CN103427585B - 筒形直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及筒形直线电机，其通过减少因芯偏移导致的磁吸引力的影响，使推力增大且减少永久磁铁材料的用量，同时使平均磁通密度增大并使对推力作出贡献的永久磁铁的有效利用率提高，从而同时实现高性能和低成本。筒形直线电机（100）包括：具有线圈（30）的电枢（1）；与线圈（30）对峙设置并具有永久磁铁（41）的励磁部（2）。电枢（1）具有：封闭磁力线的磁轭（10）；对用于收纳线圈（30）的狭槽（21）进行分区而成的齿（20）；在确保与励磁部（2）之间的机械间隙Xm的同时，从狭槽（21）内朝向励磁部（2）比齿（20）更突出设置的线圈（30）。励磁部（2）具有中间隔着软磁性体（42）的多个永久磁铁（41）。

Description

筒形直线电机

技术领域

本发明涉及通过电磁力使驱动对象物进行直线运动的筒形直线电机。

背景技术

筒形直线电机一般包括励磁部和电枢，所述励磁部是将多个永久磁铁以不同磁极相互对置的方式进行串联配置而成的；所述电枢以包围励磁部的方式进行设置，并具有能够沿着励磁部的轴向进行滑动移动的线圈。

筒形直线电机是在电枢的线圈中有电流流动，以使其与励磁部的永久磁铁所产生的磁通进行交叉，通过电磁感应作用而使线圈产生轴向的驱动力，从而使电枢移动。

作为与直线电机的电枢相关的技术，已公开了一种直线同步电机以及线性致动器（linear actuator），其是将位于轴向两端的齿（teeth）的磁隙（从齿前端到磁铁表面的距离）设置得很窄，并使多个齿的磁通密度变得均匀化，从而实现推力波动和顿振推力（cogging force）的下降（例如参照专利文献1）。

另外，作为与直线电机的励磁部相关的技术，已公开了一种直线电机，其通过将永久磁铁制成筒状，在其中插入由非磁性材料构成的中心轴并从两侧进行紧固，从而使相邻的永久磁铁之间贴紧而构成定子部（例如参照专利文献2）。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2007/040009号

专利文献2：日本特开平10-313566号公报

发明内容

可是，在专利文献1的技术中，轴向两端的齿与中央齿的磁通分布不同，因而强调了由于设置得很窄的磁隙而导致的端部效应。因此，可以认为，若中心轴产生偏芯，则受到磁吸引力的影响，推力波动和顿振推力反而会增大。

在专利文献2的技术中，由于使相邻的永久磁铁贴紧，所以远处也有磁通，而另一方面，平均磁通较低，推力的增加也存在极限。

另外，由于磁铁的配置是磁极相斥的配置，所以在克服较大的磁铁斥力的同时，励磁部的制造会非常困难。

并且，以永久磁铁彼此之间贴紧的方式而将该永久磁铁配置在中心轴的周围，在永久磁铁之间不存在软磁性体。因此，永久磁铁材料的用量增多，从而使直线电机的制造成本增大。

本发明是鉴于上述情形而发明的，其目的在于提供一种如下的筒形直线电机：其通过使得因芯偏移导致的磁吸引力的影响变小，且减少永久磁铁材料的用量，同时使平均磁通密度增大，并使得对推力作出贡献的永久磁铁的有效利用率提高，从而同时实现高性能和低成本。

为了达到上述目的，筒形直线电机包括：具有线圈的电枢；与上述线圈对峙设置并具有永久磁铁的励磁部。

电枢具有磁轭、齿以及线圈。磁轭用于封闭磁力线。齿是对用于收纳线圈的狭槽进行分区而形成的。线圈被配置为，在确保机械间隙的同时，从狭槽内朝向上述励磁部而比上述齿更突出。

励磁部具有：中间隔着软磁性体的多个永久磁铁。

根据本发明的筒形直线电机，线圈从狭槽内朝向励磁部而比齿更突出，线圈不仅被配置在狭槽内，而且还被配置在狭槽外。因此，由于能够使线圈的匝数增大，所以直线运动的推力增大。

