JPS62221857A

JPS62221857A - 往復駆動装置

Info

Publication number: JPS62221857A
Application number: JP6185786A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Horie; 堀江　泰夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1987-09-29

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、冷凍機用圧縮機とか冷蔵庫さらにはウォータ
ークーラ等に使用されるコンブレンジ・−とかポンプの
駆動源として利用される往復駆動装置に関するもので、
さらに経営すれば、永久磁石の磁力と電磁力とそして振
動ばねとの相り一共振作用を利用して効率の良い往復駆
動力を得ることのできる通称振動モータと呼ばれている
往復駆動装置の構造に関するものである。

〔従来の技術〕

冷蔵庫等に使用されているコンプレツサーとか液体を圧
送するポンプ等の駆動源点して利用される従来の往復駆
動装置は、第２図に示すごとき基本構造をしている。

すなわち、有底円筒形状を成形された透磁材製の筺体９
の底壁の中央から非透磁材製の直線棒状をした固定軸６
を起立固定し、この固定軸６の先端に、磁石２と磁極片
４とから構成される装置磁極を位置させた円筒形状もし
くは円柱形状の磁石体Ｉが、その周面と筺体９の筒壁内
周面との間に狭い環状スリンｌ−Ｔを形成して組付は固
定されている。

他方、筺体９の円筒壁の上端には、この円筒壁を上方に
延長設した形態で非透磁材製の有頂円筒形状をしたケー
ス１５が一体的に設けられており。

このケース１５の頂壁の中央に摺動メタル１６を介して
磁石体Ｉの軸心方向に沿って摺動自在に直線棒状の摺動
軸１４が組付けられている。

また、この摺動軸１４０基端には、環状スリットＴ内に
、磁石体１および筺体９に接触することなく配置された
円筒コイル１０が有頂円筒形状をした非透磁材製の組付
は筒１１を介して取付は固定されており、この円筒コイ
ル１０と摺動軸１４との組合わせ物には、磁石体１の軸
心方向に沿って相反する方向にばね力を作用させる一対
の振動ばね１２．１３が組付けられている。

そして２円筒コイル】０には一定の周期で脈動する励磁
電流が供給されるが、この励磁電流の周期は、前記した
一対の振動ばね１２．　＋３の固イ］’　Ｔｈｊ動数と
同じかほぼ同じに設定されている。

このような構成となった往復駆動装置は、一定方向に磁
力を作用さセる磁石体１と、励磁電流の周期に従ってそ
の発生磁力の方向を反転させる円筒コイル１０との間の
、磁気吸引力と＆ｉ気厚反撥力の磁気的な力と１両振動
ばね１２．１３のばね力とによって、摺動軸１４を一定
振動数で往復動させ、この往復動する摺動軸１４を駆動
力の出力軸としているのである。

この往復駆動装置において、より強い駆動力を得るには
、環状スリットＴにおける磁石体１が発生する磁力の磁
束密度をできる限り高くするごとが望ましく、このため
この環状スリ２）Ｔの間隙はできる限り小さいごとが望
ましいのであるが。

この環状スリットＴには円筒コイルＩＯが挿入されて円
滑に往復動する必要があるので、この環状スリットＴの
間隙を小さくすることにはおのずと限界が生じる。

また９円筒コイル１０に発生する電磁力は。

Ｆ１３ＬＩ　　　Ｆは電磁力（Ｎ）Ｂは磁束密度（ｉｖｂ／ｍ）Ｌは電線の長さくｍ’）ｌは電流（Ａ）となる。

この式から明らかなように２円筒コイル１０の電磁力を
高めるには電流Ｔ、すなわち励磁電流の値を大きくすれ
ば良いことになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、上記したこの種の往復駆動装置にあっては
、駆動力を高めようとする場合、環状スリットＴの間隙
寸法を小さくするのに１機械的な寸法制限があるために
、おのずと限界が生じてしまっ°ζ番よとんどその効果
を得ることができない。

このため、駆動力を高めるには３円筒コイル１０が発生
ずる磁力の磁束密度を高める必要があり。

ごのためこの円筒コイル１０に供給される励磁電流を増
大させる必要があるが、この円筒コイル１０への励磁電
流の増大は、消費電力の増大となるので避けなければな
らない。

５一本発明は、」１記した従来例におりる問題点および欠点
を解消すべく創案されたもの乙磁石体が環状スリットに
形成する磁界の磁束密度を大幅に増大させることによっ
て、従来と同じ消費電力で大きな駆動出力を得ることが
できるようにすることを目的としたものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

