直線振蕩執行機構的動子的製作方法
2023-05-27 19:32:16 1
專利名稱：直線振蕩執行機構的動子的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種直線振蕩執行機構(linear oscillatory actuator)的動子，它適於直線往復運動，容易組裝和製造，並具有改進的耐久性。
在根據本發明的動子中，具有對應形狀的永磁體和鐵芯彼此交替排列，此排列狀態由緊固裝置固定。
在根據本發明的另一種動子中，板狀的鐵芯彼此堆積在一起，永磁體插在板狀鐵芯上所形成的插孔中，此插入狀態由緊固裝置固定。
背景技術：
如本領域內公知的，直線電動機的形狀是通過軸向切割並展開普通旋轉電動機得到的。因此，旋轉電動機產生旋轉力，而直線電動機產生推力。
作為這種直線電動機中的一種，直線振蕩執行機構是指一種驅動裝置，其中交替供應正弦或矩形脈衝電壓波，對動子反覆施加可選擇的線性衝程，從而使動子直線往復運動。直線振蕩執行機構分成線圈驅動型、鐵芯驅動型和永磁體驅動型。
在永磁體驅動型的直線振蕩執行機構中，在對定子線圈通入直流電時，定子被磁化而作為電磁體，由此使包括永磁體的動子在吸引力和排斥力的作用下直線運動。然後，在通過定子線圈的電流方向改變時，作用在動子上的吸引力和排斥力的方向變化，由此使動子朝相反方向直線運動。因此，通過以這種方式連續、交替地改變激勵電流的方向，使動子作直線往復運動。
在工作過程如上所述的傳統直線振蕩執行機構中，動子具有圓筒形結構，其中永磁體排列在鐵芯周圍，並且通過粘合劑或螺栓結合到鐵芯上。
這種傳統動子的缺點在於，由於其在高速下作直線往復運動，因此動子的永磁體可能會脫落或損壞。
而且，在直線振蕩執行機構的傳統動子中，由於永磁體是通過螺栓和螺母緊固在鐵芯上，因此在製造過程中生產率低。
並且，在傳統工藝中，為了增強動子的耐久性，動子包括永磁體和鐵芯。在這一方面，由於永磁體排列在鐵芯周圍並結合在鐵芯上，因此動子的質量增大，在直線往復運動的動子中將產生大的慣性力。結果，由於動子直線往復運動速度的增大必須要受到限制，所以往復運動頻率僅能限制在幾赫茲。
發明內容
因此，本發明的提出是為了努力解決相關技術中出現的這些問題，並且本發明的一個目的是提供一種直線振蕩執行機構的動子，其具有改進的耐久性、生產率和工作可靠性。
為了達到上述目的，根據本發明的一個方面，提供一種直線振蕩執行機構的動子，包括多個永磁體，每個永磁體具有板狀；多個鐵芯，每個鐵芯在其表面絕緣並具有對應於永磁體形狀的板狀；緊固裝置，用於固定永磁體和鐵芯彼此交替排列的排列狀態；以及沿著與動子直線運動方向相同的方向作用的返回裝置。
根據本發明的另一個方面，提供一種直線振蕩執行機構的動子，包括多個板狀永磁體；多個板狀鐵芯，每個鐵芯在其表面絕緣並形成有多個讓永磁體插入的插孔，板狀鐵芯在垂直於動子直線運動的軸線方向上彼此堆積在一起；緊固裝置，用於固定永磁體插在鐵芯上所形成的插孔中的狀態；以及沿著與動子直線運動方向相同的方向作用的返回裝置。
結合附圖，從以下詳細說明中將更加清楚地理解本發明的上述和其它目的、特徵以及其它優點。在附圖中圖1是表示使用本發明動子的直線振蕩執行機構的示意性分解透視圖；圖2是表示根據本發明一種實施方式的動子的分解透視圖；圖3是表示圖2所示動子的組裝狀態的透視圖；圖4是表示根據本發明另一種實施方式的動子的分解透視圖；圖5是表示圖4所示動子的組裝狀態的透視圖；以及圖6是表示圖4所示動子中另一種緊固裝置的分解透視圖。
具體實施例方式
下面將更加詳細地說明本發明的優選實施方式，其一個實施例表示在附圖中。在任何可能的時候，在所有附圖和說明書中相同的參考數字用於指示相同或相似的部分。
圖1是表示使用本發明動子的直線振蕩執行機構的示意性分解透視圖。由參考數字120表示的動子位於直線振蕩執行機構的一對定子100和110之間，並直線往復運動以產生直線驅動力。
圖2是表示根據本發明一種實施方式的動子的分解透視圖，圖3是圖2所示動子的組裝狀態的透視圖。動子120包括多個永磁體20，每個永磁體具有板狀；多個鐵芯10，它們形成磁力線經過的路線，並且被絕緣材料覆蓋；緊固裝置，用於固定永磁體20和鐵芯10彼此交替排列的排列狀態；以及返回裝置。
優選的是，永磁體20和鐵芯10具有六面體板的形狀，用於簡化定子的形狀以及纏繞在定子上的線圈的纏繞圖案。優選的是，永磁體20和鐵芯10通過粘合劑彼此結合，用於提高動子的耐久性。
圖2和3所示的緊固裝置包括一對緊固板50和51，用於固定永磁體20和鐵芯10彼此交替排列的排列狀態。優選的是，緊固裝置是由非磁性材料製成。
當從垂直於動子直線運動軸線的方向觀看時，緊固板50和51具有在其兩端形成的彎曲突起50a和51a，將永磁體20和鐵芯10彼此牢固地緊固在一起。換言之，緊固板50和51具有「[」形的縱向截面，用於環繞永磁體20和鐵芯10。
緊固板50和51通過連接裝置結合併緊固在永磁體20或鐵芯10上。特別是，在圖示的實施方式中，在永磁體20和鐵芯10彼此交替排列的情況下，當從動子120的直線往復運動方向觀看時，用參考數字11特別表示的兩個鐵芯分別定位在動子120的兩端，並且這對緊固板50和51通過連接裝置結合在動子120兩端的兩個鐵芯上。在圖示的實施方式中，連接裝置包括螺栓70、在緊固板50和51中形成的孔，以及在兩個鐵芯11中形成的螺紋孔。
雖然正常情況是，返同裝置使用機械彈簧，使電頻率和機械頻率彼此一致，但在本發明的實施方式中，返回裝置包括軸30，它位於動子120的直線運動軸線上，作為支撐軸支撐動子120的直線往復運動；以及螺旋彈簧(未圖示)，它裝在軸30周圍。軸30連接到動子120兩端的兩個鐵芯11上，形成鐵芯11和軸30的一個集成結構。
當組裝圖2和3所示的直線振蕩執行機構的動子時，根據本發明的一種實施方式，鐵芯10和永磁體20彼此交替，並通過粘合劑彼此結合。而且，在動子120兩端，與軸30集成的鐵芯11分別通過粘合劑結合在永磁體20上。接著，用緊固板50和51包圍彼此交替排列並結合的永磁體20和鐵芯10，並使用螺栓70分別將緊固板50和51緊固到兩個與軸集成的鐵芯11上。
下面參考圖4到6詳細說明本發明的另一種實施方式。
首先參考圖4和5，根據本發明另一種實施方式的動子包括多個板狀永磁體20；多個板狀鐵芯12，每個鐵芯由絕緣材料覆蓋並形成有讓永磁體20插入的多個插孔12a，板狀鐵芯12彼此堆積在一起；緊固裝置，用於固定永磁體20插在彼此堆積在一起的鐵芯12的插孔12a中的狀態；以及返回裝置。
優選的是，永磁體20具有六面體板的形狀，用於簡化定子的形狀以及線圈纏繞在定子上的纏繞圖案。在這種情況下，鐵芯12中形成的插孔12a的截面與永磁體20對應。
如同本領域內公知的，多個板狀鐵芯12彼此堆積在一起的原因是為了防止僅使用一塊與彼此堆積在一起的所有鐵芯厚度相同的鐵芯時產生的渦流造成的性能減弱。雖然包括薄板的鐵芯12具有減小渦流損失的優點，但考慮製造工序的簡化，優選的鐵芯12厚度約0.5mm。
雖然圖2所示的緊固板50和51可以用作緊固裝置，但優選地使用圖4所示的緊固板52和53作為緊固裝置，從而彼此牢固地緊固堆積的鐵芯12。而且，優選的是，緊固裝置是由非磁性材料製成。
緊固板52和53的作用是固定永磁體20插在彼此堆積在一起的鐵芯12所形成的插孔12a中的狀態。緊固板52和53具有彎曲部分52a和53a，與堆積的鐵芯12的兩個端面接觸。堆積鐵芯12的兩個端面面向動子的運動方向。也就是說，每個緊固板52和53具有L形橫截面，由此緊固裝置52和53能完全環繞堆積鐵芯12的四個面。
緊固板52和53通過連接裝置彼此連接。在圖示的實施方式中，連接裝置包括螺栓70；在彎曲部分52a和53a中形成的連接孔61；以及在緊固板52和53上與彎曲部分52a和53a相反的末端形成的螺紋孔41。
返回裝置包括軸30，它位於動子的直線運動軸線上，作為支撐軸用於支撐動子的直線往復運動；以及裝在軸30周圍的螺旋彈簧(未圖示)。在圖中，軸30連接在緊同板52和53的彎曲部分52a和53a上。
下面將參考圖4和5說明根據本發明另一種實施方式的動子的組裝方法。
在所需數量的鐵芯12彼此堆積之後，將永磁體20分別插在鐵芯12中形成的插孔12a中。接著，將已經插入永磁體20的鐵芯12通過緊固裝置和連接裝置彼此緊固在一起。
圖6是表示圖4所示動子的另一種緊固裝置的分解透視圖。當與圖4所示的緊固板52和53相比時，當從垂直於動子直線運動軸線的方向觀看時，圖6所示的緊固板54和55具有在其兩端形成的彎曲突起54b和55b，用於牢固地緊固彼此堆積在一起的鐵芯12。換言之，緊固板54和55具有「[」形縱截面。
在堆積的鐵芯12被緊固板54和55包圍的狀態下，緊固板54和55通過連接裝置彼此緊固，連接裝置包括螺栓70；在彎曲突起54b和55b中形成的連接孔62；以及在緊固板54和55與彎曲突起54b和55b相反的末端形成的螺紋孔41。
工業實用性從上面的描述可以看出，根據本發明的直線振蕩執行機構的動子提供的優點是，永磁體和鐵芯彼此交替排列，此排列狀態通過緊固裝置固定；或者板狀鐵芯彼此堆積，永磁體插在板狀鐵芯上形成的插孔中，並且此插入狀態通過緊固裝置固定。相應地，由於有效地聚合磁力線，提高了動子的工作效率，動子易於組裝，並且可以防止永磁體從動子上脫落，由此提高了動子的耐久性。
此外，與具有圓筒形結構的傳統直線振蕩執行機構的動子不同的是，根據本發明的動子，由於製造工序簡化和製造成本降低，所以能提高生產率。
雖然為了解釋的目的描述了本發明的優選實施方式，但本領域的一般技術人員應該理解的是，在不偏離權利要求限定的本發明範圍和精神的情況下，可以做出不同的修改、增添和替換。
權利要求
1.一種直線振蕩執行機構的動子，包括多個永磁體，每個永磁體具有板狀；多個鐵芯，每個鐵芯在其表面絕緣並具有對應於永磁體形狀的板狀；緊固裝置，用於固定永磁體和鐵芯彼此交替排列且彼此接觸的排列狀態；以及沿著與動子直線運動方向相同的方向作用的返回裝置。
2.如權利要求1所述的動子，其中每個永磁體和鐵芯具有六面體板的形狀。
3.如權利要求1所述的動子，其中永磁體和鐵芯通過粘合劑彼此結合。
4.如權利要求1到3的任一項所述的動子，其中緊固裝置包括一對緊固板，用於包圍彼此交替排列的永磁體和鐵芯，當從垂直於動子直線運動軸線的方向觀看時，每個緊固板在其兩端具有彎曲突起，緊固板通過連接裝置連接到永磁體或鐵芯。
5.如權利要求4所述的動子，其中在永磁體和鐵芯彼此交替排列的狀態下，當從動子直線運動的方向觀看時，鐵芯分別位於動子的兩端，並且這對緊固板通過連接裝置連接到所述動子兩端的鐵芯上。
6.如權利要求5所述的動子，其中返回裝置包括軸，所述軸在動子直線運動的軸線上連接到所述動子兩端的鐵芯上；以及裝在軸周圍的螺旋彈簧。
7.一種直線振蕩執行機構的動子，包括多個板狀永磁體；多個板狀鐵芯，每個鐵芯在其表面絕緣並形成有讓永磁體插入的多個插孔，板狀鐵芯在垂直於動子直線運動軸線的方向上彼此堆積在一起；緊固裝置，用於固定永磁體插在鐵芯上所形成的插孔中的狀態；以及沿著與動子直線運動方向相同的方向作用的返回裝置。
8.如權利要求7所述的動子，其中每個永磁體具有六面體板的形狀，鐵芯中形成的每個插孔具有與永磁體形狀對應的截面形狀。
9.如權利要求6或7所述的動子，其中緊固裝置包括一對緊固板，這對緊固板在動子的直線運動方向延伸，並具有彎曲部分與堆積的鐵芯的兩個端面接觸，所述緊固板通過連接裝置彼此連接。
10.如權利要求9所述的動子，其中當從垂直於動子直線運動軸線的方向觀看時，緊固裝置在其兩端具有彎曲部分。
11.如權利要求9所述的動子，其中返回裝置包括軸，所述軸在動子直線運動的軸線上連接到緊固裝置的彎曲部分；以及裝在軸周圍的螺旋彈簧。
全文摘要
本發明涉及一種直線振蕩執行機構中的直線往復運動的動子，它容易組裝和製造，並具有改進的耐久性。在根據本發明的動子中，具有對應形狀的永磁體和鐵芯彼此交替排列，此排列狀態由緊固裝置固定。在根據本發明的另一種動子中，板狀的鐵芯彼此堆積在一起，永磁體插在板狀鐵芯上形成的插孔中，此插入狀態由緊固裝置固定。
文檔編號H02K33/16GK1802782SQ200380110388
公開日2006年7月12日 申請日期2003年11月21日 優先權日2003年7月16日
發明者李 柱, 金泰亨, 金梭, 張基鳳, 催在學, I·博爾代亞 申請人:漢陽大學校產學協力團