JPS59230117A - 電磁力発生装置 - Google Patents
電磁力発生装置Info
- Publication number
- JPS59230117A JPS59230117A JP58104729A JP10472983A JPS59230117A JP S59230117 A JPS59230117 A JP S59230117A JP 58104729 A JP58104729 A JP 58104729A JP 10472983 A JP10472983 A JP 10472983A JP S59230117 A JPS59230117 A JP S59230117A
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- Japan
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- magnetic pole
- pole piece
- permanent magnet
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G7/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups
- G01G7/02—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by magnetic, electromagnetic, or electrostatic action, or by means not provided for in the preceding groups by electromagnetic action
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/08—Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces
- G01L1/086—Measuring force or stress, in general by the use of counterbalancing forces using electrostatic or electromagnetic counterbalancing forces
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は電磁力発生装置に関し、特に電磁力平衡天びん
に用いるのに適した電磁力発生装置に関する。
に用いるのに適した電磁力発生装置に関する。
（ロ）従来技術
電磁力平衡型の天びんに用いられる電磁力発生装置は、
静的磁場内に可動コイルを設け、この可動コイルに天び
んの秤量皿に連動するビームを連結し、その可動コイル
の変位を検出してその変位が０となるよう可動コイルに
流す電流を制御し、その電流から天びんの秤量皿上の荷
重が検出される。このような電磁力発生装置の従来例の
代表的な構造を第１図に示す。永久磁石１．磁極片２お
よび内周上部に磁極部３ａを有するヨーク３からなる静
磁気回路の、磁極片２と磁極部３ａの間に生ずる磁場内
に、この磁場に直交して電流が流れるよう巻回された電
磁コイル４を設け、その電磁コイル４を上下方向に変位
自在の可動巻枠５に配設し、その可動巻枠５が大びんの
秤量皿に連動するヒースに連結され、秤量皿上の荷重に
対向して、ｉｉＪ動巻枠５の変位が０となる電磁力が発
生ずるような電流が電磁コイル４に流されるよう構成さ
れている。このような従来装置では、電磁コイル４に流
れる電流のつくる磁場が静磁気回路の磁場にｍ５ ｍを
及はし、電磁コイル４に流れる電流と発生電磁力との間
に直線性を有さなくなるので、別途？ｉＩ（音コイル６
を設けて磁場の補正を行う必要がある。この補償コイル
６は電磁力発生に寄与せず、° 所定の電磁力を発生さ
せるに為には静磁気回路の磁束密度を相当高くする必要
があるとともに、装置の高さを低くする上で制限があっ
て、天びんの他の付属機構とあいまって秤量皿の位置を
低（することが困難であった。
静的磁場内に可動コイルを設け、この可動コイルに天び
んの秤量皿に連動するビームを連結し、その可動コイル
の変位を検出してその変位が０となるよう可動コイルに
流す電流を制御し、その電流から天びんの秤量皿上の荷
重が検出される。このような電磁力発生装置の従来例の
代表的な構造を第１図に示す。永久磁石１．磁極片２お
よび内周上部に磁極部３ａを有するヨーク３からなる静
磁気回路の、磁極片２と磁極部３ａの間に生ずる磁場内
に、この磁場に直交して電流が流れるよう巻回された電
磁コイル４を設け、その電磁コイル４を上下方向に変位
自在の可動巻枠５に配設し、その可動巻枠５が大びんの
秤量皿に連動するヒースに連結され、秤量皿上の荷重に
対向して、ｉｉＪ動巻枠５の変位が０となる電磁力が発
生ずるような電流が電磁コイル４に流されるよう構成さ
れている。このような従来装置では、電磁コイル４に流
れる電流のつくる磁場が静磁気回路の磁場にｍ５ ｍを
及はし、電磁コイル４に流れる電流と発生電磁力との間
に直線性を有さなくなるので、別途？ｉＩ（音コイル６
を設けて磁場の補正を行う必要がある。この補償コイル
６は電磁力発生に寄与せず、° 所定の電磁力を発生さ
せるに為には静磁気回路の磁束密度を相当高くする必要
があるとともに、装置の高さを低くする上で制限があっ
て、天びんの他の付属機構とあいまって秤量皿の位置を
低（することが困難であった。
また、他の従来装置、実開昭５５−１６４５１９に提案
されている装置では、円筒形電磁コイルの中心に対して
相対称の両生内部分のそれぞれに、コイル面に垂直で、
かつ、互いに逆向きの静磁場を加えて電磁力を発生させ
るよう構成されて゛いる。
されている装置では、円筒形電磁コイルの中心に対して
相対称の両生内部分のそれぞれに、コイル面に垂直で、
かつ、互いに逆向きの静磁場を加えて電磁力を発生させ
るよう構成されて゛いる。
この装置によれば、１つの電磁コイルを用いて、しかも
電磁コイルの作る磁場の静磁場に及ぼす影響は静磁場の
全回路にわたって打消されるので、磁場の補正をするこ
となく直線性を得ることができる。しかし、この装置で
は、電磁力の発生に関して電磁コイルの巻線の幾何学的
長さの２／πしか有効でないという欠点を有している。
電磁コイルの作る磁場の静磁場に及ぼす影響は静磁場の
全回路にわたって打消されるので、磁場の補正をするこ
となく直線性を得ることができる。しかし、この装置で
は、電磁力の発生に関して電磁コイルの巻線の幾何学的
長さの２／πしか有効でないという欠点を有している。
（ハ）目的
本発明は上記従来装置の諸欠点を解消すべくなされたも
ので、磁場の補正手段を用いることなく線型特性を有し
、装置の高さを低くして、がっ、電磁力の発生に関して
電磁コイルの全巻線長が１００％有効に作用する電磁力
発生装置の提供を目的とする。
ので、磁場の補正手段を用いることなく線型特性を有し
、装置の高さを低くして、がっ、電磁力の発生に関して
電磁コイルの全巻線長が１００％有効に作用する電磁力
発生装置の提供を目的とする。
（ニ）構成
本発明の電磁力発生装置は、磁化の方向を自己の板厚方
向に有する板状永久磁石の上、下面に、上部および下部
磁極片をそれぞれ配設し、その上部および下部磁極片の
外周を所定の空隙をあけて囲むよう筒状ヨークを設け、
その筒状ヨークと上部磁極片および下部磁極片とによっ
てそさぞれ形成される筒状空隙に、それぞれ該当節状空
隙と同軸に巻回され、かつ、互いの電流の向きが反対と
なるよう回路接続された第１および第２のコイルを設け
、これらコイルを上記筒状空隙に沿ってその軸方向に可
動の１つの巻枠に支持せしめたことを特徴としている。
向に有する板状永久磁石の上、下面に、上部および下部
磁極片をそれぞれ配設し、その上部および下部磁極片の
外周を所定の空隙をあけて囲むよう筒状ヨークを設け、
その筒状ヨークと上部磁極片および下部磁極片とによっ
てそさぞれ形成される筒状空隙に、それぞれ該当節状空
隙と同軸に巻回され、かつ、互いの電流の向きが反対と
なるよう回路接続された第１および第２のコイルを設け
、これらコイルを上記筒状空隙に沿ってその軸方向に可
動の１つの巻枠に支持せしめたことを特徴としている。
（ボ）実施例
本発明従来例を、以下、図面に基いて説明する。
第２図は本発明実施例の構成を示す断面図である。
磁化方向が自己の板厚方向である板状永久磁石１１の上
面および下面には、それぞれ上部磁極片１２および下部
磁極片１３が固着されている。下部磁極片１３の底面は
保持部材１４上に固着され、その保持部材１４によって
筒状ヨーク１５が、上部および下部磁極片１２および１
３の外周を所定の空隙をあけてとり囲むよう保持されて
いる。この保持部材１４は非磁性材料で形成されており
、板状永久磁石１１．上部および下部磁極片１２および
１３．および筒状ヨーク１５によって静磁気回路が形成
され、上部磁極片１２と筒状ヨーク１５の上部、下部磁
極片１３と筒状ヨーク１５の下部によってそれぞれ形成
される上部および下部の筒状空隙には、それぞれ逆向き
の磁場が生ずるよう構成されている。
面および下面には、それぞれ上部磁極片１２および下部
磁極片１３が固着されている。下部磁極片１３の底面は
保持部材１４上に固着され、その保持部材１４によって
筒状ヨーク１５が、上部および下部磁極片１２および１
３の外周を所定の空隙をあけてとり囲むよう保持されて
いる。この保持部材１４は非磁性材料で形成されており
、板状永久磁石１１．上部および下部磁極片１２および
１３．および筒状ヨーク１５によって静磁気回路が形成
され、上部磁極片１２と筒状ヨーク１５の上部、下部磁
極片１３と筒状ヨーク１５の下部によってそれぞれ形成
