JPS59213109A

JPS59213109A - 電磁装置

Info

Publication number: JPS59213109A
Application number: JP59095459A
Authority: JP
Inventors: フランク・マクリ−ン・ロジ−
Original assignee: Lucas Industries Ltd; Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1984-05-12
Publication date: 1984-12-03
Also published as: US4553121A; FR2545974B1; IT8420886A1; JPH0337285B2; IT8420886A0; DE3417357A1; FR2545974A1; ES532457A0; ES8601559A1; IT1173630B; GB8313170D0

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】産業上の利用分野本発明は、コア即ちステータ構造体と、ステータ構造体
に対して゛動きうるアーマチャと、該コア構造体が構成
する少なくとも−の磁極片と、コア構造体の一部の周り
に巻回してあり、電流を供給されると磁極片を通る磁束
を発生させる励磁巻回体とよりなり、磁極片は磁極面を
形成し、磁極面とアーマチャとの間にアーマチャの相対
運動の方向に延在して磁束が横断可能である空隙が形成
され、戻り空隙がアーマチャとコア構造体との間に形成
された、類の電磁装置に関する。

本発明の目的は改良構造の電磁装置を提供することにあ
る。

本発明によれば、上記類の電磁装置において、上記戻り
空隙は、コア構造体とアーマチャとの相対的動きの方向
に対して略直角な方向に形成してあり、コア構造体は磁
極片内に磁束を上記の巻線の場合と同一方向に発生させ
る別の巻線を更に有し、装置は、上記別の巻線により発
生された磁束のためのものであり、コア構造体とアーマ
チャとの相対的動きの方向と略直角な方向に形成された
別の戻り空隙を更に有する。

実施例以下図面と共に本発明について説明する。

第１図に示す従来の装置では、コア構造体は環状であり
、Ｅ字状断面形状を有し、外側の環状磁極片１０と内側
の磁極片１１を形成する。内側磁極片１１は、外側磁極
片１０を越えて延在し、アーマチャ１２の開口を貫通し
ている。内側ｍ極片１１には巻１ｉ１１３が巻いである
。また磁極片１０は環状の！！磁極面有する。この磁極
面とアルマチＡ７との間に、アーマチャとコア構造体と
の相対運動の方向の空隙が形成しである。内側磁極片１
１とアーマチャの開口の壁との間の空隙は、アーマチャ
とコア構造体との相対運動の方向と直角な方向に形成し
である。巻線に電流が流れると、ｖＡｗＡ片１０及び１
１は異極となり、磁束が上記二つの空隙横切って流れる
。…極片１ｏとアーマチャ１２との間の空隙を通る磁束
は、アーマチャに作用する力を発生させ、アーマチャを
磁極片１ｏに向かう方向に動かす。

第２図の装置において、内側！１極片１４は磁極片１０
と同じ軸方向長さを有し、アルマチＡ７１５には間口は
形成されていない。この構造においては、二つの空隙は
、アーマチャとコア構造体との間にあり、各空隙共にア
ーマチャとコア構造体との相対運動の方向に形成しであ
る。なお、第１図。

第２図に示す従来の装置及び第３図に示す従来の装置（
第２図の装置と同じ）は、円筒形状であるが、その必要
はなく、単なるｒＥＪ形コアでもよい。

従来の装置は、単一の巻線を有する簡単な磁気回路を有
し、磁束を発生させる起磁力を生せしめる。漏れ°磁束
を無視すると、その内部の磁束密度に関係する鉄回路の
断面は、極空隙断面及び所望の極空隙磁束密度により決
まる。

力の増加の割合、即ちコア構造体とアーマチャとの相対
運動の割合を制限する要因は、インダクタンス、より厳
密には、巻線内の電流の増加率を制限する誘導時定数、
及び磁性材料内の磁束の増加率を制限づる磁性材料内の
渦電流である。装ｄの動作を速めようとするには、誘導
時定数、及び磁束浸透時間として知られている磁束が磁
性材料内に浸透するに必要とされる時間を小としなけれ
ばならない。インダクタンスは、コアの寸法、コアの材
質、励起レベル、及び漏れ磁束の関数である。磁束浸透
速度は、コアの材質及び励起レベルにより決まり、磁束
浸透時間は磁束浸透速度、及び鉄回路の断面！！＋＋（
鉄回路がＶ４層の場合には各積層体の断面積）により決
まる。

