圆筒形线性电动机制造技术

一种圆筒形线性电动机，具备动子的支撑机构，该动子的支撑机构是即使在动子的外径不能设计成大于轴的外径的场合，也能充分地确保动子内部的设置永久磁铁的空间，廉价的可靠性高的动子的支撑机构。在由圆筒状的磁性体构成的金属管（４）的内径侧，在轴方向排列多个卷绕成圆筒状的线圈（５）而构成的定子（１）；在定子（１）的内侧以磁隙为中介而配置的圆筒状的密封外壳（９）的内径侧，在轴方向插设多个永久磁铁而构成的动子（２）；在动子（２）中插设的轴（８）；以及用于在金属管（４）的轴方向两端部支撑轴（８）的轴支撑部件（７），其中，设有隔片（１０），隔片（１０）分别配设在密封外壳（９）内部的两端侧，紧挨永久磁铁（６），具有用于与轴（８）的锥面嵌合的凹部（１０ａ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备圆筒形状的励磁和电枢的可动磁铁构造的圆筒形 线性电动机。
技术介绍
以前具备圆筒形状的励磁和电枢的圆筒形线性电动机如图12所示。图12是表示现有圆筒形线性电动机的构成的侧断面图。在图12中，l是定子，2是动子，3是支撑机构，5是线圈，6是 永久磁铁，7是轴支撑部件，8是轴，9是密封外壳，12是轭铁。定子1是在由圆筒状的磁性体构成的轭铁12的内侧，在轴方向排 列多个成为电加感手段的圆筒状的线圈5而构成的。动子2是在轴方 向延伸的圆筒状的密封外壳9的内侧，在轴方向插设多个成为磁加感 手段的圆筒状的永久磁铁6而构成的。支撑机构3是在构成上述动子2 的永久磁铁6的内径中插设、固定轴8之后，使轴8贯穿设置在定子1 上的轴支撑部件7而构成的。还有，图13是具备用于把图12的圆筒形线性电动机固定在外部 装置上的固定机构的侧断面图。在图13中，13是框架，14是螺纹孔。线性电动机是为了把定子1安装在外部的装置上而使框架13与轭铁12的外周嵌合，并且在框架13的端部设置了具有阴螺纹的螺纹孔，把未图示的栓螺钉拧进该螺纹孔14中而固定在外部的装置(未图示)上。还有，图14是表示在现有圆筒形线性电动机上安装了线性编码器 的构成的侧断面图。另外，定子1和动子2的构成基本上与图12及图 13所示的东西一样。在图14中，16是线性比例尺，17是检测器，18 是线性编码器。31是轴支撑机构，71及72是滚珠花键轴承，81是花 键轴。轴支撑机构31由与动子2连接的花键轴81和在定子1的金属管 4的轴方向两端部，按使得动子2在轴方向可移动的方式而支撑轴8的 作为轴支撑部件的滚珠花键轴承71、 72构成。在安装了动子2的花键轴81的一端，配设了构成线性编码器18 的光学式的线性比例尺16，按与该线性比例尺16对着的方式在定子1 上配设了检测该线性比例尺16的检测器17。在这样的构成中，由该编 码器18检测动子2相对于定子1在滑动方向的位置。根据该构成，从未图示的外部电源向定子的电加感手段流入电流 的话，就能在定子的电加感手段和动子的磁加感手段之间产生轴方向 的推力，在动子以定子和间隙为中介而由支撑机构在轴方向可移动地 支撑的场合下，由动子的轴把推力取出到外边(例如，参照专利文献l、 2)。专利文献l:实开平6 — 62787号公报(说明书第2页，第1图 第4图)专利文献2:特开2000 — 4575号公报(说明书第9项，第5图)
技术实现思路
