專利名稱：直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件及使用該元件的泵裝置和空壓機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件及使用該元件的泵裝置和空壓機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
以往，即使是活塞在缸體內(nèi)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的泵裝置和空壓機(jī)裝置，其使用的執(zhí)行元件采用了輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，在電動(dòng)機(jī)的輸出軸與活塞之間設(shè)置曲軸以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。因此，存在力傳遞效率低的問(wèn)題。
這里，本專利申請(qǐng)的發(fā)明者，對(duì)如圖6(A)所示的使用以下構(gòu)件的新的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件作了研究。這些構(gòu)件包括具有第1磁軛部511、在與軸線方向正交的方向與第1磁軛部511相對(duì)的第2磁軛部512的磁軛體510；使該磁軛體510產(chǎn)生交替磁場(chǎng)的線圈560；配置在第1磁軛部511與第2磁軛部512之間、并在軸線方向形成N極及S極的磁鐵530；為從軸線方向的兩側(cè)夾住磁鐵530而配置在第1磁軛部511和第2磁軛部512之間、在與第1磁軛部511之間形成第1間隙506及第2間隙507的中間磁軛部521、522；相對(duì)于間隙506、507配置成沿軸線方向可移動(dòng)的磁性體551。這里，在第2磁軛部512與中間磁軛部521、522之間設(shè)有形成后敘的如箭頭B31或箭頭B32所示的磁場(chǎng)的間隙519。
在如此的執(zhí)行元件中，產(chǎn)生圖6(A)中實(shí)線箭頭B1、B2所示的磁場(chǎng)。在該狀態(tài)下在線圈560中流動(dòng)交流電流時(shí)，電流從圖紙的對(duì)面?zhèn)瘸皞?cè)流動(dòng)的期間，產(chǎn)生虛線箭頭B31所示的磁場(chǎng)，間隙506、507中，第1中間磁軛部521側(cè)的間隙506中，來(lái)自磁鐵530的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈560的磁力線的方向相反，而第2中間磁軛部522側(cè)的間隙507中，來(lái)自磁鐵530的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈560的磁力線的方向相同。因此，在磁性體551上作用向下方的力。
與此相反，如圖6(B)所示，相對(duì)于線圈560，電流從圖紙跟前側(cè)朝對(duì)面?zhèn)攘鲃?dòng)的期間，產(chǎn)生虛線箭頭B32所示的磁場(chǎng)，第1中間磁軛部521側(cè)的間隙506中，來(lái)自磁鐵530的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈560的磁力線的方向一致，而第2中間磁軛部522側(cè)的間隙507中，來(lái)自磁鐵530的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈560的磁力線的方向相反。因此，在磁性體551上作用向上方的力。
而且，每當(dāng)流入線圈560的電流極性反轉(zhuǎn)，在軸線方向?qū)Υ判泽w551施加的力的方向方式就交替，與其一體的可動(dòng)體(未圖示)在軸線方向進(jìn)行振動(dòng)，故可輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
但是，在參照?qǐng)D6(A)、(B)進(jìn)行說(shuō)明了的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件中，由于為了形成箭頭B3 1或箭頭B32所示的磁場(chǎng)，而需要在第2磁軛部512與中間磁軛部521、522之間設(shè)置間隙519，故由線圈560得到的磁動(dòng)勢(shì)因間隙519而有相當(dāng)大的消耗等，因此磁效率低。因輸出功率小而無(wú)法實(shí)用化，故需要作進(jìn)一步的改進(jìn)。
