WO2006057188A1 - 電磁往復動流体装置 - Google Patents

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Haruki Nakao
Kunihiro Yamamoto
Fuminori Hirose
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Nitto Kohki Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a magnetic circuit having an induction coil and a magnetic pole arranged opposite to each other, and intermittently exciting the induction coil to intermittently generate a magnetic force between the magnetic poles.
  • the present invention relates to an electromagnetic reciprocating fluid device such as a pump or a compressor that is driven by suction and reciprocates a piston connected to a magnetic armature.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views of an electromagnetic reciprocating fluid device used as such a pump or compressor.
  • this apparatus includes an excitation circuit including induction coils 16, 18 and a half-wave rectifier 20 wound around magnetic pole members 10, 12, and a pin slidable in a cylinder 22.
  • the piston 24 has a magnetic armature 28 attached to the rod portion of the piston 24, and a coil panel 30 that urges the piston 24 leftward in the drawing.
  • 3 and 4 show an example of a specific configuration of the electromagnetic reciprocating fluid device.
  • FIG. 4 shows the relationship between the magnetic armature 28 and the magnetic pole members 10 and 12. That is, the magnetic pole members 10 and 12 are formed with partial forces that protrude so that the left and right side partial forces of the magnetic circuit member 41 made of a substantially square magnetic material member face each other. , 18 has been wound.
  • the pole members 10 and 12 face each other 1 ( ⁇ , 12 mm, circular arcs along a circle centering on an axis perpendicular to the center between the two members, and the magnetic armature 28 is coaxial. It has a circular cross section centered on the line.
  • the coil panel 30 is set between the piston rod 26 and the support member 36-1 on the housing 36 side. That is, the left end of the coil panel 30 is press-fitted and fixed to the rear end portion of the piston rod 26, the right end of the coil panel 30 is press-fitted and fixed to the panel seat 30-1, and the spring seat has a hemispherical shape of the support member 36-1. Is supported rotatably at the tip of the.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No.57-30984
  • a strip-shaped liner 44 is wound around and adhered to the periphery of the piston 24 in order to make the sliding with the inner peripheral surface of the cylinder 22 smooth.
  • 44 1 and 44 2 are saddles that complement each other!
  • the piston As the piston reciprocates, the piston is intermittently rotated as described above.
  • Cylinder 22 check valve 32 When in position, fluid leaks through the seam, resulting in loud noise.
  • An object of the present invention is to maintain a piston, and thus an armature, at a predetermined angular position in order to prevent the generation of such noise, and to prevent rotation as in the above-described conventional apparatus. To do.
  • a magnetic reciprocating fluid device includes:
  • a piston comprising a piston rod and a magnetic armature attached to the piston rod, the piston being allowed to reciprocate along the longitudinal axis of the piston, and spaced in a direction perpendicular to the axis.
  • a magnetic circuit comprising a pair of magnetic pole members opened, a magnetic circuit that is excited intermittently to generate a magnetic force between the magnetic pole members, attracts the armature, and drives the piston in the axial direction;
  • a coil panel that urges the piston in a direction opposite to a direction in which the piston is driven by the magnetic circuit
  • the magnet is configured such that the piston is rotationally driven in a predetermined direction by the rotational torque applied by the coil panel.
  • the rotating torque by the coil panel is obtained.
  • the magnetic armature receives a rotational torque in the opposite direction from the magnetic force and prevents the magnetic armature from rotating in the predetermined direction. .
  • the rotation of the armature receives a rotational torque generated by the magnetic force according to the rate of change in permeance between the magnetic pole members accompanying the rotation of the armature and in a direction opposite to the rotational torque due to the coil panel. Movement is blocked.
  • a first angle range portion having a constant angle range centered on the axis
  • a second angular range portion having an angular range different from the first angular range portion
  • the armature may have a circular cross section as a whole, a chamfered portion parallel to the axis may be provided, the chamfered portion may be the second angle range portion, and the other portion may be the first angle range portion. .
