CN103647428B - 线性驱动器 - Google Patents

线性驱动器 Download PDF

Info

Publication number
CN103647428B
CN103647428B CN201310704737.7A CN201310704737A CN103647428B CN 103647428 B CN103647428 B CN 103647428B CN 201310704737 A CN201310704737 A CN 201310704737A CN 103647428 B CN103647428 B CN 103647428B
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
linear actuator
axle
leaf spring
moving element
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310704737.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103647428A (zh
Inventor
中川洋
藤井隆良
福永崇
尾上孝志
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.)
Sinfonia Technology Co Ltd
Original Assignee
Sinfonia Technology Co Ltd
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
Priority claimed from JP2008272335A external-priority patent/JP5618171B2/ja
Priority claimed from JP2009071553A external-priority patent/JP5360555B2/ja
Priority claimed from JP2009129065A external-priority patent/JP2010279161A/ja
Application filed by Sinfonia Technology Co Ltd filed Critical Sinfonia Technology Co Ltd
Publication of CN103647428A publication Critical patent/CN103647428A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103647428B publication Critical patent/CN103647428B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/16Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with polarised armatures moving in alternate directions by reversal or energisation of a single coil system
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

本发明提供一种线性驱动器。该线性驱动器能够可靠地防止永磁体受损。在第一线性驱动器中,第一抵接部与第二抵接部的在径向上的间隙的宽度或在旋转方向上的间隙的宽度均小于永磁体与磁极部之间的间隙的宽度。在第二线性驱动器中,在设置有线圈的固定部或可动部中的任一方设置有平板状的永磁体,上述线圈产生使可动部往返运动的磁通量,并且在另一方上平坦地形成与永磁体相对且作为磁极面的相对面。在第三线性驱动器中,卡合凸部和卡入部均配置在永磁体的磁力作用于磁极部的方向上,并且卡入部的至少一部分形成为朝向永磁体对磁极部作用磁力的方向的缺口。

Description

线性驱动器
本申请是申请日为2009年10月22日、申请号为200980141570.X、发明名称为“线性驱动器”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种线性驱动器。
背景技术
以往,有人提出了下述专利文献1所示的线性驱动器。在该线性驱动器中,作为固定元件的构成零件的内芯在外侧面上配置有永磁体。另外,作为可动元件的构成零件的外芯具有一部分向外芯的内侧突出的磁极部。该磁极部和永磁体隔着在径向上具有规定宽度的间隙相对配置。
此外,该线性驱动器具有板簧,该板簧使作为固定元件的构成零件的轴与外芯同轴且同心地支承该轴,且使外芯相对于轴沿推力方向往返运动地弹性支承外芯。
专利文献1所示的线性驱动器由于无需用推力轴承等支承轴,因此能够减小由轴与推力轴承的摩擦而产生的机械损耗。但是,在为了扩大可动元件的可动范围而使用低刚性的板簧的情况下,可动元件的径向的刚性下降。因此,存在的问题是,例如在自设置有线性驱动器的其他设备对线性驱动器作用有与可动元件的往返运动方向不同的方向的力的情况下,可动元件沿径向位移,可动元件的磁极部与固定元件的永磁体碰撞而损坏永磁体。另外,在可动元件反复沿径向位移的情况下,也存在板簧因发生金属疲劳而受损的问题。
另外,通常磁极部与永磁体之间的间隔较小(例如为1mm以下),因此很难在磁极部与永磁体之间插入橡胶片材等缓冲件。另外,即使在能够插入橡胶片材等的情况下,也必须将该橡胶片材等粘接在磁极部或永磁体上,因此存在材料成本、组装成本增加的问题。
另外,自以往公知各种将固定部和可动部配置在同一个轴心上且能使可动部相对于固定部沿推力方向往返动作的线性驱动器。将相对而言可动部配置外侧的类型称作外部可动型线性驱动器,将相对而言可动部配置在内侧的类型称作内部可动型线性驱动器。通常,线性驱动器在设置有线圈的固定部或可动部中的任一方设置有永磁体,在另一方的与永磁体隔开规定的间隔地相对的面上设置有磁极面,上述线圈产生用于使可动部往返运动的磁通量。
无论是在外部可动型线性驱动器还是在内部可动型线性驱动器中,通常永磁体都是被加工成以轴为中心的局部圆弧状的弓形磁铁,与该种弓形的永磁体隔开规定间隔地相对的磁极面也形成为能使永磁体的弓形结构沿径向平行移动的、以轴为中心的局部圆弧状(关于外部可动型线性驱动器,例如参照日本特愿2009-071553,关于内部可动型线性驱动器,例如参照专利文献2)。采用该种结构的理由之一是因为,由于应用加工性和组装容易性优异的大致为圆柱状的构件为轴,因此形成为轴承能够绕轴的轴向倾动(错位)的状态,在轴承发生了倾动时,能够防止永磁体与磁极面相互碰撞。
但是,弓形的永磁体要求较高的加工精度且加工费较高,而且与单纯的平板状的永磁体相比,弓形的永磁体的磁体的使用量和加工时的废弃量也相对较多,由此导致成本的增加。线性驱动器本身是零件件数比较少的装置,在该种线性驱动器整体的成本中,永磁体的成本所占的比例较大,永磁体的成本的降低也能对线性驱动器整体的成本的降低做出很大的贡献。
最近,在汽车行业中,考虑到环境问题,正在推进车体的轻型化、怠速的低转速化、或可变汽缸发动机等的改善方案,但这些方案均会使车体振动增大,使乘车舒适性下降。因此,研究出了一种主动质量阻尼器(ActiveMassDamper,减振机构),该主动质量阻尼器利用线性驱动器使配置在车体的适当位置上的配重件(weight)主动移动,从而利用其反作用力抑制车体振动,当导入该种减振机构时,在自汽车行业中特别强烈地希望能够降低线性驱动器本身的成本。
此外,以往有人提出了下述专利文献3所示的线性驱动器。在该线性驱动器中,在作为固定元件的构成零件的外芯的内表面的鼓出部分的前端配置有永磁体,在该鼓出部分上卷绕有线圈。另外,作为可动元件的构成零件的内芯具有磁极部。并且,该磁极部和永磁体沿径向隔开规定间隙地相对配置。
此外,该线性驱动器具有一对板簧,该板簧使作为可动元件的构成零件的轴与外芯同轴且同心地支承该轴,且使轴相对于外芯沿推力方向往返运动地弹性支承该轴。
从轴的轴向看去,板簧形成为“8”字形。并且,在“8”字形的交差位置形成有轴的贯穿孔。另外,“8”字形的上下的贯穿开口部(环状部)形成为能供线圈通到内侧的大小。此外,在板簧的一端部和另一端部且上下方向的中心线上形成有供将板簧安装在固定元件上的较小的圆孔。
但是,在上述以往的线性驱动器的组装作业中,当使轴以贯穿于内芯中心的状态位于外芯的内部时,在设置在固定元件上的永磁体上磁力吸引有可动元件的磁极部,上述的规定间隙、即用于使磁极部和永磁体相对配置的间隙消失。在该间隙消失时,可能使永磁体受损。
并且,在该状态(固定元件和可动元件未处于同一个轴心的状态)下,板簧的各圆孔和与该各圆孔相对应地设置的外芯的通孔发生错位,因此不容易插入用于连接外芯和板簧的螺栓,因此存在难以将板簧安装在外芯上的问题。
专利文献1:日本国特开2007-135351号公报
专利文献2:日本国特开2004-343964号公报
专利文献3:日本国特开2006-220196号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做成的,目的在于提供一种能够可靠地防止永磁体受损的线性驱动器。
本发明的第一目的在于,提供一种完全不需要其他缓冲件等地能够可靠地防止磁铁和板簧受损的线性驱动器。
本发明的第二目的基于不使用弓形的永磁体的崭新的技术构思,提供一种能够不损坏永磁体地有效降低成本的线性驱动器。
本发明的第三目的在于,提供一种线性驱动器,在该线性驱动器的组装作业中,当安装板簧时,即使形成为在永磁体上磁力吸引有磁极部且固定元件和可动元件不在同一个轴心上的状态,也能不损坏永磁体地,简单地矫正该状态而使固定元件和可动元件处于同一个轴心上。
本发明的线性驱动器包括:固定元件和可动元件,该固定元件配置在径向内侧,该可动元件配置在径向外侧,或者该固定元件配置在径向外侧,该可动元件配置在径向内侧;永磁体,其设置在上述固定元件和可动元件中的一方上;磁极部,其设置在固定元件和可动元件中的另一方上,且与上述永磁体隔开规定间隙地在径向上相对地配置;板簧,其以使固定元件和可动元件位于同一个轴心上的方式支承该固定元件和可动元件,且以使可动元件能够相对于固定元件沿轴向往返运动的方式弹性支承该可动元件,该线性驱动器的特征在于,具备:第一抵接部,其设置在上述固定元件和可动元件中的一方上;第二抵接部,其设置在上述固定元件和可动元件中的另一方上,且设置在沿上述径向或沿以上述轴心为中心的旋转方向能与上述第一抵接部抵接的位置上,上述第一抵接部与第二抵接部的在上述径向上的间隙的宽度、或在上述旋转方向上的间隙的宽度分别小于上述永磁体与上述磁极部之间的间隙的宽度。
在上述结构中,在自设置有线性驱动器的其他设备对线性驱动器作用有与可动元件的往返运动方向不同的方向的力的情况下,永磁体和磁极部靠近,第一抵接部和第二抵接部相对靠近地位移。并且,在上述结构中,分别比永磁体与磁极部之间的间隙的宽度小地设定第一抵接部与第二抵接部的在径向上的间隙的宽度、或在旋转方向上的间隙的宽度。因而,在永磁体和磁极部接触之前(到永磁体和磁极部抵接为止),第一抵接部和第二抵接部接触。这样,在第一抵接部和第二抵接部接触时,永磁体和磁极部的进一步的靠近被限制,磁极部不会与永磁体接触,因此具有能够防止因磁极部与永磁体接触而使永磁体受损的效果。
另外,当与可动元件的往返运动方向不同的方向的力反复作用于线性驱动器时,板簧也沿该力的方向反复位移。但在上述结构中,分别比永磁体与磁极部之间的间隙的宽度小地设定第一抵接部与第二抵接部的在径向上的间隙的宽度、或在旋转方向上的间隙的宽度。因而,板簧的径向的位移量被第一抵接部与第二抵接部的径向的间隙的宽度、或旋转方向的间隙的宽度限制。通过上述这样地抑制板簧的位移量,具有能够防止板簧的由反复疲劳(此时特别指金属疲劳)引发的破损的效果。
另外,也可以用构成磁路的构件的一部分作为第一抵接部和第二抵接部。或者,也可以采用为了防止永磁体和板簧受损而专门设置在固定元件和可动元件上的构成零件。