發(fā)明的概要本發(fā)明的目的在于提供一種進(jìn)一步改善輸出特性的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件及使用該元件的泵裝置和空壓機(jī)裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的特征在于，具有第1磁軛部；在與軸線方向正交的方向與該第1磁軛部相對(duì)的第2磁軛部；中間磁軛部，其從所述第2磁軛部側(cè)通過(guò)在軸線方向分離的兩側(cè)、并與所述第1磁軛部之間形成有在軸線方向分離的第1間隙及第2間隙；線圈，其配置在由所述中間磁軛部及所述第2磁軛部所形成的空間內(nèi)，在所述第1磁軛部和所述中間磁軛部之間形成所述第1間隙與所述第2間隙中方向相反的磁場(chǎng)，并使該磁場(chǎng)的方向交替；磁鐵，其配置在所述線圈的軸線方向的一方側(cè)，在所述第1間隙及所述第2間隙形成從所述中間磁軛部朝著所述第1磁軛部的固定磁場(chǎng)或從所述第1磁軛部朝著所述中間磁軛部的固定磁場(chǎng)；具有在所述第1間隙及所述第2間隙內(nèi)配置成沿軸線方向可移動(dòng)的磁性體的可動(dòng)體。
本發(fā)明中，若向線圈外加交流電，則由圍住線圈的第2磁軛部、中間磁軛部、第1間隙、第1磁軛部、第2間隙、中間磁軛部及第2磁軛部構(gòu)成的磁路中產(chǎn)生交替磁場(chǎng)，并且，在第1間隙和第2間隙產(chǎn)生相反的磁場(chǎng)。另一方面，磁鐵在第1間隙和第2間隙中產(chǎn)生從中間磁軛部朝著第1磁軛部的固定磁場(chǎng)或從第1磁軛部朝著中間磁軛部的固定磁場(chǎng)。因此，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)在第1間隙及第2間隙中的一方間隙處得到加強(qiáng)，而在另一方的間隙處受到削弱。因此，磁性片朝所述2個(gè)磁場(chǎng)得到加強(qiáng)的一方移動(dòng)，因?yàn)榫€圈產(chǎn)生交替磁場(chǎng)，故磁性片在軸線方向進(jìn)行振動(dòng)。這里，在線圈周圍構(gòu)成磁路的第1磁軛部、中間磁軛部、第2磁軛部中，僅形成在第1磁軛部與中間磁軛部之間配置磁性體的第1間隙及第2間隙，在第2磁軛部與中間磁軛部之間不需要間隙。因此，由線圈及磁鐵得到的磁動(dòng)勢(shì)不會(huì)在不需要的間隙中消耗，磁效率高。因此，本發(fā)明可得到較大的輸出功率。
本發(fā)明中，所述第1磁軛部、所述第1及第2間隙、所述中間磁軛部、所述第2磁軛部從內(nèi)側(cè)至外側(cè)依次配置，并且從軸線方向看時(shí)最好構(gòu)成圓形或大致多邊形。
本發(fā)明中，相對(duì)于所述線圈配置有所述磁鐵的一側(cè)，形成與所述第1磁軛部及所述第2磁軛部中的一方的磁軛部相鄰而與另一方的磁軛部分離的搭接磁軛部，在該搭接磁軛部與所述另一方的磁軛部之間，可采用將不同的磁極朝這些磁軛部來(lái)配置所述磁鐵的結(jié)構(gòu)。如此結(jié)構(gòu)，可使第1磁軛部與第2磁軛部容易地進(jìn)行磁性接合。
本發(fā)明中，在所述搭接磁軛部及所述磁鐵與所述中間磁軛部之間最好夾有非磁性體。
本發(fā)明中，相對(duì)于線圈配置有所述磁鐵的一側(cè)，形成與所述第1磁軛部相鄰而與第2磁軛部分離的搭接磁軛部，該搭接磁軛部與所述中間磁軛部之間，可采用將不同的磁極朝這些磁軛部來(lái)配置所述磁鐵的結(jié)構(gòu)。如此結(jié)構(gòu)，可使第1磁軛部與第2磁軛部容易地進(jìn)行磁性接合。另外，如此結(jié)構(gòu)，對(duì)磁鐵有高精度要求的是位于軸線方向的端面，而這樣的端面因是平面狀，故能通過(guò)研磨而容易實(shí)現(xiàn)面精度。另外，對(duì)磁鐵的磁化也很容易。
本發(fā)明中，所述搭接磁軛部，最好與該搭接磁軛部相鄰的所述第1磁軛部或所述第2磁軛部一體形成。如此結(jié)構(gòu)，可減少使用的零件個(gè)數(shù)。
本發(fā)明中，最好所述第2磁軛部與所述中間磁軛部一體形成。如此結(jié)構(gòu)，可減少使用的零件個(gè)數(shù)。