线圈在确保机械间隙的同时，从狭槽内朝向励磁部而比齿更突出，齿的径向长度小于线圈的径向长度。因此，磁隙变宽，因芯偏移而导致的磁吸引力的影响变小。

励磁部具有：中间隔着软磁性体的多个永久磁铁。因此，能够减少永久磁铁材料的用量，同时使平均磁通密度增大，并使得对推力作出贡献的永久磁铁的有效利用率提高，并能够减少筒形直线电机的制造成本。

附图说明

图1是第一实施方式的筒形直线电机的剖面简图。

图2是第一实施方式的筒形直线电机中的励磁部的组装结构的剖面简图以及主视图。

图3是齿的径向长度与磁吸引力关系的说明图。

图4是第二实施方式的筒形直线电机的剖面简图。

图5是第三实施方式的筒形直线电机的剖面简图。

图6是齿隙中有没有线圈与电机推力的关系的说明图。

图7是第四实施方式的筒形直线电机的剖面简图。

图8是第五实施方式的筒形直线电机的剖面简图。

图9是第六实施方式的筒形直线电机中的励磁部的剖面简图以及主视图。

图10是第七实施方式的筒形直线电机中的励磁部的剖面简图以及主视图。

图11是第八实施方式的筒形直线电机中的励磁部的剖面简图以及主视图。

[附图标记的说明]

1、501：电枢

2、502、602、702、802：励磁部

10：磁轭

20、220、420、520：齿

21、221：狭槽

30、230、330、430、530：线圈

40、540、740、840：轴

41、541、641、741、841：永久磁铁

42、542、642、742、842：软磁性体

100、200、300、400、500：筒形直线电机

221、421：卡合部

743：端盖

843：直线导轨

Xm：机械间隙

Xg：磁隙

具体实施方式

下面参照附图，对第一至第八实施方式的筒形直线电机进行说明。

第一至第八实施方式的筒形直线电机为，由于线圈不仅被配置在狭槽内，而且还被配置在狭槽外，所以线圈的匝数增多。由于线圈从狭槽内朝向励磁部，比齿更突出，所以磁隙变宽。励磁部具有：中间隔着软磁性体的多个永久磁铁。因此，根据第一至第八实施方式，能够提供一种如下的低成本的筒形直线电机：该筒形直线电机因芯偏移导致的磁吸引力的影响小，且能减少永久磁铁材料的用量，同时使平均磁通密度增大，并使得对推力作出贡献的永久磁铁的有效利用率提高。

[第一实施方式]

[筒形直线电机的结构]

首先参照图1以及图2，对第一实施方式的筒形直线电机的结构进行说明。图1是第一实施方式的筒形直线电机的剖面简图。

如图1所示，第一实施方式的筒形直线电机100由电枢1和励磁部2构成。

电枢1具有磁轭10、齿20以及线圈30。在第一实施方式中，电枢1作为转子发挥功能。

磁轭10是圆筒体等筒体状的磁性金属部件。磁轭10用于封闭来自励磁部2的磁力线，并具有能使下述永久磁铁41的电磁感应效果达到最大的功能。另外，磁轭10还具有：防止该筒形直线电机100的周边仪器受到因电磁感应所导致的磁场影响的功能。

作为磁轭10的构成材料，例如可以使用SC材料等铁系的磁性体，但并不限于所列举的材料。

齿20是用于对狭槽21进行分区而形成的部件，所述狭槽21作为用于收纳线圈30的空间。沿着磁轭10的内面，本实施方式的齿20形成为大致环状。在磁轭10的内周面，沿着轴向并列设置有多个齿20。

在齿20、20之间，沿着轴向排列并形成多个环形凹状的狭槽21。各狭槽21的径向外方被磁轭10闭塞，各狭槽21的径向内方呈开口状。狭槽21的数量与线圈30的数量相对应。在本实施方式中，虽然形成三个狭槽21，并且沿着轴向排列并收纳了三个线圈30，但并没有限定狭槽21以及线圈30的数量。

