TW201347363A - 圓筒形線性馬達 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係實現下述圓筒形線性馬達，該圓筒形線性馬達係減少因芯偏離引起之磁吸引力之影響，增加推力且減少永久磁鐵材之使用量，並且使平均磁通密度增大而提高對推力有貢獻之永久磁鐵的有效利用率，藉此兼具高性能及低成本者。圓筒形線性馬達包含有具有線圈之電樞、與線圈對峙而設，且具有永久磁鐵之激磁部。電樞具有封閉磁力線之軛、劃分形成用以收容線圈之槽之齒狀物、及確保與激磁部之間之機械間隙，並且從槽內朝激磁部較齒狀物伸出而配置之線圈。激磁部係隔著軟磁性體而具有複數永久磁鐵。

Description

圓筒形線性馬達 發明領域

本發明係有關於一種以電磁力對驅動對象物賦與直線運動之圓筒形線性馬達。

發明背景

一般圓筒形線性馬達包含有將複數永久磁鐵串聯配置成異磁極彼此相對而成之激磁部、具有設成包圍激磁部且可於激磁部之軸方向滑動移動之線圈的電樞。

圓筒形線性馬達係使電流流至電樞之線圈而與激磁部之永久磁鐵產生之磁通交叉，藉由電磁感應作用，使線圈產生軸方向之驅動力，而使電樞移動。

與線性馬達之電樞相關之技術揭示有將位於軸方向之兩端之齒狀物(齒)之磁間隙(從齒前端至磁鐵表面之距離)設定成較窄而將複數齒狀物之磁通密度均一化，謀求推力波紋與齒槽效應轉矩力之減低的線性同步馬達及線性致動器(例如參照專利文獻1)。

又，與線性馬達之激磁部相關之技術揭示有一種線性馬達，該線性馬達係令永久磁鐵為筒狀，將以非磁性 材料形成之中心軸插入該等並從兩側緊固，藉此使相鄰之永久磁鐵之間密合而構成定子部(例如參照專利文獻2)。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1國際公開公報第2007/040009號

專利文獻2 日本專利公開公報平10-313566號

發明概要

而專利文獻1之技術係軸方向之兩端齒狀物與中央齒狀物之磁通分佈不同，而強調設定成較窄之磁間隙引起之末端效應。因而，當產生中心軸之偏芯時，受到磁吸引力之影響，推力波紋與齒槽效應轉矩力反而增大。

由於專利文獻2之技術使相鄰之永久磁鐵密合，故使磁通散佈至遠處，另一方面，平均磁通低，推力之增加有界限。

又，由於磁鐵之配置係相斥磁極配置，故維持在克服強大之磁鐵斥力下之激磁部之製造困難至極。

再者，各永久磁鐵於中心軸之周圍配設成密合，永久磁鐵之間不存在軟磁性體。因而，永久磁鐵材之使用量多，線性馬達之製造成本增大。

本發明係鑑於上述情況而發明者，其目的係提供一種圓筒形線性馬達，該圓筒形線性馬達係減少因芯偏離引起之磁吸引力之影響，且減少永久磁鐵材之使用量，並 且使平均磁通密度增大而提高對推力有貢獻之永久磁鐵的有效利用率，藉此兼具高性能及低成本兩立者。

用以達成上述目的之圓筒形線性馬達包含有具有線圈之電樞、及與上述線圈對峙而設，且具有永久磁鐵之激磁部。

電樞具有軛、齒狀物及線圈。軛封閉磁力線。齒狀物劃分形成用以收容線圈之槽。線圈確保機械間隙，並且從槽內朝上述激磁部較上述齒狀物伸出而配置。

激磁部係隔著軟磁性體而具有複數永久磁鐵。

根據本發明之圓筒形線性馬達，線圈從槽內朝激磁部較齒狀物伸出，線圈不僅設於槽內，亦配置於槽外。因而，由於可使線圈之匝數增加，故直線運動之推進力變大。

線圈確保機械間隙，並且從槽內朝激磁部較齒狀物伸出，齒狀物之徑方向長度小於線圈之徑方向長度。因而，磁間隙擴大，因芯偏離引起之磁吸引力之影響變小。

激磁部係隔著軟磁性體而具有複數永久磁鐵。因而，可減少永久磁鐵材之使用量，並且使平均磁通密度增大，提高對推力有貢獻之永久磁鐵之有效利用率，而可減低圓筒形線性馬達之製造成本。

