EP1425764B1 - Actionneur magnetique bistable - Google Patents

Actionneur magnetique bistable Download PDF

Info

Publication number
EP1425764B1
EP1425764B1 EP02735523A EP02735523A EP1425764B1 EP 1425764 B1 EP1425764 B1 EP 1425764B1 EP 02735523 A EP02735523 A EP 02735523A EP 02735523 A EP02735523 A EP 02735523A EP 1425764 B1 EP1425764 B1 EP 1425764B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
mobile
actuator
actuator according
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02735523A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1425764A2 (fr
Inventor
Jérôme Delamare
Claire Divoux
Pierre Gaud
Frédéric LEPOITEVIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1425764A2 publication Critical patent/EP1425764A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1425764B1 publication Critical patent/EP1425764B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1872—Bistable or bidirectional current devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H01H2001/0042—Bistable switches, i.e. having two stable positions requiring only actuating energy for switching between them, e.g. with snap membrane or by permanent magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/005—Details of electromagnetic relays using micromechanics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays

Definitions

  • the present invention relates to a bistable magnetic actuator and in particular a microactuator. It finds an application in the production of microrelays (electrical or optical), microvalves, micropumps, etc.
  • WO 97/39468 discloses a magnetic actuator that can take the form illustrated in Figure 1 attached. As shown, this actuator comprises a magnetic circuit consisting of a central pole piece 12 surrounded by a conductive coil 14 and two symmetrical pole pieces 16. A movable magnetic piece 18 is arranged facing the central pole piece 12.
  • Such an actuator is unidirectional in that the force F exerted on the moving part can be directed in one direction only.
  • This actuator is not bistable, but monostable, the only stable working position being that where the moving part 18 is pressed against the contact 19.
  • bistable magnetic actuators are known.
  • the article of M.Sc. Ren Ren et al. entitled "A Bistable Microfabricated Magnetic Cantilever Microactuator with Permanent Magnet” published in the Proceedings of the 5th International Microsystem Technologies Conference 96, Potsdam, September 17-19, 1996, pages 799-801. describes an actuator shown in Figure 2 attached.
  • This actuator comprises a permanent magnet 20 extended by two magnetic branches 22, 24 each surrounded by a conductive coil, respectively 23, 25.
  • a flexible beam 26, made of magnetic material completes the magnetic circuit. This therefore has two air gaps defined by the end of the beam 26 and each of the ends of the branches 22 and 24. The magnetic flux present in each of these air gaps results from the sum of the fluxes due to the permanent magnet 20 and the currents possibly flowing in one or other of windings 23 and 25.
  • the magnetic forces F1 and F2 applied to the end of the beam 26 are exerted either in one direction or in the other depending on whether one or the other of the conductive windings 23, 25 is traversed by a current.
  • Such an actuator is bidirectional or, if you will, bistable.
  • This bistable actuator has a disadvantage. Indeed, since the moving part 26 is an integral part of the magnetic circuit, its movement is limited. Moreover, its mobility is reduced because it results from a bending of a magnetic part.
  • the present invention precisely aims to overcome this disadvantage.
  • the invention proposes a bistable actuator in which the displacement of the moving part is increased and its mobility improved. This object is achieved by the fact that the moving part is fixed to flexible means which are no longer part of the magnetic circuit.
  • the conductive coils and the magnetic circuits can be made according to techniques borrowed from microelectronics.
  • the actuator is then a micro actuator.
  • the coils can consist of layers of conductive strips deposited in engraved boxes.
  • the magnetic circuit can be made using layers of "soft" or “hard” magnetic materials or hysteresis materials.
  • the soft materials are magnetized linearly depending on the magnetic field applied to them (iron, nickel, iron-nickel, iron-cobalt, iron-silicon, ).
  • Hard materials have a fixed magnetization that does not depend on the applied field (ferrite, samarium-cobalt, neodymium-iron-boron, platinum-cobalt).
  • Hysteresis materials have properties ranging from those of soft materials to those of hard materials. They can become magnetized and keep a magnetization after the field of excitation is gone.
  • the two magnetic structures can take various forms, and be for example symmetrical with respect to a plane or with respect to a point.
  • the displacement of the moving part it can be a translation (or quasi-translation) or a rotation.
  • the embodiment illustrated in FIG. 3 corresponds to a device having a plane of symmetry.
  • the first magnetic structure comprises a first conductive coil 32 1 surrounding a first open magnetic circuit comprising a circular portion 34 1 and a straight portion 30 located in the plane of symmetry.
  • the second structure comprises, in the same way, a second conductive winding 32 2 surrounding a second open magnetic circuit comprising a circular portion 34 2 and the straight part 30 already mentioned, which is therefore common to both structures.
