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Title:
ELECTROMAGNETIC ACTUATOR WITH PERMANENT MAGNET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/090237
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromagnetic actuator comprising a coil (1), a magnetic actuation element (3) which is mounted in the coil, at least one ring (6) which is made from a magnetic material and which is disposed around the coil and at least one permanent magnet (5) which is joined to one end of the ring and which is disposed opposite one part of the external surface of the coil (1), said permanent magnet having a magnetisation field that extends along an axial direction of the coil (1). Moreover, the magnetic actuation element is mounted to slide in a non-magnetic guide element (2) that extends in the coil and one end of the ring is disposed opposite the magnet which is separated from the non-magnetic guide element by a non-magnetic space.

Inventors:
GRUSON BERTRAND
Application Number:
PCT/FR2003/001213
Publication Date:
October 30, 2003
Filing Date:
April 16, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SERAC GROUP (FR)
International Classes:
H01F7/08; H01F7/16; H01F7/122; (IPC1-7): H01F7/16; H01F7/122
Domestic Patent References:
WO2001040098A12001-06-07
Foreign References:
FR2792109A12000-10-13
US4295111A1981-10-13
US4419643A1983-12-06
Attorney, Agent or Firm:
Lavialle, Bruno (22 rue du Général Foy, Paris, FR)
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Description:
ACTIONNEUR ELECTROMAGNETIQUE A AIMANT PERMANENT La présente invention concerne un actionneur électromagnétique à aimant permanent.

On connaît du document US 4 295 111, un action- neur électromagnétique comprenant une bobine disposée au- tour d'un corps magnétique dans lequel est monté un or- gane d'actionnement magnétique. Un aimant permanent est disposé autour de la bobine et a un champ d'aimantation s'étendant selon une direction axiale de la bobine.

L'aimant permanent est intercalé entre deux ba- gues en matériau magnétique qui sont en contact avec le corps magnétique. Ceci permet de concentrer le champ ma- gnétique et de développer une force importante. En revan- che, la course de l'organe d'actionnement est relative- ment faible et, pour les courses longues, il est néces- saire d'augmenter les dimensions axiales de l'actionneur.

Selon l'invention, on prévoit un actionneur élec- tromagnétique comprenant une bobine, un organe d'actionnement magnétique monté dans la bobine, au moins une bague en matériau magnétique disposée autour de la bobine, et au moins un aimant permanent accolé à une ex- trémité de la bague et disposé en regard d'une partie de surface externe de la bobine, l'aimant permanent ayant un champ d'aimantation s'étendant selon une direction axiale de la bobine, l'organe d'actionnement magnétique étant monté coulissant dans un organe amagnétique de guidage s'étendant dans la bobine et la bague ayant une extrémité opposée à l'aimant qui est séparée de l'organe amagnéti- que de guidage par un intervalle amagnétique.

Ainsi, au lieu de se refermer totalement en bou- cle, une partie du champ magnétique reste ouverte de sorte que la course de l'organe d'actionnement magnétique est augmentée. Il est en outre alors possible de comman- der la position de l'organe d'actionnement magnétique par une commande appropriée du courant d'alimentation de la

bobine.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limita- tif de l'invention en référence à la figure unique ci- jointe qui est une vue en coupe axiale d'un actionneur électromagnétique selon l'invention.

En référence à la figure, l'actionneur électroma- gnétique selon l'invention comporte de façon connue en soi une bobine 1 fixée autour d'un tube en matériau ama- gnétique 2 dans lequel un organe d'actionnement magnéti- que 3 est monté pour coulisser. La bobine 1 est reliée par un fil d'alimentation 4 à des moyens d'alimentation non représentés permettant d'exciter ou de désexciter la bobine pour manoeuvrer l'organe d'actionnement magnétique.

Selon l'invention, dans le mode de réalisation préféré illustré, une bague 5 formant un aimant perma- nent, par exemple une bague en ferrite dont le champ d'aimantation permanent s'étend selon une direction axiale de la bague, est disposée autour de la bobine de façon à s'étendre en regard de la partie centrale de la surface externe de la bobine. Le champ généré par la ba- gue 5 s'étend ainsi Selon une direction axiale de la bo- bine 1. La bague 5. est encadrée par deux bagues 6 en ma- tériau magnétique, par exemple de l'acier doux.

En outre, les deux extrémités de la bobine 1 sont recouvertes par des plaques annulaires 7 dont le bord pé- riphérique est en contact avec la surface interne de la bague 6 correspondante. Les plaques annulaires 7 sont percées d'un orifice central de diamètre supérieur au diamètre du tube amagnétique 2. Les bagues magnétiques 6 sont ainsi séparées du tube amagnétique 2 par un inter- valle amagnétique.

L'ensemble est entouré par un boîtier isolant 8, par exemple un boîtier moulé qui assure un maintien en

place des bagues et des plaques d'extrémité.

Une partie des lignes de champ résultant de l'aimant permanent 5 s'étend en boucle comme illustré en trait fin mixte sur la figure de sorte que, mme en l'absence de courant comme illustré sur la figure, le poids de l'organe d'actionnement magnétique est partiel- lement compensé par la force d'attraction résultant de l'aimant permanent. Lors d'une excitation de la bobine 1, celle-ci génère un champ magnétique complémentaire qui déplace l'organe d'actionnement magnétique 3 vers le haut.

Une partie des lignes du champ s'échappent au ni- veau de l'intervalle amagnétique de sorte que la course de l'organe d'actionnement est augmentée. Pour réduire ou augmenter la partie du champ magnétique restant ouverte, on diminuera ou augmentera l'intervalle amagnétique en utilisant une plaque annulaire avec un orifice central plus petit ou plus grand.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va- riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications.

En particulier, bien que l'actionneur selon l'invention ait été décrit avec des plaques en matériau magnétique 7 disposées aux extrémités de la bobine, on peut réaliser l'actionneur selon l'invention sans les plaques 7. La plaque magnétique 7 peut en outre tre rem- placée en tout ou partie par une plaque en matériau ama- gnétique.

De mme, bien que l'invention ait été illustrée selon un montage symétrique des bagues en matériau magné- tique 6 par rapport à l'aimant permanent 5, on peut modi- fier la géométrie de l'ensemble afin d'obtenir un compor- tement particulier de l'actionneur en fonction de l'application à laquelle l'actionneur est destiné.

Bien que l'invention ait été illustrée avec un aimant permanent en forme de bague, on peut également réaliser l'actionneur selon l'invention en utilisant une série de barrettes disposées en regard d'une partie de la surface externe de la bobine 1.

Bien que l'organe de guidage ait été décrit sous la forme d'un tube, il peut avoir d'autres formes et tre réalisé par exemple sous forme de glissières.