JPH0356057A - 可動素子の回動を制御する装置 - Google Patents

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 本発明は可動素子の軸線を中心とする回転を電磁的に制
御する装置に関する。

従来の技術 永久磁石を内蔵する可回転素子をその軸線を中心として
動かすことは既知の技術であり、たとえば本願出願人を
出願人とするＥＰ−　Ａ−　８７．１０４７８６．６お
よびＥＰ−　Ａ−　８８．１０００１５．２に記載され
ているところである。ＥＰ−　Ａ−　８７．１０４７８
６．６においては、このような技術が、永久磁石を内蔵
するシリンダを回動せしめて、これを予じめ選定した位
置で停止せしめるのに用いられている。このシリンダは
情報を表示する装置の一部分をなしており、これの回動
はこの表示部に現われる情報を変更するのに用いられる
。

ＥＰ−　Ａ−　８８．ｌＯＯＯｌ５．２においては、こ
の永久磁石の回動を制御する電磁石のいくつかの好適な
実施例が示されている。これらの電磁石は主として、永
久磁石を内蔵するシリンダを、電磁石の磁極の少なくと
もひとつを選択的に作動せしめることにより６つの異な
った位置に動かすように設計されていた。この最終結果
は、核の少なくともひとつがマルチボール核であるとこ
ろにダイボール磁界が形成されること、すなわち北極ま
たは南極（またはその両方）が電磁石の少なくともふた
つの磁極によって成ることである。

この装置の主要な欠点は、永久磁石の非整合が生じ得る
こと、すなわち、永久磁石が所要位置から数度だけずれ
た位置に止まることがあることである。この非整合は装
置全体の作動に著しく悪影響を及ぼす。ことにこの装置
が情報の表示に用いられる時にこれが著しい。

発明の目的 本発明は、永久磁石の非整合が！度を越えない装置によ
って上述の問題を解決することにある。

発明の概要 本発明によれば、軸線に関して対称な可動素子のその軸
線を中心とする回動を制御する装置であって、前記可動
素子に内蔵された永久磁石を制御する固定電磁石を包含
し、この固定電磁石が、それぞれひとつまたはそれ以上
の巻線からなる少なくともひとつのコイルを有する３つ
の等間隔を隔てた磁極を有する装置において、前記電磁
石の磁極の少なくとも内面を円弧の形に成形したこと、
およびこれら各円弧の前記回動軸線に対する開口角度を
約７０度ないし約１１０度としたことを特徴とする装置
が提供される。

また本発明によれば、少なくともひとつの永久磁石を内
蔵する可動素子のその軸線を中心とする回動を電磁的に
制御する方法において、電磁石を３つのコイルに同時に
電流を流すことにより作動せしめるが、この電流はそれ
ぞれのコイルについては関係ヒステリシスループの臨界
強さよりは弱い強さとし、かつこれら電流の総和が前記
臨界強さをこえる強さとなるようにしたこと、および前
記電流を前記コイルのうちふたつについては第１の方向
に、また第３のコイルについてはこの第１の方向とは逆
の方向である第２の方向に流すことを特徴とする方法が
提供される。

さらに本発明は上述の装置を複数個用いて形成したマト
リックスパネルにも関するものである。

実施例 図面においては、同様または対応する部分については同
一の符号を付して示してある。第１図は電磁石ｌと永久
磁石２とにより形戊された装置の横断面図である。この
電磁石ｌは３つの磁極４．４′，４”および基部３を有
する。磁極４．４′，４”は共通の中心８を有する円周
上に並んだ円弧の形にしてあり、この円弧の長さは第１
図にαで示す開口角度が約７０度ないし約１１０度であ
る。実際には、この角度範囲は永久磁石の非整合をさけ
るに特に有効である範囲に実験的に定めたもので、最適
角度は約８２度である。

この電磁石は任意の種類の永久磁石と共に用いることが
でき、その最も正確な位置決めは、第１図に示した形式
の永久磁石２を用いた時に達成される。

永久磁石２は、実質的に平行で平坦なふたつの側面６と
、北極および南極に対応するふたつの弧状の面７．９と
を有する。好適な実施例においては、而７．９の開口角
度は磁極４　−　４　”の開口角度と同様な程度として
ある。

永久磁石２の主要な特徴は、各面７．９に溝５が設けて
あることである。この溝５は面７．９に沿って長手方向
に延在し、これら面の中央線上に位置し、永久磁石２の
回転軸８に平行である。このようにして磁束は磁極４′
からこの面７の溝５によって限界される面７のふたつの
位置を介して永久磁石２へ正しく差し向けられ、また永
久磁石２から面９上の溝５によって限界される同様なふ
たつの位置を介して磁極４″および４へ正しく差し向け
られる。この逆もまた真である。

このようにして、装置の寸法を正しく定めて永久磁石の
各選択位置に組付けると、第１の溝５は一方の磁極の中
間に位置し、他方の磁極５は他のふたつの磁極の間のス
ペースの中間に位置する。

磁束の方向制御をさらによくするためには、磁極４　−
　４　”を第２図および第３図に示すように変更すると
よい。

第２図に示す変更例では、溝１１が磁極１０の内側に設
けてある。すなわち永久磁石に面する側に設けてある。

第３図に示す変更例では磁極ｌ２が端部スロットを有す
るものとしてある。すなわちその上端部にスロットまた
はギャップ１３が存在する。

いずれの場合にも、溝１１およびスロット１３は永久磁
石のｐｌ５が止まるところ（第１図の磁極４′の前）の
位置に設けてある。単なる溝付の磁極および端部にスロ
ットを形成した磁極を第４図の斜視図に一諸に例示して
ある。しかし電磁石の磁極はひとつの実施例において同
形のものとすべきことは明かである。また一般に最も好
適な形式の磁極は溝付磁極である。

第４図に示すように、各磁極４．４′，４”にはコイル
１４，１５．１６が設けてある。これらのコイルのそれ
ぞれは予じめ選定した巻回数の巻線から成る。

電磁石を作動せしめるためには、第１のコイルすなわち
磁極４′のコイル１５は、この磁極４′を付勢するには
充分な強さであるが、関係するヒステリシスループの臨
界強さよりも弱い強さを有する電流を第１の方向に供給
されている。同じ電流が磁極４および４″に、磁極４′
へ供給した第１の電流の流れる方向とは反対の方向に供
給される。このように磁極４．４′および４″に同時に
電流を流した時、これらの電流による総合効果として電
磁石ｌが作動せしめられる。これによってマルチボール
核ダイボール磁界が形成されるのである。たとえば磁極
４′は北極であり、他方南極が磁極４および４″によっ
て形成される。

このように各装置に必要とされる電極の数は３つである
。このような装置の複数個により形威されるマトリック
スパネルが第５図に回路を略示してある。この図では図
面を簡略化するために磁極４−４　”を第１図の場合よ
りはるかに小さく示している。

前述のように、電磁石の各磁極はひとつの電極にひとつ
のコイルを有し、各電極は同じ行か、同じ列か、同じ対
角線上のすべての磁極に接続している。第５図において
たとえば左の列上のすべての磁極４′は電極１８により
接続されている。電極２０は底部の行のすべての磁極４
″に接続している。

また電極２１は同じ対角線上に位置するすべての磁極４
に接続している。

本発明によるマトリックスのための電極の全数はこのよ
うに既知のマトリックスにおける場合にくらべて大きく
減小せしめられ、従ってこのようなマトリックスは従来
のどのマトリックスにくらべてはるかに簡単であり製作
容易である。また本発明装置のおかげで永久磁石を収容
する素子をはるかに正確に位置決めすることができる。

この素子を制御するためには前述のようにこの所望素子
を横切る３つの電極のすべてに給電することが必要であ
る。たとえば第５図に示すように、もし素子ＡおよびＢ
を作動せしめようとすると、素子Ａのための電極１８．
２０’および２１と素子Ｂのための電極１８′，２０お
よび２１に給電する。他の素子たとえば素子Ｃまたは素
子Ｄは、これらを接続する電極のひとつだけまたはふた
つだけ（素子Ｃについては電極２０，および素子Ｂにつ
いては電極１８および２０）しか給電されないので、関
与する電磁石を制御するに充分な臨界強さに達しないの
である。これにより、マトリックスのすべての点を少な
い電極数および少ない制御部品数で制御することが可能
となるのである。

以上本発明を添付図面に例示したその好適な実施例につ
いて詳述したが、本発明はこれらの特定の実施例に限定
されるものではなく、本発明の精神を逸脱しないで幾多
の変化変形がなし得ることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁石と永久磁石の横断面図、第２図は異なっ
た形状を有する電磁石の磁極の横断面図、第３図は第３
の型式の磁極の横断面図、第４図は電磁石の側面図、第
５図は複数個の装置で形成したマトリックス領域の略図
である。 ｌ・・電磁石、２・・永久磁石、３・・基部、４．４′
，４”・・磁極、５・・溝、６・・側面、７９・・面、
８・・回動軸線、１０・・磁極、ｉ１・・溝、 １２・ ・磁極、 １３・ ・スロット、 １４．１５．１６・ コイル、 １８ ２０ ２１・ ・電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　軸線に関して対称な可動素子のその軸線を中心とす
   る回動を制御する装置であって、前記可動素子に内蔵さ
   れた永久磁石（２）を制御する固定電磁石（１）を包含
   し、この固定電磁石が、それぞれひとつまたはそれ以上
   の巻線からなる少なくともひとつのコイル（１４，１５
   ，１６）を有する３つの等間隔を隔てた磁極（４，４′
   ，４″）を有する装置において、前記電磁石の磁極の少
   なくとも内面を円弧の形に成形したこと、およびこれら
   各円弧の前記回動軸線に対する開口角度（α）を約７０
   度ないし約１１０度としたことを特徴とする装置。 ２　請求項１記載の装置において、前記円弧の開口角度
   （α）を約８２度としたことを特徴とする装置。 ３　請求項１記載の装置において、前記永久磁石（２）
   がそのふたつの磁極のそれぞれに沿って溝（５）を有し
   、この溝（５）が、磁極面（７，９）の中間において前
   記永久磁石（２）の回動軸線（８）に平行に位置してい
   ることを特徴とする装置。 ４　請求項３記載の装置において、前記永久磁石の磁極
   面（７，９）が、前記電磁石の磁極（４−４″）の半径
   および開口角度に類似する半径および開口角度を有する
   円弧の形としてあることを特徴とする装置。 ５　請求項１記載の装置において、前記電磁石の各磁極
   （１０，１２）が溝（１１）、スロット（１３）または
   これらに類似する部分を、磁極の中間で前記永久磁石（
   ２）に面し前記永久磁石（２）の回動軸線（８）に平行
   に配設したことを特徴とする装置。 ６　請求項１記載の装置において、前記電磁石（１）の
   各磁極（４−４″，１０，１２）がひとつの巻線から成
   る単一のコイルを有することを特徴とする装置。 ７　少なくともひとつの永久磁石を内蔵する可動素子の
   その軸線を中心とする回動を電磁的に制御する方法にお
   いて、電磁石（１）を３つのコイル（１４−１６）に同
   時に電流を流すことにより作動せしめるが、この電流は
   それぞれのコイルについては関係ヒステリシスループの
   臨界強さよりは弱い強さとし、かつこれら電流の総和が
   前記臨界強さをこえる強さとなるようにしたこと、およ
   び前記電流を前記コイルのうちふたつについては第１の
   方向に、また第３のコイルについてはこの第１の方向と
   は逆の方向である第２の方向に流すことを特徴とする方
   法。 ８　それぞれ電磁石により可動素子のその軸線を中心と
   する回動を制御するようにした複数の装置により形成さ
   れたマトリックスパネルにおいて、前記複数の装置を請
   求項１ないし６のいずれかに従って製作したことを特徴
   とするマトリックスパネル。 ９　請求項８記載のマトリックスパネルにおいて、垂直
   方向、水平方向、対角線方向の３つの方向の電極が前記
   可動素子の電磁石を直列接続し、各電磁石が３つの電極
   によって給電され角度位置を制御するように付勢される
   ことを特徴とするマトリックスパネル。