  • the armature has a circular cross section as a whole, and a through hole is provided through the armature at a predetermined angular position centered on the axis.
  • the angle portion including the through hole is the second angle range portion, and the other portions. Can be the first angular range portion.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic reciprocating fluid device, showing a state in which fluid is sucked into the device.
  • FIG. 2 This is a schematic diagram showing a state where fluid is discharged from the apparatus.
  • FIG. 3 is a longitudinal side view of a conventional magnetic reciprocating fluid device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 4 in a magnetic reciprocating fluid device according to the present invention.
  • FIG. 6a is a diagram showing a relationship between an armature and a magnetic pole member for explaining a magnetic reciprocating fluid device according to the present invention.
  • FIG. 6b is a diagram showing the relationship between the armature and the magnetic pole member of FIG. 6a in a simplified manner for explanation.
  • FIG. 7 is a diagram showing a change in rotational torque due to a magnetic force acting on the armature in the magnetic reciprocating fluid device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 5 showing a second embodiment of the magnetic reciprocating fluid device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 5 showing a second embodiment of the magnetic reciprocating fluid device according to the present invention.
  • the overall configuration of the electromagnetic reciprocating fluid device according to the present invention is substantially the same as that shown in Fig. 3, but the cross section of the magnetic armature 28 is different from that of the conventional device described above. It is not a yen.
  • FIG. 5 shows the first embodiment. That is, in this embodiment, the cross section of the armature 28 has a shape in which a chamfered portion 28 'is provided along the axial direction of the armature.
  • r is the distance from the point where F acts to the center where the torque acts
  • d 0 is the displacement angle at that time.
  • T is calculated from the above formulas (A-1) and (A-2).
  • L is the coil self-inductance and I is the current passed through the circuit.
  • the electromagnetic energy W stored in the magnetic circuit can be calculated from the formulas (B-1) and (B-2).
  • the rotational torque T can be calculated from the equations (A-3) and (B-3) above.
  • the armature 28 has a portion having a radius r and a concave portion having a radius r.
  • the armature rotates counterclockwise, and the concave part also enters the magnetic circuit between the magnetic pole members 10 and 12 at one end.
  • the angle between the one end and the upper end edge (as viewed in FIG. 6) of the magnetic pole member 12 is assumed to be zero.
  • ⁇ is the magnetic permeability of vacuum
  • t is the thickness of the armature and magnetic pole member.
  • ⁇ in this case is constant regardless of the armature displacement angle and is not a function of ⁇
  • the above-mentioned force is also divided in the case where the permeance ⁇ ⁇ between the magnetic pole members 10 and 12 does not change even if the part involved in the armature's magnetic circuit is displaced around the armature's axis (that is, If the permeance is not a function of the armature rotation angle, the torque acting on the armature from the magnetic circuit is zero. Therefore, in that case, the armature is rotated according to the rotational torque applied by the coil panel. It can be considered that the armature rotation in the conventional device shown in Fig. 4 was caused in this way.
  • the armature when the portion involved in the magnetic circuit of the armature causes a change in permeance with respect to the magnetic circuit due to the angular displacement around the axis of the armature (that is, the permeance If this is a function of the armature's rotation angle), the armature will be subjected to rotational torque.
  • the armature 28 acts in the direction in which the permeance between the magnetic pole members increases due to the rotational displacement of the armature.
  • the armature 28 that has been rotated clockwise is chamfered.
  • the armature is pushed back when the chamfered portion 28 'enters between the magnetic pole members 10 and 12 by designing the rotational torque by the magnetic force at this time to be larger than the rotational torque applied to the armature 28 by the coil spring 30. Further, when the chamfered portion 28 'is pushed out between the magnetic pole members 10 and 12, the rotational torque due to the magnetic force becomes zero, and it can be rotated clockwise again. In the example shown in FIG. 5, the chamfered portion 28 ′ is held at the position shown in the figure by the rotational torque due to the coil spring 30 and the rotational torque due to the magnetic force between the magnetic pole members 10 and 12. Equilibrium state is to be made.