以下２本発明の往復駆動装置を１本発明のの一実施例を
示す第１図を参照しながら説明する。

本発明による往復駆動装置は、端面に磁極を位置させた
一対の円筒形状もしくは円柱形状の磁石体１．１を、狭
い間隙Ｓで同磁極を対向させて同軸心状に配置固定し、
この両磁石体ｌ、１の周面との間に狭い環状スリンｌ−
Ｔを形成し゛ζ円筒形状の透磁材製の筺体９を組付は固
定し、環状スリットＴ内に磁石体ｌの軸心方向に移動自
在に配置された円筒コイル１０を、磁石体Ｉの軸心方向
に移動可能に保持された摺動軸１４に一体的に組付け、
ごの摺動軸１４に磁石体１の軸心方向に沿って相反する
方向にばね力を作用させる一対の振動ばね１２゜１３を
組イ・１けて構成され１円筒コイル１０に一定周期で脈
動する励磁電流を与えると共に３両振動ばね１２、１３
の固有振動数を前記した円筒コイル１０の励磁電流の周
期と同じかほぼ同じに設定したものとなっている。

両磁石体１．１は、その同し磁極を狭い間隙Ｓを挟んで
対向位置させているので１両磁石体１からの磁束は、こ
の狭い間隙Ｓから集中した状態で筺体９の円筒壁に向か
うことになる。

円筒コイル１０ば、環状スリンｌ−Ｔの」１記した両磁
石体Ｉからの集中した磁束が通過する箇所に配置されて
おり、このためこの円筒コイル１０には高い密度の磁束
が交叉することになる。

円筒コイル１０に供給される励磁電流は、上記したごと
く一定周期で脈動すれば良いのであって。

電流の種類としては交流でも、断続直流でも、さらには
断続反転直流であっても良い。

〔作用〕

本発明装置は、上記したごとき構成となっているので２
円筒コイル１０に一定周期を持つ励磁電流が供給される
と１円筒コイル１０と両磁石体１との間に、励磁電流の
周期と同期した磁気吸引力と磁気反撥力とが交互に発生
し２円筒コイル１０は摺動軸１４と一体となって往復動
し、この際この円筒コイル１０の磁石体１に対する往復
振動動作の周期と同じもしくはほぼ同じ固有振動数を持
つ両振動ばね１２．１３の弾力により１円筒コイル１０
と摺動軸１４との一体物の往復動作は極めて円滑にかつ
強力に持続されることになる。

ところで１両磁石体１は、前記したごとく、相互に同じ
磁極を狭い間隙Ｓを挟んで対向位置させているので１両
磁石体１からの磁束は、この狭い間隙Ｓに集中した状態
となり、これに従って環状スリットＴにおける磁束密度
も極めて高いものとなる。

このため、環状スリットＴにおける両磁石体１からの磁
束密度が極めて高くなるので、磁石体１と円筒コイル１
０との間に作用する相互磁気作用力はそれだけ大きなも
のとなり、もって磁石体１と円筒コイル１０との間に発
生する磁気吸引力および磁気反撥力は充分に大きくなる
。

このように１本発明装置においては、＠方体ｌと円筒コ
イル１０との間に発生する磁気吸引力と磁気反撥力とを
充分に大きくすることができるので。

装置の出力軸としての摺動軸１４の出力がそれだけ強大
となり、大きな出力をｆすることかできることになる。

〔実施例〕

図示実施例の場合、磁石体１は、それぞれ永久磁石であ
る磁石２．３と透磁材製の磁極片４．５との組合わせ構
造物となっており２両磁極片４゜５を円筒形状とするこ
とによって磁束の集中程度を高めている。

筺体９は有底円筒形状をしていて、その底壁の中央に非
透磁材製の直線円柱形状をした固定軸６を起立固定し、
この固定軸６に両磁石体１．１を固定ねじ８等を利用し
た不動にかつ強固に組付は固定している。

円筒コイル１０は、有頂円筒形状に成形された非透磁材
製の組付は筒１１によって摺動軸１４の基端に組付は固
定されており、また摺動軸１４Ｇ；ｔ、筺体９の円筒壁
をそのまま上方に延長設したような非磁性材製の有頂円
筒形状をしたケース１５の頂壁の中央に摺動メタル１６
を介して貫通した状態で摺動自在に組付は保持されてい
る。

一方の振動ばね１２は、摺動軸１４の基端を組付は固定
した組付は筒１１の頂壁と一方の磁石体１の先端に組付
けられたばね受け７との間に弾接状に配置され、また他
方の振動ばね１３は、摺動軸１４に嵌装された状態で組
付は筒１１の頂壁とケース１５の頂壁との間に弾接状に
配置されている。

さて、直径６０ｍｍ、内径２０鰭、厚さ１０龍。

そして残留磁束密度３６００〜４０００Ｇ、保磁力２０
００〜３０００エルステツドの磁石を９個使用して、第
２図に示した従来例の場合と２本発明装置の場合とでの
環状スリットＴにおける磁界強度を測定したところ、磁
石９個を直列に配置した従来の場合は、４２０００Ｍｘ
であったのに対して、下側の磁石体１を６個の磁石で構
成すると共に上側の磁石体１を３個の磁石体で構成した
本発明装置の場合２間隙Ｓの値を６鰭にすると７０００
０　Ｍ　ｘであり５間隙Ｓの値を１２１ｍにすると６３
０００Ｍｘであり１間隙Ｓの値を１８鰭にすると５９５
００Ｍｘであり、そして間隙Ｓの値を２５１１にすると
５６０００Ｍｘとなり、何れの場合においても同じ磁石
を同じ個数使用したにもかかわらず１本発明装置の方が
環状スリ７）Ｔにおける磁界強度を４ｊるかに大きいも
のとすることができることが明らかとなっている。

また、第２図に示した従来の構造において、磁石を１０
個直列に組付け２円筒コイル１０に電流値４Ａ、電圧値
１２Ｖの直流断続電流を供給したところ、摺動軸１４に
現れた出力としての押上げ力が１　ｋｇであったのに対
して、同じ磁石を上下に５個づつに分割して一対の磁石
体１，１を構成し１間隙Ｓを（ｉ　ｉｎに設定し１円筒
コイル１０に電流値４Ａで電圧値１２Ｖの直流断続電流
を供給すると、摺動軸１４に現れた出力としての押上げ
力は２．２ｋｇとなり１本発明装置は、従来の装置に比
べて同じ構成部材および電力で２倍以上の出力を得るこ
とが確認された。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく１本発明にょに往復駆動
装置は、この種の従来装置に比べて同じ部材および電力
によりはるかに大きな出方を発生させることができ、こ
れによって省力化と装置全体の小型化と軽量化とを達成
することができ、またその構成が簡単であるので実施が
容易であり。

さらに既設の設備をそのまま使用して安価に製造するこ
とができる等多くの優れた効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明装置の基本的構成の一実施例を示す全
体縦断面図である。第２図は、従来例の基本的構成を示す全体縦断面図であ
る。符号の説明１；磁石体、２．３．磁石、４，５．磁極片。９；筺体、１０；円筒コイル、　１２．１３；振動ばね
。１４；摺動軸、Ｓ；間隙、Ｔ；環状スリット。１−−−７ＪｕＩ４２−Ｊｊｉ’Ｊ　　９−ｔ（１１３
−１西ｔｚｋ　１４−；／Ｊｒ６＃　Ｓ−／４蔀１ｏ−
、ａ））ｆｙｒｔｂ　Ｉ２−１劇＾ｔ２１１Ｔ−−〕り
ｒンｉ〉グｉｐＡ

Claims

【特許請求の範囲】

端面に磁極を位置させた一対の円筒形状もしくは円柱形
状の磁石体（１）、（１）を、狭い間隙（Ｓ）で同磁極
を対向させて同軸心状に配置固定し、該両磁石体（１）
、（１）の周面との間に狭い環状スリット（Ｔ）を形成
して円筒形状の透磁材製の筐体（９）を組付け固定し、
前記環状スリット（Ｔ）内に前記磁石体（１）の軸心方
向に移動自在に配置された円筒コイル（１０）を、前記
磁石体（１）の軸心方向に移動可能に保持された摺動軸
（１４）に一体的に組付け、該摺動軸（１４）に前記磁
石体（１）の軸心方向に沿って相反する方向にばね力を
作用させる一対の振動ばね（１２）、（１３）を組付け
て構成し、前記円筒コイル（１０）に一定周期で脈動す
る励磁電流を与えると共に、前記両振動ばね（１２）、
（１３）の固有振動数を前記励磁電流の周期と同じかほ
ぼ同じに設定して成る往復駆動装置。