(57)【要約】  電磁システムが、磁気ヨーク、コイル、下部鉄心、上板、上部鉄心、電機子、磁気分離リング、および複数のボールを含む。上部鉄心は、磁気分離リングに対して垂直方向に動くことができる。上部鉄心の中心軸は、垂直方向に平行である。電機子の底面に複数の第１の湾曲溝が形成され、複数の第１の湾曲溝の各々に対応する複数の第２の湾曲溝の各々が、上板の上面に形成されている。ボールは、第１の湾曲溝および対応する第２の湾曲溝内を転がることができる。各々の第１の湾曲溝の深さは、第１の端部から第２の端部へ徐々に深くなり、したがってボールによって電機子に印加される力は、上部鉄心の中心軸に対して傾斜され、電機子を駆動して中心軸周りで回転させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ヨーク（１００）と、
前記磁気ヨーク（１００）内に取り付けられたコイル（２００）と、
前記コイル（２００）の下部部分内に収容され、前記磁気ヨーク（１００）に固定された下部鉄心（３１０）と、
前記コイル（２００）より上に位置し、前記磁気ヨーク（１００）に固定された上板（４００）と、
前記コイル（２００）内に収容された下部部分および前記上板（４００）を通過する上部部分を有する上部鉄心（３２０）と、
前記上板（４００）より上に位置し、前記上部鉄心（３２０）に固定接続された電機子（５００）であって、前記電機子（５００）の底面に複数の第１の湾曲溝（５１０）が形成され、前記複数の第１の湾曲溝（５１０）の各々に対応する複数の第２の湾曲溝（４１０）の各々が、前記上板（４００）の上面に形成されている、電機子（５００）と、
前記上部鉄心（３２０）と前記上板（４００）との間に配置された磁気分離リング（６００）であって、前記上部鉄心（３２０）が、前記磁気分離リング（６００）に対して垂直方向（Ｚ）に動くように構成され、前記垂直方向（Ｚ）に平行の中心軸（Ｒ）を有する、磁気分離リング（６００）と、
各々が前記第１の湾曲溝（５１０）および対応する前記第２の湾曲溝（４１０）内を転がるように構成された複数のボール（７００）とを備え、
前記第１の湾曲溝（５１０）の深さが、その第１の端部（５１０ａ）から第２の端部（５１０ｂ）へ徐々に深くなり、したがって前記ボール（７００）によって前記電機子（５００）に印加される力（Ｆ）は、前記上部鉄心の前記中心軸（Ｒ）に対して傾斜され、前記電機子（５００）を駆動して前記中心軸（Ｒ）周りで回転させる、
電磁システム。
【請求項２】
前記電機子（５００）は、初期位置と最終位置との間で可動であり、前記電機子（５００）が前記初期位置から前記最終位置へ動かされるにつれて、前記電機子（５００）は、前記垂直方向（Ｚ）に所定の距離だけ下方へ動かされ、前記中心軸（Ｒ）周りで所定の角度だけ回転する、
請求項１に記載の電磁システム。
【請求項３】
前記所定の角度は、前記第１の湾曲溝（５１０）の中心角と前記第２の湾曲溝（４１０）の中心角との和に等しい、請求項２に記載の電磁システム。
【請求項４】
前記電機子（５００）が前記初期位置へ動かされたとき、前記ボール（７００）は前記第１の湾曲溝（５１０）の前記第１の端部（５１０ａ）に位置し、前記電機子（５００）が前記最終位置へ動かされたとき、前記ボール（７００）は前記第１の湾曲溝（５１０）の前記第２の端部（５１０ｂ）に位置する、
請求項２に記載の電磁システム。
【請求項５】
前記第２の湾曲溝（４１０）の深さが、前記第１の端部（４１０ａ）から前記第２の端部（４１０ｂ）へ徐々に深くなり、
前記電機子（５００）が前記初期位置へ動かされたとき、前記ボール（７００）は前記第２の湾曲溝（４１０）の前記第１の端部（４１０ａ）に位置し、前記電機子（５００）が前記最終位置へ動かされたとき、前記ボール（７００）は前記第２の湾曲溝（４１０）の前記第２の端部（４１０ｂ）に位置する、
請求項４に記載の電磁システム。
【請求項６】
前記電機子（５００）が前記初期位置へ動かされたとき、前記第１の湾曲溝（５１０）の前記第１の端部（５１０ａ）および前記第２の湾曲溝（４１０）の前記第１の端部（４１０ａ）は前記垂直方向に互いに位置合わせされ、前記第１の湾曲溝（５１０）の前記第２の端部（５１０ｂ）および前記第２の湾曲溝（４１０）の前記第２の端部（４１０ｂ）は互いに分離され、
