JPS59159657A - 電磁アクチユエ−タ - Google Patents
電磁アクチユエ−タInfo
- Publication number
- JPS59159657A JPS59159657A JP3174183A JP3174183A JPS59159657A JP S59159657 A JPS59159657 A JP S59159657A JP 3174183 A JP3174183 A JP 3174183A JP 3174183 A JP3174183 A JP 3174183A JP S59159657 A JPS59159657 A JP S59159657A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poles
- magnetic
- stator
- current
- flowed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/16—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、銅損の少い空間利用率の良い電磁アクチュエ
ータに関するものである。
ータに関するものである。
電磁アクチュエータは、磁極の吸引または反発を利用す
るか、磁場に直交する電流が磁場及び電流に直角の方向
に力を受けることを利用したものである。第１図は電流
ｉによって発生する磁場Ｈｙ２示したもので、電流ｉが
右ねじの進む方向に流れると右ねじの回転する方向に磁
場Ｈが発生し、その磁場Ｈの強さは電流ｉの強さに比例
し、電流ｉからの距離ａに反比例する。
るか、磁場に直交する電流が磁場及び電流に直角の方向
に力を受けることを利用したものである。第１図は電流
ｉによって発生する磁場Ｈｙ２示したもので、電流ｉが
右ねじの進む方向に流れると右ねじの回転する方向に磁
場Ｈが発生し、その磁場Ｈの強さは電流ｉの強さに比例
し、電流ｉからの距離ａに反比例する。
第２図は、上記の原理を利用して電動機の固定子等に構
成された従来技術に係る磁極である。
成された従来技術に係る磁極である。
第２図の（ａ）は平面図、第２図（ｂ）は側面図である
。
。
両図において、ｌは巻線、２ａ２２ｂは磁極、３は磁極
２ａ、２ｂ間の磁路、４は対向磁路部材である。第２図
（ｂ）において隣シ合う巻線ｌは相互に逆の向き（で巻
かれているため、磁束Φは閉じた曲線を為す。巻線ｌは
磁極２ａ、 旧か断面積に所要の磁束密度を発生させ
るため、多重に巻回しておシ、磁極２ａ、２ｂの断面寸
法よりかなシ大きくなる（第２図（ａ）の寸法ｄ）のが
普通である。壕だ、隣接磁極２ａ、２ｂ間の磁路４は小
さい磁気抵抗で磁束を通すため磁極２ａ。
２ａ、２ｂ間の磁路、４は対向磁路部材である。第２図
（ｂ）において隣シ合う巻線ｌは相互に逆の向き（で巻
かれているため、磁束Φは閉じた曲線を為す。巻線ｌは
磁極２ａ、 旧か断面積に所要の磁束密度を発生させ
るため、多重に巻回しておシ、磁極２ａ、２ｂの断面寸
法よりかなシ大きくなる（第２図（ａ）の寸法ｄ）のが
普通である。壕だ、隣接磁極２ａ、２ｂ間の磁路４は小
さい磁気抵抗で磁束を通すため磁極２ａ。
２ｂの断面に対し同等以上の断面寸法（第２図色）の厚
さｈ）が採られる。このような構造になっているため、
磁気発生の場は局部的であシ、巻線ｌの集中による局部
寸法の増加があ夛、これを収めるハウジングが大となる
ため全体として小型化が困難である。また磁路３の飽和
を生じないよう、第２図の磁路３の断面寸法が大きくな
るので著量化も困難である。さらに、巻線ｌが局部に集
中しているので巻線１の直流抵抗による発熱も局部に集
中して放熱しに＜＜、部材中の温度勾配による部品形状
の歪みも生じやすい。
さｈ）が採られる。このような構造になっているため、
磁気発生の場は局部的であシ、巻線ｌの集中による局部
寸法の増加があ夛、これを収めるハウジングが大となる
ため全体として小型化が困難である。また磁路３の飽和
を生じないよう、第２図の磁路３の断面寸法が大きくな
るので著量化も困難である。さらに、巻線ｌが局部に集
中しているので巻線１の直流抵抗による発熱も局部に集
