(57)【要約】【課題】コーティングや表面処理や追加の加工及び汚染に対する特別な注意を必要とせず、向上した性能を有するシステムと方法を提供する。【解決手段】ソレノイドは、電機子と、強磁性管材料からなる磁性管と、電機子安定化素子と、を備えている。磁性管は、厚さ約１ｍｍ未満のラジアル管壁を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場応答性電機子材料からなり、軸方向と平行な外側ラジアル電機子面を有する電機子と、
強磁性管材料からなる磁性管と、
電機子安定化素子と、
を備えたソレノイドであって、
前記磁性管は前記外側ラジアル電機子面と同心の内側ラジアル管面を備えたラジアル管壁を有し、
前記ラジアル管壁は厚さ約１ｍｍ未満であり、
前記電機子安定化素子は前記外側ラジアル電機子面と前記内側ラジアル管面の間にラジアル空隙を設置し、
前記ラジアル空隙は、前記外側ラジアル電機子面にわたって略均一な厚さを有し、前記電機子が前記電機子の全可動域の少なくとも一部にわたって動くにつれて略均一な厚さを維持し、
前記略均一とは平均厚さのプラスマイナス１％の許容範囲を意味することを特徴とするソレノイド。
【請求項２】
前記電機子が略円柱形であることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項３】
前記電機子安定化素子が、少なくとも２セットのボールベアリングを備えていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項４】
前記電機子が軸方向に沿った前記外側ラジアル電機子面に設けられた複数の溝（channel）を更に備え、
前記少なくとも２セットのボールベアリングが前記複数の溝の内部に位置していることを特徴とする請求項３に記載のソレノイド。
【請求項５】
前記複数の溝のそれぞれが、少なくとも２つのベアリング移動範囲を画定する少なくとも２セットのベアリングストップを備え、
前記少なくとも２セットのボールベアリングの少なくとも１つのボールベアリングが、各ベアリング移動範囲に存在することを特徴とする請求項４に記載のソレノイド。
【請求項６】
前記ソレノイドは、前記磁性管の周りに同心に設けられたコイルを更に備え、
前記コイルは導電性コイル材料で構成され、
前記コイルは、電流が前記コイルを通過すると、前記電機子を軸方向に動かす磁場を生成するように方向付けられていることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項７】
前記電流が少なくとも約１ｍＡであることを特徴とする請求項６に記載のソレノイド。
【請求項８】
前記ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、
前記電機子が、
約１Ａの電流に応じて約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離の間で、少なくとも約９Ｎの押す力又は引く力を発生し、
約０．５Ａの電流に応じて約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離の間で、少なくとも約３Ｎの押す力又は引く力を発生する
ことを特徴とする請求項６に記載のソレノイド。
【請求項９】
前記ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、
押す力又は引く力と戻る力の差の平均が、約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離範囲にわたり、約０．５N未満であることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項１０】
前記ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、
押す力又は引く力と戻る力の差が、約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離の間で、約０．５Ｎ未満であることを特徴とする請求項１に記載のソレノイド。
【請求項１１】
磁場応答性電機子材料からなり、軸方向と平行な外側ラジアル電機子面を有する電機子と、
強磁性管材料からなる磁性管と、
電機子安定化素子と、
を備えたソレノイドであって、
前記磁性管は厚さ約１ｍｍ未満のラジアル管壁を有することを特徴とするソレノイド。
【請求項１２】
前記電機子が略円柱形であることを特徴とする請求項１１に記載のソレノイド。
【請求項１３】