本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件可作為用于供給各種流體的泵裝置或空壓機(jī)裝置進(jìn)行利用。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明
圖1(A)、(B)分別表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的縱剖視圖。
圖2(A)、(B)、(C)分別表示使用了圖1所示的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的氣泵裝置的俯視圖、縱向剖視圖、仰視圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件及使用該元件的氣泵裝置的縱剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的縱剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的其他變形例的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的縱剖視圖。
圖6(A)、(B)分別表示參考例的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的說(shuō)明圖。
發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)下面參照附圖對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件作說(shuō)明。
實(shí)施形態(tài)1圖1(A)、(B)分別表示本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的縱剖視圖。
圖1(A)中，本實(shí)施形態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1用于提供各種流體的泵裝置或空壓機(jī)裝置。
本實(shí)施形態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1具有第1磁軛部11；在與軸線方向垂直的方向與該第1磁軛部11相對(duì)的第2磁軛部12；中間磁軛部20，其從第2磁軛部12側(cè)通過(guò)在軸線方向分離的兩側(cè)、并與第1磁軛部11之間形成在軸線方向分離的第1間隙6及第2間隙7；線圈60，其配置在由中間磁軛部20及第2磁軛部12所形成的空間內(nèi)；磁鐵30，其相對(duì)于線圈60配置在軸線方向的一方側(cè)(面向圖1(A)的下側(cè))；具有在第1間隙6及第2間隙7內(nèi)配置成沿軸線方向可移動(dòng)的磁性體51的可動(dòng)體50。
本實(shí)施形態(tài)中，第1磁軛部11、第1及第2間隙6、7、中間磁軛部20、第2磁軛部12從內(nèi)側(cè)至外側(cè)依次配置，并且從軸線方向看時(shí)具有圓環(huán)狀的平面形狀。因此，第1磁軛部1 1構(gòu)成圓環(huán)狀的內(nèi)磁軛，第2磁軛部12構(gòu)成圓環(huán)狀的外磁軛。另外，在線圈60卷繞在圓筒狀的卷芯61上后，用蓋62覆蓋卷芯61的外周面。而且，第1磁軛部11、第1及第2間隙6、7、中間磁軛部20、第2磁軛部12從內(nèi)側(cè)至外側(cè)依次配置，并且從軸線方向看時(shí)也可配置成大致為多邊形結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施形態(tài)，可動(dòng)體50，其磁性體51由插入成形的樹脂成型件構(gòu)成。因此，為了能可靠地埋入樹脂內(nèi)，磁性體51的上端部分具有鉤形狀。而且，可動(dòng)體50中，有時(shí)磁性體51通過(guò)粘結(jié)等方法與可動(dòng)體50一體化。
中間磁軛部20，由截面為L(zhǎng)字形的上下2個(gè)磁性片21、22構(gòu)成，線圈60夾在這些磁性片21、22之間。
從第2磁軛部12的下端部向內(nèi)側(cè)伸出搭接磁軛部13，該搭接磁軛部13與第1磁軛部11分離。
在搭接磁軛部13的內(nèi)周面與第1磁軛部11的下端部的外周面之間配置圓筒狀的磁鐵30，該磁鐵30，其位于第1磁軛部11側(cè)的內(nèi)周面磁化為S極，面向搭接磁軛部13的外周面磁化為N極。而且，磁鐵30也可內(nèi)周面磁化為N極，外周面磁化為S極。不管是何種場(chǎng)合，在第1間隙6及第2間隙7形成從中間磁軛部20朝著第1磁軛部11的固定磁場(chǎng)、或從第1磁軛部11朝著中間磁軛部20的固定磁場(chǎng)。
