專利名稱：可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與使磁性彈簧的彈簧力作用于往復(fù)移動的可動元件的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器相關(guān)的、特別是實現(xiàn)彈簧特性的新形態(tài)的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
往復(fù)式馬達(dá)等可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，例如，如專利文獻(xiàn)I所示例的那樣，以通過通電而使可動元件往復(fù)移動的磁路為主體。磁路構(gòu)成為包含鐵芯，其構(gòu)成可動元件；定子芯，其具有與該鐵芯相對的相對部；成對的永磁體，其沿著往復(fù)運動方向排列在該相對部，并使各自的面對鐵芯的一側(cè)的面的磁極反轉(zhuǎn)；和線圈，其卷繞于定子芯，該磁路通過向線圈通電所產(chǎn)生的磁通量減弱由成對的永磁體中的位于所需的方向上的磁體所產(chǎn)生的磁通量、并增強由另一方的磁體所產(chǎn)生的磁通量，從而使可動元件相對于定子芯相對往復(fù)移動。并且,磁路利用由永磁體產(chǎn)生的磁通量，使與可動兀件相對于定子芯的相對位置相應(yīng)地變化的磁性彈簧的彈簧力作用于可動元件。在向線圈進行通電的情況下，磁性彈簧的彈簧力與通過向線圈通電所產(chǎn)生的磁性驅(qū)動力疊加并作用于可動元件。
_4] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)_5] 專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2007 - 135351號公報

發(fā)明內(nèi)容
_7] 發(fā)明要解決的問題但是，作為與定子芯相對的可動元件的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性雖然取決于磁通量分布、磁極間距，但在以往的線性運動驅(qū)動器中，難以改變這些磁通量分布等來調(diào)節(jié)磁性彈簧特性進行設(shè)計。在將線性運動驅(qū)動器用作活塞泵等動力源的情況下，通常使其在呈高效率的共振狀態(tài)下往復(fù)地運動，但存在板簧等機械彈簧要承受負(fù)荷，機械彈簧的壽命降低的問題。而且，在要得到共振運動所需要的彈簧常數(shù)時，因為磁性彈簧是固定的，無法調(diào)整，所以需要僅利用機械彈簧來應(yīng)對，存在機械彈簧所需要的成本增加的問題。另外，在將線性運動驅(qū)動器用作定位裝置、加振裝置、線性伺服電動機等的位置控制、力控制等的控制部件的情況下，磁性彈簧的彈簧力成為阻礙控制的因素、損失推力的原因。并且除上述以外，為了實現(xiàn)減少或者消除例如機械彈簧和磁性彈簧合成的彈簧常數(shù)等彈簧特性的新形態(tài)，不僅要求機械彈簧特性的設(shè)計自由度而且要求磁性彈簧特性的設(shè)計自由度，但是如上所述，因為難以調(diào)節(jié)磁性彈簧特性，所以難以實現(xiàn)該新形態(tài)。本發(fā)明即是著眼于這樣的問題而做出的，其目的是，提供一種以能夠不增加生產(chǎn)成本地調(diào)節(jié)磁性彈簧特性為首，實現(xiàn)彈簧特性的新形態(tài)的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器。
用于解決問題的方案本發(fā)明為了達(dá)到該目的，采取了如下方案。S卩，本發(fā)明的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器是使可動元件往復(fù)移動的線性運動驅(qū)動器，其特征在于，具有磁路，該磁路構(gòu)成為包含鐵芯，其構(gòu)成上述可動元件；定子芯，其具有與該鐵芯相對的相對部；成對的永磁體，其沿著往復(fù)運動方向排列于該相對部，并使各自的面對鐵芯的一側(cè)的面的磁極反轉(zhuǎn)；和線圈，其卷繞于定子芯，通過由向線圈通電所產(chǎn)生的磁通量減弱由上述成對的永磁體之中的位于需要的方向的磁體所產(chǎn)生的磁通量、并增強由另一方的磁體所產(chǎn)生的磁通量從而使可動元件往復(fù)移動，并且在向線圈進行通電的情況下，通過由永磁體所產(chǎn)生的磁通量與可動元件相對于定