前記電機子安定化素子が、少なくとも２セットのボールベアリングを備えていることを特徴とする請求項１１に記載のソレノイド。
【請求項１４】
前記電機子が軸方向に沿った前記外側ラジアル電機子面に設けられた複数の溝（channel）を更に備え、
前記少なくとも２セットのボールベアリングが前記複数の溝の内部に位置していることを特徴とする請求項１３に記載のソレノイド。
【請求項１５】
前記複数の溝のそれぞれが、少なくとも２つのベアリング移動範囲を画定する少なくとも２セットのベアリングストップを備え、
前記少なくとも２セットのボールベアリングの少なくとも１つのボールベアリングが、各ベアリング移動範囲に存在することを特徴とする請求項１４に記載のソレノイド。
【請求項１６】
前記ソレノイドは、前記磁性管の周りに同心に設けられたコイルを更に備え、
前記コイルは導電性コイル材料で構成され、
前記コイルは、電流が前記コイルを通過すると、前記電機子を軸方向に動かす磁場を生成するように方向付けられていることを特徴とする請求項１１に記載のソレノイド。
【請求項１７】
前記電流が少なくとも約１ｍＡであることを特徴とする請求項１６に記載のソレノイド。
【請求項１８】
前記ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、
前記電機子が、
約１Ａの電流に応じて約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍのストローク距離の間で、少なくとも約９Ｎの押す力又は引く力を発生し、
約０．５Ａの電流に応じて約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍのストローク距離の間で、少なくとも約３Ｎの押す力又は引く力を発生する
ことを特徴とする請求項１６に記載のソレノイド。
【請求項１９】
前記ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、
押す力又は引く力と戻る力の差の平均が、約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離にわたり、約０．５Ｎ未満であることを特徴とする請求項１１に記載のソレノイド。
【請求項２０】
前記ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、
押す力又は引く力と戻る力の差が、約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍのストローク距離の間で、約０．５Ｎ未満であることを特徴とする請求項１１に記載のソレノイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性管を備えたソレノイドと電機子安定化素子及びそれらの作成と使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドは、非磁性のソレノイド管として知られている。非磁性管を有することは、磁場を発生するコイルと電機子の間に位置する非磁性材料のおかげで電機子が受ける磁場の大きさを制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ソレノイドは、ソレノイドから管を外すと、磁性片が電機子を収容する筒状の空洞を形成し、その内面が直接電機子と接触していることも知られている。しかし、直接電機子を収容する磁極片を有するすべての実例では、以下の特別な製造上の考慮が要求される。１）電機子の磁性材料と磁極片の磁性材料との間に間隙を設けるために、非磁性コーティング又は表面処理を電機子又は磁極片のどちらかに行う必要がある。２）磁極片及び／又は電機子は、電機子がスライドするための特別円滑な表面を提供するために、追加加工（研削、ホーニング、超仕上げ等）をする必要がある。３）すべての汚染物質が、電機子と磁極片の間の表面摩擦を増加させることに繋がり、性能に悪影響を与えるので、汚染物質（例えばフィルタ又はダイアフラムを含む追加コンポーネント）に関し特別な注意が必要である。
【０００４】
従って、向上した性能を有するが、特別な製造上の考慮が要求されないソレノイドを提供することの要求が存在する。
【０００５】
本技術は、コーティングや表面処理や追加の加工及び汚染に対する特別な注意を必要とせず、向上した性能を有するシステムと方法を提供することによって、上述の欠点を解消する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の1つの態様では、1つのソレノイドが提供される。このソレノイドは、電機子と管と電機子安定化素子を備えている。電機子は、磁場感応性電機子材料で構成される。管は、強磁性管材料で構成される。電機子は、軸方向と平行な外側ラジアル電機子面を有する。管は、外側ラジアル電機子面と同心の内側ラジアル管面を備えたラジアル管壁を有する。このラジアル管壁は厚さ約１ｍｍ未満である。電機子安定化素子は外側ラジアル電機子面と内側ラジアル管面の間に径方向空隙を設置する。この径方向空隙は、外側ラジアル電機子面にわたって略均一な厚さを有する。
【０００７】
幾つかの実施例では、電機子は略円柱状である。
【０００８】
別の実施例では、電機子安定化素子は、少なくとも２セットのボールベアリングを備えている。電機子は軸方向に沿った外側ラジアル電機子面に設けられた複数の溝（channel）を更に備えている。少なくとも２セットのボールベアリングは前記複数の溝の内部に位置している。この複数の溝のそれぞれが、少なくとも２つのベアリング移動範囲を画定する少なくとも２セットのベアリングストップを備え、この少なくとも２セットのボールベアリングの少なくとも１つのボールベアリングが、各ベアリング移動範囲に存在する。
【０００９】
また別の実施例では、ソレノイドは、管の周りに同心に設けられたコイルを備えている。このコイルは導電性コイル材料で構成されている。このコイルは、電流がこのコイルを通過すると、電機子を軸方向に動かす磁場を生成するように方向付けられている。ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、この電機子が、約１Ａの電流に応じて約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離の間で、少なくとも約９Ｎの押す力又は引く力を発生し、又は約０．５Ａの電流に応じて約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離の間で、少なくとも約３Ｎの押す力又は引く力を発生する。
【００１０】
別の実施例では、ソレノイドが約３ｍｍの最大ストロークを有し、押す力又は引く力と戻る力の差の平均が、約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離範囲にわたり、約０．５Ｎ未満であるか、又は、押す力又は引く力と戻る力の差が、約０．２５ｍｍと約２．５ｍｍの特定のストローク距離の間で、約０．５Ｎ未満である。
【００１１】
前述の記載及び関連するものの成果と共に、以下に本発明の特徴が十分に記載される。以下の記載と付属の図面は、本発明の特定の実施例を詳細に示す。しかし、これらの実施例は本発明が原理的に用いることのできる様々な手段の一部を示すに過ぎない。本発明の他の態様、長所、及び新規な特徴は、図面と関連付けて以下の詳細な記載から明らかになるでしょう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明に係るソレノイドの断面図である。
【図２】図２は本発明に係る電機子−管アセンブリの管から電機子を取り外した斜視図である。
【図３】図３は本発明に係る電機子−管アセンブリの管内に電機子を入れた斜視図である。
【図４】図４は本発明に係る電機子−管アセンブリの管の穴からソレノイドを見た図である。
【図５】図５は本発明に係る電機子−管アセンブリのボールベアリングのセットを貫通する断面図である。
【図６】図６は磁性管と非磁性管を備えたソレノイドのコンピュータモデルを比較したグラフである。
【図７】図７は磁性管と非磁性管を備えたソレノイドの測定したストロークと力の関係を比較したグラフである。
【図８】図８はボールベアリングの有無で磁性管を備えたソレノイドの測定したストロークと力の関係を比較したグラフである。
【図９】図９は、ボールベアリングと磁性管を備えたソレノイドと、ボールベアリング無しで非磁性管を備えたソレノイドでの測定したストロークと力の関係を比較したグラフである。
【図１０】磁性管と非磁性管の磁気ギャップを示す電機子−管アセンブリの略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上下左右といった位置と動作の方向関係は、図面に示されたコンポーネントの方向関係を参照する。他のコンポーネントの位置関係は、本発明の他の用途で存在する場合がある。
【００１４】
図１を参照して、本開示はソレノイド１１０を提供する。このソレノイドは電機子１２、管１４、磁極片１５、互換性磁極片（c-pole）１７、及びコイル１６を備えている。
【００１５】
図２を参照して、電機子１２と管１４の組み合わせを、電機子−管アセンブリ１０と称する。図２は本発明に係る電機子−管アセンブリの管から電機子を取り外した斜視図である。電機子−管アセンブリ１０は、ボールベアリング１８の形状を示す電機子安定化素子を備えている。管１４はスライド自在に電機子１２を収容し、一方で電機子１２は軸方向１００に沿って管１４に対してスライドできる。電機子１２は、第一端電機子面２６と、対向する第二端電機子面（図示せず）と、外側ラジアル電機子面２８と、を有している。電機子１２は、電機子安定化素子（例えば複数のボールベアリング１８）を保持可能な複数の溝（channel）２０を備えている。複数のベアリングストップ２２が、ボールベアリング１８が移動可能なベアリング移動範囲２４を画定している。電機子１２は略円柱形状、管１４は略円筒形状を有し、円柱形状及び円筒形状の長軸は軸方向１００に位置合わせされている。
【００１６】
特定の実施例では、電機子安定化素子は少なくとも２セットのボールベアリング１８を備え、そのうち１セットのボールベアリング１８は第一端電機子面２６の近傍にあり、ボールベアリング１８のもう一つのセットは、第二端電機子面（図示せず）の近傍にある。当然のことながら、（２つの表面が互いにスライドする場合と対照的に）ボールベアリングは汚染物質の周り又は上を移動可能で、溝は性能に影響を与えることなく汚染物質が堆積する空間を提供するので、複数の溝２０と複数のボールベアリング１８は、汚染物質に対して向上したロバスト性を提供する。加えて、ボールベアリングは管に対して少しの接触点しか有さないので、管は性能に悪影響を与えることなくその内面により多くの汚染物質を取り込むことができる。また当然のことながら、電機子安定化素子は径方向空隙を確立し維持して、電機子と管の間の摩擦を低減する。
【００１７】
まだ図２を参照して、管１４は外側ラジアル管壁面３４を有するラジアル管壁３０を備えている。ラジアル管壁３０は、約１ｍｍ未満、約５００μｍ未満、又は約３００μｍ未満の厚さを有することができる。ラジアル管壁３０は、少なくとも約１ｍｍ、少なくとも約５００μｍ、又は少なくとも約３００μｍの厚さを有することができる。管１４は、さらに開放端３９のところにフランジ３８を備えている。他端３６は閉じられている。
【００１８】
図３に電機子１２が管１４内に位置した状態の電機子−管アセンブリ１０の斜視図を示す。電機子１２と管１４は、同心円状に配置されている。管１４は内側ラジアル管壁面３２と外側ラジアル管壁面３４を有するラジアル管壁３０を備えている。管１４は端部管壁３６を備えている。管１４は管１４の対向する両端にフランジ３８と端部管壁３６とを備えている。管１４は電機子を収容するための内側穴（bore）４０を備えている。ボールベアリング１８の形状で示された電機子安定化素子がラジアル管壁３０の内側ラジアル管壁面３２と接触している。電機子１２が管１４内を移動しても、電機子１２が軸方向に位置合わせされた状態を維持するように、電機子安定化素子又はボールベアリング１８と、溝２０と、ベアリングストップ２２とが、電機子１２に設けられている。
【００１９】
図４に、電機子−管アセンブリ１０を第一端電機子面２６から軸方向１００に沿って見下ろした図を示す。ボールベアリング１８が電機子１２から所定の小さな距離だけ延在するように、複数の溝２０が形成されている。複数の溝２０は、電機子１２の周りに均等に分配されて、電機子１２が管１４の中央の位置を維持する。
【００２０】
図５に、軸方向１００を見下ろす、電機子−管アセンブリ１０のボールベアリング１８の１セットを貫通する断面図を示す。複数の溝２０と複数のボールベアリング１８は、外側ラジアル電機子面２８と内側ラジアル管壁面３２との間に径方向空隙４２を形成するような形状で位置付けられている。この径方向空隙４２の寸法は、２つの競合する検討事項に基づいている。一方で、径方向空隙を小さくすることは、磁気効率を向上させる（結果的により小さな磁気ギャップを形成する）。他方で、径方向空隙を大きくすることは、汚染物質ロバスト性を向上させる（性能に悪影響を及ぼさない汚染物質のための空間が大きくなる）。径方向空隙４２は、溝２０の深さとボールベアリング１８の寸法だけでなく、電機子１２と管１４の相対的な寸法によって制御される。特定の実施例では、径方向空隙４２はボールベアリング１８が電機子１２から延出する所定の小さな距離に等しい。
【００２１】
径方向空隙４２は、外側ラジアル電機子面２８にわたって略均一な厚さを有する。電機子１２が電機子１２の全可動領域の少なくとも一部を動く間、径方向空隙４２は略均一な厚さを維持する。ここで用いられる「略均一」とは、平均値からプラスマイナス５０％の許容範囲を意味し、最大値が平均値の約１５０％未満であり、最小値が平均値の約５０％以上である。特定の実施例では、径方向空隙は平均値のプラスマイナス４０％、プラスマイナス３０％、プラスマイナス２０％、又はプラスマイナス１０％の許容範囲である。