前記電機子（５００）が前記最終位置へ動かされたとき、前記第１の湾曲溝（５１０）の前記第２の端部（５１０ｂ）および前記第２の湾曲溝（４１０）の前記第２の端部（４１０ｂ）は前記垂直方向に互いに位置合わせされ、前記第１の湾曲溝（５１０）の前記第１の端部（５１０ａ）および前記第２の湾曲溝（４１０）の前記第１の端部（４１０ａ）は互いに分離される、
請求項５に記載の電磁システム。
【請求項７】
前記電機子（５００）と前記上板（４００）との間に第１の空隙（ｇ１）が設けられ、前記上部鉄心（３２０）と前記下部鉄心（３１０）との間に第２の空隙（ｇ２）が設けられている、
請求項６に記載の電磁システム。
【請求項８】
前記電機子（５００）が前記初期位置から前記最終位置へ動かされるにつれて、前記第１の空隙（ｇ１）および前記第２の空隙（ｇ２）は徐々に減少し、
前記電機子（５００）が前記最終位置から前記初期位置へ動かされるにつれて、前記第１の空隙（ｇ１）および前記第２の空隙（ｇ２）は徐々に増大する、
請求項７に記載の電磁システム。
【請求項９】
前記上部鉄心（３２０）、前記第２の空隙（ｇ２）、前記下部鉄心（３１０）、前記磁気ヨーク（１００）、前記上板（４００）、前記第１の空隙（ｇ１）、および前記電機子（５００）は、前記電磁システムの主磁気回路を形成している、
請求項８に記載の電磁システム。
【請求項１０】
前記コイル（２００）が励磁されたとき、前記コイル（２００）によって生成された磁束は、前記主磁気回路を通過し、したがって前記下部鉄心（３１０）および前記上板（４００）が前記上部鉄心（３２０）および前記電機子（５００）を前記垂直方向（Ｚ）に下方へ引き付け、前記上部鉄心（３２０）および前記電機子（５００）を駆動して前記垂直方向（Ｚ）に下方へ動かし、前記ボール（７００）に押されて前記中心軸Ｒ周りで回転させる、
請求項９に記載の電磁システム。
【請求項１１】
前記コイル（２００）が励磁されたとき、前記電機子（５００）は前記初期位置から前記最終位置へ動かされ、
前記電機子（５００）が前記最終位置へ動かされたとき、前記コイル（２００）は無励磁化され、その結果、前記電機子（５００）は戻しばねによって前記最終位置から前記初期位置へ動かされる、
請求項９に記載の電磁システム。
【請求項１２】
前記ボール（７００）は、球形ボールまたは円筒形ボールを含む、
請求項１に記載の電磁システム。
【請求項１３】
前記コイル（２００）は、支持フレーム（２２０）と、前記支持フレーム（２２０）に巻き付けられたワイヤ（２１０）とを含む、
請求項１に記載の電磁システム。
【請求項１４】
前記上部鉄心（３２０）および前記下部鉄心（３１０）は、前記支持フレーム（２２０）の中空収容空間内に配置され、前記磁気分離リング（６００）は、前記支持フレーム（２２０）の上端面に支持されている、
請求項１３に記載の電磁システム。
【請求項１５】
前記複数の第１の湾曲溝は、前記上部鉄心（３２０）の前記中心軸（Ｒ）周りに均一に隔置されており、
前記複数の第１の湾曲溝によって共有される中心軸が、前記上部鉄心の前記中心軸と一致するように配置されている、
請求項１に記載の電磁システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、開示全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０１７年６月２１日に中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１７１０４７８０４９．１号の利益を主張する。
【０００２】
本開示の少なくとも１つの実施形態は、電磁システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
電磁システムは重要な励起機構であり、電磁システムは主に、概して鉄心、電機子、磁気ヨーク、およびコイルを含む。励磁された後、コイルは磁束を生成し、この磁束は、鉄心、電機子、および磁気ヨークによって形成された磁気回路を通過する。磁気回路内の空隙が吸引力を生成し、それによって電気エネルギーを機械エネルギーに変換する。
【０００４】