この問題は、空隙と協働する各磁極片に二つの鉄回路よ
りアルマチャとコアＷＩ造体との相対運動中に減少する
磁束を付与することにより解決される。またこれにより
、所定の極動作領［、Ｉｎ束。

湿れ磁束に対し１、全体の鉄面積は一定に保たれ、二つ
の鉄回路間で分けられる。分けられた鉄回路の夫々の断
面積は従来の構造と比較して減り、然して磁束浸透に必
要とされる時間は減る。−の励起巻線が各鉄回路に必要
とされ、起磁力の磁性は、これより発生した磁束がコア
ｔＨａ体とアーマチャとが相対運動づると幅が減る空隙
に関連する磁極片に加算されるように定めである。

第１図を参照するに、コア構造体は中央環状磁極片１６
と一対の外側ｖＡ磁極片７．１８とを有するように改造
されている。巻線１９は、中央１１極片と両側の外側磁
極片との間の空間内に一個ずつ巻回しである。アーマチ
ャ２ｏは、段付の中空円筒形状であり、磁極片１６の径
方向側を覆っている。従って、磁極片１６とアーマチャ
の段部との間には、軸方向の空隙、アルマチＡ７と磁極
片１７゜１８との間には半径方向の空隙が存在する。半
径方向の空隙は、アーマチャとコア構造体が相対運動し
ても変化しない。両巻線は電流の向きが逆向きとなるよ
うに直列に接続してあり、各巻線は、電流を供給されて
磁気回路内に磁束を発生せしめる。二つの鉄回路よりの
磁束は磁極片１６で合ゎされる。各巻線１９は上記の巻
線１３と略同じ巻数としである。

第１図の二つの構造において巻線寸法が同じである場合
には、改造した構造の装置においては、二つの巻ｒａ１
９の抵抗は巻線１３０２倍となる。

しかし、二つの巻線１９の直列インダクタンスは、二つ
の巻線間の相互誘導により、−の巻線のインダクタンス
の２倍よりは少なくなる。このように、二つの巻線のイ
ンダクタンスは−の巻線のインダクタンスの２倍より少
なく、抵抗は２倍であるため、二つの巻線の誘導時定数
は単一のコイルの誘導時定数よりも小となる。

次いで第２図を参照するに、二つの環状磁極片２１は磁
極片１０及び１４の等価物であり、アーマチャ２２は磁
極片２１の側方に対向する部分を有する形状とされ、軸
方向の空隙が形成しである。

コア１ｉ４ｉ体は、更に二つの磁極片２３を有し、これ
がアーマチャとの間に半径方向の空隙を形成する。巻線
２４は二つの磁極片２１の間の溝内に配され、二つの巻
ａ２５は夫々磁極片２３と磁極片２１との間に配されて
いる。この三個の巻線は、電流の方向が隣り合う巻線同
志で逆向ぎとなるように、直列に接続されている。これ
により、巻線が励磁されると、二つの磁極片２１は異極
となり、各磁極片２１は二つの磁気回路からの磁束を受
１ノとる。この二つの磁気回路のうち一つは二つの磁極
に共通である。この場合、巻線２５の巻数は巻線２４の
巻数の半分である。

第３図の改造構造は、第２図の構造と実質上同じであり
、アーマチャが一般的な円筒形状であり、第２図のアー
マチャの段部に対応するものとして、内方に延在するリ
ブを有谷るものであることが異なる。

第４図は第１図中右側に示す構造の変形例を示す。アー
マチャはコア構造体の内部に設けである。

コア構造体２６は、中空コツプ形状体２７を有する。こ
の中空コツプ形状体２７の底壁２８には開口２９が形成
しである。また底壁２８には、軸方向に延在する環状突
起３ｏが設けてあり、この半径方向内側面は正確な円筒
形状である。突起３００半径方向外側面は、底壁より離
れるにつれて内方に傾斜している。中空形状部２７のス
カートは、環状コア１１極３２が配設される段部３１を
有する。磁極３２は管状部材３３により保持され、管状
部材３３は、中空形状体２７の開口端に適当な方法で取
付けられている端閉塞部拐３４により保持されている。

この閉塞部材３４は軸方向に延在する環状突起３５を一
体に有する。この環状突起３５番よ、正確な円筒形であ
る内周面、閉塞部材より離れるにつれて内方に傾斜する
外周面を有する。上記の各部材は、全て磁化可能な材質
である。

