TWI263391B - Linear actuator - Google Patents

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TWI263391B
TWI263391B TW091134850A TW91134850A TWI263391B TW I263391 B TWI263391 B TW I263391B TW 091134850 A TW091134850 A TW 091134850A TW 91134850 A TW91134850 A TW 91134850A TW I263391 B TWI263391 B TW I263391B
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Taiwan
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permanent magnet
pair
permanent magnets
magnetic
stator
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TW091134850A
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TW200301035A (en
Inventor
Hiroshi Nakagawa
Kazumichi Kato
Toshio Miki
Minoru Maeda
Takashi Fukunaga
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Priority claimed from JP2002033068A external-priority patent/JP2003250256A/ja
Priority claimed from JP2002143954A external-priority patent/JP2003339147A/ja
Priority claimed from JP2002143955A external-priority patent/JP2003339145A/ja
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Description

1263391 A7 ________ B7 —— - " **—- 五、發明説明(!) 【發明領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於線性致動器,特別是關於其可靠度提高 以及性能提高。 【發明背景】 【習知技藝之說明】 線性致動器因可藉由倂用彈簧使其共振而能以少的損 失來驅動,故可作爲壓縮機馬達等而被利用。而且,使用 此線性致動器的壓縮機因可發揮高效率等優良的性能,故 作爲冰箱或冷凍庫或空調用的利用被期待。 線性致動器有音圏(Voice coil)馬達。此音圈馬達是藉 由在以永久磁石製作的磁場之中使電流流過線圏,以線圈 所產生的力進行驅動,包含線圈的可動元件也稱爲動作的 可動線圈型。 而且,其他的線性致動器對上述可動線圏型者變換永 久磁石與線圈的構造,包含永久磁石的可動元件也有被稱 爲動作的可動磁石型。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 但是,上述可動線圈型者因在可動元件包含有線圈, 故必須使電流流過可動元件,有因此的饋電線因可動元件 的移動而發生斷線,有可靠度劣化的問題。 而且,上述可動磁石型者爲了謀求性能提高在想得到 高的磁通量密度的情形永久磁石的重量增大,其結果因可 動元件的重量增加,故有期望過高而無法謀求性能提高的 問題。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1263391 A7 B7 五、發明説明(2 ) 【發明槪要】 因此,本發明的目的爲提供可提高可靠度’且可容易 謀求性能提高的線性致動器。 爲了達成上述目的,本發明中的第一樣態的線性致動 器其特徵包含:定子;具有鐵片,對該定子可往復動作地 配設的可動元件;在面對該鐵片的狀態下配設於該定子的 永久磁石;以及配設於該定子的線圈。 據此,藉由在可動元件配設鐵片,在面對此鐵片的狀 態下將永久磁石配設於定子,再者配設線圈於定子’以定 子側的電流方向改變的線圏與永久磁石使通過鐵片的磁通 量移動,以使鐵片即可動元件往復動作。如此’因線圈與 永久磁石都配設於定子側,故無須對可動元件側饋電’消 除移動的可動元件在連接到線圏的饋電線使斷線發生。並 且爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的情形下即 使永久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加。而且’ 因在可動元件無磁石,故無須對可動元件的起磁作業。 在上述線性致動器中,該永久磁石在沿著該往復動作 的方向排列磁極的狀態下配設於該定子’在該永久磁石的 該往復動作的方向中的兩側配設有一對磁極構件也可以。 據此,若定子側的線圈的電流方向交互變化的話,變 成交互地改變對中介配置於沿著可動元件的往復動作的方 向排列磁極的永久磁石的兩側的磁極構件的鐵片的磁通量 的導入側,使鐵片即可動元件往復動作。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) -6 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1263391 A7 B7 i、發明説明(3) 在上述線性致動器中,該永久磁石以及該一對磁極構 件的組對該鐵片僅配設於一側也可以。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此,因永久磁石以及一對磁極構件的組對鐵片僅配 設於一側,故全體可輕量化。 在上述線性致動器中’該鐵片呈圓筒狀’該永久磁石 以及該一對磁極構件的組對該鐵片僅配設於半徑方向外側 也可以。 如此,因永久磁石以及一對磁極構件的組對鐵片僅配 設於半徑方向外側,故可減小鐵片即可動元件的半徑,因 此,特別是可謀求可動元件的輕量化。 在上述線性致動器中,該鐵片呈圓筒狀’該永久磁石 以及該一對磁極構件的組對該鐵片僅配設於半徑方向內側 也可以。 如此,因永久磁石以及一對磁極構件的組對鐵片僅配 設於半徑方向內側,故可減小永久磁石以及一對磁極構件 的半徑,可輕量化這些構件,可謀求作爲全體的輕量化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述線性致動器中’該永久磁石以及該一對磁極構 件的組中介該鐵片配設於兩側也可以。 如此,因永久磁石以及一對磁極構件的組中介鐵片配 設於兩側,故可得到強力的永久磁石的磁場與電流造成的 起磁力。 在上述線性致動器中’在該定子一體成形有在該鐵片 與該永久磁石在相反側面對的磁極構件也可以。 如此,在鐵片與永久磁石在相反側面對的磁極構件因 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2l〇x 297公釐) 1263391 A7 B7 五、發明説明(4 ) 一體成形於定子’故無在分別製造這些構件後使其接合等 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述線性致動器中,該可動元件可藉由令該鐵片爲 軸襯的合成樹脂的插入成形而形成也可以。 如此,可動元件因藉由令鐵片爲軸襯的合成樹脂的插 入成形而形成,故可容易且輕量地形成包含鐵片的可動元 件。 在上述線性致動器中,該可動元件是中介球形軸襯 (Ball bush)支持於該定子也可以。 如此,因可動元件中介球形軸襯支持於定子,故可正 確地使可動元件往復動作。 在上述線性致動器中,在該定子該永久磁石在該往復 動作的方向配設有複數個’在該可動元件該鐵片在該往復 動作的方向配設有複數個也可以。 如此,因在定子永久磁石在該往復動作的方向配設有 複數個,在可動元件鐵片在該往復動作的方向配設有複數 個,故在可動元件可使更大的推力發生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述線性致動器中,該定子是由燒結構件構成也可 以。 如此,因定子是由燒結構件構成,故可謀求成本降低 或性能(鐵損降低)提高,可提高機械強度。 而且,爲了達成上述目的,本發明中的第二樣態的線 性致動器其特徵包含:定子;具有鐵片,對該定子可往復 動作地配設的可動元件;在互相接鄰於該往復動作的方向 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) 1263391 A7 B7 五、發明説明(5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的狀態下,面對該鐵片且與該往復動作的方向直交,排列 磁極且使互相的磁極的排列相反的狀態下,配設於該定子 的一對永久磁石;以及配設於該定子的線圈。 據此,因藉由在可動元件配設鐵片,並且配設線圈於 定子,更在接鄰於可動元件的往復動作的方向的狀態下, 面對鐵片且與往復動作的方向直交,排列磁極且使互相的 磁極的排列相反的狀態下,配設一對永久磁石於定子,故 若定子側的線圏的電流方向交互變化的話,在一對永久磁 石中變成磁通量交互通過,對鐵片以一對永久磁石交互地 改變引導磁通量側,使鐵片即可動元件往復動作。如此, 因線圏與永久磁石都配設於定子側,故無須對可動元件側 饋電,消除移動的可動元件在連接到線圏的饋電線使斷線 發生。並且爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的 情形下即使永久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加 。而且,因在可動元件無磁石,故無須對可動元件的起磁 作業。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述線性致動器中,該一對永久磁石對該鐵片僅配 設於一側也可以。 如此,因一對永久磁石對鐵片僅配設於一側,故全體 可輕量化。 在上述線性致動器中,在該定子一體成形有在該鐵片 與該永久磁石在相反側面對的磁極構件也可以° 如此,在鐵片與永久磁石在相反側面對的磁極構件因 一體成形於定子,故無在分別製造這些構件後使其接合等 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1263391 A7 B7 五、發明説明(6 ) 〇 在上述線性致動器中,該一對永久磁石的組中介該鐵 片配設於兩側也可以。 如此,因一對永久磁石的組中介鐵片配設於兩側,故 可得到強力的永久磁石的磁場與電流造成的起磁力。 在上述線性致動器中,該鐵片呈圓筒狀,該線圈配設 於比鐵片還靠半徑方向外側也可以。 如此,因線圈配設於比鐵片還靠半徑方向外側,故可 減小鐵片即可動元件的半徑,因此,特別是可謀求可動元 件的輕量化。 在上述線性致動器中,該鐵片呈圓筒狀,該線圈配設 於比鐵片還靠半徑方向內側也可以。 如此,因線圈配設於比鐵片還靠半徑方向內側,故可 輕量化線圈,可謀求作爲全體的輕量化。 在上述線性致動器中,該可動元件可藉由令該鐵片爲 軸襯的合成樹脂的插入成形而形成也可以。 如此,可動元件因藉由令鐵片爲軸襯的合成樹脂的插 入成形而形成,故可容易且輕量地形成包含鐵片的可動元 件。 在上述線性致動器中,該可動元件是中介球形軸襯支 持於該定子也可以。 如此,因可動元件中介球形軸襯支持於定子’故可正 確地使可動元件往復動作。 在上述線性致動器中,在該定子該一對永久磁石的組 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -1〇 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5-Θ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1263391 A7 B7 五、發明説明(7 ) 在該往復動作的方向配設有複數個,在該可動元件該鐵片 在該往復動作的方向配設有複數個也可以。 如此,因在定子一對永久磁石的組在該往復動作的方 向配設有複數個,在可動元件鐵片在該往復動作的方向配 設有複數個,故在可動元件可使更大的推力發生。 在上述線性致動器中,該定子是由燒結構件構成也可 以。 如此,因定子是由燒結構件構成,故可謀求成本降低 或性能(鐵損降低)提尚,可提筒機械強度。 而且,爲了達成上述目的,本發明中的第三樣態的線 性致動器其特徵包含:定子;至少一部分具有鐵構件,對 該定子可往復動作地配設的可動元件;在互相接鄰於該往 復動作的方向的狀態下,面對該鐵構件且與該往復動作的 方向直交,排列磁極且使互相的磁極的排列相反的狀態下 ’配設於該定子的第一的一對永久磁石;對該第一的一對 永久磁石對準該往復動作的方向中的位置,並且在互相接 鄰於該往復動作的方向的狀態下,面對該鐵構件且與該往 復動作的方向直交,排列磁極且使互相的磁極的排列相反 的狀態下,配設於該定子的第二的一對永久磁石;以及配 設於該定子的線圏,其中該第一的一對永久磁石以及該第 二的一對永久磁石爲在該往復動作的方向對位的永久磁石 彼此,使面對該鐵構件的磁極相反。 據此,在定子側的線圈的電流於一方向流動的狀態下 ’例如以定子、第一的一對永久磁石的一方的永久磁石、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1263391 A7 B7 五、發明説明(8 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鐵構件、第二的一對永久磁石之中在往復動作方向中,與 桌一的一對永久磁石的一方的永久磁石對位的一方的永久 磁石、定子的環(L ο ο p)形成有磁通量,定子側的線圈的電流 在被切換的反方向流過的狀態下,以定子、第二的一對永 久磁石的他方的永久磁石、鐵構件、第一的一對永久磁石 的他方的永久磁石、定子的環形成有磁通量。據此,若交 互地切換定子側的線圏的電流的方向的話,成爲在定子側 的第一的一對永久磁石以及第二的一對永久磁石中,交互 地切換對鐵構件導入磁通量側於可動元件的往復動作的方 向,使鐵構件即可動元件往復動作。如此,因線圈與永久 磁石都配設於定子側,故無須對可動元件側饋電,消除移 動的可動元件在連接到線圈的饋電線使斷線發生。並且爲 了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的情形下即使永 久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加。再者,因在 可動元件無磁石,故無須對可動元件的起磁作業。除此之 外,因藉由上述磁通量的環使可動元件移動,故可作成對 可動元件的永久磁石在相反側不令定子的一部分爲後軛鐵 (Back yoke)而配置的構成。 在上述線性致動器中,該第一的一對永久磁石以及該 第二的一對永久磁石的組對準該往復動作的方向中的位置 配設有複數組也可以。 如此,因第一的一對永久磁石以及第二的一對永久磁 石的組對準可動元件的往復動作的方向中的位置配設有複 數組,故可得到更強力的永久磁石的磁場與由電流產生的 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 1263391 A 7 B7 五、發明説明(9 ) 起磁力。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述線性致動器中,該第一的一對永久磁石以及該 第二的一對永久磁石的組在接鄰於該往復動作的方向的狀 態下配設有複數組,該鐵構件突出於該永久磁石的方向的 凸部接鄰於該往復動作的方向配設有複數個也可以。 如此,因第一的一對永久磁石以及第二的一對永久磁 石的組在接鄰於可動元件的往復動作的方向的狀態下配設 有複數組,配合此,在鐵構件接鄰於可動元件的往復動作 的方向突出於永久磁石的方向的凸部配設有複數個,故雖 然衝程減少但是與齒數成比例可使推力增大。 在上述線性致動器中,該定子以及該可動元件的至少 一方由疊層於該往復動作的方向的疊層鋼板形成也可以。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此,因定子以及可動元件的至少一方由疊層於可動 元件的往復動作的方向的疊層鋼板構成,故與由原材切削 出而形成的情形比較可降低渦電流損失’與以燒結或壓粉 鐵心形成的情形比較可降低磁滯損。而且’特別是對於大 型化定子的情形與來自原材的切削出以及燒結的情形比較 ,製造容易。 在上述線性致動器中,在接近該定子的該可動元件的 部位配設窗部,收容該第一的一對永久磁石以及該第二的 一對永久磁石於該窗部內也可以。此時’該窗部的大小僅 藉由嵌入而使各永久磁石被固定來決定更佳。 如此構成的情形若與永久磁石以接著劑固定於定子的 表面的情形比較的話,因永久磁石在窗部內被機械地拘束 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x 297公釐) —13 — 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(10) ,故關於永久磁石的保持的可靠度提高。而且,定子與可 動元件之間的間隙尺寸因不受起因於接著劑的厚度誤差的 永久磁石的位置誤差的影響,故間隙的尺寸精度提高。再 者,即使在間隙咬入異物的情形,永久磁石也無損傷。 而且,爲了達成上述目的,本發明中的第四樣態的線 性致動器,其特徵爲:至少一部分具有鐵構件的可動元件 對該定子可往復動作地配設,至少配設一個在互相接鄰於 該往復動作的方向的狀態下,面對該鐵構件且與該往復動 作的方向直交,排列磁極且使互相的磁極的排列相反的狀 態的第一的一對永久磁石於該定子,令在互相接鄰於該往 復動作的方向的狀態下,面對該鐵構件且與該往復動作的 方向直交,排列磁極且使互相的磁極的排列相反的狀態的 第二的一對永久磁石,對該第一的一對永久磁石接鄰於該 往復動作的方向,至少配設一個於該定子,配設線圏於該 定子而成,該第一的一對永久磁石以及該第二的一對永久 磁石爲互相接近側的永久磁石彼此配設磁極於相同方向。 據此,在定子側的線圈的電流在一方向流動的狀態下 ,例如以鐵構件、第一的一對永久磁石之中對第二的一對 永久磁石相反側的一方的永久磁石、定子、第二的一對永 久磁石之中第一的一對永久磁石側的一方的永久磁石、鐵 構件的環形成有磁通量,在定子側的線圈的電流切換的反 方向流過的狀態下,變成鐵構件、第二的一對永久磁石的 他方的永久磁石、定子、第一的一對永久磁石的他方的永 久磁石、鐵構件的環形成有磁通量。據此,若交互地切換 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14- 1263391 經齊部智慧財產笱員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(11 ) 定子側的線圈的電流的方向的話’成爲在定子側的第一的 一對永久磁石以及第二的一對永久磁石中’交互地切換分 別對鐵構件導入磁通量側於可動元件的往復動作的方向’ 使鐵構件即可動元件往復動作。如此,因線圏與永久磁石 都配設於定子側,故無須對可動元件側饋電’消除移動的 可動元件在連接到線圈的饋電線使斷線發生。而且爲了謀 求性能提高在想得到高的磁通量密度的情形下即使永久磁 石的重量增大也無可動元件的重量增加。再者,因在可動 元件無磁石,故無須對可動元件的起磁作業。除此之外, 因藉由上述磁通量的環使可動元件移動,故可作成對可動 元件的永久磁石在相反側不令定子的一部分爲後軛鐵而配 置的構成。 在上述線性致動器中,在該定子接鄰於該第一的一對 永久磁石以及該第二的一對永久磁石間的位置設置有磁性 的間隙也可以。 如此,因在定子接鄰於第一的一對永久磁石以及第二 的一對永久磁石間的位置設置有磁性的間隙,故可使中介 第一的一對永久磁石以定子與鐵構件導入磁通量,以及中 介第二的一對永久磁石以定子與鐵構件導入磁通量確實。 在上述線性致動器中,該第一的一對永久磁石以及該 第二的一對永久磁石是以互相接近側的永久磁石爲共用也 可以。 如此,因第一的一對永久磁石以及第二的一對永久磁 石是以互相接近側的永久磁石爲共用,故可降低零件數目 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -15- 1263391 A7 B7 五、發明説明(12) 〇 在上述線性致動器中,在該定子接鄰於該共用的永久 磁石的該往復動作的方向中的中間位置設置有磁性的間隙 也可以。 如此,因在定子接鄰於共用的永久磁石的該往復動作 的方向中的中間位置設置有磁性的間隙,故即使令互相的 接近側的永久磁石爲共用,也能使中介第一的一對永久磁 石以定子與鐵構件導入磁通量,以及中介第二的一對永久 磁石以定子與鐵構件導入磁通量確實。 在上述線性致動器中,在該鐵構件突出於該永久磁石 的方向的凸部是接鄰於該往復動作的方向配設有一對也可 以。 如此,因在鐵構件突出於永久磁石的方向的凸部是接 鄰於往復動作的方向配設有一對,故在往復動作的任一方 向中可在凸部的端面有效地使吸引力作用。 再者,本發明的目的爲提供可有效地使用由永久磁石 所產生的磁通量於可動元件的移動,可使可動元件充分且 穩定使推力產生的線性致動器。 而且,爲了達成上述目的,本發明中的第五樣態的線 性致動器,具備:定子;具有鐵片,對該定子可往復動作 地配設的可動元件;在面對該鐵片且沿著該往復動作的方 向排列磁極的狀態下配設於該定子的永久磁石;配設於該 永久磁石的該往復動作的方向中的兩側的一對磁極構件; 以及配設於該定子的線圈,其特徵爲:該定子與該永久磁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16 - 1263391 A7 B7 五、發明説明(13) 石與該一對磁極構件具有對由該永久磁石的磁力形成的磁 通量環成爲磁阻的磁阻手段。 如此,因定子與永久磁石與一對磁極構件對由永久磁 石的磁力形成的磁通量環磁阻手段成爲磁阻,故可使在由 永久磁石產生的磁極構件與鐵片之間導入的磁通量數目增 加。 在上述線性致動器中,該磁阻手段爲配設於該磁極構 件與該定子之間的磁性的間隙也可以。 如此,因磁阻手段爲配設於該磁極構件與該定子之間 的磁性的間隙,故在定子與永久磁石與一對磁極構件對由 永久磁石的磁力形成的磁通量環可以簡單的構成配設磁阻 〇 在上述線性致動器中,該磁阻手段爲形成於該磁極構 件的該定子側的凹部也可以。 如此,因磁阻手段爲形成於磁極構件的定子側的凹部 ,故可直接固定磁極構件於定子,且在定子與永久磁石與 一對磁極構件對由永久磁石的磁力形成的磁通量環可配設 磁阻。 在上述線性致動器中,該磁阻手段爲形成於該磁極構 件的該定子側的孔部也可以。 如此,因磁阻手段爲形成於磁極構件的定子側的孔部 ,故可直接固定磁極構件於定子,且在定子與永久磁石與 一對磁極構件對由永久磁石的磁力形成的磁通量環可配設 磁阻。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 1263391 A7 B7 五、發明説明(14) 在上述線性致動器中,該磁阻手段是減少該磁極構件 的厚度該定子側左右而成。 如此,因磁阻手段是減少磁極構件的厚度定子側左右 而成,故可直接固定磁極構件於定子,且在定子與永久磁 石與一對磁極構件對由永久磁石的磁力形成的磁通量環可 配設磁阻。 