磁性部材
(20)だけを介して相互接続される。
第3図の実施例では、ロータが、軸(23)と協働する非
磁性リム(22)に取付けられた円形磁化部分(21)から
なる。この円形磁化部分(21)は2つの磁極に分割され
ており、これらの磁極が横断方向で互いに反対の向きに
磁化される。この磁化部分の外径D及び内径dはエアギ
ャップ(9)内に含まれる磁化部分の外径及び内径であ
る。ステータ構造体は第1磁気回路(2)と第2磁気回
路(3)とで構成されている。第1磁気回路(2)は、
励起コイル(8)を通すべく2つの対向母線に沿って設
けられたスロットを有する円筒体からなる。第2磁気回
路(3)は、磁化部分(21)に作用する力の不均衡を防
止するために、母線に沿ってコイル(8)のスロットに
対して対称的に設けられた加工部分を有する充実円筒体
からなる。2つの磁気回路(2、3)は非磁性材料のケ
ーシング(24)だけを介して互いに接続されている。
磁性リム(22)に取付けられた円形磁化部分(21)から
なる。この円形磁化部分(21)は2つの磁極に分割され
ており、これらの磁極が横断方向で互いに反対の向きに
磁化される。この磁化部分の外径D及び内径dはエアギ
ャップ(9)内に含まれる磁化部分の外径及び内径であ
る。ステータ構造体は第1磁気回路(2)と第2磁気回
路(3)とで構成されている。第1磁気回路(2)は、
励起コイル(8)を通すべく2つの対向母線に沿って設
けられたスロットを有する円筒体からなる。第2磁気回
路(3)は、磁化部分(21)に作用する力の不均衡を防
止するために、母線に沿ってコイル(8)のスロットに
対して対称的に設けられた加工部分を有する充実円筒体
からなる。2つの磁気回路(2、3)は非磁性材料のケ
ーシング(24)だけを介して互いに接続されている。
第4図は第1磁気回路を正中断面図で示している。この
図では、円筒体のセクタの1つからなる第1磁極部分
(25)、及びこれと対称的な第2磁極部分(26)が見ら
れる。コイル(8)は第1磁極部分(25)の周りに配置
されている。第1コイル(8)と対称的な第2コイル
(27)は磁極(26)に第1磁極(25)と反対の極性を発
生させる。各磁極部分(25、26)は夫々の側辺(28、2
9)が傾斜している。これらの傾斜縁部は、磁化部分(2
1)の2つの磁極部分の間の接続が緩和力作用ゾーン内
にある時にロータの鎖錠力を調整するのに役立つ。
図では、円筒体のセクタの1つからなる第1磁極部分
(25)、及びこれと対称的な第2磁極部分(26)が見ら
れる。コイル(8)は第1磁極部分(25)の周りに配置
されている。第1コイル(8)と対称的な第2コイル
(27)は磁極(26)に第1磁極(25)と反対の極性を発
生させる。各磁極部分(25、26)は夫々の側辺(28、2
9)が傾斜している。これらの傾斜縁部は、磁化部分(2
1)の2つの磁極部分の間の接続が緩和力作用ゾーン内
にある時にロータの鎖錠力を調整するのに役立つ。
第5図に示すコイルの変形例では、コイル(8、27)が
夫々の対応磁気回路(25、26)の周りで横断方向平面上
に配置されている。コイルは磁気回路(25)に極めて近
い円弧に沿って延びる作動部分(30)を有する。接続
は、作動部分(30)の2つの端部をつなぐ直線部分(3
1)に沿って行われる。このコイル部分(31)は軸(2
3)の両側に延びている。磁気回路(25、26)がより大
きいセクタにわたって延びるか、又は軸(23)が第5図
の実施例を不可能にするような直径を有する場合には、
コイルを第6図又は第7図のように形成し得る。第6図
では、コイル(8)の作動部分(30)の両端が、軸(2
3)を外側から包囲するように湾曲した円弧を形成する
部分(31)を介して接続されている。第7図の実施例で
は、接続部分(31)が軸(23)を外側から包囲してい
る。
夫々の対応磁気回路(25、26)の周りで横断方向平面上
に配置されている。コイルは磁気回路(25)に極めて近
い円弧に沿って延びる作動部分(30)を有する。接続
は、作動部分(30)の2つの端部をつなぐ直線部分(3
1)に沿って行われる。このコイル部分(31)は軸(2
3)の両側に延びている。磁気回路(25、26)がより大
きいセクタにわたって延びるか、又は軸(23)が第5図
の実施例を不可能にするような直径を有する場合には、
コイルを第6図又は第7図のように形成し得る。第6図
では、コイル(8)の作動部分(30)の両端が、軸(2
3)を外側から包囲するように湾曲した円弧を形成する
部分(31)を介して接続されている。第7図の実施例で
は、接続部分(31)が軸(23)を外側から包囲してい
る。
第8図に示す別の実施例では、コイルが磁気回路の正中
面上ではなく横断方向平面上に配置されている。コイル
(8)は、第9図に示すように、磁気回路(2)の2つ
の磁極(25、26)を分離するスロットを貫通し且つ軸
(23)の両側を通っている。勿論、ここに挙げたコイル
の実施例は非限定的なものにすぎない。
面上ではなく横断方向平面上に配置されている。コイル
(8)は、第9図に示すように、磁気回路(2)の2つ
の磁極(25、26)を分離するスロットを貫通し且つ軸
(23)の両側を通っている。勿論、ここに挙げたコイル
の実施例は非限定的なものにすぎない。
本発明は以上説明してきた実施例には限定されず、その
範囲内で様々な変形が可能である。
範囲内で様々な変形が可能である。
図面の簡単な説明 第1図は回転駆動器の断面図である。
第2図は前記回転駆動器の第1磁気回路の正中断面図で
ある。
ある。
第3図は本発明の第2実施例を示す断面図である。
第4図は前記第2実施例で使用される第1磁気回路の説
明図である。
明図である。
第5図、第6図、第7図、第8図及び第9図は第4図に
示した回転駆動器のコイルの様々な実施例を示す説明図
である。
示した回転駆動器のコイルの様々な実施例を示す説明図
である。
Claims (5)
- 【請求項1】2N個の磁極及び1つ以上の励起コイル
(8)を有する第1磁気回路(2)と第2磁気回路
(3)とを含むステータ構造体のエアギャップ内にロー
タが配置されており、前記磁気回路(2、3)が透磁率
の極めて高い材料で形成されており、前記ロータが2N対
の磁極からなる薄い磁化部分(5)を有し、これらの磁
化部分が横断方向で互いに反対の向きに磁化され、磁化
が実質的に均一であって移動軌道沿いに測定した長さYA
にわたり、第1磁気回路(2)が非磁性接続部材だけを
介して第2磁気回路(3)に接続されており、2つの磁
気回路の間のエアギャップの厚さをEとしステータ構造
体の平均直径をDとした場合にNがπD/8Eより小さいこ
とを特徴とする限定された行程にわたって可動部を変位
させるための、広い一定トルク範囲を持った単相電磁駆
動器。 - 【請求項2】極性が交互に異なる2N対の磁極を有し且つ
径方向に磁化される管状ロータを含み、前記磁極のエア
ギャップの厚みEとロータの周縁に沿って測定した前記
磁極の長さYとの比が0.25以下であり、ステータ構造体
が、電気コイル(8、16)によって励起される2N対の磁
極(10〜15)を有し且つロータを包囲する第1磁気回路
(2)と、ロータの内側に配置された充実円筒体からな
る第2磁気回路(3)とで構成されており、ロータ及び
2つの磁気回路が同軸であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の駆動器。 - 【請求項3】ロータの磁極対が第2磁気回路(3)に固
定されていることを特徴とする特許請求の範囲第2項に
記載の駆動器。 - 【請求項4】ロータが2N個のセクタに分割された薄いデ
ィスク(9)で形成されており、これらのセクタが横断
方向で向きが交互に異なるように磁化され、前記ロータ
が2N個のセクタ(25、26)からなる第1磁気回路と第2
磁気回路との間を移動するようになっており、前記2N個
のセクタの少なくとも一部が励起コイル(8)と第2磁
気回路(3)とによって包囲されており、第2磁気回路
が第1磁気回路と同軸であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の駆動器。 - 【請求項5】第2磁気回路(3)がロータ(21)に固定
されていることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記
載の駆動器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8908052A FR2648632B1 (fr) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Actionneur electromagnetique monophase de faible encombrement |
FR89/08052 | 1989-06-16 | ||
PCT/FR1990/000436 WO1990016107A1 (fr) | 1989-06-16 | 1990-06-15 | Actionneur electromagnetique monophase de faible encombrement |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18080399A Division JP3369512B2 (ja) | 1989-06-16 | 1999-06-25 | 小型の単相電磁駆動器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04503299A JPH04503299A (ja) | 1992-06-11 |
JPH07118898B2 true JPH07118898B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=9382836
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2509045A Expired - Fee Related JPH07118898B2 (ja) | 1989-06-16 | 1990-06-15 | 小型の単相電磁駆動器 |
JP18080399A Expired - Fee Related JP3369512B2 (ja) | 1989-06-16 | 1999-06-25 | 小型の単相電磁駆動器 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18080399A Expired - Fee Related JP3369512B2 (ja) | 1989-06-16 | 1999-06-25 | 小型の単相電磁駆動器 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5298825A (ja) |
EP (1) | EP0429625B1 (ja) |
JP (2) | JPH07118898B2 (ja) |
CN (1) | CN1048957A (ja) |
DE (1) | DE69022175T2 (ja) |
ES (1) | ES2079477T3 (ja) |
FR (1) | FR2648632B1 (ja) |
WO (1) | WO1990016107A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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