搭接磁軛部13及磁鐵30，其厚度尺寸和高度尺寸被規(guī)定為例如使雙方的上面處于同一平面內(nèi)。
另外，搭接磁軛部13及磁鐵30，相對(duì)于中間磁軛部20配置成在軸線方向重疊，在搭接磁軛部13及磁鐵30與中間磁軛部20之間配置由非磁性體構(gòu)成的隔板40。因此，磁鐵30形成的磁場(chǎng)，從其外周面出發(fā)，經(jīng)由搭接磁軛部13、第2磁軛部12、中間磁軛部20、第1及第2間隙6、7、第1磁軛部11構(gòu)成的磁路，而返回磁鐵30的內(nèi)周面，不會(huì)從磁鐵30向中間磁軛部20泄漏。
另外，隔板40只是從下方相對(duì)于在第1磁軛部11的下端側(cè)形成的細(xì)徑部進(jìn)行相嵌，與形成在第1磁軛部11上的臺(tái)階19接觸后自動(dòng)地在軸線方向定位，同時(shí)，在下方構(gòu)成配置磁鐵30及搭接磁軛部13的空間。因此，隔板40具有使直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1的組裝變得容易的功能。
在如此結(jié)構(gòu)的執(zhí)行元件1中，通過(guò)磁鐵30產(chǎn)生圖1(A)、(B)的虛線的箭頭B1、B2所示的磁場(chǎng)。
在該狀態(tài)下在線圈60中流過(guò)交流電流時(shí)，在圖紙的左側(cè)，電流從跟前側(cè)朝對(duì)面?zhèn)攘鲃?dòng)的期間，產(chǎn)生實(shí)線箭頭B31所示的磁場(chǎng)，第1間隙6中，來(lái)自磁鐵30的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈60的磁力線的方向一致，而第2間隙7中，來(lái)自磁鐵30的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈60的磁力線的方向相反。因此，在可動(dòng)體50的磁性體51上作用向上方的力。
與此相反，如圖1(B)所示，相對(duì)于線圈60，在圖的左側(cè)，電流從對(duì)面?zhèn)瘸皞?cè)流動(dòng)的期間，產(chǎn)生實(shí)線箭頭B32所示的磁場(chǎng)，第1間隙6中，來(lái)自磁鐵30的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈60的磁力線的方向相反，而第2間隙7中，來(lái)自磁鐵30的磁場(chǎng)與來(lái)自線圈60的磁力線的方向一致。因此，在可動(dòng)體50的磁性體51上作用向下方的力。
而且，每當(dāng)流向線圈60的電流的極性反轉(zhuǎn)，則在軸線方向上方向交替的力作用于可動(dòng)體50的磁性體51上，故與其一體的可動(dòng)體50在軸線方向進(jìn)行振動(dòng)，通過(guò)安裝在可動(dòng)體50上的活塞等可輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
如此，在本實(shí)施形態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1中，在線圈60周圍構(gòu)成磁路的第1磁軛部11、中間磁軛部20、第2磁軛部12中，僅形成第1磁軛部11與中間磁軛部20之間配置磁性體51的第1間隙6及第2間隙7，在第2磁軛部12與中間磁軛部20之間不需要間隙。因此，由線圈60及磁鐵30得到的磁動(dòng)勢(shì)不會(huì)在不需要的間隙中消耗，磁效率高。因此，本發(fā)明可得到較大的輸出功率。
對(duì)于應(yīng)用了本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1，如以下參照?qǐng)D2(A)、(B)、(C)進(jìn)行說(shuō)明的那樣，可適用于泵裝置及空壓機(jī)裝置。以下，對(duì)氣泵裝置作說(shuō)明，但對(duì)具有同樣結(jié)構(gòu)的空壓機(jī)裝置中，也可使用應(yīng)用了本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1。