在上述線性致動器中,在該定子該永久磁石以及該一 對磁極構件的組在該往復動作的方向配設有複數個,在該 可動元件該鐵片在該往復動作的方向配設有複數個也可以 〇 如此,因在定子永久磁石以及一對磁極構件的組在往 復動作的方向配設有複數個,在可動元件鐵片在往復動作 的方向配設有複數個,故可在可動元件使更大的推力產生 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第 的 明 1 發 明本 說示 單顯 簡是 之 1 式圖 圖 sf口 側 的 器 動 致 性 線 的 態 形 施 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的 量 通 磁 的 態 狀 的 圏 線 過 流 不 流 電 示 顯 線 鏈 画" 兩 以。 , 圖 圖態 面狀 剖磁 側的 的態 器狀 動的 致圈 性線 線過 的流 態向 形方 施一 實在 流 電 示 顯 線 鏈。 點圖 兩態 以狀 圖,的 圖 量 面通 第 的 明 發 本 示 顯 是 rnu 上幺 咅ir 側的 的態 器狀 動的 致圈 性線 線過 的流 態向 形方 施反 實在 .流 電 示 顯 線 鏈 點 兩 以 圖 , 圖 面 第 的 明 發 本 示 顯 是 I準 f榡 u豕 國 國 中 用 適 度 尺 張 一紙 本 |釐 公 8- 1263391 A7 B7 五、發明説明(15) 通量的狀態圖。 圖4是顯示本發明的第1實施形態的線性致動器的變形 例的側剖面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5是顯示本發明的第2實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 狀態圖。 圖6是顯不本發明的第3實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 狀態圖。 圖7是顯示本發明的第4實施形態的線性致動器的側剖 面圖。 圖8是顯示本發明的第5實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 狀態圖。 圖9是顯示本發明的第5實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流在一方向流過線圈的狀態的磁 通量的狀態圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 0是顯不本發明的第5實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圈的狀態的磁 通量的狀態圖。 圖11是顯不本發明的第5實施形態的線性致動器的變形 例的側剖面圖。 圖1 2是顯耶本發明的第6實施形態的線性致動器的側咅[J 面圖,以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -19- 1263391 A7 B7 五、發明説明(16) 狀態圖。 圖13是顯示本發明的第7實施形態的線性致動器的側剖 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 狀態圖。 圖1 4是顯示本發明的第7實施形態的線性致動器的側咅fj 面圖’以兩點鏈線顯示電流在一方向流過線圈的狀態的磁 通量的狀態圖。 圖15是顯示本發明的第7實施形態的線性致動器的側剖 ffi圖’以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圈的狀態的磁 通量的狀態圖。 圖16是顯示本發明的第7實施形態的線性致動器的變形 例的側剖面圖。 圖17是顯示本發明的第8實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 狀態圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 8是顯示本發明的第9實施形態的線性致動器的側剖 面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量的 狀態圖。 圖1 9是顯示本發明的第丨〇實施形態的線性致動器的側 剖面圖。 圖20是顯不本發明的第1丨實施形態的線性致動器的側 剖面圖。 圖21是顯示本發明的第丨2實施形態的線性致動器的側 剖面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) - 20· 1263391 A7 B7 五、發明説明(17) 的狀態圖。 圖22是顯示本發明的第丨2實施形態的線性致動器的側 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 剖面圖’以兩點鏈線顯示電流在一方向流過線圈的狀態的 磁通量的狀態圖。 圖23是顯示本發明的第丨2實施形態的線性致動器的側 剖面圖’以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圏的狀態的 磁通量的狀態圖。 圖24是顯示本發明的第丨3實施形態的線性致動器的正 剖面圖。 圖25是顯示本發明的第13實施形態的線性致動器的側 剖面圖’以兩點鏈線顯示電流不流過線圈時的磁通量的狀 態圖。 圖26疋頌示本發明的第丨3實施形態的線性致動器的側 剖面圖’以兩點鏈線顯示電流在一方向流過線圈時的磁通 量的狀態圖。 圖27是顯示本發明的第13實施形態的線性致動器的側 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 nJ面圖以兩點鏈線顯不電流在一方向流過線圈時的磁通 量的狀態圖。 圖28是顯示本發明的第13實施形態的線性致動器的側 nJ面圖以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圈時的磁通 量的狀態_。 ^ T 29是顯示本發明的第13實施形態的線性致動器的側 剖面圖,以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圈時的磁通 量的狀態_。
-21- 1263391 A7 B7 五、發明説明(18) 圖30是顯示本發明的第14實施形態的線性致動器的正 剖面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3 1是沿著顯示本發明的第丨4實施形態的線性致動器 的圖7所示的X - X線的剖面圖。 圖3 2是沿著顯示本發明的第丨5實施形態的線性致動器 的圖7所示的X-X線的剖面圖。 圖33是顯示本發明的第13實施形態的線性致動器的變 形例的正剖面圖。 圖34是顯示本發明的第13實施形態的線性致動器的變 形例的側剖面圖。 圖35是顯示本發明的第16實施形態的線性致動器的側 剖面圖。 圖3 6是顯示本發明的第1 6實施形態的線性致動器的側 剖面圖,以兩點鏈線顯示電流不流過線圈時的磁通量的狀 態圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3 7是顯不本發明的第1 6實施形態的線性致動器的側 剖面圖’以兩點鏈線顯不電流在一方向流過線圈時的磁通 量的狀態圖。 圖3 8是顯示本發明的第1 6實施形態的線性致動器的側 剖面圖’以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圈時的磁通 量的狀態圖。 圖39是顯示本發明的第1 6實施形態的線性致動器的變 形例的側剖面圖。 圖40是顯示本發明的第16實施形態的線性致動器的甘 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -22- 1263391 Α7 Β7 五、發明説明(19) 他變形例的側剖面圖。 圖41是顯示本發明的第16實施形態的線性致動器的另 外變形例的側剖面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖42是顯示本發明的第16實施形態的線性致動器的再 另外變形例的側剖面圖。 圖43是顯示包含本發明的第丨6實施形態的線性致動器 的線性馬達的側剖面圖。 圖44是顯示包含本發明的第丨6實施形態的線性致動器 的線性馬達的俯視圖。 圖45是顯示本發明的第丨7實施形態的線性致動器的側 淨J面Η ’以兩點鏈線顯示電流不流過線圏的狀態的磁通量 的狀態圖。 圖46是顯示本發明的第17實施形態的線性致動器的側 逆J面圖’以兩點鏈線顯示電流在一方向流過線圏的狀態的 磁通量的狀態_。 圖47是顯示本發明的第丨7實施形態的線性致動器的側 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 浮J面II ’以兩點鏈線顯示電流在反方向流過線圈的狀態的 磁通量的狀態圖。 _ 48是_示本發明的第丨8實施形態的線性致動器的側 nJ面11以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量 的狀態圖。 圖49是顯示本發明的第1 8實施形態的線性致動器的俯 視圖 ® 5()是_示本發明的第19實施形態的線性致動器的側 (210X297公釐) -23- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(20) 剖面圖,以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量 的狀態圖。 圖5 1是顯示本發明的第20實施形態的線性致動器的側 剖面圖,以兩點鏈線顯示電流不流過線圏的狀態的磁通量 的狀態圖。 圖52是顯示本發明的第21實施形態的線性致動器的側 剖面圖,以兩點鏈線顯示電流不流過線圈的狀態的磁通量 的狀態圖。 圖53是顯示本發明的第22實施形態的線性致動器的側 剖面圖。 圖54是顯示本發明的第23實施形態的線性致動器的側 剖面圖。 圖55是顯示本發明的第14實施形態的線性致動器的變 形例的正剖面圖。 圖56是僅顯示本發明的第14實施形態的線性致動器的 變形例中的定子的正剖面圖。 【符號說明】 11、 111、211、251、251A、311、411:線性致動器 12、 112、212、252、252A、312、412:軛鐵(定子) 13、 113、213、25 3、313、413:可動元件 1 4、3 7、4 5、1 1 4、1 1 5、1 3 6、1 3 7、3 1 5、4 1 4:永久磁 石 14a、 37a、 45a、 114a、 115a、 136a、 137a、 214a、 215a (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -24- 1263391 A7 B7 五、發明説明(21 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、216a、217a、254a、255a、256a、257a、414a: N 極(磁極) 14b、37b、45b、114b、115b、136b、137b、214b、215b 、216b、217b、254b、25 5b、25 6b、257b、414b: S 極(磁極) 15、116、218、25 8、318、415:線圈 19、39、40、46、47、1 19、422、42 3:內部磁極(磁性 構件) 22、23、122、422、423:外部磁極(磁性構件) 28、128:球形軸襯 32、132、432:鐵片 214、215、254、254A、255:永久磁石(第一的一對永 久磁石) 216、217、256、256A、257:永久磁石(第二的一對永 久磁石) 272:鐵構件 280:凸部 3 14:永久磁石(第一的一對永久磁石的一方) 315A:永久磁石(第一的一對永久磁石的他方) 315B:永久磁石(第二的一對永久磁石的一方) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1 6:永久磁石(第二的一對永久磁石的他方) 324:空氣間隙(磁性的間隙) 3 27:第一區域(第一的一對永久磁石的一方) 3 28:第二區域(第二的一對永久磁石的他方) 330、331:凸部 450:間隙(磁阻手段) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -25- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(22) 452:凹部(磁阻手段) 453:孔部(磁阻手段) 【較佳實施例之詳細說明】 以下參照圖1〜圖4說明本發明的第1實施形態的線性致 動器。 第1實施形態的線性致動器1 1具備軛鐵(定子)1 2,與可 往復動作地配設於此軛鐵1 2的可動元件1 3,與固定於軛鐵 12的永久磁石14,與固定於軛鐵12的線圈15。 上述軛鐵1 2具有圓筒狀的外圓筒部1 7,與配設於此外 圓筒部17的軸線方向中的一端側的薄板環狀的底板部18, 與在此底板部1 8的內側部分沿著軸線方向突出於與外圓筒 部17相同側的環狀的連結部20,與在此連結部20與外圓筒 部Π構成同軸而配設的圓筒狀的內部磁極(磁極構件)19。 具有外圓筒部1 7、底板部1 8、連結部20以及內部磁極1 9 的軛鐵1 2是由共通的磁性材料的燒結材一體成形。 上述線圈15呈環狀,在軛鐵12的底板部18與外圓筒部17 的邊界的角部內側與軛鐵1 2構成同軸而固定。 上述永久磁石14爲其兩磁極即N極14a與S極14b排列 於軸線方向的薄板環狀,由肥粒鐵(Ferdte)磁石構成。在此 永久磁石14的軸線方向中的兩側,在軸線方向呈略圓筒狀 而突出的突出部21是形成於內徑側的剖面L形狀的環狀的 外部磁極(磁極構件)22以及外部磁極(磁極構件)23使互相的 突出部21突出於相反方向而配置。這些一對外部磁極22以 及外部磁極23也由燒結材構成。而且,如此在以環狀的外 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -26- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(23) 部磁極2 2、2 3夾住永久磁石1 4的磁極1 4 a、1 4 b的排列方向 中的兩側的狀態下’藉由這些永久磁石14以及一對外部磁 極22、23被壓入軛鐵12的外圓筒部17的內側,使這些永久磁 石1 4以及一對外部磁極2 2、2 3在軛鐵1 2的外徑側被固定於與 軛鐵1 2同軸。 在此固定狀態下,永久磁石14其N極14a配置於底板部 1 8側,並且一方的外部磁極22在軸線方向中成爲與線圈1 5 接鄰的狀態。而且,在此固定狀態下,永久磁石14以及一 對外部磁極22、23全體在軛鐵12的圓筒狀的內部磁極19的外 側與其構成同軸,而且,成爲配合此內部磁極1 9與軸線方 向的位置以及長度而配置,在與此內部磁極19之間形成環 狀的間隙部25。 在軛鐵12的內部磁極19的內周側,可移動軸26於軸線 方向藉由軸襯(Bush)27支持的球形軸襯28在該軸襯27中被固 定於同軸。而且在可移動地保持於此軸襯27的軸26固定有 上述可動元件13。而且,對固定於軛鐵12的軸襯27軸26與可 動元件1 3沿著軸線方向一體地往復動作。 可動元件1 3具有固定於軸26的略圓板狀的基部30,與 在以此基部30固定於軸26的狀態下用以進入上述環狀的間 隙部25而配設的圓筒部3 1,與作爲在對此圓筒部3 1的基部30 相反側構成同軸同徑而被固定的圓筒狀的可動磁極的鐵片 32。據此,可動元件13的鐵片32成爲在環狀的間隙部25內配 置於同軸,令其軸線方向中的中央位置與永久磁石14的軸 線方向中的中央位置大致一致而配置。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27- 1263391 A7 B7 五、發明説明(24) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述可動元件13其基部30與圓筒部31由非磁性材料的 工程塑膠等的合成樹脂構成,鐵片32由未被磁化的磁性材 料構成,由燒結材構成。可動元件1 3是令鐵片3 2爲軸襯的 合成樹脂的插入成形而形成。 而且,以上的結果可動元件13具有鐵片32沿著軸線方 向(各圖面中的左右方向)可往復動作而支持於軛鐵12,在永 久磁石14面對可動元件13的鐵片32的外徑側的狀態下,而 且在沿著可動元件13的往復動作的方向排列磁極14a、14b 的狀態下被固定於軛鐵12。而且,成爲在可動元件13的往 復動作的方向中的永久磁石14的兩側配設有一對外部磁極 22、23,在軛鐵12—體成形有在鐵片32與永久磁石14在相反 側面對的內部磁極1 9。再者,永久磁石14以及一對外部磁 極22、23的組對鐵片32僅配設於一側,具體上對圓筒狀的 鐵片32僅配設於半徑方向外側。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述構造的線性致動器1 1中,若使交流電流(正弦波 電流、矩形波電流)流過線圏1 5的話,在預定方向的電流流 過線圏1 5的狀態下,如在圖2以兩點鏈線所顯示的,磁通量 藉由在永久磁石1 4由S極1 4b導入N極1 4a側,成爲形成軛 鐵1 2的外圓筒部1 7、外部磁極2 3、永久磁石14、外部磁極2 2 、可動元件1 3的鐵片3 2、軛鐵1 2的內部磁極1 9、連結部20、 底板部1 8、外圓同部1 7的順序的砲通量環,其結果可動元 件1 3對朝外部磁極22側移動的方向施加力ρ而移動於此方 向。另一方面,在與上述預定方向反方向的電流流過線圏 1 5的狀態下’如在圖3以兩點鏈線所顯示的,磁通量藉由在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -28- 1263391 A7 B7 五、發明説明(25) 永久磁石1 4由S極1 4b導入N極1 4a側,成爲形成軛鐵1 2的 外圓筒部1 7、底板部1 8、連結部20、內部磁極1 9、可動元件 1 3的鐵片3 2 '外部磁極23、永久磁石1 4、外部磁極22、外圓 筒部1 7的順序的磁通量環,其結果可動元件1 3對朝相反的 外部磁極23側移動的方向施加力F而移動於此方向。 藉由由交流電流產生的流向線圈1 5的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件1 3對軛鐵1 2往復動 作於軸線方向。 如果依照以上所述的第1實施形態的線性致動器11 ’在 可動元件13配設鐵片32,並且在面對此鐵片32的狀態下配 設永久磁石1 4於軛鐵1 2,再者配設線圈1 5於軛鐵1 2,藉由軛 鐵12側的電流方向變化的線圈15與永久磁石14使通過鐵片32 的磁通量移動,據此,使鐵片32即可動元件13往復動作。 如此,因線圏1 5配設於軛鐵1 2而非可動元件1 3側,故 無須饋電於可動元件1 3側,消除移動的可動元件1 3在到線 圈1 5的饋電線使斷線發生。因此,可提高對連續運轉等的 可靠度。 而且,因永久磁石14也配設於軛鐵12而非可動元件13 側,故爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的情形 下即使永久磁石1 4的重量增大也無可動元件1 3的重量增加 。因此,可容易謀求性能提高(推力提高)。除此之外,在謀 求間隙部25的磁通量密度提高的情形於徑向擴大磁石尺寸 的話佳,對間隙部25不影響(無間隙部25擴大的情形),謀求 性能提高使設計自由度提高。而且,因永久磁石14在間隙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
OQ 1263391 A7 B7 五、發明説明(26) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 部25消失,故間隙部25變成鐵心彼此的對向’磁路長度變 短,電磁石起磁力可減小,效率變高。此外’因使用永久 磁石14故磁路的線形性佳。 此外,因在可動元件1 3無磁石’故無須對可動元件1 3 的起磁作業,而且,因在可動元件1 3的製造時在鐵片3 2吸 引力未作用,故可動元件1 3的一體成形容易。因此,製造 容易可謀求成本降低。而且,藉由令鐵片3 2爲軸襯的合成 樹脂的插入成形而製造可動元件1 3的話’因此可動元件1 3 無磁石,故後加工爲可能,此外,因在間隙部2 5也無磁石 ,故後加工爲可能,可提高線性致動器11的同軸同心度的 精度。其結果可減輕施加於軸承即球形軸襯28的負擔’可 增長其壽命。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此處,具體上若軛鐵1 2側的線圏1 5的電流方向交互地 變化的話,變成外部磁極22、23交互地改變對中介配置於 沿著可動元件1 3的往復動作的方向排列磁極14a、1 4b的永 久磁石14的兩側的外部磁極22、23的鐵片32的磁通量的導入 側,其結果使鐵片32即可動元件13往復動作。因此,可以 簡易的構成使可動元件1 3往復動作,使製造容易’可更謀 求成本降低。 而且,因永久磁石14以及一對外部磁極22、23的組對 鐵片32僅配設於一側,故全體可輕量化。 而且,因永久磁石14以及一對外部磁極22、23的組對 圓筒狀的鐵片3 2僅配設於半徑方向外側’故可減小鐵片3 2 即可動元件1 3的半徑,因此,特別是可謀求可動元件1 3的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -30- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(27) 輕量化。 再者,在鐵片3 2與永久磁石1 4在相反側面對的內部磁 極1 9因一體成形於軛鐵1 2,故無在分別製造這些構件後使 其接合等。因此,製造更容易。 此外,因可動元件13是藉由令鐵片32爲軸襯的合成樹 脂的插入成形而形成,故可容易且輕量地形成包含鐵片32 的可動元件1 3。 再者,因可動元件1 3中介球形軸襯28支持於軛鐵1 2, 故可正確地使可動元件1 3往復動作。 此外,因以燒結材形成軛鐵1 2,故可謀求成本降低或 性能(鐵損降低)提高,可提高機械強度。即使以壓粉鐵心形 成軛鐵1 2也能得到同樣的效果。 此外,可動元件1 3的基部30以及圓筒部3 1若爲非磁性 材料則不以合成樹脂而以銘鑄模鑄造(A1 u m i n u m d i e c a s t i n g) 或非磁性不銹鋼等形成也可以,此情形有可提高剛性的優 點。但是,以合成樹脂形成者由輕量化的觀點更佳。 而且,永久磁石14除了上述肥粒鐵磁石外使用銨、衫 、鈷等的稀土類系的元素,或使用塑膠磁石也可能,惟使 用肥粒鐵磁石由成本降低的觀點更佳。 此外,可動元件1 3的軸承除了球形軸襯外使用空氣軸 承(氣體軸承)或滑動軸承等也可以。但是,使用球形軸襯28 因可正確地使可動元件1 3往復動作,故更佳。 再者,此線性致動器11對可動部組裝彈簧或以與放置 在外部的彈簧的倂用使其共振而使用者爲一般,惟當然也 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -31- 1263391 A7 B7 五、發明説明(28) 能依照原樣使用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且,在此線性致動器11配設檢測位置、速度等的感 測器’藉由進行閉環控制可當作速度或位置的控制爲可能 的線性伺服致動器(L i n e a r s e r v 〇 a c t u a t 〇 r)而利用。 再者’爲了位移特性等的性能改善,對內部磁極1 9或 外部磁極2 2、2 3的端部實施倒角等也可以。 此外,內部磁極19、外部磁極22、23、鐵片32除了燒結 材以外’爲了高速運轉時的鐵損降低,令這些材料爲電氣 鐵板的疊層構造也可以。 