JP6135944B2 - Magnetic device - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも１つのステータ磁石及び少なくとも１つのトランスレータ磁石を含む磁気装置であって、上記トランスレータは、本発明の磁気装置の動作時に、上記ステータに対して絶えず変化可能なトランスレータ移動方向に移動可能に支持される、磁気装置に関する。 The present invention is a magnetic device comprising at least one stator magnet and at least one translator magnet, wherein the translator moves in a continuously moving direction of the translator relative to the stator during operation of the magnetic device of the present invention. It relates to a magnetic device which is supported in a possible manner.
従来技術の電気モータの動作、特に回転モータの動作は、トランスレータ及びステータの磁場強度が、電気駆動装置に外部から作用する力又は発生される力に従って制御されることを特徴とする。トランスレータとステータとの間の距離は、従来技術の電気モータの動作時には変化しない。 The operation of the electric motor of the prior art, in particular the operation of the rotary motor, is characterized in that the magnetic field strength of the translator and the stator is controlled according to the force acting on the electric drive device or generated force. The distance between the translator and the stator does not change during operation of the prior art electric motor.
本発明の課題は、特に、特に良好な有効性の磁気駆動装置を提供することである。加えて、本発明の課題は、非常に円滑であること、及び可能な限り均一なトランスレータの移動等の特に有益な特性を有する磁気駆動装置を確実にすることである。 The object of the present invention is to provide a magnetic drive device with particularly good effectiveness. In addition, it is an object of the present invention to ensure a magnetic drive which is very smooth and has particularly beneficial properties such as translator movement as uniform as possible.
従来技術では、稼働が非常に円滑であること又は可能な限り均一なトランスレータの移動は、本発明の磁気装置の総重量と比較して高いレベリング質量体を用いることによって達成することができる。しかし、そのようなレベリング質量体の使用は、付加的な質量体、特にレベリング質量体を加速する必要があるため、不都合であるとみなされる可能性がある。 In the prior art, the operation is very smooth or as uniform as possible the movement of the translator can be achieved by using a high leveling mass compared to the total weight of the magnetic device of the invention. However, the use of such leveling masses may be considered inconvenient because of the need to accelerate additional masses, particularly leveling masses.
加えて、制御装置を用いることによって磁気駆動装置の上記特性を保証するという可能性がある。 In addition, there is a possibility of guaranteeing the above characteristics of the magnetic drive device by using the control device.
本明細書において説明する本発明の課題は、いかなる付加的な手段又は装置も用いることなく従来技術の磁気駆動装置と比較して磁気駆動装置を変更することによって本発明の磁気駆動装置の上記特性を達成することである。 The problem of the present invention described herein is that the characteristics of the magnetic drive device of the present invention are changed by changing the magnetic drive device compared to the prior art magnetic drive device without using any additional means or devices. Is to achieve.
以下で開示される本発明は、アクチュエータ、発電機又は抵抗器等の本発明の磁気駆動装置の使用又は発電にも関する。抵抗器の場合、外部から促されるトランスレータの移動が、磁場の活性化、及びステータとトランスレータとの間で作用する力によって防止される。 The invention disclosed below also relates to the use or power generation of the magnetic drive device of the invention such as an actuator, generator or resistor. In the case of the resistor, the movement of the translator urged from the outside is prevented by the activation of the magnetic field and the force acting between the stator and the translator.
本発明によると、上記課題は、以下で開示される方策によって達成される。本発明の開示は、以下で説明する方策を組み合わせることを排除しない。 According to the present invention, the above object is achieved by the measures disclosed below. The disclosure of the present invention does not exclude combining the measures described below.
１つの可能な方策では、本発明の磁気装置は、当該磁気装置の動作時にステータとトランスレータとの間に発生する力に関して、トランスレータとステータとの間の距離ｒ＞０（換言すると：ｒはゼロよりも大きい）を制御する制御装置を含むことができる。 In one possible strategy, the magnetic device of the present invention has a distance r> 0 between the translator and the stator (in other words: r is zero) with respect to the force generated between the stator and the translator during operation of the magnetic device. Can be included.
別の方策では、本発明の磁気装置は、距離ｒ＞０を規定することによって上記力を制御する制御装置も含むことができる。 Alternatively, the magnetic device of the present invention can also include a controller that controls the force by defining a distance r> 0.
作用する力に依存する最小の距離ｒの制御、及び／又は距離ｒに依存する力の制御も、本発明の磁気装置に作用する外力に依存するものとすることができる。 The control of the minimum distance r depending on the applied force and / or the control of the force dependent on the distance r can also depend on the external force acting on the magnetic device of the present invention.
本発明の磁気装置は、トランスレータ及びステータが、使用時ではなくでも距離ｒを有し、それによってトランスレータ及びステータが１つの磁石として働かず、したがって一対の磁石として働くことに基づいて優れているものとすることができる。磁気装置は、このために停止装置を有することができ、停止装置によって、磁気装置が用いられていないときのステータに対するトランスレータの移動を防止することができる。 The magnetic device of the present invention is based on the fact that the translator and stator have a distance r even when not in use, so that the translator and stator do not act as one magnet and therefore act as a pair of magnets . It can be. The magnetic device can have a stop device for this purpose, and the stop device can prevent movement of the translator relative to the stator when the magnetic device is not used.
トランスレータは、トランスレータ移動方向に、多角形のトランスレータ移動経路に沿ってステータに対して、本質的にステータを通過して移動可能である。トランスレータ移動経路の延長経路は、ステータを通っては延びないが、ステータを越えて延びる。 The translator is movable essentially through the stator relative to the stator along the polygonal translator travel path in the translator travel direction. The extension path of the translator travel path does not extend through the stator but extends beyond the stator.
ステータ及びトランスレータは、磁気部分、並びに、磁気部分を覆う層又はステータ及びトランスレータの磁気部分間の接触を防止するスペーサを含むことができるため、ステータ及びトランスレータが接触する場合でも、ステータ及びトランスレータの磁気部分は接触しない。 The stator and translator may include a magnetic portion and a layer that covers the magnetic portion or a spacer that prevents contact between the magnetic portions of the stator and translator, so that the stator and translator magnetics even when the stator and translator contact. The parts do not touch.
距離ｒは、磁石の一時的な特性に依存して更に配置することができる。磁石の一時的な特性は、一方では、熱応力のような外部からの影響によって変化することができ、他方では、付加的な制御装置によって制御することができる。例えば、磁場の磁場強度及び磁石の向きは従来技術の方法によって制御することができる。また、現在の教示を参照すると、材料の選択及び材料の組み合わせが磁石の特性に影響を与える。 The distance r can be further arranged depending on the temporal properties of the magnet. The temporary properties of the magnet can be changed on the one hand by external influences such as thermal stresses, and on the other hand can be controlled by additional control devices. For example, the magnetic field strength of the magnetic field and the magnet orientation can be controlled by methods of the prior art. Also, with reference to current teachings, material selection and material combinations affect the properties of the magnet.
本発明の磁気装置に含まれる制御装置は、上記影響、及び少なくとも１つのステータ又は少なくとも１つのトランスレータの磁石の特性に関して距離ｒを制御することができる。 The control device included in the magnetic device of the present invention can control the distance r with respect to the above effects and the properties of the magnets of at least one stator or at least one translator.
