线性致动器制造技术

线性致动器具备线圈部和轴部。线圈部具有供相位互不相同的交流电流流动的多个线圈。轴部通过多个线圈的内侧。轴部具备多个永久磁铁和多个中间部件。多个永久磁铁的磁化方向相对于中心轴（Ｃ）的方向正反对置，并沿中心轴（Ｃ）配置。多个中间部件配置在多个永久磁铁的各个永久磁铁之间。为了将多个永久磁铁各自的磁通导出，而多个中间部件是饱和磁通密度相对较高的软磁性材料或沿与轴垂直的方向被磁化的永久磁铁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线性致动器，尤其是涉及使用了线性同步电动机的原理的线性致动 O
技术介绍
已知有利用了磁铁的磁极彼此的吸引力及排斥力的线性电动机即线性同步电动机。作为该线性同步电动机的一种，有轴式电动机。例如，株式会社GMC Hillstone的主页上公开有轴式电动机(http://www. ghc. co. jp/product/shaft. html)。图1是表示该轴式电动机的结构的简图。该轴式电动机101具备轴部102及线圈部103。轴部102具备多个永久磁铁111及外筒114。多个永久磁铁111的磁方向相对于中心轴C的方向正反对置，沿中心轴C配置。S卩，沿中心轴C将N极彼此接合，并将S极彼此接合。因此，从接合部112产生强磁力线。外筒114是将多个永久磁铁111 一体收纳的圆筒。另一方面，线圈部103具备线圈118。线圈118具有中心轴共通且流动有相位互不相同的交流电流的多个线圈118 (例示U相用、V相用、W相用)。轴部102贯通所述多个线圈118的内侧。在包围该轴部102的多个线圈118中流动电流时，产生磁场，根据弗来明的左手法则而产生推力。在该推力的作用下，线圈部103沿中心轴C进行直动运动。该轴式电动机101的特征在于，在线圈118与轴部102之间未作用有吸附力的、磁铁111的磁通能够在磁铁111的整周不浪费地有效利用而形成高推力等。并且，该轴式电动机利用该功能或特征，作为代替滚珠丝杠的机械要素，或者能够使用作为致动器的一种的线性致动器。作为关联的技术，日本特开2003-702 号公报中公开有一种线性同步电动机。该线性同步电动机包括具有线圈的一次侧可动件和将多个永久磁铁沿直线配置的二次侧固定件，通过对线圈通电而使可动件沿二次侧固定件进行直线移动。该线性同步电动机将多个永久磁铁相邻配置，并使相邻的永久磁铁的磁化方向沿可动件的移动方向及直角方向每隔90度进行变化。另外，在日本特开2007-6545号公报中公开有一种周期磁场产生装置及使用该装置的线性电动机、旋转型电动机、摆动电动机。该周期磁场产生装置具备哈尔巴赫排列结构的励磁极，该励磁极包括沿产生磁场的方向被磁化的主磁极永久磁铁和沿与主磁极永久磁铁的磁极方向不同的方向被磁化的副磁极永久磁铁。该周期磁场产生装置利用软磁性材料置换主磁极永久磁铁的磁场产生侧的一部分。专利技术者新发现了以下的事实。在上述的轴式电动机101中存在以下的问题。第一问题是由于使磁铁111对置而直接接触配置，因此对置的磁铁111彼此相互削弱磁场。艮口， 接触面附近的磁铁的动作点受到相邻的磁铁产生的磁场的影响而变化，处于无法充分发挥磁铁的性能的状态。而且，作为第二问题，磁铁111的接触面的磁通必须通过接触面的两侧的磁铁111内，而该磁通的大小受到该磁铁111的饱和磁通密度的限制。因此，未充分发挥各个磁铁111的磁力的强度。第三问题是由于使磁铁111对置配置，因此相邻的磁铁111相互排斥，而难以装配。尤其是为了提高推力而需要提高磁铁111的磁力，但这样的话难以装配。第四问题是为了固定磁铁111，而需要收纳磁铁111的管状的外筒114。因此，由于该外筒114的存在，线圈118与磁铁111之间的间隙增加，而导致推力下降。使用上述轴式电动机作为线性致动器时，期望一种能够充分利用该磁铁的磁力的强度的技术。期望一种能够容易装配的技术。需求一种能够减少线圈与磁铁之间的间隙而提高推力的技术。专利文献1 日本特开2003-702 号公报 专利文献2 日本特开2007-6545号公报 非专禾丨J文献 1 :http://www. ghc. co. jp/product/shaft. html
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够充分地发挥磁铁的磁力的强度的线性致动器。而且，本专利技术的另一目的在于提供一种能够容易装配的线性致动器。另外，本专利技术的又一目的在于提供一种能够减少线圈与磁铁之间的间隙而提高推力的线性致动器。本专利技术的线性致动器具备线圈部和轴部。线圈部具有供相位互不相同的交流电流流动的多个线圈。轴部通过多个线圈的内侧。轴部具备多个永久磁铁和多个中间部件。多个永久磁铁的磁化方向相对于中心轴的方向正反对置，并沿中心轴配置。多个中间部件配置在多个永久磁铁的各个永久磁铁之间。多个中间部件各自的饱和磁通密度大于多个永久磁铁各自的饱和磁通密度。在本专利技术中，在对置的永久磁铁彼此之间插入有比永久磁铁的饱和磁通密度高的软磁性材料作为中间部件。根据该中间部件的饱和磁通密度大于永久磁铁的饱和磁通密度的性质，与仅由永久磁铁构成时相比，对置的永久磁铁彼此的磁通在中间部件内为高磁通密度，都能够通过中间部件向与中心轴大致垂直的方向穿过或从同方向进入。由此，能够增加该线圈部的位置上的磁通密度。即，由于对置的磁铁彼此未相互减弱磁场，因此能够充分发挥各个磁铁的磁力的强度。由此，能够增加线性致动器的推力。而且，通过夹设该中间部件而能够减弱相邻的磁铁相互的排斥力。由此，能够容易装配轴部。即，能够容易制造线性致动器。在本专利技术中，使用了软磁性材料作为中间部件，因此能够廉价地防止因对置的永久磁铁彼此之间的磁通的集中所产生的磁饱和。因此，能够以低成本来提高线性致动器的推力。本专利技术的线性致动器的多个中间部件分别包含由磁铁材料形成的中间磁铁部件。 这种情况下，中间磁铁部件的磁化方向优选沿中心轴交替配置成相对于中心轴的方向垂直向外及垂直向内。在本专利技术中，通过中间部件将磁通向与中心轴大致垂直的方向引导，因此在对置的永久磁铁彼此之间不会减弱磁场，而且还施加中间部件的磁力，从而能够提高线圈部的磁通密度。其结果是，能够增加线性致动器的推力。需要说明的是，在上述的线性致动器中，优选，多个中间部件各自的中心轴方向的厚度比多个永久磁铁各自的中心轴方向的厚度薄。在本专利技术中，通过使中间部件的厚度比永久磁铁的厚度薄，而能够增加线性致动器的推力。 在上述的线性致动器中，优选，多个中间部件分别还包含磁轭部件，该磁轭部件包围中间磁铁部件并由软磁性材料形成。 在本专利技术中，将软磁性材料和磁铁材料组合使用作为中间部件。因此，能够防止因对置的永久磁铁彼此之间的磁通的集中所引起的磁饱和，并增加磁铁的体积而提高磁通密度，同时使一部分为难磁化材料而将成本抑制得较低。由此，能够以低成本进一步提高线圈部的磁通密度。其结果是，能够抑制成本并增加线性致动器的推力。在上述的线性致动器中，优选，多个中间部件各自的中心轴方向的厚度随着从所述中心轴离开而增厚。在本专利技术中，将磁通的混合情况相对小的中心轴附近的中间部件的厚度减薄，并将磁通的集中程度相对大的表面附近的厚度增厚。由此，能够减少因中间部件内的磁通的集中引起的磁饱和的发生。其结果是，能够进一步提高线圈部的磁通密度。其结果是，能够增加线性致动器的推力。在上述的线性致动器中，优选，轴部还具备贯通多个永久磁铁和多个中间部件而固定的固定轴部件。在本专利技术中，由于具有贯通永久磁铁和中间部件而固定的固定轴部件，因此不需要用于固定永久磁铁的管状的外筒。因此，能够进一步减小线圈与磁铁之间的间隙。由此， 能够进一步提高线圈部的磁通密度，从而能够增加线性致动器的推力。在上述的线性致动器中，优选，轴部及线圈部的与中心轴垂直的截面的形状为多边形本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种线性致动器，具备：线圈部，其具有供相位不同的交流电流流动的多个线圈；轴部，其通过所述多个线圈的内侧，所述轴部具备多个永久磁铁和多个中间部件，所述多个永久磁铁的磁化方向相对于中心轴的方向正反对置，并沿所述中心轴配置，所述多个中间部件配置在所述多个永久磁铁的各个永久磁铁之间，所述多个中间部件各自的饱和磁通密度大于所述多个永久磁铁各自的饱和磁通密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：日浦亮太，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP