JPS6131604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は磁気制御装置に関するもので、特に、
永久磁石を有し空間領域に磁力誘導を生じさせる
ことが可能で、短時間の著しい電流インパルスに
よつて該永久磁石の磁化方向を反転することによ
りこの磁力誘導を消去可能とした磁気制御装置に
関する。

背景技術 かかる磁気制御装置は、1958年２月８日付フラ
ンス特許第1202165号（ミシエル コツトン デ
ベネツト出願）の第１回追加第73562号の「永
久磁石による磁気制御装置」および1974年７月30
日付フランス特許出願第74.26380号（レ マテリ
エル マグネテイーク社出願）の「永久磁石を有
する磁気制御装置の改良」において開示されてい
る。フランス特許出願第7426380号のFig.6に記載
された磁気制御装置を第７図に示す。第７図の装
置は全体として環状になつており、内径φの環状
のアーマチユアヨーク部材１４の円周方向に伸び
る壁部３，５によつて画定される溝内には環状の
内側永久磁石１及び外側永久磁石２が間隔をおい
て配置されており、内側永久磁石１の内側及び外
側永久磁石２の外側に各々内側及び外側励磁巻線
９，８が配置されている。また内側及び外側永久
磁石１，２の間には中間励磁巻線１０が配置され
ている。永久磁石１，２の図の情報の端部同士は
中間アーマチユア部材４によつて磁気的に結合せ
しめられている。中間アーマチユア部材４とアー
マチユアヨーク部材１４との間は非磁性部材６，
７によつて分離されている。

ところで、かかる従来例の如く吸引面が１つで
はなく２つの吸引面を形成することが望まれる場
合があることが判明した。なんとなれば、２つの
エアーギヤツプすなわち吸引面を有する磁気制御
装置があればこれを例えば２方向弁又は２つの位
置の一方にロツクされる１方向弁の駆動装置とし
て利用し得るからである。

発明の概要 本発明による磁気制御装置は、第１エアーギヤ
ツプ及び前記第１エアーギヤツプより短い第２エ
アーギヤツプを形成する本体を構成すべくアーマ
チユアと協働する少なくとも１対の永久磁石と前
記永久磁石のうちの１つの磁化方向を反転せしめ
る手段とからなり、１方向の磁化においては前記
永久磁石双方から生ずる磁束が、前記第１エアー
ギヤツプを貫通して相加的に作用し、又他方向の
磁化においては前記２個の磁石を直列に貫いて磁
束が生じ前記第１エアーギヤツプにおける前記磁
束の少なくとも１部を除去する一方、前記第２エ
アーギヤツプを少なくとも磁束の一部が貫通する
ことを特徴とするものである。

実施例 第１図には本発明による磁気装置の半分が示さ
れており、これは回転体形状の３個の鉄芯すなわ
ちアーマチユア部材を含む磁気回路に配された環
状永久磁石１，２を有しており、該３個のアーマ
チユア部材は外側アーマチユアヨーク部材３、中
間アーマチユア部材４、内側アーマチユアヨーク
部材５である。これらの永久磁石及びアーマチユ
ア部材によつて単体の作動子（アーマチユア）が
形成されている。

これらのアーマチユア部材３，４，５は例えば
ステンレス鋼の非磁性体６，７によつて分離され
ていて、又該作動子は更に永久磁石１，２各々の
片側に配置された内側及び外側励磁巻線８，９と
該永久磁石１，２の間に配置された中間励磁巻線
１０を有している。

該作動子の図の上方には部材３，４，５からls
なる距離のエアーギヤツプによつて分離されてい
る第１磁性極片１１が示されている。

該作動子の図の下方には部材３，４，５からli
なる距離のエアーギヤツプによつて分離されてい
る第２磁性極片１２が示されている。また、アー
マチユアヨーク部材３，５の折り返しの間には非
磁性域１３が形成されている。

上記した磁気制御装置の動作は以下の如くであ
る。すなわち内側及び外側励磁コイル８，９に短
時間電流インパルスを送ることによつて環状永久
磁石１，２が同一方向に磁化される時、磁束は第
１図に破線で示される通路に従つて形成される。
磁石１より発する磁束は、中間アーマチユア部材
４を通つて最初にlsなる距離の該ギヤツプを通つ
て磁性極片１１を半径方向に通つて再びlsなる距
離のギヤツプを通つて内側アーマチユアヨーク部
材５へ入る。該作動子の下部では内側アーマチユ
アヨーク部材５の端部が永久磁石１の下端に接し
ており、磁束は永久磁石１に戻るのである。永久
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磁石２より発する磁束は、中間アーマチユア部材
４を経てエアーギヤツプlsを２カ所で通り抜ける
と共に、外側アーマチユアヨーク部材３を通り永
久磁石２に戻る。磁石１，２より発する磁束の通
路は非磁性域１３を貫通しない。

かかる磁化の条件下において磁力は部材３，
４，５と磁性極片１１の間に働く。この力は上述
の部材の１つが可動である範囲内においてギヤツ
プ長lsを減少させようとする傾向を示す。例えば
磁性極片１１，１２が固定されていて、磁石１，
２と部材３，４，５、コイル８，９，１０により
構成されている作動子１４は移動可能となつてい
る。該作動子の上部と磁性極片１１の間の磁力は
作動子１４の重力とは別の図示されていないスプ
リングのような機械的部材によつて付与される力
に抗して該ギヤツプ長lsを減ずるように作用す
る。

第２図はコイル１０にインパルス電流を供給す
ることによつて得られる逆方向の磁化を永久磁石
１，２に与えた場合を示している。永久磁石１よ
り発する磁束が第２図の破線で示される通路に従
つて進み内側アーマチユアヨーク部材５の下部、
該部材５と下部磁性極片１２間の長さliのエアー
ギヤツプ、再び磁性極片１２と外側アーマチユア
ヨーク部材３間の長さliのエアーギヤツプ、永久
磁石２と永久磁石１の間の中間アーマチユア部材
４を通る。エアーギヤツプ長liがエアーギヤツプ
長lsよりもかなり短いので、永久磁石１，２によ
つて生じる磁束の大部分は上述の通路に従つて進
み、わずかな部分が部材３，４，５及び磁性極片
１１に分散する。上述のような条件で逆方向の磁
化を行なう時に、これらの磁化条件下で作動子１
４と磁性極片１１との間に働く磁力に対して磁性
極片１２と作動子１４間に働く磁力を無視したい
時には、このようにエアーギヤツプ長liがエアー
ギヤツプ長lsより相当短くなつていた方が便利で
ある。

上述の如き動作をなす磁気制御装置は、磁石１
及び２を同一方向もしくは逆方向に磁化せしめる
ことにより吸引力を該作動子の上側表面又は下側
表面に生ずるのである。従つて磁力吸引面を１つ
のみ有していて一対の磁石のうちの一方の磁化の
反転によつてこの磁力吸引面の吸引力を作るか又
は取除くように構成されている前述のフランス特
許第1202165号及びフランス特許出願第74.26380
号によつて開示されている磁気装置に対して、本
発明は改良点を有している。

とりわけ腐食性のある環境に該装置を用いた場
合、作動子１４の腐食性流体からの液密性を確保
して励磁コイルや磁石のような作動子１４の内部
と腐食性流体の接触を避けることが出来る。この
場合、非磁性域は第３図に示すように、非磁性域
１５とコイル１０の近傍又は例えば磁性極片１２
の近傍に配置される流体密閉壁１６との組合せに
置換される。該流体密閉壁１６は非磁性材又は技
術的見地から有利な部分的に磁束の通過する磁性
材のどちらかにより構成され得る。この後者の構
成は作動子１４と極片１２間の磁力の減少をもた
らす。この減少は、一方において該作動子１４の
流体に対する密閉が同性質の材料の組合せという
簡単な方法で得られることから許容され得る。

上述の本発明による磁気制御装置の動作は第４
ａ図から第４ｄ図において示されている。

第４ａ図は磁性極片１１，１２が固定され磁性
極片１１，１２の間に配置された可動作動子１４
を示しており、ギヤツプ長liは微少か又は存在し
ない状態である。コイル１０によつて磁石１，２
は逆方向に磁化されエアーギヤツプ長lsはエアー
ギヤツプ長liより相当大きくなつており、該磁石
より発する磁束の大部分は第４ａ図に破線で示し
た通路に従つて進む。従つて磁力は作動子１４と
下方の磁性極片１２の間に働く。

次に第４ｂ図に示されている如く、コイル８，
９に短時間のインパルス電流を加えることによ
り、永久磁石１，２は同方向に磁化される。該磁
石より発する磁束は第４ｂ図の破線によつて示さ
れる通路に従つて進む。作動子１４と磁性極片１
２間に働く力が除去されると同時に、これらの磁
化条件のもとで作動子１４と上方の磁性極片１１
間に磁力が働く。

移動可能とされた作動子１４は磁性極片１１に
接近し、エアーギヤツプ長lsは短くなつてゆき結
局０となる（第４ｃ図参照）作動子１４の下方に
作動子１４を戻す手段として例えば弾発手段を設
けることが出来る。この場合、該弾発力によつて
生じる該磁力に対する反力の大きさは前述のよう
にエアーギヤツプ長lsが０に向うのを許容し得る
程度のものである。

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磁石１，２の磁化強度に影響を与えることによ
つて該磁力を減少させ例えば弾発力による戻り力
を下回るようにすることが可能である。これは例
えば第４ｂ図に示されている磁化操作と反対方向
のインパルス電流を加えられるコイル８，９を用
いることによつて達成される。従つてこのインパ
ルス電流の通過後は磁石１，２の磁化強度はかり
に除去されることも少なくとも大幅に減少する。
この反対方向の効果のもとで作動子１４は下方へ
移動する傾向を示し、エアーギヤツプ長liは極少
又は０となり、エアーギヤツプlsより短くなる。

第４ｄ図は下方に位置する作動子１４を示して
いる。もし磁石のうちの１つの磁化方向がコイル
１０の手段によつて逆になれば、該磁石より発す
る磁束は同図の破線で支持される通路の主要部に
従つて進む。磁力が作動子１４と下方磁性極片１
２間に生じる。従つてこれは第４ａ図に示す最初
の状態に戻つたことになる。

開示された磁気装置はその動作上コンデンサー
の蓄電電荷の放電を利用し短時間にインパルス電
流を供給する電源を必要とする。この電源の出力
は電子的又は電動的選択供給手段を介して該励磁
コイルに接続される。

第５図はインパルス発生器に並列に配された複
数の磁気制御装置への電力供給の態様を示してい
る。

ｎ列の磁気制御装置の磁石を同一方向に磁化す
るために、コンデンサーは例えばＰ点が正電位で
あるように充電され、該充電電荷はダイオード等
の一方向性電気素子１７，１８を導通することに
よつてｎ列の該装置のコイル８，９に放電され
る。該磁気制御装置の磁石の磁気を取り除くため
に再びコイル８，９を使用できるが、前述の場合
より弱く又逆方向のインパルス電流をそれらに与
えなければならない。この目的のためにＰ点は負
電位とし、一方向性電気素子１９，２０を導通さ
せる必要がある。

ｎ列の磁気制御装置の１つの永久磁石の磁化方
向を反転するために、Ｐ点が正電位となるように
コンデンサーは充電され単一方向性電気素子１
７，２１を導通させてコイル１０に供給される。

第６図の変形例においては、ｎ列の磁気制御装
置の磁石を同一方向に磁化するためにＰ点が正電
位でコンデンサーの蓄電電荷がスイツチ２２，２
３を閉じることによつて、コイル８，９へ放電さ
れる。永久磁石の磁気を取り除くために再びコイ
ル８，９が用いられ、前述の操作過程の時より弱
い強さで逆方向のインパルス電流がコイル８，９
に供給される。この目的のためにはＰ点は負電位
とされ、コンデンサーの充電電荷はスイツチ２
２，２３を閉じることによつてコイル８，９へと
放電される。

ｎ列の該磁気制御装置のうちのいずれか１つの
永久磁石の磁化方向を逆にするために、Ｐ点が正
電位となるようにコンデンサーを充電した後、ス
イツチ２２，２４を閉じてコイル１０に供給す
る。

例えば第６図におけるスイツチ２２を第５図に
示す一方向電気素子１７，１９によつて置換する
ような電気素子と電気機械式スイツチの使用の組
合せが可能なことは言うまでもない。

なお、上記実施例の磁気制御装置は全体として
環状に形成されているが、必ずしも還状に形成さ
れる必然性はなく、２つの吸引面において吸引力
が選択的に生ずることが本発明の要点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの永久磁石が同一方向に磁化され
作動子と第１磁性極片間に磁力を生じている状態
にある本発明による磁気装置を示す断面図、第２
図は２つの磁石が互いに逆方向に磁化され、作動
子と第２磁性極片間に磁力を生じている状態の第
１図の装置を示す断面図、第３図は有害流体によ
る腐食に対処可能なように、磁石と励磁コイルが
流体密閉手段内に形成されている他の実施例を示
す断面図、第４ａ図から第４ｄ図は第１図ないし
第３図に示す磁気制御装置の異つた動作状態を示
す略断面図、第５図は本発明による複数の並列に
並べられた磁気装置に供給する選択供給電気素子
を含むインパルス電流発生装置を示す回路図、第
６図は同様に本発明による複数の並列に並べられ
た磁気装置に供給する選択供給電気機械式素子を
含むインパルス電流発生装置を示す回路図、第７
図は従来例を示す断面図である。 主要部分の符号の説明、１，２……永久磁石、
３……外側アーマチユアヨーク部材、４……中間
アーマチユア部材、５……内側アーマチユアヨー
ク部材、６，７……非磁性体、８，９……励磁コ
イル、１０……コイル、１１……第１磁性極片、
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１２……第２磁性極片、１３，１５……非磁性
域、１４……作動子、１６……流体密閉壁、１
７，１８，１９，２０，２１……単一方向性電気
素子、２２，２３，２４……スイツチ、ls，li…
…エアーギヤツプ長。 〓〓〓〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々が第１及び第２磁極端を有する第１及び
   第２永久磁石１，２と、前記永久磁石の第１磁極
   端を磁気的に結合する中間アーマチユア部材４
   と、第１端部及び前記第２磁極端に接触した第２
   端部を各々が有する第１及び第２アーマチユアヨ
   ーク部材３，５と、前記第１及び第２アーマチユ
   アヨーク部材の前記第１端部を前記中間アーマチ
   ユア部材から分離する第１及び第２非磁性域６，
   ７と、前記中間アーマチユア部材及び前記第１端
   部と共に第１エアーギヤツプlsを形成する第１磁
   性極片１１と、前記アーマチユアヨーク部材の第
   ２端部間を分離する第３非磁性域１３と、前記第
   ２端部双方と共に前記第１エアーギヤツプより小
   なる第２エアーギヤツプliを形成する第２磁性極
   片１２と、前記第１及び第２永久磁石の一方の磁
   性を反転せしめる反転手段８，９，１０とからな
   ることを特徴とする磁気制御装置。 ２ 前記永久磁石、前記中間アーマチユア部材及
   び前記アーマチユアヨーク部材は共に一体となつ
   て前記第１及び第２磁性片に対して可動な単体と
   なつており、該単体には前記第２磁性片に向う機
   械力が付与されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の磁気制御装置。 ３ 前記第３非磁性域は空間であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の磁気制御装置。 ４ 前記第３非磁性域は空間であり、かつ前記第
   ２端部同士を結合する磁性液密壁を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気制御
   装置。 ５ 前記単体が少なくとも部分的に回転対称形で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の磁気制御装置。 ６ 電気的インパルスを前記永久磁石と関連する
   コイルへ加えるためのインパルス発生器と、前記
   コイルへの前記インパルスの選択的供給を確実に
   する単一方向又は両方向電気素子又はスイツチと
   からなる供給装置を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１に
   記載の磁気制御装置。 ７ 前記永久磁石の磁化が１個又は直列に配され
   た複数のコイルによつて得られ、又磁石のうち１
   個の磁化方向の反転が前記コイルとは別個の１個
   又は複数のコイルによつて得られ、前記磁石の磁
   化の少なくとも部分的抑圧が磁化に用いられた前
   記コイルへの逆方向磁化の時より弱い強さの電流
   によつて得られることを特徴とする特許請求の範
   囲第６項記載の磁気制御装置。 ８ インパルス発生器により電気インパルスを供
   給され回路上並列に配列された特許請求範囲第１
   項から第７項までのうちの１に記載の複数の磁気
   装置からなる装置。 〓〓〓〓