中して放熱しに＜＜、部材中の温度勾配による部品形状
の歪みも生じやすい。
第３図（ａ）２、第３図の）は、電動機の回転子の概念
図であって両図中、５は巻線、６は界磁磁束を通過させ
るための磁心である。第３図（ａ）は環状巻であって、
回動力（トルク）を発生するために寄与する巻線部分は
円筒表面にある部分であシ、端面、内面にある部分は直
流抵抗のために発熱するが回転力は発生しない損失要因
である。第３図（ｂ）ｌ−ｉ：鼓状巻であって、この場
合回転力発生に寄与せず損失のみを生じるのは円筒両端
面を横断する巻線部である。かかる損失は銅損を大きく
している因子であって、電動機の効率を低下させる原因
となっている。
図であって両図中、５は巻線、６は界磁磁束を通過させ
るための磁心である。第３図（ａ）は環状巻であって、
回動力（トルク）を発生するために寄与する巻線部分は
円筒表面にある部分であシ、端面、内面にある部分は直
流抵抗のために発熱するが回転力は発生しない損失要因
である。第３図（ｂ）ｌ−ｉ：鼓状巻であって、この場
合回転力発生に寄与せず損失のみを生じるのは円筒両端
面を横断する巻線部である。かかる損失は銅損を大きく
している因子であって、電動機の効率を低下させる原因
となっている。
本発明は、上記従来技術に鑑み、空間利用率が良好で銅
損の少い電磁アクチュエータ全提供することを目的とす
る。かかる目的を達成する本発明は、磁極を分離する溝
内に導線をジグザグ（つづら織シヲ為すよう）に布線し
たことをその技術思想の基礎とするものである。
損の少い電磁アクチュエータ全提供することを目的とす
る。かかる目的を達成する本発明は、磁極を分離する溝
内に導線をジグザグ（つづら織シヲ為すよう）に布線し
たことをその技術思想の基礎とするものである。
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第４図は本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの可
動子若しくは固定子（両者は同構成である。以下同じ）
を示す。同図において、７は布線導体（磁極を完全には
巻き囲んでいないのでここではこう呼ぶ） ％ ８ ａ
ｅ ｓ ｂは磁極、９は磁路で各磁極８ａ、ｇｂ間
の磁束の通路である。布線導体７は磁極８ａ、ｇｂを分
離する溝内につづら織をなすごとくに配置されている。
動子若しくは固定子（両者は同構成である。以下同じ）
を示す。同図において、７は布線導体（磁極を完全には
巻き囲んでいないのでここではこう呼ぶ） ％ ８ ａ
ｅ ｓ ｂは磁極、９は磁路で各磁極８ａ、ｇｂ間
の磁束の通路である。布線導体７は磁極８ａ、ｇｂを分
離する溝内につづら織をなすごとくに配置されている。
後述するように多連磁極の多連方向に有端の場合には布
線導体７が磁極８ａ、８ｂｆｆｉ取シ囲む場合もあるが
、１回の布線通過はいずれにしてもジグザグであシ、１
本の溝内の多重導体を流れる電流の向きは全て一定方向
に揃っている。
線導体７が磁極８ａ、８ｂｆｆｉ取シ囲む場合もあるが
、１回の布線通過はいずれにしてもジグザグであシ、１
本の溝内の多重導体を流れる電流の向きは全て一定方向
に揃っている。
したがって、第４図の矢印Ａの向きに電流が流れると、
第１図に示した磁場発生の原理によシ、磁極８ａはＳ極
に、磁極８ｂはＮ柾に磁化される。電流の向きを逆にす
ると磁極８ａ、ｇｂも逆になる。このとき、各磁極８ａ
、ｇｂの磁束密度が第２図（ａ）、Φ）に示した通常の
磁極２ａ。
第１図に示した磁場発生の原理によシ、磁極８ａはＳ極
に、磁極８ｂはＮ柾に磁化される。電流の向きを逆にす
ると磁極８ａ、ｇｂも逆になる。このとき、各磁極８ａ
、ｇｂの磁束密度が第２図（ａ）、Φ）に示した通常の
磁極２ａ。
２ｂの磁束密度と匹敵するよう磁＠８ａ、３ｂの面積を
小さくし、清深さを深くして溝の深さ方向に多重に布線
する。磁路９は、その断面積が磁極８ａ＃ ８ｂの断面
積程度でよいので、小さくてよいことになる。
小さくし、清深さを深くして溝の深さ方向に多重に布線
する。磁路９は、その断面積が磁極８ａ＃ ８ｂの断面
積程度でよいので、小さくてよいことになる。