現在、一般的な電磁システムは、直動電磁システムと回転電磁システムとに分類することができる。直動電磁システムは、その簡単な構造および確実な性能のため、コンタクタおよびリレーで広く使用されてきた。しかし、回転電磁システムはモータ、カム、クランク、連結棒などの不必要な機構をなくすことができるため、場合により回転電磁システムが必要とされる。現在、市場の一般的な回転電磁システムには、ボール回転式の回転電磁システムおよび傾転式の回転電磁システムが含まれる。しかし、これら２つのタイプの回転電磁システムにはそれぞれ、利点および欠点がある。ボール回転式の回転電磁システムは、大きいトルクを生成することができるが、運動が不安定であり、傾転式の回転電磁システムは、比較的安定しているが、より小さいトルクしか生成することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の目的は、従来技術に存在する上述した問題および欠陥の少なくとも１つの態様を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様によれば、磁気ヨークと、磁気ヨーク内に取り付けられたコイルと、コイルの下部部分内に収容され、磁気ヨークに固定された下部鉄心と、コイルより上に位置し、磁気ヨークに固定された上板と、コイル内に収容された下部部分および上板を通過する上部部分を有する上部鉄心と、上板より上に位置し、上部鉄心に固定接続された電機子と、上部鉄心と上板との間に配置された磁気分離リングとを備える電磁システムが提供される。上部鉄心は、磁気分離リングに対して垂直方向に上下に動くように構成され、垂直方向に平行の中心軸を有する。電機子の底面に複数の第１の湾曲溝が形成され、複数の第１の湾曲溝の各々に対応する複数の第２の湾曲溝の各々が、上板の上面に形成されている。第１の湾曲溝の各々は、第１の湾曲溝および対応する第２の湾曲溝内を転がるように構成されたボールを備える。第１の湾曲溝の各々の深さは、第１の端部から第２の端部へ徐々に深くなり、したがってボールによって電機子に力が印加される方向は、上部鉄心の中心軸に対して傾斜され、それによって電機子を駆動して中心軸周りで回転させる。
【０００７】
本開示の例示的な実施形態によれば、電機子は、初期位置と最終位置との間で可動であり、電機子が初期位置から最終位置へ動かされるにつれて、電機子は、垂直方向に所定の距離だけ下方へ動かされ、中心軸周りで所定の角度だけ回転する。
【０００８】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、所定の角度は、第１の湾曲溝の中心角と第２の湾曲溝の中心角との和に等しい。
【０００９】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、電機子が初期位置へ動かされたとき、ボールは第１の湾曲溝の第１の端部に位置し、電機子が最終位置へ動かされたとき、ボールは第１の湾曲溝の第２の端部に位置する。
【００１０】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、各々の第２の湾曲溝の深さは、第１の端部から第２の端部へ徐々に深くなり、電機子が初期位置へ動かされたとき、ボールは第２の湾曲溝の第１の端部に位置し、電機子が最終位置へ動かされたとき、ボールは第２の湾曲溝の第２の端部に位置する。
【００１１】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、電機子が初期位置へ動かされたとき、第１の湾曲溝の第１の端部および第２の湾曲溝の第１の端部は隣接し、垂直方向に互いに位置合わせされ、第１の湾曲溝の第２の端部および第２の湾曲溝の第２の端部は互いに分離され、電機子が最終位置へ動かされたとき、第１の湾曲溝の第２の端部および第２の湾曲溝の第２の端部は隣接し、垂直方向に互いに位置合わせされ、第１の湾曲溝の第１の端部および第２の湾曲溝の第１の端部は互いに分離される。
【００１２】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、電機子と上板との間に第１の空隙が存在し、上部鉄心と下部鉄心との間に第２の空隙が存在している。