  • FIG. 8 shows another embodiment of the armature 28 in the device according to the present invention.
  • the armature 28 is provided with through holes 28 to extend in the axial direction of the armature 28 in place of the chamfered portion described above.
  • the permeance ⁇ depends on the angular position of the through hole 28 ⁇ . Because it will change, it will receive rotational torque due to magnetic force. Specifically, when the through hole 28 ⁇ enters between the magnetic pole members 10 and 12, the permeance decreases more than before, so the rotational torque due to the magnetic force increases the permeance, that is, counteracts the armature.
  • the armature will act in the clockwise direction, and therefore the armature will be held at the angular position shown in the figure.
  • the armature is not limited to those of the embodiments.
  • the chamfered portion and the through-hole 28 are not limited to the shape of the chamfered portion and the through-hole 28, but also include those that are not magnetoresistive symmetrical with the axis of the magnetic armature 28 as the axis of symmetry.
  • the armature in the above embodiment has a perfectly circular cross section as a whole, and there is a chamfered portion or a portion not provided with the through hole 28 ′ between the magnetic pole members, a rotational driving force due to magnetic force does not occur. Therefore, Ryoichi and the piston are supposed to be rotated in a certain direction by the rotational driving force by the coil panel. However, this part does not necessarily have to be a perfect circle. Even if the part is located between the magnetic pole members, even if a rotational torque is generated by a magnetic force, the rotational torque force S depends on the S coil panel.
  • the rotational torque is smaller than the applied torque, the torque will cause a rotation, so that the armature will rotate to a predetermined angle, and the chamfered part and the part provided with the through hole 28 'will be removed.
