JPH07501437A - 直線駆動用電磁装置 - 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】 直線駆動用電磁装置 本発明は、直線動作駆動力を生じさせる電磁装置に関する。

従来、直線駆動力を発生させるには、水圧又は空気圧を利用するとか、電動モー タを用いて回転動作を直線動作に変換する等の方法が用いられてきた。これらの 各方法はそれぞれ長所と欠点を有する。近年、他の方法としてＤＣ又はＡＣのリ ニア・モータが実用に供せられ、可動負荷を正確な位置に移動させるのに回転力 を直線方向の力に変換する機構が不要となった。リニア・モータの欠点は非対称 のアクチュエータか相互に引き合う電機子と固定子間に生ずる引力のために、ひ どく不安定になることである。さらに、リニア・モータは、水平状態に置がれて 使用されるのが通常である。

本発明は、水平、水垂のいかなる角度方向にも対応できるように意図された直線 駆動用電磁装置であり、外部に漏えい磁界を生じさせないように完全密閉される 。

本発明の好ましい実施例としては、ピストンとシリンダーとして動作するように 工夫された電磁装置が挙げられる。概念的には、本装置の固定子が電機子軸と同 軸の在来のモータの固定子として動作するよう考慮される。固定子の非切断端面 は、シリンダを形成する管状固定子を形成するように結合される。ピストン部材 にはリング形状の磁気デバイスか施される。これにより以下の特長を有する。

（ａ）作動方向の自由性 （ｂ）密閉性 使用環境の自由度が大きい。

（ｃ）軸的対称性 留め金具等が不要である。

（ｄ）作動ストローク ０．２メートルから１メートルの作動ストロークが取れる。３メートルまで対応 可能。

（ｅ）効率 電力消費の大部分が作動力に変換される。

（ｆ）簡単構造でコスト安 構造が簡単ゆえ堅牢で信頼性が高い。かつ安価にて製造可能。

さらに空気圧との併用が容易に実現可能で静的維持力は空気圧により得て、動的 駆動力は電磁力による場合の応用にも適している。さらに、空気圧の部分は他の 流体圧に置き換えが可能である。シリンダー・アクチュエータはそれ自体流体を 加圧するように構成する必要はないが、非加圧液体の動きに同調して加圧される 他の加圧可能気体が充填された容器に直接接続されるようにしても良い。その結 果、液体それ自体が加圧可能としてみなせる。

本発明がより良く理解されるよう、図面を用いて具体例を説明する。

図１は、基本的な電磁力を説明する図であり、電流の方向、磁界方向、及び駆動 力の方向間にフレミングの左手の法則があてはまる。

図２は、本願発明の電磁装置の基本コンセプトを図示したものである。

図３と図４は、図２のアクチュエーターをより詳しく示すものである。

図５は、粗制御アクチュエーターの原理を示す図である。

図６は、図２の本願発明の電磁装置の基本コンセプトの部分的修正を示すもので ある。

図７は、さらに図６の代替修正を修正を示すものである。

図８は、さらに図６及び図７の代替修正を示すものである。

図９と図１０図は、図２に示す基本コンセプトの実施例を示す図である。

図１１と図１１　（ａ）は、本願装置に係るピストンの２つの構造図を示すもの である。

図１２は、本願装置に係るピストンの３つの構成部分図を示すものである。

図１３は、図２に示された基本コンセプトの４つの異なった磁気的レイアウトを 示すものである。

図１４は、可動磁気ユニットのための整流子の基本的配列を示すものである。

図１５は、可動コイルユニットのための機械的整流動作を説明する図である。

図１６は、典型的なマグネット／スペーサ配列に対応して動作する４コイル配列 例の整流動作図である。

図１７と図１８は、交互動作ドライブ・ユニットを示す図である。

図１９と図２０は、交互フィールド・バック配列を示す図である。

図２１は、本願発明能の実施例を示す。

図２２は、可動ピストンに対し電気的接続を可能にする部分を示す図である。

図２３は、図２に示す装置の組立図である。

図２４は、本願発明に係るピストンの詳細組立図である。

図２５は、本願発明に係る固定子の詳細組立図である。

浄書（内容に変更なしり 迭ト Ｆ、−ｉ　、釘 ｈ’１．７ ｙ　ｉ Ｆｒ’３．／ぶ（Ｃ）。

マク″ネ・、）−／Ｘへ′−ヅ酌乙列 （ｉ）ＩνＩＡＸＩＭＩＪ／しＩ　Ａ！　Ｂ瞥　ＣＩ　０番　８０％（ｖｉ）　 Ａ４　ＢＩ　ＣＩ　ＯＩ　（ｅ＋ｙ）　ｌν１ＡＹＩ？　υノ１１θＯ％Ｆｊ’ ｆＪ、／乙 ４乍動マク”ネット・スソーブっ糸乱立補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４ 条の８）平成　６年　１月１２日・局