【００１３】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、電機子が初期位置から最終位置へ動かされるにつれて、第１の空隙および第２の空隙は徐々に減少し、電機子が最終位置から初期位置へ動かされるにつれて、第１の空隙および第２の空隙は徐々に増大する。
【００１４】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、上部鉄心、第２の空隙、下部鉄心、磁気ヨーク、上板、第１の空隙、および電機子は、電磁システムの主磁気回路を形成している。
【００１５】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、コイルが励磁されたとき、コイルによって生成された磁束は、主磁気回路を通過し、したがって下部鉄心および上板が上部鉄心および電機子を垂直方向に下方へ引き付け、上部鉄心および電機子を駆動して垂直方向に下方へ動かし、ボールに押されて中心軸Ｒ周りで回転させる。
【００１６】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、コイルが励磁されたとき、電機子は初期位置から最終位置へ動かされ、電機子が最終位置へ動かされたとき、コイルは無励磁化され、その結果、電機子は戻しばねによって最終位置から初期位置へ動かされる。
【００１７】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、上述したボール７００は、球形ボールまたは円筒形ボールを含む。
【００１８】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、コイルは、支持フレームと、支持フレームに巻き付けられたワイヤとを含む。
【００１９】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、上部鉄心および下部鉄心は、コイルの支持フレームの中空収容空間内に配置され、磁気分離リングは、コイルの支持フレームの上端面に支持されている。
【００２０】
本開示の更なる例示的な実施形態によれば、複数の第１の湾曲溝は、上部鉄心の中心軸周りに均一に隔置されており、複数の第１の湾曲溝によって共有される中心軸が、上部鉄心の中心軸と一致するように配置されている。
【００２１】
本開示の上述した例示的な実施形態では、電機子は複数の第１の湾曲溝を備えており、各第１の湾曲溝はボールを備える。第１の湾曲溝の深さは、その第１の端部から第２の端部へ徐々に増大している。したがって、電機子が電磁引力によって垂直方向に下方へ動かされたとき、ボールによって電機子に力が印加される方向は、垂直方向に対して傾斜され、その結果、電機子を駆動して回転させる。本開示の電磁システムは、同じ体積でより大きいトルクおよびより高い効率を有することができる。
【００２２】
加えて、本開示の電磁システムは、簡単な構造および非常に低い製造コストを有する。
【００２３】
本開示の上記その他の特徴は、本開示の例示的な実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明することによってより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本開示の例示的な実施形態による電磁システムの概略斜視図である。
【図２】湾曲溝および湾曲溝内に収容されたボールを露出させるために、上板の一部分および電機子の一部分が切り取られて磁気ヨークが取り除かれた、図１に示す電磁システムを示す図である。
【図３】図２に示す電磁システムのボールによって電機子に印加される力の概略図である。
【図４】電機子がその初期位置にある、図１に示す電磁システムの垂直断面図である。
【図５】電機子がその最終位置にある、図１に示す電磁システムの垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本開示の例示的な実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面では、同じ参照番号が同様の要素を指す。しかし本開示は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全なものになるように提供されており、本開示の概念を当業者に十分に伝えるものである。