专利技术打算解决的课题但是，在现有圆筒形线性电动机中，有以下(1) (3)的问题。(1) 动子和成为支撑机构的轴的结合是在构成动子的圆筒状的永久磁铁内侧通过轴来进行的。因此，如图12所示，在动子的外径比轴的外径充分大的场合，在密封外壳内面上设置成为磁加感手段的永久磁 铁的空间得以充分确保，不会有问题，但在动子的外径小，接近轴的 外径的场合，则没有设置永久磁铁的空间，构成很困难。还有，为了解决该问题，以前还考虑了在图12所示的密封外壳的 两端从两侧插设轴来固定动子和轴的构成。可是该构成需要具有适合 密封外壳内径的外径的轴，难以使用大量流通的规格品，其价格很高。还有，在动子的外径小到轴直径成为问题的程度的场合， 一般为 了尽可能减小永久磁铁形成的磁通的损失，密封外壳非常薄，并且采 用非磁性的不锈钢材。因此，密封外壳和轴的结合，由于密封外壳薄， 因而若压入、烧嵌，则密封外壳的强度不够，结合力不够，所以一般 地进行粘接所形成的结合。可是，粘接所形成的结合存在粘接力的偏 差大，作为产品的可靠性上欠缺这样的问题。鉴于此，也可以考虑把轴插入密封外壳之后进行熔接所形成的结 合，不过，进行熔接时，熔接异种金属彼此在技术上很困难，难以确 保充分的熔接所形成的结合力。因此，轴也需要用与密封外壳一样的 非磁性的不锈钢材制作。大量流通的规格品一般多用铁系制作，不锈 钢制的要专门订货，价格进一步变高，这是存在的问题。(2) 在现有圆筒形线性电动机中，构成定子的轭铁一般釆用具有磁 性特性的铁等金属制的管。铁管也可以用作构造材，也可以在该铁管 上设置螺纹。('7 7')而安装到装置上。可是，在小形的圆筒形线性电动机(例如定子的外径为10mm)中，若构成轭铁的铁管的厚度为0.5mm的程度，则作为用于使永久磁铁形 成的磁通通过的构造材是足够厚的，不过，在该厚度下难以设置螺纹。 (例如用M2的栓螺钉，则螺纹深度必须是螺钉直径的2倍的程度)。因此，在现有圆筒形线性电动机，特别是小形的东西(图13)中， 是在轭铁外侧设置框架，在该框架上设置螺纹孔，从而进行针对固定 面的安装。框架的主要目的是设置用于按上述方式安装到外部装置的固定面 上的螺纹，即使是小形的线性电动机，如果能采用某种手段直接在构 成轭铁的铁管上设置安装到固定面上的机构，也会降低成本。按以上方式，在现有圆筒形线性电动机，特别是小形的东西中， 采用框架，在该框架上构成螺纹孔，进行针对固定面的安装，所以框 架本身会造成高成本的问题。(3)还有，现有圆筒形线性电动机，如图14所示，在动子2在支撑 花键轴81的两端的轴支撑部件71、 72的位置的行程内移动的场合， 空气从空间Sl通过作为间隙的空间S2而流到空间S3。在小形的圆筒形线性电动机(例如定子的外径为10mm)中，空间 S2的体积非常小，所以从空间Sl流到空间S3的空气非常少。图15是表示图14的圆筒形线性电动机移动于行程内时的空气的 流动的示意图，(a)是动子位于左端的情况，(b)是动子位于右端的情况。如图15(a)所示，在动子移动到移动行程的左端的场合，空间Sl 被加压，空间S3被减压。空间Sl的加压了的空气把轴支撑部件7中 封入的润滑脂推出到电动机外部，空间S3的减压了的空气使轴支撑部 件7中封入的润滑脂流入到空间S3。还有，如图15(b)所示，在动子移动到移动行程的右端的场合，空 间Sl被减压，空间S3被加压。空间Sl的减压了的空气使轴支撑部件 7中封入的润滑脂漏出到空间Sl，空间S3的加压了的空气使轴支撑部 件7中封入的润滑脂流入到空间S4。这样，为了使动子移动，需要对电动机内部的空气进行加压或减 压。