本実施例はこのような形状、構造となっているので、部
材中の磁気発生の場が従来以上に均等化され、その分小
型、＠量化が可能である。
材中の磁気発生の場が従来以上に均等化され、その分小
型、＠量化が可能である。
また、布線導体７のふくらみが小さく磁気発生に寄与し
ない部分がないので、その長さを短かくでき銅損が少な
くなって効率も向上するばかシでなく、銅損による発熱
源が部材内によシ均等に分布しているので部材内の温度
勾配に基く熱変形が小さく、磁極８ａ、８ｂ磁路９全通
しての熱放散も容易になし得る。
ない部分がないので、その長さを短かくでき銅損が少な
くなって効率も向上するばかシでなく、銅損による発熱
源が部材内によシ均等に分布しているので部材内の温度
勾配に基く熱変形が小さく、磁極８ａ、８ｂ磁路９全通
しての熱放散も容易になし得る。
第５図（ａ）、山）は本発明の実施例に係る電磁アクチ
ュエータの可動子若しくは固定子を、第４図と同一部分
には同一番号を付して示す−。第５図（ａｌは平面図、
第５図（ｂ）Ｆｉその断面図である。
ュエータの可動子若しくは固定子を、第４図と同一部分
には同一番号を付して示す−。第５図（ａｌは平面図、
第５図（ｂ）Ｆｉその断面図である。
両図は多連（偶数）磁極ｇａ、＋３ｂの多連方向に有端
である部材に布線導体７を布線する際に、特に第５図（
ａ）に示すように、両端部で折返してジグザグに布線し
たものである。このように布線すれば各溝内の電流の向
きが揃う。
である部材に布線導体７を布線する際に、特に第５図（
ａ）に示すように、両端部で折返してジグザグに布線し
たものである。このように布線すれば各溝内の電流の向
きが揃う。
第６図は、溝を円柱部材の表面に軸方向に亘シ刻設する
とともに円周方向に亘シ配役して第４図と同様の布線導
体７全前記溝に収納して可動子である回転子全形成し、
同様の溝を円筒部材の内周面に形成し、この溝に同様の
布線導体７を収納して固定子を形成したものである。同
図に示すように、固定子１回転子とも同数の偶数磁極を
有する。布線導体７＃：１．回転方向に沿ってジグザグ
に布線すれば各溝内の電流の向きが揃う。
とともに円周方向に亘シ配役して第４図と同様の布線導
体７全前記溝に収納して可動子である回転子全形成し、
同様の溝を円筒部材の内周面に形成し、この溝に同様の
布線導体７を収納して固定子を形成したものである。同
図に示すように、固定子１回転子とも同数の偶数磁極を
有する。布線導体７＃：１．回転方向に沿ってジグザグ
に布線すれば各溝内の電流の向きが揃う。
第７図は本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの可
動子若しくは固定子を泳４図と同一部分には同一番号を
付して示す。同図に示すように本実施例では管状部材に
二条のねじ溝金設け、とのねじ溝内に布線導体７全沿わ
ぜ端部で折返してもう一つのねじ溝に布線導体７を沿わ
せることを繰返して布線したもので、矩形ねじ山形のね
じｎた２つの磁極８ａ、８ｂ’に形成する。
動子若しくは固定子を泳４図と同一部分には同一番号を
付して示す。同図に示すように本実施例では管状部材に
二条のねじ溝金設け、とのねじ溝内に布線導体７全沿わ
ぜ端部で折返してもう一つのねじ溝に布線導体７を沿わ
せることを繰返して布線したもので、矩形ねじ山形のね
じｎた２つの磁極８ａ、８ｂ’に形成する。
第８図（ａ）、第８口出）は、本発明の固定子、可動子
を組合せた電磁アクチュエータの駆動原理を説明する説
明図であって、１０は固定子、１１は可動子であって、
布線導体７の図示を省略しであるが、各磁極８ａ、８ｂ
の極性は通電の向きによって逆になるものである。この
とき可動子１１は図面に画面方向に半ピツチずらせた等
しい２つの可動子片１１ａ、１ｌｌｌｌｔ−重ねて１体
化して形成さ扛ておシ、第８図（ａ）は固定子１０側の
磁４ｉ８ａ、８ｂと正対した可動子片１１ａを、第８図
（ｂ）は固定子ｌＯ側の磁極８ａ、８ｂの甲間に磁極８
ａ、ｇｂが来た可動子片１１ｂ全夫々示す。可動子１１
に通ずる電流は、重ねた２つの可動子片ｉｉａ、ｉｉｂ
のそｎぞれに交互に流すものとする。可動子１１′ｔ−