将齿20的径向长度T设定为，小于线圈30的径向长度L。具体而言，将齿的径向长度T设定为，线圈的径向长度L（径向长度L是从狭槽21的闭塞面21a和励磁部2的磁铁面之间的距离中去除了机械间隙Xm后的长度）的0.6倍以下。后面会说明关于将齿20的径向长度T设定为T≦L×0.6的理由。

作为齿20的构成材料，例如可以与磁轭10相同，但为了兼顾性能和成本，而优选硅钢板。由于齿20是磁性体，所以该齿面和励磁部2的磁铁面之间的间隙为磁隙Xg。

在轴向两端的齿20上形成锥部22，所述锥部22用于减小在直线运动时的顿动（cogging；因励磁部2和齿20的磁通变化而导致的振动）。由于在轴向两端的齿20上形成锥部22，因此优选为，轴向两端的齿20是对S50C的板材等容易加工的材料进行切削加工而制成的。

沿着磁轭10的内周面，将线圈30卷绕成圆筒体状。本实施方式的线圈30被配置为，在确保机械间隙的同时，从狭槽21内朝向励磁部2，比齿20更突出。即、线圈30的一部分被收纳在狭槽21内，其他部分突出并配置在狭槽21的外部。由于将线圈30配置在狭槽21之外，所以线圈30的匝数增多，能够增大因电磁感应而导致的直线运动的推力。

在此，机械间隙Xm是指，线圈30和励磁部2之间的机械距离。在本实施方式中，将磁隙（从齿前端面到励磁部2的磁铁面为止的距离）Xg设定为，大于机械间隙Xm。

如上所述，在本实施方式中，虽然沿着轴向并列设置有三个线圈30，但并没有限定线圈30的数量。

励磁部2具有轴40、永久磁铁41以及软磁性体42。在第一实施方式中，励磁部2作为定子发挥功能。

励磁部2被设置为，与线圈30对峙。本实施方式的励磁部2，沿着轴向而被设置在圆筒体状的线圈30内，并与线圈30对峙。

励磁部2具有：在非磁性体的轴40的周围，沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化的永久磁铁41。在被配置为磁极相斥的永久磁铁41、41之间，设置软磁性体42。

当将励磁部2的磁极间距设为tp、永久磁铁41的宽度设为Wm、软磁性体42的宽度设为Ws时，优选为，tp=Wm+Ws的关系成立，且Wm=0.8±0.1tp。通过在被配置为磁极相斥的永久磁铁41、41之间，设置相当于磁极间距tp的大约十分之二、三左右的软磁性体42，从而能够减少永久磁铁材料的用量，并且能够使励磁部2的平均磁通密度增大。

然后参照图2，对励磁部2的具体结构进行说明。图2是第一实施方式的筒形直线电机中的励磁部的组装结构的剖面简图以及主视图。

如图2（a）所示，励磁部2是将永久磁铁41和软磁性体42交替地配置在轴40的周围而构成的。具体而言，在轴40的周围，配置有图2（b）所示的圆筒体状的永久磁铁41、和图2（c）所示的圆筒体状的软磁性体42。

轴40采用外周面由外螺纹40a形成的非磁性体的双头螺栓。在圆筒体状的软磁性体42的内周面，形成如螺母那样的内螺纹42a。因此，通过将永久磁铁41夹持在软磁性体42、42之间，并将该软磁性体42螺纹连接在轴40上，从而形成励磁部2。在将永久磁铁41夹持在软磁性体42、42之间并进行螺纹连接时，将永久磁铁41配置为，沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化。

在本实施方式的筒形直线电机100中，内置有线性传感器或磁极检测传感器等传感器50。如图1所示，传感器50例如配置在齿20的轴向的一个端部上。

作为线性传感器，例如可以列举出用于输出与磁通密度变化成比例的电压的磁线性传感器，但并不受此限制。作为磁极检测传感器，例如可以列举出利用霍尔效应将磁场转换成电信号并进行输出的霍尔元件，但并不受此限制。

[筒形直线电机的动作]

然后参照图1至图3，对第一实施方式的筒形直线电机100的动作进行说明。

如图1所示，第一实施方式的筒形直线电机100的励磁部2是，将多个永久磁铁41配置为沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化，并在永久磁铁41、41之间设置软磁性体42。电枢1以包围励磁部2的方式进行设置，并具有沿着轴向排列的多个线圈30。