1、501‧‧‧電樞

2、502、602、702、802‧‧‧激磁部

10‧‧‧軛

20、220、420、520‧‧‧齒狀物

21、521‧‧‧槽

21a、521a‧‧‧閉塞面

22‧‧‧錐部

30、230、330、430、530‧‧‧線圈

40、540、740、840‧‧‧軸

40a、740a、840a‧‧‧陽螺旋

41、541、641、741、841‧‧‧永久磁鐵

42、542、642、742、842‧‧‧軟磁性體

42a、642b、743a、843a、845a‧‧‧陰螺旋

50‧‧‧感測器

100、200、300、400、500‧‧‧圓筒形線性馬達

221、421‧‧‧卡合部(顎部)

231‧‧‧段部

431‧‧‧凹部

641a‧‧‧外徑段差部

642a‧‧‧內徑段差部

743‧‧‧端帽

843‧‧‧線性導件

844‧‧‧引導溝

845‧‧‧圓筒蓋

D、d1、d2、d3、d4‧‧‧線圈寬度

L‧‧‧線圈之徑方向長度

T‧‧‧齒狀物之徑方向長度

tp‧‧‧激磁部之磁極間距

Wm‧‧‧永久磁鐵之寬度

Ws‧‧‧軟磁性體之寬度

Xg‧‧‧磁間隙

Xm‧‧‧機械間隙

圖1係第1實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。

圖2(a)~圖2(c)係第1實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之組裝構造之概略截面圖及正面圖。

圖3係齒狀物徑方向長度與磁吸引力之關係之說明圖。

圖4係第2實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。

圖5係第3實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。

圖6係在齒狀物間隙之線圈之有無與馬達推進力之關係之說明圖。

圖7係第4實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。

圖8係第5實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。

圖9(a)~圖9(c)係第6實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之概略截面圖及正面圖。

圖10(a)~圖10(c)係第7實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之概略截面圖及正面圖。

圖11(a)、圖11(b)係第8實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之概略截面圖及正面圖。

用以實施發明之形態

以下，參照圖式，說明第1至第8實施形態之圓筒形線性馬達。

第1至第8實施形態之圓筒形線性馬達由於線圈不僅配置於槽內，亦配置於槽外，故線圈之匝數增大。由於線圈從槽內朝激磁部較齒狀物伸出，故磁間隙擴大。激磁部係隔著軟磁性體而具有複數永久磁鐵。因而，根據第1至第8實施形態，減少因芯偏離引起之磁吸引力之影響，且 減少永久磁鐵材之使用量，並且使平均磁通密度增大，提高對推力有貢獻之永久磁鐵之有效利用率，而可提供低成本之圓筒形線性馬達。

[第1實施形態] [圓筒形線性馬達之結構]

首先，參照圖1及圖2，就第1實施形態之圓筒形線性馬達之結構作說明。圖1係第1實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。

如圖1所示，第1實施形態之圓筒形線性馬達100由電樞1及激磁部2構成。

電樞1具有軛10、齒狀物20及線圈30。在第1實施形態中，電樞1具有作為動子之功能。

軛10係圓筒體等筒體狀磁性金屬構件。軛10具有封閉來自激磁部2之磁力線而使後述永久磁鐵41之電磁感應效果達到最大的功能。又，軛10亦具有防止該筒形線性馬達100之周邊機器受到電磁感應引起之磁場之影響的功能。

軛10之構成材料可使用例如SC材等鐵系磁性體，但不限於所例示之材料。

齒狀物20係劃分形成作為用以收容線圈30之空間之槽21的構件。本實施形態之齒狀物20沿著軛10之內面，形成約環狀。在軛10之內周面，於軸方向排列設置複數齒狀物20。

於齒狀物20、20間，於軸方向排列，形成複數凹 環狀槽21。各槽21之徑方向外側以軛10閉塞，徑方向內側有開口。槽21之數對應於線圈30之數。在本實施形態中，雖形成3個槽21，且於軸方向排列收納有3個線圈30，但槽21及線圈30之數不限定。