第８図υ）の矢印Ｂの方向に駆動するには、第８図（ａ
）に示した部分の電流を断ち、第８口出）の極性となる
よう可動子片１１ｂに通電すれば半ピツチ移動し、極が
正対するところで停止する。そこで可動子片１１ａの電
流を断ち可動子片１１ａに半ピツチ前の正対状態のとき
（第８図（ａ）に示す状態の磁極８ａ、８ｂと逆になる
よう逆向きの電流を通電するとさらに半ピツチ矢印Ｂの
方向に移動する。このように繰返せば半ピツチずつ一定
向きに駆動することができる。
を組合せた電磁アクチュエータの駆動原理を説明する説
明図であって、１０は固定子、１１は可動子であって、
布線導体７の図示を省略しであるが、各磁極８ａ、８ｂ
の極性は通電の向きによって逆になるものである。この
とき可動子１１は図面に画面方向に半ピツチずらせた等
しい２つの可動子片１１ａ、１ｌｌｌｌｔ−重ねて１体
化して形成さ扛ておシ、第８図（ａ）は固定子１０側の
磁４ｉ８ａ、８ｂと正対した可動子片１１ａを、第８図
（ｂ）は固定子ｌＯ側の磁極８ａ、８ｂの甲間に磁極８
ａ、ｇｂが来た可動子片１１ｂ全夫々示す。可動子１１
に通ずる電流は、重ねた２つの可動子片ｉｉａ、ｉｉｂ
のそｎぞれに交互に流すものとする。可動子１１′ｔ−
第８図υ）の矢印Ｂの方向に駆動するには、第８図（ａ
）に示した部分の電流を断ち、第８口出）の極性となる
よう可動子片１１ｂに通電すれば半ピツチ移動し、極が
正対するところで停止する。そこで可動子片１１ａの電
流を断ち可動子片１１ａに半ピツチ前の正対状態のとき
（第８図（ａ）に示す状態の磁極８ａ、８ｂと逆になる
よう逆向きの電流を通電するとさらに半ピツチ矢印Ｂの
方向に移動する。このように繰返せば半ピツチずつ一定
向きに駆動することができる。
そこで可動子側または固定子ｆｎ個の同一部品ｔ １／
ｎピツチずつずらせて、さらに小さい刻み送シとするこ
ともできる。
ｎピツチずつずらせて、さらに小さい刻み送シとするこ
ともできる。
一般に、第４図〜第７図に示す固定子若しくは可動子の
移動方向と直角な方向にＶｎ （ｎは自然数）ピッチず
らした複数の可動子片を一体化することで本発明の電磁
アクチュエータが形成さｎる。
移動方向と直角な方向にＶｎ （ｎは自然数）ピッチず
らした複数の可動子片を一体化することで本発明の電磁
アクチュエータが形成さｎる。
以上説明したようＫ、不発′明によれば可動子または固
定子の全体にわたってよシ均等に電磁力を発生させるこ
とができ、磁束の通過にとって無駄な鉄心部がないので
軽量化でき、布線導体長を短くして効率を高め得るばか
シでなぐ銅損による発熱もより一様な分布となっている
ので熱変形を小さく、熱放散を良くすることができ、更
に対向磁極の多極化のため刻み送シ精度を誤差平均化し
て高精度化することができる。
定子の全体にわたってよシ均等に電磁力を発生させるこ
とができ、磁束の通過にとって無駄な鉄心部がないので
軽量化でき、布線導体長を短くして効率を高め得るばか
シでなぐ銅損による発熱もより一様な分布となっている
ので熱変形を小さく、熱放散を良くすることができ、更
に対向磁極の多極化のため刻み送シ精度を誤差平均化し
て高精度化することができる。
したがって、軽量、小型、高効率の刻み送シの小さいこ
とを要求される電磁アクチュエータとして用いたとき特
に有用であシ、人工衛星搭載用機器のアクチュエータ、
ロボットの機構厄動用アクチュエータ、各種プロッタ用
のアクチュエータ等に用いて好適なものとなる。
とを要求される電磁アクチュエータとして用いたとき特
に有用であシ、人工衛星搭載用機器のアクチュエータ、
ロボットの機構厄動用アクチュエータ、各種プロッタ用
のアクチュエータ等に用いて好適なものとなる。
第１図は電流による磁場発生の原理を示す説明図、第２
図（ａ）は従来の電磁アクチュエータの巻線による固灼
子若しくは可動子の平面図、第２図（ｂ）はその側面図
、第３図（ａ） 、 （ｂ）は、従来の電動機の回転子
の巻線の状況を示す斜視図、第４図は本発明の第１の実
施例に係る可動子若しくは固定子ヶ示す斜視図、あ、。 （ａ）Ｆ、−’Ｅ発□玩第２の実施例に係る固定子若し
くは可動子を示す平面図、第５図（ｂ）はその断面図、
第６図は本発明の一実施例で回転駆動式に形成した場合
の断面図、第７図は本発明の第３の実施例に係る固定子
若しくは可動子を示す断面図、第８％本発明の詳細な説
明するための説明図である。 図 面 中、 ７は布線導体、 ８ａ、８ｂは磁極、 ９は磁路、 ｌＯは固定子、 １１は可動子である。 第１図 弔２図 弔４図
図（ａ）は従来の電磁アクチュエータの巻線による固灼
子若しくは可動子の平面図、第２図（ｂ）はその側面図
、第３図（ａ） 、 （ｂ）は、従来の電動機の回転子
の巻線の状況を示す斜視図、第４図は本発明の第１の実
施例に係る可動子若しくは固定子ヶ示す斜視図、あ、。 （ａ）Ｆ、−’Ｅ発□玩第２の実施例に係る固定子若し
くは可動子を示す平面図、第５図（ｂ）はその断面図、
第６図は本発明の一実施例で回転駆動式に形成した場合
の断面図、第７図は本発明の第３の実施例に係る固定子
若しくは可動子を示す断面図、第８％本発明の詳細な説
明するための説明図である。 図 面 中、 ７は布線導体、 ８ａ、８ｂは磁極、 ９は磁路、 ｌＯは固定子、 １１は可動子である。 第１図 弔２図 弔４図
Claims (1)
- 溝によって隣接磁極間を分離された偶数の磁極を有する
とともに前記溝の各々においてそれぞれ一定方向を為し
て流れる電流路となる布線導体をとの溝内に収納し、相
隣る溝内の電流の向きが相互に逆向きとなシ隣接磁極が
相互に異極となるようにした可動子及び固定子を組合せ
たことを特徴とする電磁アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174183A JPS59159657A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 電磁アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174183A JPS59159657A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 電磁アクチユエ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159657A true JPS59159657A (ja) | 1984-09-10 |
Family
ID=12339454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3174183A Pending JPS59159657A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 電磁アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159657A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004010847A1 (de) * | 2004-03-05 | 2005-09-22 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Lineare Antriebseinrichtung mit Magnetjochkörper und permanentmagnetischem Ankerkörper |
-
1983
- 1983-03-01 JP JP3174183A patent/JPS59159657A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004010847A1 (de) * | 2004-03-05 | 2005-09-22 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Lineare Antriebseinrichtung mit Magnetjochkörper und permanentmagnetischem Ankerkörper |
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