CN102005894B - 电磁调节器 - Google Patents

电磁调节器 Download PDF

Info

Publication number
CN102005894B
CN102005894B CN201010273687.8A CN201010273687A CN102005894B CN 102005894 B CN102005894 B CN 102005894B CN 201010273687 A CN201010273687 A CN 201010273687A CN 102005894 B CN102005894 B CN 102005894B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yoke
protuberance
permanent magnet
coil
electromagnetic
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.)
Active
Application number
CN201010273687.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102005894A (zh
Inventor
矢岛久志
藤原伸广
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMC Corp
Original Assignee
SMC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMC Corp filed Critical SMC Corp
Publication of CN102005894A publication Critical patent/CN102005894A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102005894B publication Critical patent/CN102005894B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/035DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352Unipolar motors
    • H02K41/0354Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0356Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638Armatures not entering the winding
    • H01F7/1646Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/38Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary
    • H02K21/44Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with rotating flux distributors, and armatures and magnets both stationary with armature windings wound upon the magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/032Reciprocating, oscillating or vibrating motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Linear Motors (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

电磁调节器(10)是线性电磁调节器,其中,利用由流过线圈(12)的电流产生的推力,使在其上支撑永磁体(16a、16b)的滑动台(46)和支撑线圈(12)的导轨(20)之间的相对位置发生移位,其中线圈(12)被布置成与永磁体(16a、16b)相对。线圈(12)通过低矫顽磁力的可磁化材料体(36)被配置在导轨(20)上,低矫顽磁力的可磁化材料体(36)的矫顽磁力低于预定值。因此,能够抑制剩余磁化的产生,并且还能够抑制由这样的剩余磁化所引起的对推力的影响。