圖2(A)、(B)、(C)分別表示使用了圖1所示的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1的氣泵裝置的俯視圖、縱剖視圖、仰視圖，在圖2(B)中，與直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1相當(dāng)?shù)牟糠钟么志€圍起。
在圖2(A)、(B)、(C)中，本實(shí)施形態(tài)的氣泵裝置100是，作動(dòng)軸110的基端側(cè)借助墊圈151、152通過(guò)螺母153與直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1的可動(dòng)體50連接，處于貫通第1磁軛部11的孔16的狀態(tài)。作動(dòng)軸110的基端側(cè)由被第1磁軛部11保持的軸承154支承，并且，在作動(dòng)軸110的周圍裝有2根彈簧161、162。2根彈簧161、162中，裝在作動(dòng)軸110的基端側(cè)的彈簧161兩端由在第1磁軛部11的孔16內(nèi)形成的臺(tái)階17和安裝在作動(dòng)軸110上的E型擋圈163進(jìn)行支承，安裝在作動(dòng)軸110的前端側(cè)的彈簧162兩端由E型擋圈163和固定在磁軛體10底部的彈簧止動(dòng)件164進(jìn)行支承。
具有吸氣口171及排氣口172的外殼170用螺栓173固定于搭接磁軛部13上，在吸氣口171上裝有過(guò)濾器174。外殼170的內(nèi)側(cè)配置有氣缸外殼120，在氣缸外殼120的底部，閥141由閥壓板143固定于與吸氣口171對(duì)峙的部分上，閥142由閥壓板144固定于與排氣口172對(duì)峙的部分上。
在氣缸外殼120的內(nèi)部配置有活塞130，其與氣缸外殼120的底部之間構(gòu)成氣缸室122，在該活塞130的側(cè)面裝有用于確保與氣缸外殼120內(nèi)周側(cè)面氣體密封的加壓環(huán)135。
作動(dòng)軸110的前端部分借助墊圈137、138及O形環(huán)136用螺母139固定于活塞130上，通過(guò)作動(dòng)軸110的振動(dòng)，活塞130在軸線方向進(jìn)行振動(dòng)。因此，通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1使作動(dòng)軸110移動(dòng)至軸線方向的基端側(cè)(朝著圖為上方)，則從吸氣口171向氣缸室122內(nèi)吸入空氣，通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1使作動(dòng)軸110移動(dòng)至軸線方向的前端側(cè)(朝著圖為下方)，則氣缸室122內(nèi)的空氣從排氣口172排出。另外，彈簧161、162與如此的作動(dòng)軸110的振動(dòng)發(fā)生共振，故即使是使用了小型的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1的氣泵裝置100，也具有優(yōu)良的泵特性。
實(shí)施形態(tài)2圖3是表示具有本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的氣泵裝置的縱剖視圖。而且，本實(shí)施形態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件及氣泵裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)1相同，故省略共同的部分，僅對(duì)其特征部分作說(shuō)明。另外，以下對(duì)具有本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的氣泵裝置作說(shuō)明，但對(duì)具有同樣結(jié)構(gòu)的空壓機(jī)裝置，也可使用應(yīng)用了本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1。
