JPS582670A - 磁気制動装置 - Google Patents

磁気制動装置

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JPS582670A
JPS582670A JP57098566A JP9856682A JPS582670A JP S582670 A JPS582670 A JP S582670A JP 57098566 A JP57098566 A JP 57098566A JP 9856682 A JP9856682 A JP 9856682A JP S582670 A JPS582670 A JP S582670A
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magnetic
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disk
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ジヨセフ・モンロ−・キ−バ−
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02Constructional details
    • G01R11/17Compensating for errors; Adjusting or regulating means therefor
    • G01R11/18Compensating for variations in ambient conditions
    • G01R11/185Temperature compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R11/00Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
    • G01R11/02Constructional details
    • G01R11/10Braking magnets; Damping arrangements

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、誘導形装置の導電性円1[K作用磁石を有
する制動装置に謁するものである。
誘導形の計器および継w装置、特に鱒導形電気−機械的
電力量針には、渦電流制動銀量の磁気制動が一般に用い
られている。AC消費電力の計量のためKl源と負荷と
の間に歇けられる誘導形電力量針には、一般に電圧部と
電流部とからな為電ll装置が會壕れている。ζ0電磁
鋏置からOムam界によって、導電性円板て形成される
一転可能なアーマチユアに働く駆動トルクが発生する。
変動する磁界と、とOII界によって円INK誘起され
る変動渦電流と0間の相互作用によって、円INK働く
駆動トルクが作られる。
導電性円1Km永久磁石からなゐ制動装置が組会わせら
れ、その磁界は円1[K導びかれて渦電流が誘起され為
、この制動磁界が渦電流に作用して、円1[K働く制動
トルクが作られる。この制動トルクは、与えられ九磁界
について、円板の1転遮−aK比例し、円板駆動とクシ
合う。そこで、円板の速さ線、この計器を通して供給さ
れる電力に正確に比例する様に雑持され、円板の1回転
が定められた量0電力消費を表わすことになる。
この制動磁束は、−欽には永久磁石から供給され、回転
円板のおかれる空隙を通る様に導がれる。永久磁石O!
lさと、円板の回転中心に対する制動磁束の位置、円1
[K入ゐ制動磁束0断面積と密度、空隙の長Sによって
、制動小ルクの大きさと安定性が決まる。制動トルクを
一定に保りことは第1゛の条件であみ。計器の正確な計
測を可能に□する□た・“め遺、との制動□システムで
得られる制動トルクが、円板の速さに比例する様に保た
れることは基本的が条件□であみ、しか七、このことは