多角形のトランスレータ移動経路は、トランスレータの移動が、変化可能な、任意選択的には絶えず変化可能なトランスレータ移動方向を有することを特徴とすることができる。多角形のトランスレータ移動経路の可能な形態は円形の形状、楕円形の形状であり、多角形の線は始点及び終点を有する。トランスレータの移動経路は、多角形又は直線的な延長部を有するガイドユニット等の機械的な強制システムによって画定することができる。トランスレータは、他の移動可能な、特に回転可能又はシフト可能に支持される要素に連結することができ、この要素はそのような機械的な強制システムを形成し、したがってトランスレータの移動を決める。例えばトランスレータはレバー又はクランク軸に連結することができる。 The polygonal translator travel path may be characterized in that the translator travel has a variable, optionally continuously variable translator travel direction. Possible forms of the polygonal translator movement path are circular and elliptical, and the polygonal line has a start point and an end point. The translation path of the translator can be defined by a mechanical forcing system such as a guide unit having a polygonal or linear extension. The translator can be connected to other movable, in particular rotatable or shiftably supported elements, which form such a mechanical forcing system and thus determine the movement of the translator. For example, the translator can be connected to a lever or a crankshaft.
本発明の磁気装置は、制御装置が、トランスレータ移動経路の部分的なエリアにおいてステータとトランスレータとの間に第１の相互作用を形成し、トランスレータ移動経路の他の、例えば第２の部分的なエリアにおいてステータとトランスレータとの間に他の及び／又は第２の相互作用を形成するようなものとすることができる。これによって、それぞれのエリアにおいてステータとトランスレータとの間で第１の引力又は反発力及び第２の引力又は反発力が生じる。 In the magnetic device of the present invention, the control device forms a first interaction between the stator and the translator in a partial area of the translator travel path, and other, eg, a second partial, translator travel path. Other and / or second interactions may be formed in the area between the stator and the translator. As a result, a first attractive force or repulsive force and a second attractive force or repulsive force are generated between the stator and the translator in each area.
従来技術によると、トランスレータ及びステータは、電磁石及び／又は永久磁石のような磁気装置によって形成される。本発明の磁気装置は、同じ磁場強度を有する双方の磁石、並びに、双方のステータ及びトランスレータとは異なる磁場強度を有する磁石を含むことができる。異なる磁場強度を有する磁石の使用は、ステータ又はトランスレータそれぞれの磁場強度よりも高い磁場強度を有する磁石を有するトランスレータ及びステータの双方を含む。 According to the prior art, the translator and the stator are formed by magnetic devices such as electromagnets and / or permanent magnets. The magnetic device of the present invention can include both magnets having the same magnetic field strength, and magnets having different magnetic field strengths than both stators and translators. The use of magnets with different magnetic field strengths includes both translators and stators having magnets with higher magnetic field strengths than the respective magnetic field strengths of the stator or translator.
ステータ及びトランスレータの互いに対する分極は、ステータ及びトランスレータの、異なるか又は同一の分極によって、引力及び／又は反発力をそれぞれ含む力が形成され、それによって、引力及び／又は反発力の結果としてトランスレータの移動が行われるようなものでなければならない。引力及び反発力を発生させるステータ及びトランスレータの分極は本質的に従来技術によるものである。 The polarization of the stator and the translator relative to each other results in the formation of forces including attractive and / or repulsive forces, respectively, due to the different or identical polarizations of the stator and translator, so that the It must be such that the movement takes place. The stator and translator polarizations that generate the attractive and repulsive forces are essentially according to the prior art.
加えて、本発明は、ステータ及びトランスレータの分極が、ステータとトランスレータとの間の距離、特にステータとトランスレータとの間の距離ｒに依存することを含む。 In addition, the present invention includes that the polarization of the stator and translator depends on the distance between the stator and the translator, in particular the distance r between the stator and the translator.
本明細書において開示される本発明の可能な用途は、特に高い有効性を有する磁気装置を提供することに加えて、従来技術の磁気装置を制御することを含む。避けられない誤差に起因して、ステータとトランスレータとの間の距離は可変要因である。距離の変化は、製造、又は変化する材料特性に起因する可能性がある。 Possible applications of the invention disclosed herein include controlling magnetic devices of the prior art in addition to providing magnetic devices with particularly high effectiveness. Due to inevitable errors, the distance between the stator and the translator is a variable factor. The change in distance may be due to manufacturing or changing material properties.
本明細書において記載される制御装置によって円滑さの中の乱れを相殺することが、本明細書において開示される本発明の課題であるものとすることができる。 It can be an object of the invention disclosed herein to cancel out the disturbances in smoothness by the control device described herein.
本明細書において開示される本発明は本質的に、距離ｒと、本発明の磁気装置又は従来技術の磁気装置の性能とのつながりを示す。本発明の用途は、磁気装置が規定の性能を提供するように、測定される距離に依存して磁気装置を制御することである。 The invention disclosed herein essentially shows a link between the distance r and the performance of the magnetic device of the present invention or the prior art magnetic device. The application of the present invention is to control a magnetic device depending on the measured distance so that the magnetic device provides a specified performance.
トランスレータは、トランスレータ移動方向に多角形のトランスレータ移動経路に沿ってステータに対して、本質的にステータを通過して移動可能であるものとすることができる。延長したトランスレータ移動経路はステータを通っては延びないが、ステータを越えて延びる。 The translator may be essentially movable through the stator relative to the stator along the polygonal translator travel path in the translator travel direction. The extended translator travel path does not extend through the stator, but extends beyond the stator.
距離ｒと、磁気装置が提供する性能とのつながりの数学的説明は、２つのステータ間を移動するトランスレータのトランスレータ移動経路が、ステータの直線状の接続線に一致して平行な向きになる、トランスレータの多角形の移動経路の特定の場合に限定される。 A mathematical description of the connection between the distance r and the performance provided by the magnetic device is that the translator travel path of the translator moving between the two stators is oriented parallel to the stator's linear connection line, It is limited to the specific case of the polygonal movement path of the translator.
上記から逸脱するトランスレータの一時的な移動の数学的説明の場合は、それぞれの因子を、三角法の法則に従って変えなければならない。 In the case of a mathematical explanation of the temporary movement of the translator deviating from the above, each factor must be changed according to the laws of trigonometry.
距離ｒ、特に最小の距離ｒは、トランスレータの位置Ｘｔにおいてトランスレータに作用する力が最大の力であるように、ステータとトランスレータとの間に形成される力に基づいて制御ユニットによって規定することができ、トランスレータに作用するこの力は以下の関係によって規定される： Distance r, in particular the minimum distance r, such that the forces acting on the translator at position X t translator is a maximum force, be defined by the control unit based on the forces that are formed between the stator and the translator This force acting on the translator can be defined by the following relationship:
式中、 Where
はステータ（１）の磁極強度であり、 Is the magnetic pole strength of the stator (1),
はトランスレータ（２）の磁極強度であり、 Is the magnetic pole strength of the translator (2),
はステータに対するトランスレータの位置であり、 Is the position of the translator relative to the stator ,
は Is
の方向へのステータ（１）の延長長さであり、 Is the extension length of the stator (1) in the direction of
は Is
の方向へのトランスレータ（２）の延長長さであり、
トランスレータに作用する作動力はステータの中心点とトランスレータの中心点を結んだ直線に平行な向きである力
The extension length of the translator (2) in the direction of
The operating force acting on the translator is a force parallel to the straight line connecting the center point of the stator and the center point of the translator.
