CN101057304A - 执行器 - Google Patents
执行器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101057304A CN101057304A CN200580038409.1A CN200580038409A CN101057304A CN 101057304 A CN101057304 A CN 101057304A CN 200580038409 A CN200580038409 A CN 200580038409A CN 101057304 A CN101057304 A CN 101057304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- movable piece
- yoke portion
- plunger
- actuator
- exciting coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
- H01F7/1607—Armatures entering the winding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/081—Magnetic constructions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/081—Magnetic constructions
- H01F2007/085—Yoke or polar piece between coil bobbin and armature having a gap, e.g. filled with nonmagnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/081—Magnetic constructions
- H01F2007/086—Structural details of the armature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/13—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures characterised by pulling-force characteristics
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnets (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Abstract
提供一种减少推力随行程量而产生的变化、扩大能够得到一定输出的可动件的移动范围的执行器。在通过通电而形成磁通作用面的柱塞7的周面P1、P2或与该柱塞7的周面P1、P2相对的第1、第2磁轭部5、6的任一方，具有随着柱塞7的移动而磁阻逐渐变化的形状。
Description
技术领域
本发明涉及例如线性螺线管等执行器。
背景技术
以往，在一般工业设备中，采用各种各样的执行器作为自动控制用。例如作为将电磁能转换为机械能的电磁零部件，最好使用线性螺线管。螺线管的一般结构是，在具有励磁线圈的固定件的中心部位设置能够与固定铁心进行接近与分开动作的可动件铁心(柱塞)。通过对固定件侧的励磁线圈进行通电，在第1、第2磁轭部与柱塞之间形成磁路，就对柱塞作用了吸引力。
这里，参照图4说明线性螺线管的一般结构。首先，若说明固定件51的结构，则设置卷绕在线圈骨架52上的励磁线圈53、和覆盖该励磁线圈53的周围的第1、第2磁轭部54、55。第1磁轭54形成为盖板状，覆盖励磁线圈53的轴向的一端。第2磁轭部55形成为杯状，从励磁线圈53的轴向另一端开始覆盖筒部周面。这些第1、第2磁轭部54、55形成在对励磁线圈53通电时，产生的固定件51一侧的磁路。由非磁性材料制成的导向筒(导管)56，嵌入线圈骨架52的轴孔中。可动件(柱塞)57嵌入导管56的轴孔中，能够滑动。未图示的连接杆与柱塞57的轴孔58连接，传递沿柱塞的轴向的驱动力。
上述线性螺线管在柱塞57的至少一端的周面，形成周面沟槽或阶梯面(在本实施例中是凹槽59)，沿径向形成磁通作用面。即，在柱塞57的周面P1、P2与第1、第2磁轭部54、55的相对面Y1、Y2之间，沿径向分别形成磁通作用面，由于形成该磁通作用面的相对面彼此之间的磁阻小，因此在控制范围内能够得到大的输出(推力)。
在图4的线性螺线管的情况下，若对励磁线圈53进行通电，则在柱塞57的周面与第1、第2磁轭部54、55之间(周面P1、P2与相对面Y1、Y2)，遍及整个周面作用强的磁吸引力。
但是，由于取决于柱塞57与第1、第2磁轭部54、55的位置关系，磁阻容易发生急剧变化，有时在对励磁线圈53进行通电时，推力一下子升高，因此存在的问题是，能够得到一定推力的范围有限，控制性能不好(参照图3曲线A)。
本发明正是为了解决这些问题而提出的，其目的在于，提供一种减少推力随行程量而产生的变化、扩大能够得到一定输出的可动件的移动范围的执行器。
发明内容
本发明为了达到上述目的，具有以下的结构。
执行器具有：励磁线圈；用设置在励磁线圈一端的第1磁轭部及设置在另一端的第2磁轭部，覆盖励磁线圈周围的固定件；以及设置在励磁线圈中心部位的、能够沿轴线方向往复运动的可动件，通过对励磁线圈进行通电，在第1、第2磁轭部与可动件之间形成磁路，对可动件作用磁力，在前述执行器中，在通过通电而形成磁通作用面的可动件的周面或与该可动件周面相对的第1、第2磁轭部的任一方，具有随着可动件的移动而磁阻逐渐变化的形状。
另外，具有可动件与第1、第2磁轭部的分开距离随着可动件沿轴向移动而逐渐变化的形状。
具体来说，在成为磁通作用面的第1、第2磁轭部中的至少一方，形成随着可动件向固定件侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的斜面或阶梯面。另外，在与第1、第2磁轭部相对的可动件周面中的至少一方，形成随着向固定件侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的斜面或阶梯面。
若使用上述的执行器，则由于在通过通电而形成磁通作用面的可动件的周面或与该可动件周面相对的第1、第2磁轭部的任一方具有随着可动件的移动而磁阻逐渐增减变化的形状，从而随着通过通电使可动件向固定件侧吸引，磁阻逐渐减少，吸引力增强，因此在整个较长的行程中能够得到一定的推力。因而，由于可动件的实际可动范围内的推力差减小，因此能够得到稳定的输出特性，所以控制性能提高。