  • a rotational torque larger than the rotational torque against the rotational torque generated by the coil panel should be generated by the magnetic force.

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Abstract

磁性アーマチュアが、対向配置した磁極部材間に間歇的に生起する磁力によって吸引駆動され、コイルバネによって押し戻されて往復動されるピストンが、コイルバネによる回転を受けないようにする。 磁力によって磁極部材１０，１２間に吸引されたときの磁性アーマチュア２８が、軸線の周りでの所定の回動角度位置にきたときに、コイルバネ３０による回転トルクと反対向きの回転トルクを磁力から受けて、当該磁性アーマチュア２８がコイルバネによって回動されるのを阻止するようにした。具体的には、アーマチュア２８を全体として円形断面とし、軸線に平行にされた面取り部分２８´を設け、該面取り部分が磁極部材間に入るときに上記磁力による回転トルクを受けるようにした。

Description

明 細 書
電磁往復動流体装置
技術分野
[0001] 本発明は、インダクションコイル及び対向配置された磁極を備える磁気回路と、イン ダクシヨンコイルを間歇的に励磁することによって磁極間に磁力を間歇的に生起させ 、磁性ァーマチュアを該磁力によって吸引駆動させ、磁性ァーマチュアに連結したピ ストンを往復動させるようにしたポンプやコンプレッサなどの電磁往復動流体装置に 関する。
背景技術
[0002] 図 1及び図 2は、そのようなポンプやコンプレッサとして使われる電磁往復動流体装 置の概要図である。
[0003] 図示のように、この装置は磁極部材 10, 12の周りに巻かれたインダクションコイル 1 6, 18及び半波整流器 20を備える励磁回路と、シリンダ 22内で摺動可能とされたピ ストン 24と、該ピストン 24のロッド部分に取り付けられた磁性ァーマチュア 28と、ピスト ン 24を図で見て左方へ付勢するコイルパネ 30とを有する。
[0004] 励磁回路に交流電圧がかけられて該励磁回路に間歇的に電流が流されると、イン ダクシヨンコイルが間歇的に励磁されて磁極部材 10, 12間に磁力が生起されたとき には、磁性ァーマチュア 28が右方へ吸引されてピストン 24が右方へ駆動され、消磁 されたときにはコイルパネ 30によって該ピストン 24が左方へ駆動されることにより、当 該ピストン 24が往復動されるようになっている。シリンダ 22には、一対のチェックバル ブ 32, 34が設けられており、ピストン 24が往復動されることによって該チェックバルブ 32, 34が交互に開閉し、それによつて流体力 ハウジング 36に形成された流体入口 38から流入し、流体出口 40から流出するようになっている。
[0005] 図 3及び図 4は、電磁往復動流体装置の具体的構成の 1例を示している。
すなわち、この装置では、図 1及び図 2で示したものと同様に、磁極部材 10, 12、ィ ンダクシヨンコイル 16, 18、図 3に示すようなシリンダ 22、ピストン 24、ァーマチュア 2 8、コイルパネ 30、チェックバルブ 32, 34、流体入口 38及び流体出口 40を備えたハ ウジング 36を備えている。このような電磁往復動流体装置は、例えば、特許文献 1に 開示されている。
[0006] 図 4は、磁性ァーマチュア 28と磁極部材 10, 12との関係を示している。すなわち、 磁極部材 10, 12はほぼ四角形の磁性材カゝらなる磁気回路部材 41の左右両側部分 力も相互に対向するように突出する部分力も形成されており、該部分の周隨こインダ クシヨンコイル 16, 18が卷回されている。磁極部材 10, 12の相互に対向する面 1(Γ 、 12Ίま、両部材間の中心を垂直に通る軸線を中心とした円に沿った円弧状面とさ れており、磁性ァーマチュア 28は同軸線を中心とした円形断面を有するようにされて いる。