  • the first magnetic structure has a first end 1 with a face perpendicular to the plane of the figure
  • the second magnetic structure has a first end 2 with a face perpendicular to the plane of the figure.
  • These two structures have second ends which, in the example shown, coincide with the end 35 'of the right part 30. The face of this second end is perpendicular to the plane of the faces of the first ends.
  • the device is completed by a movable magnetic piece 36 placed between the first ends 35 1 and 35 2 of the first and second magnetic circuits and the second ends 35 'of these circuits.
  • This piece 36 is fixed to two flexible non-magnetic beams 38 and 39, embedded in a base 40. Naturally, one could use only one beam or use more than two.
  • this device is as follows. As shown in Figure 3, the microactuator is at rest. When the left coil 32 1 is traversed by a current, the left magnetic circuit 34 1 is excited and the movable portion 36 is drawn to the left. It then closes the gap on the left that it defined with the first magnetic circuit. When it is the right winding 32 2 which is traversed by a current, it is the right magnetic circuit 34 2 which is excited and the moving part is attracted to the right. It then closes the gap on the right that it defined with the second magnetic circuit.
  • the microactuator described therefore has two stable working positions. Depending on the composition of the materials of the magnetic windings, the moving part can keep one or the other of these positions even if the power supply of the windings is interrupted (case of hysteresis materials). But the moving part can also resume its rest position (case of soft materials). In the case of hysteresis materials, it will be necessary to demagnetize the magnetic circuit by supplying the appropriate winding with a current of correct direction so that the moving part returns to its initial position.
  • Figures 4A to 41 illustrate a method of producing a microactuator according to the present invention.
  • a substrate 50 for example silicon ( Figure 4A); caissons are engraved and filled with conducting material to obtain a layer of conductors 52 situated on a first level; we planarise the whole; an insulating layer 54 is deposited on which is formed an insulating layer 56 (for example of SiO 2 ) so-called sacrificial layer.
  • a layer of resin 58 is then deposited (FIG. 4B).
  • a layer of magnetic material is deposited (FIG. 4C) to form the magnetic circuit 60 and the future mobile part 62; then the patterns are isolated (FIG. 4D).
  • a new layer of resin 66 is then deposited (FIG. 4E) and the assembly is planarized (FIG. 4F).
  • An insulating layer 70 (FIG. 4G) and a resin layer are then deposited; new boxes are etched in the latter, which are filled with conducting material to obtain a second layer of conductors 74 on a second level. Unrepresented connections make it possible to join the two layers conductors to obtain a winding surrounding the magnetic part.
  • the sacrificial layer 56 (FIG. 4I) is then etched to clear a free space 78 and to release the mobile part 62.
  • FIG. 5 illustrates an application of the invention to the production of an electric microrelay.
  • This device comprises the means already shown in Figure 4 and which have the same references. It further comprises electrical contacts 80 and 82 disposed on the faces of the first ends 35 1 and 35 2 of the magnetic circuits, three contact pads 91, 92, 93 and three tracks 94, 95, 96 connecting the pads to the contacts. 80 and 82 and the base 40.
  • the second ends of the two magnetic circuits are, as in the previous example, coincident with the end 35 'of the common part 30.
  • the mobile part 36 When the left coil 32 1 is energized, the mobile part 36 is attracted to the left and closes the electrical circuit 91, 93. When the right coil 32 2 is energized, the mobile part is drawn to the right and closes again. the electric circuit 92, 93.
  • the electrical contacts are only shown schematically in FIG. 5. In reality, the tracks make it possible to postpone the contact pads towards the periphery of the microrelais where may also include the contacts for controlling the actuator.
  • FIG. 6 illustrates another embodiment of a microactuator according to the invention wherein the central branches of the magnetic circuits are not combined into a single branch 30, as in Figure 3, but consist of two independent branches 30 1 , 2 with second ends 35 ' 1 and 35' 2 whose faces are in planes parallel to each other and perpendicular to the planes of the faces of the first ends 35 1 and 35 2 . Magnetic leakage is thus reduced.
  • FIG. 7 shows an embodiment where the movable magnetic piece 36 is rotatable about an axis 98. It can be pressed either under the end 1 or under the end 2 of the two magnetic circuits 34 1 and 34 2 depending on whether the current flows in the winding 32 1 or in the winding 32 2 .
  • Figure 8 finally, illustrates an embodiment with central symmetry.
  • the two structures (30 1 , 32 1 , 34 1 ) (30 2 , 32 2 , 34 2 ) are symmetrical with respect to a point which is the center of the device.
  • the movable portion 36 can then be connected symmetrically to two bases 40 1 , 40 2 by two sets of two flexible beams (38 1 , 39 1 ) (38 2 , 39 2 ).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