【００２２】
図６は磁性管と非磁性管を備えたソレノイドのコンピュータモデルを比較したグラフである。生成された力は、０．５Ａ又は１Ａの電流に対し、全ストローク距離０．２５ｍｍから２．５ｍｍにわたってより大きくなっている。特定の実施例では、力は約３ｍｍの最大ストロークを有するソレノイドに対して測定される。
【００２３】
図７は磁性管と非磁性管を備えたソレノイドの測定したストロークと力の関係を比較したグラフであって、ここで各ソレノイドは同じ寸法で同じ電流値で動作させている。磁性管を備えたソレノイドは、ほとんどの距離でより大きなストローク力を生成するが、押す力又は引く力と戻る力の間に大きなヒステリシスが導入される。ここで用いられる押す力又は引く力とは、コイルに流れる電流が増加して、電機子が休止位置から離れる又は離れようとする際に、ソレノイドによって発揮される力を称する。ここで用いられる戻る力とは、コイルに流れる電流が減少して、電機子が戻り位置に戻る際に、ソレノイドによって発揮される力を称する。例えばバネのような線形アクチュエータが加える力によって、電機子は休止位置に保持される。特別な理論によって結び付けられることを希望しなければ、磁性管を用いることによる磁場の増加が側方負荷を増加させ、電機子と管の間の摩擦を大きくして、押す力又は引く力と戻る力の間に差を生じさせると信じられている。
【００２４】
図８はボールベアリングの有無で磁性管を備えたソレノイドの測定したストロークと力の関係を比較したグラフである。ソレノイドは図７のグラフで用いた磁性管ソレノイドの寸法と動作パラメータを有している。見て判るように、ボールベアリングの形状をした電機子安定化素子の追加とその結果としての制御された空隙は、ヒステリシスを低減する。
【００２５】
図９は、ボールベアリングと磁性管を備えたソレノイドと、ボールベアリング無しで非磁性管を備えたソレノイドでの測定したストロークと力の関係を比較したグラフである。ソレノイドは図７のグラフで用いたソレノイドの寸法と動作パラメータを有している。見て判るように、磁性管とボールベアリングの形状をした電機子安定化素子の存在が、すべてのサンプリングされたストローク長（０ｍｍから２．５ｍｍ）で力を増加させ、ほとんどのサンプリングされたストローク長でヒステリシスを低減している。特定の実施例では、最大ストロークが約３ｍｍのソレノイドで力が測定される。
【００２６】
図１０は本発明に係るソレノイド（図示しないコイルを除く）の電機子１２と径方向空隙４２と管１４と磁極片１５と互換性磁極片（c-pole）１７（この図では、磁極片１５と互換性磁極片１７は相互交換可能である）のインターフェースの断面図である。管が磁性管５２である場合の磁気ギャップは電機子１２と管１４の間の距離として表されている。管が非磁性管５４である場合の磁気ギャップは電機子１２と磁極片１５の間の距離として表されている。
【００２７】
ここに記載のソレノイドは、ここに記載の特徴の結果として、寸法と重量を低減できる。特定の実施例では、ここに記載のソレノイドは、性能が顕著に変化することなく約４０％重量を低減している。例えば、７．９Ωのコイル抵抗と３９．７ｍｍの高さと２３．５１４ｍｍの直径と約１７２４０ｍｍ3の体積を有する磁性管を備えたソレノイドは、７．８Ωのコイル抵抗と４６ｍｍの高さと３０ｍｍの直径と約３２５１６ｍｍ3の体積を有する非磁性管を備えたソレノイドと同じ性能を提供することが示されている。
【００２８】
ここに記載のソレノイド管は、後処理を必要としない。当然のことながら、最大性能のためには、磁気ソレノイドは厚さを薄くするべきであるが、しかしより薄い管は表面仕上げや真円度や真直度等を向上させるための後処理ができない。従って、本発明は単一の製造工程で製造可能なより薄い磁性管の使用を可能にする。しかし、これらの後処理工程の１つ以上を実行することは、本発明の範囲からソレノイドや方法を除外することには必ずしもならない。
【００２９】
特定の実施例では、外側ラジアル電機子面又は内側ラジアル管壁面はコーティングを施したり、表面処理をしていない。本発明の目的のためには、自然酸化層は、コーティング又は表面処理とは見なさない。従って、本発明はコーティングを施さず又は表面処理をしない、そして単一の製造工程で聖俗可能な磁性管と電機子の使用を可能にする。
【００３０】
電機子１２は磁場感応性電機子材料で構成できる。適切な磁場感応性電機子材料は、鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウム、セラミックス、これらの酸化物、これらの合金、これらの組み合わせ、磁性ステンレス鋼、非磁性成分と遷移金属−半金属合金等で構成された磁性合金を含むが、これらに限定されない。