Description

电磁调节器
技术领域
本发明涉及使用线圈和永磁体的电磁调节器。
背景技术
已知一种线性电磁调节器,通过从滑动台的两侧向导轨形成第一和第二突出部,能够抑制在磁轭中的磁饱和的发生(参见日本公开专利公报No.2006-187192)。
因为导轨需要具有相当大的硬度,所以通过所使用的材料和热处理将导轨的硬度保持到很大的程度。然而,当导轨被制造成具有很大的硬度时,导轨中的矫顽磁力以及磁滞也变得更大。结果,当永磁体随着滑动台的移动在导轨上移动时,在导轨中产生剩余磁化。由于这样的剩余磁化的作用,在与永磁体的移动方向相反的方向上产生制动力。由于这样的制动力的产生,在移动方向上的推力就变得较小。此外,当滑动台的位置被控制时,矫顽磁力引起振荡,使滑动台的定位的准确性被恶化。
发明内容
本发明已经考虑了上述缺点,本发明的目的是提供一种电磁调节器,该电磁调节器能够抑制剩余磁化在推力的影响,以及进一步能够保证滑动台的定位的准确性。
为了实现上述目的,本发明的特征在于,一种电磁调节器,利用由流过线圈的电流产生的推力,使支撑永磁体的第一磁轭和支撑线圈的第二磁轭之间发生相对位置上的移位,其中线圈被布置成与永磁体相对,并且线圈通过低矫顽磁力的可磁化材料体被配置在第二磁轭上,低矫顽磁力的可磁化材料体的矫顽磁力低于预定值。
第一突出部和第二突出部可以被形成在第二磁轭的相对端侧上,面向第一磁轭并沿着移位方向突出,并且第一磁轭可以被配置在第一突出部和第二突出部之间。
第三突出部和第四突出部可以被形成在第一磁轭的相对端侧上,面向第二磁轭并沿着移位方向突出,以使第三突出部和第四突出部与第二磁轭分离。第一引导构件可以被插在第三突出部和第二磁轭之间,并且第二引导构件可以被插在第四突出部和第二磁轭之间。
第一突出部和第二突出部可以被形成在第二磁轭的相对端侧上,面向第一磁轭并沿着第三突出部和第四突出部突出。第一引导构件可以被插在第一突出部和第三突出部之间,并且第二引导构件可以被插在第二突出部和第四突出部之间。
第一磁轭和第二磁轭可以被布置为呈彼此相对的关系,以使永磁体被设置在第一磁轭的面对第二磁轭的一侧上,并且使线圈被设置在第二磁轭的面对第一磁轭的一侧上。
线圈可以包含由绝缘材料模制形成的空心线圈。
对第一磁轭的第一突出部和第二突出部以及第二磁轭中的至少一个进行热处理,以便给予它们硬度。
在第二磁轭的面向永磁体的表面上,至少被永磁体磁化的区域可以包含不执行给予硬度的热处理的区域。
低矫顽磁力的可磁化材料体可以包含纯铁、磁钢、低碳钢、钴合金以及非晶质合金中的至少一个。
低矫顽磁力的可磁化材料体可以形成为板状。
低矫顽磁力的可磁化材料体的厚度可以对应能容许的磁滞值来确定。
为了实现上述目的,本发明进一步的特征在于,一种电磁调节器,利用由流过线圈的电流产生的推力,使支撑永磁体的第一磁轭和支撑线圈的第二磁轭之间发生相对位置上的移位,其中线圈被布置成与永磁体相对,其中在第二磁轭的面向永磁体的表面上,至少被永磁体磁化的区域包含不执行给予硬度的热处理的区域。
第二磁轭的面向永磁体的表面可以包含不执行给予硬度的热处理的区域。
第一突出部和第二突出部可以被形成在第二磁轭的相对的端侧上,面向第一磁轭并沿着移位方向突出。第一磁轭可以被配置在第一突出部和第二突出部之间,对第一突出部和第二突出部中的至少一个进行热处理,以便给予它们硬度。
第三突出部和第四突出部可以被形成在第一磁轭的相对端侧上,面向第二磁轭并沿着第一突出部和第二突出部突出。第三突出部和第四突出部可以与第二磁轭分离。第一引导构件可以被插在第一突出部和第三突出部之间,第二引导构件可以被插在第二突出部和第四突出部之间。
可以对第一磁轭,或第一磁轭的第三突出部和第四突出部进行热处理,以便给予它们硬度。
热处理可以包含高频硬化、渗碳和淬火以及真空硬化中的任何一种。
在第一引导构件和第二引导构件的内部可以包括多个转动体,多个转动体的至少一部分包含由磁性材料制成的第一转动体。
在第一引导构件和第二引导构件的内部可以包括第一转动体和由非磁性材料制成的第二转动体,其中第一转动体和第二转动体被沿着移位方向交替地配置。
根据本发明,曲于低矫顽磁力的可磁化材料体被配置在线圈和第二磁轭之间,因此能够抑制剩余磁化的产生。由于剩余磁化的产生被抑制,因此还能够抑制剩余磁化对推力的影响。由于第一磁轭能够被准确地移动,因此可以提供在第一磁轭的位置的准确性方面有改进的电磁调节器。
此外,根据本发明,由于对在第二磁轭的面向永磁体的表面上被永磁体磁化的区域不进行用于给予硬度的热处理,因此能够抑制剩余磁化的产生。由于剩余磁化的产生被抑制,因此还能够抑制剩余磁化对推力的影响。由于第一磁轭能够被准确地移动,因此可以提供在第一磁轭的定位的准确性方面有改进的电磁调节器。
从以下说明并结合附图,本发明的上述及其他目的、特点和优点将变得更加明显,在下文中,本发明的优选实施例通过说明性的实例显示。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的线性电磁调节器的透视图;
图2是图1中所示的线性电磁调节器的分解的透视图;
图3是沿着图1中所示的箭头III-III得到的横截面图;
图4是沿着图1中所示的箭头IV-IV得到的横截面图;