齒狀物20之徑方向長度T設定成小於線圈30之徑 方向長度L。具體言之，徑方向長度T設定成線圈徑方向長度L(從槽21之閉塞面21a與激磁部2之磁鐵面之間之距離去掉機械間隙Xm後的徑方向長度L)之0.6倍以下。關於設定成齒狀物20之徑方向長度T≦L×0.6之理由將在後面說明。

齒狀物20之構成材料亦可與軛10相同，但是為了 兼具性能與成本，宜為矽鋼板。由於齒狀物20係磁性體，故該齒狀物面與激磁部2之磁鐵面之間隔形成為磁間隙Xg。

於軸方向兩端之齒狀物20形成有用以於直線運 動時縮小齒槽效應轉矩(因激磁部2與齒狀物20之磁通變化引起之振動)的錐部22。由於於軸方向兩端之齒狀部20形成錐部22，故軸方向兩端之齒狀物20宜將S50C之塊材等易加工材料切削加工而作成。

線圈30沿著軛10之內周面捲繞成圓筒體狀。本實 施形態之線圈30確保機械間隙，並且從槽21內朝激磁部2較齒狀物20伸出而配置。即，線圈30之一部份收納於槽21內，剩餘部於槽21之外部伸出配置。由於將線圈30配置至槽21外，故線圈30之匝數增多，可使因電磁感應引起之直線運動之推進力變大。

在此，機械間隙Xm係指線圈30與激磁部2之機械 距離。在本實施形態中，磁間隙(從齒狀物前端面至激磁部2之磁鐵面之距離)Xg設定成大於機械間隙Xm。

如前述，在本實施形態中，於軸方向排列設置有3個線圈30，但線圈30之數不限定。

激磁部2具有軸40、永久磁鐵41及軟磁性體42。在第1實施形態中，激磁部2具有作為定子之功能。

激磁部2設成對峙於線圈30。本實施形態之激磁部2於圓筒體狀線圈30內沿著軸方向而設，與線圈30對峙。

激磁部2於非磁性體之軸40之周圍具有於軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)之永久磁鐵41。於相斥磁極配置之永久磁鐵41、41之間設置有軟磁性體42。

當令激磁部2之磁極間距為tp、永久磁鐵41之寬度為Wm、軟磁性體42之寬度為Ws時，tp=Wm+Ws之關係成立，以Wm=0.8±0.1tp為佳。藉由於相斥磁極配置之永久磁鐵41、41之間插入設置磁極間距tp之約2、3成左右的軟磁性體42，可減少永久磁鐵材之使用量，並且，可使激磁部2之平均磁通密度增大。

接著，參照圖2，就激磁部2之具體結構作說明。圖2係第1實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之組裝構成之概略截面圖及正面圖。

如圖2(a)所示，激磁部2係於軸40之周圍交互地配置永久磁鐵41與軟磁性體42。具體言之，於軸40之周圍配置如圖2(b)所示之圓筒體狀永久磁鐵41、如圖2(c)所示之圓筒體狀軟磁性體42。

軸40採用外周面以陽螺旋40a形成之非磁性體之 雙頭螺栓。於圓筒體狀軟磁性體42之內周面如螺帽般形成有陰螺旋42a。因而，將永久磁鐵41夾於軟磁性體42、42間，且將該軟磁性體42螺合於軸40，藉此形成激磁部2。永久磁鐵41夾於軟磁性體42、42間而螺合之際，係呈於軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)之配置。

於本實施形態之圓筒形線性馬達100內藏線性感 測器或磁極檢測感測器等感測器50。如圖1所示，感測器50例如配置於齒狀物20之軸方向之其中一端部。

線性感測器可舉例如輸出與磁通密度之變化成 比例之電壓之磁性線性感測器為例，但不限於此。磁極檢測感測器可舉例如利用電洞效果而將磁場轉換成電信號來輸出之電洞元件為例，但不限於此。

[圓筒形線性馬達之動作]

接著，參照圖1至圖3，就第1實施形態之圓筒形線性馬達100之動作作說明。

如圖1所示，第1實施形態之圓筒形線性馬達100之激磁部2係將複數永久磁鐵41配置成於軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)，於永久磁鐵41、41之間設置有軟磁性體42。電樞1具有設成包圍激磁部2並於軸方向排列之複數線圈30。