再者,如在圖4以實線顯示外部磁極22、23,以未形成 有突出部的短圓筒狀也可以,而且,如在圖4以虛線顯示的 ’配設突出部21於內徑以及外形側的兩側也可以。此外, 如圖4所示令可動元件π爲對軛鐵12不以球形軸襯28等支持 的構造也可以。 其次,以下參照圖5說明本發明的第2實施形態的線性 致動器。此外,對與第1實施形態同樣的部分附加同一符號 省略其說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第2實施形態的線性致動器丨1在軛鐵1 2的徑方向內側取 代連結部20以及內部磁極1 9,一體配設構成與外圓筒部1 7 同軸的內圓筒部3 5。而且,除了外部側外內部側也在軛鐵 1 2的底板部1 8與內圓筒部3 5的邊界的角部內側與軛鐵1 2構成 同軸而固定環狀的線圈3 6。 此外,除了外部側外在內部側也配設由兩磁極即N極 3 7 a與S極3 7 b排列於軸線方向的薄板環狀的肥粒鐵磁石等 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32- 1263391 A7 B7 五、發明説明(29) 構成的永久磁石3 7,與在外徑側形成形成有突出於軸線方 向的突出部38的剖面L形狀,在永久磁石37的軸線方向中 的兩側互相使突出部38突出於相反方向而配置的一對環狀 的燒結材構成的內部磁極(磁極構件)3 9以及內部磁極(磁極 構件)40。這些永久磁石37以及一對內部磁極39、40在以環 狀的內部磁極39、40夾住永久磁石37的磁極37a、37b的排 列方向中的兩側的狀態下,藉由壓入軛鐵12的內圓筒部35 的外部側而固定於與軛鐵12同軸。 在此固定狀態下,永久磁石37其S極37b配置於底板部 18側,並且一方的內部磁極39在軸線方向中成爲與線圏36 接鄰的狀態。而且,在此固定狀態下,永久磁石37以及一 對內部磁極39、40全體在永久磁石14以及一對外部磁極22、 2 3的內側與其構成同軸而配置,而且,永久磁石3 7與外部 側的永久磁石14,內部磁極39與外部磁極22,內部磁極40與 外部磁極23,線圈36也與外部側的線圈15分別使軸線方向 的位置以及長度一致。而且,在永久磁石37以及一對內部 磁極39、40與永久磁石14以及一對外部磁極22、23之間形成 有環狀的間隙部25。 而且,在軛鐵1 2的內圓筒部3 5的內周側,可移動軸2 6 於軸線方向藉由軸襯27支持的球形軸襯28在該軸襯27中被 固定於同軸。而且固定於球形軸襯2 8的軸2 6的可動元件1 3 在永久磁石1 4以及一*對外部te極2 2、2 3與永久磁石3 7以及一* 對外部磁極39、40之間的環狀的間隙部25,與第1實施形態 一樣地配置作爲圓筒狀的可動磁極的鐵片32。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- 1263391 A7 B7 五、發明説明(3〇) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以上第2實施形態的線性致動器丨1也能完成與第1實施 形態同樣的功效,而且,永久磁石1 4以及一對外部磁極2 2 、23的組與永久磁石37以及一對內部磁極39、40的組因中介 鐵片32配設於兩側,故可得到更強力的永久磁石的磁場與 由電流所產生的起磁力。 其次,以下參照圖6說明本發明的第3實施形態的線性 致動器。此外,對與第1實施形態同樣的部分附加同一符號 省略其說明。 第3實施形態的線性致動器1 1在軛鐵1 2的徑方向內側取 代連結部20以及內部磁極1 9,一體配設構成與外圓筒部1 7 同軸的內圓筒部44。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且,除了外部側外內部側也配設由兩磁極即N極4 5 a 與S極45b排列於軸線方向的薄板環狀的肥粒鐵磁石等構成 的永久磁石45,與呈圓筒狀,由配置於永久磁石45的軸線 方向中的兩側的一對燒結材構成的內部磁極(磁極構件)46以 及內部磁極(磁極構件)47。這些永久磁石45以及一對內部磁 極46、47在以圓筒狀的內部磁極46、47夾住永久磁石45的磁 極45a、45b的排列方向中的兩側的狀態下,藉由壓入軛鐵 12的內圓筒部44的外部側而固定於與軛鐵12同軸。 在此固定狀態下,永久磁石45其S極45b配置於底板部 1 8側。而且,在此固定狀態下,永久磁石45以及一對內部 磁極46、47全體在永久磁石14以及一對外部磁極22、23的內 側與其構成同軸而配置,而且,永久磁石45與外部側的永 久磁石14,內部磁極46與外部磁極22’內部磁極47與外部磁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -34- 1263391 A7 B7 五、發明説明(31) 極2 3,分別使軸線方向的位置以及長度一致。而且,在永 久磁石14以及一對外部磁極22、23與永久磁石45以及一對內 部磁極46、47之間形成有環狀的間隙部25。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且,在軛鐵1 2的內圓筒部44的內周側,可移動軸26 於軸線方向藉由軸襯27支持的球形軸襯28在該軸襯27中被 固定於同軸。而且固定於球形軸襯28的軸26的可動元件1 3 在永久磁石14以及一對外部磁極22、23與永久磁石45以及一 對內部磁極46、47之間的環狀的間隙部25,與第1實施形態 一樣地配置作爲圓筒狀的可動磁極的鐵片32。此外,此情 形內部側的永久磁石45適合稀土類系的磁石。 以上第3實施形態的線性致動器11也能完成與第1實施 形態同樣的功效,而且,永久磁石14以及一對外部磁極22 、23的組與永久磁石45以及一對內部磁極46、47的組因中介 鐵片32配設於兩側,故可得到更強力的永久磁石的磁場與 由電流所產生的起磁力。 其次,以下參照圖7說明本發明的第4實施形態的線性 致動器。此外,對與第1實施形態同樣的部分附加同一符號 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 省略其說明。 第4實施形態的線性致動器1 1在軛鐵1 2的徑方向內側取 代連結部20以及內部磁極1 9,一體配設構成與外圓筒部1 7 同軸的內圓筒部35。而且,取代外部側在內部側於軛鐵12 的底板部18與內圓筒部35的邊界的角部內側與軛鐵12構成 同軸而固定環狀的線圏3 6。 而且,取代外部側內部側也配設由兩磁極即N極37a與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35- 1263391 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明(32) S極37b排列於軸線方向的薄板環狀的肥粒鐵磁石等構成的 永久磁石3 7,與在外徑側呈形成有突出於軸線方向的突出 部38的剖面L形狀,由在永久磁石37的軸線方向中的兩側 ,互相使突出部3 8突出於相反方向而配置的一對的環狀燒 結材構成的內部磁極(磁極構件)39以及內部磁極(磁極構件 )40。這些永久磁石37以及一對內部磁極39、40爲以環狀的 內部磁極39、40夾住永久磁石37的磁極37a、37b的排列方 向中的兩側的狀態下,藉由壓入軛鐵1 2的內圓筒部3 5的外 部側而固定於與軛鐵12同軸。 在此固定狀態下,永久磁石37其S極37b配置於底板部 18側,並且一方的內部磁極39在軸線方向中成爲與線圏36 接鄰的狀態。而且,在永久磁石37以及一對內部磁極39、 4〇與外圓筒部1 7之間形成有環狀的間隙部25。 而且,在軛鐵1 2的內圓筒部35的內周側,可移動軸26 於軸線方向藉由軸襯27支持的球形軸襯28在該軸襯27中被 固定於同軸。而且固定於球形軸襯28的軸26的可動元件1 3 在永久磁石37以及一對內部磁極39、40與外圓筒部17之間的 環狀的間隙部25,與第1實施形態一樣地配置作爲圓筒狀的 可動磁極的鐵片32。其結果永久磁石37以及一對內部磁極 39、40的組對圓筒狀的鐵片32僅配設於半徑方向內側。 以上第4實施形態的線性致動器11也能完成與第1實施 形態同樣的功效,而且,因永久磁石37以及一對內部磁極 39、40的組對鐵片32僅配設於半徑方向內側,故可減小永 久磁石37以及一對內部磁極39、40的半徑,故可使這些構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -36- 1263391 A7 B7 五、發明説明(33) 件輕量化’可謀求作爲全體的輕量化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次’以下參照圖8〜圖1 1以與第1實施形態不同的部分 爲中心說明本發明的第5實施形態的線性致動器。此外,對 與第1實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第5實施形態中永久磁石丨4以及一對外部磁極22、23 的組在可動元件1 3的往復動作的方向即軸線方向配設有複 數組具體爲兩組,而且,軛鐵1 2的外圓筒部1 7與兩組外部 磁極22、23爲共通的磁性材料的燒結材藉由燒結一體成形 〇 但是’相鄰的永久磁石14彼此爲互相使磁極的方向不 同。具體上底板部1 8側的永久磁石1 4是將N極1 4a配置於底 板部1 8側,並且將S極14b配置於對底板部1 8相反側,對底 板部18相反側的永久磁石14配置N極14a於對底板部18相反 側,並且配置S極14b於底板部1 8側。 而且,一方的鐵片32是面對永久磁石14以及一對外部 磁極22、23的一方的組而配設,他方的鐵片32是面對永久 磁石14以及一對外部磁極2 2、2 3的他方的組而配設。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,在成爲永久磁石14以及一對外部磁極22、23的 各組之間的位置,即對底板部1 8側的外部磁極22、23的組 之中的底板部1 8相反側的外部磁極23,與對底板部1 8相反 側的外部磁極22、23的組之中的底板部18側的外部磁極22之 間配置有線圈1 5。 再者,在內部磁極19的外徑側在可動元件1 3的往復動 作的方向中的兩永久磁石14彼此之間的位置,成爲外部磁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -37- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(34) 極22、23的各組之間的位置形成有進一步凹陷的環狀溝槽 部60。此外,球形軸襯28具有複數個具體爲兩個軸襯27。 在第5實施形態中,若使交流電流(正弦波電流、矩形 波電流)流過線圈1 6的話,在預定方向的電流流過線圈1 6的 狀態下,如在圖9以兩點鏈線所顯不的,磁通量成爲形成軛 鐵12的外圓筒部17、對底板部18相反側的外部磁極22、23的 組之中的底板部18側的外部磁極22、兩永久磁石14之中對 底板部18相反側的永久磁石14、對底板部18相反側的外部 磁極22、23的組之中對底板部1 8相反側的外部磁極23、對可 動元件1 3的底板部1 8相反側的鐵片32、軛鐵1 2的內部磁極1 9 、可動元件13的底板部18側的鐵片32、底板部18側的外部磁 極22、23的組之中對底板部1 8相反側的外部磁極23、兩永久 磁石14之中底板部1 8側的永久磁石14、底板部1 8側的外部磁 極22、23的組之中底板部18側的外部磁極22、外圓筒部17的 順序的磁通量環,其結果可動元件1 3在對底板部1 8朝相反 側移動的方向施加力而移動於此方向。另一方面,在與上 述預定方向反方向的電流流過線圈1 6的狀態下,如在圖1 0 以兩點鏈線所顯示的,磁通量成爲形成軛鐵1 2的外圓筒部 1 7、對底板部1 8側的外部磁極22、23的組之中對底板部1 8相 反側的外部磁極23、兩永久磁石14之中對底板部18側的永 久磁石1 4、底板部1 8側的外部磁極22、23的組之中底板部1 8 側的外部磁極22、可動元件13的底板部18側的鐵片32、軛鐵 1 2的內部磁極1 9、對可動元件1 3的底板部1 8相反側的鐵片3 2 、對底板部1 8相反側的外部磁極22、23的組之中底板部1 8側 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -38- 1263391 A7 B7 五、發明説明(35) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的外邰磁極2 2、兩永久磁石1 4之中對底板部1 8相反側的永 久磁石1 4、對底板部1 8相反側的外部磁極2 2、2 3的組之中對 底板部1 8相反側的外部磁極23、外圓筒部1 7的順序的磁通 量環’其結果可動元件1 3在對朝底板部1 8側移動的方向施 加力而移動於此方向。 藉由由交流電流產生的流向線圏1 6的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件1 3對軛鐵1 2往復動 作於軸線方向。 如果依照這種第5實施形態,因在軛鐵12永久磁石14以 及外部磁極22、23的組配設複數組於可動元件1 3的往復動 作的方向,在可動元件13配設複數組鐵片32於可動元件13 的往復動作的方向,故在可動元件1 3可使更大的推力產生 〇 而且,因在內部磁極1 9的外徑側於可動元件1 3的往復 動作的方向中的兩永久磁石1 4彼此之間的位置形成有進一 步凹陷的環狀溝槽部60,故在可動元件1 3可使更大的推力 產生。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,如圖11所示與外圓筒部1 7不同地形成外部磁極 22、23,用以壓入永久磁石14以及外圓筒部17也可以。 而且在第5實施形態,配設第1實施形態的永久磁石14 以及一對外部磁極22、23的組複數組於可動元件1 3的往復 動作的方向,並且雖然以在可動元件1 3配設複數組鐵片3 2 於往復動作的方向的情形爲例子來說明’惟也能配設第2實 施形態的永久磁石1 4、3 7、外部磁極2 2、2 3以及內部磁極3 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公羞) 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(36) 、4 0的組於可動元件1 3的往復動作的方向,並且在可動元 件1 3配設複數組鐵片3 2於往復動作的方向,或配設第3實施 形態的一對永久磁石14、45、外部磁極22、23以及內部磁極 4 6、4 7的組於可動兀件1 3的往復動作的方向,並且在可動 元件1 3配設複數組鐵片32於往復動作的方向,或配設第4實 施形態的一對永久磁石3 7以及內部磁極39、40的組於可動 元件1 3的往復動作的方向,並且在可動元件1 3配設複數組 鐵片3 2於往復動作的方向。 其次,以下參照圖1 2以與第5實施形態不同的部分爲中 心說明本發明的第6實施形態的線性致動器。此外,對與第 5實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第6實施形態中針對配設複數組於可動元件1 3的往復 動作的方向的永久磁石14以及一對外部磁極22、23的各組 ’分別令外部fe極2 2、2 3的外徑比永久磁石1 4的外徑還小 ,其結果在外部磁極22與軛鐵1 2的外圓筒部1 7之間與外部 磁極23與軛鐵12的外圓筒部17之間,分別在軛鐵12的外圓筒 部17與永久磁石14與一對外部磁極22、23形成有對由永久磁 石1 4的磁力形成的磁通量環作爲成爲磁阻的磁阻手段的環 狀間隙(磁氣的間隙)50。 如果依照這種第6實施形態,因在軛鐵1 2的外圓筒部1 7 與永久磁石1 4與一對外部磁極2 2、2 3形成有對由永久磁石1 4 的磁力形成的磁通量環間隙50成爲磁阻,故可使由永久磁 石14產生在外部磁極22、23與鐵片32之間導入的磁通量數目 增加。因此,可有效地使用由永久磁石14所產生的磁通量 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -40- 1263391 A7 B7 五、發明説明(37) 於鐵片3 2即可動元件1 3的移動,可使可動元件丨3充分且穩 定使推力產生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,間隙50因是在外部磁極22、23與軛鐵12的外圓筒 部1 7之間設置磁氣的間隙的話佳,故以空氣間隙或非磁性 的間隔物(Spacer)也可以。在外部磁極22、23與外圓筒部17 之間磁氣的間隙若用以中介非磁性的間隔物的話,可藉由 間隔物機械地固疋外部磁極2 2、2 3於外圓筒部1 7。此間隔 物可由塑膠、鋁、不銹鋼、銅等形成。 以下參照圖1 3〜圖1 6說明本發明的第7實施形態的線性 致動器。 第7實施形態的線性致動器1 11具備軛鐵(定子)丨丨2,與 可往復動作地配設於此軛鐵1 1 2的可動元件1 1 3,與固定於 軛鐵112的一對永久磁石114、115,與固定於軛鐵112的線圈 116 ° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述軛鐵11 2具有圓筒狀的外圓筒部11 7,與配設於此 外圓筒部11 7的軸線方向中的一端側的薄板環狀的底板部 11 8,與在此底板部11 8的內側部分沿著軸線方向突出於與 外圓筒部1 1 7相同側的環狀的連結部1 20,與在此連結部1 20 與外圓筒部11 7構成同軸而配設的圓筒狀的內部磁極(磁極構 件)11 9。 具有外圓筒部117、底板部118、連結部120以及內部磁 極119的軛鐵112是由共通的磁性材料的燒結體一體成形。 上述線圈1 1 6呈環狀,在軛鐵1 1 2的底板部1 1 8與外圓筒 部117的邊界的角部內側與軛鐵112構成同軸而固定。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 - 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(38) 上述永久磁石114、115是由呈同軸同徑同長的圓筒狀 的肥粒鐵磁石構成,在互相接鄰於軸線方向的狀態下排列 。此處,這些永久磁石114、115也爲在與軸線方向直交的 方向排列磁極的徑向非等向性,使互相的磁極的排列相反 。具體上,一方的永久磁石114其N極114a配置於外徑側, S極1 1 4b配置於內徑側,他方的永久磁石1 1 5其N極1 1 5a配 置於內徑側,S極1 1 5b配置於外徑側。在這些永久磁石1 1 4 、1 1 5的半徑方向中的外部側,由在內徑側形成有於軸線方 向呈略圓筒狀而突出的突出部121的剖面L形狀的環狀的燒 結材構成的外部磁極(磁極構件)122是用以在其內徑側保持 永久磁石1 1 4、11 5而配設。如此,保持永久磁石1 14、11 5的 狀態的外部磁極1 22藉由在其外徑側被壓入軛鐵11 2的外圓 筒部117的內部側,使這些永久磁石114、11 5以及外部磁極 122被固定於與軛鐵112同軸。 在此固定狀態下,永久磁石114、115被配置於軛鐵112 的半徑方向中的中間位置,一方的永久磁石11 4被配置於底 板部11 8側,他方的永久磁石11 5被配置於對底板部11 8相反 側,並且成爲在外部磁極122線圈1 16於軸線方向中接鄰的 狀態。在此固定狀態下,永久磁石114、115全體在軛鐵112 的圓筒狀的內部磁極11 9的外側與其構成同軸,而且,全體 成爲配合軛鐵11 2的圚筒狀的內部磁極11 9與軸線方向的位 置以及長度而配置,在與此內部磁極11 9之間形成環狀的間 隙部125。 在軛鐵112的內部磁極119的內周側,可移動軸126於軸 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ 297公釐) -42- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(39) 線方向藉由軸襯127支持的球形軸襯128在該軸襯127中被固 定於同軸。而且在可移動地保持於此軸襯1 27的軸1 26固定 有上述可動元件1 1 3。而且,對固定於軛鐵Π 2的軸襯1 2 7軸 1 26與可動元件11 3沿著軸線方向一體地往復動作。 可動元件1 1 3具有固定於軸1 26的略圓板狀的基部1 30, 與在以此基部1 30固定於軸1 26的狀態下用以進入上述環狀 的間隙部1 25而配設的圓筒部1 3 1 ’與作爲在對此圓筒部1 3 1 的基部1 3 0相反側構成同軸同徑而被固定的圓筒狀的可動磁 極的鐵片1 32。據此,可動元件11 3的鐵片1 32成爲在環狀的 間隙部1 25內配置於同軸,令其軸線方向中的中央位置與永 久磁石114的軸線方向中的中央位置大致一致而配置。 上述可動元件113其基部130與圓筒部131由非磁性材料 的工程塑膠等的合成樹脂構成,鐵片1 32由未被磁化的磁性 材料構成,由燒結材構成。可動元件113是令鐵片132爲軸 襯的合成樹脂的插入成形而形成。 而且,以上的結果可動元件113具有鐵片132沿著軸線 方向(各圖面中的左右方向)可往復動作而支持於軛鐵11 2, 一對永久磁石114、115在互相接鄰於可動元件113的往復動 作的方向的狀態下面對可動元件11 3的鐵片1 32的外徑側, 而且在與前述往復動作的方向直交排列磁極且使互相的磁 極的排列相反的狀態下被固定於軛鐵11 2。而且,成爲在可 動元件11 3的外徑側配設有外部磁極1 22,在軛鐵1 1 2—體成 形有在鐵片1 3 2與永久磁石114、11 5在相反側面對的內部磁 極119。而且,一對永久磁石114、115對鐵片132僅配設於一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) - 43- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(4〇) 側,具體上對圓筒狀的鐵片1 3 2僅配設於半徑方向外側。再: 者,線圏116配設於比圓筒狀的鐵片132以及一對永久磁石 Π4、115還靠半徑方向外側。 在上述構造的線性致動器1 1 1中,若使交流電流(正弦波 電流、矩形波電流)流過線圈1 1 6的話,在預定方向的電流流 過線圏1 1 6的狀態下,如在圖1 4以兩點鏈線所顯示的,磁通 量藉由在永久磁石115由S極115b導入N極115a側,成爲 形成軛鐵1 12的外圓筒部117、外部磁極122、永久磁石丨15、 可動元件1 1 3的鐵片1 32、軛鐵11 2的內部磁極11 9、連結部 1 20、底板部1 1 8、外圓筒部1 17的順序的磁通量環,其結果 可動元件113對朝永久磁石115側移動的方向施加力F而移 動於此方向。另一方面,在與上述預定方向反方向的電流 流過線圈116的狀態下,如在圖15以兩點鏈線所顯示的,磁 通量藉由在永久磁石1 14由S極1 14b導入N極1 14a側,成 爲形成軛鐵1 1 2的外圓筒部1 1 7、底板部1 1 8、連結部1 20、內 部磁極119、可動元件113的鐵片132、永久磁石114、外部磁 極1 22、外圓筒部11 7的順序的磁通量環,其結果可動元件 1 1 3對朝相反的永久磁石1 1 4側移動的方向施加力F而移動 於此方向。 藉由由交流電流產生的流向線圈1 1 6的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件113對軛鐵112往復 動作於軸線方向。 