CN105103422A - 可动件及线性电动机 - Google Patents

Abstract

本发明具有：轴(11)，其呈棒状形状，沿第1方向延伸；以及多个磁体(12、13)，其呈现筒状形状，其内侧被轴(11)穿过，多个磁体(12、13)具有：推力磁体(12)，其产生与第1方向平行的磁通；以及径向磁体(13)，其在筒状形状的径向上产生磁通，以推力磁体(12)配置于两端的方式，将推力磁体(12)和径向磁体(13)交替地排列，还具有固定部(14)，该固定部(14)由磁性体构成，相对于配置在两侧端部的各个推力磁体(12)，在沿第1方向的更外侧与其相邻配置。

Description

可动件及线性电动机

技术领域

本发明涉及可动件及线性电动机。

背景技术

当前，使用使可动件进行直线动作的线性电动机。在上述线性电动机中，存在下述轴型线性电动机，其使在形成于固定件上的通孔中贯穿的轴作为可动件进行动作。

在轴型线性电动机中作为可动件起作用的轴中，有时安装呈圆筒形状的多个磁体。例如，安装在轴中的磁体，使用在与轴的延伸方向平行的方向上产生磁通的磁体(以下也简称为推力磁体)、和在圆筒形状的径向上产生磁通的磁体(以下也简称为径向磁体)。并且，例如如专利文献1公开所示，有时磁体以下述方式排列，即，推力磁体和径向磁体交替地排列、即所谓哈尔巴赫(Halbach)阵列。

专利文献1：日本特开2011－147333号公报

发明内容

但是，根据上述现有技术，在以哈尔巴赫阵列进行排列的磁体中，从排列在端部的磁体产生的磁通的路径、和从排列在中央部的磁体产生的磁通的路径不同，因此容易发生漏磁通。并且，存在下述问题，即，由于漏磁通的发生，有时线性电动机的推力特性恶化。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种可动件，该可动件能够对来自以哈尔巴赫阵列进行排列的磁体的漏磁通进行抑制，实现线性电动机的推力特性的提高。

为了解决上述课题，实现目的，本发明的特征在于，具有：轴，其呈棒状形状，在第1方向上延伸；以及多个磁体，其呈筒状形状，其内侧被轴穿过，多个磁体具有：推力磁体，其产生与第1方向平行的磁通；以及径向磁体，其在筒状形状的径向上产生磁通，以推力磁体配置于两端的方式，将推力磁体和径向磁体交替地并列而排列，还具有固定部，该固定部由磁性体构成，相对于配置在两侧端部的各个推力磁体，在沿第1方向的更外侧与其相邻配置。

发明的效果

本发明所涉及的可动件具有能够得到下述可动件的效果，该可动件能够抑制漏磁通的发生，实现线性电动机的推力特性的提高。

附图说明

图1是表示在本发明的实施方式1中线性电动机的概略结构的剖视图。

图2是表示可动件的制造步骤的图。

图3是表示可动件的制造步骤的图。

图4是表示可动件的制造步骤的图。

图5是表示可动件的制造步骤的图。

图6是用于说明在实施方式1所涉及的线性电动机中，从可动件所具有的磁体产生的磁通的图。

图7是用于说明在作为对比例示出的线性电动机中，从可动件所具有的磁体产生的磁通的图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的实施方式所涉及的可动件及线性电动机进行详细说明。此外，本发明不限定于本实施方式。

实施方式1

图1是表示在本发明的实施方式1中线性电动机的概略结构的剖视图。线性电动机50是下述线性电动机，其使在形成于壳体1的通孔1a中贯穿的轴11沿箭头Z所示的方向(第1方向)直线地进行动作。即，线性电动机50是下述轴型线性电动机，其使轴11侧作为可动件起作用，壳体1侧作为固定件起作用。

在壳体1的内侧，形成有能够将轴11收容于内部的空间。在壳体1中形成有使收容在内部的轴11的两端贯穿的通孔1a。在通孔1a中安装有线性衬套4，该线性衬套4使轴11能够沿箭头Z所示的方向移动地对轴11进行保持。

在壳体1的内部设置有线圈2和磁轭3。线圈2在壳体1的内部以包围轴11的周围的方式设置。磁轭3在壳体1的内部设置于线圈2的外侧。线性电动机50的固定件具有上述的壳体1、线圈2、磁轭3、线性衬套4而构成。

线性电动机50的可动件具有轴11、磁体12、13、卡环(snapring，固定部)14而构成。图2～图4是表示可动件的制造步骤的图。下面，在可动件的制造步骤的说明中，也包含可动件的详细结构的说明而进行说明。

如图2所示，轴11呈棒状形状，沿箭头Z所示的方向延伸。在轴11上形成有沿周向延伸的2个槽11a。如图3所示，卡环14嵌入2个槽11a中的一个槽11a中。卡环14由铁等的磁性体构成。

然后，将呈筒状形状的多个磁体12、13安装在轴11上。更具体地说，轴11穿过呈筒状形状的多个磁体12、13的内侧。最先安装在轴11上的磁体12、13与预先嵌入在一个槽11a中的卡环14抵接。并且，多个磁体12、13以在2个槽11a之间彼此邻接的方式配置。

安装在轴11上的磁体12、13由推力磁体12和径向磁体13构成，推力磁体12产生的磁通的方向与轴11的延伸方向平行，径向磁体13产生的磁通的方向为轴11的径向。

最先安装在轴11上的磁体和最后安装的磁体是推力磁体12。另外，推力磁体12和径向磁体13交替地排列。即，在轴11上以两端为推力磁体12的哈尔巴赫阵列而安装磁体12、13。

如图4所示，在向轴11安装了所有的磁体12、13后，如图5所示，使卡环14也嵌入另一个槽11a中。磁体12、13的内周面和轴11的外周面通过粘接剂等而粘接。由此，磁体12、13固定在轴11上。

返回图1，设置于端部的推力磁体12以与一个卡环14紧贴的方式配置。在另一个卡环14和推力磁体12之间设置间隙。硬化部15填充在另一个卡环14和推力磁体12之间的间隙中。硬化部15例如是粘接剂，在填充至间隙中后发生硬化，从而使磁体12、13固定在卡环14之间。硬化部15不限于粘接剂，只要是在填充至间隙中后发生硬化的材料即可。

可动部中的至少磁体12、13所排列的区域收容在壳体1的内部。另外，在壳体1的内部，可动件的磁体12、13和固定件的线圈2相对。并且，对流过线圈2的电流进行控制，从而能够使可动件在箭头Z所示的方向上移动。

图6是用于说明在实施方式1所涉及的线性电动机50中，从可动件所具有的磁体产生的磁通的图。在线性电动机50中，设置有作为磁性体的卡环14，其相对于排列在轴11上的磁体12、13中的配置于两侧端部的各个推力磁体12，沿轴11的延伸方向的更外侧与其相邻配置。

通过在端部的推力磁体12的外侧设置卡环14，使得从端部的推力磁体12产生的磁通穿过作为磁性体的卡环14的外周面。由此，从端部的推力磁体12产生的磁通，穿过与在推力磁体12的外侧进一步设置有径向磁体的情况相同的路径。换言之，从端部的推力磁体12产生的磁通，穿过与在推力磁体12的两侧设置有径向磁体13的情况相同的路径。

因此，对于在端部侧产生的磁通的路径X1、X5、和在除此以外的部分、即在推力磁体12的两侧设置有径向磁体13的部分处产生的磁通的路径X2～X4，能够实现磁通在空气中穿过的距离的均匀化。由此，能够实现从可动件的磁体12、13产生的磁通的路径X1～X5的磁阻的均匀化，实现穿过路径X1～X5的磁通量的均匀化。

图7是用于说明在作为对比例示出的线性电动机100中，从可动件所具有的磁体12、13产生的磁通的图。在作为对比例示出的线性电动机100中，在排列在轴11上的磁体12、13的两侧未设置磁性体。

因此，从端部的推力磁体12产生的磁通的路径Y1、Y5与从设置在除此以外的部分的磁体12、13产生的磁通的路径Y2～Y5相比，穿过空气中的部分较多。因此，在路径Y1、Y5中，磁阻变大，磁通量减少，相应地，相邻的路径Y2、Y4的磁通量增加。由此，在路径Y2、Y4中，容易发生向磁轭3的外部泄漏的漏磁通，有时导致线性电动机100的推力的降低。

另一方面，在本实施方式1所涉及的线性电动机50的可动件中，如使用图6说明所示，由于能够实现穿过路径X1～X5的磁通量的均匀化，因此不易发生漏磁通，能够实现推力特性的提高。

另外，仅通过使最先安装在轴11上的推力磁体12与预先嵌入槽11a中的卡环14抵接，即可进行定位。另外，仅通过也使之后安装的磁体12、13与之前安装的磁体12、13抵接，即可进行定位。因此，能够实现在将磁体12、13安装在轴11上时的定位作业的简单化。

