(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電空変換器として、
第１固定子；
曲がった板型の第２固定子；及び
流動子；を含み、
前記第１固定子は、第１固定子ギャップと、前記第１固定子の一部分に巻かれているコイルとを具備しており、
前記第２固定子は、一方の端に第２固定子ギャップと、前記第２固定子のもう一方の端に前記流動子を磁化させる永久磁石とを具備しており、
前記第１固定子ギャップと前記第２固定子ギャップは互いにそろって並ぶように配置されており、
前記流動子の一方の端には前記永久磁石が近接するように配置されており、
前記流動子のもう一方の端は、前記第１固定子ギャップ及び前記第２固定子ギャップ内に介在するように伸び、さらに前記第１固定子ギャップ及び前記第２固定子ギャップ内で、前記コイルに印加される電流によって前記流動子の中央部に位置するヒンジを中心に側方向に動くように配置されており、
前記第１固定子はニッケル含有量が７８％であるパーマロイＰＣで構成され、
前記第２固定子はニッケル含有量が４５％であるパーマロイＰＢで構成され、
前記流動子はニッケル含有量が４５％であるパーマロイＰＢで構成されている
ことを特徴とする低いヒステリシス特性を有する電空変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空圧式位置制御機に用いられる電空変換器に関するもので、さらに詳しくは、ヒステリシスが小さな電空変換器の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電空変換器は電流を機械的な回転力で変換して最終的に空気圧に変える役割をする機器である。
【０００３】
図１ａ及び１ｂに従来の電空変換器２００の概略的な構造と動作原理が図示されている。コイル２１０に流れる電流によって発生する磁場は、図１ａに図示されたように、流動子２２０と固定子２３０を介して閉回路を構成するようになる。磁石２４０によって発生する磁場は、図１ｂに図示されたように、固定子２３０を介して閉回路を構成する。このようなコイル２１０によって発生する磁場と磁石２４０によって発生する磁場の間の相互作用によって流動子２２０はヒンジ２５０間で流動子２２０の横軸を中心に回転しようとする力が発生するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の電空変換器２００において、磁石２４０によって発生する磁場は固定子２３０を介して閉回路を構成する。このような磁石２４０による磁場は非常に強いため、固定子２３０の材質に飽和磁束密度が高い材質を用いるのが一般的である。図１ａから分かるように、コイル２１０によって発生する磁場もこのような固定子２３０を通るようになる。コイル２１０によって発生する磁場は磁石２４０による磁場に比べて非常に小さいため、飽和磁束密度が大きい固定子２３０を通過する際、ヒステリシスが大きくなる。すなわち図２に図示されたように、電流が上昇する際に発生するトルクと電流が下降する際に発生するトルク差が大きくなる。このような大きなヒステリシスによって、電空変換器の精密な制御が難しくなる。
【０００５】
したがって、この発明は、低いヒステリシス特性を有する電空変換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの形態として、低いヒステリシス（hysteresis）特性を有する電空変換器が提供される。本電空変換器は、第１固定子と、曲がった板型の第２固定子及び流動子を含む。第１固定子は、第１固定子ギャップと、第１固定子の一部分に巻かれているコイルとを具備する。第２固定子は、一方の端に第２固定子ギャップと、第２固定子のもう一方の端に流動子を磁化させる永久磁石とを具備する。第１固定子ギャップと第２固定子ギャップは互いにそろって並ぶように配置される。流動子の一方の端には永久磁石が近接するように配置されており、流動子のもう一方の端は第１固定子ギャップ及び第２固定子ギャップを介して伸びている。流動子はコイルに印加される電流によって第１固定子ギャップ及び第２固定子ギャップ内で流動子が動くように配置される。
【０００７】
望ましくは、第２固定子は第１固定子よりさらに大きな飽和磁束密度とさらに大きな保磁力を持つ材質で成り立つことができる。
【０００８】
望ましくは、流動子は第１固定子よりさらに大きな飽和磁束密度とさらに大きな保磁力を持つ大きな材質で成り立つことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電空変換器は、低いヒステリシス特性を有するため、高い精密度で制御するのが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】従来の電空変換器の図面であり、コイルで発生される磁場の流れを図示する。
【図１ｂ】従来の電空変換器の図面であり、永久磁石によって発生される磁場の流れを図示する。
【図２】従来の電空変換器のヒステリシス特性を示すグラフである。
【図３ａ】本発明の一実施例による電空変換器の図面であり、コイルに発生される磁場の流れを図示する。
【図３ｂ】は本発明の一実施例による電空変換器の図面であり、永久磁石によって発生する磁場の流れを図示する。
【図４】図２の従来の電空変換器のヒステリシス特性と本発明の電空変換器のヒステリシス特性を比べるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照すると、図３ａ及び３ｂには本発明の一実施例による電空変換器１００が図示されている。また、図３ａはコイルによって発生した磁場が形成する閉回路を図示し、図３ｂは永久磁石によって発生した磁場が形成する閉回路を図示する。
【００１２】
本電空変換器１００は、第１固定子１１０、固定子ギャップ１１２、コイル１１４、第２固定子１２０、第２固定子ギャップ１２２、永久磁石１２４、及び流動子１３０を含む。
【００１３】
第１固定子１１０は一端に第１固定子ギャップ１１２が形成されており、その一部分にコイル１１４が巻かれている。このような第１固定子１１０は飽和磁束密度が低く保磁力が低い材質で構成される。例えば、第１固定子１１０はＰＣ（ニッケル含有量が７８％であるパーマロイ）で構成されることができる。
【００１４】
第２固定子１２０は一端に第２固定子ギャップ１２２が形成されている曲がった板型である。第２固定子１２０のもう一方の端に永久磁石１２４が付着される。このような第２固定子１２０は飽和磁束密度が高くて保磁力が高い材質で構成される。例えば、第２固定子１２０はＰＢ（ニッケル含有量が４５％であるパーマロイ）で構成される。
【００１５】
第１固定子ギャップ１１２と第２固定子ギャップ１２２は互いにそろって並ぶように配置される。次に、流動子１３０は流動子１３０の一方の端が永久磁石１２４上に置かれて、もう一方の端が第１固定子ギャップ１１２と第２固定子ギャップ１２２の間で伸びるように置かれる。このような流動子１３０は飽和磁束密度が高くて保磁力が高い材質、例えば、ＰＢで構成されることができる。
【００１６】
その動作において、本電空変換器１００は永久磁石１２４による磁場とコイル１１４による磁場の相互作用によって流動子１３０を作動させる。さらに詳細に言えば、流動子１３０は永久磁石１２４によって磁化されて一定の極性を有する。コイルに電流が流れると、第１固定子１１０を介して磁場が閉回路を形成する。第１固定子ギャップの両端の間に形成された磁場の方向及び強さによって、流動子１３０は力を受け、動くようになる。
【００１７】
次に、本電空変換器１００のヒステリシス特性について説明する。
図３ｂをまず参照すると、永久磁石１２４によって発生する磁場は第２固定子１２０及び流動子１３０を通過して閉回路を形成する。永久磁石１２４による磁場が非常に大きいので、このような大きな磁場を通過させるため、第２固定子１２０と流動子１３０の材質で飽和磁束密度及び保磁力の高い材質を用いる。
【００１８】
図３ａを参照すると、コイル１１４によって発生する磁場は第１固定子１１０と流動子１３０の一部分を通過する。コイル１１４によって発生する磁場は永久磁石１２４による磁場に比べて非常に弱いため、第１固定子１１０は飽和磁束密度と保磁力が低い材質で構成されている。前記のとおり、流動子１３０は飽和磁束密度と保磁力が高い材質で構成されている。図示されたように、永久磁石１２４による磁場に比べて非常に弱いコイル１１４によって発生する磁場は大部分飽和磁束密度と保磁力が低い第１固定子１１０を通過するようになる。たとえコイル１１４によって発生する磁場が飽和磁束密度と保磁力が高い流動子１３０を通過することはするが、その通過の長さは磁場が形成する全体閉回路で極めて一部分に過ぎない。したがって、本電空変換器１００は低いヒステリシス特性を有する。
【００１９】
図４を参照すると、従来の電空変換器のヒステリシス特性と本発明の実施例による電空変換器のヒステリシス特性を比べるグラフが図示されている。図示されたように、本発明の電空変換器は従来の電空変換器より低いヒステリシス特性を有し、したがってさらに精密な制御が可能である。
【００２０】
本明細書で特定の実施例について詳細に記述したが、これは説明のためだけのものであって、本発明はこれに限定されない。本明細書を読んだ当業者によって様々な修正及び変形が容易に成り立つことができ、このような修正及び変形も本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００２１】
１００  電空変換器
１１０  第１固定子
１１２  第１固定子ギャップ
１１４  コイル
１２０  第２固定子
１２２  第２固定子ギャップ
１２４  永久磁石
１３０  流動子
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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