图5A到5C是用于解释产生阻碍滑动台的推力的制动力的原理的示意图,其中图5A显示当可移动的部件被停止时,在可磁化材料体中产生的磁极,图5B显示在可磁化材料体的矫顽磁力小的情况中,通过可移动的部件在箭头B1的方向上的移动,在可磁化材料体中产生的磁极,以及图5C显示在可磁化材料体的矫顽磁力大的情况中,通过可移动的部件在箭头B1的方向上的移动,在可磁化材料体中产生的磁极;
图6是显示在低矫顽磁力的可磁化材料体没有被配置在导轨和线圈之间的情况中,滑动台的位置和移动方向与滑动台的推力的偏差之间的关系的图;
图7是显示在具有恒定厚度(例如,0.5mm)的低矫顽磁力的可磁化材料体被配置在导轨和线圈之间的情况中,滑动台的位置和移动方向与滑动台的推力的偏差之间的关系的图;
图8是显示在两个图7中所示类型的低矫顽磁力的可磁化材料体被堆叠在一起并且这两个低矫顽磁力的可磁化材料体被配置在导轨和线圈之间的情况中,滑动台的位置和移动方向与滑动台的推力的偏差之间的关系的图;
图9是显示对于图6到图8的各个情况,由于滑动台的移动所产生的推力中的磁滞的图;
图10是根据第二变形例的线性电磁调节器的透视图,其中该图显示了执行热处理的导轨上的区域(阴影线中所示)的实例;以及
图11是根据第三变形例的线性电磁调节器的透视图,其中该图显示了被永磁体磁化的导轨上的区域(阴影线中所示)的实例。
具体实施方式
下面参考附图详细解释根据本发明的电磁调节器的较佳实施例。关于本实施例,对本发明的电磁调节器被应用于线性电磁调节器的情况进行说明。
图1是根据本实施例的线性电磁调节器10的透视图;图2是线性电磁调节器10的分解的透视图;图3是沿着图1中所示的箭头III-III得到的横截面图;以及图4是沿着图1中的箭头IV-IV得到的横截面图。
线性电磁调节器10配备有固定部件14以及与固定部件14相对配置的可移动部件18。固定部件14包含导轨20(第二磁轭),具有小于预定值(例如,500A/m)的矫顽磁力的低矫顽磁力的可磁化材料体36,线圈12,电路基板26,以及停止器60。可移动部件18包含滑动台46(第一磁轭),细长形的板状构件70,端块72,两个永磁体16a、16b,刻度尺48,以及停止器73。
形成作为导轨20和滑动台46的磁轭可以由马氏体不锈钢(例如,SUS440C等)、碳钢(例如,S55C等)、或铬钼钢(例如,SCM415等)形成。为了给予硬度,在导轨20和滑动台46上执行热处理。例如,如果磁轭由(马氏体的)不锈钢形成,则通过对其执行真空调质处理使磁轭变硬。此外,如果磁轭由碳钢形成,则通过对其执行高频调质处理使磁轭变硬,以及如果磁轭由铬钼钢形成,则通过对其执行渗碳调质处理使磁轭变硬。由马氏体不锈钢、碳钢或铬钼钢形成的磁轭,由于经受用于硬化的热处理,显现出较高的矫顽磁力,并且变成呈现高矫顽磁力的可磁化材料。对整个导轨20和滑动台46进行热处理。
导轨20的横截面是U形的,并且在导轨20上进一步支撑线圈12和低矫顽磁力的可磁化材料体36。低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在导轨20上。低矫顽磁力的可磁化材料体36可以由纯铁(SUY)或磁钢形成。纯铁被定义为其中不包括任何杂质的铁,然而,由于实践中很难制造纯铁,因此可以使用纯度高于预定值的铁。此外,低矫顽磁力的可磁化材料体36可以形成为板状。此外,低矫顽磁力的可磁化材料体36可由低碳钢、诸如坡莫合金等的镍合金、诸如坡曼德合金等的钴合金、或非晶质合金形成。
线圈12是通过缠绕由绝缘层覆盖的导电电线、并用由树脂制成的绝缘材料体34模制形成的空心线圈。线圈12被配置在低矫顽磁力的可磁化材料体36的上表面上大致中央的部分上。
编码器22和电子线路24被安装在由树脂材料形成的电路基板26上。电路基板26被配置在低矫顽磁力的可磁化材料体36的上表面上,在从线圈12朝箭头A1的方向的一侧上。通过被旋入形成在电路基板26中的孔38中的螺钉44,电路基板26被配置在低矫顽磁力的可磁化材料体36上。
电子线路24分别被连接到线圈12的导线和编码器22。电子线路24基于来自未图示的外部设备的控制信号,使电流流过电线,并且还将从编码器22输入的电信号输出到外部设备。编码器22被布置成面向配置在滑动台46的下表面上的刻度尺48。
编码器22面向刻度尺48并用光照射刻度尺48,并且进一步地接收由于照射光所产生的来自刻度尺48的反射光。在可移动部件18在箭头A的方向(位移方向)上移位的情况中,反射光量发生变化,并且因此基于所接收的反射光的光量,计算可移动部件18的位移量,并且将计算结果作为电信号输出到电子线路24。虽然没有详细地显示,但是编码器22至少包括用于照射光的照射部件、用于接收光的光接收部件、以及用于基于与光接收部件接收的光相对应的电负载来计算位移量的位移计算部件。
在导轨20的相对侧上,突出部(第一和第二突出部)28a、28b被形成为从底部向可移动部件18突出,并且在每一个突出部28a、28b的内侧上形成沿着图1到图3中所示的箭头A的方向延伸的导槽30a、30b。多个球(第一和第二引导构件)32作为转动体被配置在导槽30a、30b中。在这种情况中,滑动台导轨20被形成为比可移动部件18的滑动台46宽,同时将滑动台46布置在导轨20的各个突出部28a、28b之间。导轨20和突出部28a、28b的壁厚被形成为比永磁体16a、16b在箭头A的方向上的长度d(见图3)薄。此外,第一和第二导引构件32可以包含圆筒形或圆柱形的多个转动体。
在低矫顽磁力的可磁化材料体36的相对端侧上,用于防止球32脱落的横截面为U形的球卡合构件52通过螺钉54、58被分别固定。
停止器60通过螺钉62被固定至低矫顽磁力的可磁化材料体36的上表面。当可移动部件18在箭头A1的方向上移位时,停止器60进一步限制可移动部件18的位移。更具体地说,通过紧靠被连接至滑动台46的另一端的端块72的侧表面,停止器60阻止向可移动部件18的导轨20的箭头A1方向的一侧移位。端块72被未图示的螺钉固定至滑动台46的箭头A2方向上的另一端。在图1到图3中,停止器60和端块72相互紧靠,并且出现阻止可移动部件18在箭头A1的方向上移位的情形。
滑动台46被形成为具有U形的横截面,同时滑动台46的宽度被设定为小于导轨20的宽度。在滑动台46的相对侧的部分上,形成从其底部向固定部件14突出各个突出部(第三和第四突出部)74a、74b。突出部74a、74b被形成为朝向导轨20突出,同时从导轨20分开。在每一个突出部74a、74b的外侧上形成有导槽76a、76b,在导槽76a、76b中能够沿着箭头A的方向布置球32。滑动台46和导轨20通过球32相互连接(见图4)。
更具体地,通过线性电磁调节器10,导轨20和滑动台46被布置成使得导槽76a、76b和导槽30a、30b被定位在大致相同的高度上,并且多个球32作为有限长度的线性引导部被容纳在由导槽76a、76b和导槽30a、30b形成的空间中。在通过球32的旋转的引导作用下,使可移动部件18在箭头A的方向上相对于固定部件14可移位。
大致矩形的永磁体16a、16b被布置在滑动台46的下表面上,在滑动台46的宽度方向上实质上中央的部分处与线圈12相对。另外,永磁体16a、16b被配置在滑动台46的面对固定部件14的一侧上。永磁体16a、16b相互分离预定距离。永磁体16a、16b的尺寸被设定为小于线圈12的尺寸。虽然附图中显示了两个永磁体16a、16b,但是也可以设置仅仅一个或三个永磁体。板状构件70通过螺钉68被固定至滑动台46的在箭头A1方向上的端部。
在滑动台46的相对的端侧上,沿着滑动台46的厚度方向形成多个螺钉孔78。通过未图示的被旋入每一个螺钉孔78的螺钉,滑动台46能够被固定至其他构件。另一方面,在端块72的箭头A2方向上的侧表面上,沿着端块72的厚度方向形成未图示的螺钉孔。利用被旋入螺钉孔的螺钉,端块能够被固定至其他构件。
停止器73被配置在滑动台46的下表面上,在永磁体16a附近。通过使停止器73紧靠停止器60的在箭头A1方向上的侧表面,阻止滑动台46在箭头A2方向上的移位。
球卡合构件52、56,停止器60、73,板状构件70,端块72,和螺钉44、54、58、62、68由无磁性材料构成。球32可以是磁性的或无磁性的。进一步地,磁性球32(第一转动体)和无磁性(例如,树脂材料)球32(第二转动体)可以沿着箭头A的方向交替地布置。
在线性电磁调节器10中,在滑动台46在箭头A的方向被移位同时被多个球32引导的情况中,虽然球32通常在相同的方向上旋转,但是在每一个相邻的球32相互接触的表面上,球32趋向于在相反的方向上旋转。因此,在每一个球32之间产生高摩擦阻力,并且发生球32的位置滑动。因此,存在滑动台46不能平滑地移位的可能。于是,通过交替地布置磁性球32和无磁性球32,在相邻的球32之间的摩擦阻力被抑制,并且滑动台46能够被平滑地移位。
进一步地,在每一个球32当中,通过用磁性材料来制造至少一部分球32,能够抑制在突出部28a、28b和突出部74a、74b之间的空间中产生磁通量的泄露。
在具有上述结构的线性电磁调节器10中,通过改变使线圈12通电的电流的方向,根据流过线圈12的电流的方向和在线性电磁调节器10中产生的磁通量,基于佛来明左手定则(Fleming’s left-hand rule),在线圈12中产生在箭头A方向上的推力(洛伦兹力)。利用这样的推力,滑动台46(即,可移动部件18)被移位。在滑动台46移位期间,当在导轨20中产生剩余磁化时,产生阻碍滑动台46的推力的制动力。在下文中,将更详细地解释这样的制动力的产生原理。
图5A到5C是用于解释产生阻碍滑动台46的推力的制动力的原理的示意图。可移动部件100包括可磁化材料体102和永磁体104。永磁体104被布置成与另一个可磁化材料体106相对。可移动部件100在可磁化材料体106的上方在箭头B的方向(即,方向B1和B2)上移动。
图5A显示当可移动部件100被停止时,在可磁化材料体106中产生的磁极。当可移动部件100被停止时,可磁化材料体106被永磁体104磁化,并且在可磁化材料体106的与永磁体104相对应的部分上产生磁极。更具体地说,在可磁化材料体106的与永磁体104的北极(N极)区域相对的区域中,南极(S极)被磁化,而在可磁化材料体106的与永磁体104的南极(S极)区域相对的区域中,北极(N极)被磁化。
图5B显示在可磁化材料体106的矫顽磁力小(即,可磁化材料体106呈现低矫顽磁力)的情况中,通过可移动部件100在箭头B1的方向上的移动,在可磁化材料体106中产生的磁极。伴随可移动部件100的移动,可磁化材料体106中的磁极也移动。图5B中从永磁体104延伸到可磁化材料体106的箭头表示磁力,该磁力由永磁体104和可磁化材料体106产生。照这样在可磁化材料体106的矫顽磁力小的情况中,由于所产生的磁力实质上垂直于可移动部件100的移动方向,因此难以在水平方向上产生力。