に相当する。トランスレータに作用する力 It corresponds to. Force acting on the translator
は、適切な角関数（ｓｉｎ、ｃｏｓ）を用いて数学の法則に従って評価されるべきである。 Should be evaluated according to the laws of mathematics using the appropriate angular functions (sin, cos).
上記の式、及び本開示の請求項１に示されている式では、 In the above formula and the formula shown in claim 1 of the present disclosure:
がｒの代わりに与えられている。上記式は以下のように導出することができるが、簡便にするために、上記式及び請求項１に示されている式では、１つのステータと１つのトランスレータとの相互作用が考慮され、一方で、式の以下の導出は、１つのトランスレータと２つのステータとの相互作用を含む。 Is given instead of r. The above equation can be derived as follows, but for the sake of simplicity, the above equation and the equation shown in claim 1 consider the interaction between one stator and one translator, Thus, the following derivation of the equation involves the interaction of one translator and two stators.
体積磁化率は以下の関係によって規定される： Volume susceptibility is defined by the following relationship:
磁場強度によって増加する磁化の結果として生じる磁気誘導は： The magnetic induction resulting from magnetization that increases with magnetic field strength is:
又は Or
となり、式中、 And in the formula:
Ｈ／ｍ（ヘンリー毎メートル）は空間の透磁率であり、 H / m (Henry per meter) is the permeability of space,
は材料の体積磁化率であり、 Is the volume magnetic susceptibility of the material,
は材料の相対透磁率であり、 Is the relative permeability of the material,
は材料の絶対透磁率であり、 Is the absolute permeability of the material,
は磁気誘導（テスラ（Ｔ））であり、 Is magnetic induction (Tesla (T))
は磁場（アンペア毎メートル（Ａ／ｍ））であり、 Is the magnetic field (ampere per meter (A / m))
は磁化（テスラ（Ｔ））であり、 Is the magnetization (Tesla (T))
は、１体積単位あたりの磁気双極子モーメント（アンペア毎メートル（Ａ／ｍ））である。 Is the magnetic dipole moment per volume unit (ampere per meter (A / m)).
以下では、磁気コアを有する円筒形の撚線コイルが意図され、円筒形の幾何学的形状の結果としてビオ・サバールの法則に従って単純化が生じる。 In the following, a cylindrical twisted coil with a magnetic core is intended, and simplification occurs according to Bio Savart's law as a result of the cylindrical geometry.
が、円筒コイルの中心であり、 Is the center of the cylindrical coil,
が軸である場合、軸 If is an axis, the axis
上の地点 Upper point
における磁気誘導は、以下が当てはまる： The following applies to magnetic induction in:
は軸 Is the axis
の単位ベクトルであり、 Unit vector of
は強磁性コアの絶対透磁率であり、 Is the absolute permeability of the ferromagnetic core,
は完全な巻回数であり、 Is the complete number of turns
はコイルの長さ（メートル（ｍ））であり、 Is the length of the coil (meter (m)),
はコイルの内径（メートル（ｍ））であり、 Is the inner diameter of the coil (meter (m))
はコイル内のアンペア（Ａ）単位の電流の強さである。 Is the intensity of current in amperes (A) in the coil.
磁極端部（ Magnetic pole tip (
及び as well as
）において、テスラに従った誘導磁場強度は以下のように規定される： ), The induced magnetic field strength according to Tesla is defined as:
式（１．６）に基づいて、アンペア毎メートル単位の電磁極における磁場強度を導出することが可能である： Based on equation (1.6), it is possible to derive the magnetic field strength at the electromagnetic pole in amperes per meter:
磁気双極子モーメント（Ａ／ｍ）が式（１．４．）及び（１．６．）からもたらされる： The magnetic dipole moment (A / m) results from equations (1.4.) And (1.6.):
最後に、磁気双極子モーメントは以下のように表すことができる： Finally, the magnetic dipole moment can be expressed as:
は電磁石コアの体積として知られている。 Is known as the volume of the electromagnet core.
既知のギルバートモデルによると、磁気双極子は、２つの磁荷 According to the known Gilbert model, a magnetic dipole has two magnetic charges.
及び as well as
に相当し、上記双極子は距離 And the above dipole is the distance
だけ分離されている。正の磁荷はＮ極に関連し、一方で負の磁荷はＳ極に関連する。 Only separated. A positive magnetic charge is associated with the north pole, while a negative magnetic charge is associated with the south pole.
磁気双極子モーメントはＳ極からＮ極に向かう向きである。 The magnetic dipole moment is in the direction from the S pole to the N pole.
式中、 Where
は、電流計（Ａ．ｍ）における電磁石の磁極のサイズであり、 Is the size of the magnetic pole of the electromagnet in the ammeter (A.m)
は２つの磁極間の距離（メートル（ｍ））である。 Is the distance (meter (m)) between two magnetic poles.
式（２．５）及び（２．６）を組み合わせることによって、以下の式が得られる By combining equations (2.5) and (2.6), the following equation is obtained:
式中、 Where
は、電流計（Ａ．ｍ）における電磁石の磁極のサイズであり、 Is the size of the magnetic pole of the electromagnet in the ammeter (A.m)
は材料の体積磁化率であり、 Is the volume magnetic susceptibility of the material,
は完全な巻回数であり、 Is the complete number of turns
はコイルの長さ（メートル（ｍ））であり、 Is the length of the coil (meter (m)),
はコイルの内径（メートル（ｍ））であり、 Is the inner diameter of the coil (meter (m))
はコイル内の電流の強さ（アンペア（Ａ））である。 Is the intensity of the current in the coil (Ampere (A)).
以下、１つの軸上に配置される３つの電磁石を含み、第１の電磁石及び第２の電磁石は移動不能であり、以下ではステータと称される、本発明の磁気駆動装置の一実施形態を説明する。ステータは軸上に配置され、互いから距離ｄだけ離間している。本開示を考慮して、ステータは以下のパラメータによって十分に特徴付けられる。 Hereinafter, an embodiment of the magnetic drive device of the present invention including three electromagnets arranged on one shaft, the first electromagnet and the second electromagnet being immovable, and hereinafter referred to as a stator. explain. The stators are arranged on the shaft and are separated from each other by a distance d. In view of the present disclosure, the stator is well characterized by the following parameters:
はステータを形成するコイルの巻回数であり； Is the number of turns of the coil forming the stator;
はステータの長さ（メートル（ｍ））であり； Is the length of the stator (meter (m));
はステータを形成するコイルの半径（メートル（ｍ））であり； Is the radius (meter (m)) of the coil forming the stator;
はステータを形成するコイル内の電流の強さ（アンペア（Ａ））であり； Is the strength of the current in the coil forming the stator (Ampere (A));
はステータの強磁性コアの体積磁化率であり； Is the volume magnetic susceptibility of the ferromagnetic core of the stator;
は２つのステータ間の距離である。 Is the distance between the two stators.