[0007] 図 3に示すように、コイルパネ 30はピストンロッド 26と、ハウジング 36側の支持部材 36— 1との間に設定されている。すなわち、コイルパネ 30の左端は、ピストンロッド 26 の後端部に圧入固定され、コイルパネ 30の右端は、パネ座 30— 1に圧入固定され、 該バネ座は、支持部材 36— 1の半球面状の先端に回転可能に支持されている。
[0008] このような構造の装置において、インダクションコイル 16, 18が間歇的に励磁される と、前述のように該インダクションコイル 16, 18が生起する磁気吸引力とコイルパネ 3 0のパネ力とによってピストン 24が図で見て左右方向に往復動されることになる力 コ ィルバネ 30は伸縮するたびに、ピストン 24にその軸線を中心にした一定方向での回 転トルクを与え、このため、該ピストン 24は、往復動するたびに少しずつ回動されるよ うになる。以下の説明のため、図においては、時計方向に回動されるものとする。 特許文献 1：特公昭 57- 30984号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] そのようなピストンの変位があると、次のように問題が生じる。
すなわち、ピストン 24の周囲には、シリンダ 22の内周面との摺動をスムースにする ためにストリップ状のライナー 44が巻かれて接着されているが、該ライナーの両端縁
44 1 , 44 2は図 3に示すように相互に補完する鉤型とされて!/、る。
[0010] ピストンが往復動に伴って上記のように間歇的に回動され、ライナー 44の両端縁 4
4- 1, 44— 2間の鉤型の継目力 シリンダ 22のチェックバルブ 32が設けられている 位置に来ると、該継目を通して流体の漏れが生じ、大きな騒音が生じるのである。
[0011] 本発明は、そのような騒音の発生を防止するために、ピストン、従ってァーマチュア を所定の角度位置に維持し、上記従来装置におけるような回動が生じないようにする ことを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] すなわち、本発明に係る磁気往復動流体装置は、
ピストンロッド、及び、該ピストンロッドに取り付けられた磁性ァーマチュアを備えるピ ストンであって、当該ピストンの長手方向軸線に沿って往復動可能とされたピストンと 前記軸線に対して直交する方向で間隔をあけた一対の磁極部材を備えた磁気回 路であって、間歇的に励磁されて磁極部材間に磁力を生起し、前記ァーマチュアを 吸引して前記ピストンを前記軸線方向で駆動する磁気回路と、
該磁気回路による前記ピストンの吸引駆動方向と反対方向に該ピストンを付勢する コイルパネと
を備え、
前記磁気回路の磁力と前記コイルパネの付勢力とによって前記ピストンが前記軸 線方向で往復動される毎に、コイルパネにより加えられる回転トルクにより該ピストン が所定方向に回転駆動されるようになされた磁気往復動流体装置にぉ 、て、 前記磁力によって前記磁極部材間に吸引されたときの前記磁性ァーマチュアが、 前記軸線の周りでの所定の回動角度位置にきたときに、前記コイルパネによる回転ト ルクと反対向きの回転トルクを前記磁力から受けて、当該磁性ァーマチュアが前記所 定方向に回動されるのを阻止するようにした磁気的特性を有するようにされて!ヽること を特徴とする。具体的には、当該ァーマチュアの回動に伴う前記磁極部材間のパー ミアンスの変化率に応じて前記磁力によって生起される、コイルパネによる回転トルク とは反対向きの回転トルクを受けて当該ァーマチュアの回動が阻止される。
[0013] 前記ァーマチュアは
前記軸線を中心とした一定の角度範囲をなす第 1の角度範囲部分と、
第 1の角度範囲部分とは異なる角度範囲をなす第 2の角度範囲部分とを有し、 第 1の角度範囲部分が前記磁極部材間の磁気回路内にあるときは、前記コイルバ ネにより前記ピストンにかけられる回転トルクにより前記所定方向へ回転駆動されるが
、第 2の角度範囲部分が前記磁極部材間に入るときには該コイルパネによる前記回 転トルクに抗してピストンを前記所定方向と反対方向に駆動する回転トルクが前記磁 極部材間の磁力によって生起させられるようにする磁気的特性を有するようにされる
[0014] より具体的には、
前記ァーマチュアを全体として円形断面とし、前記軸線に平行にされた面取り部分 を設け、該面取り部分を前記第 2の角度範囲部分とし、他の部分を前記第 1の角度 範囲部分とすることができる。
[0015] また別の具体例では、
前記ァーマチュアを全体として円形断面とし、前記軸線を中心にした所定角度位 置に当該ァーマチュアを貫通する貫通孔を設け、該貫通孔を含む角度部分を前記 第 2の角度範囲部分とし、他の部分を前記第 1の角度範囲部分とすることができる。 図面の簡単な説明
[0016] [図 1]磁気往復動流体装置の概要図であり、流体が当該装置内に吸引流入される状 態を示している。
[図 2]同概要図であり、流体が装置力 排出される状態を示している。
[図 3]従来の磁気往復動流体装置の縦断側面図である。
[図 4]図 3における IV-IV線断面図である。
[図 5]本発明に係る磁気往復動流体装置における図 4と同様の断面図である。
[図 6a]本発明に係る磁気往復動流体装置を説明するためのァーマチュアと磁極部 材との関係を示す図である。
[図 6b]図 6aのァーマチュアと磁極部材との関係を説明のため簡略ィ匕して示した図で ある。
[図 7]本発明に係る磁気往復動流体装置におけるァーマチュアに作用する磁力によ る回転トルクの変化を示す図である。
[図 8]本発明に係る磁気往復動流体装置の第 2の実施形態を示す図 5と同様の断面 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下、本発明に係る電磁往復動流体装置の実施形態につき図 5及び図 8を用いて 説明する。
[0018] 本発明に係る電磁往復動流体装置の全体的構成は、図 3に示したものと実質的に 同じとされるが、磁性ァーマチュア 28の断面を上述の従来装置のものとは異なり真円 ではないものとする。
[0019] 図 5は、その第 1の実施形態を示している。すなわち、この実施形態においては、ァ 一マチュア 28の断面を、該ァーマチュアの軸線方向に沿って面取り部分 28'を設け た形状としている。
[0020] ァーマチュア 28の断面を図示のようにすると、ピストンが往復動されても、該ァーマ チユア 28はほぼ図示の回転方向位置に維持されることが確かめられた。
このようになることは、以下のように説明することができる。
[0021] A.回転トルク Tと電磁エネルギー Wとの関係
ァーマチュア 28の回転による電磁エネルギー Wの変化分を dWとすると、 力 Fは
F=dW/rd 0 (A— 1)
とあらわすことができる。
ここで、 rは Fが作用する点からトルクの作用する中心までの距離であり、 d 0はその ときの変位角である。
回転トルク Tは周知のように
T=Fr (A - 2)
とあらわすことができる。
従って、 Tは上記 (A— 1)、（A— 2)式より、
T=dW/d 0 (A— 3)
とあらわされることになる。
[0022] B.磁気回路における電磁エネルギー W
コイルを含む回路においてコイルに蓄えられる電磁エネルギー Wは周知の通り、 W=1/2LI2 (B-l)
とあらわされる。
ここで、 Lはコイルの自己インダクタンス、 Iは回路に通される電流である。
環状コイルの自己インダクタンス Lは、周知のように
L = PN2 (B-2)
とあらわされる。ここで、 Pはパーミアンスである。
したがって、磁気回路に蓄えられる電磁エネルギー Wは、（B— 1)、（B— 2)、の式か ら
W=1/2(NI)2P (B-3)
とあらわされることになる。
したがって、回転トルク Tは、上記 (A—3)、（B— 3)の式から、
T= l/2(NI)2dP/d θ (ΑΒ-1)
とあらわすことができる。
[0023] C.図 5に示したァーマチュア 28では、面取り部分 28'が形成されており、従って、こ のァーマチュア 28が、その軸線を中心に回転すると、磁極部材 10, 12間の空隙部も 変化し、従って、空隙部のパーミアンス Ρも変化する。
[0024] 今、空隙部の変化とパーミアンスの変化との関係を明らかにするために、 06(a)に 示すごとき磁極部材 10, 12とァーマチュア 28とのモデルィ匕した関係を考える。すな わち、ァーマチュア 28は、半径 rの部分と、半径 rの凹部とを有するものとする。そし
1 2
て、式を簡略ィ匕するために、図 6(b)に示すごとき半径 rの部分を一方の磁極部材 10
1
に摺接するようにした状態で、磁極部材 12と半径!:の部分及び半径 rの凹部との間
1 2
に生じる空隙がそれぞれ δ 、 δ 、ァーマチュア 28の中心軸線と磁極部材 12の（図
1 2