图5C显示在可磁化材料体106的矫顽磁力高(即,可磁化材料体106呈现高矫顽磁力)的情况中,通过可移动部件100在箭头B1的方向上的移动,在可磁化材料体106中产生的磁极。在这种情况中,即使可移动部件100移动,在移动之前被磁化的可磁化材料体106的磁化状态保留(即,存在剩余磁化),并且磁化区域中的磁极趋向于保留在其中。作为这种剩余磁化的结果,由永磁体104和可磁化材料体106产生的磁力在相对于可移动部件100的移动方向的倾向方向上起作用,并且在与可移动部件100的移动方向相反的方向上产生力(制动力)。因此,如果可磁化材料体106是呈现小矫顽磁力的可磁化材料的话更好,一定等级的强度和结构完整性对于导轨20和滑动台46是必需的。由此,由于导轨20和滑动台46通过热处理而经受硬化,因此导轨20和滑动台46变得呈现大矫顽磁力的可磁化材料。
因此,在本发明中,如上所述,通过在永磁体16a、16b和导轨20之间设置呈现比导轨20的矫顽磁力小的矫顽磁力的低矫顽磁力的可磁化材料体36,能够抑制剩余磁化的产生。结果,还能够抑制制动力的产生。另外,如果低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在线圈12和导轨20之间的话,则由于低矫顽磁力的可磁化材料体36,结果变得更难使导轨20被磁化。在这种情况中,虽然低矫顽磁力的可磁化材料体36被永磁体16a、16b磁化,但是或不产生剩余磁化,或低矫顽磁力的可磁化材料体36中的剩余磁化的发展小,并且由此能够抑制制动力的产生。
图6是显示在低矫顽磁力的可磁化材料体36没有被配置在导轨20和线圈12之间的情况中,滑动台46的位置和移动方向与滑动台46的推力中的偏差之间的关系的图。横轴表示滑动台46的位置,正号(+)方向表示超过标准参考位置的方向(前进方向),而负号(一)方向表示超过标准参考位置的方向(后退方向)。此外,纵轴表示滑动台46的推力中的偏差。该偏差表示当受剩余磁化的作用影响时滑动台46的推力、与推力不受剩余磁化的作用影响的情况中滑动台46的推力(标准推力)之间的差。
如图6所示,由于导轨20的剩余磁化,制动力被增大并且引起磁滞。结果,很难实现滑动台46的合适的定位,并且使滑动台46的对正准确度恶化。
图7是显示在具有恒定厚度(例如,0.5mm)的低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在导轨20和线圈12之间的情况中,滑动台46的位置和移动方向与滑动台46的推力中的偏差之间的关系的图。图7中的纵轴和横轴与图6中的相同。很容易从图7中看出,当低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在导轨20和永磁体16a、16b之间时,与图6相比,使磁滞较小。然而,在这种情况中,即使设置低矫顽磁力的可磁化材料体36,也不能完全地消除磁滞。作为解释这种现象的原因,即使存在低矫顽磁力的可磁化材料体36,并且仅仅利用低矫顽磁力的可磁化材料体36的低矫顽磁力,仍然趋向于产生一定程度的剩余磁化。此外,在导轨20中也产生少量的剩余磁化。
图8是显示在两个图7中所示类型的低矫顽磁力的可磁化材料体36被堆叠在一起并且这两个低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在导轨20和线圈12之间的情况中,滑动台46的位置和移动方向与滑动台46的推力中的偏差之间的关系的图。图8中的纵轴和横轴与图6中的相同。很容易从图8中看出,当两个堆叠的低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在导轨20和永磁体16a、16b之间时,与图7相比,磁滞的作用变得更小。这是因为与图7的情况相比,在低矫顽磁力的可磁化材料36和导轨20中产生的剩余磁化更小。
在前述方式中,当低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在永磁体16a、16b和导轨20之间,并且低矫顽磁力的可磁化材料体36的厚度被制造得比较厚时,能够进一步地使导轨20和低矫顽磁力的可磁化材料体36中产生的剩余磁化更小,以致滑动台46的推力接近标准推力。而且,即使没有设置两个堆叠的图7中所示类型的低矫顽磁力的可磁化材料体36,如果设置厚度为1.00mm的单层的低矫顽磁力的可磁化材料体36,则也能够获得与图8中所示的相同的效果。
图9是显示对于图6到图8的各个情况,由于滑动台46的移动,在推力中产生的磁滞的图。与图7中所示的设置低矫顽磁力的可磁化材料体36的情况相比,在没有设置低矫顽磁力的可磁化材料体36的情况中产生的磁滞要大三倍。进一步地,当图7中所示的两层低矫顽磁力的可磁化材料体36被堆叠时,可以理解,与仅设置一层低矫顽磁力的可磁化材料体36的情况相比,磁滞要小大约1/2。可以基于能够容忍的可容许的磁滞值改变或变化低矫顽磁力的可磁化材料体36的厚度。
如此,通过在导轨20和永磁体16a、16b之间设置低矫顽磁力的可磁化材料体36,能够抑制趋向于在导轨20和低矫顽磁力的可磁化材料体36中产生的剩余磁化。由于能够抑制剩余磁化,因此能够设置线性电磁调节器10,其中还能够抑制由这样的剩余磁化所引起的对可移动部件18的推力的影响,使滑动台46能够准确地移动,并且能够提高滑动台46的定位的精度。