在将构成磁路的构件的一部分利用为抵接部的结构中,该抵接部容易一体地形成在固定元件或可动元件上。在采用这种与固定元件或可动元件一体地形成抵接部的结构时,具有下述效果,即,能够抑制组装成本的上升,而且还能形成为可防止永磁体和板簧受损的结构。
本发明考虑的是上述第一抵接部与第二抵接部之间的间隙为沿径向具有宽度的间隙的情况,或沿旋转方向具有宽度的间隙。该径向上的间隙的宽度与旋转方向上的间隙的宽度的大小关系可以相等,也可以不相等。
特别是,在使永磁体和磁极部以平面相对的情况下,适合采用第一抵接部与第二抵接部之间的在旋转方向上的间隙的宽度比永磁体与磁极部之间的间隙的宽度小的结构。
在本发明的线性驱动器中,其特征在于,上述第一抵接部的至少一部分具有朝向上述第二抵接部突出的至少1个第一突出部,上述第二抵接部的至少一部分具有朝向上述第一抵接部突出的至少1个第二突出部。
在上述结构中,通过使第一抵接部和第二抵接部彼此沿径向或旋转方向抵接,能够限制永磁体和磁极部的进一步靠近,因此能够防止因磁极部与永磁体接触而使永磁体受损。另外,还能抑制板簧的径向的位移量,因此具有能够防止由反复疲劳引发的板簧受损的效果。
在本发明的线性驱动器中,其特征在于,上述第一抵接部的至少一部分具有朝向上述第二抵接部突出的至少1个突出部,上述第二抵接部的至少一部分具有能够收容上述第一抵接部的至少1个凹部。
所谓收容,是指突出部与凹部隔着在径向上具有宽度的间隙、或在旋转方向上具有宽度的间隙,沿径向或旋转方向相对的含义。在该结构中,在突出部被收容在凹部中的状态下,突出部与凹部能够沿径向或旋转方向抵接。
在上述结构中,在突出部被收纳在凹部中的状态下自设置有线性驱动器的其他设备对线性驱动器作用有与可动元件的往返运动方向不同的方向的力的情况下,突出部和凹部彼此沿径向或沿旋转方向相对靠近。然后,突出部和凹部彼此沿径向或沿旋转方向抵接,从而限制永磁体和磁极部的进一步靠近,由此能够防止因磁极部与永磁体接触而使永磁体受损。另外,还能抑制板簧的径向的位移量,因此具有能够防止板簧的由反复疲劳引发的受损的效果。
在本发明的线性驱动器中,其特征在于,上述第一抵接部是以上述轴心为共同的轴心而贯穿在上述固定元件和可动元件中的配置在径向内侧的一方中的轴,上述第二抵接部是设置在上述固定元件和可动元件中的配置在径向外侧的另一方且具有孔的凸缘,该孔供上述轴的端部侧贯穿,上述第一抵接部与第二抵接部的在径向上的间隙的宽度比上述永磁体与上述磁极部之间的间隙的宽度小。
在上述结构中,在自设置有线性驱动器的其他设备对线性驱动器作用有与可动元件的往返运动方向不同的方向的力的情况下,永磁体和磁极部相对靠近地进行位移,轴的外周面和凸缘的孔的周面相对靠近地进行位移。并且,由于轴的外周面和凸缘的孔的周面之间的径向的间隙的径向宽度比永磁体与磁极部之间的间隙的宽度小,因此在轴的外周面与凸缘的孔的周面接触时,永磁体和磁极部停止进一步的靠近,不会接触。因而,具有能够防止因磁极部与永磁体接触而使永磁体受损的效果。
另外,板簧的径向的位移量被轴的外周面和凸缘的孔的周面之间的径向的间隙的宽度限制。通过这样地抑制板簧的位移量,具有能够防止板簧的由反复疲劳引发的受损的效果。
另外,本发明的线性驱动器的特征在于,包括:固定部和可动部,该固定部与可动部配置在同一个轴心上,该可动部能够相对于固定部往返运动;轴,其作为轴心;轴承,其夹装在固定部与可动部之间而以使轴不能旋转的方式支承该轴,且在限制了固定部和可动部在与轴的轴向正交的面上移动的状态下,能够沿推力方向进行动作,该线性驱动器在设置有线圈的固定部和可动部中的任一方上设置有平板状的永磁体,并且在设置有线圈的固定部和可动部中的另一方上平坦地形成与永磁体相对且作为磁极面的相对面,上述线圈用于产生使可动部往返运动的磁通量。
采用上述这种线性驱动器,通过采用平板状的永磁体,与弓形的永磁体相比,不需要较高的加工精度,能够减少加工费用,并且也能相对减少磁铁的使用量和加工时的废弃量,从而能够有效降低成本。并且,由于能够降低永磁体本身的成本,因此还能降低驱动器整体的成本。另外,本发明的线性驱动器形成为轴和轴承彼此不能相对旋转的结构,因此轴承不会绕轴的轴向倾动(振动),而且能够利用轴承限制固定部和可动部在与轴的轴向正交的面上移动,因此该固定部和可动部也不会绕轴的轴向倾动(振动)。结果,能够平坦地形成与平板状的永磁体相对的磁极面,不要求高度的加工精度、组装精度,不损坏平板状的永磁体,且能在永磁体与磁极面之间容易地确保平行的恒定间隙。另外,若是外部可动型线性驱动器,则轴是属于固定部的零件,若是内部可动型线性驱动器,则轴是属于可动部的零件。
在本发明的线性驱动器中,为了使轴承和轴不能相对旋转,可以将轴的外形和轴承中能供轴贯穿的轴贯穿孔的开口形状形成为相互对应的多边形。这里,“轴的外形”是指,与轴的轴向正交的截面(横截面)的外缘形状。另外,“多边形”中也包括例如通过切削加工而使角带有圆角的形状(大致为多边形的形状)。
特别是,在将轴的外形和轴贯穿孔的开口形状形成为相互对应的四边形时,加工性和组装容易性优异,是优选的形状。另外,“四边形”中也包括角(四角)为圆角的形状(大致为四边形的形状)。
另外,本发明的线性驱动器能够应用在将可动部配置在固定部的外侧的外部可动型线性驱动器、将可动部配置在固定部的内侧的内部可动型线性驱动器中。
此外,本发明的线性驱动器包括:固定元件和可动元件,该固定元件配置在径向内侧,该可动元件配置在径向外侧,或者该固定元件配置在径向外侧,该可动元件配置在径向内侧;板簧,其以使该固定元件和可动元件位于同一个轴心上的方式支承该固定元件和可动元件,且以使可动元件能够相对于固定元件沿推力方向往返运动的方式弹性支承该可动元件,该线性驱动器在固定元件和可动元件的一方上设置有永磁体,并且在固定元件和可动元件的另一方设置有沿径向具有间隔地与永磁体相对的磁极部,该线性驱动器的特征在于,为了将板簧定位且安装在配置于径向外侧的固定元件或可动元件上,在该固定元件或可动元件上设置有至少一对的卡合凸部,并且在板簧上设置有分别供卡合凸部卡入的至少一对的卡入部,而且卡合凸部和卡入部分别配置在永磁体对磁极部作用磁力的方向上,并且将卡入部的至少一部分形成为朝向永磁体对磁极部作用磁力的方向的缺口。
在线性驱动器的组装作业中,当安装板簧时,通常在位于固定元件和可动元件中的一方的永磁体上磁力吸引有固定元件和可动元件中的另一方,形成为固定元件和可动元件不在同一个轴心上的状态。这是指,配置在径向外侧的固定元件或可动元件的卡合凸部与板簧的卡入部发生错位。但是,通过将卡入部的至少一部分形成为缺口,即使发生了错位,也能使各卡合凸部卡入到对应的卡入部中,在矫正时不会使永磁体受损地能够临时安装板簧。另外,在卡合凸部卡入到卡入部中时,利用板簧的弹性力强制解除固定元件与可动元件的磁力吸引,从而能够使固定元件和可动元件位于同一个轴心上地进行矫正。
另外,在本发明的线性驱动器中,可以利用安装在固定元件或可动元件上的框部和设置在该框部内侧的挠性部构成上述板簧,上述固定元件或可动元件配置在径向外侧,在框部上设置有上述至少一对的卡入部。
采用该结构,将板簧分开成两部分,即,安装在固定元件或可动元件上的部分、和使可动元件顺利地往返运动的部分,上述固定元件或可动元件配置在径向外侧,因此能够提高板簧的安装刚性,并且由此使矫正易于进行。
此外,采用本发明,也可以选择将上述缺口形成为U字形的结构。
采用该结构,通过将缺口形成为U字形,容易供上述卡合凸部卡入,从而能够进一步提高组装作业的作业效率。
采用本发明,能够提供可以可靠地防止永磁体受损的线性驱动器。
在第一技术方案的线性驱动器中,比永磁体和磁极部之间的间隙宽度小地对设置在固定元件和可动元件上的抵接部彼此的在径向或旋转方向上的间隙的宽度进行设定。通过形成为这样的结构,无需采用用于防止永磁体受损的缓冲件等构件,就能阻止永磁体与磁极部接触,从而具有能够防止永磁体受损的效果。
另外,通过在不会发生由反复振动引发的板簧破损的范围内,设定在固定元件和可动元件上设置的抵接部彼此的在径向或旋转方向上的间隙的宽度,具有能够防止板簧受损、发生塑性变形的效果。
在第二技术方案的线性驱动器中,基于使用平板状的永磁体来代替弓形的永磁体的崭新的技术构思,能够不损坏永磁体地有效降低成本。
在第三技术方案的线性驱动器中,由于在板簧上形成被切削向永磁体的磁力作用于磁极部的方向的缺口,因此在组装作业中,当安装板簧时,在固定元件和可动元件的一方的永磁体上磁力吸引有固定元件和可动元件的另一方,固定元件和可动元件形成为不在同一个轴心上的状态,从而即使卡合凸部和卡入部错位,也能不损坏永磁体地简单地安装板簧,并且届时,在板簧的径向的刚性或弹性力的作用下,磁力吸引被强制解除,能够使固定元件和可动元件处于同一个轴心上地进行矫正,因此能够提高组装作业的作业效率。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的线性驱动器的单体主视图。
图2是图1的线性驱动器的侧视图。
图3是图1的线性驱动器的俯视图。
图4是图1的线性驱动器的整体立体图。
图5是图1的线性驱动器的纵剖立体图。
图6是图1的线性驱动器的板簧的主视图。
图7是表示本发明的另一实施方式的线性驱动器的单体主视图。
图8是表示图7的线性驱动器的固定元件的一部分的立体图。
图9是图7的线性驱动器的可动元件的单体立体图。
图10是表示本发明的另一实施方式的线性驱动器的主视图。
图11是本发明的另一实施方式的线性驱动器的整体立体图。
图12是该实施方式的线性驱动器的分解立体图。
图13是该实施方式的线性驱动器的主要部分分解立体图。
图14是该实施方式的线性驱动器的主要部分主视图。
图15是该实施方式的线性驱动器的示意剖视图。
图16是本发明的另一实施方式的线性驱动器的整体立体图。
图17是该实施方式的线性驱动器的分解立体图。
图18是该实施方式的线性驱动器的主视图。
图19是图18的z区域放大图。
图20是表示本发明的另一实施方式的线性驱动器的分解立体图。
图21是板簧的主视图。
图22是从前方看去的组装完毕的线性驱动器的立体图。
图23是从后方看去的组装完毕的线性驱动器的立体图。
图24是图22的主视图。
图25是表示板簧的变形例的主视图。
具体实施方式
下面,根据附图说明本发明的实施方式的线性驱动器。首先,根据图1~图6说明本发明的一实施方式。另外,在本实施方式中,以将线性驱动器用作安装在车辆上的外部可动型减振装置的情况为例进行说明。图1是线性驱动器的单体主视图,图2是侧视图,图3是俯视图,图4是整体立体图,图5是纵剖立体图,图6是板簧的主视图。
如上述各图所示,本发明的实施方式的线性驱动器1具备固定元件2、可动元件3和板簧41、42。固定元件2位于可动元件3的内侧,且固定在未图示的车体侧。可动元件3能相对于固定元件2沿前后方向(推力方向)往返运动地被支承。
这里说明固定元件2的结构。固定元件2包括内芯21、线圈骨架(bobbin)200、线圈201A、201B、永磁体23、23和轴25。线圈骨架200在上下部分别具有供线圈201A、201B卷绕的线圈卷绕用凹部222、222。内芯21的永磁体安装部(上端面)20a形成为向上方凸起的圆弧面,内芯21的永磁体安装部(下端面)20b形成为向下方凸起的圆弧面。永磁体23、23分别固定在内芯21的永磁体安装部20a和永磁体安装部20b上。永磁体23、23的上端面21b形成为向上方凸起的圆弧面,下端面22b形成为向下方凸起的圆弧面。
轴25沿前后方向贯穿在内芯21的中心。与轴25的轴心方向中段部分相比,轴25的前部较粗,且在前部形成有扩大部231a。轴25自其后部侧起从内芯21的前方贯穿该内芯21,与扩大部231a直径相同的扩大套筒26从外侧与轴25的后部配合并被固定在轴25的后部。与扩大部231a直径相同的前部套筒S贯穿在扩大部231a与内芯21的前表面之间。与扩大套筒26直径相同的后部套筒S贯穿在扩大套筒26与内芯21的后表面之间。
接下来,说明可动元件3的结构。可动元件3包括凸缘构件5、5和棱筒状的外芯31。外芯31是使作为磁性材料的一例的硅钢板沿前后方向(轴25的轴心方向)Fr紧密接触地层叠后形成的层叠体。在外芯31的内表面中的上表面上一体地形成有向下方突出的上相对部301。在外芯31的内表面中的下表面上一体地形成有向上方突出的下相对部302。上相对部301和下相对部302均是由铁构件构成的磁极部。另外,该上相对部301和下相对部302使分别为相同形状的构件沿前后方向Fr分开地配置。