在第1實施形態中，電樞1具有作為動子之功能，激磁部2具有作為定子之功能。即，本實施形態之圓筒形線性馬達100係電流流至電樞1之線圈30，而與激磁部2之永久 磁鐵41產生之磁通交叉。當永久磁鐵41之磁通與流至電樞1之線圈30之電流交叉時，本實施形態之圓筒形線性馬達100會藉由電磁感應作用，使線圈30產生軸方向之驅動力，而使電樞1沿著軸方向移動。

在本實施形態之圓筒形線性馬達100中，齒狀物 徑方向長度T設定為線圈徑方向長度L(從槽21之閉塞面21a與激磁部2之磁鐵面之間之距離去掉機械間隙後Xm的徑方向長度L)之0.6倍以下。

在此，參照圖3，說明設定成齒狀物徑方向長度 T≦線圈徑方向長度L×0.6之理由。圖3係齒狀物徑方向長度與磁性吸引力之關係之說明圖。

如圖3所示，於電樞1及激磁部2產生芯偏離時， 有齒狀物徑方向長度T越接近線圈徑方向長度L，磁性吸引力越增大之傾向。此磁性吸引力增大之傾向係電樞1與激磁部2之芯偏離之比例越大就越顯著。

因而，藉由將齒狀物徑方向長度T設定成小於線 圈徑方向長度L，磁間隙Xg擴大，而可減低作用於該磁間隙Xg之磁性吸引力。

本實施形態之線圈30確保機械間隙，並且從槽21 內朝激磁部2較齒狀物20伸出。因而，由於線圈30不僅存在於槽21內，亦存在於槽21外，故線圈30之匝數增多，可使因電磁感應引起之直線運動之推進力大增。

又，激磁部2之永久磁鐵41在軸40之周圍，以於 軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)而配置。由於於永久磁鐵 41、41之間設置有軟磁性體42，故可克服磁鐵斥力，並且可採相斥磁極配置。

再者，磁極間距tp係tp=永久磁鐵之寬度Wm+軟 磁性體之寬度Ws之關係成立。又，本實施形態之永久磁鐵之寬度Wm設定為0.8±0.1tp。因而，於業經相斥磁極配置之永久磁鐵41、41之間插入設置磁極間距tp之約2、3成左右的軟磁性體42，永久磁鐵材之使用量減少，並且，激磁部2之平均磁通密度增大，對推力有貢獻之永久磁鐵之有效利用率增高。

將永久磁鐵41夾於內周面具有陰螺旋42a之軟磁 性體42、42之間，且將該軟磁性體42螺合於軸40，藉此形成激磁部2。因而，由於僅於軸40安裝永久磁鐵41及軟磁性體42，故激磁部2之製造容易。

即，根據第1實施形態之圓筒形線性馬達100，線 圈30不僅配置於槽21內，亦配置於槽21外。因而，本實施形態之圓筒形線性馬達100可使線圈30之匝數增大，而可使直線運動之推進力變大。

又，由於線圈30確保機械間隙Xm，並且從槽21 內朝激磁部2較齒狀物20伸出，故齒狀物20之徑方向長度T小於線圈30之徑方向長度L。因而，本實施形態之圓筒形線性馬達100係磁間隙Xg擴大，而可縮小因激磁部2之芯偏離而引起之磁吸引力之影響。

再者，激磁部2係隔著軟磁性體42，以相斥磁極配置具有複數永久磁鐵41。因而，本實施形態之圓筒形線 性馬達100減少永久磁鐵材之使用量，並且，使平均磁通密度增大，而提高對推力有貢獻之永久磁鐵之有效利用率，而可減低圓筒形線性馬達100之製造成本。

[第2實施形態]

接著，參照圖4，就第2實施形態之圓筒形線性馬達200作說明。圖4係第2實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。此外，對與第1實施形態之圓筒形線性馬達100相同之構成構件，附上同一標號而省略說明。

如圖4所示，第2實施形態之圓筒形線性馬達200 除了電樞1之齒狀物220及線圈230之形狀不同外，其餘與第1實施形態同樣地構成。

第2實施形態之線圈230從齒狀物220之開口端朝 激磁部2較齒狀物220伸出之部份之線圈寬度d1形成為小於收納於槽21內之部份之線圈寬度D。即，線圈230之截面形成為具有段部231之梯狀。