される上部および下部の筒状空隙には、それぞれ逆向き
の磁場が生ずるよう構成されている。
上部および下部の筒状空隙には、それぞれ筒状空隙と同
一軸心上に巻回されたた第１および第２のコイル１６お
よび１７が設けられ、これらコイルは筒状空隙に沿って
その軸方向に可動の巻枠１８によって支持されており、
第１および第２のコイル１６および１７は、互いの電流
の向きが反対となるよう、巻方向を逆にするか、あるい
は電源部への接続を互いに正負逆転されている。なお、
巻枠１８に天びんの秤量皿に連動するビーム１９が結合
される。
一軸心上に巻回されたた第１および第２のコイル１６お
よび１７が設けられ、これらコイルは筒状空隙に沿って
その軸方向に可動の巻枠１８によって支持されており、
第１および第２のコイル１６および１７は、互いの電流
の向きが反対となるよう、巻方向を逆にするか、あるい
は電源部への接続を互いに正負逆転されている。なお、
巻枠１８に天びんの秤量皿に連動するビーム１９が結合
される。
以上の本発明実施例によれば、第３図に第２図要部拡大
図にて示す作用説明図を示す如く、第１および第２のコ
イル１６および１７に電流が流れると、それぞれのコイ
ルに上向きの電磁力が発生して巻枠１８を持ち上げる。
図にて示す作用説明図を示す如く、第１および第２のコ
イル１６および１７に電流が流れると、それぞれのコイ
ルに上向きの電磁力が発生して巻枠１８を持ち上げる。
この電磁力は、第１図に示す従来装置の電磁力に比して
、静磁場の磁束密度が同一でコイルの電流が同一である
ならば、可動コイルを２個有している為２倍の力となる
。
、静磁場の磁束密度が同一でコイルの電流が同一である
ならば、可動コイルを２個有している為２倍の力となる
。
云いかえれば、同一の電磁力を発生ずる為には、従来の
１／２の磁束密度でよいことになり、更に、その構造上
電磁力の発生に関してコイルの長さが１００％有効に作
用する。
１／２の磁束密度でよいことになり、更に、その構造上
電磁力の発生に関してコイルの長さが１００％有効に作
用する。
また、第４図にコイルに流れる電流に基づく磁場に係る
作用説明図を示す如く、第１のコイル１６と第２のコイ
ル１７は、互いの電流の向きが反対であるので、それぞ
れのコイルにより発生される磁場の向きが互いに逆向き
となって相殺され、補償コイル等の静磁場補正手段を要
することなく電流と発生電磁力との直線性が保たれる。
作用説明図を示す如く、第１のコイル１６と第２のコイ
ル１７は、互いの電流の向きが反対であるので、それぞ
れのコイルにより発生される磁場の向きが互いに逆向き
となって相殺され、補償コイル等の静磁場補正手段を要
することなく電流と発生電磁力との直線性が保たれる。
更に、第５図および第６図に本発明の他の実施例のヨー
クおよび保持部材の構造の外観図および断面図を示す如
く、筒状ヨークをその母線に沿う複数本のスリットによ
って複数個のセグメント１５’−１５’に分割するとと
もに、そのセグメント１５ ’−１５’と下部磁極片１
３′とを保持する保持部材１４′を、ヨークや磁極片の
構成材料に比して熱膨張係数の小さい材料で形成すれば
、永久磁石の温度上昇に起因する磁力の低下を、筒状空
隙の半径方向の厚みの減少によって、磁束密度を一定に
又は変化を小さく抑制することができる。あるいは、永
久磁石の磁力の温度特性が、温度上昇により磁力向上す
るような磁石を用いる場合には、保持部材１４′の熱膨
張係数をヨークや磁極片のそれに比して大きくすればよ
い。
クおよび保持部材の構造の外観図および断面図を示す如
く、筒状ヨークをその母線に沿う複数本のスリットによ
って複数個のセグメント１５’−１５’に分割するとと
もに、そのセグメント１５ ’−１５’と下部磁極片１
３′とを保持する保持部材１４′を、ヨークや磁極片の
構成材料に比して熱膨張係数の小さい材料で形成すれば
、永久磁石の温度上昇に起因する磁力の低下を、筒状空
隙の半径方向の厚みの減少によって、磁束密度を一定に
又は変化を小さく抑制することができる。あるいは、永
久磁石の磁力の温度特性が、温度上昇により磁力向上す
るような磁石を用いる場合には、保持部材１４′の熱膨
張係数をヨークや磁極片のそれに比して大きくすればよ
い。
（へ）効果
以上説明したように、本発明によれば、板状永久磁石の
上、下面に磁極片をそれぞれ設けるとともに２１１？ｉ
ｌの可動コイルに同方向に電磁力が発生するよう構成し
たので、装置の高さを低（、かつ、コンパクトにするこ
とができ、熱容量が小さくなって周囲温度に追従しやす
く、温度変化による各種性能変化の遅れが小さくなって
制御しやすくなる。また、従来装置に比してヨーク内で
の磁路長が短かく、従ってその損失が小さくなるので、
静磁気回路の効率が高くなる。更に、補償コイル等を設
けなくともコイル電流と発生型・磁力との直線性が保た
れ、しかも、コイル長さが１００％有効に電磁力発生に