在径向上隔着规定的宽度δ1的间隙C1相对地配置上相对部301的上磁极面311与上侧的永磁体23的上端面21b。该情况下的径向是以内芯21的中心P1为始点的径向。在径向上隔着规定的宽度δ2的间隙C2相对地配置下相对部302的下磁极面311与下侧的永磁体22的下端面22b。该情况下的径向是以内芯21的中心P1为始点的径向。相等地设定间隙C1的在径向上的宽度δ1和间隙C2的在径向上的宽度δ2。另外,保持轴体303沿前后方向贯穿在外芯31的上部的左右方向中心部,保持轴体304沿前后方向贯穿在下部的左右方向中心部。保持轴体303、304的前后端部分别自外芯31突出。
前侧的凸缘构件5自前方侧隔着板簧41与外芯31重叠。后侧的凸缘构件5自后方侧隔着板簧42与外芯31重叠。前侧的凸缘构件5由与板簧41的前表面重叠的内侧凸缘51和与内侧凸缘51的前侧重叠的外侧凸缘53的组合而构成。后侧的凸缘构件5由与板簧42的后表面重叠的内侧凸缘51和与内侧凸缘51的后侧重叠的外侧凸缘53的组合而构成。
各内侧凸缘51、51从正面看去,分别形成为矩形框状,保持轴体303的前后端部贯穿在各内侧凸缘51、51的上部,保持轴体304的前后端部贯穿在各内侧凸缘51、51的下部。各外侧凸缘53、53分别由主体部331和突出部332、主体部341和突出部342一体地形成。各主体部331、341形成为矩形框状。突出部332从主体部331的上下方向中段部向外侧突出,突出部342从主体部341的上下方向中段部向外侧突出。进一步详细说明各突出部332、342的结构。前侧的凸缘构件5的突出部332由腿部332a和连接部3321构成。后侧的凸缘构件5的突出部342由腿部342a和连接部3421构成。
在主体部331的上下方向中段部,从主体部331的左右两侧分别向前方立起地形成前侧的凸缘构件5的腿部332a。在主体部341的上下方向中段部,从主体部341的左右两侧分别向后方立起地形成后侧的凸缘构件5的腿部342a。另外,连接部3321形成为遍布在腿部332a间的平板状。连接部3421形成为遍布在腿部342a间的平板状。在连接部3321的中心部形成有与轴25的扩大部231a间隙配合的限制孔3322。在连接部3421的中心部形成有与扩大套筒26间隙配合的限制孔3422。
在径向上隔着被设定成规定的宽度δ3的环状间隙C3相对地配置限制孔3322的周面3322a和扩大部231a的外周面231b。在径向上隔着被设定成规定的宽度δ4的环状间隙C4相对地配置限制孔3422的周面3422a和扩大筒部26的外周面26a。
该情况下的径向是以轴25的轴心(也是内芯21的中心)为始点的径向。即,环状间隙C3的径向的宽度δ3在周向上的任意位置均相等,环状间隙C4的径向的宽度δ4在周向上的任意位置均相等。另外,相等地设定环状间隙C3的径向宽度δ3和环状间隙C4的径向的宽度δ4。
比间隙C1的径向的宽度δ1和间隙C2的径向的宽度δ2小地设定环状间隙C3的径向的宽度δ3和环状间隙C4的径向的宽度δ4。
前侧的板簧41夹装在外芯31与前侧的凸缘构件5之间。后侧的板簧42夹装在外芯31与后侧的凸缘构件5之间。由于板簧41、42均形成为相同形状,因此兼用图6,标注不同的附图标记而进行说明。通过对厚度均匀的金属板进行冲切加工而形成各板簧41、42。板簧41由与外芯31重叠的框部411和框部411内侧的挠性部412一体地形成,板簧42由与外芯重叠的框部421和框部421内侧的挠性部422一体地形成。
利用凸缘构件5、5和外芯31沿前后方向夹持板簧41、42的构成部中的框部411、421。在框部411的四角形成有螺栓贯穿孔411a,在框部421的四角形成有螺栓贯穿孔421a。在框部411、421的上部的左右方向中间位置上形成有供保持轴体303的端部贯穿的上方开口部411b,在框部411、421的下部的左右方向中间位置上形成有供保持轴体304的端部贯穿的下方开口部411c。
挠性部412、422从正面看去,形成为“8”字形。在相当于“8”字的中央的线交差的部分的中心部4121、4221形成有供轴25的中段部分贯穿的轴贯穿孔412a、422a。另外,在相当于“8”字的环状部的内侧的位置上,分别形成有能供线圈卷绕用凹部222、222通到内侧的充分的大小的贯穿开口4122、4222。
前侧的板簧41的中心部4121被夹持在扩大部231a与前部套筒S之间。后侧的板簧42的中心部4221被夹持在扩大套筒26与后部套筒S之间。
螺栓B沿前后方向贯穿在可动元件3的四角,螺母N与这些螺栓B的前端紧固,从而使外芯31、板簧41、42和凸缘构件5、5一体化。
在上述结构的线性驱动器1中,在线圈201A、201B未通电的状态下,利用自永磁体23、23产生的磁力将轴25相对于可动元件3(外芯)保持在规定位置上。当在线圈201A、201B中通电时,基于由在线圈201A、201B中流动的电流产生的磁场、和自永磁体23、23产生的磁场的方向,可动元件3沿轴25在前后方向Fr上往返运动。利用该可动元件3的往返动作,能够将线性驱动器1安装在车辆上而将该线性驱动器1用作减振装置。在该情况下,在上述结构的线性驱动器1中,由于是外部可动型线性驱动器,因此将作为内侧的构成零件的固定元件2(轴25)固定在车辆的规定部位上地安装该线性驱动器1。
随着车辆的行驶,外部干扰等外力作用于线性驱动器1,当可动元件3相对于固定元件2沿径向振动时,将可动元件3支承于固定元件2的板簧41、42也沿径向振动。这样,外部干扰振动构成使板簧41、42沿径向大幅振动的主要原因。
在上述实施方式中,沿径向能接触的抵接部在可动元件3侧和固定元件2侧分开成两部分。详细而言,抵接部是作为可动元件3的构成零件的凸缘构件(相当于第一抵接部)5、5和作为固定元件2的构成零件的轴(相当于第二抵接部)25。并且,沿径向隔着规定宽度δ3的环状间隙C3相对地配置轴25的扩大部231a的外周面231b和形成在凸缘构件5的连接部3321上的限制孔3322的周面3322a。
另外,在径向上隔着被设定成规定宽度δ4的环状间隙C4相对地配置轴25的扩大套筒26的外周面26a和形成在凸缘构件5的连接部3421上的限制孔3422的周面3422a。因而,轴25能沿径向振动的范围是宽度δ3、δ4的范围。
也就是说,以下述方式设定相对于宽度δ1、δ2的宽度δ3的大小,即,在由外部干扰产生的板簧41的振动成为例如共振等大幅振动之前,扩大部231a的外周面231b与限制孔3322的周面3322a抵接。
另外,以下述方式设定相对于宽度δ1、δ2的宽度δ4的大小,即,在由外部干扰产生的板簧41的振动成为例如共振等大幅振动之前,扩大套筒26的外周面26a与限制孔3422的周面3422a抵接。或者,将相对于宽度δ1、δ2的宽度δ3、相对于宽度δ1、δ2的宽度δ4设定在下述范围内,即,即使板簧41、42发生了反复振动也能抑制由该反复振动引发的板簧41、42的破损、塑性变形的范围。采用上述这样的结构,能够防止两个板簧41、42发生损坏、破损、塑性变形。
而且,比间隙C1和间隙C2的径向的宽度δ1、δ2小地设定环状间隙C3、C4的径向的宽度δ3、δ4。由此,通过使扩大部231a的外周面231b与限制孔3322的周面3322a抵接,且使扩大套筒26的外周面26a与限制孔3422的周面3422a抵接,能够防止永磁体23、23与外芯31的上相对部301和下相对部302接触。
这样,通过如上所述地设定宽度δ1、δ2与宽度δ3、δ4的关系,能够防止变成两个板簧41、42共振的状态,从而能够防止两个板簧41、42发生破损,并且还能防止永磁体23、23破损(损坏)。另外,上相对部301和下相对部302是形成在外芯31上的磁极部,但也可以是设置在除磁极部以外的相对部分或突出部分。
接下来,说明本发明的另一实施方式。图7是表示该实施方式的线性驱动器的单体主视图,图8是表示固定元件的一部分的立体图,图9是可动元件(外芯)的整体立体图。在图7中,为了便于说明,省略板簧的一部分而以假想线表示该部分。另外,对于功能与上述图1~图6的实施方式相同的构成零件,标注与上述图1~图6的实施方式相同的附图标记而省略说明。
该实施方式中的线性驱动器1在凸缘构件5、5上不具有上述突出部332、342。另外,防止板簧41、42受损的部件与图1~图6的实施方式不同。
即,在本实施方式中,防止板簧41、42受损的部件由特别设置在外芯31上的外侧突起31A、31B和特别设置在内芯21上的内侧突起60、61构成。外芯31的各内侧面312、313和内芯21的各外侧面210a、211a沿上下方向地设置,且形成为彼此平行的平面。
这里,说明外侧突起31A、31B的结构。一方的外侧突起31A一体地形成在外芯31的一方的内侧面312上。一方的外侧突起31A由外侧上突起部54和外侧下突起部56构成。另一方的外侧突起31B一体地形成在外芯31的另一方的内侧面313上。另一方的外侧突起31B由外侧上突起部55和外侧下突起部57构成。
各外侧上突起部54、55和外侧下突起部56、57形成为沿前后方向较长的长方体。与外芯31的前后方向长度相等地设定各外侧上突起部54、55和外侧下突起部56、57的前后方向的长度。相等地设定各外侧上突起部54、55和外侧下突起部56、57的向内侧的突出量。
沿上下方向分开地配置一方的外侧上突起部54和一方的外侧下突起部56。沿上下方向分开地配置另一方的外侧上突起部55和另一方的外侧下突起部57。一方的外侧上突起部54和一方的外侧下突起部56的在上下方向上相对的相对面500、510彼此分别形成为沿前后方向的平面。另一方的外侧上突起部55和另一方的外侧下突起部57的在上下方向上相对的相对面501、511彼此分别形成为沿前后方向的平面。
这里,说明内侧突起60、61的结构。内侧突起60、61分别相当于突出部,内侧突起60一体地形成在内芯21的外侧面210a上,且插入在外侧上突起部54与外侧下突起部56之间,内侧突起61一体地形成在内芯21的外侧面211a上,且插入在外侧上突起部55与外侧下突起部57之间。相等地设定上述内侧突起60、61的向外侧的突出量。各内侧突起60、61分别形成为沿前后方向较长的长方体形状。其中,比内芯21的前后方向长度短地设定内侧突起60、61的长度。内侧突起60收容在外侧上突起部54与外侧下突起部56之间,内侧突起61收容在外侧上突起部55与外侧下突起部57之间。因而,利用外侧上突起部54和外侧下突起部56形成的内侧突起60的收容部分、以及利用外侧上突起部55和外侧下突起部57形成的内侧突起61的收容部分相当于凹部。
内侧突起60的上表面600、下表面601和侧面602形成为沿前后方向的平面,内侧突起61的上表面610、下表面611和侧面612形成为沿前后方向的平面。隔着径向上的规定宽度δ5的间隙C5相对地配置一方的内侧突起60的上表面600和一方的外侧上突起部54的相对面500。该情况下的径向是上下方向,上表面600和相对面500在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ6的间隙C6相对地配置一方的内侧突起60的下表面601和一方的外侧下突起部56的相对面510。该情况下的径向是上下方向,下表面601和相对面510在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ7的间隙C7相对地配置一方的内侧突起60的侧面602和外芯31的一方的内侧面312。该情况下的径向是左右方向,侧面602和内侧面312在左右方向上相对。
隔着径向上的规定宽度δ8的间隙C8相对地配置另一方的内侧突起61的上表面610和另一方的外侧上突起部55的相对面501。该情况下的径向是上下方向,上表面610和相对面501在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ9的间隙C9相对地配置另一方的内侧突起61的下表面611和另一方的外侧下突起部57的相对面511。该情况下的径向是上下方向,下表面611和相对面511在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ10的间隙C10相对地配置另一方的内侧突起61的侧面612和外芯31的另一方的内侧面313。该情况下的径向是左右方向,侧面612和内侧面313在左右方向上相对。