於齒狀物220之前端形成有朝槽21內突出之卡合 部(顎部)221。顎部221確實地保持住線圈230之段部231。

第2實施形態之圓筒形線性馬達200基本上發揮 與第1實施形態同樣之作用效果。特別是由於第2實施形態之圓筒形線性馬達200於齒狀物220具有保持線圈230之段部231之顎部221，故發揮使直線運動之推進力變大並且使線圈230之固定容易之特有效果。

[第3實施形態]

接著，參照圖5及圖6，就第3實施形態之圓筒形線性馬 達300作說明。圖5係第3實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。此外，對與第1實施形態之圓筒形線性馬達100相同之結構構件，附上同一標號而省略說明。

如圖5所示，第3實施形態之圓筒形線性馬達300 除了電樞1之線圈330之形狀不同外，其餘與第1實施形態同樣地構成。

第3實施形態之線圈330係從齒狀物20之開口端 朝激磁部2伸出之部份之線圈寬度d2形成為大於收納於槽21內之部份之線圈寬度D。即，線圈330形成為不僅從齒狀物20之開口端朝激磁部2伸出，亦往磁間隙(齒狀物間隙)Xg側擴大而覆蓋齒狀物20之內面。

圖6係在齒狀物間隙之線圈之有無與馬達推進力 之關係之說明圖。如圖6所示，可知齒狀物間隙有線圈時，相較於齒狀物間隙無線圈時，馬達推進力變大。

即，由於使線圈330朝激磁部2伸出，且更往磁間 隙Xg側擴大而設，故可使該線圈330之匝數增大，進而使因電磁感應作用引起之直線運動之推進力變更大。

第3實施形態之圓筒形線性馬達300基本上發揮 與第1實施形態同樣之作用效果。特別是第3實施形態之圓筒形線性馬達300發揮特有之效果，該特有之效果係因磁間隙Xg之空間的有效利用，可謀求直線運動之推進力之增大及低損失。

[第4實施形態]

接著，參照圖7，就第4實施形態之圓筒形線性馬達400 作說明。圖7係第4實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。此外，對與第1實施形態之圓筒形線性馬達100相同之構成構件，附上同一標號而省略說明。

如圖6所示，第4實施形態之圓筒形線性馬達400 除了電樞1之齒狀物420及線圈430之形狀不同以外，其餘與第1實施形態同樣地構成。

第4實施形態之線圈430係從齒狀物420之開口端 朝激磁部2伸出之部份之線圈寬度d3形成大於收納於槽21內之部份之線圈寬度D。即，線圈430形成為不僅從齒狀物420之開口端朝激磁部2伸出，亦往磁間隙(齒狀物間隙)Xg側擴大而覆蓋齒狀物420之內面。

齒狀物間隙有線圈時，相較於齒狀物間隙無線圈 時，馬達推進力變大(參照圖6)。由於使線圈430朝激磁部2伸出，且更往磁間隙Xg側擴大而設，故可使該線圈430之匝數增大，進而使因電磁感應作用引起之直線運動之推進力變大。

又，於線圈430之段部，朝該線圈430之寬度方向 內側形成有凹部431。另一方面，於齒狀物420之前端形成有朝槽21內突出之卡合部(顎部)421。顎部421將線圈430之凹部431確實地保持。

第4實施形態之圓筒形線性馬達400基本上發揮 與第1實施形態同樣之作用效果。特別是第4實施形態之圓筒形線性馬達400與第3實施形態同樣地，發揮特有之效果，該特有之效果係因磁間隙Xg之空間的有效利用，可謀 求直線運動之推進力之增大及低損失。

再者，由於第4實施形態之圓筒形線性馬達400 於齒狀物420具有保持線圈430之凹部431之顎部421，故發揮使直線運動之推進力變大並使線圈430之固定容易之特有的效果。

即，第4實施形態之圓筒形線性馬達400係發揮第 2實施形態及第3實施形態之相乘效果者。

[第5實施形態]

接著，參照圖8，就第5實施形態之圓筒形線性馬達500作說明。圖8係第5實施形態之圓筒形線性馬達之概略截面圖。此外，對與第1實施形態之圓筒形線性馬達100相同之構成構件，附上同一標號而省略說明。