如果依照以上所述的第7實施形態的線性致動器111, 因在可動元件1 1 3配設鐵片1 3 2,並且配設線圈11 6於軛鐵11 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -44- 1263391 A7 B7 五、發明説明(41) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ’再者在接鄰於可動元件11 3的往復動作的方向的狀態下面 對鐵片1 3 2且在與往復動作的方向直交排列磁極且使互相的 磁極的排列相反的狀態下配設一對永久磁石1 1 4、1 1 5於軛 鐵1 1 2,故若軛鐵1 1 2側的線圏1 1 6的電流的方向交互變化的 話,在一對永久磁石1 1 4、1 1 5中變成磁通量交互通過,以 一對永久磁石1 14、115交互改變對鐵片132導入磁通量側, 使鐵片1 3 2即可動元件1 1 3往復動作。其結果可以簡易的構 成使可動元件113往復動作。 如此,因線圏116配設於軛鐵112而非可動元件113側, 故無須饋電於可動元件11 3側,消除移動的可動元件11 3在 到線圈11 6的饋電線使斷線發生。因此,可提高對連續運轉 等的可靠度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且,因永久磁石114、115也配設於軛鐵112而非可動 兀件1 1 3側,故爲了 3某求性能提局在想得到局的fe通量治度 的情形下即使永久磁石114、11 5的重量增大也無可動元件 1 1 3的重量增加。因此,可容易謀求性能提高(推力提高)° 除此之外,在謀求間隙部1 25的磁通量密度提高的情形於徑 向擴大磁石尺寸的話佳,對間隙部125不影響(無間隙部125 擴大的情形),謀求性能提高使設計自由度提高。 此外,因在可動元件11 3無磁石,故無須對可動元件 1 1 3的起磁作業,而且,因在可動元件11 3的製造時在鐵片 132吸引力未作用,故可動元件113的一體成形容易。因此 ,製造容易可謀求成本降低。而且,藉由令鐵片132爲軸襯 的合成樹脂的插入成形而製造可動兀件11 3的話’因此可動 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公t ) -45- 1263391 A7 B7 五、發明説明(42) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 元件1 1 3無磁石,故後加工爲可能,可提高線性致動器1 1 1 的同軸同心度的精度。其結果可減輕施加於軸承即球形軸 襯128的負擔,可增長其壽命。 而且,因永久磁石1 1 4、1 1 5對鐵片1 3 2僅配設於一側, 故全體可輕量化。 而且,因線圏116配設於比圓筒狀的鐵片132以及一對 永久磁石114、115還靠半徑方向外側,故可減小鐵片132即 可動元件1 1 3的半徑,因此,特別是可謀求可動元件1 1 3的 輕量化。 再者,在鐵片132與永久磁石114、115在相反側面對的 內部磁極1 1 9因一體成形於軛鐵11 2,故無在分別製造這些 構件後使其接合等。因此,製造更容易。 此外,因可動元件11 3是藉由令鐵片1 3 2爲軸襯的合成 樹脂的插入成形而形成,故可容易且輕量地形成包含鐵片 1 3 2的可動元件11 3。 再者,因可動元件11 3中介球形軸襯1 28支持於軛鐵11 2 ,故可正確地使可動元件11 3往復動作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,因以燒結材形成軛鐵1 1 2,故可謀求成本降低或 性能(鐵損降低)提高,可提高機械強度。即使以壓粉鐵心形 成軛鐵1 1 2也能得到同樣的效果。 此外,可動元件11 3的基部1 30以及圓筒部丨3 1若爲非磁 性材料則不以合成樹脂而以鋁鑄模鑄造或非磁性不銹鋼等 形成也可以,此情形有可提高剛性的優點。但是,以合成 樹脂形成者由輕量化的觀點更佳。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x 297公釐) -46- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 五、發明説明(43) 而且,永久磁石11 4、1 1 5除了上述肥粒鐵磁石外使用 銨、釤、鈷等的稀土類系的元素,或使用塑膠磁石也可能 ,惟使用肥粒鐵磁石由成本降低的觀點更佳。 此外,可動元件1 1 3的軸承除了球形軸襯外使用空氣軸 承(氣體軸承)或滑動軸承等也可以。但是,使用球形軸襯 128因可正確地使可動元件113往復動作,故更佳。 再者,此線性致動器11 1對可動部組裝彈簧或以與放置 在外部的彈簧的倂用使其共振而使用者爲一般,惟當然也 能依照原樣使用。 而且,在此線性致動器1 1 1配設檢測位置、速度等的感 測器,藉由進行閉環控制可當作速度或位置的控制爲可能 的線性伺服致動器而利用。 再者,爲了位移特性等的性能改善,對內部磁極119或 外部磁極1 22的端部實施倒角等也可以。 此外,內部磁極1 1 9、外部磁極1 22、鐵片1 32除了燒結 材以外,爲了高速運轉時的鐵損降低,令這些材料爲電氣 鐵板的疊層構造也可以。 再者,如在圖16所示令可動元件113爲對軛鐵112不以球 形軸襯128等支持的構造也可以。 其次,以下參照圖17說明本發明的第8實施形態的線性 致動器。此外,對與第7實施形態同樣的部分附加同一符號 省略其說明。 第8實施形態的線性致動器1 1 1在軛鐵1 1 2的徑方向內側 取代連結邰1 2 0以及內部磁極11 9,一體配設構成與外圓筒 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) - 47- 1263391 A7 B7 五、發明説明(44) 部11 7同軸的內圓筒部丨3 5。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且’除了外部側外在內部側也成爲互相接鄰於軸線 方向的狀態而排列配設由呈同軸同徑同長的圓筒狀的肥粒 鐵磁石構成的永久磁石1 3 6、1 3 7。此處,這些永久磁石1 3 6 、1 37也爲在與軸線方向直交的方向排列磁極的徑向非等向 性’使互相的磁極的排列相反。具體上,一方的永久磁石 I 3 6其N極1 3 6a配置於外徑側,S極1 3 6b配置於內徑側,他 方的永久磁石137其N極137a配置於內徑側,S極137b配置 於外徑側。這些永久磁石136、137藉由在排列於軸線方向 的狀態下被壓入軛鐵11 2的內圓筒部1 3 5的外部側而固定於 與軛鐵11 2同軸。 在此固定狀態下,一方的永久磁石136配置於底板部 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 II 8側,他方的永久磁石137配置於對底板部1 18相反側。而 且,在此固定狀態下,永久磁石1 3 6、1 3 7全體在永久磁石 1 1 4、1 1 5的內部側與其構成同軸而配置,而且,永久磁石 136與外部側的永久磁石114,永久磁石137與外部側的永久 磁石1 15分別使軸線方向的位置以及長度一致。而且,在一 對永久磁石114、115與一對永久磁石136、137之間形成有環 狀的間隙部125。 而且,在軛鐵11 2的內圓筒部1 3 5的內周側,可移動軸 1 26於軸線方向藉由軸襯127支持的球形軸襯128在該軸襯127 中被固定於同軸。而且固定於球形軸襯128的軸126的可動 元件113在永久磁石114、115與永久磁石136、137之間的環 狀的間隙部1 25,與第7實施形態一樣地配置作爲圓筒狀的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -48- 1263391 A7 B7 五、發明説明(45) 可動磁極的鐵片132。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以上第8實施形態的線性致動器11丨也能完成與第7實施 形態同樣的功效,而且,一對永久磁石丨丨4、1丨5的組與一 對永久磁石136、137的組因中介鐵片132配設於兩側,故可 得到更強力的永久磁石的磁場與由電流所產生的起磁力。 其次,以下參照圖1 8說明本發明的第9實施形態的線性 致動器。此外,對與第7實施形態同樣的部分附加同一符號 省略其說明。 第9實施形態的線性致動器1 1 1在軛鐵1 1 2的徑方向內側 取代連結部120以及內部磁極119,一體配設構成與外圓筒 部11 7同軸的內圓筒部14 4。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且’取代外部側在內部側成爲互相接鄰於軸線方向 的狀態而排列配設由呈同軸同徑同長的圓筒狀的肥粒鐵磁 石構成的永久磁石145、146。此處,這些永久磁石145、146 也爲在與軸線方向直交的方向排列磁極的徑向非等向性, 使互相的磁極的排列相反。具體上,一方的永久磁石145其 N極145a配置於內徑側,S極145b配置於外徑側,他方的 永久磁石1 4 6其N極1 4 6 a配置於外徑側,S極1 4 6 b配置於內 徑側。這些永久磁石145、146藉由在排列於軸線方向的狀 態下被壓入軛鐵1 12的內圓筒部144的外部側而固定於與軛 鐵1 1 2同軸。 在此固定狀態下,一方的永久磁石1 4 5配置於底板部 1 1 8側,他方的永久磁石14 6配置於對底板部11 8相反側。而 且,在此固定狀態下,永久磁石145、146全體在未配設有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇>< 297公釐) -49- 1263391 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(46) 永久磁石的外部磁極1 22的內部側與其構成同軸而配置,而 且,全體使外部磁極1 22與軸線方向的位置以及長度一致。 而且,在未配設有永久磁石的外部磁極1 2 2與一對永久磁石 145、146之間形成有環狀的間隙部125。 而且,在軛鐵1 1 2的內圓筒部1 44的內周側,可移動軸 126於軸線方向藉由軸襯127支持的球形軸襯128在該軸襯127 中被固定於同軸。而且固定於球形軸襯1 28的軸1 26的可動 元件11 3在外部磁極1 22與永久磁石145、146之間的環狀的間 隙部1 25,與第7實施形態一樣地配置作爲圓筒狀的可動磁 極的鐵片132。此情形永久磁石145、146適合稀土類系的磁 石。 以上第9實施形態的線性致動器1 11也能完成與第7實施 形態同樣的功效,而且,可謀求磁石使用量的降低。 其次,以下參照圖19說明本發明的第10實施形態的線 性致動器。此外,對與第7實施形態同樣的部分附加同一符 號省略其說明。 第10實施形態的線性致動器111在軛鐵11 2的徑方向內側 取代連結部1 20以及內部磁極11 9,一體配設構成與外圓筒 部11 7同軸的內圓筒部1 3 5。 線圏1 1 6呈ί哀狀’在軛鐵1 1 2的底板部1 1 8與內圓筒部1 3 5 的邊界的角部內側與軛鐵11 2構成同軸而固定。 而且,取代外部側在內部側成爲互相接鄰於軸線方向 的狀態而排列配設由呈同軸同徑同長的圓筒狀的肥粒鐵磁 石構成的永久磁石1 3 6、1 3 7。此處,這些永久磁石1 3 6、1 3 7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -50- 1263391 A7 B7 五、發明説明(47) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 也爲在與軸線方向直交的方向排列磁極的徑向非等向性, 使互相的磁極的排列相反。具體上,一方的永久磁石1 3 6其 N極1 3 6a配置於外徑側,S極1 3 6b配置於內徑側,他方的 永久磁石137其N極137a配置於內徑側,S極137b配置於外 徑側。在這些永久磁石136、137的半徑方向中的內部側, 由在外徑側形成有於軸線方向呈略圓筒狀而突出的突出部 I 5 1的剖面L形狀的環狀的燒結材構成的內部磁極(磁極構 件)1 50是用以在其外徑側保持永久磁石136、137而配設。如 此,保持永久磁石136、137的狀態的內部磁極150藉由在其 內徑側被壓入軛鐵11 2的內圓筒部1 3 5的內部側,使這些永 久磁石136、137以及內部磁極150被固定於與軛鐵112同軸。 在此固定狀態下,一方的永久磁石1 3 6配置於底板部 II 8側,他方的永久磁石137配置於對底板部118相反側。而 且,在一對永久磁石136、137與外圓筒部117之間形成有環 狀的間隙部125。 而且,在軛鐵112的內圓筒部135的內周側,可移動軸 1 26於軸線方向藉由軸襯1 27支持的球形軸襯1 28在該軸襯1 27 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 中被固定於同軸。而且固定於球形軸襯128的軸126的可動 元件1 13在永久磁石136、137與外圓筒部1 17之間的環狀的間 隙部1 25,與第7實施形態一樣地配置作爲圓筒狀的可動磁 極的鐵片132。此時線圈116配設於比圓筒狀的鐵片132以及 永久磁石1 3 6、1 3 7還靠半徑方向內側。 以上第10實施形態的線性致動器111也能完成與第7實 施形態同樣的功效,而且,因線圈11 6配設於比圓筒狀的鐵 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -51- 1263391 A7 B7 五、發明説明(48) 片1 3 2以及永久磁石1 3 6、1 3 7還靠半徑方向內側,故可使線 圈11 6輕量化,可謀求作爲全體的輕量化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次,以下參照圖20說明本發明的第1 1實施形態的線 性致動器。此外,對與第1 0實施形態同樣的部分附加同一 符號省略其說明。 第1 1實施形態的線性致動器1 11除了軛鐵1 1 2的內部側在 外部側也成爲互相接鄰於軸線方向的狀態而排列配設由呈 同軸同徑同長的圓筒狀的肥粒鐵磁石構成的永久磁石1 14、 115。此處,這些永久磁石114、115也爲在與軸線方向直交 的方向排列磁極的徑向非等向性,使互相的磁極的排列相 反。具體上,一方的永久磁石114其N極114a配置於外徑側 ,S極1 14b配置於內徑側,他方的永久磁石1 15其N極1 15a 配置於內徑側,S極1 1 5b配置於外徑側。這些永久磁石丨! 4 、1 1 5藉由在排列於軸線方向的狀態下被壓入軛鐵1丨2的外 圓筒部117的內部側而固定於與軛鐵112同軸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此固定狀態下,一方的永久磁石1 1 4配置於底板部 118側,他方的永久磁石115配置於對底板部118相反側。而 且,在此固定狀態下,永久磁石1 1 4、1 1 5全體在永久磁石 1 36、1 37的外部側與其構成同軸而配置,而且,永久磁石 1 14與內部側的永久磁石1 3 6,永久磁石11 5與內部側的永久 磁石1 3 7分別使軸線方向的位置以及長度一致。而且,在一 對永久磁石1 14、1 15與一對永久磁石136、137之間形成有環 狀的間隙部125。 而且,固定於球形軸襯1 2 8的軸1 26的可動元件11 3在永 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ 297公釐) -52- 1263391 A7 B7 五、發明説明(49) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 久磁石1 14、1 1 5與永久磁石1 36、1 37之間的環狀的間隙部 125,與第10實施形態一樣地配置作爲圓筒狀的可動磁極的 鐵片132。 以上第1 1實施形態的線性致動器111因線圏11 6也配設於 比圓筒狀的鐵片132以及永久磁石136、137還靠半徑方向內 側,故可使線圏1 1 6輕量化,可謀求作爲全體的輕量化,而 且,一對永久磁石114、115的組與一對永久磁石136、137的 組因中介鐵片1 3 2配設於兩側,故可得到更強力的永久磁石 的磁場與由電流所產生的起磁力。 其次,以下參照圖2 1〜圖23以與第7實施形態不同的部 分爲中心說明本發明的第1 2實施形態的線性致動器。此外 ,對與第7實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第1 2實施形態中外部磁極1 2 2在可動元件11 3的往復動 作的方向即軸線方向配設有複數個具體爲兩個,而且,軛 鐵114的外圓筒部117與兩個外部磁極122爲共通的磁性材料 的燒結材藉由燒結一體成形。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此處,在兩個外部磁極1 22於互相面對側分別形成有突 出部1 2 1,在這兩個外部磁極1 22之間配置有線圈1 1 6。而且 ,在兩個外部磁極1 2 2分別配設有上述一對永久磁石114、 1 1 5。即一對永久磁石1 1 4、1 1 5的組在可動元件1 1 3的往復動 作的方向配設有複數個具體爲兩個。 此外,互相成對的永久磁石1 1 4、1 1 5彼此是使互相的 磁極的排列相反,而且永久磁石1 1 4、1 1 5的各組彼此也使 互相的磁極的排列相反。具體上關於底板部1 1 8側的永久磁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -53- 1263391 A7 B7 五、發明説明(50) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 石114、115的組,底板部118側的永久磁石114爲N極114a 配置於外徑側,S極1 14b配置於內徑側,對底板部1 1 8相反 側的永久磁石115,N極115a配置於內徑側,S極1 15b配置 於外徑側。而且,關於對底板部11 8相反側的永久磁石1 14 、115的組,底板部118側的永久磁石114爲S極114b配置於 外徑側,N極1 14a配置於內徑側,對底板部1 1 8相反側的永 久磁石1 15,S極115b配置於內徑側,N極114a配置於外徑 側。 而且配合上述,在可動元件113鐵片132也在往復動作 的方向配設有複數個具體爲兩個。即一方的鐵片132是面對 一方的永久磁石114、115的組而配設,他方的鐵片132是面 對他方的永久磁石114、11 5的組而配設。 再者,在內部磁極11 9的外徑側在可動元件11 3的往復 動作的方向中的永久磁石114、11 5的各組彼此之間的位置 形成有進一步凹陷的環狀溝槽部60。此外,球形軸襯128具 有複數個具體爲兩個軸襯127。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在第1 2實施形態中,若使交流電流(正弦波電流、矩形 波電流)流過線圏1 1 6的話,在預定方向的電流流過線圈1 1 6 的狀態下,如在圖22以兩點鏈線所顯示的,磁通量藉由以 兩方的永久磁石114由S極114b導入N極114a側,成爲形 成軛鐵1 1 2的外圓筒部11 7、對底板部11 8相反側的外部磁極 1 2 2、兩永久磁石1 1 4之中對底板部1 1 8相反側的永久磁石1 1 4 、對可動元件1 13的底板部118相反側的鐵片132、軛鐵112的 內部磁極119、可動元件11 3的底板部1 18側的鐵片132、兩永 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -54- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 五、發明説明(51) 久磁石1 14之中底板部11 8側的永久磁石114、底板部11 8側的 外部磁極1 2 2、外画筒部11 7的順序的磁通量環,其結果可 動元件1 13在永久磁石Π4、115的排列中,在對永久磁石1 14 側即底板部1 1 8移動的方向施加力而移動於此方向。另一方 面’在與上述預定方向反方向的電流流過線圈11 6的狀態下 ’如在圖23以兩點鏈線所顯示的,藉由以兩方的永久磁石 115由S極115b導入N極115a側,成爲形成軛鐵112的外圓 筒部1 1 7、底板部1 1 8側的外部磁極1 22、兩永久磁石1 1 5之中 底板部1 1 8側的永久磁石11 5、可動元件1 1 3的底板部11 8側的 鐵片132、軛鐵112的內部磁極119、對可動元件113的底板部 11 8相反側的鐵片132、兩永久磁石115之中對底板部118相反 側的永久磁石1 1 5、對底板部11 8相反側的外部磁極1 22、外 圓筒部1 1 7的順序的磁通量環,其結果可動元件1 1 3在永久 磁石1 14、1 1 5的排列中,在對永久磁石1 1 5側即對底板部1 1 8 相反側移動的方向施加力而移動於此方向。 藉由由交流電流產生的流向線圏1 1 6的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件1 1 3對軛鐵1 1 2往復 動作於軸線方向。 如果依照這種第12實施形態,因在軛鐵112—對永久磁 石114、115的組配設複數組於可動元件13的往復動作的方向 ,在可動元件1 13配設複數組鐵片132於可動元件1 13的往復 動作的方向,故在可動元件11 3可使更大的推力產生。 而且,因在內部磁極11 9的外徑側於可動元件11 3的往 復動作的方向中的永久磁石114、11 5的各組彼此之間的位 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -55- 1263391 A7 B7 五、發明説明(52) 置形成有進一步凹陷的環狀溝槽部60,故在可動元件11 3可 使更大的推力產生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此處,第1 2實施形態配設第7實施形態的一對永久磁石 1 14、1 1 5以及外部磁極1 22的組複數組於可動元件11 3的往復 動作的方向,並且雖然以在可動元件11 3配設複數組鐵片 1 3 2於往復動作的方向的情形爲例子來說明,惟也能配設第 8實施形態的一對永久磁石Π 4、11 5、一對永久磁石1 3 6、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 3 7以及外部磁極1 2 2的組於可動元件11 3的往復動作的方向 ,並且在可動元件113配設複數組鐵片132於往復動作的方 向,或配設第9實施形態的一對永久磁石145、146以及外部 磁極1 22的組於可動元件11 3的往復動作的方向,並且在可 動元件113配設複數組鐵片132於往復動作的方向,或配設 第10實施形態的一對永久磁石136、137以及內部磁極150的 組於可動元件11 3的往復動作的方向,並且在可動元件11 3 配設複數組鐵片1 3 2於往復動作的方向,或配設第11實施形 態的一對永久磁石114、115、一對永久磁石136、137以及內 部磁極1 5 0的組於可動元件1 1 3的往復動作的方向,並且在 可動元件1 1 3配設複數組鐵片1 3 2於往復動作的方向當然也 可能。 其次,以下參照圖2 4〜圖2 9說明本發明的第1 3實施形態 的線性致動器。 第1 3實施形態的線性致動器2 11具備軛鐵(定子)2丨2,與 可往復動作地配設於此轭鐵2 1 2內部側的可動元件2 1 3,與 固定於軛鐵2 1 2的一對永久磁石(第一的一對永久磁石)2 14、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -56- 1263391 A7 B7 五、發明説明(53) 2 1 5,與固定於軛鐵2 1 2的一對永久磁石(第二的一對永久磁 石)216、217與固定於軛鐵212的兩個線圈218。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述軛鐵21 2藉由在其中心位置形成有貫通孔221,使 全體呈角筒形狀。貫通孔22 1具有呈隔著預定的間隔使圓筒 的內周面兩個位置平行於其軸線而切斷的形狀而在互相分 離的狀態下面對的兩個位置的圓筒面部222,與由各圓筒面 部222的每一個的兩端緣部沿著連結圓筒面部222彼此的方 向延伸於外側的平面部223,與由對各平面部223的每一個 的圓筒面部222相反側的端緣部與平面部223直交而延伸於 外側的平面部224,與延伸於連結圓筒面部222彼此的方向 ,分別使各平面部224的對應的彼此連結的平面狀的內面部 2 25。此處,兩位置的圓筒面部222構成同徑同長同寬而配 置於同軸。而且,在平面部223、平面部224以及內面部225 在各圓筒面部222的圓周方向中的兩側分別形成有凹入半徑 方向的凹部230。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,此軛鐵212是由藉由沖壓(Press)沖切薄板狀的鋼 板爲具有上述兩個位置的圚筒面部2 22與四個位置的平面部 223與四個位置的平面部224與兩個位置的內面部225的形狀 ,形成基部材2 2 7,一*邊對準此基部材2 2 7的位置複數個於 貫通孔22 1的貫通方向,一邊疊層且使其接合的疊層鋼板構 成。 而且,在此軛鐵2 1 2未配設延伸於可動元件2 1 3的內側 的形狀的後軛鐵。 在軛鐵212中各內面部225與在各內面部225成平行分別 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -57- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(54) 接近的外面部226之間的部分被作成線圈捲繞部228 ’其結 果這種線圏捲繞部228在兩個位置互相平行地配設。在線圈 捲繞部228遍及內面部225的全寬捲繞有線圈218,其結果各 線圈2 1 8呈環狀被固定於軛鐵2 1 2。 上述永久磁石2 14、2 1 5是由隔著預定的間隔構成使圓 筒兩個位置平行於其軸線而切斷的形狀的同徑同長同寬的 肥粒鐵磁石構成,在互相構成同軸對準圓周方向的位置接 鄰於軸線方向的狀態下排列,接合固定於一方的圓筒面部 2 22。此處,這些永久磁石214、215爲在與軸線方向直交的 方向排列磁極的徑向非等向性,使互相的磁極的排列相反 。具體上,貫通孔221的貫通方向中的一側的永久磁石214 其N極2 1 4a配置於外徑側,S極2 1 4b配置於內徑側,他側 的永久磁石215其N極21 5a配置於內徑側,S極21 5b配置於 外徑側。此外,在與永久磁石2 14、21 5的排列方向直交的 方向的兩側配置有軛鐵21 2的凹部230。 上述永久磁石2 1 6、2 1 7是由隔著預定的間隔構成使圓 筒的內周面兩個位置平行於其軸線而切斷的形狀的同徑同 長同寬的肥粒鐵磁石構成,在互相構成同軸對準圓周方向 的位置接鄰於軸線方向的狀態下排列,在他方的圓筒面部 222對上述永久磁石214、21 5離開圓周方向的相反側,對準 貫通孔2 2 1的軸線方向中的位置而接合固定。此處,這些永 久磁石2 1 6、2 1 7爲在與軸線方向直交的方向排列磁極的徑 向非等向性,使互相的磁極的排列相反。具體上,貫通孔 221的貫通方向中的一側的永久磁石216其N極21 6a配置於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -58- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1263391 A7 __B7五、發明説明(55) 內徑側,S極216b配置於外徑側,他側的永久磁石217其N 極2 1 7a配置於外徑側,S極2 1 7b配置於內徑側。此外,在 與永久磁石2 1 6、2 1 7的排列方向直交的方向的兩側配置有 軛鐵212的凹部230。 由以上一對永久磁石214、215以及一對永久磁石216、 2 1 7在貫通孔22 1的貫通方向對位的永久磁石彼此使內徑側 即可動元件2 1 3側的磁極相反。即在貫通孔22 1的貫通方向 對位的永久磁石214以及永久磁石21 6互相使內徑側的磁極 相反,在貫通孔22 1的貫通方向對位的永久磁石2 1 5以及永 久磁石21 7互相使內徑側的磁極相反。 可動元件213藉由在中央形成有貫通孔231呈圓筒狀, 被作成其外徑比永久磁石214〜217的內徑還小若干。此可動 元件2 1 3在軛鐵2 1 2的圓筒面部222的內側即在永久磁石 21 4〜217的內徑側,藉由與這些構件面對且構成同軸而插入 ,對軛鐵2 1 2可往復動作地配設於貫通孔22 1的貫通方向。 此處,可動元件213的軸線方向中的長度被作成比軛鐵212 的貫通孔221的貫通方向中的長度短。 此外,此可動元件21 3是由藉由沖壓沖切薄板狀的鋼板 形成在內側具有貫通孔23 1的圓環狀的基部材232,一邊對 準此基部材23 2的位置複數個於貫通孔231的貫通方向,一 邊疊層且使其接合的疊層鋼板構成。據此,可動元件21 3全 體由鐵構件構成。 在上述構造的線性致動器211中,與交流電流(正弦波電 流、矩形波電流)同步流過兩側的線圏2 1 8。此處,在兩側的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -59- 1263391 A7 B7 五、發明説明(56) 線圏21 8在比各個線圈捲繞部228還靠可動元件21 3側的部分 沿著貫通孔22 1的貫通方向流過逆向的電流。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,在電流不流過兩側的線圈2 1 8的狀態下,藉由一 對永久磁石2 1 4、2 1 5如圖25以兩點鏈線所顯示的,以軛鐵 2 1 2、永久磁石2 1 5、可動元件2 1 3、永久磁石2 1 4以及軛鐵 2 1 2的順序連結的環形成有磁通量,並且藉由一對永久磁石 216、217,以軛鐵212、永久磁石216、可動兀件213、永久 磁石2 1 7以及軛鐵2 1 2的順序連結的環形成有磁通量。此時 令可動元件213爲停止狀態。 而且,例如如圖26所示,若在一方(圖26中的左側)的線 圏2 1 8使電流流過在其可動元件2 1 3側於貫通孔22 1的貫通方 向中的一方向(由背面貫穿圖26中的紙面到表面的方向)的話 ,在其內側的線圏捲繞部228於一方向(圖26中的下方向)產 生起磁力。於是,藉由一對永久磁石214、215以及一對永 久磁石216、217,在此一方的線圈21 8側如圖26以及圖27以 兩點鏈線所顯示的,成爲以軛鐵212、一對永久磁石214、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 1 5之中的一方(在圖26中爲紙面裡側)的永久磁石2 1 5、可動 元件2 1 3、一對永久磁石2 1 6、2 1 7之中的貫通孔22 1的貫通方 向中與上述一方的永久磁石215位置一致的一方的永久磁石 2 1 7以及軛鐵2 1 2的順序連結的環形成有磁通量。與此同時 ,若在他方(圖26中的右側)的線圈2 1 8使電流流過在其可動 兀件2 1 3側於貫通孔2 2 1的貫通方向中的反方向(由表面貫穿 圖26中的紙面到背面的方向)的話,在線圈捲繞部228於一方 向(圖26中的下方向)產生起磁力。於是,如圖26以兩點鏈線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -60- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(57) 所顯示的,藉由一對永久磁石214、215以及一對永久磁石 2 1 6、2 1 7,在此他方的線圏2 1 8側,也成爲以軛鐵2 1 2、一對 永久磁石214、215的一方(在圖26中爲紙面裡側)的永久磁石 2 1 5、可動元件2 1 3、一對永久磁石2 1 6、2 1 7之中貫通方向中 與上述一方的永久磁石215位置一致的一方的永久磁石217 以及軛鐵21 2的順序連結的環形成有磁通量。 由以上,可動元件213在貫通孔221的貫通方向中的一 方向(由表面貫穿圖26中的紙面到背面的方向,圖27中的右 方向)移動。 其次,如圖28以及圖29所示,若在一方(圖28中的左側) 的線圏21 8在其可動元件21 3側使電流流過貫通孔221的貫通 方向中的反方向(由表面貫穿圖28中的紙面到背面的方向)的 話,在其內側的線圏捲繞部228於一方向(圖28中的上方向) 產生起磁力。於是如圖28以及圖29以兩點鏈線所顯示的, 藉由一對永久磁石214、21 5以及一對永久磁石216、217,在 此一方的線圏2 1 8側成爲以軛鐵2 1 2、一對永久磁石2 1 4、2 1 5 之中的他方(在圖2 8中爲紙面眼前側)的永久磁石2 14、可動 元件213、一對永久磁石216、217之中的貫通孔221的貫通方 向中與上述他方的永久磁石2 1 4位置一致的他方的永久磁石 2 1 6以及軛鐵2 1 2的順序連結的環形成有磁通量。與此同時 ,若在他方(圖28中的右側)的線圈21 8在其可動元件213側使 電流流過貫通孔22 1的貫通方向中的一方向(由背面貫穿圖28 中的紙面到表面的方向)的話,在其內側的線圏捲繞部228於 一方向(圖28中的上方向)產生起磁力。於是,如圖28以兩點 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公H " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -61- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(58) 鏈線所顯示的,藉由一對永久磁石2 1 4、2 1 5以及一對永久 磁石2 1 6、2 1 7,在此他方的線圈2 1 8側,成爲以軛鐵2 1 2、一 對永久磁石2 1 4、2 1 5之中的他方(在圖2 8中爲紙面眼前側)的 永久磁石214、可動元件213、一對永久磁石216、217之中的 貫通孔221的貫通方向中與上述他方的永久磁石214位置一 致的他方的永久磁石2 1 6以及軛鐵2 1 2的順序連結的環形成 有磁通量。 由以上,可動元件2 1 3在貫通孔22 1的貫通方向中的反 方向(由背面貫穿圖28中的紙面到表面的方向,圖29中的左 方向)。 而且,藉由交流電流使流向線圏2 1 8的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件2 1 3對軛鐵2 1 2以預 定的衝程往復動作於貫通孔221的貫通方向。 如果依照以上所述的第1 3實施形態的線性致動器2 11 ’ 因線圏2 1 8配設於軛鐵2 1 2而非可動元件2 1 3,故無須饋電於 可動元件2 1 3側,消除移動的可動元件2 1 3在到線圈2 1 8的饋 電線使斷線發生。因此,可提高對連續運轉等的可靠度。 而且,因永久磁石214〜217也配設於軛鐵212而非可動元 件2 1 3側,故爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的 情形下即使永久磁石214〜217或線圈21 8的重量增大也無可動 元件2 1 3的重量增加。因此,可容易謀求性能提局(推力提尚 )° 除此之外,因在可動元件2 1 3無永久磁石’故無須對可 動元件2 1 3的起磁作業,而且’因在可動元件2 1 3的製造時 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2l〇x297公釐) -62- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(59) 在可動元件213吸引力未作用,故可動元件213的製造容易 。因此,製造容易可謀求成本降低。 除此之外,因以如上述的環的磁通量使可動元件2 1 3移 動,故在對可動元件213的永久磁石214〜217相反側即內徑側 ,可作成不令軛鐵2 1 2的一部分爲後軛鐵而配置的構成。因 此,可有效地利用對可動元件2 1 3的永久磁石2 1 4〜2 1 7相反側 即貫通孔2 3 1側的空間。具體上可大幅地增加在貫通孔2 3 1 內配置另外的氣缸或其活塞等的情形的設計自由度。 除此之外,因軛鐵2 1 2由疊層於可動元件2 1 3的往復動 作的方向的疊層鋼板構成,故與由原材切削出而形成的情 形比較可降低渦電流損失,另一方面與以燒結形成的情形 比較可降低磁滯損。因此可提高性能。而且,特別是對於 大型化軛鐵2 1 2的情形與來自原材的切削出以及燒結的情形 比較,製造容易。因此,可容易對應伴隨著全體的大型化 的軛鐵212的大型化。 此外,永久磁石214〜217除了上述肥粒鐵磁石外使用鈸 、釤、鈷等的稀土類系的元素,或使用塑膠磁石也可能, 惟使用肥粒鐵磁石由成本降低的觀點更佳。 而且,此線性致動器2 1 1對可動元件2 1 3組裝彈簧或以 與放置在外部的彈簧的倂用使其共振而使用者爲一般,惟 當然也能依照原樣使用。 而且,在此線性致動器2 1 1配設檢測位置、速度等的感 測器,藉由進行閉環控制可當作速度或位置的控制爲可會g 的線性伺服致動器而利用。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -63- 1263391 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 _____B7___五、發明説明(6〇) 其次,以下參照圖30以及圖31說明本發明的第14實施 形態的線性致動器。 第14實施形態的線性致動器251具備軛鐵(定子)252,與 可往復動作地配設於此軛鐵252的內側的可動元件25 3,與 固定於軛鐵252的四組永久磁石(第一的一對永久磁石)254、 2 5 5 ’與固定於軛鐵2 5 2的四組永久磁石(第二的一對永久磁 石)256、257與固定於軛鐵252的八個線圈258。 上述軛鐵252藉由在其中心位置形成有貫通孔261,使 全體呈圓筒形狀。貫通孔26 1具有呈隔著預定的間隔使圓筒 的內周面兩個位置平行於其軸線而切斷的形狀,在圓周方 向以等間隔配置的八個位置的圓筒面部262。此處,接鄰於 圓周方向的圓筒面部262彼此之間被作成凹入半徑方向外方 的凹部263,其結果在接鄰於圓周方向的凹部263彼此之間 形成有具有圓筒面部262的凸部264。此處,八個位置的圓 筒面部262構成同徑同長同寬而配置於同軸。此外,此軛鐵 252雖然省略圖示,惟與第13實施形態一樣,由藉由沖壓沖 切薄板狀的鋼板爲具有上述八個位置的凹部263以及凸部 264的形狀,形成基部材,一邊對準此基部材的位置複數個 於貫通孔26 1的貫通方向,一邊疊層且使其接合的疊層鋼板 構成。 而且,在此軛鐵25 2未配設延伸於可動元件25 3的內側 的形狀的後軛鐵。 在第14實施形態中,於軛鐵252的各凸部264使軸線方向 與圓周方向交互延伸而捲繞有線圈25 8,其結果各線圏258 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -64- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明説明(61) 呈環狀被固定於軛鐵252。 上述永久磁石2 5 4、2 5 5是由隔著預定的間隔構成使圓 筒兩個位置平行於其軸線而切斷的形狀的同徑同長同寬的 肥粒鐵磁石構成,在互相構成同軸對準圓周方向的位置接 鄰於軸線方向的狀態下排列,接合固定於共通的圓筒面部 262。此處,這些永久磁石254、25 5爲在與軸線方向直交的 方向排列磁極的徑向非等向性,使互相的磁極的排列相反 。具體上,貫通孔2 6 1的貫通方向中的一側的永久磁石2 5 4 其N極254a配置於外徑側,S極254b配置於內徑側,他側 的永久磁石25 5其N極25 5a配置於內徑側,S極25 5b配置於 外徑側。而且,這種一對永久磁石254、255的組爲四組, 在圓周方向每隔一個配置的各圓筒面部232呈放射狀而配置 〇 上述永久磁石256、257是由隔著預定的間隔構成使圓 筒的內周面兩個位置平行於其軸線而切斷的形狀的同徑同 長同寬的肥粒鐵磁石構成,在互相構成同軸對準圓周方向 的位置接鄰於軸線方向的狀態下排列,接合固定於共通的 圓筒面部262。此處,這些永久磁石256、257爲在與軸線方 向直交的方向排列磁極的徑向非等向性,使互相的磁極的 排列相反。具體上,貫通孔26 1的貫通方向中的一側的永久 磁石25 6其N極25 6a配置於內徑側,S極256b配置於外徑側 ,他側的永久磁石257其N極257a配置於外徑側,S極257b 配置於內徑側。而且,這種一對永久磁石256、257的組爲 四組,在圓周方向每隔一個配置的各圓筒面部232呈放射狀 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -65 - 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(62) 而配置。 由以上一對永久磁石254、2 5 5以及一對永久磁石25 6、 2 5 7在貫通孔261的貫通方向對位的永久磁石彼此使內徑側 即可動元件25 3的磁極相反。即在貫通孔261的貫通方向對 位的永久磁石254以及永久磁石256互相使內徑側的磁極相 反,在貫通孔261的貫通方向對位的永久磁石255以及永久 磁石257也互相使內徑側的磁極相反。 此處,在圓周方向互相分離接鄰的一對永久磁石254、 25 5與一對永久磁石256、257成組,這種組對準貫通孔221的 貫通方向中的位置而配設複數組具體上爲四組。 可動元件253具有藉由在中央形成有貫通孔271呈圓筒 狀的鐵構件272,與配設於此鐵構件272的軸線方向中的一 側的主部273,主部273具有與鐵構件272構成同軸同徑而接 鄰的大徑圓筒部275,與在對此大徑圓筒部275的鐵構件272 相反側構成比其還小徑而配設於同軸的小徑圓筒部276。此 外,鐵構件272以及大徑圓筒部275的外徑被作成比永久磁 石2 5 4〜2 5 7的內徑還小若干。此可動元件2 5 3在軛鐵2 5 2的圓 筒面部262的內側即在永久磁石254〜257的內徑側,藉由與這 些構件構成同軸而插入,對軛鐵25 2可往復動作地配設於貫 通孔261的貫通方向。此處,鐵構件272的軸線方向中的長 度被作成比軛鐵252的貫通孔261的貫通方向中的長度短。 而且在小徑圓筒部276,用以固定通過內徑側的軸等的螺栓 278被螺合於半徑方向。 此外,此可動元件253其主部273是由非磁性材料的工 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -66- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(63) 程塑膠等的合成樹脂構成,鐵構件272是由燒結材構成。可 動元件25 3是藉由令鐵構件272爲軸襯的合成樹脂的插入成 形而形成。 如果依照以上所述的第14實施形態的線性致動器25 1, 可發揮與第1 3實施形態的線性致動器2丨丨同樣的功效,而且 ,一對永久磁石2 5 4、2 5 5與一對永久磁石2 5 6、2 5 7的組因被 分配成複數組具體爲4組,故可減小軛鐵厚度,可謀求輕量 化。 因可動元件厚度也能減小,可動元件的輕量化可謀求 ,故可改善響應性。 此外,在第14實施形態中與第13實施形態同樣的變更 等也可能。 其次,以下參照圖32以與第14實施形態不同的部分爲 中心說明本發明的第1 5實施形態的線性致動器。此外,對 與第14實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第15實施形態中對一對永久磁石254、25 5以及一對永 久磁石256、257的各組,對準圓周方向中的位置的貫通孔 26 1在接鄰貫通方向的狀態下分別配設有另一對永久磁石 254、25 5以及一對永久磁石256、257的組。即在各一對永久 磁石254、25 5對準圓周方向中的位置在接鄰貫通孔261的貫 通方向的狀態下分別配設有一對永久磁石254、25 5 ’在各 一對永久磁石25 6、257對準圓周方向中的位置在接鄰貫通 孔261的貫通方向的狀態下分別配設有一對永久磁石25 6、 257 ° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公羡) -67- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明説明(64) 而且在鐵構件,突出於永久磁石的方向即外徑側的環 狀的凸部280接鄰於貫通孔261的貫通方向即可動元件25 3的 往復動作的方向,配設複數個具體爲兩個位置。此處,貫 通孔261的貫通方向中的一側的凸部280在貫通孔261的貫通 方向中的配設於與其同側的永久磁石254、25 5以及永久磁 石2 5 6、2 5 7之間導入磁通量,另一方面,貫通孔2 6 1的貫通 方向中的相反側的凸部280在貫通孔261的貫通方向中的配 設於與其同側的永久磁石254、25 5以及永久磁石256、257之 間導入磁通量。 如果依照以上所述的第1 5實施形態的線性致動器25 1, 可發揮與第14實施形態同樣的功效,而且,一對永久磁石 254、255以及一對永久磁石256、257的組因被分配成複數組 於可動元件25 3的往復動作的方向,故可得到更強力的永久 磁石的磁場與由電流造成的起磁力。而且,因在鐵構件272 接鄰於可動元件253的往復動作的方向,突出於永久磁石 254〜257的方向的凸部280配設有複數個,故在往復動作的任 一方向中可在凸部280的端面有效地使吸引力作用,其結果 可以更大的力驅動可動元件。 此外,對於上述所有的線性致動器2 1 1,用以在中心軸 線側與外徑側使構成反轉也可以。例如如圖33以及圖34所 示,在包含線圈2 1 8的軛鐵2 1 2的外徑側配置永久磁石2 1 4、 2 1 5以及永久磁石2 1 6、2 1 7,在永久磁石2 1 4、2 1 5以及永久 磁石21 6、2 1 7的外徑側可往復動作地配設圓筒狀的可動元 件2 1 3。如此構成的話,當全體視爲相同大小時,因線圏 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -68- 1263391 A7 B7 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(65) 2 1 8小,故銅損失少,可增大使力產生的面積,可提高效率 〇 其次,以下參照圖55以及圖56說明本發明的第14實施 形態的線性致動器的變形例。 此變形例的線性致動器25 1 A如圖56所示,在定子252A 所具有的凸部264A中於接近可動元件的部位配設有窗部265 ,如圖5 5所不,在將第一的一對永久磁石2 5 4 A (他方未圖示) 以及第二的一對永久磁石256A(他方未圖示)收容於窗部265 內,與上述第14實施形態的線性致動器251不同。窗部265的 大小僅藉由嵌入用以使各永久磁石254A、256A被固定而決 定。 如果依照此變形例的線性致動器25 1 A,若與永久磁石 被以接著劑固定於定子表面的情形比較的話,因永久磁石 254A、256A在窗部265內被機械地拘束,故關於永久磁石的 保持的可靠度提高。而且,定子252A與可動元件253之間的 間隙尺寸因不受起因於接著劑的厚度誤差的永久磁石的位 置点:差的彭響’故間隙的尺寸精度提局。再者,即使在間 隙咬入異物的情形也無永久磁石254A、256A損傷。 其次’以下參照圖3 5〜4 4說明本發明的第1 6實施形態的 線性致動器。 