比上述上相对部301的上磁极面311与上侧的永磁体23的上端面21b之间的宽度δ1小地设定上述规定宽度δ5~δ10。并且,比上述下相对部302的下磁极面311与下侧的永磁体22的下端面22b之间的宽度δ2小地设定上述规定宽度δ5~δ10。另外,宽度δ5~δ10的大小的关系是δ7=δ10,δ5=δ6=δ8=δ9,在该情况下,δ5=δ6=δ8=δ9<δ7=δ10<δ1=δ2。
另外,在内侧突起60的侧面602和内侧突起61的侧面612上形成有收纳用于连接线圈201A、201B彼此的连接线的凹部,该结构未图示。优选该凹部形成为使该连接线沿外侧面210a、211a的那样的结构。本实施方式的其他结构与上述实施方式相同,因此对其他结构标注相同的附图标记而省略说明。
在上述那样的结构的本实施方式中,外侧上突起部54、55、外侧下突起部56、57、内侧突起60、61和外芯31的内侧面312、313作为抵接部发挥功能。
在上述结构中,能够限制板簧41、42的向径向的变形量。即,通过使一方的外侧上突起部54的相对面500与一方的内侧突起60的上表面600抵接,将板簧41、42的向上方的变形量限制成宽度δ5。另外,通过使另一方的外侧上突起部55的相对面501与另一方的内侧突起61的上表面610抵接,将板簧41、42的向上方的变形量限制成宽度δ8。
通过使一方的外侧下突起部56的相对面510与一方的内侧突起60的下表面601抵接,将板簧41、42的向下方的变形量限制成宽度δ6。另外,通过使另一方的外侧下突起部57的相对面511与另一方的内侧突起61的下表面611抵接,将板簧41、42的向下方的变形量限制成宽度δ9。
通过使外芯31的一方的内侧面312与一方的内侧突起60的侧面602抵接,将板簧41、42的向右侧的变形量限制成宽度δ7。通过使外芯31的另一方的内侧面313与另一方的内侧突起61的侧面612抵接,将板簧41、42的向左侧的变形量限制成宽度δ10。
另外,在各内侧突起60的侧面602和内侧突起61的侧面612上形成有收纳用于连接线圈201A、201B彼此的连接线的凹部。利用该结构,即使外芯31沿径向变形而使外芯31的内侧面312与内侧突起60的侧面602抵接以及外芯31的内侧面313与内侧突起61的侧面612抵接,也能防止连接线断开、受损。
在本发明的该实施方式中,采用比板簧41、42破损的变形量小地设定了宽度δ5~δ10的结构,能够防止板簧41、42破损、发生塑性变形,从而能够维持线性驱动器1的功能。特别是,采用均比宽度δ1、δ2小地设定了宽度δ5、δ6、δ8、δ9的结构,能够防止永磁体23与外芯31的上相对部301接触,防止永磁体22与外芯31的下相对部302接触。由此,能够防止永磁体23、23的破损(损坏)。
接下来,根据图10说明本发明的另一实施方式。图10是表示本实施方式的线性驱动器的主视图。说明本实施方式的与图7~图9的实施方式不同的结构。在本实施方式中,防止板簧41、42破损的部件与图7~图9的实施方式不同。在图7~图9的实施方式中,由上下分开的外侧上突起部54和外侧下突起部56构成外侧突起5A,由上下分开的外侧上突起部55和外侧下突起部57构成外侧突起5B。另外,采用将内侧突起60夹装在外侧上突起部54与外侧下突起部56之间且将内侧突起61夹装在外侧上突起部55与外侧下突起部57之间的结构。相对于该结构,在本实施方式中,采用上下成对地设置内侧突起且将外侧突起夹装在内侧突起之间的结构。
这里,说明内侧突起21A、21B的结构。一方的内侧突起21A一体地形成在内芯21的一方的外侧面210a上。一方的内侧突起21A由内侧上突起部70和内侧下突起部72构成。另一方的内侧突起21B一体地形成在内芯21的另一方的外侧面211a上。另一方的内侧突起21B由内侧上突起部71和内侧下突起部73构成。
各内侧上突起部70、71和内侧下突起部72、73均形成为沿前后方向较长的长方体形状。比内芯21的前后方向长度短地设定各内侧上突起部70、71和内侧下突起部72、73的前后方向的长度。相等地设定各内侧上突起部70、71和内侧下突起部72、73的向外侧的突出量。
沿上下方向分开地配置一方的内侧上突起部70和一方的内侧下突起部72。沿上下方向分开地配置另一方的内侧上突起部71和另一方的内侧下突起部73。一方的内侧上突起部70和一方的内侧下突起部72的在上下方向上相对的相对面700、701彼此分别形成为沿前后方向的平面。另一方的内侧上突起部71和另一方的内侧下突起部73的在上下方向上相对的相对面710、711彼此分别形成为沿前后方向的平面。
这里,说明外侧突起80、81的结构。一方的外侧突起80一体地形成在外芯31的一方的内侧面312上,且插入在内侧上突起部70与内侧下突起部72之间。另一方的外侧突起81一体地形成在外芯31的另一方的内侧面313上,且插入在内侧上突起部71与内侧下突起部73之间。
相等地设定上述外侧突起80、81的向内侧的突出量。这些外侧突起80、81分别形成为沿前后方向较长的长方体形状。与外芯31的前后方向长度相等地设定外侧突起80、81的长度。外侧突起80的上表面800、下表面801和侧面802以及外侧突起81的上表面810、下表面811和侧面812形成为沿前后方向的平面。
隔着径向上的规定宽度δ11的间隙C11相对地配置一方的外侧突起80的上表面800和一方的内侧上突起部70的相对面700。该情况下的径向是上下方向,上表面800和相对面700在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ12的间隙C12相对地配置一方的外侧突起80的下表面801和一方的内侧下突起部72的相对面701。该情况下的径向是上下方向,下表面801和相对面701在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ13的间隙C13相对地配置一方的外侧突起80的侧面802和内芯21的一方的外侧面210a。该情况下的径向是左右方向,侧面802和外侧面210a在左右方向上相对。
隔着径向上的规定宽度δ14的间隙C14相对地配置另一方的外侧突起81的上表面810和另一方的内侧上突起部71的相对面710。该情况下的径向是上下方向,上表面810和相对面710在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ15的间隙C15相对地配置另一方的外侧突起81的下表面811和另一方的内侧下突起部73的相对面711。该情况下的径向是上下方向,下表面811和相对面711在上下方向上相对。隔着径向上的规定宽度δ16的间隙C16相对地配置另一方的外侧突起81的侧面812和内芯21的另一方的侧面211。该情况下的径向是左右方向,侧面812和侧面211在左右方向上相对。
比上述上相对部301的上磁极面311与上侧的永磁体23的上端面21b之间的宽度δ1小地设定上述规定宽度δ10~δ16。并且,比上述下相对部302的下磁极面311与下侧的永磁体22的下端面22b之间的宽度δ2小地设定上述规定宽度δ10~δ16。
在本实施方式中,抵接部由内侧上突起部70、71、内侧下突起部72、73、外侧突起80、81和内芯21的外侧面210a、211a构成。并且,内侧上突起部70、71和内侧下突起部72、73相当于第一抵接部,外侧突起80、81相当于第二抵接部。另外,外侧突起80收容在内侧上突起部70与内侧下突起部72之间,外侧突起81收容在内侧上突起部71与内侧下突起部73之间。因而,由内侧上突起部70和内侧下突起部72形成的外侧突起80的收容部分、以及由内侧上突起部71和内侧下突起部73形成的外侧突起81的收容部分相当于凹部。宽度δ11~δ16的大小的关系是δ13=δ16,δ11=δ12=δ14=δ15,在该情况下,δ11=δ12=δ14=δ15<δ13=δ16<δ1=δ2。
另外,在内侧上突起部70、71、内侧下突起部72、73和内芯21的外侧面210a、211a上形成有收纳用于连接线圈201A、201B彼此的连接线的凹部,该结构未图示。优选该凹部形成为将该连接线收纳在外侧面210a、211a的内侧的结构。本实施方式的其他结构与上述第二实施方式相同,因此对其他结构标注相同的附图标记而省略说明。
在上述结构中,能够限制板簧41、42的向径向的变形量。即,通过使一方的外侧突起80的上表面800与一方的内侧上突起部70的相对面700抵接,将板簧41、42的向上方的变形量限制成宽度δ11。另外,通过使另一方的外侧突起81的上表面810与另一方的内侧上突起部71的相对面710抵接,将板簧41、42的向上方的变形量限制成宽度δ14。
通过使一方的外侧突起80的下表面801与一方的内侧下突起部72的相对面701抵接,将板簧41、42的向下方的变形量限制成宽度δ12。另外,通过使另一方的外侧突起81的下表面811与另一方的内侧下突起部73的相对面711抵接,将板簧41、42的向下方的变形量限制成宽度δ15。
通过使一方的外侧突起80的侧面802与内芯21的一方的内外侧面210a抵接,将板簧41、42的向右侧的变形量限制成宽度δ13。通过使另一方的外侧突起81的侧面812与内芯21的另一方的侧面211抵接,将板簧41、42的向左侧的变形量限制成宽度δ16。通过这样地限制板簧41、42的在径向上的变形量,能够防止板簧41、42破损、发生塑性变形。
在本发明的该实施方式中,采用比板簧41、42发生破损、塑性变形的变形量小地设定了宽度δ11~δ16的结构,能够防止板簧41、42破损、发生塑性变形,从而能够维持线性驱动器1的功能。特别是,采用均比宽度δ1、δ2小地设定了宽度δ11、δ12、δ14、δ15的结构,能够防止永磁体23与外芯31的上相对部301接触,防止永磁体22与外芯31的下相对部302接触。由此,能够防止永磁体23、23的破损(损坏)。在内侧上突起部70、71、内侧下突起部72、73和内芯21的外侧面210a、211a上形成有收纳用于连接线圈201A、201B彼此的连接线的凹部。利用该结构,即使外侧突起80的侧面802与内芯21的外侧面210a抵接以及外侧突起81的侧面812与内芯21的外侧面211a抵接,也能防止连接线断开、受损。
以上,说明了本发明的优选实施方式,但本发明的应用范围并不限定于此,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够对本发明进行各种变形。例如,上述实施方式说明了将线性驱动器1用作外部可动型线性驱动器,但也可以将线性驱动器1用作以外芯31侧为固定元件、以内芯21侧为可动元件的内部可动型线性驱动器1。即使在形成为上述这样的结构的情况下,也能起到与上述实施方式相同的作用效果。
在图10的实施方式中,将突起分开设置在外芯31和内芯21上。但也可以不在外芯31上设置突起,而是在外芯31的内侧面上设置供设置在内芯21的侧面上的突起插入的凹部。
或者也可以不在内芯21上设置突起,而是在内芯21的外侧面上设置供设置在外芯31的内侧面上的突起插入的凹部。并且,也可以形成为下述结构,即,使突起和凹部沿径向隔着具有规定宽度的间隙地相对,在永磁体23、23与上相对部301、下相对部302接触之前,突起与凹部接触。即使形成为这样的结构,也能防止永磁体23、23、板簧41、42损坏、破损。
下面,参照附图说明本发明的另一实施方式。本实施方式的线性驱动器1如图11和图12等所示,是在固定部2的周围(外侧)配置有可动部3的外部可动型线性驱动器。
固定部2包括:内芯(固定元件)21;线圈骨架200,其能够覆盖内径21;永磁体23,其设置在内芯21中的未被线圈骨架200覆盖的上端面和下端面上;线圈24,其卷绕在线圈骨架200的外周上;轴25,其配置在中心部。另外,轴25的轴向与可动部3进行往返动作的方向、即推力方向是同一方向,在下述说明中提到的轴25的轴向与推力方向的意义相同。另外,在下述说明中,“正面”是指从轴25的轴向的安装相反侧(后述的盖7侧)看去的方向。