1.広い範囲で変動する温度と大気条件に計器が晒され
るせい士、次第KIIIIKなっている。電気的サージ
がj[12ilとなみ強い脱磁作用が計器に与えられる
こ□とがある。tえ、計器の輸送と取扱いの際に、かな
シの機械的衝撃と振動が与えられることはしばしばであ
る。
磁気制動装置の設計に当っては、゛以上で述べ九ことと
その他の、大量生童技′法による最小プストでの製造の
ための、容゛ムでがり簡単な組立に関することなどが配
慮されなければならない。
現在、色々な構成と色々なタイプのll性材料を使用す
る様々な磁気側“動−量が廟いられている。
斯様な磁気制動装置の一つは来■特許第ダ、a3s、t
コ9号に述べられてぃ一0円1[K対して一直方肉に長
い、馬匹保磁カを持q1&石が円板に平行に水平方向K
il化1れゐ。l対の磁極チップから0ニクの狭い間隔
の1111I!磁界を喬直に導く丸めに、磁石の1il
iilKJ&束集束磁極片が組合わせられる。la極片
の縁0間で、こ◇永−することによって1温度 補償がなされる。
米国特許第亭、/ I J、デl 電力量計1制動装置では、U#F形の磁気トクと、とo
ii−りの I対O高保磁力異門性磁石とが使用されている。
これらOa石の崗いiう磁極面のyI#成する空隙の中
で針SO円1[が回転すゐ。永久磁石の磁極面の上へ伸
びて、空隙のwAシの磁束分路を形成する温度補償装置
によって温度補償がなされている。
ドイツ特許会報第10亭、49q号には、磁束戻〕路を
形成する7レームに組合わせられる参個壕での独立の永
久磁石を用いる様々な方法が示されている。7レームは
、温度変動によって永久磁石に生じる変化を補償する橡
に、空隙を変化させるために広がつ九〕縮んだ〉する様
に作られている。
米@特許第ダ、oso、ost4#には実質的に正方形
の磁束路を形成するために、−個の永久磁石と一個の磁
気橋絡片と1個の磁束員シ路を用いる磁気制動装置が示
されている。
本発明の主目的は、上述の問題を−滅し、大量生産によ
り低価格で製造するのが簡単で容異な誘導層装置用磁気
制動装置を得ることである。
この目的に鍜み、本発明は導電性円1[i磁気的に駆動
する誘導形装置用OS気制動装置に於て、各々、磁化容
易軸を持ち、前記磁化容晶軸に平行でデッドゾーンによ
)隔てられた二りO容易磁束路を形成し、前記円板が回
転すゐ所定の空間に対して重ねられて、前記容晶−束路
が前記円板に対して直角となるようKllれて磁束が前
記円板を逆向きに一度過る橡に整列1れた/対の永久磁
石と、軟磁性体で形成され、前記磁石に各々II接して
設けられて前記円板に平行で11IIIie二つOII
鳥員東路を連艙すゐ磁束路を形成すゐl対0111に裏
シー材と、少くとも一つの前記磁東夷〉部#O前前記碁
石対する位置を変化させて、前記磁石の前記二り011
J&磁束路の間で結合され大磁束を変化させて制動作用
を変化させる装置とを備え九ことを特徴とする磁気制動
装置に在る。
ζO発−は電力量動勢の誘導形装置用の磁気制動装置に
−する亀のであゐ。l対の高い保磁力を持つ異方性の薄
い永久磁石が磁束の発生に用いられる。それヤれ011
石には一つずつのlI化害鳥軸がある。それぞれ0磁石
は、磁化容易軸に平行でデッドゾーンに・aa gon
@νで隔てられ九二つの容易磁束路となる。そこで、そ
れぞれの磁石性それぞれにN極と8@とを持つ二つの別
の磁石として働く。これらの二つの磁石は、中で円板が
回転する所定の空間を挾んで並べておかれる。?、れら
aim石は、それぞれの磁石の容晶路円板に−直に−る
様におかれ、上下に重ねて、磁束が円板を、逆向自に、
−変通る様にされる。
それぞれの永久磁石O隣に一つずつ、I対の磁東夷9部
材が設けられる。a東夷〉部材は軟磁性体で作られ、円
板に平行にあって、それぞれの永久磁石の二つの容易磁
束路を結合する磁束路となる様にされる。斯様な構成で
、実質的に方形の磁束路が形成されて、そこでは二つの
