(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いて配置された端点を有する経路に沿って、相対的に摺動自在な、第１部材及び第２部材を有し、
前記第１部材及び前記第２部材は電磁気的に連結され、
前記第１部材は、前記経路に直交する有効成分を備えた複数の磁界を発生させるために、実質的に隣接した複数の捲線を有し、
前記第２部材は、前記第１部材によって発生した前記磁界と反応して前記経路に沿う力を発生する磁界を発生させるため、交互に異なる極性を有するように実質的に隣接して配置された複数の永久磁石を、前記経路に沿って有し、
前記複数の永久磁石のうちの互いに隣接した前記永久磁石を前記経路に沿って分割する移行線が、前記経路に対して垂直をなさないように構成した、
電気機械的トランスジューサ。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械的トランスジューサにおいて、前記トランスジューサは三相トランスジューサである、前記電気機械的トランスジューサ。
【請求項３】
請求項２に記載の電気機械的トランスジューサにおいて、前記各移行線の一端から他端までの前記経路に沿った距離は、ｎ相トランスジューサの基本周波数の２ｎ倍に相当する波長に実質的に等しい、前記電気機械的トランスジューサ。
【請求項４】
請求項１に記載の電気機械的トランスジューサにおいて、前記複数の永久磁石の形状は、それぞれ、偏菱形をなす、前記電気機械的トランスジューサ。
【請求項５】
請求項１に記載の電気機械的トランスジューサにおいて、前記移行線と前記経路の間の角度と前記経路に対する垂線との間の差は、１０度以下である、前記電気機械的トランスジューサ。
【請求項６】
請求項１に記載の電気機械的トランスジューサにおいて、前記差は２度程度である、前記電気機械的トランスジューサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機械的変換に関し、更に詳細には、経路に沿った電気機械的変換に関する。経路に沿った電気機械的変換は、代表的には、直線的であり、力をその移動範囲に亘って電気的に制御可能である。このような変換器即ちトランスジューサは、例えば、有利には、乗り心地を改善するために車輛のホイールとばね上質量との間でエネルギを積極的に吸収するのに使用できる。このような電気機械的トランスジューサは、例えば、本願の譲受人が所有している、本出願人の従来の米国特許第４，９８１，３０９号に記載されている。同特許について触れたことにより、その特許に開示されている内容は本明細書中に組み入れたものとする。
【０００２】
【従来の技術】
上掲の特許に記載されたトランスジューサは優れているけれども、電力が加えられていない場合に磁石アッセンブリをステータコイルアッセンブリに対して移動するのに必要な力である移動停止力（detent force）が比較的大きい。この移動停止力は、周期的であるという性質を有し、基本周波数が磁石の長さの逆数と等しい。モータが三相モータである場合には、最も顕著に大きい周波数力（frequency force ）は、基本周波数の六倍、即ち第６調波で生じる。周波数力が大きければ大きい程、ステータ電流の整流を迅速に行う必要があり、所与のセンサの感度限界に対して大きなリップル力（ripple force）を発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の装置は、トランスジューサの移動停止力を減少することによって、従来技術の欠点の一つ又はそれ以上を解決する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、経路に沿った、代表的には直線状のトランスジューサを含み、このトランスジューサは、電磁気的に連結された第１及び第２の部材を有する。これらの部材は、所定の経路に沿って相対的に摺動自在であり、間隔が隔てられた端点を有する。第１部材は、前記経路と直交した大きな成分を持つ複数の磁界を発生させるための実質的に隣接した複数の捲線を含む。第２部材は、第１部材が発生した磁界と反応する磁界を発生するため、交互の極性を持つ複数の実質的に隣接した永久磁石を経路に沿って有し、これによって、経路に沿って力を発生する。隣接した永久磁石を経路に沿って分ける移行線（transition line ）は、経路に関して垂直でない角度に形成されている。この角度は、代表的には、経路に対する垂線から２度程度であり、好ましくは１０度以下である。
【０００５】
本発明の他の特徴、目的、及び利点は、以下の詳細な説明を添付図面と関連して読むことによって明らかになるであろう。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照する。特に添付図面のうちの図１を参照すると、この図には上述の特許に開示されたトランスジューサの斜視図が示してある。
【０００７】
例示の従来技術のリニアモータが図１に示してある。このモータの内側部材１は、外側部材２に関して質量が比較的小さく、外側部材２に対して移動自在である。内側部材１の露呈端にはブッシュ３が設けられており、このブッシュは、ホイールアッセンブリの近くで車輛のばね下質量に連結されている。反対端では、外側部材２が支持部材４に枢着されており、支持部材４は、ばね上質量（例えば車輛のボディ）に取り付けられている。内側部材１を塵埃から保護するため、防塵カバー５が設けられている。
【０００８】
図１のリニアモータの斜視図を図２に示す。この図では、構造上の詳細を示すため、側キャップ６及び塵埃カバー５が外してある。図示のように、外側部材の取り付けフレーム７は、外側部材ポールアッセンブリ１１に連結されている。内側部材１は、複数の矩形の磁石１２を含み、センサ磁石ホルダ１３が位置センサ（図示せず）に対して所定位置に保持される。外側部材２には、コイル１６及びリニアベアリング１５が設けられている。リニアベアリングは、ベアリングレール１４及び１７と係合する。図３は、コイル１６を示すために外側部材ポールアッセンブリ１１を取り外した状態の図１及び図２の従来技術のトランスジューサを示す斜視図である。図４は、図１のIV−IV線に沿った、従来技術の断面図である。
【０００９】
図５は、内側部材１の矩形の磁石の概略図である。水平線１８は、逆の極性を持つ磁石を分ける移行線である。内側部材１が方向Ａに移動すると、これらの移行線を横切る移動により磁束の方向がいきなり変化し、かくして、移動停止力を発生する。ｎ相トランスジューサでは、移動停止力の第２ｎ調波が突出している。これは、電気的位相中心が基本波長の１／２ｎ倍ずれているためである。基本波長は、磁気移行線間の間隔と等しい。しかしながら、本発明によれば、図６に示すように、移行線１８は、移動方向Ａに対して垂直でないように、所定角度で傾けてある。その結果、内側部材の移動により、磁束の方向の移行がいきなりでなく徐々に起こる。この徐々の移行は、この特定の三相トランスジューサについては、移動停止力の第六調波の波長と等しい所定距離に亘って起こるように設計されている。組み立てを容易にするため、磁石は矩形形状でなく菱形形状である。
【００１０】
図６の構成によって得られた利点を図７乃至図１０に示す。図７は、図５の従来技術の実施例及び図６に示す本発明の実施例の両方についての力を変位の関数として示す。このグラフは、本発明の構成により、力が各ピークで約１０ＬＢＦ減少する結果が得られるということを示す。図７のデータのフーリエ変換を、変位の定義域を周波数の定義域に変換した図８に示す。この図は、第六調波について高調波成分が大幅に減少し、他の調波でも大幅な減少が起こったことを示す。力の基本調波及び残りの整数調波は、主に、外側部材の端部が不連続であるために起こる。
【００１１】
図９は、従来技術のリニアトランスジューサの移動停止力を相殺するのに必要な補正力を示す。従来技術の装置の移動停止力は、鋭いピークを持つため、補正力は正確に追従できず、望ましからぬ周期的な力を発生する。他方、図１０は、本発明によって得られた移動停止力を示し、この力の波形は。かに滑らかである。その結果、補正力は更に正確に追従し、全体としての性能を向上する。
【００１２】
本発明の実施例を図示し且つ説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、特許請求の範囲の範疇で他の種々の態様で実施できるということは明確に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】上掲の特許に開示されたリニアトランスジューサの斜視図である。
【図２】図１のトランスジューサの別の斜視図である。
【図３】ステータのポールアッセンブリを取り外した、図１のトランスジューサの斜視図である。
【図４】図１の４−４線に沿った、トランスジューサの断面図である。
【図５】上掲の特許に開示された内側部材での磁石の配向を示す概略図である。
【図６】本発明による内側部材内での磁石の配置を示す概略図である。
【図７】図５の内側部材を持つトランスジューサと図６の内側部材を持つトランスジューサとの間の移動停止力の比較を示すグラフである。
【図８】周波数定義域に変換した図７のデータを示すグラフである。
【図９】図５の装置についてのアクチュエータ移動停止力の解消を示すグラフである。
【図１０】図６の装置についてのアクチュエータ移動停止力の解消を示すグラフである。
【符号の説明】
１  内側部材（第１部材）            ２  外側部材（第２部材）
３  ブッシュ                        ４  支持部材
５  防塵カバー                      ６  側キャップ
７  取り付けフレーム                １１  外側部材ポールアッセンブリ
１２  矩形の磁石                    １３  センサ磁石ホルダ
１４  ベアリングレール              １５  リニアベアリング
１６  コイル                        １７  ベアリングレール
【図１】
0003801688.tif 000002
【図２】
0003801688.tif 000003
【図３】
0003801688.tif 000004
【図４】
0003801688.tif 000005
【図５】
0003801688.tif 000006
【図６】
0003801688.tif 000007
【図７】
0003801688.tif 000008
【図８】
0003801688.tif 000009
【図９】
0003801688.tif 000010
【図１０】
0003801688.tif 000011