附图说明
图1为第1实施例有关的线性螺线管的剖面说明图。
图2为第2实施例有关的线性螺线管的剖面说明图。
图3为线性螺线管的位移与推力的关系的曲线图。
图4为以往例有关的线性螺线管的剖面说明图。
具体实施方式
以下，一面参照附图，一面说明本发明有关的执行器的最佳实施形态。本实施形态说明线性螺线管，作为执行器的一个例子。
(第1实施例)
参照图1，说明线性螺线管的简要结构。
首先，说明固定件1的结构。励磁线圈2卷绕在线圈骨架3上。将由非磁性材料制成的导向筒(导管)4，嵌入线圈骨架3的卷芯部的轴孔中。励磁线圈2用设置在一端的盖板状的第1磁轭部5及设置在另一端的杯状的第2磁轭部6将其周围覆盖。第1磁轭部5及第2磁轭部6利用磁性材料构成，形成在对励磁线圈2通电时产生的固定件1的磁通通路。
可动件(柱塞)7设置成：使得它利用设置在励磁线圈2的中心部位(线圈骨架3的轴孔)的导管4进行导向，能够沿轴线方向往复运动。另外，也可以将线圈骨架的卷芯部作为柱塞7的导向面，以代替导管4。柱塞7与未图示的连接杆连接。在例如拉伸型螺线管的情况下，该柱塞7或连接杆也可以利用螺旋弹簧向着从固定件1突出的方向靠紧。通过对励磁线圈2进行通电，在第1、第2磁轭部5、6与柱塞7之间形成磁路，从而对柱塞7作用了吸引力。
本实施形态的螺线管在柱塞7的至少一端的周面，形成周面沟槽或阶梯面(在本实施例中是凹槽10)，沿径向形成磁通作用面。在对励磁线圈2进行通电时，在柱塞7的一端周面(磁通作用面)P1与第1磁轭部5的相对面Y1之间、以及在柱塞7的另一端周面(磁通作用面)P2与第2磁轭部6的相对面Y2之间，分别遍及整个周面作用吸引力F(水平分力F1及垂直分力F2)。柱塞7利用吸引力F的水平分力F1，沿径向被拉近，并利用垂直分力F2的合力，沿轴向向着固定件1一侧被拉入。
本实施形态的螺线管在通过通电而形成磁通作用面的柱塞7的周面和第1、第2磁轭部5、6的相对面中的至少一方，具有随着柱塞7的移动而磁阻逐渐变化的形状。具体来说，在成为磁通作用面的第1磁轭部5的相对面Y1，形成随着柱塞7向着固定件1一侧的吸引动作而磁阻逐渐减少(孔径向着轴向外侧逐渐扩大)的斜面8。换句话说，在第1磁轭部5的相对面Y1，形成随着柱塞7向着固定件1一侧的吸引动作而与该第1磁轭部5的分开距离逐渐减少的斜面8。斜面8也可以在成为磁通作用面的第2磁轭部6的相对面Y2形成，也可以在相对面Y1、Y2的双方形成。
线性螺线管的能量，贮存在固定件1与可动件(柱塞)7的间隙中。在图3中，与沿轴向具有磁通作用面的螺线管相比，沿径向具有磁通作用面的螺线管估计在实际可动范围内的推力将增加。但是，由于取决于柱塞的位置，磁阻容易急剧变化，因此在柱塞7的实际可动范围内能够得到一定推力的范围容易变小(参照图3的曲线A)。与比不同的是，利用在与柱塞7的周面P1相对的第1磁轭部5的相对面Y1形成的斜面8，能够缓和柱塞7与第1、第2磁轭部5、6的位置关系的变化，特别是能够缓和柱塞7与第1磁轭部5的磁通作用面彼此之间在开始重叠阶段的急剧的磁阻变化。因而，如图3的曲线B所示，由于随着通过通电使柱塞7向着固定件1一侧吸引而磁阻逐渐减少，吸引力增强，因此在整个较长的行程中能够得到一定的推力。这样，由于推力差而引起的柱塞7的可动范围变化少，能够以一定推力移动的可动件的移动范围扩大。
(第2实施例)
下面，参照图2说明线性螺线管的其它例子。由于线性螺线管的简要结构与图1相同，因此对于同一构件，附加同一标号，并援引其说明。以下，以不同的结构为中心进行说明。
本实施形态的螺线管，在成为磁通作用面的第1磁轭部5的相对面Y1，形成随着柱塞7向着固定件1一侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的阶梯面9。换句话说，在第1磁轭部5的相对面Y1，形成随着柱塞7向着固定件1一侧的吸引动作而与该第1磁轭部5的分开距离逐渐减少的阶梯面9。该阶梯面9是通过在第1磁轭部5的相对面Y1设置切口(阶梯)而形成的，是为了缓和柱塞7与第1磁轭部5的磁通作用面彼此之间在开始重叠阶段的急剧的磁阻变化而设置的。
另外，阶梯面9也可以在成为磁通作用面的第2磁轭部6的相对面Y2形成，也可以在相对面Y1、Y2的双方形成。通过这样，能够扩大可得到一定大小的推力的柱塞行程。
上述各实施例说明了磁轭部的形状，但即使在与第1、第2磁轭部5、6相对的柱塞7的周面中的至少一方，形成随着向着固定件1一侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的斜面或阶梯面，也能够得到同样的作用效果。
另外，在柱塞7和第1、第2磁轭部5、6的磁通作用面，分别形成的斜面或阶梯面的形状是任意的，也可以是斜面及阶梯面的组合，或者是斜面与斜面、阶梯面与阶梯面等的利用任何形状的组合。另外，阶梯面也可以是多个凹凸部沿轴向形成的。再有，斜面或阶梯面不限于可动件周面或第1、第2磁轭部的任一方，也可以在双方形成。线性螺线管可以是拉伸型，也可以是推压型。磁路内可以包含永磁体，也可以是DC用或AC用线性螺线管的任一种。
Claims (6)
1.一种执行器，具有：
励磁线圈；
用设置在励磁线圈一端的第1磁轭部及设置在另一端的第2磁轭部，覆盖励磁线圈周围的固定件；以及
设置在励磁线圈中心部位的、能够沿轴线方向往复运动的可动件，
通过对励磁线圈进行通电，在第1、第2磁轭部与可动件之间形成磁路，对可动件作用磁力，其特征在于，
在通过通电而形成磁通作用面的可动件的周面或与该可动件周面相对的第1、第2磁轭部的任一方，具有随着可动件的移动而磁阻逐渐变化的形状。
2.如权利要求1所述的执行器，其特征在于，
具有可动件与第1、第2磁轭部的分开距离随着可动件沿轴向移动而逐渐变化的形状。
3.如权利要求1所述的执行器，其特征在于，
在第1、第2磁轭部中的至少一方，形成随着可动件向固定件侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的斜面。
4.如权利要求1所述的执行器，其特征在于，
在第1、第2磁轭部中的至少一方，形成随着可动件向固定件侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的阶梯面。
5.如权利要求1所述的执行器，其特征在于，
在与第1、第2磁轭部相对的可动件周面中的至少一方，形成随着向固定件侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的斜面。
6.如权利要求1所述的执行器，其特征在于，