第一实施方式为，电枢1作为转子发挥功能，励磁部2作为定子发挥功能。即、本实施方式的筒形直线电机100是在电枢1的线圈30中有电流流动，以使其与励磁部2的永久磁铁41所产生的磁通进行交叉。当永久磁铁41的磁通、与在电枢1的线圈30中流动的电流进行交叉时，本实施方式的筒形直线电机100通过电磁感应作用，从而使线圈30产生轴向的驱动力，并使电枢1沿着轴向移动。

在本实施方式的筒形直线电机100中，将齿的径向长度T设定为，线圈的径向长度L（径向长度L是从狭槽21的闭塞面21a和励磁部2的磁铁面之间的距离中去除了机械间隙Xm后的长度）的0.6倍以下。

在此，参照图3，对设定为齿的径向长度T≦线圈的径向长度L×0.6的理由进行说明。图3是齿的径向长度与磁吸引力关系的说明图。

如图3所示，当电枢1与励磁部2产生了芯偏移时，齿的径向长度T越接近线圈的径向长度L，则具有磁吸引力越增大的趋势。电枢1与励磁部2的芯偏移的比例越大，该磁吸引力增大的趋势就越明显。

因此，通过将齿的径向长度T设定为小于线圈的径向长度L，磁隙Xg变宽，从而使作用于该磁隙Xg的磁吸引力下降。

本实施方式的线圈30在确保机械间隙的同时，从狭槽21内朝向励磁部2，比齿20更突出。因此，由于线圈30不仅存在于狭槽21内，而且还存在于狭槽21之外，所以线圈30的匝数增多，能够增大因电磁感应而导致的直线运动的推力。

另外，在轴40的周围，将励磁部2的永久磁铁41配置为，沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化。由于在永久磁铁41、41之间设置软磁性体42，所以，在克服磁铁斥力的同时能够采用磁极相斥的配置。

进而，磁极间距tp=永久磁铁的宽度Wm+软磁性体的宽度Ws的关系成立。而且，将本实施方式的永久磁铁的宽度Wm设定为0.8±0.1tp。因此，通过在配置为磁极相斥的永久磁铁41、41之间，设置相当于磁极间距tp的大约十分之二、三左右的软磁性体42，由此，永久磁铁材料的用量减少，同时使励磁部2的平均磁通密度增大，并使得对推力作出贡献的永久磁铁的有效利用率提高。

通过将永久磁铁41夹持在内周面具有内螺纹42a的软磁性体42、42之间，并将该软磁性体42与轴40进行螺纹连接，从而形成励磁部2。因此，由于在轴40上只安装永久磁铁41以及软磁性体42，所以励磁部2的制造就很容易。

即、根据第一实施方式的筒形直线电机100，线圈30不仅被配置在狭槽21内，而且还被配置在狭槽21之外。因此，本实施方式的筒形直线电机100通过使线圈30的匝数增多，能够增大直线运动的推力。

另外，由于线圈30在确保机械间隙Xm的同时，从狭槽21内朝向励磁部2，比齿20更突出，所以，齿20的径向长度T小于线圈30的径向长度L。因此，本实施方式的筒形直线电机100为，磁隙Xg变宽，并能够减少因励磁部2的芯偏移而导致的磁吸引力的影响。

并且，励磁部2具有：中间隔着软磁性体42并以磁极相斥方式配置的多个永久磁铁41。因此，本实施方式的筒形直线电机100在能够减少永久磁铁材料用量的同时，还能够使平均磁通密度增大，并使得对推力作出贡献的永久磁铁的有效利用率提高，能够降低筒形直线电机100的制造成本。

[第二实施方式]

然后参照图4，对第二实施方式的筒形直线电机200进行说明。图4是第二实施方式的筒形直线电机的剖面简图。此外，关于与第一实施方式的筒形直线电机100相同的结构部件，标注相同的符号并省略说明。