【００３１】
管１４は磁性を有し、強磁性管材料で構成できる。適切な強磁性管材料は、鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウム、セラミックス、これらの酸化物、これらの合金、これらの組み合わせ、磁性ステンレス鋼、非磁性成分と遷移金属−半金属合金等で構成された磁性合金を含むが、これらに限定されない。
【００３２】
コイル１６は導電性コイル材料で構成できる。適切な導電性コイル材料は、銅、金、銀、アルミニウム、白金、導電性有機化合物、半導体、これらの酸化物、これらの合金、これらの組み合わせ等を含むが、これらに限定されない。
【００３３】
電機子安定化素子（例えば複数のボールベアリング１８）は、磁性又は非磁性の安定化材料で構成できる。適切な磁性安定化材料は、鉄、コバルト、ニッケル、これらの酸化物、これらの合金、これらの組み合わせ、磁性ステンレス鋼、等を含むが、これらに限定されない。適切な非磁性安定化材料は、非磁性ステンレス鋼、アルミニウム、銅、プラスチック、セラミックス、これらの酸化物、これらの合金、これらの組み合わせ等を含むが、これらに限定されない。
【００３４】
電機子安定化素子がボールベアリングの形状をしている場合、特定の実施例では、電機子安定化素子はボールベアリングのセットの１対であり、１セットは電機子の一端の近傍に設けられ、他のセットは電機子の対向端の近傍に設けられる。特定の実施例では、電機子安定化素子は２、３、４、５、６、７、８、９、１０又はそれ以上のセットのボールベアリングを含み、電機子を管の内側の略中央に位置付けることによって径方向空隙を維持するために、ボールベアリングのセットは互いに対して十分に間隔をあけている。特定の実施例では、ボールベアリングの１セットは、少なくとも３ベアリングを備えている。特定の実施例では、ボールベアリングの１セットは、少なくとも４ベアリング、少なくとも５ベアリング、少なくとも６ベアリング、又は少なくとも７ベアリングを備えている。
【００３５】
電機子安定化素子が磁性安定化材料で構成されたボールベアリングの形状をしている場合、特定の実施例では、ボールベアリングの１セットは、多くて２５ベアリング、多くて２０ベアリング、多くて１５ベアリング、又は多くて１０ベアリングを備えている。電機子安定化素子が磁性安定化材料で構成されたボールベアリングの形状をしている場合、特定の実施例では、電機子安定化素子全体で、多くて５０ベアリング、多くて４０ベアリング、多くて３０ベアリング、又は多くて２０ベアリングを備えている。電機子安定化素子が非磁性安定化材料で構成されたボールベアリングの形状をしている場合、特定の実施例では、ボールベアリングの１セットは、多くて２５ベアリング、多くて２０ベアリング、多くて１５ベアリング、又は多くて１０ベアリングを備えている。電機子安定化素子が非磁性安定化材料で構成されたボールベアリングの形状をしている場合、特定の実施例では、電機子安定化素子全体で、多くて５０ベアリング、多くて４０ベアリング、多くて３０ベアリング、又は多くて２０ベアリングを備えている。
【００３６】
特別な理論によって結び付けられることを希望しなければ、電機子の磁場感応性材料と電機子安定化素子の磁性材料と磁性管の磁性材料が直接接触する一方で、ボールベアリングと磁性管の間の小さな接触領域が表面の大部分にわたって空隙が設けられることを可能にしていると信じられている。電機子の材料と電機子安定化素子と磁性管の間で直接接触があるにもかかわらず、ベアリングを用いたことによる摩擦の低減と、ベアリングと磁性管の間の接触面積の低減の組み合わせが、性能を向上させることを発明者は発見した。
【００３７】
以上の記載は、主に本発明の好ましい実施例を対象にしている。本発明の範囲内で様々な代替手段にいくらかの関心が向けられるが、当業者が本発明の実施例の開示から明らかになった追加の代替手段を実現できるであろうことが予想される。従って、本発明の範囲は以下の請求項から求められるべきであって、上記開示によって限定されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
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【選択図】図１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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