寄与している。また、保持部材の熱膨張係数を適宜に選
択すれば、永久磁石の磁力の温度特性に起因する磁束密
度変化を抑制することもできる。
上、下面に磁極片をそれぞれ設けるとともに２１１？ｉ
ｌの可動コイルに同方向に電磁力が発生するよう構成し
たので、装置の高さを低（、かつ、コンパクトにするこ
とができ、熱容量が小さくなって周囲温度に追従しやす
く、温度変化による各種性能変化の遅れが小さくなって
制御しやすくなる。また、従来装置に比してヨーク内で
の磁路長が短かく、従ってその損失が小さくなるので、
静磁気回路の効率が高くなる。更に、補償コイル等を設
けなくともコイル電流と発生型・磁力との直線性が保た
れ、しかも、コイル長さが１００％有効に電磁力発生に
寄与している。また、保持部材の熱膨張係数を適宜に選
択すれば、永久磁石の磁力の温度特性に起因する磁束密
度変化を抑制することもできる。
第１図は従来の電磁力発生装置の構成を示す断面図、第
２図は本発明実施例の構成を示す断面図、第３図はその
コイル近傍の拡大図で示す作用説明図、第４図は本発明
実施例のコイル電流に基づく磁場に係る作用説明図、第
５図および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例のヨー
クおよび保持部材の構成を示す外観図および断面図であ
る。 １１−板状永久磁石 １２−上部磁極片１３−下部磁
極片 １４−保持部材１５−筒状ヨーク １６
−・−第１のコイル１７−第２のコイル １８−巻枠 特許出願人 株式会社島津製作所代理人
弁理士西１）新
２図は本発明実施例の構成を示す断面図、第３図はその
コイル近傍の拡大図で示す作用説明図、第４図は本発明
実施例のコイル電流に基づく磁場に係る作用説明図、第
５図および第６図はそれぞれ本発明の他の実施例のヨー
クおよび保持部材の構成を示す外観図および断面図であ
る。 １１−板状永久磁石 １２−上部磁極片１３−下部磁
極片 １４−保持部材１５−筒状ヨーク １６
−・−第１のコイル１７−第２のコイル １８−巻枠 特許出願人 株式会社島津製作所代理人
弁理士西１）新
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１磁化の方向を自己の板厚方向に有する板状永久磁
石と、その板状永久磁石の上、下面にそれぞれ配設され
た上部および下部磁極片と、その上部、下部磁極片およ
び上記板状永久磁石の外周を所定の空隙をあけて囲むよ
う、保持部材によって上記下部磁極片と結合されてその
位置が規制された筒状ヨークと、その筒状ヨークと上記
上部および下部磁極片とによってそれぞれ形成される筒
状空隙に、それぞれ当該筒状空隙と同軸に巻回され、か
つ、互いの電流の向きが反対となるよう回路接続された
第１および第２のコイルと、その第１および第２のコイ
ルを支持し、かつ、上記筒状空隙に沿ってその軸方向上
に可動の巻枠とを備えた電磁力発生装置。 （２）上記下部磁極片と上記筒状ヨークとを結合する上
記保持部材が、非磁性材料で形成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の電磁力発生装置。 （３）上記筒状ヨークをその母線に沿って形成された複
数本のスリットによって分割構成するとともに、上記保
持部材の熱膨張係数を上記上部、下部磁極片および上記
筒状ヨークの熱膨張係数と異ならしめ、温度変化に起因
する上記板状永久磁石からの磁束密度変化を補償する方
向に、上記筒状空隙の半径方向厚みを温度によって変化
させるよう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項記載の電磁力発生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104729A JPS59230117A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 電磁力発生装置 |
| US06/592,583 US4494022A (en) | 1983-06-10 | 1984-03-23 | Electromagnetic force-transducer |
| DE8484302613T DE3480869D1 (de) | 1983-06-10 | 1984-04-17 | Elektromagnetischer kraftwandler. |
| EP84302613A EP0129308B1 (en) | 1983-06-10 | 1984-04-17 | Electromagnetic force-transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58104729A JPS59230117A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 電磁力発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230117A true JPS59230117A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0544609B2 JPH0544609B2 (ja) | 1993-07-06 |