如圖34所示,第丨6實施形態的線性致動器3 1 1具備軛鐵( 定子)3 1 2 ’與可往復動作地配設於此軛鐵3丨2內側的可動元 件3 1 3 ’與固定於軛鐵3 1 2的永久磁石3 1 4、3 1 5、3 1 6,與固 定於軛鐵3 1 2的線圈3 1 8。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29?公釐) -69- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(66) 上述軛鐵3 1 2全體呈圓筒形狀。在此軛鐵3 1 2的軸線方 向中的中央的預定範圍,內周面3 1 9與外周面3 2 0之間的預 定範圍形成有略圓筒狀的收納空間部322。再者,在此軛鐵 3 1 2的軸線方向中的中央的預定範圍,內周面3 1 9與收納空 間部322之間,軸線方向中的中央位置與內周面319—致, 使由此位置擴大到位於軸線方向外側左右的半徑方向外側 ,在軸線方向兩側形成有錐面3 23。而且,這些一對錐面 323與收納空間部322之間被令成空氣間隙(磁氣的間隙)324 〇 此外,軛鐵3 1 2例如由磁性材料的燒結材藉由燒結成形 。而且,在此軛鐵3 1 2延伸於可動元件3 1 3內側的形狀的後 軛鐵未配設。 而且,在此軛鐵312的收納空間部322配設有捲繞成圓 筒狀的線圈3 1 8。 上述永久磁石314、315、3 16是由同徑的肥粒鐵磁石構 成,在互相構成同軸用以串聯地接鄰在軸線方向而排列的 狀態下,全體用以覆蓋軛鐵3 1 2的內周面3 1 9的全面而被嵌 合固定於軛鐵3 1 2。此處,令配置於軛鐵3 1 2的軸線方向中 的各外側的永久磁石3 1 4、3 1 6的軸方向長度相等,令配置 於這些永久磁石3 14、3 1 6間的永久磁石3 1 5的軸方向長度爲 這些永久磁石3 14、3 1 6的軸方向長度的兩倍。 這些永久磁石3 14、3 1 5、3 1 6爲在與軸線方向直交的方 向排列磁極的徑向非等向性,使接鄰的磁極彼此的互相的 磁極排列相反。具體上,軸線方向中的一側的永久磁石3 1 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -70- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(67) 其N極3 1 4a配置於外徑側,S極3 14b配置於內徑側,中間 的永久磁石315其N極315a配置於內徑側,S極315b配置於 外徑側,他側的永久磁石3 1 6其N極3 1 6a配置於外徑側,S 極316b配置於內徑側。 此處,中間的永久磁石315藉由接鄰於接合於此中間的 永久磁石315的軛鐵312的永久磁石315側而形成的空氣間隙 3 24,在以軸線方向中的中央爲分界磁氣地分割成第一區域 327與第二區域3 28,其結果第一區域327以及第二區域328分 別作爲不同的永久磁石而作用。而且,永久磁石3 1 4與接近 永久磁石315的磁石側的第一區域327成對(第一的一對永久 石饮石),永久磁石3 1 6與接近永久磁石3 1 5的磁石側的第二區 域3 2 8成對(第二的一對永久磁石)。 由以上,一對永久磁石314以及永久磁石315的第一區 域327與一對永久磁石315的第二區域328以及永久磁石316是 令成爲互相的接近側的第一區域327與第二區域3 28以一個 永久磁石3 1 5共用,其結果互相的接近側的永久磁石3 1 5的 第一區域3 27以及第二區域3 28彼此配設磁極於相同方向。 而且,在軛鐵312對一對永久磁石314以及永久磁石315的第 一區域3 27與一對永久磁石315的第二區域3 28以及永久磁石 3 16之間的位置,接鄰於軸直交方向形成有空氣間隙324。 可動元件313全體呈圓筒狀,被作成其外徑比永久磁石 3 14〜3 16的內徑還小若干。此可動元件313在軛鐵312的內徑 側即永久磁石3 1 4〜3 1 6的內徑側,藉由與這些構件面對且構 成同軸而插入,對軛鐵3 1 2可往復動作地配設於軛鐵3 1 2的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -71- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(68) 軸線方向。 而且在可動兀件313,突出於永久磁石314〜316的方向即 外徑側的一對環狀的凸部330以及凸部33 1接鄰於軸線方向 即可動元件3 1 3的往復動作的方向而配設。其結果在這些凸 部330、331之間形成有凹入半徑方向內方的凹部332。 此處,令可動元件3 1 3的軸線方向中的長度比軛鐵3 1 2 以及永久磁石3 1 4〜3 1 6的全體的軸線方向中的長度短。具體 上,在轭鐵3 1 2的軸線方向中的中央位置配置有可動元件 313的狀態下,軸線方向中的兩外側的永久磁石314、3 16其 軸線方向中的一半長度份分別比可動元件3 1 3還突出於外側 而設定。 而且,凸部330、331配設於可動元件313的軸線方向中 的兩端,令各個軸線方向的寬與永久磁石314、316的軸線 方向長相同。其結果在軛鐵3 1 2的軸線方向中的中央位置配 置有可動元件313的狀態下,一方的凸部3 30與他方的凸部 3 3 1分別配置於一對永久磁石3 1 4以及永久磁石3 1 5的第一區 域327的中央與一對永久磁石315的第二區域3 28以及永久磁 石3 1 6的中央。 以上的可動元件313是由全體未被磁化的磁性材料的鐵 構件構成,例如燒結材構成。 在上述構造的線性致動器3 11中,在電流不流過線圈 3 18的狀態下,藉由一對永久磁石314以及永久磁石315的第 一區域327如圖36以兩點鏈線所顯示的,以軛鐵312、永久磁 石3 15的第一區域327、可動元件313、永久磁石314以及軛鐵 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -72- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(69) 3 1 2的順序連結的環形成有磁通量,並且藉由相反側的一對 永久磁石31 5的第二區域3 28以及永久磁石316,以軛鐵312、 永久磁石315的第二區域328、可動元件313、永久磁石316以 及軛鐵3 1 2的順序連結的環形成有磁通量。此時令可動元件 313爲停止狀態。 而且,令交流電流(正弦波電流、矩形波電流)流過線圈 318 ° 例如如圖37所示,若在線圏3 1 8使電流流過一方向(由圖 37中的右側看順時鐘方向)的話,用以使此線圈318旋轉於一 方向而產生起磁力。於是如圖37以兩點鏈線所顯示的,藉 由一對永久磁石314以及永久磁石315的第一區域327與一對 永久磁石315的第二區域328以及永久磁石316,成爲以軛鐵 312,與一對永久磁石315的第二區域328以及永久磁石316之 中,位於一對永久磁石314以及永久磁石315的第一區域327 側的永久磁石315的第二區域3 2 8,與可動元件313,與一對 永久磁石314以及永久磁石315的第一區域327之中一對永久 磁石315的第二區域328以及位於對永久磁石31 6相反側的永 久磁石3 14,與軛鐵2 1 2的順序連結的環形成有磁通量。 由以上,藉由一對永久磁石3 1 4以及永久磁石3 1 5的第 一區域3 2 7,與一對永久磁石3 1 5的第二區域3 2 8以及永久磁 石3 1 6之中,在各對中成爲軸線方向中的一側(圖3 7中的左側 )的永久磁石314與永久磁石315的第二區域328導入磁通量, 使可動元件3 1 3在軸線方向中的一方向(圖3 7中的左方向)移 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -73- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(70) 其次如圖3 8所示,若在線圈3 1 8使電流流過反方向(由圖 3 8中的右側看逆時鐘方向)的話,用以使此線圈3 1 8旋轉於對 上述反方向而產生起磁力。於是如圖3 8以兩點鏈線所顯示 的,藉由一對永久磁石314以及永久磁石315的第一區域327 與一對永久磁石315的第二區域3 2 8以及永久磁石316,成爲 以軛鐵312,與一對永久磁石314以及永久磁石315的第一區 域3 27之中,位於一對永久磁石315的第二區域3 28以及永久 磁石316側的永久磁石315的第一區域327,與可動元件313, 與一對永久磁石315的第二區域328以及永久磁石316之中, 一對永久磁石314以及位於對永久磁石315的第一區域327相 反側的永久磁石3 1 6,與軛鐵3 1 2的順序連結的環形成有磁 通量。 由以上,藉由一對永久磁石314以及永久磁石315的第 一區域3 2 7,與一對永久磁石3 1 5的第一區域3 2 8以及永久磁 石3 16之中,在各對中成爲軸線方向中的相反側(圖38中的右 側)的永久磁石3 1 5的第一區域3 2 7與永久磁石3 1 6導入磁通量 ,使可動元件3 1 3在軸線方向中的反方向(圖3 8中的右方向) 移動。 而且,藉由交流電流使流向線圈3 1 8的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件3 1 3對軛鐵3 1 2以預 定的衝程往復動作於軸線方向。 如果依照以上所述的第1 6實施形態的線性致動器3 11 ’ 因線圈318配設於軛鐵31 2而非可動元件313,故無須饋電於 可動元件3 1 3側,消除移動的可動元件3 1 3在到線圈3 1 8的饋 本紙張β適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x 297々f (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(71) 電線使斷線發生。因此’可提高對連續運轉等的可靠度。 而且,因永久磁石314〜316也配設於軛鐵312而非可動元 件3 1 3側,故爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的 情形下即使永久磁石3 1 4〜3 1 6重量增大也無可動元件3 1 3的重 量增加。因此,可容易謀求性能提高(推力提高)° 除此之外,因在可動元件3 1 3無永久磁石,故無須對可 動元件3 1 3的起磁作業,而且’因在可動元件3 1 3的製造時 在可動元件313吸引力未作用,故可動元件313的製造容易 。因此,製造容易可謀求成本降低。 除此之外,因以如上述的環的磁通量使可動元件3 1 3移 動,故在對可動元件313的永久磁石314〜316相反側即內徑側 ,可作成不令軛鐵3 1 2的一部分爲後軛鐵而配置的構成。因 此,可有效地利用對可動元件313的永久磁石314〜316相反側 即內徑側的空間3 3 3。具體上可配置另外的氣缸或其活塞等 〇 再者,因在接鄰於軛鐵312的一對永久磁石314以及對 永久磁石315的第一區域327與一對永久磁石315的第二區域 328以及永久磁石316之間的位置形成有空氣間隙324,故即 使令永久磁石3 1 5爲共用,也能使藉由中介一對永久磁石 3 14以及對永久磁石315的第一區域327的任一個以軛鐵312與 可動元件3 1 3導入磁通量,與藉由中介一對永久磁石3 1 5的 第二區域328以及永久磁石316的任一個以軛鐵312與可動元 件313導入磁通量確實。此外,取代空氣間隙324配置非磁 性材料(磁氣的間隙)也可以。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格{ 210X297公釐) -75- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(72) 此外,如圖3 9所示也能令可動元件3 1 3爲在外徑側不配 設凸部3 3 0、3 3 1的圓筒狀。但是如上述,在可動元件3丨3的 外徑側形成凸部3 3 0、3 3 1因在往復動作的任一方向中可在 與往復動作的方向直交的凸部3 3 0或凸部3 3 1的端面有效地 使吸引力作用,可以更大的力驅動可動元件313故較佳。 而且’如圖40所示將軸線方向中的中間的永久磁石3 1 5 在軸線方向中分割成兩個永久磁石3 1 5A、3 1 5B也可以。此 情形在空氣間隙324的軛鐵312的內徑側給予寬度使這些永 久磁石315A、315B彼此分離也可以。但是,因如上述以一 個永久磁石3 1 5來共用可降低零件數目,可降低包含安裝的 成本故較佳。 此外,如圖4 1所示將軸線方向中的中間的永久磁石3 1 5 在軸線方向中分割成兩個永久磁石3 1 5 A、3 1 5 B,在空氣間 隙324的軛鐵31 2的內徑側給予寬度使永久磁石315A、3 15B 彼此接鄰也可以。 再者,對於上述所有的線性致動器3 1 1,分別在接鄰於 軸線方向的狀態下配置複數個各一對永久碰石也可以。例 如如圖4 1所示,在接鄰於軸線方向的狀態下配置複數個一 對永久磁石3 1 4、3 1 5 A,在接鄰於軸線方向的狀態下配置複 數個一對永久磁石3 1 5 B、3 1 6。如此構成的話,衝程變短的 推力在比例上增大間距份。 再者,對於上述所有的線性致動器3 11,在中心軸線側 與外徑側使構成反轉也可以。例如如圖42所示’在包含線 圈3 1 8的軛鐵3 1 2的外徑側配置永久磁石3 14、3 1 5 A以及永久 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -76- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(73) 磁石3 1 5 B、3 1 6 ’在永久磁石3 1 4、3 1 5 A以及永久磁石3 1 5 B 、3 1 6的外徑側可往復動作地配設圓筒狀的可動元件3 1 3。 如此構成的話,當全體視爲相同大小時,因線圏3 1 8小’故 銅損失少,可增大使力產生的面積,可提高效率。此情形 也如圖42所示,可作成在接鄰於軸線方向的狀態下配置複 數個一對永久磁石314、31 5A,在接鄰於軸線方向的狀態下 配置複數個一對永久磁石315B、316的構造。 除此之外,永久磁石314〜3 16除了上述肥粒鐵環磁石外 使用銨、釤、鈷等的稀土類系的元素,或使用塑膠磁石也 可能,惟使用肥粒鐵磁石由成本降低的觀點更佳。 此處,上述第1 6實施形態的線性致動器3 1 1例如如圖43 以及圖44所示,藉由配設可移動地支持可動元件313於軛鐵 3 12的支持機構3 3 5可作爲線性馬達使用。此支持機構3 3 5具 有在軸線方向中的中央的預定範圍由外徑凹陷而形成的環 狀的凹部3 36保持可動元件313的由非磁性材料構成的圓筒 狀的保持構件3 3 7,與使此保持構件3 3 7的軸線方向中的各 端部連結於軛鐵3 1 2的軸線方向中的接近的各端部的一對板 彈簧(彈簧構件)3 3 8,板彈簧3 3 8在電流不流過線圏31 8時在 軛鐵312的軸線方向中的中央配置可動元件313。 而且,在上述線性致動器3 1 1配設檢測位置、速度等的 感測器,藉由進行閉環控制可當作速度或位置的控制爲可 能的線性伺服致動器而利用。 其次,以下參照圖45〜圖47說明本發明的第17實施形態 的線性致動器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -77- 1263391 A7 B7 五、發明説明(74) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第17實施形態的線性致動器411具備軛鐵(定子)412,與 可往復動作地配設於此軛鐵4 1 2的可動元件4 1 3,與固定於 軛鐵4 1 2的永久磁石4 14,與固定於軛鐵4 1 2的線圈4 1 5。 上述軛鐵4 1 2具有圓筒狀的外圓筒部4 1 7,與配設於此 外圓筒部4 1 7的軸線方向中的一端側的薄板環狀的底板部 4 1 8,與在此底板部4 1 8的內側部分沿著軸線方向突出於與 外圓筒部417相同側的環狀的連結部420,與在此連結部420 與外圓筒部41 7構成同軸而配設的圓筒狀的內部磁極419。 具有外圓筒部417、底板部418、連結部420以及內部磁 極419的軛鐵41 2是由共通的磁性材料的燒結材一體成形。 上述線圈4 1 5呈環狀,在軛鐵4 1 2的底板部4 1 8與外圓筒 部41 7的邊界的角部內側與軛鐵41 2構成同軸而固定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述永久磁石414爲其兩磁極即N極414a與S極414b 排列於軸線方向的薄板環狀,由肥粒鐵磁石構成。在此永 久磁石414的軸線方向中的兩側,在軸線方向呈略圓筒狀而 突出的突出部42 1是形成於內徑側的剖面L形狀的環狀的外 部磁極(磁極構件)4 2 2以及外部磁極(磁極構件)4 2 3使互相的 突出部421突出於相反方向而配置。這些一對外部磁極422 以及外部磁極423也由燒結材構成。 此處,令永久磁石414的外徑爲被壓入固定於軛鐵12的 外圓同部4 1 7的內側的大小’另一^方面’令一^對外部磁極 4 2 2以及一對外部磁極4 2 3的外徑比軛鐵4 1 2的外圓筒部4 1 7的 內徑還小。 而且’使以外邰磁極4 2 2、4 2 3夾住配置於同軸且永久 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -78- 1263391 A7 B7 五、發明説明(75) 磁石4 1 4的磁極4 1 4 a、4 1 4 b的排列方向中的兩側,一體固定 永久磁石414、外部磁極422以及外部磁極423。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此被一體化者藉由在永久磁石4 1 4的外徑側中被壓入 軛鐵412的外圓筒部417的內側,使這些永久磁石414以及一 對外部磁極422、423被固定於與軛鐵41 2同軸。 其結果在此固定狀態下,在外部磁極422與軛鐵41 2的 外圓筒部4 1 7之間與外部磁極423與軛鐵4 1 2的外圓筒部4 1 7之 間,分別在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石414與一對外 部磁極422、423形成有對由永久磁石414的磁力形成的磁通 量環作爲成爲磁阻的磁阻手段的環狀間隙(磁氣的間隙)450 〇 而且在此固定狀態下,永久磁石414其N極414a配置於 底板部418側,並且S極414b配置於對底板部418相反側, 底板部4 1 8側的一方的外部磁極4 2 2在軸線方向中成爲與線 圈415接鄰的狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者在此固定狀態下’永久磁石4 14以及一對外部磁極 422、423全體在軛鐵412的圓筒狀的內部磁極419的外側與其 構成同軸,而且,成爲配合此內部磁極4 1 9與軸線方向的位 置以及長度而配置,在與此內部磁極4 1 9之間形成環狀的間 隙部425。 在軛鐵4 1 2的內部磁極4 19的內周側’可移動軸4 2 6於軸 線方向藉由軸襯427支持的球形軸襯428在該軸襯427中被固 定於同軸。而且在可移動地保持於此軸襯427的軸426固定 有上述可動元件4 1 3 °而且’對固定於軛鐵4 1 2的軸襯427軸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -79- 1263391 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(76) 4 2 6與可動元件4 1 3沿著軸線方向一體地往復動作。 可動元件4 1 3具有固定於軸4 2 6的略圓板狀的基部4 3 ◦ ’ 與在以此基部4 3 0固定於軸4 2 6的狀態下用以進入上述環狀 的間隙部4 2 5而配設的圓筒部4 3 1 ’與作爲在對此圓筒部4 3 1 的基部4 3 0相反側構成同軸同徑而被固定的圓筒狀的可動磁 極的鐵片432。據此,可動元件413的鐵片432成爲在環狀的 間隙部425內配置於同軸,令其軸線方向中的中央位置與永 久磁石4 14的軸線方向中的中央位置大致一致而配置。 上述可動元件413其基部430與圓筒部431由非磁性材料 的工程塑膠等的合成樹脂構成,鐵片432由未被磁化的磁性 材料構成,由燒結材構成。可動元件4 1 3是令鐵片4 3 2爲軸 襯的合成樹脂的插入成形而形成。 而且,以上的結果可動兀件4 1 3具有鐵片4 3 2沿者軸線 方向(各圖面中的左右方向)可往復動作而支持於軛鐵4 1 2, 在永久磁石4 1 4面對可動元件4 1 3的鐵片4 3 2的外徑側的狀態 下,而且在沿著可動元件4 1 3的往復動作的方向排列磁極 414a、414b的狀態下被固定於軛鐵412。而且’成爲在可動 元件4 1 3的往復動作的方向中的永久磁石4 1 4的兩側配設有 一對外部磁極422、423,在軛鐵412—體成形有在鐵片432與 永久磁石4 1 4在相反側面對的內部磁極4 1 9。再者,永久磁 石414以及一對外部磁極422、423的組對鐵片432僅配設於一 側,具體上對圓筒狀的鐵片432僅配設於半徑方向外側。 在上述構造的線性致動器411中,若使交流電流(正弦波 電流、矩形波電流)流過線圈41 5的話,在預定方向的電流流 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) - 80- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(77) 過線圈4 1 5的狀態下,如在圖46以兩點鏈線所顯示的,磁通 量藉由在永久磁石414由S極414b導入N極414a側,成爲 形成軛鐵4 1 2的外圓筒部4 1 7、外部磁極423、永久磁石4 1 4、 外部磁極4 2 2、可動元件4 1 3的鐵片4 3 2、輛鐵4 1 2的內部磁極 4 1 9、連結部420、底板部4 1 8、外圓筒部4 1 7的順序的磁通量 環,其結果可動元件413對朝外部磁極422側移動的方向施 加力F而移動於此方向。另一方面,在與上述預定方向反 方向的電流流過線圏4 1 5的狀態下,如在圖47以兩點鏈線所 顯示的,磁通量藉由在永久磁石414由S極414b導入N極 4 1 4a側,成爲形成軛鐵4 1 2的外圓筒部4 1 7、底板部4 1 8、連 結部420、內部磁極419、可動元件41 3的鐵片432、外部磁極 423、永久磁石414、外部磁極422、外圓筒部417的順序的磁 通量環,其結果可動元件41 3對朝相反的外部磁極423側移 動的方向施加力F而移動於此方向。 藉由由交流電流產生的流向線圈4 1 5的電流的流動方向 交互變化,重複以上的動作,可動元件413對軛鐵41 2往復 動作於軸線方向。 而且,因在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石414與一 對外部磁極422、423對由永久磁石414的磁力形成的磁通量 環間隙450成爲磁阻,故由永久磁石414產生在外部磁極422 、423與鐵片432之間導入的磁通量數目增加。 如果依照以上所述的第1 7實施形態的線性致動器4 11 ’ 因在軛鐵4 1 2的外圓筒部41 7與永久磁石4 1 4與一對外部磁極 4 2 2、4 2 3對由永久磁石4 1 4的磁力形成的磁通量環間隙4 5 0成 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -81- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(78) 爲磁阻,故可使由永久磁石414產生在外部磁極422、423與 鐵片4 3 2之間導入的磁通量數目增加。