如上所述的本发明的实施例可以按下面的方式进行修改:
(变形例1)在上述实施例中,线圈12被配置在固定部件14的导轨20上,并且永磁体16a、16b被配置在可移动部件18的滑动台46上。然而,永磁体16a、16b可以被配置在固定部件14的导轨20上,并且线圈12可以被配置在可移动部件18的滑动台46上。在这种情况中,低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在线圈12和滑动台46之间。
(变形例2)在上述实施例中,为了抑制阻碍滑动台46的推力的制动力的产生,低矫顽磁力的可磁化材料体36被配置在导轨20和线圈12之间。然而,如果不设置低矫顽磁力的可磁化材料体36也是可以接受的。在这种情况中,在导轨20上,在导轨20的表面部分上除了与永磁体16a、16b相对的部分之外执行热处理。换句话说,在导轨20上,不对导轨20的与永磁体16a、16b相对的表面部分执行热处理,而是相对于除此之外的区域(即,在突出部28a和28b上)执行热处理。
图10是根据第二变形例的线性电磁调节器10的透视图,其中该图显示的是在导轨20上执行热处理的区域(阴影线中显示的区域)的实例。阴影线中显示的区域200表示在导轨20上执行热处理的区域。换句话说,除区域200之外的其他区域(即,没有显示阴影线的区域)表示的是不执行热处理的区域。
因为突出部28a、28b起到使滑动台46能够在箭头A的方向上移动的引导体的作用,因此对于突出部28a、28b来说,坚硬是更好的。另一方面,在导轨20的与永磁体16a、16b相对的表面部分上,与突出部28a、28b相比,不需要使这样的表面部分变硬。于是,仅仅对除导轨20的与永磁体16a、16b相对的表面部分之外的区域(即,突出部28a、28b)执行热处理。由于没有在导轨20的与永磁体16a、16b相对的表面部分上执行热处理,因此在这样的部分内的矫顽磁力没有变高。基于此,即使不在导轨20和线圈12之间设置低矫顽磁力的可磁化材料体36,也能够抑制在导轨20中产生的剩余磁化,并且还能够抑制另外可阻碍滑动台46的推力的制动力的产生。
此外,在不对导轨20的与永磁体16a、16b相对的表面部分执行热处理的同时,对除与永磁体16a、16b相对的表面部分之外的其他区域执行热处理,仍然可以在导轨20和线圈12之间设置低矫顽磁力的可磁化材料体36。基于此,能够更进一步地抑制剩余磁化,并且还能够更加彻底地抑制另外阻碍滑动台46的推力的制动力的产生。
(变形例3)在上述变形例2中,在导轨20上,在与永磁体16a、16b相对的表面部分上不执行热处理,然而,在与永磁体16a、16b相对的那些表面部分中,如果至少在被永磁体16a、16b磁化的区域上不执行热处理是可以接受的。换句话说,即使可能存在与永磁体16a、16b相对的表面部分,只要这样的表面部分是除被永磁体16a、16b实际磁化的区域之外,也可以在其上执行热处理。
图11是根据第三变形例的线性电磁调节器10的分解的透视图,其中该图显示的是导轨20上的被永磁体16a、16b磁化的区域202(阴影线中所示)的实例。更加具体地,如果对区域202执行了热处理,则变得容易由永磁体16a、16b产生剩余磁化,并且这样的剩余磁化对可移动部件18的推力的影响将是显著的(pronounced)。因此,至少不应该对区域202执行热处理。
此外,在导轨20的面对永磁体16a、16b的表面部分中,如果至少对与永磁体16a、16b直接相对的区域不执行热处理是可以接受的。此外,在导轨20的面对永磁体16a、16b的表面部分中,除对被永磁体16a、16b磁化的区域不执行热处理,或对与永磁体16a、16b直接相对的区域不执行热处理之外,如果仍然在导轨20和线圈12之间设置低矫顽磁力的可磁化材料体36是可以接受的。基于此,能够更进一步地抑制剩余磁化,并且还能够更加彻底地抑制另外阻碍滑动台46的推力的制动力的产生。
(变形例4)在上述实施例中,已经用板型线性电磁调节器10(即,具有薄的扁平轮廓的线性电磁调节器)给出了解释。然而,不言而喻,本发明并不仅仅限于板型线性电磁调节器。此外,虽然本发明已经参考线性电磁调节器10进行了解释,但是本发明并不限于线性电磁调节器本身,而是可以被应用于其他(非线性)类型的电磁调节器。
(变形例5)在由上述实施例的突出部28a和28b的导槽30a、30b与突出部74a和74b的导槽76a、76b形成的空间中,为了使相邻的球32相互并不接触,可以设置用于保持球32的保持装置。通过这样的保持装置,避免了球32之间的摩擦,并且能够避免球32从导槽30a、30b、76a、76b中掉落。这样的保持装置可以包含板,在该板中沿着长度方向形成有多个孔,同时球32被分别安装在保持装置的孔中。
此外,保持装置可以包括细丝和多个低摩擦板,在该低摩擦板的中心开有多个孔,并且其中这些孔也被设置在球32的中心。这样的板被布置在每个球32之间,并且通过使细丝通过每个球32和板中的孔,保持装置能够保持多个球32,以使球32相互不接触。
(变形例6)上述变形例1到5的特征可以任意地相互结合以形成其他的实施例。
当然,根据本发明的线性电磁调节器10不限于上述实施例。线性电磁调节器可以在各种变形形式或改进形式中被实例化,这对本领域技术人员来说是很显而易见的,这并不偏离本发明的本质或基本特征。可以理解,这样的变形和改进是包括在所附权利要求书所限定的本发明的技术范围之内的。