如圖8所示，第5實施形態之圓筒形線性馬達500與第1至第4實施形態不同之點係於軛10設有激磁部502，於軸540設有電樞501。

激磁部502設成對峙於電樞501之線圈530。本實施形態之電樞501於圓筒體狀激磁部502內沿著軸方向而設。

激磁部502設於圓筒體狀軛10之內周面。本實施形態之軛10被要求為非磁性體。在第5實施形態中，激磁部502具有作為動子之功能。

激磁部502具有於軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)之複數環狀永久磁鐵541。於相斥磁極配置之永久磁鐵541、541間插入設置環狀軟磁性體542。

令激磁部502之磁極間距為tp、永久磁鐵541之寬 度為Wm、軟磁性體542之寬度為Ws時，tp=Wm+Ws之關係成立，宜為Wm=0.8±0.1tp。於相斥磁極配置之永久磁鐵541、541間插入設置磁極間距tp之約一半左右的軟磁性體542，藉此可減少永久磁鐵材之使用量，並且使激磁部502之平均磁通密度增大。

電樞501具有軸540、齒狀物520及線圈530。在第 5實施形態中，電樞501具有作為定子之功能。

本實施形態之齒狀物520沿著軸540之外內面大 約形成環狀。在軸540之外周面，於軸方向排列設置複數齒狀物520。

在齒狀物520、520之間，於軸方向排列，形成複 數凹環狀槽521。各槽521之徑方向內側以軸540閉塞，徑方向外側有開口。槽521之數對應於線圈530之數。在本實施形態中，雖形成6個槽521，且於軸方向排列收納有6個線圈530，但槽521及線圈530之數不限定。

齒狀物520之徑方向長度T設定成小於線圈530之 徑方向長度L。具體言之，齒狀物徑方向長度T設定成線圈徑方向長度L(從槽21之閉塞面521a與激磁部502間之距離去掉機械間隙後Xm之徑方向長度L)的0.6倍以下。

由於齒狀物520係磁性體，故該齒狀物面與激磁 部502之磁鐵面之間隔形成為磁間隙Xg。

線圈530沿著軸540之外周面捲繞成圓筒體狀。線 圈530係從齒狀物520之開口端朝激磁部502伸出之部份之

線圈寬度d4形成大於收納於槽21內之部份之線圈寬度D。即，線圈530形成為不僅從齒狀物520之開口端朝激磁部502伸出，且往磁間隙(齒狀物間隙)Xg側擴大而覆蓋齒狀物520之外面。

於齒狀物間隙有線圈時，相較於齒狀物間隙無線圈之情形，馬達推進力變大(參照圖6)。

即，使線圈530朝激磁部502伸出，且更往磁間隙Xg擴大而設，故可使該線圈530之匝數增大，進而可使因電磁感應作用引起之直線運動之推進力變更大。

如前述，在本實施形態中，於軸方向排列設置6個線圈530，但線圈530之數不限。

第5實施形態之圓筒形線性馬達500基本上發揮與第1實施形態同樣之效果。特別是第5實施形態之圓筒形線性馬達500係令設於軸540之電樞501為定子、令設於軛10之激磁部502為動子。

又，第5實施形態之圓筒形線性馬達500與第3及第4實施形態同樣地發揮因磁間隙Xg之空間之有效利用而可謀求直線運動之推進力之增大與低損失的特有效果。

[第6實施形態]

接著，參照圖9，就第6實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部602作說明。圖9係第6實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之概略截面圖。此外，關於與第1實施形態之圓筒形線性馬達100之激磁部2相同之結構，附上同一標號來說明。

如圖6所示，第6實施形態之圓筒形線性馬達之激 磁部602除了永久磁鐵641及軟磁性體642之形狀不同外，其餘與第1實施形態同樣地構成。

在第6實施形態中，將於外徑具有段差部641a之 永久磁鐵641與於內徑具有段差部642a之軟磁性體642交互組合，而形成激磁部602。

軸40與第1實施形態同樣地，採用外周面以陽螺 旋40a形成之非磁性體之雙頭螺栓。於圓筒體狀之軟磁性體642之內周面如螺帽般形成有陰螺旋642b。因而，將永久磁鐵641夾於軟磁性體642、642之間，且將該軟磁性體642螺合於軸40，藉此形成激磁部602。將永久磁鐵641夾於軟磁性體642、642之間而螺合之際，係呈於軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)之配置。

此外，永久磁鐵641具有內徑段差部，亦可相反 地構造成軟磁性體642具有外徑段差部，只要為永久磁鐵641及軟磁性體642卡合之構造即可。

具有第6實施形態之激磁部602之圓筒形線性馬 達基本上發揮與第1實施形態相同之作用效果。特別是第6實施形態之激磁部602由於組合具有外徑段差部641a之永久磁鐵641及具有內徑段差部642a之軟磁性體642，故發揮可確實地進行永久磁鐵641與軟磁性體642之定位的特有效果。

[第7實施形態]

接著，參照圖10，就第7實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部702作說明。圖10係第7實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部的概略截面圖。

如圖10所示，第7實施形態之圓筒形線性馬達之 激磁部702係於軸740之兩端部分別設有端帽743、743之點與第1實施形態不同。

端帽743誠如文字，係圓筒體之一端閉塞之帽形 狀構件。於端帽743內形成有用以螺合於軸740之兩端部之陽螺旋740a之陰螺旋743a。端帽743與非磁性體之軸740不同，不需磁性體、非磁性體之限定。特別為磁性體時，如後述，於激磁部兩端亦可省略軟磁性體742。

在第7實施形態中，由於於軸740之兩端部設端帽743、743，故永久磁鐵741及軟磁性體742兩者皆形成環狀。於永久磁鐵741及軟磁性體742之內周面未形成有陰螺旋。

因而，只要於軸740之兩端外周面形成陽螺旋740a即可，設永久磁鐵741及軟磁性體742之部份之外周面不需陽螺旋。

即，藉由於軸740之兩端部安裝端帽743、743，永久磁鐵741及軟磁性體742可穩固地挾持於該端帽743、743之間。

永久磁鐵741係隔著軟磁性體742，呈於軸方向磁化成相斥磁極(N-N,S-S)之配置。

此外，端帽743亦可構造成設於軸740之至少一端。

具有第7實施形態之激磁部702之圓筒形線性馬達基本上發揮與第1實施形態同樣之作用效果。特別是在作為第7實施形態之激磁部702方面，由磁性體所構成之端帽743亦 可兼用軟磁性體742之功用，故僅於軸之兩端安裝743，即可形成激磁部之結構。

又，由於第7實施形態之激磁部702可依需要，安 裝端帽743，故顧客之選擇增加，而發揮富有通用性之特有效果。

[第8實施形態]

接著，參照圖11，就第8實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部802作說明。圖11係第8實施形態之圓筒形線性馬達之激磁部之概略截面圖。

如圖11所示，第8實施形態之圓筒形線性馬達之 激磁部802係於非磁性體之軸840之兩端部分別設有線性導件843、843之點與第1實施形態不同。

本實施形態之線性導件843例如以具有沿著軸方 向之引導溝844之引導軸形成。引導軸843係一端開口之具有安裝凹部之圓棒狀非磁性體。於引導軸843之安裝凹部之內周面形成有用以螺合於軸840之兩端部之陽螺旋840a的陰螺旋843a。於引導軸843之外周之兩側面形成有截面形狀半圓形之引導溝844。

引導軸843係隔著環狀圓筒蓋845，安裝於軸840 之兩端部。於圓筒蓋845之內周面形成有用以螺合於軸840之兩端部之陽螺旋840a之陰螺旋845a。

在第8實施形態中，由於於軸840之兩端部隔著圓 筒蓋845、845設引導軸843、843，故永久磁鐵841及軟磁性體842與第7實施形態同樣地，兩者皆形成環狀。因而，軸 840只要於該軸840之兩端外周面形成有用以安裝於圓筒蓋845之陰螺旋845a及引導軸843之陰螺旋843a的陽螺旋840a即可，不需於設永久磁鐵841及軟磁性體842之部份之外周面設陽螺旋。

即，藉由於軸840之兩端部雙重安裝圓筒蓋845、 845及引導軸843、843，永久磁鐵841及軟磁性體842可穩固地挾持於該圓筒蓋845、845及引導軸843、843間。

