JPS5838791Y2 - 往復駆動装置 - Google Patents
往復駆動装置Info
- Publication number
- JPS5838791Y2 JPS5838791Y2 JP1977163171U JP16317177U JPS5838791Y2 JP S5838791 Y2 JPS5838791 Y2 JP S5838791Y2 JP 1977163171 U JP1977163171 U JP 1977163171U JP 16317177 U JP16317177 U JP 16317177U JP S5838791 Y2 JPS5838791 Y2 JP S5838791Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- yoke
- mover
- magnetic pole
- drive device
- movable element
- 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
Links
Landscapes
- Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)
- Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はポンプ、振動機器等に用いられる電気エネルギ
ーを電磁作用により往復運動エネルギーに変換させる往
復駆動装置に係るものである。
ーを電磁作用により往復運動エネルギーに変換させる往
復駆動装置に係るものである。
従来、この種の装置としては第1図に示す如く電磁コイ
ル1内の可動鉄心2が電磁コイル1の通電時にヨーク3
内に吸引される吸引作用と、電流遮断時のスプリング4
による反発力による反発作用とを組合せた装置がある。
ル1内の可動鉄心2が電磁コイル1の通電時にヨーク3
内に吸引される吸引作用と、電流遮断時のスプリング4
による反発力による反発作用とを組合せた装置がある。
また第2図に示す如く、ヨーク3内に設置された2つの
電磁コイル1゜1に隣合う部分に同方向の磁束が発生す
るように通電し、かつ通電方向の切換えにより可動永久
磁石5を往復動作させる装置がある。
電磁コイル1゜1に隣合う部分に同方向の磁束が発生す
るように通電し、かつ通電方向の切換えにより可動永久
磁石5を往復動作させる装置がある。
更には第3図に示す如く、永久磁石5を含む磁気回路の
空隙内に装着された可動片6に取付けた可動コイル7に
通電し、かつ通電方向の切換えにより可動片6を往復動
作させる装置が使用されていた。
空隙内に装着された可動片6に取付けた可動コイル7に
通電し、かつ通電方向の切換えにより可動片6を往復動
作させる装置が使用されていた。
しかしながら、上述の第1図に示す装置においては、電
磁作用による吸引力をスプリング4の反発力に抗して作
用させるので、入力電気エネルギーとスプリング4の反
発力の差のみが運動エネルギーに変換されるにすぎず効
率が悪い。
磁作用による吸引力をスプリング4の反発力に抗して作
用させるので、入力電気エネルギーとスプリング4の反
発力の差のみが運動エネルギーに変換されるにすぎず効
率が悪い。
また作動初期においては吸引力が弱く、一方作動終期に
おいては吸引力が最大になるという動作特性の非線形性
がある。
おいては吸引力が最大になるという動作特性の非線形性
がある。
更に吸引の際のヨーク3と可動鉄心2との接触による騒
音があり、また電源としては直流電源と切換スイッチの
組合せ使用あるいは交流電源と半波整流装置との組合せ
使用となり50Hzまたは60Hzの商用交流電源をそ
のまま使用できない等の欠点がある。
音があり、また電源としては直流電源と切換スイッチの
組合せ使用あるいは交流電源と半波整流装置との組合せ
使用となり50Hzまたは60Hzの商用交流電源をそ
のまま使用できない等の欠点がある。
次に第2図に示す装置においては、直流電源と切換スイ
ッチの組合せによる電源しか使用できず、商用交流電源
が使用できない不便がある。
ッチの組合せによる電源しか使用できず、商用交流電源
が使用できない不便がある。
また動作終端におけるヨーク3と可動永久磁石5との接
触時に動作力が最大となり、動作初期及び中期には動作
力が小さいという、可動永久磁石5の位置による動作力
のバラツキ、つまり動作特性の非線形性、およびヨーク
3と可動永久磁石5の接触による騒音発生等の欠点があ
る。
触時に動作力が最大となり、動作初期及び中期には動作
力が小さいという、可動永久磁石5の位置による動作力
のバラツキ、つまり動作特性の非線形性、およびヨーク
3と可動永久磁石5の接触による騒音発生等の欠点があ
る。
更にまた第3図に示す装置においては、磁気回路の空隙
長を大きくとれないので、可動コイル7の容量が制約さ
れ、電気エネルギーの付加容量に制約を受ける。
長を大きくとれないので、可動コイル7の容量が制約さ
れ、電気エネルギーの付加容量に制約を受ける。
またコイル自体が動くため耐久力に難点があること、更
にはコイルへの給電構造が複雑になること等の欠点があ
る。
にはコイルへの給電構造が複雑になること等の欠点があ
る。
なお上記装置においては、ヨーク内に可動子を収容する
ものであり、特に大型のものにおいてはヨーク若しくは
コイル重量が大となり装置全体が大型かつ重量大となる
欠点がある。
ものであり、特に大型のものにおいてはヨーク若しくは
コイル重量が大となり装置全体が大型かつ重量大となる
欠点がある。
本考案は上記欠点を解消した往復駆動装置を提供するこ
とを目的とするものである。
とを目的とするものである。
第4図は本考案の実施例を示す側面図、第5図は第4図
におけるA−A線断面図である。
におけるA−A線断面図である。
両図において8はヨークであり、横断面円形に形成し、
溝9を設はコイル10,10 aを相隣る部分に同方向
の磁束が発生するように介装し、交番電流若しくはパル
ス電流供給源と電気的に接続する。
溝9を設はコイル10,10 aを相隣る部分に同方向
の磁束が発生するように介装し、交番電流若しくはパル
ス電流供給源と電気的に接続する。
次に11は可動子であり、前記ヨーク8の外周に軸方向
摺動自在に介装する。
摺動自在に介装する。
すなわち軸方向にN、S磁極を有する永久磁石12の両
端部に磁極片13,13 aを固着して形成した可動子
11を支持体14に固着し、支持体14はヨーク8中央
部を貫通し、軸受15を介して摺動自在に支承された軸
16と固着して形成する。
端部に磁極片13,13 aを固着して形成した可動子
11を支持体14に固着し、支持体14はヨーク8中央
部を貫通し、軸受15を介して摺動自在に支承された軸
16と固着して形成する。
17はケーシングであり、ヨーク8および永久磁石12
の外周を包囲する。
の外周を包囲する。
上記構成によりコイル10に通電すると、コイル10と
永久磁石12との電磁吸引反発作用によって可動子11
は軸方向に往復駆動する。
永久磁石12との電磁吸引反発作用によって可動子11
は軸方向に往復駆動する。
而して永久磁石12により発生する磁束は、動作の略全
ストロークにおいてヨーク8と磁気的に均等に結合する
ため動作の線形成が極めて良好である。
ストロークにおいてヨーク8と磁気的に均等に結合する
ため動作の線形成が極めて良好である。
なお可動子11を形成する永久磁石12の設置個数は、
駆動すべき機器の容量によって適宜選定すればよく、例
えば第6図に示す如く、永久磁石12 aをヨーク8の
外周の同心円周上に配置して充填材18によって成形し
た雛形としてもよい。
駆動すべき機器の容量によって適宜選定すればよく、例
えば第6図に示す如く、永久磁石12 aをヨーク8の
外周の同心円周上に配置して充填材18によって成形し
た雛形としてもよい。
次に第7図は第5図に示すヨーク8と可動子11との寸
法関係を示す説明図である。
法関係を示す説明図である。
同図に示す如く、Aはヨーク8の端部磁極8b、8C間
の軸方向距離であり、中央磁極部8aの軸方向長さをC
1中央磁極部8aと端部磁極部8b、8Cとの間隙をB
とするとA=2B+Cである。
の軸方向距離であり、中央磁極部8aの軸方向長さをC
1中央磁極部8aと端部磁極部8b、8Cとの間隙をB
とするとA=2B+Cである。
而して可動子内周における端部磁極片間軸方向距離(第
5図では永久磁石12の軸方向長さと一致している)お
よび可動子軸方向長さを各々D、Eとすると、前記ヨー
ク8の端部磁極部分8b、8C間の軸方向距離Aとの間
の寸法関係をE≧A≧Dとすると、一般の筒用周波数に
おける可動子11の駆動が良好であることが実験の結果
解明された。
5図では永久磁石12の軸方向長さと一致している)お
よび可動子軸方向長さを各々D、Eとすると、前記ヨー
ク8の端部磁極部分8b、8C間の軸方向距離Aとの間
の寸法関係をE≧A≧Dとすると、一般の筒用周波数に
おける可動子11の駆動が良好であることが実験の結果
解明された。
なお前記B、C,D間の寸法関係はD>B、Cである。
上記の寸法関係における可動子11の動作を詳細に説明
すると次のとおりである。
すると次のとおりである。
まず第7図において電磁コイル10.10 Hにプラス
の電流を通電すると磁極部分8a、8b及び8Cには図
示の如くの極性の磁極が生じて可動子11は図示実線矢
印の方向に移動し、電流の極性を逆にすると可動子11
は図示破線矢印の方向に移動するが、本考案の装置では
永久磁石12より生じた磁束とヨークとの磁気的結合に
より推力が生ずるため、第8図に示すように磁極片13
の右端28が磁極部分8Cの左端24の延長線lと一致
した時に推力のピーク値が発生する。
の電流を通電すると磁極部分8a、8b及び8Cには図
示の如くの極性の磁極が生じて可動子11は図示実線矢
印の方向に移動し、電流の極性を逆にすると可動子11
は図示破線矢印の方向に移動するが、本考案の装置では
永久磁石12より生じた磁束とヨークとの磁気的結合に
より推力が生ずるため、第8図に示すように磁極片13
の右端28が磁極部分8Cの左端24の延長線lと一致
した時に推力のピーク値が発生する。
同様にして磁極片13aの右端26が磁極部分8aの左
端22と一致した時に推力のピーク値が発生する。
端22と一致した時に推力のピーク値が発生する。
従って実線矢印方向への移動に際して上述した2個所の
推力ピーク値を得るわけである。
推力ピーク値を得るわけである。
一方策8図とは逆方向に可動子を移動させる場合、即ち
第7図において電磁コイル10.103にマイナスの電
流を通電し、ヨーク8の磁極部分8b、8a、8Cにそ
れぞれS、N、Sの磁極を現出させた場合には、同様に
磁極片13aの左端25が磁極部分8bの右端21と一
致した時および磁極片13の左端27が磁極部分8bの
右端23と一致した時に推力のピーク値が発生する。
第7図において電磁コイル10.103にマイナスの電
流を通電し、ヨーク8の磁極部分8b、8a、8Cにそ
れぞれS、N、Sの磁極を現出させた場合には、同様に
磁極片13aの左端25が磁極部分8bの右端21と一
致した時および磁極片13の左端27が磁極部分8bの
右端23と一致した時に推力のピーク値が発生する。
例えば゛第7図においてE、A、DおよびCをそれぞれ
33mm、30mm、22mmおよび10mmに設定す
ると、第9図に示すような推力分布が得られる。
33mm、30mm、22mmおよび10mmに設定す
ると、第9図に示すような推力分布が得られる。
第9図において、実線および破線はそれぞれ第7図にお
ける推力の方向を示す実線矢印および破線矢印に対応し
ており、第7図に示す如く可動子11の中央線l′が磁
極部分8aの中央線l。
ける推力の方向を示す実線矢印および破線矢印に対応し
ており、第7図に示す如く可動子11の中央線l′が磁
極部分8aの中央線l。
と一致した時をストロークOとし、中央線l′か沖央線
l。
l。
より右方および左方へ移動した距離をそれぞれプラスお
よびマイナスのストロークとして表わした。
よびマイナスのストロークとして表わした。
第9図に示されるように、推力のピーク値は4ケ所有り
、これらのピーク値が発生する位置XI、X2゜X3お
よびX4はそれぞれ23と27.24と28.21と2
5および22と26が同一線上に重なる時に発生してい
る。
、これらのピーク値が発生する位置XI、X2゜X3お
よびX4はそれぞれ23と27.24と28.21と2
5および22と26が同一線上に重なる時に発生してい
る。
したがって上記の如くの寸法関係に設定した往復駆動装
置を、例えば最大ストローク12mmのダイヤフラムポ
ンプのような中心位置から6mmの位置で最大の仕事を
する装置に適用すると、ピーク推力を最大に利用できる
ため、極めて効率の高い装置が得られる。
置を、例えば最大ストローク12mmのダイヤフラムポ
ンプのような中心位置から6mmの位置で最大の仕事を
する装置に適用すると、ピーク推力を最大に利用できる
ため、極めて効率の高い装置が得られる。
このように本考案の装置によれば、上記の寸法関係の範
囲で各部の寸法を適宜設定することにより各種のストロ
ークを有する装置に対応することができる。
囲で各部の寸法を適宜設定することにより各種のストロ
ークを有する装置に対応することができる。
本実施例においてはヨークの横断面形状を円形とした例
を示したが、その他の幾何学的形状とすることができる
ことは勿論であり、可動子との寸法関係においてその軸
方向摺動を可能とする限りにおいて、必らずしも横断面
が軸方向一様のものに限定されない。
を示したが、その他の幾何学的形状とすることができる
ことは勿論であり、可動子との寸法関係においてその軸
方向摺動を可能とする限りにおいて、必らずしも横断面
が軸方向一様のものに限定されない。
本考案の往復駆動装置は以上記述の如き構成および作用
であるから、下記の効果を奏し得る。
であるから、下記の効果を奏し得る。
(1)商用交流電源から簡単に永久磁石式の往復駆動装
置の動力源を得られる。
置の動力源を得られる。
(2)動作特性上線形性が極めて良好であり、無通電時
においては可動子が往復動作ストロークの中心位置にあ
る。
においては可動子が往復動作ストロークの中心位置にあ
る。
(3)電磁コイルはヨーク内に固定しであるため容量上
の制約は一切無く、かつ耐久性に富む。
の制約は一切無く、かつ耐久性に富む。
(4)可動子が無接触で動作するため、騒音の発生が無
い。
い。
(5)構造簡単であり小型から大型まで製作可能であり
、効率が良い。
、効率が良い。
第1図〜第3図は夫々従来の装置を示す縦断面図、第4
図は本考案の実施例を示す側面図、第5図は第4図にお
けるA−A線断面図、第6図は本考案の他の実施例にお
ける要部拡大側面図、第7図および第8図は永久磁石と
ヨークとの寸法関係を示す説明図、第9図は本考案の装
置における推力分布の一例を示す図である。 1.7,10.10 a : コイル、3.8:ヨーク
、5,12,12a:永久磁石、11:可動子、13,
13 a :磁極片、14:支持体、17:ケーシング
。
図は本考案の実施例を示す側面図、第5図は第4図にお
けるA−A線断面図、第6図は本考案の他の実施例にお
ける要部拡大側面図、第7図および第8図は永久磁石と
ヨークとの寸法関係を示す説明図、第9図は本考案の装
置における推力分布の一例を示す図である。 1.7,10.10 a : コイル、3.8:ヨーク
、5,12,12a:永久磁石、11:可動子、13,
13 a :磁極片、14:支持体、17:ケーシング
。
Claims (1)
- 1.軸を含む平面における縦断面端面を略E形に形成し
た強磁性材料からなるヨーク外周溝内に2個の筒状電磁
コイルを相隣る部分に同極が発生するように配設し、ヨ
ーク外周には両端部にそれぞれ磁極片を有しかつ軸方向
にN、S磁極を有する永久磁石からなる可動子を配設し
、ヨーク中央を貫通する摺動自在の軸と可動子とを支持
体を介して接続し、前記ヨークを構成する磁極部と前記
可動子との寸法関係を下記の如く定めたことを特徴とす
る往復駆動装置。 E≧A≧D D>B、C 但し、A:端部磁極部間軸方向距離 B:中中央極極部端部磁極部間軸方向距離C:中中央極
極部軸方向長 D:可動子内周における端部磁極片間軸 方向距離 E:可動子軸方向長さ 2、複数個の永久磁石を籠形に配設して可動子を形成し
た実用新案登録請求の範囲第1項記載の往復駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1977163171U JPS5838791Y2 (ja) | 1977-12-07 | 1977-12-07 | 往復駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1977163171U JPS5838791Y2 (ja) | 1977-12-07 | 1977-12-07 | 往復駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5495901U JPS5495901U (ja) | 1979-07-06 |
JPS5838791Y2 true JPS5838791Y2 (ja) | 1983-09-01 |
Family
ID=29159568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1977163171U Expired JPS5838791Y2 (ja) | 1977-12-07 | 1977-12-07 | 往復駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5838791Y2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4216699Y1 (ja) * | 1965-11-09 | 1967-09-26 |
-
1977
- 1977-12-07 JP JP1977163171U patent/JPS5838791Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4216699Y1 (ja) * | 1965-11-09 | 1967-09-26 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5495901U (ja) | 1979-07-06 |
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