Claims (20)

1.一种电磁调节器(10),其特征在于,所述电磁调节器(10)利用由流过线圈(12)的电流产生的推力,使支撑永磁体(16a、16b)的第一磁轭(46)和支撑所述线圈(12)的第二磁轭(20)之间发生相对位置上的移位,其中所述线圈(12)被布置成与所述永磁体(16a、16b)相对,所述电磁调节器(10)包括
低矫顽磁力的可磁化材料体(36),所述低矫顽磁力的可磁化材料体(36)的矫顽磁力低于预定值,
其中,所述低矫顽磁力的可磁化材料体(36)被配置在所述线圈(12)和所述第二磁轭(20)之间。
2.如权利要求1所述的电磁调节器,其特征在于,
第一突出部(28a)和第二突出部(28b)被形成在所述第二磁轭(20)的相对端侧上,面向所述第一磁轭(46)并沿着移位方向突出,以及
所述第一磁轭(46)被配置在所述第一突出部(28a)和所述第二突出部(28b)之间。
3.如权利要求1所述的电磁调节器,其特征在于,
第三突出部(74a)和第四突出部(74b)被形成在所述第一磁轭(46)的相对端侧上,面向所述第二磁轭(20)并沿着移位方向突出,
所述第三突出部(74a)和所述第四突出部(74b)与所述第二磁轭(20)分离,
第一引导构件(32)被插在所述第三突出部(74a)和所述第二磁轭(20)之间,以及
第二引导构件(32)被插在所述第四突出部(74b)和所述第二磁轭(20)之间。
4.如权利要求3所述的电磁调节器,其特征在于,
第一突出部(28a)和第二突出部(28b)被形成在所述第二磁轭(20)的相对端侧上,面向所述第一磁轭(46)并沿着所述第三突出部(74a)和所述第四突出部(74b)突出,
所述第一引导构件(32)被插在所述第一突出部(28a)和所述第三突出部(74a)之间,以及
所述第二引导构件(32)被插入在所述第二突出部(28b)和所述第四突出部(74b)之间。
5.如权利要求1所述的电磁调节器(10),其特征在于,
所述第一磁轭(46)和所述第二磁轭(20)被布置为呈彼此相对的关系;
所述永磁体(16a、16b)被安置在所述第一磁轭(46)的面对所述第二磁轭(20)的一侧上;以及
所述线圈(12)被安置在所述第二磁轭(20)的面对所述第一磁轭(46)的一侧上。
6.如权利要求1所述的电磁调节器(10),其特征在于,所述线圈(12)包含由绝缘材料模制形成的空心线圈。
7.如权利要求2所述的电磁调节器(10),其特征在于,对所述第二磁轭(20)的所述第一突出部(28a)和所述第二突出部(28b)以及所述第一磁轭(46)中的至少一个进行热处理,以便给予它们硬度。
8.如权利要求1所述的电磁调节器(10),其特征在于,在除所述第二磁轭(20)的面向所述永磁体(16a、16b)的表面以外的区域上,执行给予硬度的热处理,并且在所述第二磁轭(20)的面向所述永磁体(16a、16b)的所述表面上,至少被所述永磁体(16a、16b)磁化的区域(202)包含不执行给予硬度的热处理的区域。
9.如权利要求1所述的电磁调节器(10),其特征在于,所述低矫顽磁力的可磁化材料体(36)包含纯铁、磁钢、低碳钢、钴合金以及非晶质合金中的至少一个。
10.如权利要求1所述的电磁调节器(10),其特征在于,所述低矫顽磁力的可磁化材料体(36)形成为板状。
11.如权利要求10所述的电磁调节器(10),其特征在于,所述低矫顽磁力的可磁化材料体(36)的厚度对应能容许的磁滞值来确定。
12.一种电磁调节器(10),其特征在于,利用由流过线圈(12)的电流产生的推力,使支撑永磁体(16a、16b)的第一磁轭(46)和支撑所述线圈(12)的第二磁轭(20)之间发生相对位置上的移位,其中所述线圈(12)被布置成与所述永磁体(16a、16b)相对,并且
其中,在除所述第二磁轭(20)的面向所述永磁体(16a、16b)的表面以外的区域上,执行给予硬度的热处理,并且在所述第二磁轭(20)的面向所述永磁体(16a、16b)的所述表面上,至少被所述永磁体(16a、16b)磁化的区域(202)是不执行给予硬度的热处理的区域。
13.如权利要求12所述的电磁调节器(10),其特征在于,所述第二磁轭(20)的面向所述永磁体(16a、16b)的所述表面包含不执行给予硬度的热处理的区域。
14.如权利要求12所述的电磁调节器(10),其特征在于,
第一突出部(28a)和第二突出部(28b)被形成在所述第二磁轭(20)的相对端侧上,面向所述第一磁轭(46)并沿着移位方向突出,
所述第一磁轭(46)被配置在所述第一突出部(28a)和所述第二突出部(28b)之间,以及
对所述第一突出部(28a)和所述第二突出部(28b)中的至少一个进行热处理,以便给予它们硬度。
15.如权利要求14所述的电磁调节器(10),其特征在于,
第三突出部(74a)和第四突出部(74b)被形成在所述第一磁轭(46)相对的端侧上,面向所述第二磁轭(20)并沿着所述第一突出部(28a)和所述第二突出部(28b)突出,
所述第三突出部(74a)和所述第四突出部(74b)与所述第二磁轭(20)分离,
第一引导构件(32)被插在所述第一突出部(28a)和所述第三突出部(74a)之间,以及
第二引导构件(32)被插入在所述第二突出部(28b)和所述第四突出部(74b)之间。
16.如权利要求15所述的电磁调节器(10),其特征在于,对所述第一磁轭(46)或所述第一磁轭(46)的所述第三突出部(74a)和所述第四突出部(74b)进行热处理,以便给予它们硬度。
17.如权利要求12所述的电磁调节器(10),其特征在于,所述热处理包含高频硬化、渗碳和淬火以及真空硬化中的任何一种。
18.如权利要求15所述的电磁调节器(10),其特征在于,在所述第一引导构件(32)和所述第二引导构件(32)的内部包括多个转动体,所述多个转动体的至少一部分包含由磁性材料制成的第一转动体(32)。
19.如权利要求18所述的电磁调节器(10),其特征在于,
在所述第一引导构件(32)和所述第二引导构件(32)的内部包括所述第一转动体(32)和由非磁性材料制成的第二转动体(32),以及
所述第一转动体(32)和所述第二转动体(32)被沿着所述移位方向交替地配置。
20.如权利要求12所述的电磁调节器(10),其特征在于,
所述第一磁轭(46)和所述第二磁轭(20)被布置为呈彼此相对的关系;
所述永磁体(16a、16b)被安置在所述第一磁轭(46)的面对所述第二磁轭(20)的一侧上;
所述线圈(12)被安置在所述第二磁轭(20)的面对所述第一磁轭(46)的一侧上。
CN201010273687.8A 2009-09-01 2010-08-30 电磁调节器 Active CN102005894B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-202120 2009-09-01
JP2009202120 2009-09-01
JP2010158543A JP5578352B2 (ja) 2009-09-01 2010-07-13 電磁アクチュエータ
JP2010-158543 2010-07-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102005894A CN102005894A (zh) 2011-04-06
CN102005894B true CN102005894B (zh) 2015-07-01

