電磁致動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電磁致動器，其目的是遍及大范圍的位移，確保某種程度大小以上的足夠的推力。具有位移放大點的電磁致動器（1）具備：位移放大機構(gòu)（1A），其具有形成間隙（5）的兩面（2as、2bs），并且由磁性體構(gòu)成；和設(shè)置在位移放大機構(gòu)（1A）的線圈（6）。通過在線圈（6）中流動電流而在磁性體產(chǎn)生磁通，在兩面（2as、2bs）之間產(chǎn)生吸引力。通過該兩面（2as、2bs）之間的吸引力，使位移放大點位移。
【專利說明】電磁致動器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含位移放大機構(gòu)的電磁致動器，尤其是涉及遍及大范圍的位移都能 夠確保某種程度大小以上的足夠的推力、并能使整體小型化的電磁致動器。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往以來，已知有使用電磁吸引力的電磁致動器。在圖20 (a) (b) (C)中示出構(gòu) 成以往技術(shù)的電磁致動器的電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)。圖20 (a)是電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101 的主視圖。電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101由截面形狀呈大致四邊形的鐵等磁性體構(gòu)成，向相同 方向大致平行地延伸的一對吸引鐵芯102a、102b的一端由磁力產(chǎn)生鐵芯103連接而形成為 "二字形"。
[0003] 而且，在磁力產(chǎn)生鐵芯103的周圍卷繞有由銅線等具有導(dǎo)電性的線材構(gòu)成的繞線 104。吸引鐵芯102a、102b的另一端成為呈平面形狀的吸附面102as、102bs。此處，圖20 (b)是圖20 (a)的箭頭A101方向向視圖，圖20 (c)是圖20 (a)的箭頭B101方向向視圖。 另外，在圖20 (b)、（c)中，省略了繞線104。如圖20 (b)、（c)所示，吸引鐵芯102a、102b 的截面面積與磁力產(chǎn)生鐵芯103的截面面積大致相同。
[0004] 在圖21中示出利用該電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101的電磁致動器111。在圖21所示 的電磁致動器111中，通過未圖示的保持機構(gòu)，電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101的吸附面102as、 102bs被保持為大致垂直，可動鐵片106如實線那樣地配置成在與該電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu) 101的吸附面102as、102bs相對的位置、離開微小的間隙105。此處，可動鐵片106 -側(cè)的 面106sl與吸附面102as、102bs之間的間隙105的長度是xlOl。
[0005] 可動鐵片106另一側(cè)的面106s2通過線107a連接于彈簧108的一端，彈簧108的 另一端經(jīng)由線107b連接于壁面109?？蓜予F片106的面106sl、106s2大致垂直，電磁吸引 力產(chǎn)生機構(gòu)101的吸附面102as、102bs和與其相對的可動鐵片106的面106sl大致平行。
[0006] 接著，以下使用圖21說明電磁致動器111的作用。當向繞線104施加電壓時，向 繞線104中供給電流，在構(gòu)成為磁力產(chǎn)生鐵芯103 -吸引鐵芯102a -間隙105 -可動鐵片 106 -間隙105 -吸引鐵芯102b -磁力產(chǎn)生鐵芯103的磁路中產(chǎn)生磁通而使磁通增加。因 此，從吸附面l〇2as、102bs經(jīng)由間隙105,產(chǎn)生對可動鐵片106的面106sl的吸引力。此時， 彈簧108伸長，可動鐵片106如圖21的虛線那樣地向吸附面102as、102bs側(cè)位移，面106sl 吸附到吸附面102as、102bs。此處，間隙105的長度大致成為0。
[0007] 這種情況下，可動鐵片106被未圖示的導(dǎo)向件或者平行簧片導(dǎo)向，一邊維持大致 垂直的姿勢一邊移動。因此，在可動鐵片106的移動中，可動鐵片106的面106sl與電磁吸 引力產(chǎn)生機構(gòu)101的吸附面102as、102bs能夠始終保持平行。
[0008] 接著，若切斷施加于繞線104的電壓，則供給的電流消失而使上述磁路的磁通減 小。于是，因彈簧108的作用力，可動鐵片106的面106sl從吸附面102as、102bs離開，恢 復(fù)到圖21所示的實線的位置、即面106sl與吸附面102as、102bs的間隙105的長度為xlOl 的位置。這樣，使用電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101而使可動鐵片106產(chǎn)生的位移是xlOl。
[0009] 在這樣的電磁致動器111中，存在以下問題。在圖21中，在使供給到繞線104的電 流為恒定時，橫軸取位移xlOl的值，縱軸取在使該位移產(chǎn)生時、可動鐵片106從電磁吸引力 產(chǎn)生機構(gòu)101受到的吸引力即推力，在圖22中用單點劃線示出表示兩者的關(guān)系的曲線圖。 由圖22可知，在位移小的情況下推力非常大，而當位移變大時推力急速變小。
[0010] 因此，在圖21的間隙的長度XlOl (位移）大的情況下，可動鐵片106從電磁吸引 力產(chǎn)生機構(gòu)101受到的吸引力即推力與在間隙的長度XlOl (位移）小的情況下相比顯著下 降。在圖21中，在可動鐵片106的面106sl與電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101的吸附面102as、 102bs相距最遠的位置，施加到可動鐵片106的推力極小。
[0011] 這樣的情況下，若想要使用該推力實現(xiàn)某種作用、例如想要實現(xiàn)產(chǎn)生振動，則該振 動力顯著下降。即，如圖22所示，在這樣的以往技術(shù)的電磁致動器111中，為了得到足夠大 的推力，必須使位移限定為極小的值。為了對其進行改善，使對于大位移的推力為足夠大， 就必須加大供給到圖21所示的電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)101的繞線104的電流，因此需要使用 能夠應(yīng)對大電流的零件作為構(gòu)成繞線104的電流供給電路的電子零件。這招致該電路的成 本上升或者大規(guī)?；?，而不優(yōu)選。另外，因為整體沒有一體化，所以在分開制造電磁吸引力 產(chǎn)生機構(gòu)101、可動鐵片106、線107a、107b以及彈簧108等各部分后將其連接或者配置，制 造工序變得復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明是考慮這一點而作成的，其目的在于提供如下電磁致動器：能夠抑制相對 于位移的增加而推力顯著下降，即使在大范圍內(nèi)位移也能夠使推力的變動幅度小，且整體 小型化從而能夠各易制造。
[0013] 本發(fā)明是一種具有位移放大點的電磁致動器，其特征在于，具備：位移放大機構(gòu)， 其包含具有推力產(chǎn)生部的磁性體；和線圈，其設(shè)置在包含磁性體的位移放大機構(gòu)，使磁性體 產(chǎn)生磁通；通過在線圈中流動電流來使磁性體產(chǎn)生磁通，通過來自推力產(chǎn)生部的推力來使 位移放大點位移。
[0014] 本發(fā)明是一種電磁致動器，其特征在于，推力產(chǎn)生部由形成間隙的兩面構(gòu)成。
[0015] 本發(fā)明是一種電磁致動器，其特征在于，位移放大機構(gòu)具有：環(huán)狀部分；和至少一 對位移部分，其配置在環(huán)狀部分內(nèi)，在其間形成間隙。
[0016] 本發(fā)明是一種電磁致動器，其特征在于，環(huán)狀部分的一部分由彈性部件構(gòu)成。
[0017] 本發(fā)明是一種電磁致動器，其特征在于，線圈設(shè)置在一對位移部分中的一方的位 移部分。
[0018] 本發(fā)明是一種電磁致動器，其特征在于，在環(huán)狀部分內(nèi)設(shè)置有在其間形成間隙的 兩對以上的位移部分。
[0019] 如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制相對于位移增加而推力顯著下降，即使在大范 圍內(nèi)位移也能夠使推力的變動幅度小，且能夠使裝置整體小型化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1 (a) (b)是示出磁路的模型的圖。
[0021] 圖2是將圖1的磁路置換為電路的圖。
[0022] 圖3是表示圖1的磁路的位移與推力的關(guān)系的曲線圖。
[0023] 圖4 (a) (b) (c)是示出本發(fā)明的第1實施方式的電磁致動器的圖。
[0024] 圖5是圖4 (a)的區(qū)域P0的放大圖。
[0025] 圖6是圖4 (a)的放大圖。
[0026] 圖7是圖6的區(qū)域P1的放大圖。
[0027] 圖8 (a) (b) (c)是示出本發(fā)明的第2實施方式的電磁致動器的圖。
[0028] 圖9是圖8 (a)的區(qū)域P21的放大圖。
[0029] 圖10是圖8 (a)的區(qū)域P22的放大圖。
[0030] 圖11是圖8 (a)的放大圖。
[0031] 圖12是圖11的區(qū)域P21的放大圖。
[0032] 圖13是圖11的區(qū)域P22的放大圖。
[0033] 圖14是圖11的區(qū)域Q的放大圖。
[0034] 圖15是表示第2實施方式的位移與推力的關(guān)系的曲線圖。
[0035] 圖16是表示第2實施方式的位移與電流的關(guān)系的曲線圖。
[0036] 圖17是示出第1實施方式的變形例的圖。
[0037] 圖18是示出第2實施方式的第1變形例的圖。
[0038] 圖19是示出第2實施方式的第2變形例的圖。
[0039] 圖20 (a) (b) (c)是示出以往技術(shù)的電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)的圖。
[0040] 圖21是示出以往技術(shù)的電磁致動器的圖。
[0041] 圖22是表示以往技術(shù)的電磁致動器的位移與推力的關(guān)系的曲線圖。
[0042] 附圖標記說明
[0043] 1A、21A位移放大機構(gòu)
[0044] 2a、2b、22a、22b、22c、22d、102a、102b 吸引鐵芯
[0045] 3a、3b、23a、23b 支承鐵芯
[0046] 4a、4b、24a、24b 可動鐵芯
[0047] 24anl、24an2、24an3、 24an4 可動鐵芯薄部
[0048] 24bnl、24bn2、24bn3、24bn4 可動鐵芯薄部
[0049] 24awl、24aw2、24aw3 可動鐵芯厚部
[0050] 24bwl、24bw2、24bw3 可動鐵芯厚部
[0051] 5、25a、25c、105 間隙
[0052] 6、26a、26c、104 繞線
[0053] 101以往技術(shù)中的電磁吸引力產(chǎn)生機構(gòu)
[0054] 103磁力產(chǎn)生鐵芯
[0055] 106可動鐵片
[0056] 107a、107b 線
[0057] 108 彈簧
[0058] 109 壁面
[0059] 111以往技術(shù)中的電磁致動器
[0060] Mo 磁路
[0061] Me磁性體
[0062] G 間隙

【具體實施方式】
[0063] 第1實施方式
[0064] 以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0065] 圖1至圖10是示出本發(fā)明的第1實施方式的圖。
[0066] 首先，說明成為本發(fā)明的基本原理的磁路的模型以及其位移與推力的特性。
[0067] 在圖1 (a) (b)中示出磁路的模型。此處，圖1 (a)是示出磁路的模型的圖，圖1 (b)是示出對磁路附加了位移放大機構(gòu)的模型的圖。磁性體Me具有截面面積Sm，該磁性體 Me形成長度Xg的間隙G，并且形成為環(huán)狀，其全長是Xm。
[0068] 在磁性體Me卷繞有由導(dǎo)電體構(gòu)成的繞線(未圖示)，當向繞線的兩端施加電壓V 時，電流I被供給到繞線而磁性體Me磁化。這種情況下，由磁性體Me和間隙G構(gòu)成磁路 M0。在圖2中示出將圖1 (a)的磁路M0置換為電路的圖。該電路是在施加于磁路M0的磁 位差F串聯(lián)連接磁性體Me的磁阻Rm和間隙G的磁阻Rg的形狀。
[0069] 若將串聯(lián)連接的磁阻Rm和磁阻Rg的合成磁阻設(shè)為R，將磁性體Me的磁導(dǎo)率設(shè)為 μ，將間隙G的磁導(dǎo)率設(shè)為μ 0 (空氣的磁導(dǎo)率)，則成為

【權(quán)利要求】
1. 一種電磁致動器，具有位移放大點，其特征在于，具備： 位移放大機構(gòu)，其包含具有推力產(chǎn)生部的磁性體；和 線圈，其設(shè)置在包含磁性體的位移放大機構(gòu)，使磁性體產(chǎn)生磁通， 通過在線圈中流動電流來使磁性體產(chǎn)生磁通，通過來自推力產(chǎn)生部的推力來使位移放 大點位移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁致動器，其特征在于， 推力產(chǎn)生部由形成間隙的兩面構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁致動器，其特征在于， 位移放大機構(gòu)具有：環(huán)狀部分；和至少一對位移部分，其配置在環(huán)狀部分內(nèi)，在其間形 成間隙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁致動器，其特征在于， 環(huán)狀部分的一部分由彈性部件構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電磁致動器，其特征在于， 線圈設(shè)置在一對位移部分中的一方的位移部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的電磁致動器，其特征在于， 在環(huán)狀部分內(nèi)設(shè)置有在其間形成間隙的兩對以上的位移部分。
【文檔編號】H02K33/00GK104104203SQ201410138093
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月8日
【發(fā)明者】樋口俊郎, 難波江裕之, 高橋晃次 申請人:東京威爾斯股份有限公司