如图12~图15所示,内芯21由例如沿推力方向层叠而成的薄板状的钢板(例如硅钢板)构成,内芯21在中央部具有能供轴25贯穿的轴贯穿孔211。在本实施方式中,应用的是开口形状为四边形的轴贯穿孔211(参照图12~图14)。另外,在内芯21的隔着轴贯穿孔211相对的上端面和下端面上形成有能配设永磁体23的永磁体放置部212。永磁体放置部212由扁平的平坦面形成。
线圈骨架200(绝缘体)如图12和图15所示(在图13和图14中省略表示线圈骨架200),由沿推力方向分成两部分的线圈骨架单元22U构成,利用这些线圈骨架单元22U自轴25的轴向两端夹紧内芯21和永磁体23,能够覆盖内芯21的整体和永磁体23的一部分。该线圈骨架200具备能供轴25贯穿的轴贯穿孔221、和能供线圈24卷绕的上下一对的线圈卷绕用凹部222。形成在线圈骨架200中的轴贯穿孔221是与形成在内芯21中的轴贯穿孔211相连通且比该轴贯穿孔211大一圈的圆孔,能使隔离件S嵌入在该圆孔中地设定该圆孔。
如图12~图15所示,永磁体23分别配置在内芯21的一对永磁体放置部212上。在各永磁体放置部212上分别沿轴25的轴向排列配置有多个(在图示的例子中为2块)永磁体23。并且,在本实施方式中,应用的是呈平板状的永磁体23。因而,固定在作为扁平的平坦面的各永磁体放置部212上的多个平板状的永磁体23的表面在同一平面上,或大致在同一平面上。
如图12~图15所示,轴25贯穿在线圈骨架200中的轴贯穿孔221和内芯21中的轴贯穿孔211中地安装在这些孔中。在本实施方式中,应用的是具有与形成在内芯21中的轴贯穿孔211的开口形状相对应的外形的轴25,即,横截面中的外缘的形状为四边形或大致为四边形的轴25。在轴25的两端部形成有沿轴向延伸的凹部251,在该凹部251的内周面上形成有内螺纹部。并且,能够分别将螺栓B1螺纹连接在各内螺纹部中(参照图15)。
线圈24产生使可动部3往返运动的磁通量,如图12~图15所示,分别卷绕在线圈骨架200中的各线圈卷绕用凹部222上,使电流在隔着轴25的上部和下部流动地与线圈24相连接。并且,通过切换电流的流动方向,能够使接下来要说明的可动部3往返运动。
如图12和图15所示,可动部3是使可动隔离件32(在图示的例子中是由形状稍有不同的第一单位可动隔离件321和第二单位隔离件322构成,但也可以是由同一形状的单位可动隔离件构成的可动隔离件)和作为可动磁极的外芯(可动元件)31沿推力方向叠合后形成的大致为棱筒状的构件。在本实施方式中,应用的是通过将可动部单元3U彼此组装而形成为大致棱筒状的可动部3,上述可动部单元3U是通过分别将外芯31和可动隔离件32上下分开成两部分而形成的,但也可以应用通过使用未分开成两部分的可动元件和可动隔离件构成的可动部。
如图12~图15所示,外芯31是沿推力方向层叠薄板状的钢板(例如硅钢板)并使该钢板结合后形成的构件。并且,外芯31中的比可动隔离件32向永磁体23侧鼓出且与永磁体23相对的面作为磁极面311发挥功能,将该磁极面311设定成与永磁体23平行的扁平的平坦面。由此,能够在彼此相对的外芯31的内侧面与内芯21的外侧面之间,即在磁极面311与永磁体23之间形成呈直线状延伸的规定尺寸的间隙(gap)G(参照图14)。
通过一体地组装上述那样的外芯31和可动隔离件32而成的可动部3在上端部的轴向中央部和下端部的轴向中央部,设置有沿推力方向贯穿外芯31和可动隔离件32的上下一对的保持轴体(平行销)33,分别使保持轴体33的两端部比可动隔离件32向推力方向突出。另外,在从正面看为矩形的可动部3的四角形成有沿厚度方向贯穿的螺栓贯穿孔3a(参照图12)。
具有上述那样的结构的可动部3借助轴承4与固定部2相连结。在本实施方式中,轴承4使固定部2和可动部3位于同一条轴线上地连结该固定部2和可动部3,轴承4以通过自身进行弹性变形而使可动部3能够相对于固定部2往返运动地支承可动部3,轴承4由层叠的多片板簧41构成。
如图12~图15所示,板簧41为薄板状,一体地包括:框部411,其与可动部3中的可动隔离件32叠合且呈框状;挠性部412,其设置在框部411的内侧。该板簧41例如由冲切加工形成。在从正面看大致为矩形的框部411的四角分别形成有沿厚度方向贯穿的螺栓贯穿孔411a,板簧41中的该框部411被夹持在凸缘构件5与可动部3之间。另外,在框部411的上端部的宽度方向中央部形成有向上方开口的上方开口部411b,在框部411的下端部的宽度方向中央部形成有向下方开口的下方开口部411c,使设置在可动部3中的保持轴体33的两端部能够与该上方开口部411b和下方开口部411c配合地进行设定。挠性部412正面看大致呈8字形,在中央部具有能供轴25贯穿的轴贯穿孔412a。轴贯穿孔412a能够与形成在内芯21中的轴贯穿孔211和形成在线圈骨架200中的轴贯穿孔221相连通,在本实施方式中,将轴贯穿孔412a的开口形状设定成与形成在内芯21中的轴贯穿孔211的开口形状相同或大致相同的形状,即四边形或大致为四边形(参照图12~图14)。板簧41中的挠性部412的中央部被夹持在隔离件S彼此之间,框部411被夹持在可动部3(详细而言是可动隔离件32)与凸缘构件5之间。
如图12和图15所示,凸缘构件5呈与板簧41的框部411大致相同的框状,包括:螺栓贯穿孔51a,其形成在凸缘构件5的四角,沿厚度方向贯穿;凹部51b,其设置在上端部的宽度方向中央部和下端部的宽度方向中央部,能够沿推力方向存在些许游隙的状态下收容保持轴体33的端部。
另外,本实施方式的线性驱动器1如图11、图12和图15所示,在轴25的一方的端部侧设置有基座6(安装部),并且在另一方的端部侧设置有盖7,该盖7从该另一方侧遮盖线性驱动器1的内部,且能够防止进入线性驱动器1的内部。盖7是外形与凸缘构件5和板簧41相同或大致相同的板状,包括形成在四角且沿厚度方向贯穿的螺栓贯穿孔7a、和形成在中央部且沿厚度方向贯穿的轴贯穿孔7b。
在由上述那样的结构构成的线性驱动器1中,通过将大致为棱柱状的轴25贯穿到所对应的开口成四边形的板簧41中的轴贯穿孔412a中,能够以使轴25不能相对于板簧41绕轴向转动的状态支承轴25。并且,通过将该轴25贯穿到线圈骨架200中的轴贯穿孔221和内芯21中的轴贯穿孔211中,能够防止包括内芯21在内的整个固定部2绕轴25的轴向相对倾动。并且,能够以配置在能够沿轴25的轴向夹持的位置上的一对板簧41为基准,定位可动部3和固定部2的相对位置。详细而言,使上下分开成两部分的可动部单元3U彼此以夹紧固定部2的方式从上下方向靠近,从而将设置在可动部3中的上下一对的保持轴体33中的一方的保持轴体33嵌插在框部411中的上方开口部411b中,并且将另一方的保持轴体33嵌插在框部411中的下方开口部411c中。这些保持轴体33的两端部收容在配置在下述位置的一对凸缘构件5的凹部51b中,即,能沿轴25的轴向夹持固定部2和一对板簧41的位置(参照图12和图15)。然后,将螺栓B2贯穿到沿推力方向连通的盖7的螺栓贯穿孔7a、凸缘构件5的螺栓贯穿孔51a、板簧41的螺栓贯穿孔411a和可动部3的螺栓贯穿孔3a中,将螺栓B2的前端部与未图示的螺母紧固,从而形成通过一体地组装盖7、凸缘构件5和板簧41而得到的线性驱动器1。
在形成为上述那样的结构的本实施方式的线性驱动器1中,在相互相对的外芯31的内侧面与内芯21的外侧面之间,即在磁极面311与永磁体23的表面之间形成有呈直线状延伸的平行的间隙G(参照图14)。并且,线性驱动器1在线圈24未通电的状态下,利用自永磁体23产生的磁力,将轴25相对于可动部3(外芯31)保持在规定位置上。并且,在线圈24通电了的情况下,基于由在线圈24中流动的电流产生的磁场和自永磁体23产生的磁场的方向,使可动部3沿轴25在推力方向上往返运动。
这样,本实施方式的线性驱动器1通过使用平板型的永磁体23,与以往所用的弓形的永磁体相比,能够易于加工,永磁体23的使用量和加工时的废弃量也相对较少,从而能够谋求有效地降低成本。并且,由于能够降低永磁体23本身的成本,因此也能谋求降低线性驱动器1整体的成本。
此外,在本实施方式中,通过应用平板状的永磁体23,与应用了弓形的永磁体23的情况相比,能够降低永磁体23本身的体积(总高度尺寸)而较低(薄)地设定永磁体23。因此,能够比较大地设定线圈骨架200中的线圈卷绕用凹部222的高度尺寸,相对较多地设置线圈24的圈数,从而即使是相同的电流量,也能增加电流磁动势(电流量×线圈的圈数),从而能够提高线性驱动器1的能力。另外,还能实现线性驱动器1自身的紧凑化。
能够如上述那样地降低成本以及实现紧凑化的线性驱动器1具有优异的通用性和设置自由度,也能较佳地应用在强烈希望降低成本的汽车中。作为较佳的应用例,有将该线性驱动器1应用为车体的减振机构的情况,详细而言应用为使配置在车体的适当位置上的配重件(重量)主动动作的驱动器的情况。在该情况下,能够较佳地利用在线性驱动器1的作用下振动的配重件(重量),即可动部3的质量的反作用力来抑制车体振动。
另外,本实施方式的线性驱动器1以不能相对旋转的方式组装轴25和轴承4,并且利用轴承4限制固定部2和可动部3在与轴25的轴向正交的面上移动,因此能够防止固定部2和可动部3绕轴25的轴向倾动(错位),结果能够平坦地形成与平板状的永磁体23相对的磁极面311,不要求高度的加工精度、组装精度,不会损坏平板状的永磁体23,且能在永磁体23与磁极面311之间简单地确保平行的间隙G。
如图16~图18所示,本发明的另一实施方式的线性驱动器1’是在可动部3’的周围(外侧)配置有固定部2’的内部可动型线性驱动器。
可动部3’包括沿轴向往返移动的轴31’、和绕轴31’的轴向配置且与绕轴31’一起沿轴31’的轴向往返运动的作为可动磁极的内芯(可动元件)32’。另外,轴31’的轴向和内芯32’往返动作的方向、即推力方向是同一方向,在下述说明中提到的轴31’的轴向和推力方向的意义相同。另外,在下述说明中,“正面”是指从轴31’的轴向的任一方侧看去的方向。
轴31’的外形(横截面中的外缘的形状)为四边形或大致为四边形,轴31’在一端部(前端部)形成有螺纹部311’(参照图17)。用于将轴31’固定在要驱动的对象物(省略图示)上的螺母N’螺纹固定在螺纹部311’上。
内芯32’是沿推力方向层叠薄板状的钢板(例如硅钢板)并使该钢板结合后形成的构件。在本实施方式中,应用的是在四角形成有缺口部的大致为矩形的内芯32’。另外,在内芯32’的中央部形成有沿推力方向贯穿的轴贯穿孔321’。轴贯穿孔321’的开口形状是与轴31’的外形相对应的四边形或大致四边形(参照图17)。在本实施方式中,沿轴31’的轴向隔着隔离件S’配置有多个(在图示的例子中为2个)上述那样的内芯32’。并且,内芯32’中的与接下来要说明的固定部2’的永磁体22’相对的面作为磁极面322’发挥功能,将该磁极面322’设定成与永磁体22’平行的扁平的平坦面。
固定部2’包括:环状的固定元件(外芯)21’,其外形为圆形;永磁体22’,其固定在内芯21’中的向内侧突出的突出部211’的前端面上;线圈骨架23’,其配置在内芯21’的内侧,且具有线圈卷绕部232’和能够收容内芯32’的可动元件收容部231’;上下一对的线圈24’,其卷绕在线圈卷绕部232’上,且位于内芯21’的内侧。
在内芯21’的各突出部211’的前端面上形成有能配置永磁体22’的永磁体放置部212’。永磁体放置部212’由扁平的平坦面形成。各永磁体放置部212’以沿轴31’的轴向配置有多个(在图示的例子中为4块)永磁体22’的状态固定。另外,在本实施方式中,应用的是通过将固定元件单元21U’彼此组装而形成为大致圆筒状的内芯21’,该固定元件单元21U’将内芯21’上下分成两部分,但也可以使用未分开成两部分的固定元件。在内芯21’中的至少上端部和下端部形成有沿推力方向贯穿的螺栓贯穿孔21a’。
各永磁体22’为平板状,以沿轴31’的轴向相邻的状态排列配置。这里,沿轴31’的轴向相邻的永磁体22’是互不相同的磁极(N极、S极),相反地设定一方的永磁体放置部212’上的磁极的排列方式和另一方的永磁体放置部212’上的磁极的排列方式。固定在作为扁平的平坦面的各永磁体放置部212’上的各永磁体22’的表面在同一平面上,或者大致在同一平面上。