由于该电动机内部的气压的变动，启动所需的推力就会增大，轴 支撑部件中封入的润滑脂就会漏出，支撑机构的寿命就会变短，这也 是存在的问题。还有，若润滑脂流入到空间S4，则会弄脏线性比例尺、 检测器，从而使线性编码器的可靠性变差，这也是存在的问题。本专利技术是鉴于这样的问题点而提出的，第1目的是提供即使是动 子的外径不能设计成大于轴的外径的场合，也能充分地确保动子内部 的设置永久磁铁的空间，能获得廉价的可靠性高的动子的支撑机构的 圆筒形线性电动机。还有，第2目的是提供可在构成定子的轭铁上设 置针对固定面的安装机构，从而获得无框架构造的圆筒形线性电动机。 再有，第3目的是提供能避免轴支撑部件中封入的润滑脂泄漏，谋求 长寿生命化，并且能提高检测装置的可靠性的圆筒形线性电动机。解决课题的方案为了解决上述问题，本专利技术按以下方式构成。项目l记载的专利技术，具备在由圆筒状的磁性体构成的金属管的 内径侧，在轴方向排列多个成为电加感手段的巻绕成圆筒状的线圈而 构成的定子；在上述定子内侧以磁隙为中介而相对配置，并且在轴方 向延伸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆筒形线性电动机，具备：在由圆筒状的磁性体构成的金属管的内径侧，在轴方向排列多个成为电加感手段的卷绕成圆筒状的线圈而构成的定子；在上述定子内侧以磁隙为中介而相对配置，并且在轴方向延伸的圆筒状的薄不锈钢制的密封外壳的内径侧，在轴方向插设多个成为磁加感手段的永久磁铁而构成的动子；在上述动子中插设的轴；以及支撑上述轴，使得上述动子在轴方向可移动到上述定子的金属管的轴方向两端部，由轴支撑部件构成的支撑机构，其特征在于，设有隔片，上述隔片分别配设在上述密封外壳内部的两端侧，紧挨上述永久磁铁，并且具有用于与上述轴的锥面嵌合的凹部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-21 307607/2005;JP 2006-1-20 012409/20061.一种圆筒形线性电动机，具备在由圆筒状的磁性体构成的金属管的内径侧，在轴方向排列多个成为电加感手段的卷绕成圆筒状的线圈而构成的定子；在上述定子内侧以磁隙为中介而相对配置，并且在轴方向延伸的圆筒状的薄不锈钢制的密封外壳的内径侧，在轴方向插设多个成为磁加感手段的永久磁铁而构成的动子；在上述动子中插设的轴；以及支撑上述轴，使得上述动子在轴方向可移动到上述定子的金属管的轴方向两端部，由轴支撑部件构成的支撑机构，其特征在于，设有隔片，上述隔片分别配设在上述密封外壳内部的两端侧，紧挨上述永久磁铁，并且具有用于与上述轴的锥面嵌合的凹部。2. 根据权利要求l所述的圆筒形线性电动机，其特征在于，由不 锈钢材构成上述隔片，把上述隔片插入到上述密封外壳中之后，通过熔接进行了固定°3. 根据权利要求2所述的圆筒形线性电动机，其特征在于，通过 Tig熔接进行上述熔接。4. 根据权利要求2所述的圆筒形线性电动机，其特征在于，通过 激光熔接进行上述熔接。5. 根据权利要求2所述的圆筒形线性电动机，其特征在于，通过 电子束熔接进行上述熔接。6. 根据权利要求l所述的圆筒形线性电动机，其特征在于，设置 在上述轴方向两端部的支撑机构中的至少一方是把滚珠...

【专利技术属性】
技术研发人员：前村明彦，川副洋介，铃木健生，福间勇人，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]