永久磁石の磁化容易軸に抵抗する部分が存在しない。
二つの永久磁石が参個の独立の磁石であるかの様に働く
ので、永久磁石の効率のよ一利用となり%  ”個の磁
石の代わりに僅かに一個だけの磁石の位置決めで済むの
で、組立て処理が簡単になる。このことは、永久磁石の
一部分がデッドゾーンとなって、磁束発生に利用されな
いとしても、成立する。
磁束罠り部材の一2社、それに近−永久磁石に対して相
対的に移動可能で、これによって実効制動作用が変化さ
せられる。このような調整は、磁束戻シ部材が磁束路の
一部であるので制動力を変化さ破るのに有効な1撫にな
る。このような直列調11によって、制動作用に磁束分
散方法よpも大11%/%変化が得られる。
永久磁石の一つ又は両方に、磁極から一極へ、デッドゾ
ーンを横切る温度補償分路を験社ることによりて温度補
償が得られる。
次に添附図面に示す本発明の実施例に沿って本発明を説
明する。
第1vAに、例えばアル(ニウムの様な非磁性のダイキ
ャスト材料で作られ、針−ムーブメントの色々なパーツ
を支える7レームlJを含む誘導形電力量針10が示さ
れている。この計器ioは、計器パーツに違いはあるが
、金体として米国特許第二JO’l/12号に示されて
−る瀝のものである。導電性円板/lが針−7レーム/
Jの窓/I内で回転で自るllK設けられている。円板
/41は縦回転ll114に乗せられ、回転軸16は上
筒ベアリング支え/Iと下飼ベアリング支え二〇とで支
えられている。これらのベアリング支え/I、コ0紘例
見れ米wA特許第24t3.014号および第4110
412号に示されている様に7レーム/コにの:t−れ
ている。
、′。
積層された1字形コアとこれTIcIkけられ九電圧巻
線とからなる電圧部と、同じく積層された0字形コアと
これに設けられたl対の電流巻線とからなる電流部とを
持り電磁装置(図に示されてない)が設けられている。
これらの電圧部と電流部から、電S装置の9瞭を樵切り
円板lダを過るムC駆動磁束が与えられる。計器10の
會オれる電力量針の分野でよく知られている様に、駆動
磁束とこの磁束の誘起する渦電流との相互作用によp円
@/lに駆動トルクが作られる。この駆動トルクで円板
/1+と回転軸16とが1転させられ、この回転が、第
1図で鎖−−lで示されるダイアル記録機で積算される
!この記−機から、この分野でよく知られて饅る様に、
消費電力のキロワット時(KWH)での貌が得られる。
7v−ム/JK支えられるハウジングJ参の中に%この
発v4に従うて作られた一気制動懺置コ1が置かれてい
る。この磁気制御装置−一は円板/lを挾んで並べられ
た第1の永久磁石J4と第1の永久磁石J7とで構成さ
れる。これらの磁石はニクの磁石JA、Jツで作られる
磁束が、円板/ダを、逆向きKJj[過る橡に1ねられ
ている。この制動磁束で作られる渦電流が、制動磁束と
相互作用して制動トルクが作られる。この磁気制動装置
J1で作られる磁気制動トルクが駆動トルクとりり会っ
て、円I[141+と回転軸76との回転がこの計@1
0で計測される電力消費に比例する様に保たれる。
第1の永久磁石14の隣に第1f)−東夷p板−tが置
かれ、また第一の永久磁石J7の隣に第1の磁束戻9板
J/が置かれている。この第一の磁束戻り@J/の位置
調整のための金魚術調整ネジJJが般社られている。次
に第JWjA以下について、この発明の磁気制御装置の
構成とその動作について説明を統轄る。
W4λ図は第1図の磁気制動鋏にコλの斜視図である。
磁石JA、コアは^保真力異方性の薄い永久磁石である
。これらの永久磁石J4とJ?のそれぞれに磁化容易軸
があって、それぞれの磁化容易軸が計−円板/11(第
Jllでは示されてない)K−直になる様に置かれてい
る。
これらの永久磁石の膠のために、それぞれの磁石に%磁
化容易軸に平行でかつデッドゾーン(11011got
l・)で隔てられ九二つの容易磁束路が形成されている
。この二つの磁束路にそれぞれのy極と8極とが形成さ