线圈骨架23’包括:可动元件收容部231’,其沿推力方向贯穿;上下一对的线圈卷绕部232’;突出部插入孔233’,其沿高度方向贯穿,且能供内芯21’中的突出部211’插入。并且,以下述方式进行设定,即,在将内芯32’收容在可动元件收容部231’中且将突出部211’插入在突出部插入孔233’中的状态下,在相互相对的内芯32’的磁极面322’与设置在内芯21’的突出部211’的前端面(永磁体放置部212’)上的永磁体22’之间,形成呈直线状延伸的规定尺寸的间隙G’。
线圈24’分别卷绕在线圈骨架23’中的上下一对的线圈卷绕用凹部232’上,且使电流在隔着轴31’的上部和下部流动地相连接。并且,通过切换电流的流动方向,能够使可动部3’往返运动。
具有上述那样的结构的可动部3’和固定部2’借助轴承4’相连结。在本实施方式中,轴承4’使固定部2’和可动部3’同轴且同心状地连结固定部2’和可动部3’,轴承4’以通过自身进行弹性变形而使可动部3’能够相对于固定部2’往返运动地支承可动部3’,轴承4’由层叠的多片板簧41’构成。
如图16~图18所示,板簧41’为薄板状,一体地具有隔着隔离件S’’和凸缘构件5’与内芯21’叠合的部位、和隔着隔离件S’与内芯32’叠合的部位(挠性部)。该板簧41’是例如由冲切加工形成的从正面看大致为8字形的构件。在板簧41’中的隔着凸缘构件5’与内芯21’叠合的部位上,形成有沿厚度方向贯穿的螺栓贯穿孔41a’,在隔着隔离件S’与内芯32’叠合的部位上形成有沿厚度方向贯穿的轴贯穿孔41b’。轴贯穿孔41b’能够与形成在内芯32’中的轴贯穿孔321’相连通,在本实施方式中,将轴贯穿孔41b’的开口形状设定成与形成在内芯32’中的轴贯穿孔321’的开口形状相同或大致相同的形状,即,四边形或大致四边形。
凸缘构件5’为与内芯21’叠合的环状,具有能够与形成在内芯21’中的螺栓贯穿孔21a’相连通的螺栓贯穿孔51a’。
在由上述那样的结构构成的线性驱动器1’中,通过将棱柱状或大致为棱柱状的轴31’贯穿到所对应的开口成四边形或大致四边形的板簧41’中的轴贯穿孔41b’中,能够以使轴31’不能相对于板簧41’绕轴向转动的状态支承轴31’。并且,通过将该轴31’贯穿到内芯32’中的呈四边形或大致四边形的轴贯穿孔321’中,能够防止整个内芯32’绕轴31’的轴向相对倾动(错位)。并且,能够在将内芯32’收容在线圈骨架23’的可动元件收容部231’中的状态下,以配置在内芯21’的前后的一对板簧41’为基准,定位可动部3’和固定部2’的相对位置。详细而言,使上下分开成两部分的固定元件单元21U’彼此以夹紧线圈骨架23’的方式从上下方向靠近,从而将内芯21’中的突出部211’插入在形成于线圈骨架23’中的突出部插入孔233’中。在该状态下,在相互相对的内芯32’的磁极面322’与设置在内芯21’中的突出部211’的前端面(永磁体放置部212’)上的永磁体22’之间,形成呈直线状延伸的规定尺寸的间隙G’(参照图18和图19)。然后,将螺栓B’贯穿到沿推力方向连通的板簧41’的螺栓贯穿孔41a’、隔离件S’’、凸缘构件5’的螺栓贯穿孔51’和内芯21’的螺栓贯穿孔21a’中,将螺栓B’的前端部与未图示的螺母紧固,从而形成通过一体地组装板簧41’和凸缘构件5’后得到的线性驱动器1’。另外,也可以代替螺栓B’和未图示的螺母地,将铆钉压入组装到板簧41’的螺栓贯穿孔41a’、隔离件S’’、凸缘构件5’的螺栓贯穿孔51’和内芯21’的螺栓贯穿孔21a’中。
在形成为上述那样的结构的本实施方式的线性驱动器1’中,在相互相对的内芯32’的外侧面与内芯21’的内侧面之间,即在磁极面322’与永磁体22’的表面之间形成有呈直线状延伸的平行的间隙G’。并且,线性驱动器1’在线圈24’未通电的状态下,利用自永磁体22’产生的磁力,将轴31’相对于可动部3’(内芯32’)保持在规定位置上。并且,在线圈24’通电了的情况下,基于由在线圈24’中流动的电流产生的磁场和自永磁体22’产生的磁场的方向,使可动部3’沿推力方向往返运动。
这样,本实施方式的线性驱动器1’通过使用平板型的永磁体22’,与以往的弓形的永磁体相比,不要求较高的加工精度,永磁体22’的使用量和加工时的废弃量也相对较少,从而能够有效地降低成本。并且,由于能够降低永磁体22’本身的成本,因此也能谋求降低线性驱动器整体的成本。特别是,线性驱动器1’整体的成本中的永磁体22’的成本所占的比例较大,能够降低永磁体22’的成本的效果本身也能对线性驱动器1’整体的成本的降低做出很大的贡献。
此外,在本实施方式中,通过应用平板状的永磁体22’,与应用了弓形的永磁体22’的情况相比,能够降低永磁体22’本身的体积(总高度尺寸)而较低(薄)地设定永磁体22’,因此能够相对较多地设置线圈24’的圈数,实现线性驱动器1’自身的紧凑化。
能够上述那样地降低成本以及实现紧凑化的线性驱动器1’具有优异的通用性和设置自由度,也能较佳地应用在强烈希望降低成本的汽车中。作为较佳的应用例,有将该线性驱动器1应用为车体的减振机构的情况,详细而言应用为使配置在车体的适当位置上的配重件(重量)主动动作的驱动器的情况。在该情况下,能够较佳地利用在线性驱动器1’的作用下振动的配重件(重量),即可动部3’的质量的反作用力来抑制车体振动。
另外,本实施方式的线性驱动器1’以不能相对旋转的方式组装轴31’和轴承4’,并且利用轴承4’限制可动部3’和固定部2’在与轴31’的轴向正交的面上移动,因此能够防止相对位置被轴承4’定位的可动部3’和固定部2’绕轴31’的轴向倾动(错位),结果能够平坦地形成与平板状的永磁体22’相对的磁极面322’,不要求高度的加工精度、组装精度,不会损坏平板状的永磁体22’,且能在永磁体22’与磁极面322’之间简单地确保平行的间隙G’。
另外,本发明并不限定于上述各实施方式。
例如,轴和轴承只要不能相互旋转即可,也可以将轴的外形设定成除四边形以外的多边形,将轴承的开口形状设定成与轴的外形相对应的多边形。此外,作为轴,也可以应用在圆形的一部分外缘上具有直线部的外形(例如大致为D字状)的构件,将轴承的开口形状设定成与轴的外形相对应的形状。或者,也可以利用键卡合(例如使设置在轴或轴承中的任一方的凸部与设置在另一方的凹部卡合)的方式,使轴和轴承不能相互旋转地组装轴和轴承。
另外,也可以形成下述结构的线性驱动器,即,使平板状的多个永磁体从轴的轴向看去(从正面看)局部为多边形地将这些永磁体配置在固定部或可动部中任一方,将另一方中的与这些永磁体相对的磁极面设定成与这些多个永磁体的表面隔开规定尺寸的间隙地平行或大致平行的局部为多边形的形状。
另外,轴承只要是能够使轴不能旋转地支承轴并定位固定部和可动部之间的相对位置,且在维持了绕轴的轴向的固定部和可动部的相对位置的状态下能沿推力方向动作的构件即可,也可以使用除板簧以外的构件,轴承的原料、形状也没有特别限定。
另外,在上述实施方式中,作为线性驱动器的一例,例示了永磁体式铁心可动型电动机,即所谓的往复式电动机,但将本发明的线性驱动器应用为作为其他的小行程线性驱动器的动磁铁型线性驱动器,也能获得同样的效果。
除此之外,各部分的详细结构也不限定于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行各种变形。
下面,根据附图说明本发明的另一实施方式的线性驱动器。首先,根据图20~图24说明本发明的一实施方式。
图20是线性驱动器的分解立体图,图21是板簧的主视图,图22是从前方看去的组装完毕的线性驱动器的立体图,图23是从后方看去的组装完毕的线性驱动器的立体图,图24是图22的主视图。另外,为了方便说明,将图20中的左侧当作前侧,将右侧当作后侧。
如图20~图24所示,本实施方式的线性驱动器1包括固定元件2、可动元件3和板簧41、42。固定元件2配置在可动元件3的内侧。另外,可动元件3能相对于固定元件2沿前后方向(推力方向)往返运动地被支承。
固定元件2包括永磁体23、23、轴25和内插有内芯(未图示)的线圈骨架200。线圈骨架200以覆盖内芯的方式组合有左右分开的线圈骨架单元200A、200A。另外,线圈骨架200在一端部具有卷绕有线圈201A的线圈卷绕部,在另一端部具有卷绕有线圈201B的线圈卷绕部。此外,线圈骨架200的两端面形成为向径向外侧凸出的圆弧状。永磁体23、23由第一永磁体23和第二永磁体23构成,永磁体23、23固定在内芯的两端面上。另外,永磁体23、23的外表面和内表面形成为向径向外侧凸出的圆弧状。
轴25的前部比轴心方向中段部分粗,在前部形成有扩大部231a,并且在后部形成有比扩大部231a小径的外螺纹部232。并且,轴25从通孔(未图示)贯穿,该通孔从外螺纹部232形成在线圈骨架200的中央部。在扩大部231a与线圈骨架200的前表面之间贯穿有与扩大部231a直径相同的前部隔离件S。另一方面,在外螺纹部232与线圈骨架200的后表面之间贯穿有与扩大部231a直径相同的后部隔离件S、S。并且,螺母N隔着后部隔离件S、S和垫圈W与轴25的外螺纹部232螺纹连接。
可动元件3具备凸缘构件5、5和棱筒状的外芯31。外芯31是通过使作为磁性材料的一例的硅钢板沿前后方向(轴25的轴心方向)紧密接触地层叠后形成的层叠体。在外芯31的内表面中的一端侧一体地设置有向另一端侧鼓出的第一磁极部(上相对部)301。此外,在外芯31的内表面中的另一端侧一体地设置有向一端侧鼓出的第二磁极部(下相对部)302。
并且,在径向上隔着规定宽度δ1的间隙C1相对地配置第一磁极部301的相对面与第一永磁体23的外表面(参照图24)。该情况下的径向是以线圈骨架200的中心P1为始点的径向。另一方面,在径向上隔着规定宽度δ2的间隙C2相对地配置第二磁极部302的相对面与第二永磁体22的外表面(参照图24)。该情况下的径向是以线圈骨架200的中心P1为始点的径向。相等地设定间隙C1的在径向上的宽度δ1和间隙C2的在径向上的宽度δ2。
在外芯31的一端部的前表面和后表面的各自的宽度方向中心部上沿前后方向突出地设置有作为本发明的卡合凸部的保持轴体303,在外芯31的另一端部的前表面和后表面的各自的宽度方向中心部上沿前后方向突出地设置有作为本发明的卡合凸部的保持轴体304。更详细而言,在外芯31的一端部和另一端部的各自的宽度方向中心部沿前后方向形成有通孔,第一保持轴体303贯穿在一端部的通孔中,并且第二保持轴体304贯穿在另一端部的通孔中。并且,比外芯31的前后方向的厚度尺寸长地形成保持轴体303、304,因此保持轴体303自外芯31的一端部的前表面和后表面的各自的宽度方向中心部沿前后方向突出,保持轴体304自外芯31的另一端部的前表面和后表面的各自的宽度方向中心部沿前后方向突出。
另外,前侧的凸缘构件5从前方侧隔着板簧41与外芯31重叠。另一方面,后侧的凸缘构件5从后方侧隔着板簧42与外芯31重叠。并且,在凸缘构件5、5上以从左右两侧向宽度方向中心突出的方式形成有止挡件58、59。该止挡件58、59用于在外芯31进行往返运动时防止固定元件2(或内芯)自外芯31脱出。另外,凸缘构件5、5从正面看去均形成为矩形的框状,在一端部形成有突出部58A,在另一端部形成有突出部59A。另外,在该突出部58A、59A的内表面上形成有用于收纳保持轴体303、304的端部的凹部。
前侧的板簧41夹装在外芯31与前侧的凸缘构件5之间。另一方面,后侧的板簧42夹装在外芯31与后侧的凸缘构件5之间。另外,通过对厚度均匀的金属板进行冲切加工而形成板簧41、42。并且,板簧41、42如图2所示,由与外芯31重叠的框部411、412和框部411、412内侧的挠性部411、412一体地形成。
板簧41、42的构成部中的框部411、412被凸缘构件5和外芯31沿前后方向夹持。并且,在框部411、412的四角上形成有螺栓贯穿孔411a、421a。另外,在框部411的上下部的宽度方向中心部形成有U字形的上方开口部411b和下方开口部411c,这些开口部供保持轴体303、304的端部贯穿且作为本发明的卡入部,在框部421的上下部的宽度方向中心部形成有U字形的上方开口部421b和下方开口部421c,这些开口部供保持轴体303、304的端部贯穿且作为本发明的卡入部。
挠性部412、422从正面看去,形成为“8”字形。并且,在相当于“8”字的中央的线交差的部分的中心部4121、4221形成有供轴25的中段部分贯穿的通孔412a、422a。另外,在相当于“8”字的环状部的内侧的位置上,分别形成有能供线圈骨架200的线圈卷绕部充分地通到内侧的大小的贯穿开口4122、4222。