で見て）上下端縁とのなす角度が γとなるものとした場合において、ァーマチュアが 反時計方向に回動して、凹部がその一端力も磁極部材 10、 12間の磁気回路中に入 るようになることを想定し、その場合の、該一端と磁極部材 12の（図 6で見て)上端縁 とのなす角度を 0とするものとする。このときの磁極部材間における空隙部のパーミ アンス Ρは、 δ , δ 《r、 r =r =rを条件として
1 2 1 1 2
P= μτ(γ - θ )ί δ +μνθί/δ (C~l) とあらわされる。
ここで、 μは真空の透磁率、 tはァーマチュア及び磁極部材の厚さである。
ここで、 Pの Θ変化に伴う変化量は、
Figure imgf000009_0001
= μνί( δ - δ )/ δ δ (C-2)
1 2 1 2
となる。
上記 (ΑΒ— 1)と（C— 2)との式から、了一マチュアに係るトルク Tを求めると、 Τ=1/2· (Nl)2dP/d0
= 1/2· (Νΐ)2· ^Λ( δ - δ )/δ δ (C-3)
1 2 1 2
となる。
[0025] ここで、（C— 3)における Ν、 、 r、t、 δ 、 δ は全て定数であり、 Iは 1=1 sincot =
1 2 max
I で、ある条件下で一定であり、トルク Tは一定となる。
rms
また、凹部が磁極部材 10, 12間に入らない状態においては、磁極部材間における 空隙部のパーミアンス Pは、
Figure imgf000009_0002
となり、この場合の Ρは、ァーマチュアの変位角に関係なく一定で Θの関数ではなく なり、
従って、 Τ=1Ζ2· (Nl)2dP/d Θとしてあらわされるトルクも
Τ=0
となる。
[0026] 従って、 Θ =0になる前後におけるトルク Τは、図 7のようになる。
以上力も分力ることは、ァーマチュアの磁気回路に関与する部分が該ァーマチュア の軸線の周りでの変位を生じても、磁極部材 10, 12間のパーミアンス Ρに変化が生 じな 、場合 (すなわち、パーミアンスがァーマチュアの回転角の関数とならな 、場合） には、磁気回路から当該ァーマチュアに作用するトルクは零となる。従って、その場 合は、ァーマチュアは、コイルパネによってかけられる回転トルクに従って回転させら れる。図 4に示す従来装置におけるァーマチュアの回転はこのようにして生起されて いたと考えることができる。 [0027] これに対し、ァーマチュアの軸線の周りでの角度変位に伴って、ァーマチュアの磁 気回路に関与する部分が、該磁気回路に対するパーミアンスの変化を生じるような場 合には (すなわち、パーミアンスがァーマチュアの回転角の関数となる場合には）、当 該ァーマチュアには回転トルクが力かることになる。この場合の回転トルクは、前述の Τ= 1/2· (Νΐ) 2· ^ Λ ( δ ~ δ ) / δ δ における（δ — δ )項により、ァーマチュ
1 2 1 2 1 2
ァに対して時計方向及び反時計方向のいずれかの方向に作用するものとなる。詳細 は省略する力 具体的には、ァーマチュアの回転変位によって磁極部材間のパーミ アンスが増大する方向に作用するものとなり、図 5の例では、時計方向に回動してき たァーマチュア 28は、その面取り部分 28'が磁極部材 10, 12間に入ろうとすると、パ ーミアンスが減少する方向に動くことになるので、その動きに対向する方向へ磁力に よる回転トルクが作用することになる。従って、このときの磁力による回転トルクを、コィ ルバネ 30によりァーマチュア 28にかけられる回転トルクより大きくなるように設計する ことにより、ァーマチュアはその面取り部分 28'が磁極部材 10, 12間に入ると押し戻 され、また、該面取り部分 28'が磁極部材 10, 12の間から押し出されると磁力による 回転トルクはゼロとなって、再び時計方向に回動されるようにすることができる。図 5に 示す例において、面取り部分 28'が図示のような位置に保持されるのは、このようなコ ィルバネ 30による回転トルクと磁極部材 10, 12間での磁力による回転トルクとにより ちたらされる平衡状態〖こよるちのである。