子芯的相對位置相應(yīng)地變化的磁性彈簧的彈簧力、與通過向上述線圈通電所產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力疊加并作用于可動元件，通過在作為磁通量路徑的定子芯的相對部的一部分和永磁體之間將相對部的一部分設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成與定子芯相比磁導(dǎo)率較低的空隙部，構(gòu)成用于改變磁通量分布的磁性彈簧調(diào)節(jié)部，利用該磁性彈簧調(diào)節(jié)部，使作為上述可動元件相對于上述定子芯的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性與沒有空隙部的情況相比發(fā)生變化。這樣，僅僅將定子芯的相對部設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成空隙部，就能夠?qū)⒆鳛榕c定子芯相對的可動元件的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性調(diào)節(jié)為期望的特性，因此在將驅(qū)動器用作動力源的情況下，能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性以使機械彈簧所承受的負(fù)荷分散到磁性彈簧，來提高機械彈簧的壽命，并且在要得到共振運動所需要的彈簧常數(shù)時，能夠利用磁性彈簧和機械彈簧兩者的彈簧來應(yīng)對以減少機械彈簧所需要的成本。另外，在即使將驅(qū)動器用作控制部件的情況下，能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性以使磁性彈簧的彈簧力減小來減少磁性彈簧的彈簧力成為阻礙控制的因素、損失推力的原因的情況來提高控制精度、效率。并且，因為能夠利 用磁性彈簧調(diào)節(jié)部調(diào)節(jié)磁性彈簧特性，所以能夠?qū)崿F(xiàn)例如減少或者消除機械彈簧和磁性彈簧合成的彈簧常數(shù)等彈簧特性的新形態(tài)。為了提高控制精度、效率，優(yōu)選的是，上述空隙部形成為留有上述相對部之中的與上述可動元件的可動方向相同的軸線方向兩端部，使被兩端部所夾的部位呈缺口的狀態(tài)。為了不改變在成對的永磁體的分界線的磁性彈簧的彈簧力地提高控制精度、效率，期望的是，上述空隙部形成為以上述成對的永磁體的分界線為中心地對稱。為了即使在為增大利用通電使可動元件往復(fù)運動的電磁驅(qū)動力而使永磁體呈多個成對的結(jié)構(gòu)的情況下也能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性，可列舉出上述永磁體形成多對，各成對的永磁體之中至少一方的永磁體和與該永磁體相對的相對部之間形成有上述空隙部的情況。為了即使在利用由鐵芯、相對部、成對的永磁體以及磁性彈簧調(diào)節(jié)部構(gòu)成的單一單元能夠?qū)崿F(xiàn)的磁性彈簧特性存在限制的情況下，也能夠提高磁性彈簧特性的調(diào)節(jié)自由度，可列舉在將上述鐵芯、上述相對部、上述成對的永磁體以及上述磁性彈簧調(diào)節(jié)部作為一個單元，在形成一對或者多對單元的情況下，各磁性彈簧調(diào)節(jié)部構(gòu)成為各成對的單元之中一方的磁性彈簧的彈簧力作用的方向和另一方的磁性彈簧的彈簧力作用的方向為互相相反的方向的情況。發(fā)明的效果
本發(fā)明如以上說明那樣，由于僅將定子芯的相對部設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成空隙部就能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性，所以在將驅(qū)動器用作動力源的情況下，通過將磁性彈簧的彈簧力調(diào)節(jié)為所需要的值就能夠提高機械彈簧的壽命、降低機械彈簧所需要的成本。并且，在將驅(qū)動器用作控制部件的情況下，通過減小磁性彈簧的彈簧力，能夠減少彈簧力成為阻礙控制的因素、損失推力的原因的情況來提高控制精度、效率。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)例如減少或者消除機械彈簧和磁性彈簧的合成的彈簧常數(shù)這樣的彈簧特性的新形態(tài)。從而，能夠提供一種適合于削減生產(chǎn)成本、提高控制精度、高效率化等的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器。


圖1是局部剖切地表示本發(fā)明的一實施方式的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器的立體圖。圖2是表示該線性運動驅(qū)動器的縱剖視圖。圖3是關(guān)于通過向線圈通電而使可動元件往復(fù)移動的動作的說明圖。圖4是關(guān)于利用永磁體的磁通量所產(chǎn)生的磁性彈簧的彈簧力的說明圖。圖5是關(guān)于作為與定子芯相對的可動元件的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性的說明圖。圖6是比較表示形成空隙部的情況下的磁性彈簧特性和沒有空隙部的情況下的磁性彈簧特性的說明圖。圖7是表示本發(fā)明的另一實施方式的線性運動驅(qū)動器的縱剖視圖。圖8是局部剖切地表示本發(fā)明的上述以外的實施方式的線性運動驅(qū)動器的立體圖。圖9是表示與圖8相對應(yīng)的線性運動驅(qū)動器的縱剖視圖。圖10是表示本發(fā)明的上述以外的實施方式的線性運動驅(qū)動器的縱剖視圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的一實施方式。如作為通過軸線的縱剖視圖的圖1和圖2所示，本實施方式的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器是在定子I的徑向外側(cè)配置可動元件2的外轉(zhuǎn)子型的線性運動驅(qū)動器，具有可動元件2，其呈大致筒狀，能夠沿著軸線方向(X方向)往復(fù)移動；定子1，其配置在該可動元件2的內(nèi)部；和磁路mc，其使該可動元件2沿著軸線方向(往復(fù)運動方向)往復(fù)移動。另外，徑向外側(cè)是指遠(yuǎn)離軸線的方向，徑向內(nèi)側(cè)是指靠近軸線的方向，可動元件、定子的形狀并不如附圖所示地那樣僅限于圓柱、圓筒。如在圖1所局部詳細(xì)地表示的那樣，可動元件2構(gòu)成為以鐵芯20為主體，且可動元件2形成有從鐵芯20的內(nèi)壁20a向徑向內(nèi)側(cè)延伸出的一對極部20b、20b，該鐵芯20通過層疊并固定多個可動元件芯板2s而呈大致筒狀。另外，可動元件2通過使其軸線方向兩側(cè)支承于未圖示的板簧等機械彈簧部，能夠進行沿著軸線方向的往復(fù)移動。定子I具有定子芯10，其形成有從軸心部IOa向徑向外側(cè)突出的一對突極部IObUOb ;線圈11，其卷繞于該定子芯10的突極部10b、10b ;和一對永磁體12 (12a、12b)，其沿著軸線方向(往復(fù)運動方向)配置在突極部IOb中的與上述鐵芯20的極部20b相對的相對部IOc (相對面)，并使各自的面對鐵芯20的一側(cè)的面的磁極反轉(zhuǎn)(相反)。如圖1中局部詳細(xì)地表示的那樣，定子芯10是與構(gòu)成上述可動元件2的鐵芯20同樣地通過層疊配置并固定多個定子芯板IOs而構(gòu)成的。磁路me構(gòu)成為包含上述的鐵芯20、定子芯10、成對的永磁體12 (12a、12b)以及線圈11,通過向線圈11通電而使可動元件2往復(fù)運動。在本實施方式中，將構(gòu)成磁路me的多個部件零件中的構(gòu)成可動元件2的部件零件僅設(shè)為鐵芯20，從而構(gòu)成可動鐵芯型的驅(qū)動器。具體地說，如圖3的(a)所示，在未向線圈11通電的情況下，利用成對的永磁體12a、12b形成經(jīng)過一方的永磁體12a、鐵芯20、另一方的永磁體12b、定子芯10并返回一方的永磁體12a的環(huán)狀的磁通量路徑rt，在可動元件2的往復(fù)運動方向兩側(cè)出現(xiàn)朝向不同的磁通量mfl、mf2。在該情況下，如圖2和圖3的(b)所示，當(dāng)向線圈11進行正向地通電時，因向線圈11的通電而產(chǎn)生磁通量mf，從而使由永磁體12所產(chǎn)生的兩個磁通量mfl、mf2中的與由線圈11所產(chǎn)生的磁通量mf同方向的磁通量mfl增強而使另一方的磁通量mf2減弱，電磁驅(qū)動力Fl作用于可動元件2 (鐵芯20)，使可動元件2向磁通量增強的方向(XI方向)移 動。另一方面，如圖3的(c)所示，在向線圈11進行反向地通電的情況下，在反方向(X2方向)上作用有電磁驅(qū)動力F2，使可動元件2向X2方向移動。即，磁路me是如下裝置，S卩，其因向線圈11的通電所產(chǎn)生的磁通量mf減弱由成對的永磁體12a、12b中的位于所需的方向上的磁體12a (12b)所產(chǎn)生的磁通量mf2 (mfl)、并增強由另一方的磁體12b (12a)所產(chǎn)生的磁通量mf I，從而使電磁驅(qū)動力Fl (F2)作用于可動元件2，使可動元件2往復(fù)運動。并且,磁路me使通過由永磁體12所產(chǎn)生的磁通量與可動元件2相對于定子芯10的相對位置相應(yīng)地變化的磁性彈簧的彈簧力作用于可動元件2。S卩，如在圖4的(a)中以線的間隔示意性地表示磁通量密度的那樣，在可動元件2位于可動元件2的往復(fù)運動方向兩側(cè)的磁通量密度相等的位置Psl的情況下，如圖4的(b)所示，例如，越使可動元件2向X2方向移位，X2方向側(cè)的磁通量路徑越寬，相反，Xl方向側(cè)的磁通量路徑越窄，因此X2方向側(cè)的磁通量密度減弱，Xl方向側(cè)的磁通量密度增強。在該情況下，磁性彈簧的彈簧力F3作用于可動元件2，以使可動元件2向往復(fù)運動方向的兩側(cè)的磁通量密度相等的位置psl移動。如圖5所示，該磁性彈簧的彈簧力F3與可動元件2相對于定子芯10的相對位置(距離可動元件的可動范圍的中心的位移量)相應(yīng)地變化大小及其方向，并取決于磁通量密度、磁通量分布、鐵芯和永磁體之間的磁極間距等。并且，由該永磁體12所引起的磁性彈簧的彈簧力F3在向線圈11進行通電的情況下,與因向線圈11的通電所產(chǎn)生的磁性驅(qū)動力F1，F(xiàn)2疊加并作用于可動元件2。但是，作為磁性彈簧的彈簧力與可動元件2相對于定子芯10的相對位置之間的關(guān)系的磁性彈簧特性雖然取決于磁通量分布、磁極間距等，但是難以改變這些磁通量分布等來調(diào)整磁性彈簧特性進行設(shè)計。特別是很難不增加生產(chǎn)成本的同時提高磁性彈簧特性的調(diào)整自由度。于是，在本實施方式中，如圖1和圖2所示，通過在作為磁通量路徑的定子芯10的相對部IOc的一部分與永磁體12之間，將相對部IOc的一部分設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成與定子芯10相比磁導(dǎo)率較低的空隙部30，從而變更磁通量分布。該空隙部30被設(shè)定為留有相對部IOc之中的與可動元件2的可動方向相同的軸線方向兩端部10e、10e，使該兩端部10e、10e所夾的部位呈缺口的狀態(tài)來形成，使永磁體12a、12b和相對部IOc之間的深度恒定。兩端部10e、10e分別接觸于成對的永磁體12a、12b。成對的永磁體12a、12b的分界線是可動元件的可動范圍的中心，空隙部30形成為以成對的永磁體12a、12b的分界線作為中心地對稱。若形成這樣的空隙部30，則在軸線方向兩側(cè)的兩端部10e、10e的磁導(dǎo)率就會高于在軸線方向中央部的空隙部30的磁導(dǎo)率，磁通量集中于兩端部10e、10e，在軸線方向兩端側(cè)的磁通量增強，在兩端部所夾的軸線方向的中央部的磁通量減弱。因為該磁通量分布導(dǎo)致要使可動元件停止在軸線方向(往復(fù)運動方向)中央部的力減小，所以如圖6所示，相對可動元件2的位移(移位)的磁性彈簧的彈簧力的變化量(傾斜)在維持了可動元件的可動范圍的中心處的彈簧力的狀態(tài)下遍及可動元件的可動范圍的全體區(qū)域地減少。這樣，通過形成空隙部30，構(gòu)成用于改變磁通量分布的磁性彈簧調(diào)節(jié)部3，利用該磁性彈簧調(diào)節(jié)部3，如圖6所示，使作為可動元件2相對于定子芯10的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性與沒有空隙部30的情況相比發(fā)生變化(參照圖6)。磁性彈簧特性能夠通過對空隙部30的軸線方向的尺寸、與軸線方向相正交的尺寸、深度等形狀、配置位置、形成個數(shù)等進行各種變更來進行調(diào)節(jié)。例如可列舉空隙部30的底面以相對軸線傾斜的方式形成、空隙部30的尺寸、深度以沿著軸線變化的方式形成的情況。如以上所述，本實施方式的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器是使可動元件2往復(fù)移動的線性運動驅(qū)動器，其具有磁路mc，該磁路me構(gòu)成為包含鐵芯20，其構(gòu)成可動元件2 ;定子芯10，其具有與該鐵芯20相對的相對部IOc ;磁極不同的成對的永磁體12(12a、12b)，其沿著往復(fù)運動方向排列于該相對部10c，并使各自的面對鐵芯的一側(cè)的面的磁極反轉(zhuǎn)；和線圈11，其卷繞于定子芯10，通過向線圈11通電所產(chǎn)生的磁通量mf減弱由成對的永磁體12a、12b之中的位于需要的方向的磁體12a (12b)所產(chǎn)生的磁通量mf2 (mfl)、并增強由另一方的磁體12b (12a)所產(chǎn)生的磁通量mfl (mf2)從而使可動元件2往復(fù)移動，并且在向線圈11進行通電的情況下，通過由永磁體12所產(chǎn)生的磁通量與可動元件2相對于定子芯10的相對位置相應(yīng)地變化的磁性彈簧的彈簧力、與通過向線圈11通電所產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力Fl (F2)疊加并作用于可動元件2，通過在作為磁通量路徑的定子芯10的相對部IOc的一部分和永磁體12之間將相對部IOc的一部分設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成與定子芯10相比磁導(dǎo)率較低的空隙部30，從而構(gòu)成用于改變磁通量分布的磁性彈簧調(diào)節(jié)部3，利用該磁性彈簧調(diào)節(jié)部3，使作為可動元件2相對于定子芯10的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性與沒有空隙部30的情況相比發(fā)生變化。這樣，僅僅將定子芯的相對部設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成空隙部，就能夠?qū)⒆鳛榭蓜釉?相對于定子芯10的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性調(diào)節(jié)為期望的特性，因此在將驅(qū)動器用作動力源的情況下，能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性以使機械彈簧所承受的負(fù)荷分散到磁性彈簧，來提高機械彈簧的壽命，并且在要得到共振運動所需要的彈簧常數(shù)時，能夠利用磁性彈簧和機械彈簧兩者的彈簧來應(yīng)對以減少機械彈簧所需要的成本。另外，在即使將驅(qū)動器用作控制部件的情況下，能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性以使磁性彈簧的彈簧力減小，來減少磁性彈簧的彈簧力成為阻礙控制的因素、損失推力的原因的情況，以提高控制精度、效率。而且，因為能夠利用磁性彈簧調(diào)節(jié)部3調(diào)節(jié)磁性彈簧特性，所以能夠?qū)崿F(xiàn)例如減少或消除機械彈簧和磁性彈簧合成的彈簧常數(shù)等彈簧特性的新形態(tài)。并且，在本實施方式中，空隙部30形成為留有相對部IOc之中的與可動元件2的可動方向相同的軸線方向兩端部10e、10e，使該兩端部10e、IOe所夾的部位呈缺口的狀態(tài)，所以在軸線方向兩側(cè)的兩端部10e、10e的磁導(dǎo)率高于在軸線方向中央部的空隙部30的磁導(dǎo)率，磁通量集中于兩端部10e、10e，在軸線方向兩端側(cè)的磁通量增強，在兩端部所夾的軸線方向中央部的磁通量減弱，使可動元件欲停止在軸線方向(往復(fù)運動方向)中央部的力減小，因此與可動元件2的位移相對的磁性彈簧的彈簧力的變化量(圖6所示的傾斜)減少，能夠易于控制可動元件的移動來提高控制精度。并且，因為磁性彈簧的彈簧力減少，所以因磁性彈簧的彈簧力所產(chǎn)生的推力損失減少，能夠提高效率。此外，在本實施方式中，因為空隙部30形成為以成對的永磁體12a、12b的分界線作為中心地對稱，所以能夠不改變成對的永磁體的分界線處的磁性彈簧的彈簧力，就達(dá)到上述的提高控制精度、效率的效果。以上，對本發(fā)明的一實施方式進行了說明，但各部分的具體的結(jié)構(gòu)并不僅限于上述的實施方式。例如，可列舉如圖7所示，空隙部130僅形成于與成對的永磁體12a、12b中的一方的永磁體12b相對的相對部110c，以利用相對部IlOc的軸線方向兩端部IlOeUlOe夾持空隙部130的方式構(gòu)成。若這樣地構(gòu)成，雖然在軸線方向兩側(cè)產(chǎn)生磁通量失衡，磁性彈簧的彈簧力整體地偏向X2方向，但與上述的實施方式同樣地可得到與可動元件2的位移相對的磁性彈簧的彈簧力的變化量(圖6所示的傾斜)減少的效果。并且，如圖8及圖9所示，可列舉以將構(gòu)成可動元件202的鐵芯220、定子芯210的相對部210c以及成對的永磁體212a、212b作為一個單元，并沿著軸線方向設(shè)置多個該單元，使永磁體212a、212b呈多對的方式構(gòu)成，在構(gòu)成各個單元的成對的永磁體212a、212b和與這些永磁體212a、212b相對的相對部210c之間形成有空隙部230的情況?？障恫?30形成為以各個成對的永磁體212a、212b的分界線為中心地對稱，從軸線方向兩側(cè)利用成對的端部210e、210e夾持該空隙部230。若這樣地構(gòu)成，即使是在為了增大因通電而使可動元件2往復(fù)運動的電磁驅(qū)動力而將永磁體212a、212b構(gòu)成為呈多對的情況下，也能夠調(diào)整磁性彈簧特性以使與可動元件2的位移相對的磁性彈簧的彈簧力的變化量(圖6所示的傾斜)減少。此外，如圖10所示，以將構(gòu)成可動元件302的鐵芯320、定子芯310的相對部310c、各成對的永磁體312a、312b以及磁性彈簧調(diào)節(jié)部303作為一個單元，并沿著軸線方向設(shè)置多個該單元使單元構(gòu)成為呈一對或者多對，構(gòu)成成對的單元中一方的單元的空隙部330僅形成于與X2方向側(cè)的永磁體312a相對的相對部310c，構(gòu)成另一方的單元的空隙部330僅形成于與Xl方向側(cè)的永磁體312b相對的相對部310c。即，各磁性彈簧調(diào)節(jié)部303以各成對的單元之中一方的磁性彈簧的彈簧力作用的方向和另一方的磁性彈簧的彈簧力作用的方向互相為相反方向的方式構(gòu)成。若這樣地構(gòu)成，即使在利用單一的單元能夠?qū)崿F(xiàn)的磁性彈簧特性存在例如減少彈簧力的局限等的限制的情況下，通過使各磁性彈簧的彈簧力作用的方向為互相相反的方向，也存在能夠使合成全部的單元的磁性彈簧特性的整體的磁性彈簧特性為期望的彈簧特性的情況，也存在能夠提高磁性彈簧特性的調(diào)整自由度的情況。并且，用于支承上述可動元件2使其能夠往復(fù)運動的未圖示的板簧等機械彈簧部可列舉使與可動元件2相對于定子芯10的相對位置相應(yīng)地變化的作用力作用于可動元件2，以在可動元件2的可動范圍內(nèi)，在與機械彈簧的作用力作用的方向相反的方向上作用磁性彈簧的彈簧力的方式形成空隙部的結(jié)構(gòu)。若這樣地構(gòu)成，則機械彈簧的作用力因磁性彈簧的彈簧力而減弱或者消除，能夠提供一種具有減少或者消除機械彈簧和磁性彈簧的合成的彈簧常數(shù)的新的彈簧特性的線性運動驅(qū)動器。此外，在本實施方式中，以外轉(zhuǎn)子型的線性運動驅(qū)動器為例進行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然也能夠應(yīng)用于以軸線作為中心將可動元件2配置在定子I的徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型的線性運動驅(qū)動器。另外，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種變形。產(chǎn)業(yè)h的可利用件采用以上詳細(xì)敘述的本發(fā)明，由于僅將定子芯的相對部設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成空隙部就能夠調(diào)節(jié)磁性彈簧特性，所以在將驅(qū)動器用作動力源的情況下，通過將磁性彈簧的彈簧力調(diào)節(jié)為所需要的值，就能夠提高機械彈簧的壽命、降低機械彈簧所需要的成本。并且，在將驅(qū)動器用作控制部件的情況下，通過減小磁性彈簧的彈簧力，能夠減少彈簧力成為阻礙控制的因素、損失推力的原因的情況來提高控制精度、效率。而且，能夠?qū)崿F(xiàn)例如減少或者消除機械彈簧和磁性彈簧的合成的彈簧常數(shù)這樣的彈簧特性的新的形態(tài)。從而，能夠提供一種適合于削減生產(chǎn)成本、提高控制精度、高效率化等的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器。
權(quán)利要求