前侧的板簧41的中心部4121被夹持在扩大部231a与前部套筒S之间。后侧的板簧42的中心部4221被夹持在一对后部套筒S、S之间。
并且,螺栓B沿前后方向贯穿在可动元件3的四角(形成在四角的通孔),螺母N与这些螺栓B的前端紧固,从而使外芯31、板簧41、42和凸缘构件5、5一体化。
这里,参照图21详细说明挠性部412、422。该挠性部412、422虽然确保挠性,但却需要在上方开口部411b、421b、下方开口部411c、421c、螺栓贯穿孔411a、421a和轴贯穿孔412a、422a的部位确保强度。即,板簧41、42如上所述呈“8”字形,且上下分别具有贯穿开口部(环状部)4122、4222。为了使板簧41、42整体容易挠曲,例如使该贯穿开口部(环状部)4122、4222的上下方向的距离较小,左右方向的距离较大。从正面看,形成为等同于带有圆角的筒状的形状。
另外,挠性部412的末端部位于上方开口部411b和下方开口部411c附近,挠性部422的末端部位于上方开口部421b和下方开口部421c附近,而且使该上方开口部411b、421b的附近部位朝向上方开口部411b、421b延伸地将该附近部位形成为宽幅,使该下方开口部411c、421c的附近部位朝向下方开口部411c、421c延伸地将该附近部位形成为宽幅。这样设置是因为,挠性部412能够以上方开口部411b和下方开口部411c的附近部位为支点而沿前后方向挠曲,挠性部422能够以上方开口部421b和下方开口部421c的附近部位为支点而沿前后方向挠曲,因此是为了加强该部位。
另外,供轴25贯穿的板簧41的轴贯穿孔412a和板簧42的轴贯穿孔422a的部位是随着可动元件3的往返运动而产生的位移量最大的部位,因此在左右两侧向中心形成有圆弧状的缩颈4121b、4221b,但是,例如通过尽量大地设定轴贯穿孔412a、422a的周缘部的表面积,也能确保相对于往返运动的强度。
由上述结构构成的线性驱动器1在线圈201A、201B未通电的状态下,利用自永磁体23产生的磁力,将轴25相对于可动元件3(外芯31)保持在规定位置上。并且,在线圈201A、201B通电时,基于由在线圈201A、201B中流动的电流产生的磁场和自永磁体23、23产生的磁场的方向,使可动元件3沿轴25在前后方向上往返运动。
接下来,说明由上述结构构成的线性驱动器1的组装作业。首先,准备芯完成部件K,将固定有永磁体23、23的内芯安装在线圈骨架200上,在该线圈骨架200上卷绕线圈201A、201B,从而形成芯完成部件K。
然后,在该芯完成部件K的前方配置前部套筒S和板簧41。并且,将轴25的外螺纹部232经由板簧41、前部套筒S而从前方向后方地贯穿到线圈骨架200的通孔中。
在该状态下,在使线圈骨架200位于外芯的内部时,在线圈骨架200的第一永磁体23和第二永磁体22中的任一方上磁力吸引有外芯31的第一磁极部301和第二磁极部302中的任一方,并且在线圈骨架200的第一永磁体23和第二永磁体22中的另一方上磁力吸引有外芯31的第一磁极部301和第二磁极部302中的另一方。于是,在使板簧41的上方开口部411b与外芯31的保持轴体303卡定且使下方开口部411c与外芯31的保持轴体304卡定后,使保持轴体303、304插入在形成于凸缘构件5的内表面的两端部的一对凹部中,并且使凸缘构件5、5与外芯31的前侧的端面相对应。
接下来,在贯穿在线圈骨架200的通孔中的轴25上配置后部套筒S、板簧42和后部套筒S。然后,在使板簧42的上方开口部(相当于缺口)421b与外芯31的保持轴体303卡定且使下方开口部421c与外芯31的保持轴体304卡定后,使保持轴体303、304插入在形成于凸缘构件5的内表面的两端部的一对凹部中,并且使凸缘构件5与外芯31的后侧的端面相对应,将螺栓B贯穿到前后的凸缘构件5、5和板簧41、42的螺栓贯穿孔411a、421a中。于是在最后,使螺栓B和螺母N紧固,并且将螺母N与轴25的外螺纹部232螺纹连接。
此时,利用前后的板簧41、42水平支承轴25,在外芯31的磁极部301与线圈骨架200的永磁体23之间可靠地维持规定间隔C1,在外芯31的磁极部302与线圈骨架200的永磁体23之间可靠地维持规定间隔C2。另外,此时永磁体也不会受损。
另外,本发明的线性驱动器并不限定于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,采用的是具备框部411、421和挠性部412、422的板簧,但如图25所示,也可以采用不具备框部411、421而只具备挠性部412、422的板簧41’、42’。
另外,在上述实施方式中,使保持轴体303、304位于上下方向的中心线上地形成该保持轴体303、304,但本发明并不限定于此,例如也可以将保持轴体303、304形成在自该中心线偏离了的位置上,还可以形成在对角线上。另外,供保持轴体303、304卡入的上方开口部和下方开口部、即缺口,不用一定为一对,也可以将其中一个形成为圆形(没有缺口的卡入部),将另一个形成为缺口,此外还可以将缺口的形状形成为V字形、椭圆形。
另外,在上述实施方式中,说明了外部可动型线性驱动器,但本发明的线性驱动器也可以为内部可动型。在该情况下,成为互换固定元件和可动元件的结构。
附图标记说明
1、1’、线性驱动器;2、2’、固定元件(固定部);3、3’、可动元件(可动部);5A、5B、外侧突起;21A、21B、内侧突起;20、内芯;21、22、22’、23、永磁体;24、24’、线圈;25、31’、轴;30、外芯;31、32、凸缘构件;301、302、磁极部;303、304、保持轴体(卡合凸部);311、322、磁极面;4、4’、轴承(板簧);41、41’、42、板簧(轴承);411、421、框部;412、422、挠性部;412a、41b’、轴贯穿孔;411b、421b、缺口(卡入部);50、51、外侧上突起部;52、53、外侧下突起部;60、61、内侧突起;70、71、内侧上突起部;72、73、内侧下突起部;80、81、外侧突起;331、341、主体部;332、342、突出部;C1、C2、间隙;C3、C4、环状间隙。

Claims (3)

1.一种线性驱动器,其包括:
固定元件和可动元件,该固定元件配置在径向内侧,该可动元件配置在径向外侧,或者该固定元件配置在径向外侧,该可动元件配置在径向内侧;
板簧,其以使该固定元件和可动元件位于同一个轴心上的方式支承该固定元件和可动元件,且以使可动元件能够相对于固定元件沿推力方向往返运动的方式弹性支承该可动元件,
该线性驱动器在固定元件和可动元件中的一方上设置有永磁体,并且在固定元件和可动元件中的另一方上沿径向与永磁体具有间隔地设置有与该永磁体相对的磁极部,该线性驱动器的特征在于,
为了将板簧定位且安装在配置于径向外侧的固定元件或可动元件上,在该固定元件或可动元件上设置有至少一对的卡合凸部,并且在板簧上设置有分别供卡合凸部卡入的至少一对的卡入部,而且卡合凸部和卡入部分别配置在永磁体对磁极部作用磁力的方向上,并且将卡入部的至少一部分形成为朝向永磁体对磁极部作用磁力的方向的缺口。
2.根据权利要求1所述的线性驱动器,其特征在于,
上述板簧包括安装在固定元件或可动元件中配置在径向外侧的一方上的框部和设置在该框部内侧的挠性部,在框部上设置有上述至少一对的卡入部。
3.根据权利要求1或2所述的线性驱动器,其特征在于,
上述缺口形成为U字形。
CN201310704737.7A 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器 Expired - Fee Related CN103647428B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-272335 2008-10-22
JP2008272335A JP5618171B2 (ja) 2008-10-22 2008-10-22 リニアアクチュエータ
JP2009071553A JP5360555B2 (ja) 2009-03-24 2009-03-24 リニアアクチュエータ
JP2009-071553 2009-03-24
JP2009129065A JP2010279161A (ja) 2009-05-28 2009-05-28 リニアアクチュエータ
JP2009-129065 2009-05-28
CN200980141570.XA CN102187554B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980141570.XA Division CN102187554B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103647428A CN103647428A (zh) 2014-03-19
CN103647428B true CN103647428B (zh) 2016-04-13

Family

ID=42119415

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310704719.9A Expired - Fee Related CN103647427B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器
CN201310704737.7A Expired - Fee Related CN103647428B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器
CN200980141570.XA Expired - Fee Related CN102187554B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310704719.9A Expired - Fee Related CN103647427B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980141570.XA Expired - Fee Related CN102187554B (zh) 2008-10-22 2009-10-22 线性驱动器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110198945A1 (zh)
EP (1) EP2348621B1 (zh)
KR (1) KR20110085997A (zh)
CN (3) CN103647427B (zh)
CA (1) CA2741416A1 (zh)
WO (1) WO2010047377A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120018764A (ko) 2009-05-14 2012-03-05 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤 리니어 액추에이터 및 리니어 액추에이터 유닛의 제조 방법
JP5724233B2 (ja) 2010-07-12 2015-05-27 シンフォニアテクノロジー株式会社 可動鉄心型リニアアクチュエータ
WO2012165031A1 (ja) 2011-05-27 2012-12-06 シンフォニアテクノロジー株式会社 リニアアクチュエータ
JP5984107B2 (ja) * 2011-12-05 2016-09-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 リニアアクチュエータ構造体およびこれを備える口腔衛生装置
FR3017011B1 (fr) * 2014-01-29 2019-01-25 Moving Magnet Technologies Actionneur electromagnetique lineaire presentant deux organes mobiles independants