Selon l'invention, l'actionneur comprend deux structures magnétiques fixes (321, 341) (322, 342) et une partie magnétique mobile (36) apte à se déplacer vers l'une ou l'autre des deux extrémités des structures magnétiques. L'actionneur est de préférence réalisé sous forme de microactionneur. Application à la réalisation de microrelais, microvannes, micropompes, etc.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention a pour objet un actionneur magnétique bistable et notamment un microactionneur. Elle trouve une application dans la réalisation de microrelais (électriques ou optiques), de microvannes, de micropompes, etc..
    • Etat de la technique antérieure
  • Le document WO 97/39468 décrit un actionneur magnétique pouvant prendre la forme illustrée sur la figure 1 annexée. Tel que représenté, cet actionneur comprend un circuit magnétique constitué d'une pièce polaire centrale 12 entourée d'un bobinage conducteur 14 et de deux pièces polaires symétriques 16. Une pièce magnétique mobile 18 est disposée en regard de la pièce polaire centrale 12.
  • Lorsqu'un courant circule dans le bobinage 14, une force magnétique F agit sur la pièce magnétique mobile 18 et vient plaquer celle-ci sur une pièce conductrice fixe 19. Ce contact ferme un circuit électrique (non représenté).
  • Un tel actionneur est unidirectionnel en ce sens que la force F exercée sur la pièce mobile ne peut être dirigée que dans un seul sens. Cet actionneur n'est donc pas bistable, mais monostable, la seule position de travail stable étant celle où la pièce mobile 18 est plaquée contre le contact 19.
  • On connaît cependant des actionneurs magnétiques bistables. L'article de M. Sc. H. Ren et al. intitulé "A Bistable Microfabricated Magnetic Cantilever Microactuator with Permanent Magnet" publié dans les Compte-rendus de la 5ème Conférence Internationale Microsystem Technologies 96, Potsdam, 17-19 Septembre, 1996, pages 799 à 801 décrit un actionneur représenté sur la figure 2 annexée. Cet actionneur comprend un aimant permanent 20 prolongé par deux branches magnétiques 22, 24 entourées chacune d'un bobinage conducteur, respectivement 23, 25. Une poutre flexible 26, en matériau magnétique, complète le circuit magnétique. Celui-ci présente donc deux entrefers définis par l'extrémité de la poutre 26 et chacune des extrémités des branches 22 et 24. Le flux magnétique présent dans chacun de ces entrefers résulte de la somme des flux dus à l'aimant permanent 20 et aux courants circulant éventuellement dans l'un ou l'autre des bobinages 23 et 25.
  • Les forces magnétiques F1 et F2 appliquées à l'extrémité de la poutre 26 s'exercent soit dans un sens soit dans l'autre selon que l'un ou l'autre des bobinages conducteurs 23, 25 est parcouru par un courant. Un tel actionneur est donc bidirectionnel ou, si l'on veut, bistable.
  • Cet actionneur bistable présente un inconvénient. En effet, comme la pièce mobile 26 fait intégralement partie du circuit magnétique, son déplacement est limité. Par ailleurs, sa mobilité est réduite car elle résulte d'une flexion d'une pièce magnétique.
  • La présente invention a justement pour but de remédier à cet inconvénient.
    • Exposé de l'invention
  • L'invention propose un actionneur bistable dans lequel le déplacement de la pièce mobile est augmenté et sa mobilité améliorée. Ce but est atteint par le fait que la pièce mobile est fixée à des moyens flexibles qui ne font plus partie du circuit magnétique.
  • De façon plus précise, l'invention a pour objet un actionneur magnétique bistable selon la revendication 1 comprenant :
    • une première structure magnétique fixe comprenant un premier bobinage conducteur entourant un premier circuit magnétique ouvert présentant une première extrémité et une seconde extrémité,
    • une seconde structure magnétique fixe comprenant un second bobinage conducteur entourant un second circuit magnétique ouvert présentant une première extrémité et une seconde extrémité, les premières extrémités des premier et second circuits magnétiques étant disposées en regard l'une de l'autre,
    • une pièce magnétique mobile pouvant occuper une première ou une seconde position de travail stable selon que le premier ou le second bobinage conducteur est excité,
    • pour chaque circuit magnétique, la première extrémité et la seconde extrémité ont des faces situées dans des plans perpendiculaires entre eux, et les secondes extrémités des premier et second circuits magnétiques ont des faces disposées dans un même plan ou sont confondues,
    caractérisé en ce que :
    • la pièce magnétique mobile est localisée au voisinage de la première extrémité du premier circuit magnétique et de la première extrémité du second circuit magnétique,