【００２６】
加えて、以下の詳細な説明では、説明の目的で、開示する実施形態の徹底的な理解を提供するために、多数の具体的な詳細について述べる。しかし、これらの具体的な詳細がなくても、１つまたは複数の実施形態を実施することができることは明らかである。他の場合、よく知られている構造およびデバイスは、図面を簡略化するために概略的に示されている。
【００２７】
本開示の一般概念によれば、磁気ヨークと、磁気ヨーク内に取り付けられたコイルと、コイルの下部部分内に収容され、磁気ヨークに固定された下部鉄心と、コイルより上に位置し、磁気ヨークに固定された上板と、コイル内に収容された下部部分および上板を通過する上部部分を有する上部鉄心と、上板より上に位置し、上部鉄心に固定接続された電機子と、上部鉄心と上板との間に配置された磁気分離リングとを備える電磁システムが提供される。上部鉄心は、磁気分離リングに対して垂直方向に上下に動くように構成され、垂直方向に平行の中心軸を有する。電機子の底面に複数の第１の湾曲溝が形成され、複数の第１の湾曲溝の各々に対応する複数の第２の湾曲溝の各々が、上板の上面に形成されている。複数の第１の湾曲溝は、上部鉄心の中心軸周りに均一に隔置されており、複数の第１の湾曲溝によって共有される中心軸が、上部鉄心の中心軸と一致するように配置されている。
第１の湾曲溝の各々は、第１の湾曲溝および対応する第２の湾曲溝内を転がるように構成されたボールを備える。第１の湾曲溝の各々の深さは、第１の端部から第２の端部へ徐々に深くなり、したがってボールによって電機子に力が印加される方向は、上部鉄心の中心軸に対して傾斜され、それによって電機子を駆動して中心軸周りで回転させる。
【００２８】
図１は、本開示の例示的な実施形態による電磁システムの概略斜視図を示す。図２は、湾曲溝および湾曲溝内に収容されたボール７００を露出させるために、上板４００の一部分および電機子５００の一部分が切り取られて磁気ヨークが取り除かれた、図１に示す電磁システムを示す。図４は、電機子がその初期位置にある、図１に示す電磁システムの垂直断面図である。
【００２９】
図１、図２、および図４に示すように、図示の実施形態では、電磁システムは主に、磁気ヨーク１００、コイル２００、下部鉄心３１０、上板４００、上部鉄心３２０、電機子５００、磁気分離リング６００、および複数のボールを含む。コイル２００は、磁気ヨーク１００内に取り付けられている。下部鉄心３１０は、コイル２００の下部部分内に収容され、磁気ヨーク１００に固定されている。上板４００は、コイル２００より上に位置し、磁気ヨーク１００に固定されている。上部鉄心３２０の下部部分がコイル２００内に収容され、上部鉄心３２０の上部部分が上板４００を通過する。電機子５００は、上板４００より上に位置し、上部鉄心３２０に固定接続されている。磁気分離リング６００は、上部鉄心３２０と上板４００との間に配置されており、したがって上部鉄心３２０および上板４００は、互いに電磁的に分離される。
【００３０】
図１、図２、および図４に示すように、図示の実施形態では、上部鉄心３２０は、磁気分離リング６００に対して垂直方向Ｚに上下に動くように構築することができ、上部鉄心３２０の中心軸Ｒは、垂直方向Ｚに平行である。
【００３１】
図２および図４に示すように、図示の実施形態では、電機子５００の底面に複数の第１の湾曲溝５１０が形成され、複数の第１の湾曲溝５１０の各々に対応する複数の第２の湾曲溝４１０の各々が、上板４００の上面に形成されている。複数の第１の湾曲溝５１０は、上部鉄心３２０の中心軸Ｒ周りに均一に隔置されている。第１の湾曲溝５１０の各々は、ボール７００を備える。ボール７００は、第１の湾曲溝５１０および対応する第２の湾曲溝４１０内を転がることができる。複数の第１の湾曲溝５１０によって共有される中心軸は、上部鉄心３２０の中心軸と一致するように配置されている。
【００３２】
図３は、図２に示す電磁システムのボール７００によって電機子５００に印加される力Ｆの概略図を示し、図５は、電機子５００がその最終位置にある、垂直方向Ｚにおける図１に示す電磁システムの断面図である。
【００３３】