在与第1、第2磁轭部相对的可动件周面中的至少一方，形成随着向固定件侧的吸引动作而磁阻逐渐减少的阶梯面。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004327238A JP2006140246A (ja) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | アクチュエータ |
| JP327238/2004 | 2004-11-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101057304A true CN101057304A (zh) | 2007-10-17 |
Family
ID=36336536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200580038409.1A Pending CN101057304A (zh) | 2004-11-11 | 2005-11-10 | 执行器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070267922A1 (zh) |
| JP (1) | JP2006140246A (zh) |
| CN (1) | CN101057304A (zh) |
| DE (1) | DE112005002756T5 (zh) |
| WO (1) | WO2006051859A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007054652A1 (de) | 2007-11-16 | 2009-05-20 | Schaeffler Kg | Elektromagnetische Stelleinheit eines Magnetventils und Verfahren zur Herstellung einer solchen Stelleinheit |
| JP2010278403A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Denso Corp | リニアアクチュエータ |
| DE102010010801B4 (de) * | 2010-03-09 | 2013-02-21 | Eto Magnetic Gmbh | Aktuator |
| US8421565B2 (en) * | 2010-09-21 | 2013-04-16 | Remy Technologies Llc | Starter motor solenoid with variable reluctance plunger |
| US8451080B2 (en) | 2011-02-16 | 2013-05-28 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Magnetic field focusing for actuator applications |
| US8736128B2 (en) | 2011-08-10 | 2014-05-27 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Three dimensional magnetic field manipulation in electromagnetic devices |
| US8570128B1 (en) | 2012-06-08 | 2013-10-29 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Magnetic field manipulation devices and actuators incorporating the same |
| US9231309B2 (en) | 2012-07-27 | 2016-01-05 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Metamaterial magnetic field guide |
| DE102019104882A1 (de) * | 2019-02-26 | 2020-08-27 | Eto Magnetic Gmbh | Aktorvorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Aktorvorrichtung |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3312842A (en) * | 1964-04-30 | 1967-04-04 | Little Inc A | Reciprocating actuator |
| US3883839A (en) * | 1973-10-29 | 1975-05-13 | Barber Colman Co | Positioning device |
| US4238699A (en) * | 1978-08-05 | 1980-12-09 | Lucas Industries Limited | Electro-magnetic devices |
| DE3116402C2 (de) * | 1981-04-24 | 1983-07-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Rückprallarmes Tauchankermagnetsystem |
| US4429342A (en) * | 1981-04-24 | 1984-01-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Impact printing device with an improved print hammer |
| US4604600A (en) * | 1983-12-23 | 1986-08-05 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
| US4539542A (en) * | 1983-12-23 | 1985-09-03 | G. W. Lisk Company, Inc. | Solenoid construction and method for making the same |
| DE3829676A1 (de) * | 1988-09-01 | 1990-03-15 | Olympia Aeg | Tauchankermagnet, sowie dessen verwendung als druckhammer in einer druckhammervorrichtung |
| GB9614304D0 (en) * | 1996-07-08 | 1996-09-04 | Isis Innovation | Linear compressor motor |
| JPH11162732A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 電磁ソレノイド |
| JP3550980B2 (ja) * | 1997-11-25 | 2004-08-04 | 松下電工株式会社 | 電磁リニアソレノイド |
| JP2000164424A (ja) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Toyota Motor Corp | 電磁弁、電磁弁の応答速度調整方法および電磁弁の応答速度調整装置 |
| US6051897A (en) * | 1999-05-05 | 2000-04-18 | Synchro-Start Products, Inc. | Solenoid actuator with positional feedback |
| JP2001263521A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-26 | Denso Corp | 電磁駆動装置およびそれを用いた流体制御弁と電磁駆動装置の製造方法 |
| JP4090845B2 (ja) * | 2002-10-31 | 2008-05-28 | シナノケンシ株式会社 | ソレノイド |
-
2004
- 2004-11-11 JP JP2004327238A patent/JP2006140246A/ja not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-11-10 CN CN200580038409.1A patent/CN101057304A/zh active Pending
- 2005-11-10 US US11/667,479 patent/US20070267922A1/en not_active Abandoned
- 2005-11-10 WO PCT/JP2005/020611 patent/WO2006051859A1/ja active Application Filing
- 2005-11-10 DE DE112005002756T patent/DE112005002756T5/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006051859A1 (ja) | 2006-05-18 |
| US20070267922A1 (en) | 2007-11-22 |
| DE112005002756T5 (de) | 2007-09-06 |
| JP2006140246A (ja) | 2006-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101057304A (zh) | 执行器 | |
| DE102011080065B4 (de) | Elektromagnetischer Linearaktor | |
| US6501357B2 (en) | Permanent magnet actuator mechanism | |
| US8269588B2 (en) | Cylinder type bistable permanent magnetic actuator | |
| US10170227B2 (en) | Electomagnetic driver | |
| JP7358461B2 (ja) | 線形電気機械 | |
| CN110994932B (zh) | 基于混合气隙的高频直动式力马达 | |
| US4240056A (en) | Multi-stage solenoid actuator for extended stroke | |
| US8237527B2 (en) | Bistable permanent magnetic actuator | |
| US8674795B2 (en) | Magnetic actuator with a non-magnetic insert | |
| CN107567646A (zh) | 具有减小性能变化的电磁致动器 | |
| AU2008247116B2 (en) | Armature and solenoid assembly | |
| CN1586032A (zh) | 带有锁闩部件的线性音圈致动器 | |
| US8387945B2 (en) | Method and system for a magnetic actuator | |
| JP5675854B2 (ja) | 電磁弁 | |
| CN103377792B (zh) | 一种电磁铁 | |
| CN1672311A (zh) | 如可控电磁压缩弹簧的线性音圈致动器 | |
| Narayanswamy et al. | Unified coil solenoid actuator for aerospace application | |
| JP2006014464A (ja) | リニアアクチュエータ | |
| CN2706842Y (zh) | 复合式电磁铁芯 | |
| CN1881506A (zh) | 一种电磁继电器的磁路结构的改良及其工作方法 | |
| KR200339703Y1 (ko) | 장행정 솔레노이드 | |
| BG67605B1 (bg) | Електромагнитен клапан с двойно действие за хидравлични разпределители | |
| JP2022108377A (ja) | リニアソレノイド | |
| JP2006097734A (ja) | 電磁アクチュエータ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20071017 |