    • la pièce magnétique mobile est fixée à des moyens non magnétiques permettant le déplacement de la pièce mobile en direction de la première extrémité du premier circuit magnétique ou en direction de la première extrémité du second circuit magnétique.
  • D'autres modes de réalisation sont définis dans les revendications 2-8.
  • Les bobinages conducteurs et les circuits magnétiques peuvent être réalisés selon des techniques empruntées à la microélectronique. L'actionneur est alors un micoactionneur.
  • Les bobinages peuvent être constitués de nappes de rubans conducteurs déposés dans des caissons gravés. Le circuit magnétique peut être réalisé à l'aide de couches de matériaux magnétiques "doux" ou "durs" ou de matériaux à hystérésis. Les matériaux doux s'aimantent de façon linéaire en fonction du champ magnétique qui leur est appliqué (fer, nickel, fer-nickel, fer-cobalt, fer-silicium, ...). Les matériaux durs ont une aimantation fixe qui ne dépend pas du champ appliqué (ferrite, samarium-cobalt, néodyme-fer-bore, platine-cobalt). Les matériaux à hystérésis ont des propriétés se situant entre celles des matériaux doux et celles des matériaux durs. Ils peuvent s'aimanter et garder une aimantation après que le champ d'excitation a disparu.
  • Les deux structures magnétiques peuvent prendre diverses formes, et être par exemple symétriques par rapport à un plan ou par rapport à un point.
  • Quant au déplacement de la pièce mobile, il peut s'agir d'une translation (ou d'une quasi-translation) ou d'une rotation.
    • Brève description des dessins
    • la figure 1, déjà décrite, illustre un actionneur monostable selon l'état de la technique ;
    • la figure 2, déjà décrite, illustre un actionneur bistable selon l'état de la technique ;
    • la figure 3 illustre un mode particulier de réalisation d'un microactionneur bistable selon l'invention ;
    • les figures 4A à 4I montrent différentes étapes d'un procédé de réalisation d'un microactionneur selon l'invention ;
    • la figure 5 illustre une application à la réalisation d'un microrelais ;
    • la figure 6 illustre un autre mode de réalisation ;
    • la figure 7 illustre encore un autre mode de réalisation à centre de symétrie ;
    • la figure 8 illustre un microactionneur à axe de rotation.
    Description de modes particuliers de réalisation
  • La description qui va suivre se rapporte à un microactionneur mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en modifiant les exemples décrits pour obtenir un actionneur.
  • Le mode de réalisation illustré sur la figure 3 correspond à un dispositif présentant un plan de symétrie. La première structure magnétique comprend un premier bobinage conducteur 321 entourant un premier circuit magnétique ouvert comprenant une partie circulaire 341 et une partie droite 30 située dans le plan de symétrie. La seconde structure comprend, de la même manière, un second bobinage conducteur 322 entourant un second circuit magnétique ouvert comprenant une partie circulaire 342 et la partie droite 30 déjà citée, qui se trouve donc être commune aux deux structures.
  • La première structure magnétique possède une première extrémité 351 avec une face perpendiculaire au plan de la figure, et la seconde structure magnétique possède une première extrémité 352 avec une face perpendiculaire au plan de la figure. Ces deux structures possèdent des secondes extrémités qui, dans l'exemple illustré, sont confondues avec l'extrémité 35' de la partie droite 30. La face de cette seconde extrémité est perpendiculaire au plan des faces des premières extrémités.
  • Il va de soi que les formes circulaires des parties 341 et 342 ne sont que des exemples et que l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant des circuits rectangulaires ou autres.
  • Le dispositif se complète par une pièce magnétique mobile 36 placée entre les premières extrémités 351 et 352 des premier et second circuits magnétiques et les secondes extrémités 35' confondues de ces circuits. Cette pièce 36 est fixée à deux poutres flexibles 38 et 39 non magnétiques, encastrées dans une embase 40. Naturellement, on pourrait n'utiliser qu'une seule poutre ou en utiliser plus de deux.
  • Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. Tel que représenté sur la figure 3, le microactionneur est au repos. Lorsque le bobinage de gauche 321 est parcouru par un courant, le circuit magnétique de gauche 341 est excité et la partie mobile 36 est attirée vers la gauche. Elle vient alors fermer l'entrefer de gauche qu'elle définissait avec le premier circuit magnétique. Lorsque c'est le bobinage de droite 322 qui est parcouru par un courant, c'est le circuit magnétique de droite 342 qui est excité et la partie mobile est attirée vers la droite. Elle vient alors fermer l'entrefer de droite qu'elle définissait avec le second circuit magnétique.