第３の磁石は、２つのステータによって画定される軸上に、かつ２つのステータ間に移動可能に配置される。以下では第３の磁石はトランスレータと称され、以下のパラメータによって十分に特徴付けられる。 The third magnet is movably disposed on an axis defined by the two stators and between the two stators. In the following, the third magnet is referred to as a translator and is well characterized by the following parameters:
はトランスレータを形成するコイルの巻回数であり； Is the number of turns of the coil forming the translator;
はトランスレータの長さ（メートル（ｍ））であり； Is the length of the translator (meter (m));
はトランスレータを形成するコイルの半径（メートル（ｍ））であり； Is the radius (meter (m)) of the coil forming the translator;
はトランスレータを形成するコイル内の電流の強さ（アンペア（Ａ））であり； Is the strength of the current in the coil forming the translator (Ampere (A));
はトランスレータの強磁性コアの体積磁化率であり； Is the volume magnetic susceptibility of the ferromagnetic core of the translator;
は２つのステータ間を移動するときにトランスレータがカバーする距離である。 Is the distance covered by the translator when moving between the two stators.
ステータは、直流源 The stator is a direct current source
及び as well as
に電気的に接続されており、この結果、磁極の絶対値が同じになるが、発生する誘導磁場は反対方向の向きとなる。 As a result, the absolute values of the magnetic poles are the same, but the generated induced magnetic field is in the opposite direction.
ステータ及びトランスレータの分極は、以下の、結果として生じる力条件によって記載される引力及び反発力に基づくトランスレータの移動を達成するために、当業者が図１及び図２において識別することができるように選択されるべきである。 Stator and translator polarization can be identified in FIG. 1 and FIG. 2 by those skilled in the art to achieve translator movement based on the attractive and repulsive forces described by the resulting force conditions: Should be selected.
図１による、ステータ及びトランスレータの分極の結果生じる力条件を以下で計算する。図１に示されているトランスレータの分極は「負の」分極とも称され、これは、磁気双極子モーメント The force conditions resulting from the stator and translator polarization according to FIG. The polarization of the translator shown in FIG. 1 is also referred to as “negative” polarization, which is a magnetic dipole moment.
が、方向 But the direction
の向きであることを意味する。 It means that the direction.
式（２．５）に基づいて、以下が当てはまる： Based on equation (2.5), the following applies:
及び as well as
ギルバートモデルを参照すると、磁荷の相互作用に起因して、磁石間で発生する磁力は磁気双極子の極の近くで発達すると推測される。磁極間の相互作用する力は式（３．３）によって規定される。 Referring to the Gilbert model, it is assumed that the magnetic force generated between the magnets develops near the poles of the magnetic dipole due to the interaction of magnetic charges. The interacting force between the magnetic poles is defined by equation (3.3).
式中、 Where
は磁極の強度であり、 Is the strength of the magnetic pole,
は磁極間の距離である。 Is the distance between the magnetic poles.
ステータとトランスレータとの間の相互作用の結果、トランスレータに作用する力が生じる。この結果として生じる力は The interaction between the stator and the translator results in a force acting on the translator. The resulting force is
軸に平行な、方向 Direction parallel to the axis
（図１では左から右）への向きである。 The direction is from left to right in FIG.
ステータ間でトランスレータの移動がカバーする距離について About the distance covered by the translator movement between stators
を考慮すると、 Considering
となり、式中、 And in the formula:
は、軸 The axis
上のトランスレータ中心の位置である。既知のギルバートモデルを用いると、結果として生じる力は磁極間の８回の相互作用を加えることによって計算することができる。 This is the position of the upper translator center. Using the known Gilbert model, the resulting force can be calculated by adding eight interactions between the poles.
である場合、距離 Is the distance
にわたる左側ステータとトランスレータとの間の引き付け合う相互作用は以下によって規定される： The attractive interaction between the left stator and the translator is defined by:
：相殺する相互作用力、距離は : Interacting force to cancel,
である場合、 If it is,
となる。 It becomes.
：相殺する相互作用力、距離は : Interacting force to cancel,
である場合： If it is:
となる。 It becomes.
：引力、距離は : Attraction and distance
である場合： If it is:
となる。 It becomes.
である場合、距離 Is the distance
にわたる右側ステータとトランスレータとの間の反発の相互作用は以下によって規定される： The repulsive interaction between the right side stator and the translator is defined by:
：引力、距離は : Attraction and distance
である場合： If it is:
となる。 It becomes.
：引力、距離は : Attraction and distance
である場合： If it is:
となる。 It becomes.
：反発力、距離は : Repulsive force, distance is
である場合： If it is:
となる。 It becomes.
トランスレータに作用する結果として生じる力は全ての相互作用のベクトル和として規定される： The resulting force acting on the translator is defined as the vector sum of all interactions:
式中： In the formula:
はトランスレータの位置を規定し、 Defines the position of the translator,
はトランスレータがカバーする距離を規定し、 Defines the distance covered by the translator,
である。 It is.
さらに、図２に示されているようなステータ及びトランスレータの分極の結果生じる力を計算する。図２に示されているトランスレータの分極は「正の」分極とも称され、これは、磁気双極子モーメント In addition, the force resulting from the polarization of the stator and translator as shown in FIG. 2 is calculated. The polarization of the translator shown in FIG. 2 is also referred to as “positive” polarization, which is a magnetic dipole moment.
が、方向 But the direction
の向きであることを意味する。 It means that the direction.
式（３．１）及び（３．２）の組み合わせの結果、式（３．２’）となる： The combination of equations (3.1) and (3.2) results in equation (3.2 '):
及び as well as
トランスレータが図１に従って分極される場合、 If the translator is polarized according to FIG.
がステータとトランスレータとの相互作用から生じる力であり、トランスレータが図２に従って分極される場合、 Is the force resulting from the interaction between the stator and the translator, and when the translator is polarized according to FIG.
が同様の力であるとすると、２つの極間の相互作用に関して以下の関係が規定される： Is the same force, the following relationship is defined for the interaction between the two poles:
及び as well as
これは、 this is,
であることを意味する。 It means that.
がトランスレータ又はステータを形成するコイルの巻回数であり、 Is the number of turns of the coil forming the translator or stator,
がステータ又はトランスレータの長さ（メートル（ｍ））であり、 Is the length of the stator or translator (meter (m)),
がステータ又はトランスレータの半径（メートル（ｍ））であり、 Is the radius of the stator or translator (meter (m)),
がトランスレータ又はステータを形成するコイル内の電流の強さ（アンペア（Ａ））であり、 Is the strength of the current in the coil forming the translator or stator (Ampere (A)),
がステータ又はトランスレータの強磁性コアの磁化率であり、 Is the magnetic susceptibility of the ferromagnetic core of the stator or translator,
が当てはまるようにステータ♯１が分極され、 Stator # 1 is polarized so that
が当てはまるようにステータ♯２が分極される場合、図１に示されている条件に関して以下が当てはまる。 When stator # 2 is polarized so that is true, the following is true for the conditions shown in FIG.
式中、 Where
はトランスレータの磁気双極子モーメント（ Is the magnetic dipole moment of the translator (
）の方向である。この方向はトランスレータ内の交流電圧 ) Direction. This direction is the AC voltage in the translator
によって決まる。 It depends on.