1.一種可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，其使可動元件往復(fù)移動，其特征在于，具有磁路，該磁路構(gòu)成為包含鐵芯，其構(gòu)成上述可動元件；定子芯，其具有與該鐵芯相對的相對部；成對的永磁體，其沿著往復(fù)運動方向排列于該相對部，并使各自的面對鐵芯的一側(cè)的面的磁極反轉(zhuǎn)；和線圈，其卷繞于定子芯，通過由向線圈通電所產(chǎn)生的磁通量減弱由上述成對的永磁體之中的位于需要的方向的磁體所產(chǎn)生的磁通量、并增強由另一方的磁體所產(chǎn)生的磁通量，從而使可動元件往復(fù)移動，并且在向線圈進行通電的情況下，通過由永磁體所產(chǎn)生的磁通量與可動元件相對于定子芯的相對位置相應(yīng)地變化的磁性彈簧的彈簧力與通過向上述線圈通電所產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力疊加并作用于可動元件，通過在作為磁通量路徑的定子芯的相對部的一部分和永磁體之間，將相對部的一部分設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成與定子芯相比磁導(dǎo)率較低的空隙部而構(gòu)成用于改變磁通量分布的磁性彈簧調(diào)節(jié)部，利用該磁性彈簧調(diào)節(jié)部，使作為上述可動元件相對于上述定子芯的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性與沒有空隙部的情況相比發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，其中，上述空隙部形成為留有上述相對部之中的與上述可動元件的可動方向相同的軸線方向兩端部，使被兩端部所夾的部位呈缺口的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，其中，上述空隙部形成為以上述成對的永磁體的分界線為中心地對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，其中，上述永磁體形成多對,在各成對的永磁體之中至少一方的永磁體和與該永磁體相對的相對部之間形成有上述空隙部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項所述的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，其中，在將上述鐵芯、上述相對部、上述成對的永磁體以及上述磁性彈簧調(diào)節(jié)部作為一個單元，形成一對或者多對單元的情況下，各磁性彈簧調(diào)節(jié)部構(gòu)成為各成對的單元之中一方的磁性彈簧的彈簧力作用的方向和另一方的磁性彈簧的彈簧力作用的方向為互相相反的方向。
全文摘要
一種以能不增加生產(chǎn)成本地調(diào)節(jié)磁性彈簧特性為首，實現(xiàn)彈簧特性的新形態(tài)的可動鐵芯型線性運動驅(qū)動器，其具有使可動元件(2)往復(fù)移動的磁路(mc)。磁路(mc)構(gòu)成為包含鐵芯(20)，其構(gòu)成可動元件(2)；定子芯(10)，其具有與該鐵芯(20)相對的相對部(10c)；成對的永磁體(12a、12b)，其沿著往復(fù)運動方向排列于該相對部(10c)，并使各自的面對鐵芯的一側(cè)的面的磁極反轉(zhuǎn)；和線圈(11)，其卷繞于定子芯(10)。通過由向線圈(11)通電而使可動元件(2)往復(fù)運動，并且在向線圈(11)進行通電的情況下，通過由永磁體(12a·12b)產(chǎn)生的磁通量與可動元件(2)相對于定子芯(10)的相對位置相應(yīng)地變化的磁性彈簧的彈簧力、與通過向線圈(11)通電所產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力(F1，F(xiàn)2)疊加并作用于可動元件(2)，通過在作為磁通量路徑的定子芯(10)的相對部(10c)的一部分和永磁體(12b)之間，將相對部(10c)的一部分設(shè)為缺口的狀態(tài)來形成與定子芯(10)相比磁導(dǎo)率較低的空隙部(30)而構(gòu)成用于改變磁通量分布的磁性彈簧調(diào)節(jié)部(3)，利用該磁性彈簧調(diào)節(jié)部(3)，使作為與可動元件(2)相對于定子芯(10)的相對位置和磁性彈簧的彈簧力之間的關(guān)系的磁性彈簧特性與沒有空隙部(30)的情況相比發(fā)生變化。
文檔編號H02K33/00GK103004066SQ201180034488
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者中川洋, 藤井隆良, 福永崇 申請人:昕芙旎雅有限公司