  • Le microactionneur décrit possède donc bien deux positions de travail stables. Suivant la composition des matériaux des enroulements magnétiques, la partie mobile peut garder l'une ou l'autre de ces positions même si l'alimentation des bobinages est interrompue (cas des matériaux à hystérésis). Mais la partie mobile peut aussi reprendre sa position de repos (cas des matériaux doux). Dans le cas des matériaux à hystérésis, il faudra désaimanter le circuit magnétique en alimentant le bobinage approprié avec un courant de sens correct pour que la partie mobile reprenne sa position initiale.
  • Les figures 4A à 41 illustrent un procédé de réalisation d'un microactionneur selon la présente invention. On part d'un substrat 50, par exemple en silicium (figure 4A) ; on y grave des caissons qu'on remplit de matériau conducteur pour obtenir une nappe de conducteurs 52 situés sur un premier niveau ; on planarise l'ensemble ; on dépose une couche isolante 54 sur laquelle on forme une couche 56 isolante (par exemple en SiO2) couche dite sacrificielle.
  • On dépose ensuite (figure 4B) une couche de résine 58. Dans cette couche de résine, on dépose une couche de matériau magnétique (figure 4C) pour former le circuit magnétique 60 et la future partie mobile 62 ; puis on isole les motifs (figure 4D).
  • On dépose ensuite une nouvelle couche de résine 66 (figure 4E) et on planarise l'ensemble (figure 4F).
  • On dépose ensuite une couche isolante 70 (figure 4G) et une couche de résine ; on grave dans celle-ci de nouveaux caissons que l'on remplit de matériau conducteur pour obtenir une seconde nappe de conducteurs 74 sur un deuxième niveau. Des connexions non représentées permettent de réunir les deux nappes de conducteurs pour obtenir un bobinage entourant la pièce magnétique.
  • On planarise l'ensemble (figure 4H) et l'on isole les différents motifs.
  • On grave ensuite la couche sacrificielle 56 (figure 4I) pour dégager un espace libre 78 et libérer la partie mobile 62.
  • La figure 5 illustre une application de l'invention à la réalisation d'un microrelais électrique. Ce dispositif comprend les moyens déjà représentés sur la figure 4 et qui portent les mêmes références. Il comprend, en outre, des contacts électriques 80 et 82 disposés sur les faces des premières extrémités 351 et 352 des circuits magnétiques, trois plots de contact 91, 92, 93 et trois pistes 94, 95, 96 reliant les plots aux contacts 80 et 82 et à la base 40. Les secondes extrémités des deux circuits magnétiques, sont, comme dans l'exemple précédent, confondues avec l'extrémité 35' de la partie commune 30.
  • Lorsque le bobinage de gauche 321 est alimenté, la partie mobile 36 est attirée vers la gauche et vient refermer le circuit électrique 91, 93. Lorsque le bobinage de droite 322 est alimenté, la partie mobile est attirée vers la droite et vient refermer le circuit électrique 92, 93.
  • Les contacts électriques ne sont que schématisés sur la figure 5. Dans la réalité, les pistes permettent de reporter les plots de contact vers la périphérie du microrelais où peuvent figurer également les contacts permettant de commander l'actionneur.
  • La figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'un microactionneur selon l'invention dans lequel les branches centrales des circuits magnétiques ne sont pas confondues en une seule branche 30, comme sur la figure 3, mais sont constitués de deux branches indépendantes 301, 302 avec des secondes extrémités 35'1 et 35'2 dont les faces sont dans des plans parallèles entre eux et perpendiculaires aux plans des faces des premières extrémités 351 et 352. Les fuites magnétiques sont ainsi réduites.
  • La figure 7 montre un mode de réalisation où la pièce magnétique mobile 36 est mobile en rotation autour d'un axe 98. Elle peut venir se plaquer soit sous l'extrémité 351 soit sous l'extrémité 352 des deux circuits magnétiques 341 et 342 selon que le courant passe dans l'enroulement 321 ou dans l'enroulement 322.
  • La figure 8, enfin, illustre un mode de réalisation à symétrie centrale. Autrement dit, les deux structures (301, 321, 341) (302, 322, 342) sont symétriques par rapport à un point qui est le centre du dispositif. La partie mobile 36 peut alors être reliée de manière elle aussi symétrique à deux embases 401, 402, par deux jeux de deux poutres flexibles (381, 391) (382, 392) .