れ、それぞれの永久磁石がニコの独立の磁石であるがの
橡に働<、mち、第1の永久磁石J番が、デッドゾーン
J4で隔てられ良飢lの棒磁石J亭と第一の一磁石JI
として働<、また、無コの永久磁石1りはデッドゾーン
poで隔てられた第一の棒磁石aKと第ダの棒磁石Jt
として働く、この事から幾つかの利点が得られる。二つ
の永久磁石JA、Jりの位置と向きとから、それぞれの
磁石で作られる磁束がディスク/41を一度通過する。
第−K、参個の独立の磁石を実際に位置決めする場合の
組立ての問題を伴わないて、二つの磁石コ&、Jりが参
伽の独立の磁石として働く、最後に、磁束路が実質的に
磁化容易軸に平行でありて、可能な、最も有効な磁束路
が利用される、これらの利点は、−銀材料の一部分がデ
ッドゾーンJ4.ダ0として利用されないという不利益
を相殺してなおあ11ル番る。
薄i永久磁石一番、J?として利用で自るものとして、
幾つかの鳥保磁力異方am料を手に入れることができる
。斯様1を料に、ムL訂00j 、  ALMloo 
f 、ALMXCO/J %C]1RAlillOt 
%−出土−の他の一気材料が會壕れる。
第Jllの説明を続ける。第1f)−東員参叡2ツと第
1の磁束戻)板J/紘、1職/IIに平行で、永久#&
石24.Jツのそれヤれのニクの容易磁束路を結合する
IIIK設けられる。−洩磁束と起磁力の損失を小さく
する次めに、これらの永へ磁石と一東夷〕板とのそれぞ
れにりいて、それらの間の確実な磁気的書着を得るため
に、適切な加工仕上げが必費である。第JIIK示され
る実施例では、磁束149板Jf、J/がニクの永久磁
石JA、Jりとそれ−t’s岡じ長さと幅とを持ってい
る。第J@と第1−でみえる橡に1この発明で、この寸
法を揃え1と一うこと轢必要秦件ではない、 1131
1:戻〉板at、J/は容易磁束路を廖成す1儀に、鉄
または低炭素鋼の様な、高い避磁車の一気材料で作られ
る。矢印41J、ダJ、II参、$jで示される橡に、
完成され九制動1lIllJJで、実質的に方形の磁束
ループが得られる。このむとは、磁束ループの、永久磁
石JA、J?の中にある部分がそれらの鼻化審易軸に実
質的に平行でありて、これらの永久磁石が最も有効に利
用されるので、有利である。
第一の永久磁石1ツに対する第1の磁束j!避板siの
位置111JIIK、全負荷調整ネジJJが利用される
。jI−の謙東jlシ板J/l’)位置の変更によりて
、第一の棒il1石Jtl)N極とlipの棒鼻石の8
極との閏で結合される磁束の天動さが変化する。′″こ
の1sJf)鼻東員)櫃IIが磁束ループの一部分で参
iので、l1r41亀変更は制動礎゛束の変更に七りて
有1111に方法である。この!イ□ブの直列間11に
よりで、最小制動から最大制動ゝiで、一般に行われる
1a列WIA11方法に比べて、より広い範囲の調整が
得られる。また、この実施例で漏洩磁束の少いことから
、所要の調躯範1!t−得るのに、′a東ループに並列
なものでなく。
磁束ループ自体の中に部材が必!である。これで第一図
の説明を終る。
第3図に、この発明の別の実施例が示されている。同じ
部分は同じ符号で示されている。また、濃度補償に用い
られる磁気分路部材デク。
参tが#!3図に示されている。嬉−図の実施例でも同
じ様な分路部材が設けられるが、N極と8極と磁束ルー
プを明示するために、第1図ではこれらが省かれている
。*S@で、第1の棒磁石34IのN極から、第1の永
久磁石J4のデッドゾーン36を横切って、#!コの棒
磁石J!の8極まで分路部材417が凰びている(これ
らの極符号は分路部材に■されていて見えない)。
同様に、第一の永久磁石コアでも jlJの棒磁石Jt
の8極からデッドシー/ダOを−切って第ダの棒磁石3
9のN極まで、第一の分路部材ダブが延びている。これ
らの分路部材は1例えばニッケル鋼の橡な負の温度係数
を持つ磁気材料で作られる。斯様な分路部材が、広い温