突起３０．３５を囲んで巻線３６．３７が夫々対応する
ボビンに保持されて設【プである。二つの巻線は、電流
を流した場合にステータ！ｉ極３２が−の磁極、突起が
上記とは異なる磁極となるように、直列に接続されてい
る。各巻線の巻数は同じである。

コア構造体の内側にはアーマチャ３８が摺動可能に設け
である。アーマチャ３８は一般的な中空円筒体であり、
突起３０．３１の内周面に対して摺動可能とされた寸法
の円筒外周面を有りる。またアーマチャは内側リブ３９
を有し、このリブ３９には中央開口が形成してあり、こ
１に、開口２９を貫通した出力部材（図示せず）を結合
しうる。アーマチャは、更に、コア磁極３２の径方向面
に対向する径方向面４１を有する外側リブ４゜を有する
。リブ４ｏ及び磁極３２の他の側面及び＠面は、漏れ磁
束を最小とする形状、また、アーマチャについては質量
を減らす形状としである。

またアーマチャの内側面は内側リブより外方に向かって
テーパ状としてあり、質ｍを減じている。

またコア構造体は、アーマチャの周りに紺付けられる。

公開英国出願２０３６４５３Ａ及Ｕ　２１０５９１２Ａ
　ハ、第１図、第２図の改造装置辷似た電磁装置を示し
ている。しかし、この公開された明細書の装置には多く
の磁極片が設けであるが、端部の磁極片は、アーマチャ
との間で軸方向空隙を形成しており、実際上の構造では
、空隙内の磁束密度を維持しようとして、端部の空隙を
狭い部分に設けるのが−般的である。

この構成の欠点は、磁束のギャップ（有用な磁束）と漏
れ路（漏れ磁束）との間での分割が、ギャップに関連す
るギャップリラクタンスと漏れリラクタンスとの比によ
り変わってしまうことである。漏れリラクタンスはギャ
ップオーバラップが変化してもさほど変化しないが、ギ
ャップリラクタンスはギャップオーバラップに反比例し
て変化する。この結果、磁極効率が低下してしまうこと
になる。外側磁極の効率を更に低下させる別の要因は、
磁気回路とは無関係である周りの磁性材料による漏れの
増加である。外側ｆ！１極を径方向空隙を形成するよう
に変更することにより、装置の性能が大幅に改良しうる
。更には、磁束の漏れが最小となる。

径方向空隙は出来るだけ狭く、アーマチャをコア構造体
に対して支持する軸受を構成しうる程狭くてよい。また
適当な軸受部材を磁極片とアーマチャとの間に設けても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は夫々図の左側に従来の装置・右側に
従来装置の本発明による改良例の電磁装置を示す図、第
４図は別の変形例を示す図である。１０・・・外側環状！！磁極片１１．１４・・・内側磁
極片、１２．１５．２０．２２．３８・・・アーマチャ
、１３．１８．１９．２４．２５．３６．３７・・・巻
線、１６・・・中央環状！１極片、１７．１８・・・外
側磁極片、２１・・・環状磁極片、２３・・・磁極片、
２６・・・コアＷＪ造体、２７・・・中空コツプ形状体
、２８・・・底壁、２９・・・開口、３０・・・環状突
起、３１・・・段部、３２・・・環状コア磁極片、３３
・・・管状部材、３４・・・端閉塞部材、３５・・・突
起、３９・・・内側リブ、４０−・・リブ。特許出願人　ルーカス　インダストリーズ　パブ一

Claims

【特許請求の範囲】

コア又はステータ構造体と、該コア構造体に対して動き
うるアーマチャと、該コア構造体が構成する少なくとも
−の磁極片と、該コア構造体の一部の周りに巻回されて
おり、電流を供給されると該磁極片を通る磁束を発生さ
せる励磁コイルとよりなり、該磁極片は磁極面を有し、
このＩｉ磁極面該アーマチャとの間に、該アーマチャ及
び該コア構造体の相対的動きの方向に延在し、磁束が横
切りうる空隙が形成され、−の戻り空隙がアーマチャと
コア構造体との間に形成されているｆｆＮ！！装置にお
いて、該戻り空隙は、該コア構造体と該アーマチャとの
相対的動きの方向に対して実質上直角な方向に延在し、
該コア構造体は、上記の巻線による磁束と同一方向の磁
束を該磁極片内に発生させる別の巻線を更に有し、該別
の巻線により発生された磁束のためのものであり、該コ
ア構造体と該アーマチャとの相対的動きの方向に対して
実質上直角な方向の別の戻り空隙を更に形成してなるこ
とを特徴とする電磁装置。