如图4所示，第二实施方式的筒形直线电机200除了电枢1的齿220以及线圈230的形状不同之外，其他的结构与第一实施方式相同。

第二实施方式的线圈230为，从齿220的开口端朝向励磁部2，该线圈230比齿220更突出的部分的线圈宽度d1，小于收纳在狭槽21内的部分的线圈宽度D。即、线圈230的截面形成了具有段部231的阶梯形状。

在齿220的前端，形成向狭槽21内突出的卡合部（颚部）221。颚部221会可靠地对线圈230的段部231进行保持。

第二实施方式的筒形直线电机200基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第二实施方式的筒形直线电机200，由于具有将线圈230的段部231保持在齿220上的颚部221，所以可发挥如下的特有效果：在能够增大直线运动的推力的同时，还能够容易固定线圈230。

[第三实施方式]

然后参照图5以及图6，对第三实施方式的筒形直线电机300进行说明。图5是第三实施方式的筒形直线电机的剖面简图。此外，关于与第一实施方式的筒形直线电机100相同的结构部件，标注相同的符号并省略说明。

如图5所示，第三实施方式的筒形直线电机300除了电枢1的线圈330的形状不同之外，其他的结构与第一实施方式相同。

在第三实施方式中，线圈330从齿20的开口端朝向励磁部2突出的部分的线圈宽度d2，大于收纳在狭槽21内的部分的线圈宽度D。即、线圈330不仅从齿20的开口端朝向励磁部2突出，而且扩大到磁隙（齿隙）Xg一侧并对齿20的内面进行覆盖。

图6是齿隙中有没有线圈与电机推力的关系的说明图。如图6所示，可知齿隙中有线圈的情况与齿隙中没有线圈的情况相比，电机推力增大。

即、由于将线圈330设置为朝向励磁部2突出、并且扩大到磁隙Xg一侧，所以能够使该线圈330的匝数增多，并能够进一步增大因电磁感应作用而导致的直线运动的推力。

第三实施方式的筒形直线电机300基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第三实施方式的筒形直线电机300，通过有效利用磁隙Xg的空间，从而发挥出能够实现直线运动的推力增大和低损失的特有效果。

[第四实施方式]

然后参照图7，对第四实施方式的筒形直线电机400进行说明。图7是第四实施方式的筒形直线电机的剖面简图。此外，关于与第一实施方式的筒形直线电机100相同的结构部件，标注相同的符号并省略说明。

如图6所示，第四实施方式的筒形直线电机400除了电枢1的齿420以及线圈430的形状不同之外，其他的结构与第一实施方式相同。

在第四实施方式中，线圈430从齿420的开口端朝向励磁部2突出的部分的线圈宽度d3，大于收纳在狭槽21内的部分的线圈宽度D。即、线圈430不仅从齿420的开口端朝向励磁部2突出，而且扩大到磁隙（齿隙）Xg一侧并对齿420的内面进行覆盖。

齿隙中有线圈的情况与齿隙中没有线圈的情况相比，电机推力增大（参照图6）。由于将线圈430设置为朝向励磁部2突出、并且扩大到磁隙Xg一侧，所以能够使该线圈430的匝数增多，并能够增大因电磁感应作用而导致的直线运动的推力。

另外，在线圈430的段部，形成朝向该线圈430的宽度方向内方的凹部431。另一方面，在齿420的前端，形成向狭槽21内突出的卡合部（颚部）421。颚部421会可靠地对线圈430的凹部431进行保持。

第四实施方式的筒形直线电机400基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第四实施方式的筒形直线电机400与第三实施方式相同，均通过有效利用磁隙Xg的空间，从而能够实现直线运动的推力增大和低损失。

并且，第四实施方式的筒形直线电机400，由于具有将线圈430的凹部431保持在齿420上的颚部421，所以可发挥如下的特有效果：在能够增大直线运动的推力的同时，还能够容易固定线圈430。

即、第四实施方式的筒形直线电机400，可发挥与第二实施方式和第三实施方式的相乘效果。

[第五实施方式]

然后参照图8，对第五实施方式的筒形直线电机500进行说明。图8是第五实施方式的筒形直线电机的剖面简图。此外，关于与第一实施方式的筒形直线电机100相同的结构部件，标注相同的符号并省略说明。

如图8所示，第五实施方式的筒形直线电机500是在磁轭10上设置有励磁部502，并在轴540上设置有电枢501，这些点与第一至第四实施方式不同。

将励磁部502设置为，与电枢501的线圈530对峙。本实施方式的电枢501沿着轴向设置在圆筒体状的励磁部502内。

励磁部502设置在圆筒体状的磁轭10的内周面。本实施方式中的磁轭10要求是非磁性体。在第五实施方式中，励磁部502作为转子发挥功能。

励磁部502具有：沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化的多个环状的永久磁铁541。在被配置为磁极相斥的永久磁铁541、541之间，设置环状的软磁性体542。

当将励磁部502的磁极间距设为tp、永久磁铁541的宽度设为Wm、软磁性体542的宽度设为Ws时，优选为，tp=Wm+Ws的关系成立，且Wm=0.8±0.1tp。在被配置为磁极相斥的永久磁铁541、541之间，设置相当于磁极间距tp的大约一半左右的软磁性体542，从而能够减少永久磁铁材料的用量，并且能够使励磁部502的平均磁通密度增大。

电枢501具有轴540、齿520以及线圈530。在第五实施方式中，电枢501作为定子发挥功能。

沿着轴540的外周面，本实施方式的齿520形成为大致环状。在轴540的外周面，沿着轴向并列设置有多个齿520。

在齿520、520之间，沿着轴向排列并形成多个环形凹状的狭槽521。各狭槽521的径向内方被轴540闭塞，各狭槽521的径向外方呈开口状。狭槽521的数量与线圈530的数量相对应。在本实施方式中，虽然形成六个狭槽521，并且沿着轴向排列并收纳有六个线圈530，但并没有限定狭槽521以及线圈530的数量。

将齿520的径向长度T设定为，小于线圈530的径向长度L。具体而言，将齿的径向长度T设定为，线圈的径向长度L（径向长度L是从狭槽21的闭塞面521a和励磁部502之间的距离中去除了机械间隙Xm后的长度）的0.6倍以下。

由于齿520是磁性体，所以该齿面和励磁部502的磁铁面之间的间隙为磁隙Xg。

沿着轴540的外周面，将线圈530卷绕成圆筒体状。线圈530从齿520的开口端朝向励磁部502突出的部分的线圈宽度d4，大于收纳在狭槽21内的部分的线圈宽度D。即、线圈530不仅从齿520的开口端朝向励磁部502突出，而且扩大到磁隙（齿隙）Xg一侧并对齿520的外面进行覆盖。

齿隙中有线圈的情况与齿隙中没有线圈的情况相比，电机推力增大（参照图6）。

即、由于将线圈530设置为朝向励磁部502突出、并且扩大到磁隙Xg一侧，所以能够使该线圈530的匝数增多，并能够进一步增大因电磁感应作用而导致的直线运动的推力。

如上所述，本实施方式虽然沿着轴向并列设置了六个线圈530，但并没有限定线圈530的数量。

第五实施方式的筒形直线电机500基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第五实施方式的筒形直线电机500是，将设置在轴540上的电枢501作为定子，并将设置在磁轭10上的励磁部502作为转子。

另外，第五实施方式的筒形直线电机500与第三以及第四实施方式相同，均通过有效利用磁隙Xg的空间，从而发挥出能够实现直线运动的推力增大和低损失的特有效果。

[第六实施方式]

然后参照图9，对第六实施方式的筒形直线电机中的励磁部602进行说明。图9是第六实施方式的筒形直线电机中的励磁部的剖面简图。此外，关于与第一实施方式的筒形直线电机100的励磁部2相同的结构部件，标注相同的符号并进行说明。

如图6所示，第六实施方式的筒形直线电机中的励磁部602除了永久磁铁641以及软磁性体642的形状不同之外，其他的结构与第一实施方式相同。

第六实施方式是，将具有外径台阶部641a的永久磁铁641、与具有内径台阶部642a的软磁性体642交替地进行组合，形成励磁部602。

轴40与第一实施方式相同，可采用外周面由外螺纹40a形成的非磁性体的双头螺栓。在圆筒体状的软磁性体642的内周面，形成如螺母那样的内螺纹642b。因此，通过将永久磁铁641夹持在软磁性体642、642之间，并将该软磁性体642与轴40进行螺纹连接，从而形成励磁部602。在将永久磁铁641夹持在软磁性体642、642之间并进行螺纹连接时，将永久磁铁641配置为，沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化。

此外，可以采用相反的结构即永久磁铁641具有内径台阶部、软磁性体642具有外径台阶部，只要是永久磁铁641与软磁性体642进行卡合的结构即可。

具备第六实施方式的励磁部602的筒形直线电机，基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第六实施方式的励磁部602，由于对具有外径台阶部641a的永久磁铁641、与具有内径台阶部642a的软磁性体642进行组合，所以发挥出能够可靠地对永久磁铁641与软磁性体642进行定位的特有效果。

[第七实施方式]

然后参照图10，对第七实施方式的筒形直线电机中的励磁部702进行说明。图10是第七实施方式的筒形直线电机中的励磁部的剖面简图。

如图10所示，第七实施方式的筒形直线电机中的励磁部702是在轴740的两端部分别设置端盖（end cap）743、743，这一点与第一实施方式不同。

如文字所述，端盖743是对圆筒体的一端进行闭塞的盖子形状的部件。在端盖743内，形成用于与轴740的两端部的外螺纹740a进行螺纹连接的内螺纹743a。端盖743与非磁性体的轴740不同，不需要限定为磁性体、非磁性体。尤其是在磁性体的情况下，如下所述还能够在励磁部的两端省略软磁性体742。

第七实施方式由于在轴740的两端部设置有端盖743、743，因此永久磁铁741以及软磁性体742两者都形成为环状。在永久磁铁741以及软磁性体742的内周面上没有形成内螺纹。

因此，只要在轴740的两端外周面上形成外螺纹740a即可，在设置永久磁铁741以及软磁性体742部分的外周面上不需要有外螺纹。

即、通过在轴740的两端部上安装端盖743、743，永久磁铁741以及软磁性体742就被牢固地夹持在该端盖743、743之间。

将永久磁铁741配置为，中间隔着软磁性体742，且沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化。

此外，还可以是如下的结构：端盖743设置在轴740的至少一端。

具备第七实施方式的励磁部702的筒形直线电机，基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是作为第七实施方式的励磁部702，能够采用如下的励磁部的结构：由磁性体而成的端盖743由于还能够兼有软磁性体742的作用，所以在轴的两端只安装端盖743。

另外，第七实施方式的励磁部702，由于能够根据需要来安装端盖743，所以，可发挥出客户的选择增多、且通用性广泛的特有效果。

[第八实施方式]

然后参照图11，对第八实施方式的筒形直线电机中的励磁部802进行说明。图11是第八实施方式的筒形直线电机中的励磁部的剖面简图。

如图11所示，第八实施方式的筒形直线电机中的励磁部802是在非磁性体的轴840的两端部分别设置直线导轨843、843，这一点与第一实施方式不同。

本实施方式的直线导轨843例如由导轨轴形成，所述导轨轴具有沿着轴向的导轨槽844。导轨轴843是具有一端开口的安装凹部的圆棒状的非磁性体。在导轨轴843的安装凹部的内周面，形成用于与轴840的两端部的外螺纹840a进行螺纹连接的内螺纹843a。在导轨轴843的外周的两侧面，形成有截面形状为半圆状的导轨槽844。

导轨轴843经由环状的圆筒盖845，而被安装在轴840的两端部。在圆筒盖845的内周面，形成用于与轴840的两端部的外螺纹840a进行螺纹连接的内螺纹845a。

第八实施方式由于经由圆筒盖845、845而将导轨轴843、843设置在轴840的两端部上，因此，永久磁铁841以及软磁性体842与第七实施方式相同，两者都形成为环状。因此，只要在轴840的两端外周面上形成有圆筒盖845的内螺纹845a、以及用于与导轨轴843的内螺纹843a进行安装的外螺纹840a即可，在设置永久磁铁841以及软磁性体842部分的外周面上不需要有外螺纹。