Family
ID=14388582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58104729A Granted JPS59230117A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | 電磁力発生装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4494022A (ja) |
| EP (1) | EP0129308B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59230117A (ja) |
| DE (1) | DE3480869D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216244A (ja) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Mettler-Toledo Ag | 力計のためのコイル及びその製造方法 |
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| US5434459A (en) * | 1993-11-05 | 1995-07-18 | Magnetic Bearing Technologies, Inc. | Pulsed power linear actuator and method of increasing actuator stroke force |
| US5485748A (en) * | 1994-01-26 | 1996-01-23 | Zeamer; Geoffrey H. | Magnetically levitated force/weight measurement system |
| US5760501A (en) * | 1996-03-28 | 1998-06-02 | American Trading And Production Corporation | Compression driver motor structure |
| US5745019A (en) * | 1996-05-16 | 1998-04-28 | Pacesetter, Inc. | Magnetic annunciator |
| US6330474B1 (en) * | 1999-01-25 | 2001-12-11 | Pacesetter, Inc. | Annunciator for implantable system |
| DE102005040445A1 (de) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Versuchstand und Verfahren für aerodynamische Messungen an einem Gegenstand |
| DE102008061205A1 (de) * | 2008-11-18 | 2010-05-20 | Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH | Elektrodynamischer Linearschwingmotor |
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-
1983
- 1983-06-10 JP JP58104729A patent/JPS59230117A/ja active Granted
-
1984
- 1984-03-23 US US06/592,583 patent/US4494022A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-04-17 EP EP84302613A patent/EP0129308B1/en not_active Expired
- 1984-04-17 DE DE8484302613T patent/DE3480869D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0129308A2 (en) | 1984-12-27 |
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