は磁極強度であり、 Is the magnetic pole strength,
はトランスレータの位置であり、 Is the position of the translator,
はトランスレータがカバーする距離であり、 Is the distance covered by the translator,
はステータ間の予め設定された距離である。 Is a preset distance between the stators.
電磁石が同じ長さを有する場合、すなわち If the electromagnets have the same length, i.e.
である場合、式（３．６）を以下のように単純化することができる： Then equation (3.6) can be simplified as follows:
以下の説明に関して、簡単にするために、磁石の極強度は一定であるが、実際には、トランスレータがステータ間を移動するときに、磁気誘導場 Regarding the following description, for the sake of simplicity, the pole strength of the magnet is constant, but in practice, when the translator moves between stators, the magnetic induction field
が発達すると推測する。 I guess that will develop.
式（４．１ａ）が当てはまる。 Equation (4.1a) applies.
式中、 Where
はトランスレータが位置 Is the translator position
に到達したときの位置 Position when reaching
における In
軸上の総誘導磁場であり、 The total induced magnetic field on the axis,
は、位置 Is the position
における In
軸上の第１のステータの誘導磁場であり、 An induction field of the first stator on the shaft,
は、位置 Is the position
における In
軸上の第２のステータの誘導磁場であり、 The induction field of the second stator on the shaft,
は、位置 Is the position
における In
軸上のトランスレータの誘導磁場である。 This is the induced magnetic field of the on-axis translator.
磁気誘導場のサイズは式（２．１）によって規定したが、このサイズから、第１のステータとトランスレータとの間の磁気誘導場のサイズを導出することができる。 The size of the magnetic induction field is defined by the equation (2.1). From this size, the size of the magnetic induction field between the first stator and the translator can be derived.
式中、 Where
は、 Is
が計算される軸 The axis on which is calculated
上の位置であり、 The upper position,
は、 Is
が計算される軸 The axis on which is calculated
上の位置であり、 The upper position,
は、 Is
が計算される軸 The axis on which is calculated
上の位置である。 It is the upper position.
であり、可変の変化として And as a variable change
を用いる場合、 When using
及び as well as
を以下のように表すことができる： Can be expressed as:
軸上では、誘導磁場は磁気双極子モーメントと同じ方向を向く。 On the axis, the induced magnetic field points in the same direction as the magnetic dipole moment.
式中、 Where
は軸 Is the axis
の方向の単位ベクトルであり、 Unit vector in the direction of
はトランスレータの磁気双極子モーメントの方向であることを考慮すると：以下のようになる： Considering that is the direction of the magnetic dipole moment of the translator:
方向は、トランスレータ内の交流電圧 Direction is AC voltage in the translator
の方向によって決まる。式（１．４）、（１．６）及び（２．５）を組み合わせると： It depends on the direction. Combining equations (1.4), (1.6) and (2.5):
となる。 It becomes.
以下が当てはまる：
ステータ♯１：
The following applies:
Stator # 1:
ステータ♯２： Stator # 2:
トランスレータ： Translator:
式（３．６）は： Equation (3.6) is:
に変換され、式中： In the formula:
はトランスレータの位置であり、 Is the position of the translator,
はトランスレータの移動がカバーする距離であり、 Is the distance covered by the movement of the translator,
はステータの中心間の距離である。 Is the distance between the centers of the stators.
磁極強度は、第１のステータに関しては式（４．４ａ）、第２のステータに関しては式（４．４ｂ）、トランスレータに関しては式（４．４ｃ）を用いて計算する。磁極強度の計算は、式（４．２ａ）及び（４．２ｂ）を用いた極における総磁気誘導場の計算を含む。 The magnetic pole strength is calculated using equation (4.4a) for the first stator, equation (4.4b) for the second stator, and equation (4.4c) for the translator. The calculation of the magnetic pole strength includes the calculation of the total magnetic induction field at the pole using equations (4.2a) and (4.2b).
式（４．５）はステータ間のトランスレータの位置に依存する。トランスレータに作用する結果として生じる力は、第１のステータとトランスレータとの間の反発力、及び第２のステータとトランスレータとの間の引力からなる。 Equation (4.5) depends on the position of the translator between the stators. The resulting force acting on the translator consists of a repulsive force between the first stator and the translator and an attractive force between the second stator and the translator.
上記の数学的な説明は、ステータに対するトランスレータの特定の位置において、引力、並びに、ステータ及びトランスレータの極が逆になった後の反発力が異なる大きさであることも示している。 The above mathematical description also shows that at a particular position of the translator relative to the stator, the attractive force and the repulsive force after the stator and translator poles are reversed are of different magnitudes.
トランスレータは、ステータに対して回転点の周りで回転可能に支持されることができる。 The translator can be supported relative to the stator so as to be rotatable about a rotation point.
本発明の磁気装置は、トランスレータがステータに対して移動し、さらに、トランスレータ及びステータが別の固定点に対して移動することに基づいて優れているものとすることができる。トランスレータ及びステータが固定点に対して移動すると、トランスレータ及びステータは相互に位置合わせされた移動方向又は反対の移動方向を有することができる。 The magnetic device of the present invention can be based on the fact that the translator moves relative to the stator and that the translator and stator move relative to another fixed point. As the translator and stator move relative to the fixed point, the translator and stator may have a direction of movement aligned with each other or an opposite direction of movement.
トランスレータ移動経路等の移動経路に沿う回転点の移動も可能であるため、トランスレータはステータに対する移動及び回転を受ける。 Since the rotation point can be moved along a movement path such as a translator movement path, the translator receives movement and rotation with respect to the stator.
制御装置は、ステータを移動可能に支持する装置、及び／又は、トランスレータとステータとの間の距離に関してトランスレータを移動可能に支持する装置であるものとすることができる。 The control device may be a device that movably supports the stator and / or a device that movably supports the translator with respect to the distance between the translator and the stator.
トランスレータとステータとの間の距離は、ステータ又はトランスレータをシフトさせることによって規定することができる。この文脈では、以下の図面及び添付の図面の説明を参照して、本発明の磁気装置は、活動範囲内に存在する全てのトランスレータ及びステータの相互作用を考慮することを特徴とすることができることを明確に留意されたい。 The distance between the translator and the stator can be defined by shifting the stator or the translator. In this context, with reference to the following drawings and the description of the accompanying drawings, the magnetic device of the present invention can be characterized in that it takes into account the interaction of all translators and stators present within the active range. Please note clearly.
制御装置は、ステータを移動不能に支持する装置、及び／又はトランスレータとステータとの間の距離に関してトランスレータを移動不能に支持する装置であるものとすることができる。 The control device may be a device that supports the stator immovably and / or a device that immovably supports the translator with respect to the distance between the translator and the stator.
相互にシフト不能に支持されるトランスレータ及びステータを含む磁気装置は、ステータとトランスレータとの間で作用する力を制御する制御装置を含む。力を制御することは、個々のステータとトランスレータとの間の相互作用を制御することを含むことができる。 A magnetic device including a translator and a stator that are supported so as not to be shiftable from each other includes a control device that controls a force acting between the stator and the translator. Controlling the force can include controlling the interaction between the individual stators and the translator.
ステータは、トランスレータ移動経路に対して一定の距離を有する形状を有することができ、その距離によってトランスレータとステータとの間の距離が規定される。 The stator may have a shape having a certain distance with respect to the translator movement path, and the distance defines the distance between the translator and the stator.