圓筒蓋845、845可兼用軟磁性體842之功用。於 軸840之兩端部安裝圓筒蓋845、845後，引導軸843、843可依需要，安裝於該軸840之兩端部。

永久磁鐵841係隔著軟磁性體842，呈於軸方向磁 化成相斥磁極(N-N,S-S)之配置。

線性導件843除了引導軸843外，亦可舉於軸方向 具有滾珠滑動機構之滾珠栓槽為例，但不限於該等。此外，線性導件843亦可構造成設於軸840之至少一端。

具有第8實施形態之激磁部802之圓筒形線性馬 達基本上發揮與第1實施形態同樣之作用效果。特別是由於第8實施形態之激磁部802夾入圓筒蓋845、845間，而固定永久磁鐵841及軟磁性體842，故可將永久磁鐵841及軟磁性體842形成為統一之簡單構造。

又，第8實施形態之激磁部802可依需要，安裝線 性導件843，故顧客之選擇增加，而發揮富有通用性之特有效果。

以上，說明了本發明之較佳實施形態，但該等為 用以說明本發明之例示，非將本發明之範圍僅限於該等實施形態之旨趣。本發明在不脫離其要旨之範圍下，能夠以與上述實施形態不同之各種態樣實施。

1‧‧‧電樞

2‧‧‧激磁部

10‧‧‧軛

20‧‧‧齒狀物

21‧‧‧槽

21a‧‧‧閉塞面

22‧‧‧錐部

30‧‧‧線圈

40‧‧‧軸

41‧‧‧永久磁鐵

42‧‧‧軟磁性體

50‧‧‧感測器

L‧‧‧線圈之徑方向長度

T‧‧‧齒狀物之徑方向長度

tp‧‧‧激磁部之磁極間距

Wm‧‧‧永久磁鐵之寬度

Ws‧‧‧軟磁性體之寬度

Xg‧‧‧磁間隙

Xm‧‧‧機械間隙

Claims (14)

1. 一種圓筒形線性馬達，其特徵在於包含有具有線圈之電樞、與前述線圈對峙而設，且具有永久磁鐵之激磁部；前述電樞具有：軛，係封閉磁力線者；齒狀物，係劃分形成用以收容線圈之槽者；及線圈，係確保與前述激磁部之間之機械間隙，並且從前述槽內朝前述激磁部較前述齒狀物伸出而配置；前述激磁部係隔著軟磁性體而具有複數永久磁鐵。
2. 如申請專利範圍第1項之圓筒形線性馬達，其中前述線圈往前述齒狀物之磁間隙側擴大而配置。
3. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其中於前述齒狀物之前端形成有面對前述槽內突出而用以保持前述線圈之卡合部。
4. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其中前述齒狀物之徑方向長度係從前述槽之閉塞面與前述激磁部之磁鐵面之距離去掉機械間隙後之徑方向長度的0.6倍以下。
5. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其中前述激磁部係於沿著軸方向磁化成相斥磁極之磁鐵間設置有軟磁性體。
6. 如申請專利範圍第5項之圓筒形線性馬達，其中令前述激磁部之磁極間距為tp、前述永久磁鐵之寬度為Wm、 前述軟磁性體之寬度為Ws時，tp=Wm+Ws之關係成立，永久磁鐵之寬度Wm之寬度設定為0.8±0.1tp。
7. 如申請專利範圍第5項之圓筒形線性馬達，其中前述激磁部係於由非磁性體構成之軸之周圍交互地配置有永久磁鐵及於內周面具有陰螺旋之軟磁性體。
8. 如申請專利範圍第5項之圓筒形線性馬達，其中前述激磁部係永久磁鐵及於內周面具有陰螺旋之軟磁性體於由非磁性體構成之軸之周圍交互配置成以段差部卡合。
9. 如申請專利範圍第7項之圓筒形線性馬達，其中於前述軸之至少一端設有端帽。
10. 如申請專利範圍第7項之圓筒形線性馬達，其中於前述軸之至少一端設有線性導件。
11. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其內藏有線性感測器。
12. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其內藏有磁極檢測感測器。
13. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其中前述激磁部係定子，前述具有線圈之電樞係動子。
14. 如申請專利範圍第1或2項之圓筒形線性馬達，其中前述具有線圈之電樞係定子，前述激磁部係動子。