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．磁性体からなる長円筒シリンダーと該シリンダーの長さ方向に沿って一連の 交番放射方向磁極を構成する円筒磁界パターンを発生する手段とからなるシリン ダー・アッセンブリと、 前シリンダ・アッセンブリの内部に装着され、その発生磁界が前記シリンダ内に 閉じ込められるようにして前記円筒磁界と相互作用を生じさせるためのピストン 放射磁界パターンを発生させるためのピストン部材と、前記円筒磁界パターン又 は前記放射磁界パターンのすくなくとも一方の磁界の強さを調整したりその極性 を変化させるための調整手段と、からなり、似ってシリンダとピストン間で相互 的に直線動作駆動力を生じさせ、前記円筒磁界パターン限発生する手段は、前記 シリンダー内部において放射磁界限生じさせるための手段から成り、また前記ピ ストン部材は前記シリンダーの軸長よりも短く、さらに前記シリンダはその両方 の終端がピストン部材の底面により閉じられていて、前記ピストン部材が一方の 底面を貫通する棒状部材と結合されており、前記シリンダの内部は流動体の容器 と連係することを特徴とする、直線駆動用電磁装置。
2. ２．前記円筒磁界パターンは、永久磁石により発生される請求の範囲第１項の直 線駆動用電磁装置。
3. ３．前記円筒磁界パターンは、電流巻線コイルにより発生される請求の範囲第１ 項の直線駆動用電磁装置。
4. ４．前記ピストン放射磁界パターンは、１又は２以上の永久磁石により発生され る請求の範囲第３項の直線駆動用電磁装置。
5. ５．前記ピストン放射磁界パターンは、複数の電流巻線コイルにより発生される 請求の範囲第２項及び第３項の直線駆動用電磁装置。
6. ６．前記シリンダーは、円形断面形状である請求の範囲第５項の直線駆動用電磁 装置。
7. ７．前記シリンダーは、非円形断面形状である請求の範囲第６項の直線駆動用電 磁装置。
8. ８．前記流動体はガスである請求の範囲第７項の直線駆動用電磁装置。
9. ９．前記ピストンには、さらにピストンの動きに応じて制御条件に形嚮を与える １類は２以上の変換装置が具備される、請求の範囲第１項乃至第８項の直線駆動 用電磁装置。
10. １０．前記変換装置のひとつは、加速度計である請求の範囲第９項の直線駆動用 電磁装置。
11. １１．前記変換装置のひとつは、前記ピストンと前記棒状部材の間に装着される 力変換器である請求の範囲第１０項の直線駆動用電磁装置。
12. １２．前記変換装置のひとつは、位置検出装置である請求の範囲第１１項の直線 駆動用窄電磁装置。
13. １３．磁性体からなる長円筒シリンダーと該シリンダーの長さ方向に沿って一連 の交番放射方向磁極を構成する円筒磁界パターンを発生する手段とからなるシリ ンダー・アッセンブリと、 前シリンダ・アッセンブリの内部に装着され、その発生磁界が前記シリンダ内に 閉じ込められるようにして前記円筒磁界と相互作用を生じさせるためのピストン 放射磁界パターンを発生させるためのピストン部材と、前記円筒磁界パターン又 は前記放射磁界パターンのすくなくとも一方の磁界の強さを調整したりその極性 を変化させるための調整手段と、からなり、似ってシリンダとピストン間で相互 的に直線動作駆動力を生じさせ、前記円筒磁界パターンを発生する手段は、前記 シリンダー内部において放射磁界を生じさせるための手段から成り、また前記ピ ストン部材は前記シリンダーの軸長よりも短く、さらに前記ピストン放射磁界パ ターンを発生する手段は、同心円上に等間隔に配置された永久磁石であって、一 の磁化方向の極と、他の磁化方向の極が交互に配置されるようになしたことを特 徴とする、直線駆動用電磁装置。
14. １４．前記円筒放射磁界パターンは電線巻線コイルにより、供給される請求の範 囲第１３項の直線駆動用電磁装置。
15. １５．前記シリンダーは、円形断面形状である、請求の範囲第１３項の直線駆動 用電磁装置。
16. １６．前記シリンダーは、非円形断面形状である請求の範囲第１３項の直線駆動 用電磁装置。
17. １７．前記シリンダーは、シールされその内部が流動体容器と連係する請求の範 囲第１３項乃至第１６項の直線駆動用電磁装置。
18. １８．前記流動体は気体である請求の範囲第１７項の直線駆動用電磁装置。
19. １９．前記ピストンには、さらにピストンの動きに応じて制御条件に影響を与え る１又は２以上の変換装置が具備される、請求の範囲第１３項乃至第１８項の直 線駆動用電磁装置。
20. ２０．前記変換装置のひとつは、加速度計である請求の範囲第１９項の直線駆動 用電磁装置。
21. ２１．前記変換装置のひとつは、前記ピストンと前記棒状部材の間に装着される 力変換器である請求の範囲第１９項の直線駆動用電磁装置。
22. ２２．前記変換装置のひとつは、位置検出装置である請求の範囲第１９項の直線 駆動用電磁装置。