線性致動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種線性致動(dòng)器，其具備線圈以及產(chǎn)生與線圈交鏈的磁通的驅(qū)動(dòng)用磁鐵，通過向線圈通電，從而線圈以及驅(qū)動(dòng)用磁鐵的任一方沿軸線方向移動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]線性致動(dòng)器具備線圈以及產(chǎn)生與線圈交鏈的磁通的驅(qū)動(dòng)用磁鐵。作為這種線性致動(dòng)器，申請(qǐng)人提出了專利文獻(xiàn)1所記載的線性振動(dòng)致動(dòng)器。
[0003]該線性振動(dòng)致動(dòng)器具備沿軸線方向被磁化的圓柱形的驅(qū)動(dòng)用磁鐵、以及與驅(qū)動(dòng)用磁鐵配置在同心圓上且包圍驅(qū)動(dòng)用磁鐵的周圍的線圈。驅(qū)動(dòng)用磁鐵產(chǎn)生的磁通與線圈交鏈。當(dāng)在線圈中流通有電流時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)用磁鐵的磁通與在線圈中流通的電流的相互作用，線圈以及驅(qū)動(dòng)用磁鐵中的任一方沿軸線方向移動(dòng)。當(dāng)切換在線圈中流通的電流的方向時(shí)，即在線圈中流通有交流電時(shí)，驅(qū)動(dòng)用磁鐵沿軸線方向振動(dòng)。
[0004]在線圈的軸線方向的兩端部，設(shè)置有使可動(dòng)件復(fù)位到原點(diǎn)的一對(duì)復(fù)位用磁鐵。一對(duì)復(fù)位用磁鐵與可動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)用磁鐵相斥，通過斥力使可動(dòng)件復(fù)位到原點(diǎn)。通過利用磁鐵的斥力，即使不使用彈簧等彈性體也能夠使可動(dòng)件復(fù)位到原點(diǎn)。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-268672號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]但是，在專利文獻(xiàn)1所記載的線性致動(dòng)器中，線圈以及復(fù)位用磁鐵沿固定件的軸線方向串聯(lián)地排列，因此存在線性致動(dòng)器的軸線方向上的全長變長的課題。根據(jù)組裝有線性致動(dòng)器的設(shè)備，有時(shí)要求縮短線性致動(dòng)器的全長。若縮短線圈、驅(qū)動(dòng)用磁鐵、復(fù)位用磁鐵的軸線方向上的長度，則能夠縮短線性致動(dòng)器的全長，但線性致動(dòng)器的推力降低。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增大推力并且縮短全長的線性致動(dòng)器。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]為了解決上述課題，本發(fā)明涉及一種線性致動(dòng)器，其具備:中空的驅(qū)動(dòng)用磁鐵；線圈，其配置在所述驅(qū)動(dòng)用磁鐵的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)中的任一方；以及復(fù)位用磁鐵，其配置在所述驅(qū)動(dòng)用磁鐵的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)中的另一方且與所述線圈連結(jié)，所述復(fù)位用磁鐵使所述驅(qū)動(dòng)用磁鐵復(fù)位到原點(diǎn)，通過向所述線圈通電，從而所述驅(qū)動(dòng)用磁鐵或者所述線圈以及所述復(fù)位用磁鐵沿所述驅(qū)動(dòng)用磁鐵的軸線方向移動(dòng)。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，在中空的驅(qū)動(dòng)用磁鐵的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)中的任一方配置有線圈，在中空的驅(qū)動(dòng)用磁鐵的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)的另一方配置有復(fù)位用磁鐵，因此能夠增大推力并且縮短線性致動(dòng)器的軸線方向上的全長。另外，由于中空的驅(qū)動(dòng)用磁鐵配置在線圈與復(fù)位用磁鐵之間，因此容易從線圈和復(fù)位用磁鐵對(duì)驅(qū)動(dòng)用磁鐵施加力。這也是能夠增大推力的一個(gè)因素。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的線性致動(dòng)器的外觀立體圖。
[0016]圖2是本實(shí)施方式的線性致動(dòng)器的沿著軸線的剖視圖。
[0017]圖3是圖2的線性致動(dòng)器的示意圖(表示由驅(qū)動(dòng)用磁鐵以及復(fù)位用磁鐵形成的第一以及第二磁路)
[0018]圖4是表示可動(dòng)件從原點(diǎn)位置移動(dòng)至行程的右端時(shí)的、第一以及第二線圈的交鏈磁通的變化的圖。
[0019]圖5是表示驅(qū)動(dòng)用磁鐵以及復(fù)位用磁鐵的其他例子的立體圖。
[0020]圖6是表示由扇形磁鐵構(gòu)成驅(qū)動(dòng)用磁鐵以及復(fù)位用磁鐵的例子的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式的線性致動(dòng)器進(jìn)行說明。圖1表示線性致動(dòng)器的外觀立體圖。線性致動(dòng)器具備圓筒形的固定件1、以及配置在固定件1的內(nèi)側(cè)的圓筒形的可動(dòng)件2。圓筒形的固定件1與圓筒形的可動(dòng)件2的軸線一致。在固定件1上設(shè)置有線圈。在可動(dòng)件2上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)用磁鐵。當(dāng)在固定件1的線圈中流通有電流時(shí)，可動(dòng)件2沿軸線方向移動(dòng)。在固定件1的一端部設(shè)置有用于將固定件1安裝于設(shè)備的凸緣la。在可動(dòng)件2的一端部也設(shè)置有用于將可動(dòng)件2安裝于設(shè)備的凸緣2a。
[0022]圖2是表示線性致動(dòng)器的剖視圖。在固定件1上，作為線圈4，第一以及第二線圈4a,4b以使彼此軸線一致的狀態(tài)沿軸線方向排列。在第一以及第二線圈4a、4b的外側(cè)設(shè)置有圓筒形的磁軛5。磁軛5由鐵、鋼、硅鋼、坡莫合金等軟磁性材料構(gòu)成。在磁軛5的外側(cè)設(shè)置有圓筒形的樹脂制的外殼6。磁軛5以及外殼6的軸線方向上的一端部安裝于凸緣la。需要說明的是，若對(duì)磁軛5進(jìn)行防銹處理則不需要樹脂制外殼6。線圈4被未圖示的繞線骨架等支承，與磁軛5以及外殼6 —體化。
[0023]在凸緣la上固定有在第一以及第二線圈4a、4b的內(nèi)側(cè)穿過的中空的管7。管7由樹脂等非磁性材料構(gòu)成。在管7的外周面安裝有圓筒形的復(fù)位用磁鐵8。S卩，復(fù)位用磁鐵8經(jīng)由管7、凸緣la、磁軛5與第一以及第二線圈4a、4b連結(jié)。
[0024]復(fù)位用磁鐵8以軸線方向上的一端部成為S極而另一端部成為N極的方式被沿軸線方向磁化。復(fù)位用磁鐵8配置在由第一以及第二線圈4a、4b構(gòu)成的線圈4的軸線方向上的中心。復(fù)位用磁鐵8的軸線方向上的長度比由第一以及第二線圈4a、4b構(gòu)成的線圈4的軸線方向上的長度短。在復(fù)位用磁鐵8的軸向上的兩端部設(shè)置有由樹脂等非磁性材料構(gòu)成的圓筒形的磁鐵支承部9a、9b。
[0025]可動(dòng)件2的結(jié)構(gòu)如下所述。可動(dòng)件2具備圓筒形的驅(qū)動(dòng)用磁鐵11。驅(qū)動(dòng)用磁鐵11以軸線方向上的一端部成為N極而另一端部成為S極的方式被沿軸線方向磁化。驅(qū)動(dòng)用磁鐵11配置在復(fù)位用磁鐵8的軸線方向上的中心。復(fù)位用磁鐵8的軸線方向上的長度L1為驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的軸線方向上的長度L2以上，優(yōu)選為1倍以上1.2倍以下。
[0026]在驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的軸線方向上的兩端部設(shè)置有由鐵、鋼、硅鋼、坡莫合金等軟磁性材料構(gòu)成的第一以及第二磁軛12a、12b。第一以及第二磁軛12a、12b均形成為圓筒形。在驅(qū)動(dòng)用磁鐵11、第一以及第二磁軛12a、12b的內(nèi)側(cè)設(shè)置有非磁性材料(例如樹脂制)的圓筒形的滑動(dòng)軸承14?；瑒?dòng)軸承14由襯套或者花鍵構(gòu)成。滑動(dòng)軸承14的內(nèi)周面與固定件1的磁鐵支承部9a、9b的外周面相接?？蓜?dòng)件2相對(duì)于固定件1的軸線方向上的直線運(yùn)動(dòng)被滑動(dòng)軸承14引導(dǎo)。需要說明的是，能夠使滑動(dòng)軸承14為磁性材料。
[0027]第一以及第二線圈4a、4b、驅(qū)動(dòng)用磁鐵11、第一以及第二磁軛12a、12b、復(fù)位用磁鐵8的配置如下所述。在中空的驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的外側(cè)配置有第一以及第二線圈4a、4b。第一以及第二線圈4a、4b與驅(qū)動(dòng)用磁鐵11配置在同心圓上，第一以及第二線圈4a、4b的軸線與驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的軸線一致。
[0028]在中空的驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的內(nèi)側(cè)配置有復(fù)位用磁鐵8。復(fù)位用磁鐵8與驅(qū)動(dòng)用磁鐵11配置在同心圓上，復(fù)位用磁鐵8的軸線與驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的軸線一致。
[0029]第一以及第二線圈4a、4b分別與第一以及第二磁軛12a、12b對(duì)置。第一以及第二線圈4a、4b的中心間間距P1 (從第一線圈4a的軸線方向上的中心到第二線圈4b的軸線方向上的中心的長度)與第一以及第二磁軛12a、12b的中心間間距P2(從第一磁軛12a的軸線方向上的中心到第二線圈12b的軸線方向上的中心的長度)相等。第一線圈4a的軸線方向上的長度與第二線圈4b的軸線方向上的長度相等，第一磁軛12a的軸線方向上的長度與第二磁軛12b的軸線方向上的長度相等。第一以及第二磁軛12a、12b的軸線方向上的長度為第一以及第二線圈4a、4b的軸線方向上的長度以下。
[0030]在未向第一以及第二線圈4a、4b通電時(shí)，通過復(fù)位用磁鐵8使可動(dòng)件2復(fù)位到圖2所示的原點(diǎn)。在可動(dòng)件2復(fù)位到原點(diǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的軸線方向上的中心與復(fù)位用磁鐵8的軸線方向上的中心一致。
[0031]圖3表示由驅(qū)動(dòng)用磁鐵11以及復(fù)位用磁鐵8形成的第一以及第二磁路。在驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的N極產(chǎn)生的磁通在第一磁軛12a中通過，偏轉(zhuǎn)90°與第一線圈4a交鏈并在第一線圈4a的外側(cè)的磁軛5中通過。并且，在沿軸線方向在磁軛5中通過后，偏轉(zhuǎn)90°與第二線圈4b交鏈并在第二磁軛12b中通過，從第二磁軛12b返回驅(qū)動(dòng)用磁鐵11的S極。如上所述，通過驅(qū)動(dòng)用磁鐵11形成與第一以及第二線圈4a、4b交鏈的第一磁場回路ml。當(dāng)向第一以及第二線圈4a、4b通電時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)用磁鐵11所產(chǎn)生的磁通與在第一以及第二線圈4a,4b中流通的電流的相互作用而產(chǎn)生推力，從而可動(dòng)件2沿軸線方向移動(dòng)。
[0032]當(dāng)在第一以及第二線圈4a、4b中流通有交流電時(shí)，作用于可動(dòng)件2的推力的方向交替切換，由此可動(dòng)件2振動(dòng)。在使可動(dòng)件2振動(dòng)時(shí)，為了增大推力，優(yōu)選將在第一以及第二線圈4a、4b中流通的交流電的相位錯(cuò)開90度。例如，當(dāng)在第一線圈4a中流通有正弦波的交流電時(shí)，優(yōu)選在第二線圈4b中流通有余弦波的交流電。除此以外，也可以使用步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，在第一線圈4a中流通有A相電流，在第二線圈4b中流通有相對(duì)于A相電流錯(cuò)開90度相位的B相電流。
[0033]可動(dòng)件2復(fù)位到原點(diǎn)的