圖3中，本實(shí)施形態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1具有由切削件構(gòu)成的第1磁軛部11；在與軸線方向正交的方向與該第1磁軛部11相對(duì)的第2磁軛部12；中間磁軛部20，其從第2磁軛部12側(cè)通過(guò)在軸線方向分離的兩側(cè)、并與第1磁軛部11之間形成在軸線方向分離的第1間隙6及第2間隙7；線圈60，其配置在由中間磁軛部20及第2磁軛部12所形成的空間內(nèi)；磁鐵30，其相對(duì)于線圈60配置在軸線方向的一方側(cè)(面向圖3的下側(cè))；具有在第1間隙6及第2間隙7內(nèi)配置成沿軸線方向可移動(dòng)的磁性體51的可動(dòng)體50。
本實(shí)施形態(tài)中也是如此結(jié)構(gòu)第1磁軛部11、第1及第2間隙6、7、中間磁軛部20、第2磁軛部12從內(nèi)側(cè)至外側(cè)依次配置，并且從軸線方向看時(shí)具有圓環(huán)狀的平面形狀。因此，第1磁軛部11構(gòu)成圓環(huán)狀的內(nèi)磁軛，第2磁軛部12構(gòu)成圓環(huán)狀的外磁軛。而且，第1磁軛部11、第1及第2間隙6、7、中間磁軛部20、第2磁軛部12從內(nèi)側(cè)至外側(cè)依次配置，并且從軸線方向看時(shí)也可配置成大致為多邊形結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施形態(tài)中，中間磁軛部20及第2磁軛部12與截面呈U字形的2個(gè)磁性片21、22一體構(gòu)成，線圈60處于被這些磁性片21、22夾在中間的狀態(tài)。這些磁性片21、22是沖壓加工件。
環(huán)狀的搭接磁軛部13壓入固定于第1磁軛部11下端部的細(xì)徑部分，在該搭接磁軛部13與中間磁軛部20之間配置有環(huán)狀的磁鐵30。這里，磁鐵30例如下面磁化為S極，上面磁化為N極。因此，從磁鐵30的上面出發(fā)的磁力線，從中間磁軛部20經(jīng)過(guò)第2磁軛部12后，再經(jīng)由中間磁軛部20，在第1間隙6內(nèi)形成從中間磁軛部20朝著第1磁軛部11的固定磁場(chǎng)，然后，經(jīng)過(guò)第1磁軛部11及搭接磁軛部13返回磁鐵30的下面。從磁鐵30的上面出發(fā)的磁力線，從中間磁軛部20直接在第2間隙7內(nèi)形成從中間磁軛部20朝著第1磁軛部11的固定磁場(chǎng)，然后，經(jīng)過(guò)第1磁軛部11及搭接磁軛部13返回磁鐵30的下面。
因此，本實(shí)施形態(tài)的執(zhí)行元件1，也可由磁鐵30產(chǎn)生圖3中實(shí)線箭頭B1、B2所示的磁場(chǎng)，故與實(shí)施形態(tài)1相同，每當(dāng)流入線圈60的電流極性反轉(zhuǎn)，在軸線方向上方向交替變換的力作用于可動(dòng)體50的磁性體51，與其一體的可動(dòng)體就在軸線方向進(jìn)行振動(dòng)，故可從安裝于可動(dòng)體50的活塞等輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
另外，本實(shí)施形態(tài)的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1與實(shí)施形態(tài)1相同，在線圈60周圍構(gòu)成磁路的第1磁軛部11、中間磁軛部20、第2磁軛部12中，僅形成在第1磁軛部11與中間磁軛部20之間配置磁性體51的第1間隙6及第2間隙7，在第2磁軛部12與中間磁軛部20之間不需要間隙。因此，由線圈60及磁鐵30得到的磁動(dòng)勢(shì)不會(huì)在不需要的間隙中消耗，磁效率高。因此，本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1可得到較大的輸出功率。
而且，中間磁軛部20及第2磁軛部12與磁性片21、22一體形成，故可減少使用的零件個(gè)數(shù)。
而且，對(duì)磁鐵30有高精度要求的是位于軸線方向的端面，而這樣的端面因與內(nèi)周面或外周面不同，是平面，故可通過(guò)研磨容易實(shí)現(xiàn)面精度。另外，對(duì)磁鐵30也容易磁化。
本實(shí)施形態(tài)的氣泵裝置100中，作動(dòng)軸110的基端側(cè)通過(guò)螺母153而與直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1的可動(dòng)體50連接，處于貫通第1磁軛部11的孔16的狀態(tài)本實(shí)施形態(tài)中，形成的外殼170覆蓋直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1整體，在外殼170上形成直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的吸氣口171及排氣口172。
在外殼170內(nèi)部，利用內(nèi)殼80固定隔膜190，作動(dòng)軸110的前端部分用螺母139固定于隔膜190上。因此，通過(guò)作動(dòng)軸110的振動(dòng)，隔膜190在軸線方向被驅(qū)動(dòng)。因此，通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1使作動(dòng)軸110移動(dòng)至軸線方向的基端側(cè)(朝著圖為上方)，則從吸氣口171向由內(nèi)殼180和隔膜190構(gòu)成的空間內(nèi)吸入空氣，通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1使作動(dòng)軸110移動(dòng)至軸線方向的前端側(cè)(朝著圖為下方)，則由內(nèi)殼180和隔膜190構(gòu)成的空間內(nèi)的空氣從排氣口172排出。
另外，彈簧161、162與如此的作動(dòng)軸110的振動(dòng)發(fā)生共振，故即使是使用了小型的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1的氣泵裝置100，也具有優(yōu)良的泵特性。
其他實(shí)施形態(tài)對(duì)于參照?qǐng)D3進(jìn)行了說(shuō)明的實(shí)施形態(tài)2的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件1，如圖4所示，將搭接磁軛部13形成為從第1磁軛部11的下端部朝外周側(cè)凸緣狀的伸出，搭接磁軛部13也可與第1磁軛部11一體形成。如此結(jié)構(gòu)，可減少零件個(gè)數(shù)，降低成本。
另外，對(duì)于參照?qǐng)D3進(jìn)行了說(shuō)明的實(shí)施形態(tài)2的氣泵裝置100，如圖5所示，在第1磁軛部11的基端側(cè)開口與可動(dòng)體50之間配置彈簧161，同時(shí)，也可在第1磁軛部11的前端側(cè)開口與隔膜190之間配置彈簧162。如此結(jié)構(gòu)，通過(guò)彈簧161、162可對(duì)軸承154進(jìn)行保持，并且，沒(méi)有必要在作動(dòng)軸110上形成用于固定擋圈的槽(參照?qǐng)D2及圖3)等，可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。
另外，上述實(shí)施形態(tài)中，磁鐵30使用了永久磁鐵，也可使用電磁鐵。
而且，第1磁軛部11、第2磁軛部12、中間磁軛部20、搭接磁軛部13的材質(zhì)可使用燒結(jié)體、純鐵的切削件、硅鋼板的層疊體的任何一種。
如上所述，本發(fā)明的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件中，若向線圈外加交流，則由圍住線圈的第2磁軛部、中間磁軛部、第1間隙、第1磁軛部、第2間隙、中間磁軛部及第2磁軛部構(gòu)成的磁路中產(chǎn)生交替磁場(chǎng)，并且，在第1間隙和第2間隙產(chǎn)生相反的磁場(chǎng)。另一方面，磁鐵在第1間隙和第2間隙中產(chǎn)生從中間磁軛部朝著第1磁軛部的固定磁場(chǎng)或從第1磁軛部朝著中間磁軛部的固定磁場(chǎng)。因此，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在第1間隙及第2間隙中的一方間隙處得到加強(qiáng)，而在另一方的間隙處受到削弱。因此，磁性片朝所述2個(gè)磁場(chǎng)得到加強(qiáng)的一方移動(dòng)，因?yàn)榫€圈產(chǎn)生交替磁場(chǎng)，故磁性片在軸線方向進(jìn)行振動(dòng)。這里，在線圈周圍構(gòu)成磁路的第1磁軛部、中間磁軛部、第2磁軛部中，僅形成在第1磁軛部與中間磁軛部之間配置磁性體的第1間隙及第2間隙，在第2磁軛部與中間磁軛部之間不需要間隙。因此，由線圈及磁鐵得到的磁動(dòng)勢(shì)不會(huì)在不需要的間隙中消耗，磁效率高。因此，本發(fā)明可得到較大的輸出功率。
權(quán)利要求
1.一種直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，具有第1磁軛部；在與軸線方向正交的方向與該第1磁軛部相對(duì)的第2磁軛部；中間磁軛部，其從所述第2磁軛部側(cè)通過(guò)在軸線方向分離的兩側(cè)、并與所述第1磁軛部之間形成在軸線方向分離的第1間隙及第2間隙；線圈，其配置在所述中間磁軛部及所述第2磁軛部所形成的空間內(nèi)，在所述第1磁軛部和所述中間磁軛部之間形成所述第1間隙與所述第2間隙中方向相反的磁場(chǎng)、并使該磁場(chǎng)的方向進(jìn)行交替；磁鐵，其配置在所述線圈的軸線方向的一方側(cè)，在所述第1間隙及所述第2間隙中形成從所述中間磁軛部朝著所述第1磁軛部的固定磁場(chǎng)或從所述第1磁軛部朝著所述中間磁軛部的固定磁場(chǎng)；可動(dòng)體，其具有在所述第1間隙及所述第2間隙內(nèi)配置成沿軸線方向可移動(dòng)的磁性體。
2.如權(quán)利要求1所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，所述第1磁軛部、所述第1及第2間隙、所述中間磁軛部、所述第2磁軛部從內(nèi)側(cè)至外側(cè)依次配置，并且從軸線方向看時(shí)構(gòu)成圓形或大致多邊形。
3.如權(quán)利要求2所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，在相對(duì)于線圈配置有所述磁鐵的一側(cè)，形成與所述第1磁軛部及所述第2磁軛部中的一方的磁軛部相鄰而與另一方的磁軛部分離的搭接磁軛部，在該搭接磁軛部與所述另一方的磁軛部之間，配置有所述磁鐵并使不同磁極朝向這些磁軛部。
4.如權(quán)利要求3所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，所述搭接磁軛部及所述磁鐵與所述中間磁軛部之間夾有非磁性體。
5.如權(quán)利要求2所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，在相對(duì)于線圈配置有所述磁鐵的一側(cè)，形成與所述第1磁軛部相鄰而與所述第2磁軛部分離的搭接磁軛部，在該搭接磁軛部與所述中間磁軛部之間，配置有所述磁鐵并使不同磁極朝向這些磁軛部。
6.如權(quán)利要求3～5中任一項(xiàng)所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，所述搭接磁軛部，與該搭接磁軛部相鄰的所述第1磁軛部或所述第2磁軛部一體形成。
7.如權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件，其特征在于，所述第2磁軛部與所述中間磁軛部一體形成。
8.一種泵裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件。
9.一種空壓機(jī)裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件。
全文摘要
一種直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件(1)，具有第1磁軛部(11)；在與軸線方向垂直的方向與該第1磁軛部(11)相對(duì)的第2磁軛部(12)；中間磁軛部(20)，其從第2磁軛部(12)側(cè)通過(guò)在軸線方向分離的兩側(cè)、并與第1磁軛部(11)之間形成在軸線方向分離的第1間隙(6)及第2間隙(7)；線圈(60)，其配置在由中間磁軛部(20)及第2磁軛部(12)所形成的空間內(nèi)；磁鐵(30)，其相對(duì)于線圈(60)配置在軸線方向的一方側(cè)；具有在第1間隙(6)及第2間隙(7)內(nèi)配置成沿軸線方向可移動(dòng)的磁性體(51)的可動(dòng)體(50)。本發(fā)明可提供進(jìn)一步改進(jìn)了輸出特性的直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件及使用該元件的泵裝置和空壓機(jī)裝置。
文檔編號(hào)H01F7/08GK1479437SQ0317872
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月16日
發(fā)明者弓田行宣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三協(xié)精機(jī)制作所