図１〜図５に示すように、図示の実施形態では、各々の第１の湾曲溝５１０の深さは、その第１の端部５１０ａから第２の端部５１０ｂへ徐々に増大し、したがってボール７００によって電機子５００に力Ｆが印加される方向は、上部鉄心３２０の中心軸Ｒに対して傾斜される。したがって、図３にはっきりと示すように、ボール７００によって電機子５００に印加される力Ｆは、上部鉄心３２０の中心軸Ｒに平行する第１の成分の力Ｆ１と、上部鉄心３２０の中心軸Ｒに直交する第２の成分の力Ｆ２とに分解することができる。その結果、第２の成分の力Ｆ２は、電機子５００を駆動して中心軸Ｒ周りで回転させることができる。
【００３４】
本開示の例示的な実施形態では、電機子５００は、初期位置（図４に示す位置）と最終位置（図５に示す位置）との間で可動である。電機子５００が、図４に示す初期位置から図５に示す最終位置へ動かされたとき、電機子５００は垂直方向Ｚに所定の距離だけ下方へ動かされ、中心軸Ｒ周りで所定の角度だけ回転する。
【００３５】
図１〜図５に示すように、図示の実施形態では、電機子５００が、図４に示す初期位置から図５に示す最終位置へ動かされたとき、電機子５００は、第１の湾曲溝５１０の中心角と第２の湾曲溝４１０の中心角との和に等しい所定の角度だけ、中心軸Ｒ周りで回転する。すなわち、電機子５００が、図４に示す初期位置から図５に示す最終位置へ動かされたとき、電機子５００は、上部鉄心３２０の円周方向において第１の湾曲溝５１０の弧の長さと第２の湾曲溝４１０の弧の長さとの和に等しい弧の長さだけ、中心軸Ｒ周りで回転する。
【００３６】
本開示の一実施形態では、電機子５００が、図２、図３、および図４に示す初期位置へ動かされたとき、ボール７００は、第１の湾曲溝５１０の第１の端部５１０ａに位置する。電機子５００が、図５に示す最終位置へ動かされたとき、ボール７００は、第１の湾曲溝５１０の第２の端部５１０ｂに位置する。
【００３７】
図２および図３に示すように、図示の実施形態では、各々の第２の湾曲溝４１０の深さは、第１の端部４１０ａから第２の端部４１０ｂへ徐々に増大する。図４に示すように、電機子５００が、図５に示す初期位置へ動かされたとき、ボール７００は、第２の湾曲溝４１０の第１の端部４１０ａに位置する。図５に示すように、電機子５００が最終位置へ動かされたとき、ボール７００は、第２の湾曲溝４１０の第２の端部４１０ｂに位置する。
【００３８】
図２および図３に示すように、図示の実施形態では、電機子５００が初期位置へ動かされたとき、第１の湾曲溝５１０の第１の端部５１０ａおよび第２の湾曲溝４１０の第１の端部４１０ａは、ボール７００を受け取るように垂直方向Ｚに互いに位置合わせされ、第１の湾曲溝５１０の第２の端部５１０ｂおよび第２の湾曲溝４１０の第２の端部４１０ｂは、円周方向に互いに分離される。
【００３９】
図２および図３に示すように、図示の実施形態では、電機子５００が最終位置へ動かされたとき、第１の湾曲溝５１０の第２の端部５１０ｂおよび第２の湾曲溝４１０の第２の端部４１０ｂは、ボール７００を受け取るように垂直方向Ｚに互いに位置合わせされ、第１の湾曲溝５１０の第１の端部５１０ａおよび第２の湾曲溝４１０の第１の端部４１０ａは、円周方向に互いに分離される。
【００４０】
図４に示すように、図示の実施形態では、電機子５００が初期位置へ動かされた場合、電機子５００と上板４００との間に第１の空隙ｇ１が存在し、上部鉄心３２０と下部鉄心３１０との間に第２の空隙ｇ２が存在している。
【００４１】
図２、図４、および図５に示すように、図示の実施形態では、電機子５００が初期位置から最終位置へ動かされるにつれて、第１の空隙ｇ１および第２の空隙ｇ２は徐々に減少する。電機子５００が最終位置から初期位置へ動かされるにつれて、第１の空隙ｇ１および第２の空隙ｇ２は徐々に増大する。
【００４２】
図４および図５に示すように、図示の実施形態では、上部鉄心３２０、第２の空隙ｇ２、下部鉄心３１０、磁気ヨーク１００、上板４００、第１の空隙ｇ１、および電機子５００は、電磁システムの主磁気回路を形成している。
【００４３】