度範囲に渡って、一定の9瞭磁束を保持する様に、磁束
の温度の変化に伴って変化する量をパス即ち分路させる
漏1a畿東のための磁・車路となる。
権土鎖磁石の様な漏洩磁束の極めて少い乗入磁石材料と
合わせて用いられると、これらの分路部材ダクIダ9の
有効度は下がる。この有効度の低下は、分路部材の数な
増すことでII俊されよう。
ts3図で、第一の磁束戻り板j/は、その長さが第一
の永久磁石コケの長さより、また幅も同じ磁石の輻より
、それぞれ幾らかずつ少い。
第参図に、全負荷調整ネジ3Jの、第2図に示される基
準位置からの、igg転置の関歎どして。
計@10の表示のパーセント変化が示されている。第参
図のダ本の曲線は、第一の磁束戻り板1/の輻の変更に
財応するものである。第参図のl1iIlllを得るの
に用いられた一元を次の表1に示す。
表   /  (単位二インチ) 磁石−40,7!10 0.400 0.210(へデ
0!cm)   (/、jコ参m  (0jJjcm)
板   コ9     0.7!0   0.400 
 0./!0(へデOにc1)  (八tJIIcm)
COJI/cs)磁 石 コク    0.7!10 
  0.400o、コg。
(/、fOjrya)  (八12km) (O,1j
cs)板j/(曲@t 、y )  o、soo   
 o、soo   o、aoa(八−りcs)    
(0,74Ax)(0,101cm)(曲@y * )
    o、zoo     o、aoo    o、
ao。
(八−りcs)  C1,0/4oa) (0,l01
cs)(曲線!3)  0.!00   0.100 
 0.JOO(/、コア1)(ハ一りc@)  (0,
l01cs)($11ij & )  0.100  
 0.400  0.JOO(八−りas)   (/
、1りFca)Ce1.101cs)第3図に磁気制動
装置−一のさらに舅の実施例が示されている。同じ部分
に同じ符号がつけられている。二つの永久磁石J6とコ
クと#11の磁束戻り板コ!は第3図のそれぞれのもの
と同じ寸法を持つ、第一の磁束・・戻り板Igは、幅が
o、booインチ(/、jコク1)で厚さがel、11
0インチ(0,Jl/ C1l )である、(長さにつ
いてはすぐ後で述べる。)嬉6WAに、色々な長さの第
一の磁束戻り板!lについて、〔計器の表示のパーセン
ト変化〕対〔全負荷調整ネジJ3の、篤j!Ilに示さ
れる基準位置からの回転数〕を現わす白線が描かれてい
る。曲940は長;! o、so。
インチ(0,’14J cm )に対応する *線4/
14J14Jは長さ0.参〇〇インチ(/、0/4 a
m ) 、 0.100インチ(八−71)、o、 t
ooインチ(/、jコ41’cn)にそれぞれ対応する
嬉を図にこの発明のさらに別の実施例のl[+が示され
ている。wIlじ符号は同じ部分を示す。
61図では、嬉コの磁束戻り板が磁束戻りネジ6Iで置
き員えられている。この磁束戻りネジ6jは、矢印参コ
、亭J、ダ亭、参! で示される磁束ループの一部分を
形成している。このネジ4jの位置の変更によって%@
Sの棒磁石3Kからの磁束のどれだけが第ダの棒磁石J
!の磁束と結合されるかが決□゛□まる。第7図で、二
つの永久磁石JA、J?と第1の磁束戻り板コクは第3
図のそれぞれ対応するものと同じ寸法な持つ、磁束戻り
ネジ1Sはよい磁束路となる様に。
軟磁性体で作られる。第を園に、〔計器表示のパー七/
ト変、化〕対〔磁束戻りネジ6!の、總7図の基準位置
からの回収数〕を示すIIIklI14りが示されてい
る。
この発明の実施態様としてさらに様々e形が考えられよ
う。
【図面の簡単な説明】
#I1図はこの発明の実施例の−sllを取除いた磁気
制動装置を含む誘導原電力量計の正面図、第一図は第7
図の磁気制動amの斜視図。 11J図はこの発明の別の実施例の永久員、石の輻と興
る幅の磁気戻り板を備え、温度補償のなされている磁気
制動装置の斜視図。 第参図は第3図の磁気制動装置について、その磁束戻り
板の様々な幅に財して、査負荷調整ネジの基準位置から
の回収数に財する計器表示のパーセント変化を示すグラ
フ。 wtsvaはこの発明のさらに舅の実施例として。 永久磁石の長さとlI&る長さの磁束戻りiILを備え
るものを承す斜視図。 第41mは嬉jllの制動装置で、磁束戻り板の様々な
長さについて、全負荷調整ネジの基準位置からの回収数
と計−表示のパーセント変化とな示すダラ7.   ′ 第7図はこの発明のさらに別の実施例であって、磁束戻
り板の代わりに磁束戻りネジの用いられているものの断
面図。 第1図は#l71m1の磁気制動装置について、全負荷
調整ネジの基準位置からの一転敵と計器表示のパーセン
ト変化との関係を示すダッ7である。 10・・誘導春電力量針、l#・・導電性回転円板、−
7@・ダイヤル記#I1.JJ・・磁。 気調勤装置、コ1と−り・・永久磁石、JfとJ/・・
磁束戻り板、JJ−・全負荷調整ネジ、J41,3!、
31*Jt  ・・仮想の棒磁石、J4と410・・デ
ッドゾーン、参りと4I9・・磁束分路部材、4j・・
磁束戻りネジ。 11間昭5計267t1 (7) FIG、 1 FIG、 4 FIG、 6

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)導電性円板を磁気的に駆動する誘導形装置用の磁
    気制動装置に於て、 各々、磁化容晶軸を持ち、前記磁化容晶軸に平行でデッ
    ド、ゾーンKl隔てられえニつの容易磁束路を形成し、
    前記円1[が−転すゐ所定の空間に対して重ねられて、
    前記容易磁束路が前記円板に対して直轡と牟るようKさ
    れて磁束が前記円板を逆向轡KJ度過る橡に整列され九
    /*to永久磁石と、 軟磁性体で形成され、前記磁石に各々隣接して設けられ
    て前記円1[K’Ffiで一配二つの容易磁束路を連結
    する磁束路を形成するl対の磁束戻シ部材と、 少くとも−りの前記磁束戻〕部#O前記磁石に対する位
    置i変化させて、前Il!磁石の前記二りO容易磁束路
    の間で蒙舎されえ磁束を重化させて制動作用を変化させ
    る装置とを備え九ことを轡−徴とすhlIl気制S気量
    S装置)前記l対O磁束員)部材がニラ0平板を含んで
    なる特許請求の範−第1項記載の磁気制動装置。 (3)  前記可#O磁束戻シ部材がネジを含んでなる
    特許請求の範囲第1項記載の磁気制動装置。 (4導電性円板を磁気的に駆動する誘導形装置用の一気
    制動装置に於て、 各々、磁化容晶軸を持ち、前記磁化容晶軸に平行でデッ
    ドゾーンによ〉隔てられた各々N極および8極を形成す
    る二つの容易磁束路を形成し、前記円板が1転する空間
    に対して重ねられて、前記容易磁束路が、前記円1[K
    対して直角となるようKされて磁束が前記円板を逆肉龜
    にコ度通る様に整列され九一対の永久磁石と、軟磁性体
    で形成され、前記磁石に各々隣接して設けられて前記円
    板に平行で前記二つの容易磁束路を締金する直列磁束路
    を形成するl対の磁束戻p板と、 少くとも一つの前E1m東戻〉I[わ位置を隣接の前記
    磁石に対して変化させて、前記磁石の前記二つの容品磁
    束IIO間で給金され九磁束を変化させて制動作用を変
    化させるamと、少くとも−りの前記磁石の前記磁極お
    よび前記B極間で前記デッドゾーンを横切って孤びて磁
    束分路を形成し、態度変化に応じて変化する透磁率を持
    つ材料からなる少くとも一つの温度補償部材とを備え九
    ことを轡像とする磁気制動装置。
JP57098566A 1981-06-10 1982-06-10 磁気制動装置 Granted JPS582670A (ja)

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