[0028] 図 8は、本発明に係る装置におけるァーマチュア 28の他の実施形態を示す。この ァーマチュア 28では、前述の面取り部分に換えて、ァーマチュア 28の軸線方向に延 びる貫通孔 28~を設けている。この場合も、ァーマチュア 28がコイルパネ 30により時 計方向に回動されてきて、貫通孔 28~が磁極部材 10、 12間に入ってくる場合、パ ーミアンス Ρは、貫通孔 28〜の角度位置によって変化することになるので、磁力によ る回転トルクを受けることになる。具体的には、貫通孔 28~が磁極部材 10、 12間に 入ってくるとパーミアンスはそれまでよりも減少するので、磁力による回転トルクは、パ ーミアンスを増大する方向、すなわち、当該ァーマチュアを反時計方向に回動しょう とする方向に作用することになり、従って、ァーマチュアはほぼ図示の角度位置に保 持されること〖こなる。 以上、本発明に係る磁気往復動流体装置の実施形態を示したが、ァーマチュアは これら実施形態のものに限定されるものではない。上記面取り部分や貫通孔 28Ίま、 その形状に限らず、磁性ァーマチュア 28の軸線を対称軸として、磁気抵抗的に対称 形にならないものも含む。また、例えば、上記実施形態におけるァーマチュアは全体 として断面が真円状とされ、面取り部分や貫通孔 28 'が設けられていない部分が磁 極部材間にあるときは磁力による回転駆動力が生じず、それによつて、了一マチュア 及びピストンは、コイルパネによる回転駆動力により一定方向に回動されるものとした 。しかし、この部分は必ずしも真円状のものである必要は無ぐ要は、その部分が磁 極部材間にあるときに磁力による回転トルクが生じるものであっても、その回転トルク 力 Sコイルパネによってかけられる回転トルクより小さいものであればトルクによる回動 は生じるのであり、それによつて、当該ァーマチュアが所定の角度まで回動し、上記 面取り部分や貫通孔 28 'が設けられたような部分が磁極部材間に入ってきたときに、 当該コイルパネによる回転トルクに抗する同回転トルクよりも大きな回転トルクが磁力 によって生じさせられるようにすればょ 、のである。

Claims

請求の範囲
[1] ピストンロッド、及び、該ピストンロッドに取り付けられた磁性ァーマチュアを備えるピ ストンであって、当該ピストンロッドの長手方向軸線に沿って往復動可能とされたビス トンと、
前記軸線に対して直交する方向で間隔をあけた一対の磁極部材を備えた磁気回 路であって、間歇的に励磁されて磁極部材間に磁力を生起し、前記ァーマチュアを 吸引して前記ピストンを前記軸線方向で駆動する磁気回路と、
該磁気回路による前記ピストンの吸引駆動方向と反対方向に該ピストンを付勢する コイルパネと
を備え、
前記磁気回路の磁力と前記コイルパネの付勢力とによって前記ピストンが前記軸 線方向で往復動される毎に、コイルパネにより加えられる回転トルクにより該ピストン が所定方向に回転駆動されるようになされた磁気往復動流体装置にぉ 、て、 前記磁力によって前記磁極部材間に吸引されたときの前記磁性ァーマチュアが、 前記軸線の周りでの所定の回動角度位置にきたときに、前記コイルパネによる回転ト ルクと反対向きの回転トルクを前記磁力から受け、当該磁性ァーマチュアが前記所 定方向に回動されるのを阻止するようにした磁気的特性を有するようにされて!ヽること を特徴とする磁気往復動流体装置。
[2] 前記ァーマチュアが
前記軸線を中心とした一定の角度範囲をなす第 1の角度範囲部分と、
第 1の角度範囲部分とは異なる角度範囲をなす第 2の角度範囲部分とを有し、 前記ァーマチュアが前記磁極部材間に吸引されたときに、第 1の角度範囲部分が 前記磁極部材間の磁気回路内にあるときは、前記コイルパネにより前記ピストンにか けられる回転トルクにより前記所定方向へ回転駆動されるが、第 2の角度範囲部分が 前記磁極部材間に入るときには該コイルパネによる前記回転トルクに抗してピストン を前記所定方向と反対方向に駆動する回転トルクが前記磁極部材間の磁力によつ て生起させられるようにする磁気的特性を有するようにされて!ヽる
ことを特徴とする請求項 1に記載の磁気往復動流体装置。
[3] 前記ァーマチュアが全体として円形断面とされ、前記軸線に平行にされた面取り部 分を有し、該面取り部分を前記第 2の角度範囲部分とし、他の部分を前記第 1の角度 範囲部分としたことを特徴とする請求項 2に記載の磁気往復動流体装置。
[4] 前記ァーマチュアが全体として円形断面とされ、前記軸線を中心にした所定角度 位置に当該ァーマチュアを貫通する貫通孔が設けられ、該貫通孔を含む角度部分 を前記第 2の角度範囲部分とし、他の部分を前記第 1の角度範囲部分としたことを特 徴とする請求項 2に記載の磁気往復動流体装置。
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