Claims (8)

  1. Actionneur magnétique bistable comprenant :
    - une première structure magnétique fixe comprenant un premier bobinage conducteur (321) entourant un premier circuit magnétique ouvert (341) présentant une première extrémité (351) et une seconde extrémité (35'1, 35'2, 35'),
    - une seconde structure magnétique fixe comprenant un second bobinage conducteur (322) entourant un second circuit magnétique ouvert (342) présentant une première extrémité (352) et une seconde extrémité (35'2), les premières extrémités (351, 352) des premier et second circuits magnétiques étant disposées en regard l'une de l'autre,
    - une pièce magnétique mobile (36) pouvant occuper une première ou une seconde position de travail stable selon que le premier ou le second bobinage conducteur (321, 322) est excité,
    - pour chaque circuit magnétique, la première extrémité et la seconde extrémité ont des faces situées dans des plans perpendiculaires entre eux, les secondes extrémités des premier et second circuits magnétiques ont des faces disposées dans un même plan ou sont confondues,
    caractérisé en ce que :
    - la pièce magnétique mobile (36) est localisée au voisinage de la première extrémité (351) du premier circuit magnétique et de la première extrémité (352) du second circuit magnétique,
    - la pièce magnétique mobile (36) est fixée à des moyens non magnétiques (38, 39) permettant le déplacement de la pièce mobile (36) en direction de la première extrémité (351) du premier circuit magnétique ou en direction de la première extrémité (352) du second circuit magnétique.
  2. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel les première (321, 341) et seconde (322, 342) structures magnétiques sont disposées symétriquement l'une de l'autre par rapport à un plan.
  3. Actionneur selon la revendication 2, dans lequel les moyens auxquels la pièce magnétique mobile est fixée comprennent au moins une poutre flexible (38, 39) non magnétique.
  4. Actionneur selon la revendication 2, dans lequel le premier et le second circuits magnétiques ont en commun une branche magnétique (30) située dans le plan de symétrie.
  5. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel les première et seconde structures magnétiques sont disposées symétriquement par rapport à un point.
  6. Actionneur selon la revendication 5, dans lequel les moyens auxquels la pièce magnétique mobile (36) est fixée comprennent au moins deux poutres flexibles (381, 391) (382, 392) symétriques.
  7. Actionneur selon la revendication 1, dans lequel la pièce magnétique mobile (36) est mobile en rotation autour d'un axe (98).
  8. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les bobinages conducteurs (321, 322) et les circuits magnétiques (341, 342, 30, 301, 302) sont réalisés en matériaux déposés en couches, l'actionneur étant alors un microactionneur.
EP02735523A 2001-05-03 2002-04-29 Actionneur magnetique bistable Expired - Lifetime EP1425764B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0105909A FR2824417B1 (fr) 2001-05-03 2001-05-03 Actionneur magnetique bistable
FR0105909 2001-05-03
PCT/FR2002/001487 WO2002091402A2 (fr) 2001-05-03 2002-04-29 Actionneur magnetique bistable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1425764A2 EP1425764A2 (fr) 2004-06-09
EP1425764B1 true EP1425764B1 (fr) 2007-11-14

Family

ID=8862933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02735523A Expired - Lifetime EP1425764B1 (fr) 2001-05-03 2002-04-29 Actionneur magnetique bistable

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7049915B2 (fr)
EP (1) EP1425764B1 (fr)
JP (1) JP4034657B2 (fr)
DE (1) DE60223566T2 (fr)
FR (1) FR2824417B1 (fr)
WO (1) WO2002091402A2 (fr)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7463125B2 (en) * 2002-09-24 2008-12-09 Maxim Integrated Products, Inc. Microrelays and microrelay fabrication and operating methods
US6621135B1 (en) * 2002-09-24 2003-09-16 Maxim Integrated Products, Inc. Microrelays and microrelay fabrication and operating methods
FR3050339B1 (fr) 2016-04-15 2020-08-28 Enerbee Generateur d'electricite comprenant un convertisseur magneto-electrique et son procede de fabrication
US10240881B1 (en) 2017-03-08 2019-03-26 Louis M. Galie Fast action shock invariant magnetic actuator for firearms
US12398968B2 (en) 2017-03-08 2025-08-26 Sturm, Ruger & Company, Inc. Fault tolerant electromagnetic safety system for firearms
US10969186B2 (en) 2017-03-08 2021-04-06 Strum, Ruger & Company, Inc. Fast action shock invariant magnetic actuator for firearms
US10458736B2 (en) 2017-03-08 2019-10-29 Sturm, Ruger & Company, Inc. Dynamic variable force trigger mechanism for firearms
US11300378B2 (en) 2017-03-08 2022-04-12 Sturm, Ruger & Company, Inc. Electromagnetic firing system for firearm with interruptable trigger control
US10670361B2 (en) 2017-03-08 2020-06-02 Sturm, Ruger & Company, Inc. Single loop user-adjustable electromagnetic trigger mechanism for firearms
US12385708B2 (en) 2017-03-08 2025-08-12 Sturm, Ruger & Company, Inc. Safety for firearm electromagnetic firing system
EP3593080B1 (fr) 2017-03-08 2024-02-21 Sturm, Ruger & Company, Inc. Mécanisme de détente à force variable dynamique d'armes à feu
US10900732B2 (en) 2017-03-08 2021-01-26 Sturm, Ruger & Company, Inc. Electromagnetic firing system for firearm with firing event tracking

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3858135A (en) * 1973-08-14 1974-12-31 S Gray Push-pull linear motor
US5724015A (en) * 1995-06-01 1998-03-03 California Institute Of Technology Bulk micromachined inductive transducers on silicon
US5847631A (en) 1995-10-10 1998-12-08 Georgia Tech Research Corporation Magnetic relay system and method capable of microfabrication production
US5793272A (en) * 1996-08-23 1998-08-11 International Business Machines Corporation Integrated circuit toroidal inductor
WO1998042959A1 (fr) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Dispositif de commande electromagnetique
DE19714413A1 (de) * 1997-04-08 1998-10-15 Braunewell Markus Elektromagnetischer Antrieb
US5818131A (en) * 1997-05-13 1998-10-06 Zhang; Wei-Min Linear motor compressor and its application in cooling system
JP3684118B2 (ja) * 1999-09-03 2005-08-17 キヤノン株式会社 電磁アクチュエータ、光スキャナ
JP3492288B2 (ja) * 2000-06-16 2004-02-03 キヤノン株式会社 電磁アクチュエータ、該電磁アクチュエータの作製方法、該電磁アクチュエータを用いた光偏向器
US6803843B2 (en) * 2001-02-22 2004-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Movable-body apparatus, optical deflector, and method of fabricating the same
FR2826504B1 (fr) * 2001-06-25 2003-09-12 Commissariat Energie Atomique Actionneur magnetique a temps de reponse reduit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002091402A3 (fr) 2004-03-25
FR2824417B1 (fr) 2004-05-14
EP1425764A2 (fr) 2004-06-09
DE60223566T2 (de) 2008-10-23
DE60223566D1 (de) 2007-12-27
JP4034657B2 (ja) 2008-01-16
FR2824417A1 (fr) 2002-11-08
JP2004534494A (ja) 2004-11-11
US7049915B2 (en) 2006-05-23
US20040113732A1 (en) 2004-06-17
WO2002091402A2 (fr) 2002-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1425764B1 (fr) Actionneur magnetique bistable
US6469603B1 (en) Electronically switching latching micro-magnetic relay and method of operating same
US20020140533A1 (en) Method of producing an integrated type microswitch
EP1556873B1 (fr) Dispositif de commutation electrique, relais et appareil electrique comportant un tel dispositif
US6084281A (en) Planar magnetic motor and magnetic microactuator comprising a motor of this type
EP0974185B1 (fr) Actionneur lineaire ameliore
WO2016002453A1 (fr) Dispositif d'entraînement de miroir et son procédé de fabrication
EP2164088A1 (fr) Un micro-relais
CA2328701A1 (fr) Commutateurs mems actives magnetiquement et configurations de commutation connexes
US7327211B2 (en) Micro-magnetic latching switches with a three-dimensional solenoid coil
FR2848326A1 (fr) Dispositif d'affichage tactile multi-couches a base d'actionneurs electromagnetiques
KR100661176B1 (ko) Ｍｅｍｓ 스위치 및 그 제조 방법
EP1428232A2 (fr) Actionneur magnetique a aimant mobile
FR2661041A1 (fr) Commutateur magnetique pour lignes coaxiales de transmission.
US20190066937A1 (en) Mems dual substrate switch with magnetic actuation
US11594389B2 (en) MEMS dual substrate switch with magnetic actuation
JP2006524880A (ja) 積層電気機械構造の組み立て方法
US20050104694A1 (en) Low-voltage and low-power toggle type-SPDT RF MEMS switch actuated by combination of electromagnetic and electrostatic forces
FR2826504A1 (fr) Actionneur magnetique a temps de reponse reduit
EP1647034B1 (fr) Actionneur magnetique a levitation
US20020196112A1 (en) Electronically switching latching micro-magnetic relay and method of operating same
US20060164193A1 (en) Electrostatic micro-switch for components with low operating voltages
US7300815B2 (en) Method for fabricating a gold contact on a microswitch
JP3591881B2 (ja) 小型リレー
FR2880730A1 (fr) Microsysteme utilisant un microactionneur magnetique a aimant permanent.

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20031021

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 60223566

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20071227

Kind code of ref document: P

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20080128

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20080815

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20120416

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20120511

Year of fee payment: 11

Ref country code: GB

Payment date: 20120423

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20120420

Year of fee payment: 11

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20130429

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20131101

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130429

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20131231

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 60223566

Country of ref document: DE

Effective date: 20131101

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130430

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130429