KR101896858B1 (ko) * 2015-05-26 2018-09-07 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전기자 코어, 전기자 및 리니어 모터
JP6751229B2 (ja) * 2016-06-23 2020-09-02 シンフォニアテクノロジー株式会社 リニアアクチュエータ
JP6877263B2 (ja) * 2017-06-26 2021-05-26 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 リニアアクチュエータおよびそれを用いた洗濯機用制振装置
JP2019180147A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 日本電産サンキョー株式会社 アクチュエータ
KR102138339B1 (ko) * 2018-10-24 2020-07-27 주식회사 엠플러스 사운드 진동 액츄에이터
EP3939708B1 (en) * 2019-03-12 2023-11-08 Alps Alpine Co., Ltd. Electromagnetic drive device and operation device
FR3093874B1 (fr) * 2019-03-15 2021-04-16 Commissariat Energie Atomique dispositif électromagnétique
CN114788305A (zh) * 2019-12-11 2022-07-22 络菲尔特有限责任公司 具有活动线圈和活动磁体的线性振动致动器
JP2021109165A (ja) * 2020-01-15 2021-08-02 ミネベアミツミ株式会社 振動アクチュエーター及び電子機器
US20210257896A1 (en) * 2020-02-17 2021-08-19 Dan Haronian Movement and Vibration energy harvesting
CN112635187A (zh) * 2020-12-10 2021-04-09 沈阳中北通磁科技股份有限公司 一种叠片稀土永磁器件的制造方法
US11831215B2 (en) * 2021-05-06 2023-11-28 Aac Microtech (Changzhou) Co., Ltd. Linear vibration motor
US11936269B2 (en) * 2021-09-22 2024-03-19 Apple Inc. Haptic engine based on angular resonant actuator with pivot axis and mass center that differ
US20230246532A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-03 Enervibe Ltd. Electromagnetic Kinetic Energy Harvester

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352738A (ja) * 2000-06-06 2001-12-21 Sanyo Electric Co Ltd 可動磁石型リニアモータ
JP2003343446A (ja) * 2002-05-27 2003-12-03 Techno Takatsuki Co Ltd 電磁振動形ダイヤフラムポンプ
JP2007135351A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Shinko Electric Co Ltd アウタ可動型リニアアクチュエータ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5921271A (ja) * 1982-07-23 1984-02-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 可動体の駆動装置
CN2230993Y (zh) * 1995-07-07 1996-07-10 南京航空航天大学 任意行程纳米级步距电磁冲击直线驱动器
KR19980032013A (ko) * 1995-12-15 1998-07-25 모리시타요오이찌 진동 발생장치
JPH11303736A (ja) * 1998-04-21 1999-11-02 Matsushita Refrig Co Ltd 振動式圧縮機
US6203292B1 (en) * 1997-04-20 2001-03-20 Matsushita Refrigeration Company Oscillation-type compressor
JPH11313476A (ja) * 1998-04-28 1999-11-09 Matsushita Refrig Co Ltd リニアモータ
DE69907801T2 (de) * 1998-04-28 2004-03-11 Matsushita Refrigeration Co., Higashiosaka Linearmotor und linearer Kompressor
JP3873927B2 (ja) * 2003-05-19 2007-01-31 神鋼電機株式会社 リニアアクチュエータ
JP2004353538A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Yasunaga Corp 電磁ポンプ
KR100595519B1 (ko) * 2004-03-03 2006-07-03 엘지전자 주식회사 디스플레이 시스템의 화질 열화 완화용 전자력 구동기
JP4928085B2 (ja) * 2004-06-30 2012-05-09 株式会社ハイレックスコーポレーション 電動ブレーキ装置
JP2006083939A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Fanuc Ltd 流体軸受構造及び軸受隙間の調整方法
JP4567409B2 (ja) * 2004-09-30 2010-10-20 マブチモーター株式会社 共振駆動アクチュエータ
JP2006194181A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Nagano Keiki Co Ltd ダイアフラムポンプ
JP4734946B2 (ja) 2005-02-09 2011-07-27 シンフォニアテクノロジー株式会社 アクチュエータ
US7755227B2 (en) * 2005-10-19 2010-07-13 Alps Electric Co., Ltd. Vibration generator
KR100712919B1 (ko) * 2005-11-30 2007-05-02 엘지전자 주식회사 리니어 모터 및 이를 이용한 리니어 압축기
KR100737007B1 (ko) * 2006-04-17 2007-07-09 현대자동차주식회사 무빙코일타입 선형 액츄에이터 시스템
DE102007014396A1 (de) * 2007-03-26 2008-10-09 Siemens Ag Abdeckung für ein Sekundärteil eines Linearmotors
JP2009071553A (ja) 2007-09-12 2009-04-02 Namco Bandai Games Inc プログラム、情報記憶媒体、写真印刷装置及び写真印刷方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001352738A (ja) * 2000-06-06 2001-12-21 Sanyo Electric Co Ltd 可動磁石型リニアモータ
JP2003343446A (ja) * 2002-05-27 2003-12-03 Techno Takatsuki Co Ltd 電磁振動形ダイヤフラムポンプ
JP2007135351A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Shinko Electric Co Ltd アウタ可動型リニアアクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
CN102187554B (zh) 2015-03-11
US20110198945A1 (en) 2011-08-18
CN103647427B (zh) 2016-04-13
EP2348621A4 (en) 2016-01-06
EP2348621B1 (en) 2017-02-22
CN103647427A (zh) 2014-03-19
CN103647428A (zh) 2014-03-19
WO2010047377A1 (ja) 2010-04-29
EP2348621A1 (en) 2011-07-27
CN102187554A (zh) 2011-09-14
KR20110085997A (ko) 2011-07-27
CA2741416A1 (en) 2010-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103647428B (zh) 线性驱动器
CN107276360B (zh) 线性振动器
CN1881751B (zh) 轴向空隙型电动机
US20120169153A1 (en) Structure of vibration actuator
US10355573B2 (en) Linear vibration motor
US8058761B2 (en) Rotating electrical machine
CN113472105A (zh) Ipm马达用转子
JP2010104126A (ja) リニアアクチュエータ
JP2010148217A (ja) モータ用ステータ構造
KR102049335B1 (ko) 수평 사각 진동모터
JP6336852B2 (ja) 電磁継電器
JP2010279161A (ja) リニアアクチュエータ
JP5370820B2 (ja) リニアアクチュエータ及びこの組み立て方法
JP4924914B2 (ja) アウタ可動型リニアアクチュエータ
US20220085709A1 (en) Vibration generator
JP2010226874A (ja) リニアアクチュエータ
CN115667758A (zh) 电磁悬架
US11396318B2 (en) Steering device
CN104520606A (zh) 防振连结杆
JP7228959B2 (ja) 振動モータ
JP2001352740A (ja) 振動型リニアアクチュエータ
US11146142B2 (en) Stepping motor
JP2010063263A (ja) リニアアクチュエータおよびその製造方法
JP2003299336A (ja) ステッピングモータ
JP2013038769A (ja) 多機能型振動アクチュエータに於ける振動特性の調整方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 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
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160413

Termination date: 20211022

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee