JPH0794323A - 永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド - Google Patents
永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイドInfo
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- JPH0794323A JPH0794323A JP20355793A JP20355793A JPH0794323A JP H0794323 A JPH0794323 A JP H0794323A JP 20355793 A JP20355793 A JP 20355793A JP 20355793 A JP20355793 A JP 20355793A JP H0794323 A JPH0794323 A JP H0794323A
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Abstract
石を持つ双方向リニヤーソレノイドを提供するにある。 【構 成】 左右に移動可能なシャフト12のほぼ中央
部に、半径方向にN,S極に着磁された円筒形磁石11
を固着して、プランジャ部10を構成し、該プランジャ
部10の外周に空隙長lの空隙19を介して円筒形ポー
ル15及び16を配置し、円筒形ポール15及び16の
内周と、プランジャ部10の外周との間に空隙長δの磁
気空隙17及び18を構成してある。 【効 果】 円筒形磁石11の位置がx>l/2からx
<(L−l/2)まで移動しても、プランジャ部10を
円筒形ポール15及び16に吸引する力が釣合って、プ
ランジャ部10には何ら吸引力が働かないので、等価的
に無極状態となる効果がある。
Description
動作をする、永久磁石を持つ、双方向リニヤーソレノイ
ドに関するものである。
イルへの通電方向を変換し、プランジャを左右に移動さ
せ、通電を切ったとき、プランジャに保持力を持たせ
ず、自由な状態にする無極双方向リニヤーソレノイドと
しては、特開平4−287902号(特願平2−327
635号)の無極双方向リニヤーソレノイドがあった。
石を使用しないで無極にしたことを特徴としているの
で、永久磁石を用いてもなお、等価的に無極となるよう
な双方向リニヤーソレノイドは未だ実現されていない。
いた、双方向リニヤーソレノイドで、等価的に無極とな
る、双方向リニヤーソレノイドを提供するためになされ
たもので、その特徴とするところは、左右に移動可能な
シャフト12のほぼ中央部に、半径方向にN,S極に着
磁された円筒形磁石11を固着して、プランジャ部10
を構成し、該プランジャ部10の外周に、夫々円筒形ポ
ール15及び16を突出して対向させた、軟磁性材より
なるサイドヨーク13及び14の外周を、軟磁性材より
なるヨーク20で固着する。而して、円筒形ポール15
及び16の突出端面間に空隙長lの空隙19を構成し、
円筒形ポール15及び16の内周と、プランジャ部10
の外周との間に空隙長δの磁気空隙17及び18を構成
したことにある。
5及び16と、プランジャ部10の間に作用する吸引力
は、夫々プランジャ部10を円筒形ポール15及び16
内に吸引するように作用する。
本発明の永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレ
ノイドの側断面図、図2は図1A−A断面矢視図であ
る。図1及び図2において、11は例えばネオジム(N
d)、鉄(Fe)及び硼素(B)を主成分とする異方性
焼結磁石のように、特に抗磁力の比較的大きい円筒形磁
石で、半径方向に異方性とし、着磁してある。即ちN,
Sがその磁極である。12は、非磁性材又は磁性材より
なるシャフトで、円筒形磁石11をそのほぼ中央部外周
に接着等の手段で固着し、プランジャ部10を構成して
いる。13及び14は、軟磁性材よりなるサイドヨーク
で、夫々円筒形ポール15及び16を対向して突出さ
せ、その突出端面間に空隙長lの空隙19を構成してい
る。円筒形ポール15及び16の内周は、プランジャ部
10の円筒形磁石11と夫々磁気空隙17及び18を介
して対向させ、夫々磁気空隙長δを構成している。20
は軟磁性材よりなるヨークで、サイドヨーク13及び1
4の外周をかしめ等の手段で固着してある。21,21
は非磁性材よりなるベアリングケース、22,22はリ
ニヤーボールベアリングで、シャフト12の両端部2
3,23を支持し、磁気空隙長δを維持しながらシャフ
ト12が滑動し得るように構成してある。24は、円筒
形ポール15及び16を周回して捲かれたコイル、25
は、コイル24のリード線である。図3は、シヤフト1
2が非磁性材のときの、各部の磁力線の通過する状況を
示した図で、各部の符号は、図1及び図2と同様であ
る。図3で、実線矢印は、円筒形磁石11によって発生
する磁力線の通過する模様を、点線矢印は、コイル24
に図1及び図3で示す方向に直流を通電したとき発生す
る磁力線の通過する模様を示したものである。図3の状
態で、円筒形磁石11の外周の磁位をΦとすれば、磁気
空隙17及び18の円筒形磁石11による磁束密度B
は、数1の通りである。
吸引力は、円筒形ポール15及び16の先端と円筒形磁
石11との間の磁気空隙31及び32での磁束密度を夫
々B31及びB32とし、プランジャ部10の外径即
ち、円筒形磁石11の外径をD(D≧δ)、比例常数を
K1として、磁気空隙31では、Φ31を磁気空隙31
での円筒形磁石11の磁位として、数2の力がプランジ
ャ部10を円筒形ポール15内に吸引する(図3で左方
向)ように働き、磁気空隙32では、Φ32を磁気空隙
32での円筒形磁石11の磁位として、数3の力がプラ
ンジャ部10を円筒形ポール16内に吸引する(図3で
右方向)ように働く。
す方向に直流電流iを通電すると、コイル24の捲回数
をNとして数4で示す起磁力Hiが発生する。
透磁率が空気のそれに比べて十分大きいとし、円筒形ポ
ール16から15に至る磁気回路の磁気抵抗をRiとす
ると、円筒形磁石11のリコイル透磁率が前掲の材料で
はμr≒1.05で、殆ど空気と同じであるから、円筒
形磁石11の位置に無関係にRiが一定であると見倣せ
る。磁気空隙31及び32における直流電流iによる磁
束密度を夫々b31及びb32とすれば、比例常数をK
2として共に数5の通りである。
され、磁気空隙32では、B32とb32は減算される
ので、プランジャ部10を図で左方向に移動させるよう
に働く力を正として全吸引力Ftは数6の通りになる。
31では、B31とb31が減算され、磁気空隙32で
は、B32とb32が加算され、プランジャ部10を図
で右方向に移動させようとする数7で示す力−Ftが働
く。
ーソレノイドとして動作する。図4は、プランジャ部1
0の他の実施例を示す正面図で、符号は図1と同じであ
る。図では、プランジャ部10の円筒形磁石11を円周
方向で4等分、一般にn(n≧2)等分して構成してい
る。図5及び図6は、プランジャ部10の他の実施例を
示す側断面図及び正面図である。図で、12はシャフ
ト、41は円筒形磁石、42は軟磁性材よりなる円筒
で、円筒形磁石41の外周に接着等の手段で固着し、プ
ランジャ部10を構成している。又図5及び図6の構造
で円筒形磁石41を円周方向でn(n≧2)等分した構
造にしてもよい。
方法を適当に選択すれば、その両端面付近を除いてほぼ
一定に着磁することができる。円筒形磁石11の長さを
L、円筒形ポール15及び16の中心面Y−Yから円筒
形磁石11の右端までの距離をxとすれば、x≒l/2
及びx≒(L−l/2)付近を除いてx>l/2からx
<(L−l/2)まで移動してもB31≒B32であ
る。従ってこの間では数2で表される吸引力F31と数
3で表される吸引力F32とが釣合い、プランジャ部1
0には何ら吸引力が働かないことになる。即ちプランジ
ャ部10が等価的に無極状態となる効果がある。円筒形
磁石11がx≦l/2特にx≒l/2では、円筒形磁石
11を図1及び図3で右方向に移動させようとする力が
異常に大きくなり、x≧(L−l/2)特にx≒(L−
l/2)では、円筒形磁石11を図1及び図3で左方向
に移動させようとする力が異常に大きくなる。図7は、
横軸をx、縦軸をFtとして、Ftとxの関係を示す図
で、Ftの正方向は、プランジャ部10を図1及び図3
で左方向に移動させるように働く力である。図7で実線
で示したFtは、コイル24に通電しないとき即ち円筒
形磁石11のみによって発生する吸引力を表している。
又図7には、コイル24に夫々+i及び−iの直流を通
電したときの吸引力も点線で併記してある。円筒形磁石
11が図2で示すように、リング状になっているとき、
図のように着磁するためには、特殊な着磁治具を必要と
するが、図4のようにn(n≧2)分割してあると、通
常の着磁器で容易に着磁できる効果がある。円筒形磁石
11の外周の磁位Φは、着磁方法を適当に選択して、そ
の両端面付近を除いてほぼ一定に着磁することができる
が、磁石内部の材質のばらつき等により磁位Φのばらつ
きを完全に無くすことが難しい場合がある。このような
とき図5及び図6のように円筒形磁石41の外周を、透
磁率の大きい軟磁性材の円筒42で被覆すると円筒42
の表面磁位が、その両端面付近を除いて一定になる効果
がある。
ヤーソレノイドの側断面図
線の通過する状況を示した図
Claims (3)
- 【請求項1】 左右に移動可能なシャフト12のほぼ中
央部に、半怪方向にN,S極に着磁された円筒形磁石1
1を固着して、プランジャ部10を構成し、該プランジ
ャ部10の外周に、夫々円筒形ポール15及び16を突
出して対向させた、軟磁性材よりなるサイドヨーク13
及び14の外周を軟磁性材よりなるヨーク20で固着す
る。而して、円筒形ポール15及び16の突出端面間に
空隙長lの空隙19を構成し、円筒形ポール15及び1
6の内周と、プランジャ部10の外周との間に空隙長δ
の磁気空隙17及び18を構成したことを特徴とする、
永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド。 - 【請求項2】 プランジャ部10の円筒形磁石11を円
周方向でn(n≧2)等分して構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲請求項1に記載された、永久磁石を持
つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド。 - 【請求項3】 プランジャ部10を円筒形磁石41の外
周に軟磁性材よりなる円筒42を固着して構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲請求項1に記載された、永
久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203557A JP2582032B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203557A JP2582032B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794323A true JPH0794323A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2582032B2 JP2582032B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=16476115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203557A Expired - Lifetime JP2582032B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 永久磁石を持つ、等価無極双方向リニヤーソレノイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582032B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002101631A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Smc Corp | 磁石可動型電磁アクチュエータ |
| DE102004054397B4 (de) * | 2003-11-13 | 2011-04-28 | Smc Corp. | Elektromagnetisches Stellglied |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5203557A patent/JP2582032B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002101631A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Smc Corp | 磁石可動型電磁アクチュエータ |
| DE102004054397B4 (de) * | 2003-11-13 | 2011-04-28 | Smc Corp. | Elektromagnetisches Stellglied |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2582032B2 (ja) | 1997-02-19 |
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