図１に示すように、コイル２００は、それぞれ電源の正極および負極に電気的に接続するように適合された端子２０１、２０２を有する。コイル２００が励磁されたとき、コイル２００によって生成された磁束は、上述した主磁気回路を通過する。第１の空隙ｇ１および第２の空隙ｇ２の存在により、下部鉄心３１０および上板４００がそれぞれ、上部鉄心３２０および電機子５００を垂直方向Ｚに下方へ引き付け、その結果、上部鉄心３２０および電機子５００は駆動されて垂直方向Ｚに下方へ動き、上部鉄心３２０および電機子５００は、ボール７００に押されて中心軸Ｒ周りで回転する。
【００４４】
本開示の一実施形態では、コイル２００が励磁されたとき、電機子５００が初期位置から最終位置へ動かされるにつれて、電機子５００は、ボール７００を駆動して、摩擦により第１の湾曲溝５１０の第２の端部５１０ｂおよび第２の湾曲溝４１０の第２の端部４１０ｂへ転がす。電機子５００が最終位置へ動かされたとき、コイル２００は無励磁化され、その結果、電機子５００を戻しばね（図示せず）によって最終位置から初期位置へ動かすことができる。
【００４５】
図示の実施形態では、図４および図５に示すように、コイル２００が無励磁化されたとき、第２の空隙ｇ２の存在により、残留磁束は急速に減少し、電機子５００は、戻しばねによって初期位置へ迅速に戻される。同時に、摩擦により、電機子５００はボール７００を駆動して、第１の湾曲溝５１０の第１の端部５１０ａおよび第２の湾曲溝４１０の第１の端部４１０ａへ転がす。
【００４６】
本開示の例示的な実施形態では、上述したボール７００は、球形ボールまたは円筒形ボールを含むことができる。
【００４７】
図４に示すように、図示の実施形態では、コイル２００は、支持フレーム２２０と、支持フレーム２２０に巻き付けられたワイヤ２１０とを含む。上部鉄心３２０および下部鉄心３１０は、コイル２００の支持フレーム２２０の中空収容空間内に配置され、磁気分離リング６００は、コイル２００の支持フレーム２２０の上端面に支持されている。
【００４８】
本開示の上述した例示的な実施形態では、電機子５００は第１の湾曲溝５１０を備えており、第１の湾曲溝５１０はボール７００を備える。第１の湾曲溝５１０の深さは、その第１の端部５１０ａから第２の端部５１０ｂへ徐々に深くなっている。したがって、電機子５００が電磁引力によって垂直方向Ｚに下方へ動かされたとき、ボール７００によって電機子５００に力が印加される方向は、垂直方向Ｚに対して傾斜され、その結果、電機子５００を駆動して回転させる。本開示の電磁システムは、同じサイズでより大きいトルクおよびより高い効率を有することができる。加えて、本開示の電磁システムは、簡単な構造および非常に低い製造コストを有する。
【００４９】
上述した実施形態は、制限ではなく例示を意図したものであることが、当業者には理解されよう。たとえば、当業者であれば多くの修正を上述した実施形態に加えることができ、異なる実施形態に記載した様々な特徴は、構造上または原理上矛盾することなく、互いに自由に組み合わせることができる。
【００５０】
いくつかの例示的な実施形態について図示および説明したが、本開示の原理および趣旨から逸脱することなく、様々な変更または修正をこれらの実施形態に加えることができ、本開示の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物に定義されることが、当業者には理解されよう。
【００５１】
本明細書では、「ａ」または「ａｎ」という単語に続いて単数形で記載されている要素は、そのような除外が明示的に示されていない限り、前記要素またはステップの複数を除外するものではないと理解されたい。さらに、本開示の「一実施形態」への言及は、記載の機構を同様に組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図したものではない。さらに、逆の内容が明示的に示されていない限り、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「備える」または「有する」実施形態は、その特性を有していない追加のそのような要素を含むこともできる。
【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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【国際調査報告】
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