另外，由于在安装了磁体12、13后嵌入的卡环14和推力磁体12之间的间隙中填充有硬化部15，因此即使在由于磁体12、13的尺寸误差而在卡环14和推力磁体12之间存在间隙的情况下，也能够将磁体12、13更牢固地固定。

另外，在与可动件的移动方向平行的方向上对安装在轴11上的磁体12、13施加推力。另外，磁体12、13的内周面和轴11的外周面通过粘接剂等而粘接，但在可动件的加减速时，在与推力平行的方向上对该粘接面施加惯性力。由于磁体12、13的内周面和轴11的外周面之间的粘接面与惯性力的施加方向平行，因此有时相对于惯性力难以产生充分的粘接强度。

在本实施方式1所涉及的可动件中，由于在沿着对磁体12、13施加的推力(惯性力)的方向的两侧设置有卡环14或硬化部15，因此能够相对于推力(惯性力)而机械地将磁体12、13固定。由此，能够更可靠地防止由于对可动件施加的推力(惯性力)而使磁体12、13偏移。

另外，例如，在取代卡环14而在轴11的外周面形成凸部，防止由于推力(惯性力)而使磁体12、13偏移的情况下，需要对凸部以外的部分进行研磨而形成轴11的粗细。因此，有时由于加工精度的要求或加工步骤增加而导致制造成本增加。

在本实施方式1中，由于使卡环14嵌入在形成于轴11上的槽11a中，或者在卡环14和推力磁体12之间填充硬化部15，能够防止由于推力(惯性力)而使磁体12、13偏移，因此能够实现对制造成本的抑制。

另外，由于线性电动机50越小型化，轴11、磁体12、13也变得越小型，因此磁体12、13和轴11之间的粘接面变小。如上所述，即使在磁体12、13和轴11之间的粘接面变小而难以产生充分的粘接强度的情况下，通过卡环14及硬化部15，也能够更可靠地防止磁体12、13的偏移。

另外，在本实施方式1中，以在两端配置推力磁体的哈尔巴赫阵列而排列有多个磁体12、13。因此，在安装在轴11上的磁体12、13中，与推力磁体12相比，径向磁体13的个数较少。通常，由于与推力磁体12相比径向磁体13较为高价，因此通过能够抑制径向磁体13的个数的本实施方式1所涉及的可动件，能够实现对制造成本的抑制。

此外，在之后安装的卡环14和推力磁体12之间未形成间隙的情况下，也可以不设置硬化部15。另外，轴11的剖面形状可以是如图2所示的圆形形状，也可以是四边形那样的多边形形状。另外，轴11可以是如图2所示的柱状形状，也可以是筒状形状。另外，轴11可以是磁性体，也可以是非磁性体。

工业实用性

如上所述，本发明所涉及的可动件适用于使轴侧作为可动件起作用的轴型线性电动机的可动件。

标号的说明

1壳体，1a通孔，2线圈，3磁轭，4线性衬套，11轴，11a槽，12推力磁体，13径向磁体，14卡环(固定部)，15硬化部，50、100线性电动机。

Claims (4)

1.一种可动件，其特征在于，具有：

轴，其呈棒状形状，在第1方向上延伸；以及

多个磁体，其呈筒状形状，其内侧使所述轴穿过，

所述多个磁体具有：推力磁体，其产生与所述第1方向平行的磁通；以及径向磁体，其在所述筒状形状的径向上产生磁通，

以所述推力磁体配置于两端的方式，将所述推力磁体和所述径向磁体交替地并列而排列，

还具有固定部，该固定部由磁性体构成，相对于配置在两侧端部的各个所述推力磁体，在沿所述第1方向的更外侧与其相邻配置。

2.根据权利要求1所述的可动件，其特征在于，

在所述轴上，在设置所述固定部的位置处沿周向形成槽，

所述固定部是嵌入所述槽中的卡环。

3.根据权利要求2所述的可动件，其特征在于，

所述固定部中的一个固定部配置为与所述推力磁体紧贴，在另一个固定部与所述推力磁体之间设置间隙，

还具有硬化部，该硬化部填充在所述间隙中并硬化而成。

4.一种线性电动机，其特征在于，具有：

如权利要求1～3中任一项所述的可动件；以及

固定件，其使所述可动件沿所述第1方向移动，

所述固定件具有：

壳体，其将所述轴中的至少所述磁体所排列的区域收容在内部，形成使所述轴的两端贯穿的通孔；

线圈，其设置在所述壳体的内部，包围所述轴的周围；以及

磁轭，其设置于所述壳体的内部、且设置于所述线圈的外侧。