ステータは、トランスレータ移動経路に対して可変の距離を有する形状を有することもでき、その距離によってトランスレータとステータとの間の距離が規定される。 The stator may have a shape having a variable distance with respect to the translator movement path, and the distance defines the distance between the translator and the stator.
ステータ及びトランスレータの互いに向かうシフトに加えて、ステータとトランスレータとの間の距離は、トランスレータ及びステータの互いに対する形状によって規定することができる。示される組み合わせは、距離ｒが専らステータ及びトランスレータの形状によって規定されることを排除しない。 In addition to the stator and translator shifting toward each other, the distance between the stator and the translator can be defined by the shape of the translator and stator relative to each other. The combination shown does not exclude that the distance r is exclusively defined by the stator and translator shapes.
例えば、ステータ及びトランスレータが、ステータ及びトランスレータが平行に配置された状態で合致する形状を有する場合、トランスレータとステータとの間の距離は一定である。 For example, when the stator and the translator have shapes that match with the stator and the translator arranged in parallel, the distance between the translator and the stator is constant.
ステータ及びトランスレータが互いに対して非平行に配置される場合、トランスレータとステータとの間の距離は一定ではなく、すなわち、トランスレータ移動経路の進路に従って可変であるものとすることができる。 If the stator and the translator are arranged non-parallel to each other, the distance between the translator and the stator may not be constant, i.e. it may be variable according to the path of the translator travel path.
ステータ及びトランスレータの形状が合致しない場合、トランスレータとステータとの間の距離は一定ではなく、すなわち、トランスレータ移動経路の進路に従って可変であるものとすることができる。 If the shapes of the stator and the translator do not match, the distance between the translator and the stator may not be constant, i.e. it may be variable according to the path of the translator travel path.
回転点、並びに幾何学的なステータの中心点及び／又は幾何学的なトランスレータの中心点は単一の点に配置することができる。 The rotation point and the geometric stator center point and / or the geometric translator center point can be arranged at a single point.
回転点、並びに幾何学的なステータの中心点及び幾何学的なトランスレータの中心点の配置は、特に円形のトランスレータ移動経路及びステータに対するトランスレータの回転運動によって本発明の磁気装置のコンパクトさに起因して有利であり得る。 The rotational points and the geometrical center points of the geometrical stator and the central point of the geometrical translator are due to the compactness of the magnetic device according to the invention, in particular by the circular translator travel path and the rotational movement of the translator relative to the stator. Can be advantageous.
上述したようなステータ及びトランスレータの回転点の周りの互いに対する反対への移動は、本発明の磁気装置の円滑さに関して有利であり得る。 Opposing movements relative to each other about the rotation point of the stator and translator as described above can be advantageous with respect to the smoothness of the magnetic device of the present invention.
ステータ又はトランスレータは電磁石として形成することができ、この場合、電磁石の磁場強度は制御装置によって制御することができる。本明細書において開示される本発明は、双方のステータ及びトランスレータが電磁石として形成されることを排除しない。 The stator or translator can be formed as an electromagnet, in which case the magnetic field strength of the electromagnet can be controlled by a control device. The invention disclosed herein does not exclude that both stators and translators are formed as electromagnets.
本発明の磁気装置の制御装置は、電磁石を制御する手段を含むことができる。 The control device for a magnetic device of the present invention can include means for controlling an electromagnet.
別の方策は、ステータ及び／又はトランスレータの磁場強度が、トランスレータとステータとの間の距離に依存して制御装置によって規定され、それによって磁気装置が特定の有効性を有することに基づく。ステータ及び／又はトランスレータの磁場強度は、ステータに対するトランスレータの一時的な位置、特に一時的な距離ｒに関して更に制御することができる。 Another strategy is based on the fact that the magnetic field strength of the stator and / or translator is defined by the control device depending on the distance between the translator and the stator, whereby the magnetic device has a certain effectiveness. The magnetic field strength of the stator and / or translator can be further controlled with respect to the temporary position of the translator relative to the stator, in particular the temporary distance r.
図面に示されるような本発明の磁気装置の実施形態は限定するものとしては決して解釈されるべきではない。 Embodiments of the magnetic device of the present invention as shown in the drawings should in no way be construed as limiting.
以下の図では、以下で示される参照符号は本発明の磁気装置の後続の要素を示すのに用いられる。分かりやすくするために、以下の図では、ステータとトランスレータとの間で作用する引力又は反発力は、以下の記載において言及されるとしても、引力及び反発力の作用機構は当業者には明らかであるとともに理解可能であるため、部分的にしか示されない。 In the following figures, the reference signs indicated below are used to indicate subsequent elements of the magnetic device of the present invention. For the sake of clarity, in the following figures, the attractive or repulsive force acting between the stator and the translator will be apparent to those skilled in the art even though the attractive or repulsive force acting in the following description will be referred to. Only partly shown because it is both understandable and understandable.
図１は、２つのステータ１及び２つのトランスレータ２を含む本発明の磁気装置の一実施形態を示している。 FIG. 1 shows an embodiment of the magnetic device of the present invention comprising two stators 1 and two translators 2.
トランスレータ２同士は回転要素９を介して接続されている。回転要素は回転点３において回転可能に支持されている。トランスレータ２は環状のセグメントの形状を有する。幾何学的なトランスレータの中心点８は回転点３にある。 The translators 2 are connected to each other via a rotating element 9. The rotating element is rotatably supported at the rotation point 3. The translator 2 has the shape of an annular segment. The center point 8 of the geometric translator is at the rotation point 3.
回転点３から見て、ステータ１は、トランスレータ２の外側及びトランスレータ移動経路５の外側に配置されている。ステータ１は回転点３に対して移動不能に支持されている。ステータ１も環状のセグメントの形状を有し、この場合、幾何学的なステータの中心点７は回転点３にある。ステータ１の形状はトランスレータ２の形状に合致する。 When viewed from the rotation point 3, the stator 1 is disposed outside the translator 2 and outside the translator moving path 5. The stator 1 is supported so as not to move with respect to the rotation point 3. The stator 1 also has the shape of an annular segment, in which case the geometrical stator center point 7 is at the rotation point 3. The shape of the stator 1 matches the shape of the translator 2.
本発明の磁気装置の動作時には、トランスレータ２は、回転点３の周りをトランスレータ移動経路５に沿ってトランスレータ移動方向６に回転する。トランスレータ移動経路５は、その円形の形状のため、連続的に変化するトランスレータ移動方向６を必要とする。 During operation of the magnetic device of the present invention, the translator 2 rotates around the rotation point 3 in the translator moving direction 6 along the translator moving path 5. The translator travel path 5 requires a continuously varying translator travel direction 6 due to its circular shape.
本発明の磁気装置を駆動装置として用いる場合、トランスレータ２とステータ１との間で活性化することができる引力及び反発力の結果として回転点３の周りのトランスレータ２の移動が達成される。引力及び反発力は、ステータ１とトランスレータ２との間で作用する力を本質的に規定し、この場合、引力及び反発力の大きさは調整可能な距離ｒによって規定される。 When the magnetic device of the invention is used as a drive device, movement of the translator 2 around the rotation point 3 is achieved as a result of the attractive and repulsive forces that can be activated between the translator 2 and the stator 1. The attractive force and the repulsive force essentially define the force acting between the stator 1 and the translator 2, where the magnitude of the attractive force and the repulsive force is defined by an adjustable distance r.
図１に示されている本発明の磁気装置の実施形態では、例えば、トランスレータ２は永久磁石として実装され、一方でステータ１は電磁石として実装される。 In the embodiment of the magnetic device of the invention shown in FIG. 1, for example, the translator 2 is implemented as a permanent magnet, while the stator 1 is implemented as an electromagnet.
トランスレータ２は、調整可能な距離ｒが回転要素９におけるトランスレータの位置から生じるように、トランスレータ支持体４によって回転要素９においてシフト可能に支持される。回転要素９におけるトランスレータ２の位置は、トランスレータ２と、次に近位のステータ１、及びより遠位のステータ１との間の距離ｒに関して制御することができる。トランスレータ支持体４は制御装置の一部であり、その制御装置によって、磁気装置の使用時に、トランスレータ２とステータ１との間の距離ｒ＞０（換言すると：ｒはゼロよりも大きい）の制御を、ステータ１とトランスレータ２との間に発生する力に関して達成することができ、この場合、トランスレータ２は、トランスレータ移動方向６に円形のトランスレータ移動経路５に沿ってステータ１に対して移動可能である。 The translator 2 is shiftably supported on the rotating element 9 by the translator support 4 such that an adjustable distance r results from the position of the translator on the rotating element 9. The position of the translator 2 in the rotating element 9 can be controlled with respect to the distance r between the translator 2 and then the proximal stator 1 and the more distal stator 1. The translator support 4 is part of the control device, which controls the distance r> 0 (in other words: r is greater than zero) between the translator 2 and the stator 1 when using the magnetic device. Can be achieved with respect to the force generated between the stator 1 and the translator 2, in which case the translator 2 is movable relative to the stator 1 along a circular translator travel path 5 in the translator travel direction 6. is there.
図２は、図１に示されている実施形態と同様に設計されている別の実施形態を示している。図１に示されている実施形態とは異なり、トランスレータ２は、回転要素９においてシフト不能に、したがって調整不能に支持されている。ステータ１とトランスレータ２との間で作用する力は、永久磁石として形成されるトランスレータ２の磁場強度とも比較して、電磁石として形成されるステータ１の磁場強度によって規定される。 FIG. 2 shows another embodiment that is designed similar to the embodiment shown in FIG. Unlike the embodiment shown in FIG. 1, the translator 2 is supported on the rotating element 9 in a non-shiftable and thus non-adjustable manner. The force acting between the stator 1 and the translator 2 is defined by the magnetic field strength of the stator 1 formed as an electromagnet as compared with the magnetic field strength of the translator 2 formed as a permanent magnet.
本発明の磁気装置は、磁気装置の使用時に、トランスレータ２とステータ１との間の距離ｒ＞０に関してステータ１の磁場強度を制御する制御装置であって、トランスレータ２はトランスレータ移動方向６に円形のトランスレータ移動経路５に沿って移動可能である、制御装置を含む。距離ｒは、本発明の装置の使用中に、材料の変化に起因して可変であることができるため、ステータ１及び／又はトランスレータ２の磁場強度を制御することによって、本発明の装置が最適な条件下で常に動作することを確実にすることができる。 The magnetic device of the present invention is a control device that controls the magnetic field strength of the stator 1 with respect to the distance r> 0 between the translator 2 and the stator 1 when the magnetic device is used. A control device is included which is movable along the translator movement path 5. The distance r can be variable due to material changes during use of the device of the present invention, so that the device of the present invention is optimal by controlling the magnetic field strength of the stator 1 and / or translator 2. It can be assured that it always operates under certain conditions.
図３は、この場合も同様にトランスレータ２の設計及び形状決めに関して図１に示されている実施形態と同様である本発明の磁気装置の別の実施形態を示している。 FIG. 3 shows another embodiment of the magnetic device of the present invention, which again is similar to the embodiment shown in FIG. 1 regarding the design and shaping of the translator 2.
図１に示されている実施形態とは異なり、図３に示されている付加的な実施形態は、ステータ１と移動するトランスレータ２との間の可変の距離ｒを特徴とする。距離ｒは、トランスレータ２の形状に依存してステータ１の形状によって本質的に決まる。ステータ１とトランスレータ２との間で作用する力は、ステータ１の形状に影響を受ける。 Unlike the embodiment shown in FIG. 1, the additional embodiment shown in FIG. 3 features a variable distance r between the stator 1 and the moving translator 2. The distance r is essentially determined by the shape of the stator 1 depending on the shape of the translator 2. The force acting between the stator 1 and the translator 2 is affected by the shape of the stator 1.
図３に示されている磁気装置は、ステータ１の形成方法のために、クランクアセンブリ１２が発生させる力が本質的に一定であることに基づいて優れている。 The magnetic device shown in FIG. 3 is superior because of the essentially constant force generated by the crank assembly 12 due to the method of forming the stator 1.
図４と図５は、トランスレータ移動経路及びステータの基本的に例示的な実施形態を示しており、一方で、図１の本発明の磁気装置の他の要素は分かりやすくするために示されていない。 4 and 5 show basically exemplary embodiments of the translator travel path and stator, while other elements of the inventive magnetic device of FIG. 1 are shown for clarity. Absent.
図４は、ステータ１が楕円形の形状をとる、円の形状のトランスレータ移動経路５を形成する可能性を示している。距離ｒは、トランスレータ移動方向６の方向へのトランスレータ移動経路５の進路にわたって変化する。 FIG. 4 shows the possibility that the stator 1 takes the shape of an ellipse and forms a circularly shaped translator travel path 5. The distance r varies over the course of the translator travel path 5 in the direction of the translator travel direction 6.
図５は、楕円形状のトランスレータ移動経路５を形成するとともにステータを円として形成する可能性を示している。距離ｒは、トランスレータ移動方向６にトランスレータ移動経路５の進路とともに可変である。 FIG. 5 shows the possibility of forming an elliptical translator travel path 5 and forming the stator as a circle. The distance r is variable along with the path of the translator movement path 5 in the translator movement direction 6.
図６は、多角形の線としてのトランスレータ移動経路５の形成、及び通行線の形態で配置される線としてトランスレータ移動経路５の多角形の線に沿って矩形として形成されるステータ１の配置を示している。距離ｒはこの場合も同様に、トランスレータ移動方向６へのトランスレータ移動経路５の進路とともに可変である。可変の距離ｒは、ステータ１とトランスレータ２との間で作用する力１０に関して、例えば磁気装置（図示せず）に作用する外力に関して設定される。 FIG. 6 shows the formation of the translator movement path 5 as a polygonal line and the arrangement of the stator 1 formed as a rectangle along the polygonal line of the translator movement path 5 as a line arranged in the form of a passing line. Show. The distance r is also variable in this case together with the course of the translator movement path 5 in the translator movement direction 6. The variable distance r is set with respect to the force 10 acting between the stator 1 and the translator 2, for example, with respect to an external force acting on a magnetic device (not shown).
簡便にするために、トランスレータ２、及びトランスレータ２とステータ１との間に作用する力１０は図４及び図５には示されていない。 For the sake of simplicity, the translator 2 and the force 10 acting between the translator 2 and the stator 1 are not shown in FIGS .
配置されたステータ１及び点状のトランスレータ２の軸に沿う分極Ｎ、Ｓが図２に示されている。ステータは、ステータ１に対するトランスレータ２の位置に依存した必要な分極に起因して電磁石として形成される。 The polarizations N and S along the axes of the stator 1 and the dotted translator 2 arranged are shown in FIG. The stator is formed as an electromagnet due to the necessary polarization depending on the position of the translator 2 relative to the stator 1.
トランスレータ２は永久磁石として形成される。 The translator 2 is formed as a permanent magnet.
図７は、トランスレータ移動経路５を円の形態で形成するとともにステータも円の形態で形成する可能性を示している。トランスレータ移動経路５上を移動するトランスレータ２とステータ１の間の距離ｒは、ステータとトランスレータとの間に発生する力、特にステータ１に対する一方のトランスレータ２の位置に関して規定される。この相対的な位置に依存して、それぞれのトランスレータ２とステータ１との間には引力又は反発力がある。 FIG. 7 shows the possibility of forming the translator travel path 5 in the form of a circle and the stator in the form of a circle. The distance r between the translator 2 and the stator 1 moving on the translator movement path 5 is defined with respect to the force generated between the stator and the translator, particularly the position of one translator 2 relative to the stator 1. Depending on this relative position, there is an attractive or repulsive force between each translator 2 and stator 1.
力の状態は、ステータ１とトランスレータ２との間で作用する力１０、特に作用する引力及び反発力によって規定される。本発明の磁気装置は、それぞれの活動範囲内のトランスレータ２と全ての隣接するステータ１との間の引力及び反発力が考慮されることに基づいて優れている。 The state of the force is defined by the force 10 acting between the stator 1 and the translator 2, particularly the attractive and repulsive forces acting. The magnetic device of the present invention is excellent on the basis of the consideration of the attractive and repulsive forces between the translator 2 and all adjacent stators 1 within their respective active ranges.
図８は、トランスレータ２がステータ１間の多角形に延びる移動経路に沿って移動可能である、本発明の装置の可能な実施形態を示している。移動経路５の終点はステータ１に対して距離ｒを有し、それによってトランスレータ２は、全てのステータ１に対して発生する力１０の場内に位置する。 FIG. 8 shows a possible embodiment of the device according to the invention in which the translator 2 is movable along a moving path extending in a polygon between the stators 1. The end point of the movement path 5 has a distance r with respect to the stator 1, whereby the translator 2 is located in the field of the force 10 generated for all the stators 1.
図９は、ｔ＋１の時点における、図１に示されている磁気装置を示している。図１では、磁気装置は時点ｔにおいて示されている。 FIG. 9 shows the magnetic device shown in FIG. 1 at time t + 1. In FIG. 1, the magnetic device is shown at time t.
直線状の接続線１２がトランスレータ２の中心点及びステータ１の中心点を通って延びる。力Ｆ（Ｘｔ）は、より遠位のステータの影響は無視して直線状の接続線に平行な向きである。力Ｆ（Ｘｔ）の向きは請求項１において与えられる式に対応する。 A straight connection line 12 extends through the center point of the translator 2 and the center point of the stator 1. The force F (Xt) is oriented parallel to the straight connecting line, ignoring the influence of the more distal stator. The direction of the force F (Xt) corresponds to the formula given in claim 1 .
トランスレータを駆動する力Ｆａ（Ｘｔ）に関して以下が当てはまり： The following applies with respect to the force Fa (Xt) driving the translator:
αは直線状の接続線１２とトランスレータ移動方向６との間の角度として規定される。 α is defined as the angle between the straight connecting line 12 and the translator movement direction 6.
１ ステータ
２ トランスレータ
３ 回転点
４ トランスレータ支持体
５ トランスレータ移動経路
６ トランスレータ移動方向
７ ステータの中心点
８ トランスレータの中心点
９ 回転要素
１０ 力
１１ ステータの中心点
１２ クランクアセンブリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Translator 3 Rotation point 4 Translator support 5 Translator movement path 6 Translator movement direction 7 Stator center point 8 Translator center point 9 Rotating element 10 Force 11 Stator center point 12 Crank assembly
Claims (9)
前記トランスレータ（２）は、前記磁気装置の使用時に、前記ステータ（１）に対して連続的に可変のトランスレータ移動方向（６）に移動可能に支持され、
前記制御装置は、前記磁気装置の使用時にステータ（１）とトランスレータ（２）との間に発生する力に合わせて前記トランスレータ（２）と前記ステータ（１）との間の距離ｒが常にゼロより大きくなるように距離ｒを制御し、及び／又は、前記距離ｒが常にゼロより大きくなるようにステータ（１）とトランスレータ（２）との間の力を制御し、
前記距離ｒの最小値は、前記距離ｒの最小値に対応する前記トランスレータ（２）の位置Ｘｔにおいて、前記ステータ（１）から前記トランスレータ（２）に作用する力が最大となるように、前記ステータ（１）と前記トランスレータ（２）との間に発生する力に合わせて設定されることを特徴とし、前記ステータ（１）から前記トランスレータ（２）に作用する力Ｆ（Ｘｔ）は、
ｑｓｌａ（Ｘｔ）及びｑｓｌｂ（Ｘｔ）を前記ステータ（１）の磁極強度、
ｑｔａ（Ｘｔ）及びｑｔｂ（Ｘｔ）を前記トランスレータ（２）の磁極強度とし、
Ｘｔを前記ステータ（１）の中心（１１）を基準としたときの前記トランスレータ（２）の中心（１３）の位置とし、
Ｌｓを前記力Ｆ（Ｘｔ）の方向における前記ステータ（１）の延長長さ、
Ｌｔを前記力Ｆ（Ｘｔ）の方向における前記トランスレータ（２）の延長長さ、としたときに、下記数式１で表され、
前記力Ｆ（Ｘｔ）の方向は前記ステータ（１）の中心（１１）と前記トランスレータ（２）の中心（１３）を結んだ直線に平行である、磁気装置。
The translator (2), in use of the magnetic device, is movably supported in the continuously variable translator moving direction the relative to the stator (1) (6),
Wherein the control device, the distance r is always zero between time and the stator (1) for use with the translator the in accordance with the force generated between the (2) translator (2) and the stator (1) of the magnetic device Controlling the distance r to be greater and / or controlling the force between the stator (1) and the translator (2) so that the distance r is always greater than zero ;
The minimum value of the distance r is such that the force acting on the translator (2) from the stator (1) becomes maximum at the position Xt of the translator (2) corresponding to the minimum value of the distance r. The force F (Xt) acting on the translator (2) from the stator (1) is set according to the force generated between the stator (1) and the translator (2).
qsla (Xt) and qslb (Xt) are magnetic pole strengths of the stator (1),
qta (Xt) and qtb (Xt) are the magnetic pole strengths of the translator (2),
Xt is the position of the center (13) of the translator (2) with respect to the center (11) of the stator (1),
Ls is the extended length of the stator (1) in the direction of the force F (Xt),
When Lt is the extended length of the translator (2) in the direction of the force F (Xt),
The direction of the force F (Xt) is parallel to a straight line connecting the center (11) of the stator (1) and the center (13) of the translator (2).
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