因此,可有效地使用 由永久磁石414產生的磁通量於鐵片432即可動元件413的移 動,可使可動元件41 3充分且穩定使推力產生。 而且,因在外部磁極422、423與軛鐵41 2的外圓筒部417 之間設置間隙450,在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石414 與一對外部磁極422、423配設對由永久磁石414的磁力形成 的磁通量環的磁阻,故可以簡單的構成配設磁阻。 此外,可動元件413的基部430以及圓筒部431若爲非磁 性材料則不以合成樹脂而以鋁鑄模鑄造或非磁性不銹鋼等 形成也可以,此情形有可提高剛性的優點。但是,以合成 樹脂形成者由輕量化的觀點更佳。 而且,永久磁石414除了上述肥粒鐵磁石外使用銨、釤 、鈷等的稀土類系的元素,或使用塑膠磁石也可能,惟使 用肥粒鐵磁石由成本降低的觀點更佳。 此外,可動元件4 1 3的軸承除了球形軸襯外使用空氣軸 承(氣體軸承)或滑動軸承等也可以。但是,使用球形軸襯 428因可更正確地使可動元件41 3往復動作,故更佳。 再者,此線性致動器411對可動部組裝彈簧或以與放置 在外部的彈簧的倂用使其共振而使用者爲一般,惟當然也 能依照原樣使用。 而且,在此線性致動器41 1配設檢測位置、速度等的感 測器,藉由進行閉環控制可當作速度或位置的控制爲可能 的線性伺服致動器而利用。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -82- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(79) 再者,爲了位移特性等的性能改善,對內部磁極419或 外部磁極422、423的端部實施倒角等也可以。 此外,內部磁極419、外部磁422、423、鐵片432除了燒 結材以外,爲了高速運轉時的鐵損降低,令這些材料爲電 氣鐵板的疊層構造也可以。 再者,令外部磁極422、423爲未形成有突出部的短圓 筒狀也可以,而且,配設突出部4 2 1於內徑以及外形側的兩 側也可以。此外,令可動元件4 1 3爲對軛鐵4 1 2不以球形軸 襯428等支持的構造也可以。 再者,間隙450因是在外部磁極422、423與軛鐵412的外 圓筒部4 1 7之間設置磁氣的間隙的話佳,故以空氣間隙或非 磁性的間隔物也可以。在外部磁極422、423與外圓筒部417 之間磁氣的間隙若用以中介非磁性的間隔物的話,可藉由 間隔物機械地固定外部磁極422、423於外圓筒部417。此間 隔物可由塑膠、鋁、不銹鋼、銅等形成。 其次,以下參照圖48以及圖49說明本發明的第18實施 形態的線性致動器。此外,對與第17實施形態同樣的部分 附加同一符號省略其說明。 在第18實施形態的線性致動器41 1中,在環狀的外部磁 極422以及外部磁極423的每一個圓周方向中的複數個位置 具體上爲三個位置,形成有令外徑與永久磁石4 1 4的外徑同 徑的突出於半徑方向外方的突出部45 1,在這些突出部45 1 於軸方向(可動元件413的往復動作的方向)中的中間部分形 成有由外徑側凹陷且貫通圓周方向的形狀的凹部452。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -83- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(8〇) 而且,在以環狀的外部磁極422、423夾住永久磁石4 1 4 的磁極414a、414b的排列方向中的兩側的狀態下,藉由這 些永久磁石414以及一對外部磁極422、423被壓入軛鐵41 2的 外圓筒部4 1 7的內側,使這些永久磁石4 1 4以及一對外部磁 極422、423在軛鐵412的外徑側被固定於與軛鐵412同軸。 此處,外部磁極422、423如上述在突出部451中成爲被 壓入軛鐵412的外圓筒部417的內側,在突出部451於外圓筒 部417側形成有凹部452。 其結果在此固定狀態下,在外部磁極422的突出部45 1 與軛鐵412的外圓筒部417之間與外部磁極423的突出部451與 軛鐵412的外圓筒部417之間,分別在軛鐵412的外圓筒部417 與永久磁石414與一對外部磁極422、423形成有對由永久磁 石4 14的磁力形成的磁通量環作爲成爲磁阻的磁阻手段的凹 部 452。 如果依照以上所述的第18實施形態的線性致動器41 1, 因在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石41 4與一對外部磁極 4 2 2、4 2 3形成有對由永久磁石4 1 4的磁力形成的磁通量環, 外部磁極422、423的突出部451的凹部452成爲磁阻,與在突 出部451未形成有凹部452的情形比較可使由永久磁石414產 生在外部磁極422、423與鐵片432之間導入的磁通量數目增 加。因此,可有效地使用由永久磁石414所產生的磁通量於 鐵片432即可動元件413的移動,可使可動元件413充分且穩 定使推力產生。 而且,因形成於外部磁極422、423的外圓筒部417側的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -84- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(81) 突出部451的凹部452在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石 41 4與一對外部磁極422、423成爲對由永久磁石414的磁力形 成的磁通量環的磁阻,故可藉由突出部45 1將外部磁極422 、423直接固定於永久磁石414的外圓筒部417,且可配設磁 阻。因此,可強固地固定外部磁極422、423於永久磁石414 的外圓筒部417,使耐久性提高。 其次,以下參照圖50以與第18實施形態不同的部分爲 中心說明本發明的第19實施形態的線性致動器。此外,對 與第1 8實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第1 9實施形態的線性致動器4 11中,環狀的外部磁極 422、423也分別在外圓筒部41 7側的突出部451中成爲被壓入 軛鐵412的外圓筒部417的內側,而在突出部451於軸方向(可 動元件4 1 3的往復動作的方向)中的中間部分形成有貫通圓周 方向的孔部453。 其結果在此固定狀態下,在外部磁極422的突出部45 1 與外部磁極423的突出部451,分別在軛鐵41 2的外圓筒部417 與永久磁石4 14與一對外部磁極4 2 2、4 2 3形成有對由永久磁 石4 1 4的磁力形成的磁通量環作爲成爲磁阻的磁阻手段的孔 部 453 〇 如果依照以上所述的第19實施形態的線性致動器41 1, 因在軛鐵4 1 2的外圓筒部4 1 7與永久磁石4 1 4與一對外部磁極 4 22、423形成有對由永久磁石41 4的磁力形成的磁通量環, 外部磁極422、423的突出部451的孔部453成爲磁阻,與在突 出部451未形成有孔部453的情形比較可使由永久磁石414產 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -85- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(82) 生在外部磁極422、423與鐵片432之間導入的磁通量數目增 加。因此,可有效地使用由永久磁石4 1 4所產生的磁通量於 鐵片432即可動元件413的移動,可使可動元件413充分且穩 定使推力產生。 而且,因形成於外部磁極422、423的外圓筒部417側的 突出部451的孔部453在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石 4 14與一對外部磁極422、423成爲對由永久磁石4 14的磁力形 成的磁通量環的磁阻,故可藉由突出部45 1將外部磁極422 、423直接固定於永久磁石414的外圓筒部417,且可配設磁 阻。因此,可強固地固定外部磁極4 2 2、4 2 3於永久磁石4 1 4 的外圓筒部417,使耐久性提高。 其次,以下參照圖5 1以與第1 7實施形態不同的部分爲 中心說明本發明的第20實施形態的線性致動器。此外,對 與第17實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第20實施形態中,使在環狀的外部磁極422以及外部 磁極423靠突出部42 1的外徑側部分的軸線方向的厚度減小 到外徑側左右而在對永久磁石414相反側形成有錐面455。 此處,令永久磁石4 1 4的外徑爲被壓入固定於軛鐵4 1 2 的外圓筒部4 1 7的內側的大小,令一對外部磁極422以及外 部磁極4 2 3的外徑也與此同徑,遍及全周爲被壓入固定於鈪 鐵41 2的外圓筒部41 7的內側的大小。 藉由這種永久磁石414、外部磁極422以及外部磁極423 在其各外徑側中被壓入軛鐵4 1 2的外圓筒部4 1 7的內側,使 這些永久磁石4 14以及一對外部磁極4 2 2、4 2 3被固定於與軛 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -86- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(83) 鐵4 1 2同軸。 而且在此固定狀態下,在外部磁極422的外圓筒部4 1 7 側與外部磁極4 2 3的外圓筒部4 1 7側軸方向的厚度分別變薄 ,其結果在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石414與一對外 部磁極422、423對由永久磁石414的磁力形成的磁通量環成 爲磁阻。 如果依照以上所述的第20實施形態的線性致動器4 1 1, 因外部磁極422的外圓筒部417側變薄,外部磁極423的外圓 筒部417側變薄,在軛鐵412的外圓筒部417與永久磁石414與 一對外部磁極422、423對由永久磁石414的磁力形成的磁通 量環成爲磁阻,故與厚度一定的情形比較可使由永久磁石 4 14產生在外部磁極422、423與鐵片432之間導入的磁通量數 目增加。因此,可有效地使用由永久磁石4 14所產生的磁通 量於鐵片432即可動元件413的移動,可使可動元件413充分 且穩定使推力產生。 而且,因使外部磁極422、423的外圓筒部417側變薄, 故可將外部磁極422、423直接固定於軛鐵414的外圓筒部417 ,且可配設磁阻。因此,可強固地固定外部磁極422、423 於軛鐵414的外圓筒部417,使耐久性提高。 其次,以下參照圖52以與第17實施形態不同的部分爲 中心說明本發明的第21實施形態的線性致動器。此外,對 與第Π實施形態同樣的部分附加同一符號省略其說明。 在第21實施形態中在軛鐵414的外圓筒部417,與第17實 施形態一樣的永久磁石414以及一對外部磁極422、423的組 ---------嫌-------、訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -87- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(84) 在可動元件4 1 3的往復動作的方向配設有複數組具體爲兩組 ,而且,在可動元件41 3鐵片432在往復動作的方向配設有 複數組具體爲兩組。但是’相鄰的永久磁石414彼此爲互相 使磁極的方向不同。 具體上底板部418側的永久磁石414是將N極414a配置 於底板部41 8側,並且將S極414b配置於對底板部41 8相反 側,對底板部41 8相反側的永久磁石41 4配置N極4 14a於對 底板部41 8相反側,並且配置S極414b於底板部41 8側。 而且,一方的鐵片4 3 2是面對永久磁石4 14以及一對外 部磁極422、423的一方的組而配設,他方的鐵片432是面對 永久磁石414以及一對外部磁極422、423的他方的組而配設 〇 此外配合此,在一方的永久磁石4 1 4以及一對外部磁極 422、423的組與他方的永久磁石414以及一對外部磁極422、 4 23的組之間的外圓筒部417的內側配置有線圏415,而且, 球形軸襯428具有複數個具體爲兩個軸襯427。 如果依照這種第21實施形態,因在軛鐵414永久磁石414 以及一對外部磁極422、423的組配設複數組於往復動作的 方向,在可動元件413配設複數組鐵片432於往復動作的方 向,故在可動元件4 1 3可使更大的推力產生。 此處,第2 1實施形態是配設第1 7實施形態的永久磁石 4 14以及一對外部磁極422、423的組複數組於可動元件41 3的 往復動作的方向,並且雖然以在可動元件4 1 3配設複數組鐵 片4 3 2於往復動作的方向的情形爲例子來說明,惟也能配設 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -88- 1263391 A7 B7 五、發明説明(85) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 8實施形態的永久磁石4 1 4以及一對外部磁極4 2 2、4 2 3的 組於可動元件4 1 3的往復動作的方向’並且在可動元件4 1 3 配設複數組鐵片43 2於往復動作的方向’或配設第19實施形 態的永久磁石414以及一對外部磁極422、423的組於可動元 件4 1 3的往復動作的方向,並且在可動元件4 1 3配設複數組 鐵片43 2於往復動作的方向,或配設第20實施形態的永久磁 石4 1 4以及一對外部磁極422、423的組於可動元件4 1 3的往復 動作的方向,並且在可動元件413配設複數組鐵片432於往 復動作的方向當然也可能。 其次,以下參照圖5 3說明本發明的第2 2實施形態的線 性致動器。此外,對與第17實施形態同樣的部分附加同一 符號省略其說明。 第22實施形態的線性致動器41 1在軛鐵41 2的徑方向內側 取代連結部420以及內部磁極419,一體配設構成與外圓筒 部417同軸的內圓筒部43 5。而且,除了外部側外內部側也 在軛鐵41 2的底板部418與內圓筒部435的邊界的角部內側與 軛鐵4 1 2構成同軸而固定環狀的線圈436。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,除了外部側外在內部側也配設由兩磁極即N極 43 7a與S極437b排列於軸線方向的薄板環狀的肥粒鐵磁石 等構成的永久磁石437,與在外徑側形成形成有突出於軸線 方向的突出部438的剖面L形狀,在永久磁石437的軸線方 向中的兩側互相使突出部43 8突出於相反方向而配置的一對 環狀的燒結材構成的內部磁極(磁極構件)439以及內部磁極( 磁極構件)440。這些永久磁石437以及一對內部磁極439、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -89- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局g(工消費合作社印製 五、發明説明(86) 440在以環狀的內部磁極439、440夾住永久磁石437的磁極 43 7a、43 7b的排列方向中的兩側的狀態下,配設於軛鐵412 。在這些內部磁極439、440與軛鐵41 2的內圓筒部43 5之間形 成有環狀的間隙(磁氣的間隙)4 5 0。 此處,永久磁石437其S極437b配置於底板部418側, 並且一方的內部磁極4 3 9在軸線方向中成爲與線圈4 3 6接鄰 的狀態。而且,永久磁石437以及一對內部磁極439、440全 體在永久磁石414以及一對外部磁極422、423的內側與 其構成同軸而配置,而且,永久磁石437與外部側的永 久磁石4 1 4,內部磁極4 3 9與外部磁極4 2 2,內部磁極4 4 0與外 部磁極423,線圈436也與外部側的線圏415分別使軸線方向 的位置以及長度一致。而且,在永久磁石437以及一對內部 磁極439、440與永久磁石414以及一對外部磁極422、423之 間形成有環狀的間隙部425。 而且,在軛鐵4 1 2的內圓筒部4 3 5的內周側,可移動軸 426於軸線方向藉由軸襯427支持的球形軸襯428在該軸襯427 中被固定於同軸。而且固定於球形軸襯428的軸426的可動 元件41 3在永久磁石414以及一對外部磁極422、423與永久磁 石437以及一對外部磁極439、440之間的環狀的間隙部425, 與第Π實施形態一樣地配置作爲圓筒狀的可動磁極的鐵片 432 ° 以上第22實施形態的線性致動器411也能完成與第17實 施形態同樣的功效,而且,永久磁石4 1 4以及一對外部磁極 422 ' 423的組與永久磁石437以及一對內部磁極439、440的 ---------0------、玎------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -90- 1263391 A7 B7 五、發明説明(87) 組因中介鐵片4 3 2配設於兩側,分別配設有間隙部4 5 〇,故 可得到更強力的永久磁石的磁場與由電流所產生的起磁力 〇 其次,以下參照圖54說明本發明的第23實施形態的線 性致動器。此外,對與第1 7實施形態同樣的部分附加同一 符號省略其說明。 第23實施形態的線性致動器41 1在軛鐵41 2的徑方向內側 取代連結部420以及內部磁極4 1 9,一體配設構成與外圓筒 部4 1 7同軸的內圓筒部43 5。而且,取代外部側在內部側也 在軛鐵41 2的底板部418與內圓筒部435的邊界的角部內側與 軛鐵41 2構成同軸而固定環狀的線圈436。 而且,取代外部側在內部側也配設由兩磁極即N極 43 7a與S極43 7b排列於軸線方向的薄板環狀的肥粒鐵磁石 等構成的永久磁石437,與在外徑側形成形成有突出於軸線 方向的突出部4 3 8的剖面L形狀,在永久磁石4 3 7的軸線方 向中的兩側互相使突出部43 8突出於相反方向而配置的一對 環狀的燒結材構成的內部磁極(磁極構件)439以及內部磁極( 磁極構件)440。這些永久磁石437以及一對內部磁極439、 440在以環狀的內部磁極439、440夾住永久磁石437的磁極 4 3 7 a、4 3 7 b的排列方向中的兩側的狀態下,配設於軛鐵4 1 2 。在這些內部磁極4 3 9、4 4 0與軛鐵4 1 2的內圓筒部4 3 5之間形 成有環狀的間隙(磁氣的間隙)450。 此處,永久磁石437其S極437b配置於底板部41 8側, 並且一方的內部磁極439在軸線方向中成爲與線圏436接鄰 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -91- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(88) 的狀態。而且,在永久磁石437以及一對內部磁極439、440 與外圓筒部4 1 7之間成爲形成有環狀的間隙部425。 而且,在軛鐵4 1 2的內圓筒部4 3 5的內周側,可移動軸 426於軸線方向藉由軸襯427支持的球形軸襯428在該軸襯427 中被固定於同軸。而且固定於球形軸襯428的軸426的可動 元件41 3在永久磁石437以及一對內部磁極439、440與外圓筒 部4 1 7之間的環狀的間隙部4 2 5,與第1 7實施形態一樣地配置 作爲圓筒狀的可動磁極的鐵片432。其結果永久磁石437以 及一對內部磁極439、440的組對圓筒狀的鐵片432僅配設於 半徑方向內側。 以上第23實施形態的線性致動器411也能完成與第17實 施形態同樣的功效,而且,因永久磁石437以及一對內部磁 極439、440的組對鐵片432僅配設於半徑方向內側,故可減 小永久磁石437以及一對內部磁極439、440的半徑,可使這 些構件輕量化,可謀求作爲全體的輕量化。 此外,關於第22、第23實施形態,取代間隙450也能設 置第18實施形態的凹部452或設置第19實施形態的孔部453或 設置第20實施形態的錐面455。再者,也能配設複數組第22 實施形態的永久磁石414以及一對外部磁極422、423的組與 永久磁石437與內部磁極439、440的組與第21實施形態一樣 於可動元件4 1 3的往復動作的方向,或配設複數組第2 3實施 形態的永久磁石4 3 7與內部磁極4 3 9、4 4 0的組與弟2 1貫S也形 態一樣於可動元件41 3的往復動作的方向。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -92 - 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(89) 【產業上的可利用性】 如以上詳述的,如果依照本發明中的第1樣態的線性致 動器,因藉由在可動元件配設鐵片,在面對此鐵片的狀態 下將永久磁石配設於定子,再者配設線圈於定子,以定子 側的電流方向改變的線圈與永久磁石使通過鐵片的磁通量 移動,以使鐵片即可動元件往復動作。如此,因線圏與永 久磁石都配設於定子側,故無須對可動元件側饋電,消除 移動的可動元件在連接到線圏的饋電線使斷線發生。並且 爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的情形下即使 永久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加。而且,因 在可動元件無磁石,故無須對可動元件的起磁作業。因此 可提高可靠度且可容易謀求性能提高,並且製造容易可謀 求成本降低。 如果依照本發明的其他線性致動器,若定子側的線圈 的電流方向交互變化的話,變成交互地改變對中介配置於 沿著可動元件的往復動作的方向排列磁極的永久磁石的兩 側的磁極構件的鐵片的磁通量的導入側,使鐵片即可動元 件往復動作。因此,可以簡易的構成使可動元件往復動作 ,使製造容易可更謀求成本降低。 如果依照本發明的其他線性致動器,因永久磁石以及 一對磁極構件的組對鐵片僅配設於一側,故全體可輕量化 0 如果依照本發明的其他線性致動器,因永久磁石以及 一對磁極構件的組對鐵片僅配設於半徑方向外側,故可減 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -93- 1263391 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(9〇) 小鐵片即可動元件的半徑,因此,特別是可謀求可動元件 的輕量化。 如果依照本發明的其他線性致動器,因永久磁石以及 一對磁極構件的組對鐵片僅配設於半徑方向內側,故可減 小永久磁石以及一對磁極構件的半徑,可輕量化這些構件 ,可謀求作爲全體的輕量化。 如果依照本發明的其他線性致動器,因永久磁石以及 一對磁極構件的組中介鐵片配設於兩側,故可得到強力的 永久磁石的磁場與電流造成的起磁力。 如果依照本發明的其他線性致動器,在鐵片與永久磁 石在相反側面對的磁極構件因一體成形於定子,故無在分 別製造這些構件後使其接合等。因此使製造更容易。 如果依照本發明的其他線性致動器,可動元件因藉由 令鐵片爲軸襯的合成樹脂的插入成形而形成,故可容易且 輕量地形成包含鐵片的可動元件。 如果依照本發明的其他線性致動器,因可動元件中介 球形軸襯支持於定子,故可正確地使可動元件往復動作。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在定子永久磁 石在該往復動作的方向配設有複數個,在可動元件鐵片在 該往復動作的方向配設有複數個,故在可動元件可使更大 的推力發生。 如果依照本發明的其他線性致動器,因定子是由燒結 構件構成,故可謀求成本降低或性能(鐵損降低)提高,可提 高機械強度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -94 - 1263391 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7__五、發明説明(91 ) 而且,如果依照本發明中的第2樣態的線性致動器,因 藉由在可動元件配設鐵片,並且配設線圈於定子,更在接 鄰於可動元件的往復動作的方向的狀態下,面對鐵片且與 往復動作的方向直交,排列磁極且使互相的磁極的排列相 反的狀態下,配設一對永久磁石於定子,故若定子側的線 圈的電流方向交互變化的話,在一對永久磁石中變成磁通 量交互通過,對鐵片以一對永久磁石交互地改變引導磁通 量側,使鐵片即可動元件往復動作。如此,因線圈與永久 磁石都配設於定子側,故無須對可動元件側饋電,消除移 動的可動元件在連接到線圈的饋電線使斷線發生。並且爲 了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的情形下即使永 久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加。而且,因在 可動元件無磁石,故無須對可動元件的起磁作業。因此可 提高可靠度且可容易謀求性能提高,並且製造容易可謀求 成本降低。 如果依照本發明的其他線性致動器,因一對永久磁石 對鐵片僅配設於一側,故全體可輕量化。 如果依照本發明的其他線性致動器,在鐵片與永久磁 石在相反側面對的磁極構件因一體成形於定子,故無在分 別製造這些構件後使其接合等。因此,使製造更容易。 如果依照本發明的其他線性致動器,因一對永久磁石 的組中介鐵片配設於兩側,故可得到強力的永久磁石的磁 場與電流造成的起磁力。 如果依照本發明的其他線性致動器,因線圈配設於比 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -95- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(92) 鐵片速罪半徑方向外側,故可減小鐵片即可動兀件的半徑 ,因此,特別是可謀求可動元件的輕量化。 如果依照本發明的其他線性致動器,因線圏配設於比 鐵片還靠半徑方向內側,故可輕量化線圈,可謀求作爲全 體的輕量化。 如果依照本發明的其他線性致動器,可動元件因藉由 令鐵片爲軸襯的合成樹脂的插入成形而形成,故可容易且 輕量地形成包含鐵片的可動元件。 如果依照本發明的其他線性致動器,因可動元件中介 球形軸襯支持於定子,故可正確地使可動元件往復動作。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在定子一對永 久磁石的組在該往復動作的方向配設有複數個,在可動元 件鐵片在該往復動作的方向配設有複數個,故在可動元件 可使更大的推力發生。 如果依照本發明的其他線性致動器,因定子是由燒結 構件構成,故可謀求成本降低或性能(鐵損降低)提高,可提 高機械強度。 而且,如果依照本發明中的第3樣態的線性致動器,在 定子側的線圈的電流於一方向流動的狀態下,例如以定子 、第一的一對永久磁石的一方的永久磁石 '鐵構件、第二 的一對永久磁石之中在往復動作方向中,與第一的一對永 久磁石的一方的永久磁石對位的一方的永久磁石、定子的 環形成有磁通量,定子側的線圏的電流在被切換的反方向 流過的狀態下,以定子、第二的一對永久磁石的他方的永 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -96- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(93) 久磁石、鐵構件、第一的一對永久磁石的他方的永久磁石 、定子的環形成有磁通量。據此,若交互地切換定子側的 線圈的電流的方向的話,成爲在定子側的第一的一對永久 磁石以及第二的一對永久磁石中,交互地切換對鐵構件導 入磁通量側於可動元件的往復動作的方向,使鐵構件即可 動元件往復動作。 如此,因線圈與永久磁石都配設於定子側,故無須對 可動元件側饋電,消除移動的可動元件在連接到線圈的饋 電線使斷線發生。因此’可提筒可罪度。 而且,爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的 情形下即使永久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加 〇 再者,因在可動元件無磁石,故無須對可動元件的起 磁作業。因此製造容易可謀求成本降低。 除此之外,因藉由上述磁通量的環使可動元件移動, 故可作成對可動元件的永久磁石在相反側不令定子的一部 分爲後軛鐵而配置的構成。因此,可有效地利用對可動元 件的永久磁石相反側的空間。 如果依照本發明的其他線性致動器,因第一的一對永 久磁石以及第二的一對永久磁石的組對準可動元件的往復 動作的方向中的位置配設有複數組,故可得到更強力的永 久磁石的磁場與由電流產生的起磁力。 如果依照本發明的其他線性致動器’因第一的一對永 久磁石以及第二的一對永久磁石的組在接鄰於可動元件的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -97- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(94) 往復動作的方向的狀態下配設有複數組,配合此,在鐵構 件接鄰於可動元件的往復動作的方向突出於永久磁石的方 向的凸部配設有複數個,故可得到更強力的永久磁石的磁 場與由電流產生的起磁力,並且可在凸部的端面有效地使 吸引力作用。 如果依照本發明的其他線性致動器,因定子由疊層於 可動元件的往復動作的方向的疊層鋼板構成,故與由原材 切削出而形成的情形比較可降低渦電流損失,與以燒結形 成的情形比較可降低磁滯損。而且,特別是對於大型化定 子的情形與來自原材的切削出以及燒結的情形比較,製造 容易。因此可提高性能,而且,也能容易對應伴隨著全體 的大型化的定子的大型化。 如果依照本發明的其他線性致動器,在接近該定子的 該可動元件的部位配設窗部,收容該第一的一對永久磁石 以及該第二的一對永久磁石於該窗部內。因此,若與永久 磁石以接著劑固定於定子的表面的情形比較的話,因永久 磁石在窗部內被機械地拘束,故關於永久磁石的保持的可 靠度提高。而且,定子與可動元件之間的間隙尺寸因不受 起因於接著劑的厚度誤差的永久磁石的位置誤差的影響’ 故間隙的尺寸精度提高。再者,即使在間隙咬入異物的情 形,永久磁石也無損傷。 而且,如果依照本發明中的第4樣態的線性致動器,在 定子側的線圈的電流在一方向流動的狀態下,例如以鐵構 件、第一的一對永久磁石之中對第二的一對永久磁石相反 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210、乂297公釐) -98- 1263391 A7 B7 五、發明説明(95) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 側的一方的永久磁石、定子、第二的一對永久磁石之中第 一的一對永久磁石側的一方的永久磁石、鐵構件的環形成 有磁通量,在定子側的線圈的電流切換的反方向流過的狀 態下,變成鐵構件、第二的一對永久磁石的他方的永久磁 石、定子、第一的一對永久磁石的他方的永久磁石、鐵構 件的環形成有磁通量。據此,若交互地切換定子側的線圈 的電流的方向的話,成爲在定子側的第一的一對永久磁石 以及第二的一對永久磁石中,交互地切換分別對鐵構件導 入磁通量側於可動元件的往復動作的方向,使鐵構件即可 動元件往復動作。 如此,因線圏與永久磁石都配設於定子側,故無須對 可動元件側饋電,消除移動的可動元件在連接到線圈的饋 電線使斷線發生。因此,可提高可靠度。 而且,爲了謀求性能提高在想得到高的磁通量密度的 情形下即使永久磁石的重量增大也無可動元件的重量增加 。因此,可容易謀求性能提高。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者,因在可動元件無磁石,故無須對可動元件的起 磁作業。因此製造容易可謀求成本降低。 除此之外,因藉由上述磁通量的環使可動元件移動, 故可作成對可動元件的永久磁石在相反側不令定子的一部 分爲後軛鐵而配置的構成。因此,可有效地利用對可動元 件的永久磁石相反側的空間。 如果依照本發明的其他線性致動器’因在定子接鄰於 第一的一對永久磁石以及第二的一對永久磁石間的位置設 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -99- 1263391 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(96) 置有磁性的間隙,故可使中介第一的一對永久磁石以定子 與鐵構件導入磁通量,以及中介第二的一對永久磁石以定 子與鐵構件導入磁通量確實。 如果依照本發明的其他線性致動器,因第一的一對永 久磁石以及第二的一對永久磁石是以互相接近側的永久磁 石爲共用,故可降低零件數目。因此,可降低包含永久磁 石的安裝的成本。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在定子接鄰於 共用的永久磁石的該往復動作的方向中的中間位置設置有 磁性的間隙,故即使令互相的接近側的永久磁石爲共用, 也能使中介第一的一對永久磁石以定子與鐵構件導入磁通 量,以及中介第二的一對永久磁石以定子與鐵構件導入磁 通量確實。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在鐵構件突出 於永久磁石的方向的凸部是接鄰於往復動作的方向配設有 一對,故在往復動作的任一方向中可在凸部的端面有效地 使吸引力作用。因此,可以更大的力驅動可動元件。 而且,如果依照本發明中的第5樣態的線性致動器,因 定子與永久磁石與一對磁極構件對由永久磁石的磁力形成 的磁通量環磁阻手段成爲磁阻,故可使在由永久磁石產生 的磁極構件與鐵片之間導入的磁通量數目增加。因此,可 有效地使用由永久磁石所產生的磁通量於可動元件的移動 ,可使可動元件充分且穩定使推力產生 如果依照本發明的其他線性致動器,因磁阻手段爲配 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -100- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1263391 Μ _ Β7五、發明説明(96) 置有磁性的間隙,故可使中介第一的一對永久磁石以定子 與鐵構件導入磁通量,以及中介第二的一對永久磁石以定 子與鐵構件導入磁通量確實。 如果依照本發明的其他線性致動器,因第一的一對永 久磁石以及第二的一對永久磁石是以互相接近側的永久磁 石爲共用,故可降低零件數目。因此,可降低包含永久磁 石的安裝的成本。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在定子接鄰於 共用的永久磁石的該往復動作的方向中的中間位置設置有 磁性的間隙,故即使令互相的接近側的永久磁石爲共用, 也能使中介第一的一對永久磁石以定子與鐵構件導入磁通 S ’以及中介第二的一對永久磁石以定子與鐵構件導入磁 通量確實。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在鐵構件突出 於永久磁石的方向的凸部是接鄰於往復動作的方向配設有 一對,故在往復動作的任一方向中可在凸部的端面有效地 使吸引力作用。因此,可以更大的力驅動可動元件。 而且,如果依照本發明中的第5樣態的線性致動器,因 定子與永久磁石與一對磁極構件對由永久磁石的磁力形成 的磁通量環磁阻手段成爲磁阻,故可使在由永久磁石產生 的磁極構件與鐵片之間導入的磁通量數目增加。因此,可 有效地使用由永久磁石所產生的磁通量於可動元件的移動 ’可使可動元件充分且穩定使推力產生 如果依照本發明的其他線性致動器,因磁阻手段爲配 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -100- 1263391 A7 B7 五、發明説明(97) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 設於該磁極構件與該定子之間的磁性的間隙,故在定子與 永久磁石與一對磁極構件對由永久磁石的磁力形成的磁通 量環可以簡單的構成配設磁阻。 如果依照本發明的其他線性致動器,因磁阻手段爲形 成於磁極構件的定子側的凹部,故可直接固定磁極構件於 定子’且在定子與永久磁石與一對磁極構件對由永久磁石 的磁力形成的磁通量環可配設磁阻。因此,可強固地固定 磁性構件於定子,使耐久性提高。 如果依照本發明的其他線性致動器,因磁阻手段爲形 成於磁極構件的定子側的孔部,故可直接固定磁極構件於 定子’且在定子與永久磁石與一對磁極構件對由永久磁石 的磁力形成的磁通量環可配設磁阻。因此,可強固地固定 磁性構件於定子,使耐久性提高。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如果依照本發明的其他線性致動器,因磁阻手段是減 少磁極構件的厚度定子側左右而成,故可直接固定磁極構 件於定子,且在定子與永久磁石與一對磁極構件對由永久 磁石的磁力形成的磁通量環可配設磁阻。因此,可強固地 固定磁性構件於定子,使耐久性提高。 如果依照本發明的其他線性致動器,因在定子永久磁 石以及一對磁極構件的組在往復動作的方向配設有複數個 ,在可動元件鐵片在往復動作的方向配設有複數個,故可 在可動元件使更大的推力產生。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210>< 297公釐) -101-

Claims (1)

1263391 A8 · II c[许(月4日修(更)正替复 D8 ___; 六、申請專利範圍1 第9 1 1 3 4 8 5 0號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年1月23 日修正 1 . 一種線性致動器,具備: 定子; 具有鐵片,對該定子可往復動作地配設的可動元件 , 在面對該鐵片的狀態下配設於該定子的永久磁石; 配設於該定子的線圈;以及 配設在該永久磁石的該往復動作的方向中的兩側的 一對第1磁極構件。 2. 如申請專利範圍第1項所述之線性致動器,其中該 永久磁石在沿著該往復動作的方向排列磁極的狀態下配 設於該定子。 3. 如申請專利範圍第2項所述之線性致動器,其中該 永久磁石以及該第1磁極構件對該鐵片僅配設於一側。 4. 如申請專利範圍第3項所述之線性致動器,其中該 鐵片呈圓筒狀,該永久磁石以及該第1磁極構件對該鐵片 僅配設於半徑方向外側。 5. 如申請專利範圍第3項所述之線性致動器,其中該 鐵片呈圓筒狀,該永久磁石以及該第1磁極構件對該鐵片 僅配設於半徑方向內側。 6. 如申請專利範圍第2項所述之線性致動器,其中該 永久磁石以及該第1磁極構件中介該鐵片配設於兩側。 7. 如申請專利範圍第丨項所述之線性致動器,其中在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1263391 A8 B8 C8 ______D8 六、申請專利範圍2 s亥疋i1體成形有在該鐵片與該永久磁石在相反側面對 的第2磁極構件。 8·如申請專利範圍第丨項所述之線性致動器,其中該 可動元件可藉由令該鐵片爲軸襯的合成樹脂的插入成形 而形成。 9 ·如申§靑專利範圍第1項所述之線性致動器,其中該 可動元件是中介球形軸襯支持於該定子。 1 0.如申請專利範圍第1項所述之線性致動器,其中在 該定子該永久磁石以及該第1磁極構件在該往復動作的方 向配設有複數個’在該可動元件該鐵片在該往復動作的 方向配設有複數個。 U .如申請專利範圍第丨項所述之線性致動器,其中該 定子是由燒結構件構成。 12. —種線性致動器,具備: 定子; 具有鐵片,對該定子可往復動作地配設的可動% {牛 j 在互相接鄰於該往復動作的方向的狀態下,面|彳^ 鐡片且與該往復動作的方向直交,排列磁極且使互相的 磁極的排列相反的狀態下,配設於該定子的一對永久 一7 一 · .仁f , 配設於該定子的線圈;以及 配設在該定子與該永久磁石之間的第1磁極構件。 13. 如申請專利範圍第12項所述之線性致動器,# p 本紙張尺度適用中國國巧準(〔奶)八4规格(210\297公釐) _ — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
1263391 A8 B8 C8 D8 夂'申請專利範圍3 該一對永久磁石對該鐵片僅配設於一側。 14·如申請專利範圍第12項所述之線性致動器,其中 €該定子一體成形有在該鐵片與該永久磁石在相反側面 對的第2磁極構件。 15.如申請專利範圍第12項所述之線性致動器,其中 該一對永久磁石的組中介該鐵片配設於兩側。 i 6.如申請專利範圍第1 2項所述之線性致動器,其中 該鐵片呈圓筒狀,該線圈配設於比鐵片還靠半徑方向外 側。 17.如申請專利範圍第12項所述之線性致動器,其中 該鐵片呈圓筒狀,該線圈配設於比鐵片還靠半徑方向內 側。 1 8 .如申請專利範圍第1 2項所述之線性致動器,其中 該可動元件可藉由令該鐵片爲軸襯的合成樹脂的插入成 形而形成。 1 9 _如申請專利範圍第1 2項所述之線性致動器,其中 該可動元件是中介球形軸襯支持於該定子。 20·如申請專利範圍第1 2項所述之線性致動器,其中 在該定子該一對永久磁石的組在該往復動作的方向配設 有複數個,在該可動元件該鐵片在該往復動作的方向配 設有複數個。 2 1 ·如申請專利範圍第1 2項所述之線性致動器,其中 該定子是由燒結構件構成。 22. —種線性致動器,其特徵包含: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -3 - ABCD 1263391 六、申請專利範圍 4 ,定子; 至少一部分具有具備凸部的鐵構件,對該定子可往 復動作地配設的可動元件; 在互相接鄰於該往復動作的方向的狀態下,面對該 鐵構件且與該往復動作的方向直交,排列磁極且使互相 的磁極的排列相反的狀態下,配設於該定子的第1的一對 永久磁石; 對該第1的一對永久磁石對準該往復動作的方向中的 位置’並且在互相接鄰於該往復動作的方向的狀態下, 面對該鐵構件且與該往復動作的方向直交,排列磁極且 使互相的磁極的排列相反的狀態下,配設於該定子的第2 的一對永久磁石;以及 配設於該定子的線圈,其中 該第1的一對永久磁石以及該第2的一對永久磁石爲在 該往復動作的方向對位的永久磁石彼此,使面對該鐵構 件的磁極相反,使該凸部朝向該永久磁石的方向突出配 設有複數個。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項所述之線性致動器,其中 該第1的一對永久磁石以及該第2的一對永久磁石的組是以 鄰接於該往復動作的方向之狀態配設有複數組。 24.如申請專利範圍第22項所述之線性致動器,其中 該定子在接近該可動元件的部位具有窗部,該第1的一對 永久磁石以及該第2的一對永久磁石收容於該窗部內。 25·如申請專利範圍第22項所述之線性致動器,其中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 請 先 閲 之 注 意 項 再 f 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 8 8 88 ABCD 1263391 々、申請專利範圍 5 該定子以及該可動元件的至少一方由疊層於該往復動作 的方向的疊層鋼板構成。 2 6. —種線性致動器,其特徵爲: 至少一部分具有鐵構件的可動元件對該定子可往復 動作地配設, 至少配設一個在互相接鄰於該往復動作的方向的狀 態下,面對該鐵構件且與該往復動作的方向直交,排列 磁極且使互相的磁極的排列相反的狀態的第1的一對永久 磁石於該定子, 令在互相接鄰於該往復動作的方向的狀態下,面對 該鐵構件且與該往復動作的方向直交,排列磁極且使互 相的磁極的排列相反的狀態的第2的一對永久磁石,對該 第1的一對永久磁石接鄰於該往復動作的方向,至少配設 一個於該定子, 配設線圈於該定子而成, 該第1的一對永久磁石以及該第2的一對永久磁石爲互 相接近側的永久磁石彼此配設磁極於相同方向, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 永 2 第 該 與 石 磁 久 永 r·1 第 該 於 位 在 接。 鄰隙 有間 設性 配磁 子的 定間 該之 於石 磁 久 中相 其互 , 以 器是 動石 致磁 性久 線永 之 對 述一 所油 項第 6 2 該 第及 圍以 範石 利磁 專久 請永 申對 如一 7 的 用 共 爲 石 磁 久 永 的 側 第近 該接 中該 其於 , 粦 器接 動是 致部 性凸 線的 之向 述方 所的 項石 6 2 磁 第久 圍永 範該 利於 專出 請突 申件 如構 oo 2 免 該 在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) M規格(21〇><297公釐) -5- 1263391 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6 。 備 對具 有器 設動 配致 向性 方線 匕3一一 的種 作一· 動29 復 往 件 元 動 可 的 設 配 地 作 動 復 往 可 子 定 該 對 片 ;鐵 子有 定具 石 磁 久 永 的 子 片定 鐵該 該於 對設 面配 在下 態 狀 的 極 磁 列 J11 向 方 的 作 動 復 往 該 著 沿 且 的 側 兩 的 中 向 方 的 作 UUIU 復 往 該 的 石 磁 久 永 該件 於構 設極 己 受 I5r 對 及 以 其ο量 ,與通 圈石磁 線的 的夂成 子、水形 定該力 該與磁 於子的 設定石 配該磁 久 永 徵 特 成 環 爲^爲 極 磁 阻 磁 該 由 。 對段 有手 具阻 件磁 構的 中的 其性 , 磁 器的 動間 致之 性子 線定 之該 述與 所件 項構 9 2 極 第磁 圍該 範於 利設 專配 請爲 申段 如手 30阻。 磁隙 該間 第 圍 A-G 箪 利 專 主円 1三口 串 述 該 所的 項件 9 構 2 極 磁 該 於 成 形 爲 段 如手 31阻 磁 該 中 其 ? ο 器部 S 凹 致W 性側 線子 之定 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第 圍 ΑΓ-Β A-A車 利 專 請 甲 述 所 該 的 —件 91構 2 極 磁 該 於 成 形 爲 段 如手 32阻 磁 該 中 其 ? 0 器部 動 ? 致的 性側 線子 之定 中成 其而 ’ 右 器左 動側 致子 性定 線該 之度 述厚 所的 項件 9 2 構 第極 圍 磁 範該 利少 專減 請是 申段 如手 3 且 3 Rr 磁 該 中往 其該 , 在 器組 33 0M 致件 性構 線極 之磁 述對 所 一 項該 9 , 2 及 第 以 圍石 範磁 利久 專永 請該 申, 如子 34定 該 在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6- 1263391 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 7 復動作的方向配設有複數個,在該可動元件該鐵片在該 往復動作的方向配設有複數個。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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