Family

ID=43525368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010273687.8A Active CN102005894B (zh) 2009-09-01 2010-08-30 电磁调节器

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8421564B2 (zh)
JP (1) JP5578352B2 (zh)
KR (1) KR101720551B1 (zh)
CN (1) CN102005894B (zh)
DE (1) DE102010036119B4 (zh)
TW (1) TWI499169B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012104840B4 (de) * 2012-06-04 2020-11-26 Technische Universität Dresden Elektrodynamisches Linearantriebsmodul
JP5983545B2 (ja) * 2013-06-26 2016-08-31 株式会社デンソー 入力デバイス
TW201616792A (zh) * 2014-10-22 2016-05-01 鴻海精密工業股份有限公司 線性馬達
US9892837B2 (en) * 2015-05-21 2018-02-13 Adicep Technologies, Inc Energy efficient actuator
CN105006940A (zh) * 2015-07-22 2015-10-28 北京顿一科技有限公司 直线运动线性模组及应用该模组的位置控制伺服系统
TWM531095U (zh) * 2016-01-29 2016-10-21 Topray Mems Inc 可復位之線性震動致動器
US10381144B1 (en) * 2016-09-21 2019-08-13 Apple Inc. Haptic actuator with ferritic core

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783673A (zh) * 2004-11-30 2006-06-07 Smc株式会社 线性电磁致动器

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3077444A (en) * 1956-06-13 1963-02-12 Siegfried R Hoh Laminated magnetic materials and methods
US3177384A (en) * 1963-10-01 1965-04-06 Mechanics For Electronics Electromagnetic actuator with translatory armature movement
FR2333612A1 (fr) * 1975-12-04 1977-07-01 Braillon P Plateau magnetique a aimants permanents et electro-permanents
JPS5653570A (en) * 1979-10-08 1981-05-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Linear pulse motor
JPS62242126A (ja) 1985-11-14 1987-10-22 Minoru Suda 直動ころがり軸受
JPS63235218A (ja) * 1987-03-20 1988-09-30 Hitachi Electronics Eng Co Ltd 無発塵搬送方式および機構
JPH03150064A (ja) * 1989-11-02 1991-06-26 Fujitsu Ltd 多極型リニアモータ
US5698910A (en) * 1995-12-22 1997-12-16 Eastman Kodak Company Electromagnetic actuator with position sensor
JP2001217183A (ja) * 2000-02-04 2001-08-10 Nikon Corp モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP4388203B2 (ja) * 2000-05-23 2009-12-24 ミネベア株式会社 複合型電磁アクチュエータ装置
JP4104810B2 (ja) * 2000-06-02 2008-06-18 日本トムソン株式会社 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置
JP4734766B2 (ja) * 2000-07-18 2011-07-27 Smc株式会社 磁石可動型電磁アクチュエータ
WO2004086595A1 (de) * 2003-03-24 2004-10-07 Technische Universität Berlin Wanderfeld-linearmotor
JP4438372B2 (ja) * 2003-10-09 2010-03-24 株式会社安川電機 可動磁石形リニアアクチュエータ
JP4535231B2 (ja) * 2003-10-10 2010-09-01 株式会社安川電機 可動磁石形リニアアクチュエータ
JP2005117866A (ja) * 2003-10-10 2005-04-28 Canon Inc リニアモータ、ステージ装置、露光装置、並びにデバイス製造方法
DE102004050342B4 (de) * 2004-10-17 2007-07-26 Dorma Gmbh + Co. Kg Schiebetür mit einem kombinierten magnetischen Trag- und Antriebssystem mit einer Magnetreihe
JP4376802B2 (ja) * 2005-02-01 2009-12-02 日本精密測器株式会社 揺動型の電磁アクチュエータ及びカメラ用の露光条件切替装置
JP4441792B2 (ja) * 2005-04-26 2010-03-31 Smc株式会社 リニアモータ用ブレーキ装置及びリニアモータの可動部の位置決め方法
EP1732197B1 (de) * 2005-06-09 2015-06-10 Alois Jenny Linearmotor mit integrierter Führung
FR2887376B1 (fr) * 2005-06-15 2007-12-14 Sonceboz Sa Sa Suisse Servo-actionneur electromagnetique monophase rotatif comprenant un actionneur et un capteur de position
JP5208432B2 (ja) * 2007-02-06 2013-06-12 クロノファング株式会社 リニアモータ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1783673A (zh) * 2004-11-30 2006-06-07 Smc株式会社 线性电磁致动器

Also Published As

Publication number Publication date
TW201126876A (en) 2011-08-01
CN102005894A (zh) 2011-04-06
US20110050375A1 (en) 2011-03-03
KR20110025104A (ko) 2011-03-09
JP5578352B2 (ja) 2014-08-27
US8421564B2 (en) 2013-04-16
US20130162379A1 (en) 2013-06-27
JP2011078300A (ja) 2011-04-14
KR101720551B1 (ko) 2017-03-29
DE102010036119B4 (de) 2021-06-10
TWI499169B (zh) 2015-09-01
DE102010036119A1 (de) 2011-03-03
US8497754B2 (en) 2013-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102005894B (zh) 电磁调节器
US8174344B2 (en) Linear electromagnetic actuator
JP6062869B2 (ja) 誘導発電機及びその製造方法
US6856049B2 (en) Voice coil linear actuator, apparatus using the actuator, and method for manufacturing the actuator
JP3249930B2 (ja) 挿入光源
US4415821A (en) Dynamic magnetic preload bearing structure for a linear motor
US7573361B2 (en) Solenoid actuator and biaxial actuator
US8674795B2 (en) Magnetic actuator with a non-magnetic insert
JP2018107928A (ja) Ipmモータ用ロータ
JP5126649B2 (ja) リニアアクチュエータ
CN103155081B (zh) 用于断路器装置的磁致动器
JP4387877B2 (ja) 着磁装置、ボイスコールモータ、およびボイスコイルモータの製造方法
JP2002191164A (ja) リニアモータ
JP5087333B2 (ja) リニアアクチュエータ
US20230421035A1 (en) Linear motor
JP4808236B2 (ja) 電磁ソレノイド及びその製造方法
JP2016171739A (ja) リニアモータ、ステージ装置
JP2005184877A (ja) 平面アクチュエータ可動子部およびこれを備えた平面アクチュエータ
JP4756438B2 (ja) リニアモータ
JP2006339380A (ja) ソレノイド
JP2015116027A (ja) リニアモータ
JPS6281969A (ja) リニアパルスモ−タ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant