專利名稱：電磁驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁驅(qū)動器，通過給電磁線圈通電，使插在其中心孔中的可動鐵芯沿該中心孔的軸線方向運動，尤其是在通電起動時能獲得較大推力的、行程大的電磁驅(qū)動器。
通過給電磁線圈通電，使插在其中心孔中的可動鐵芯沿該中心孔的軸線方向運動的電磁驅(qū)動器已廣為人知，如圖6虛線所示，通常由于通電而起動時的推力較小，起動后推力逐漸增大。
但是，例如生產(chǎn)線上的各種機器或部件在做動作(輥式輸送機上的推出、頂出器的伸出等)時，大多在輸出什么驅(qū)動命令的信號時，必須盡可能迅速地執(zhí)行響應(yīng)其信號的動作，例如推出物體的動作等。然而，在迅速地做這樣的動作時，因為起動而需要比較大的力，例如，在為了推出具有一定重量的物體、或使運動的部件起動時，需要用于起動它們的力，與其相反，在一旦起動之后，大多由于慣性動作能繼續(xù)下去，不需要很大的力。因此，增加起動時的推力改善動作的響應(yīng)性，能縮短各生產(chǎn)線上的處理時間，提高生產(chǎn)率。當(dāng)然，不僅僅是這樣的生產(chǎn)線的問題，在輸出了驅(qū)動命令的信號時，使其盡可能迅速地執(zhí)行響應(yīng)動作的必要性，在各種技術(shù)領(lǐng)域都存在。
然而，現(xiàn)有的電磁驅(qū)動器，如上所述，由于通電而起動時的推力小，不能適應(yīng)這樣的要求，為了使電磁驅(qū)動器滿足上述要求，必須使其起動時的推力足夠大。但是，使起動時的推力過大，也不能破壞被該推力作用的物體，因此，也有必要既可以使起動時的推力足夠大，又能在某種程度上調(diào)整其推力。
本發(fā)明是為解決這樣的問題而提出的，其技術(shù)問題在于提供一種使其在最大行程位置附近能獲得最大推力的、行程大的電磁驅(qū)動器。
本發(fā)明的其它技術(shù)問題在于提供一種既能在最大行程位置附近獲得最大推力，又能在某種程度上調(diào)整其推力的電磁驅(qū)動器。
另外，本發(fā)明的其它技術(shù)問題在于使所提供的上述電磁驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單、容易制造。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電磁驅(qū)動器具備電磁線圈；由配置在其周圍的由磁性材料構(gòu)成的磁性架；插通在上述線圈的中心孔中、可沿該中心孔的軸線方向自如滑動的可動鐵芯，其特征是具備第1套管和第2套管，該第1套管由磁性材料制成，在上述中心孔的一端與磁性架相連接，位于可動鐵芯處于最大行程位置時的該可動鐵芯的周圍；該第2套管由磁性材料制成，在上述中心孔的另一端與磁性架相連接，在軸線方向上與上述第1套管設(shè)置有間隔，與第1套管對置的一端，延伸至接近處于上述最大行程位置的可動鐵芯的位置，而實際上延伸至不會外嵌在其可動鐵芯上的位置。
具有上述結(jié)構(gòu)的電磁驅(qū)動器，若在可動鐵芯處于最大行程位置的狀態(tài)下給該電磁線圈通電，則在該線圈的周圍產(chǎn)生磁力線，由于在第1套管和第2套管之間具有軸向間隔，在這之間磁力線通過可動鐵芯內(nèi)部，此時，由于第2套管上的與第1套管對置的一端延伸至接近可動鐵芯的位置，所以，磁力線高密度通過該部分，因此在第2套管和可動鐵芯之間作用有很大的軸向的電磁吸引力，所以，可動鐵芯在由于通電而起動時能獲得最大的推力。
若可動鐵芯開始移動、其一部分嵌入到第2套管內(nèi)，則第2套管和可動鐵芯之間的磁力線的輻射方向成分增大，在它們之間、一直作用于軸線方向的電磁吸引力的方向逐漸地朝向與上述推力正交的輻射方向，由于該力與第2套管和可動鐵芯重疊的面積成比例增大，所以隨著可動鐵芯的移動量的增加上述推力逐漸減少。
但是，由于可以由上述起動時的最大推力開始驅(qū)動對象物體，所以能達到所希望的目的。
上述電磁驅(qū)動器為了調(diào)整起動時的推力，可以去除可動鐵芯的第2套管一側(cè)的角部，因此既可以在最大行程位置附近獲得最大的推力，又能在某種程度上調(diào)整其推力。
另外，可以用纏繞電磁線圈的線圈骨架同心連接第1套管和第2套管，或者可以將由非磁性材料構(gòu)成的導(dǎo)向管嵌插到第1套管和第2套管內(nèi)，同心連接第1套管和第2套管，由此，使可動鐵芯能穩(wěn)定地運動。
另外，上述電磁驅(qū)動器，可以通過卷曲由磁性材料制成的平板來形成第1套管和/或第2套管，因此，可以使所提供的電磁驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單、容易制造。


圖1是表示本發(fā)明的電磁驅(qū)動器第1實施例的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的電磁驅(qū)動器第2實施例的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的電磁驅(qū)動器第3實施例的剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的電磁驅(qū)動器第4實施例的剖視圖。
圖5是表示第1和第2套管結(jié)構(gòu)例子的立體圖。
圖6所示是說明行程與推力的關(guān)系的示意圖。
圖1所示是本發(fā)明的電磁驅(qū)動器的第1實施例。
該電磁驅(qū)動器具備以下主要組件纏繞在線圈骨架2上的電磁線圈1；由配置在該線圈周圍的磁性材料構(gòu)成的磁性架3；插通在上述線圈1的中心孔4中、可在該中心孔的軸線方向上自如滑動的可動鐵芯5；與上述磁性架3相連接的第1套管6和第2套管7。
由配置在上述電磁線圈1周圍的磁性材料構(gòu)成的磁性架3，由磁性架本體11和金屬板12構(gòu)成線圈1外側(cè)周圍的磁路，該磁性架本體11在其外周11a的一端具有向線圈中心孔4一側(cè)彎曲的彎曲部11b；該金屬板12固定在與該磁性架本體11上的上述彎曲部11b相反一側(cè)的端部。
另外，第1套管6由磁性材料制成，在上述線圈1的中心孔4的一端，即在磁性架3的上述金屬板12一側(cè)與該磁性架3相連接。使該第1套管6位于可動鐵芯5處于圖1所示的最大行程位置時的該可動鐵芯5的周圍，更具體地說，是從構(gòu)成磁性架3的一部分的金屬板12的內(nèi)端，向線圈1的中心孔4內(nèi)延伸，使其在距處于上述最大行程位置的可動鐵芯5的端面僅有距離C處終止。
另一方面，上述第2套管7由磁性材料制成，與上述線圈中心孔4的另一端，即與磁性架本體11上的上述彎曲部11b一側(cè)相連接。該第2套管7其端部在軸線方向上與第1套管6設(shè)有間隔(距離A+C)，在可動鐵芯5處于上述圖1的最大行程位置時，與第1套管6對置的一端延伸到接近可動鐵芯5的位置，但實際上并不外嵌在可動鐵芯5上，延伸到僅離開微小距離A的位置。該位置必須是在向線圈1通電時，在與處于最大行程位置的可動鐵芯5之間能作用很大的軸線方向的電磁吸引力的位置，根據(jù)情況的不同，上述距離A實際上也有時為0。而且，為了增加可動鐵芯5的行程，通常，使第2套管7的長度比第1套管6的長度要大。
上述第1套管6和第2套管7，為了使可動鐵芯5能在它們的內(nèi)部高速移動，必須同心配置。因此，在纏繞上述電磁線圈1的線圈骨架2的內(nèi)周面上，設(shè)置用于設(shè)定上述第1套管6和第2套管7之間的間隔(A+C)的凸部15，同時在該凸部15的兩側(cè)設(shè)置第1套管6和第2套管7嵌入的凹臺階部16、17，通過將上述第1套管6和第2套管7緊緊地嵌合在這些凹臺階部16、17上，使兩套管6、7同心結(jié)合且使它們的內(nèi)表面平滑連接。
在上述可動鐵芯5上、在其周圍，嵌裝有用于使在第1套管6和第2套管7內(nèi)部的可動鐵芯5平滑地滑動的一定數(shù)量的導(dǎo)向環(huán)18。該導(dǎo)向環(huán)18最好至少其中2個始終嵌入在線圈的中心孔4中。而且，在上述可動鐵芯5的一端，使用于傳遞所產(chǎn)生的推力的非磁性材料制的推桿20突出來，在其前端蓋有帽頭21，另外，在可動鐵芯5的另一端用擋圈23固定有緩沖件22，該緩沖件22在由于向線圈1通電，可動鐵芯5被驅(qū)動時，通過使其與形成于第1套管6的外端的支承座24相抵接，來設(shè)定可動鐵芯5的停止位置。上述推桿20可以通過相對可動鐵芯5壓入或焊接等手段進行固定，其前端的帽頭21，根據(jù)使用目的的不同可以用合成樹脂、橡膠或金屬等制成，可以通過壓入、鎖止、或者焊接等手段將其蓋在推桿20的前端。
具有上述結(jié)構(gòu)的電磁驅(qū)動器，若在可動鐵芯5處于圖1的最大行程位置的狀態(tài)下給其電磁線圈1通電，則在該線圈1的周圍產(chǎn)生磁力線，由于在第1套管6和第2套管7之間設(shè)有軸線方向的間隔(A+C)，所以在它們之間，磁力線通過可動鐵芯5的內(nèi)部，此時，由于第2套管7上的、與第1套管6對置的一端延伸到接近可動鐵芯5的位置，所以磁力線高密度地通過該部分，因此，在第2套管7和可動鐵芯5之間作用有很大的軸線方向的電磁吸引力，所以，可動鐵芯5在由于通電而起動時能獲得最大的推力。
若可動鐵芯5開始移動，在僅僅移動了距離A之后，其一部分嵌入到第2套管7內(nèi)部，則第2套管7和可動鐵芯5之間的磁力線的輻射方向成分增大，在它們之間、一直作用于軸線方向的電磁吸引力的作用方向逐漸地朝向與上述推力正交的輻射方向，由于該力與第2套管7和可動鐵芯5重疊的面積成比例增大，所以隨著可動鐵芯5的移動量的增加上述推力逐漸減少。而且，可動鐵芯5在僅僅被驅(qū)動行程B之后，由于緩沖件22抵接在第1套管6的支承座24上而停止。該可動鐵芯5的運動由與其相連接的推桿20輸出。
在圖6，對上述實施例的可動鐵芯的行程和推力的關(guān)系與一般的典型的電磁驅(qū)動器進行了比較。一般的電磁驅(qū)動器如虛線所示，由于通電而起動時的推力較小，在起動后推力逐漸增大，而上述實施例的電磁驅(qū)動器如圖中實線所示，以上所述的起動初期的推力為最大，能以很大的起動力驅(qū)動對象物體，雖然此后的推力要減小，但能解決前面所述的問題。
作為上述電磁驅(qū)動器的理想的實施形式，對圖1的結(jié)構(gòu)可以例舉出以下數(shù)值行程B≥10mm、A＝0～5mm、C≥2mm、以及[第1套管的長度]＜[第2套管的長度]。但是，這些數(shù)值即使有什么意義，也不能成為本發(fā)明的限制條件。
圖2和圖3所示是本發(fā)明的電磁驅(qū)動器的第2和第3實施例。這些實施例的電磁驅(qū)動器，由于除了可動鐵芯5A和5B的零件之外，實際上具備與第1實施例場合同樣的零件，所以以下僅對其不同部分進行說明，對與第1實施例相同的部分在圖中標(biāo)同一標(biāo)號，且省略其說明。
圖2所示的上述可動鐵芯5A，為了調(diào)整起動時的推力去除了第2套管7一側(cè)的角部，設(shè)置錐狀的欠缺部25A，因此，既能在最大行程位置附近獲得最大的推力，又能根據(jù)欠缺部25A的欠缺程度的不同調(diào)整其推力。
另一方面，圖3所示的上述可動鐵芯5B同樣在第2套管7一側(cè)的角部也設(shè)置了用于調(diào)整推力的欠缺部25B，但該欠缺部25B制成臺階狀。因此，能根據(jù)其欠缺程度的不同調(diào)整推力，而且在與圖2的實施例的場合不同的狀態(tài)下，能調(diào)整推力的變化。
尚且，可動鐵芯上的上述欠缺部，不僅僅是圖2和圖3所例舉的結(jié)構(gòu)，還可以制成適合于調(diào)整推力的各種形狀。
圖4所示是本發(fā)明的電磁驅(qū)動器的第4實施例的結(jié)構(gòu)，在第1套管6和第2套管7內(nèi)，嵌插有由非磁性材料構(gòu)成的導(dǎo)向管26，由此能同心連接上述第1套管6和第2套管7。在采用該導(dǎo)向管26的情況下，可以預(yù)先在第1套管6和第2套管7的外端部形成彎曲部6a、7a，將第1套管6和第2套管7嵌裝在線圈1的中心孔4中直至這些彎曲部6a、7a抵接在磁性架3的外端，然后將導(dǎo)向管26插入到兩套管6、7內(nèi)，在該導(dǎo)向管26的兩端形成向外側(cè)彎曲的彎曲部26a，由此能簡單地將兩套管6、7與導(dǎo)向管26一起固定在所需要的位置上。而且，在向線圈的中心孔4內(nèi)固定導(dǎo)向管26時，也可以預(yù)先在其一端形成彎曲部26a。
在采用這樣的導(dǎo)向管26的情況下，由于可動鐵芯5在單一的導(dǎo)向管26內(nèi)滑動，所以不必象第1至第3實施例那樣，在可動鐵芯5上設(shè)置導(dǎo)向環(huán)18、以便能平滑地滑動，能制成使可動鐵芯5直接在導(dǎo)向管26內(nèi)滑動的適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。而且，導(dǎo)向管26可以采用適合于可動鐵芯5滑動的材料。
另外，由于上述第4實施例的其它的零件及其作用，與上述第1實施例的場合沒有什么不同之處，因此，在相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)相同的標(biāo)號且省略其說明。
另外，在上述各實施例的電磁驅(qū)動器，如圖5所示，第1套管6和第2套管7可以通過將由磁性材料構(gòu)成的方形板28卷曲成圓筒狀而制成。這種場合，卷曲的板28的兩端接合部不必連接，即使有間隙29也沒關(guān)系。
對于上述第4實施例所使用的導(dǎo)向管26，同樣也可以通過將由非磁性材料構(gòu)成的方形板卷曲成圓筒狀而制成，在這種場合下，也不必連接卷曲的板的兩端接合部，即使有間隙也沒關(guān)系。
根據(jù)以上詳細描述的本發(fā)明的電磁驅(qū)動器，能獲得使其在最大行程位置能得到最大推力的、行程大的電磁驅(qū)動器，另外能獲得在最大行程位置附近不僅能得到最大推力而且在某種程度上能調(diào)整其推力的電磁驅(qū)動器，而且，可以使上述電磁驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單、容易制造。
權(quán)利要求
1.一種電磁驅(qū)動器，它具有纏繞在具有中心孔的線圈骨架上的電磁線圈；由配置在該線圈周圍的磁性材料構(gòu)成的磁性架；插通在上述線圈骨架的中心孔中、并可沿該中心孔的軸線方向滑動自如的可動鐵芯，其特征是它還具有由磁性材料制成為圓筒形的第1套管，該第1套管通過插入上述中心孔的一端而與上述磁性架進行磁路連接，同時在上述可動鐵芯的整個行程與該可動鐵芯相嵌合；由磁性材料制成為圓筒形的第2套管，該第2套管通過插入上述中心孔的另一端而與上述磁性架進行磁路連接，同時在上述中心孔的軸線方向上，與上述第1套管間設(shè)置有間隔，在上述可動鐵芯的后退行程一端，該第2套管的與上述第1套管對置的一端接近該可動鐵芯，但不嵌合，而隨著該可動鐵芯向前移動，逐漸與可動鐵芯相嵌合。
2.權(quán)利要求1所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是為了調(diào)整起動時的推力，使上述可動鐵芯的第2套管一側(cè)的端部直徑比其它部分小。
3.權(quán)利要求1所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是在上述線圈骨架的中心孔的內(nèi)周面上設(shè)置環(huán)狀的凸部，通過將上述兩套管插入到中心孔內(nèi)直到碰到該凸部的位置，由該凸部設(shè)定兩套管之間的間隔。
4.權(quán)利要求2所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是在上述線圈骨架的中心孔的內(nèi)周面上設(shè)置環(huán)狀的凸部，通過將上述兩套管插入到中心孔內(nèi)直到碰到該凸部的位置，由該凸部設(shè)定兩套管之間的間隔。
5.權(quán)利要求1所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是在上述第1套管和第2套管的內(nèi)部，嵌插跨越該兩套管整個長度的、由非磁性材料制成的導(dǎo)向管。
6.權(quán)利要求2所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是在上述第1套管和第2套管的內(nèi)部，嵌插跨越該兩套管整個長度的、由非磁性材料制成的導(dǎo)向管。
7.權(quán)利要求1所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是上述第1套管和第2套管中的至少一個，是通過將由磁性材料構(gòu)成的板卷成筒狀而制成。
8.權(quán)利要求1所記載的電磁驅(qū)動器，其特征是上述可動鐵芯在其前端具有用于推工件的非磁性材料制的推桿，同時，在后端部具有在前進行程端緩沖性地與上述第1套管的端部相抵接的緩沖件。
全文摘要
提供一種結(jié)構(gòu)簡單、容易制造的、在最大行程位置能獲得最大推力的行程大的電磁驅(qū)動器。該電磁驅(qū)動器具備:電磁線圈1;配置在其周圍的磁性架3;可在線圈1的中心孔4中自如滑動的可動鐵芯5;在線圈中心孔4的一端與磁性架3相連接的第1套管6;在該中心孔4的另一端與磁性架3相連接的第2套管7。第2套管7在軸線方向上與第1套管6設(shè)有間隔(A+C),在可動鐵芯5處于上述最大行程位置時,與第1套管6對置的一端延伸至接近可動鐵芯5的位置,而實際上不外嵌在可動鐵芯5上,延伸至僅僅離開微小距離A的位置。
文檔編號H01F7/121GK1276609SQ0011797
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月8日
發(fā)明者貝塚正范, 金子隆司郎 申請人:速睦喜股份有限公司