即、通过在轴840的两端部上对圆筒盖845、845和导轨轴843、843进行双重安装，永久磁铁841以及软磁性体842就被牢固地夹持在该圆筒盖845、845以及导轨轴843、843之间。

圆筒盖845、845能够兼有软磁性体842的作用。在轴840的两端部安装了圆筒盖845、845之后，根据需要将导轨轴843、843安装在该轴840的两端部上。

永久磁铁841配置为，中间隔着软磁性体842，且沿着轴向以磁极相斥（N-N，S-S）的方式磁化。

作为直线导轨843，除了包括导轨轴843之外，例如还包括沿着轴向具备滚珠滑动机构的滚珠花键，但并不受此限制。此外，还可以是如下的结构：直线导轨843设置在轴840的至少一端。

具备第八实施方式的励磁部802的筒形直线电机，基本上会发挥与第一实施方式相同的作用效果。尤其是第八实施方式的励磁部802，由于将永久磁铁841以及软磁性体842夹持并固定在圆筒盖845、845之间，所以能够形成将永久磁铁841以及软磁性体842进行统一化的简单结构。

另外，第八实施方式的励磁部802，由于能够根据需要来安装直线导轨843，所以，可发挥出客户的选择增多、且通用性广泛的特有效果。

以上说明了本发明的优选实施方式，但这些只是用于说明本发明的示例，其宗旨是本发明的范围并不仅限于这些实施方式。本发明在不脱离其要点的范围，能够实施与上述实施方式不同的各种方式。

Claims (13)

1.一种筒形直线电机，其特征在于，

所述筒形直线电机包括：具有线圈的电枢；与所述线圈对峙设置并具有永久磁铁的励磁部，

所述电枢具有磁轭、齿和线圈，所述磁轭用于封闭磁力线；所述齿是对收纳线圈的狭槽进行分区而形成的；所述线圈被配置为，在确保与所述励磁部之间的机械间隙的同时，从所述狭槽内朝向所述励磁部而比所述齿更突出，

所述励磁部具有：中间隔着软磁性体的多个永久磁铁，

将所述线圈配置为，扩大到所述齿的磁隙一侧，并且所述线圈形成为，从所述齿的开口端朝向所述励磁部突出的部分的线圈宽度大于收纳在所述狭槽内的部分的线圈宽度。

2.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，在所述齿的前端形成卡合部，所述卡合部面向所述狭槽内突出且用于保持所述线圈。

3.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，所述齿的径向长度是，从所述狭槽的闭塞面和所述励磁部的磁铁面之间的距离中去除了机械间隙后的径向长度的0.6倍以下。

4.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，所述励磁部是，在沿着轴向以磁极相斥方式磁化的磁铁之间设置软磁性体。

5.根据权利要求4所述的筒形直线电机，其特征在于，当将所述励磁部的磁极间距设为tp、所述永久磁铁的宽度设为Wm、所述软磁性体的宽度设为Ws时，tp＝Wm+Ws的关系成立，且所述永久磁铁的宽度Wm设定为(0.8±0.1)tp。

6.根据权利要求4所述的筒形直线电机，其特征在于，所述励磁部是将永久磁铁与内周面具有内螺纹的软磁性体，交替地配置在由非磁性体构成的轴的周围。

7.根据权利要求4所述的筒形直线电机，其特征在于，所述励磁部是，将永久磁铁与内周面具有内螺纹的软磁性体在台阶部进行卡合而交替地配置在由非磁性体构成的轴的周围。

8.根据权利要求6所述的筒形直线电机，其特征在于，在所述轴的至少一端设置端盖。

9.根据权利要求6所述的筒形直线电机，其特征在于，在所述轴的至少一端设置直线导轨。

10.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，所述筒形直线电机中内置有线性传感器。

11.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，所述筒形直线电机中内置有磁极检测传感器。

12.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，所述励磁部是定子，包括所述线圈的所述电枢是转子。

13.根据权利要求1所述的筒形直线电机，其特征在于，包括所述线圈的所述电枢是定子，所述励磁部是转子。