[發明專利]線性微調電動機

有效

• 申請號: 201280021328.0
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN103548248A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 日浦亮太;平田勝弘;石黑浩;仲田佳弘
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社;國立大學法人大阪大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

技術領域

本發明涉及線性微調電動機。

背景技術

為了提高線性電動機的推力（轉矩），提出了一種使動子與定子的周期不同的微調型的線性電動機。例如，在非專利文獻1中公開了一種PM型線性微調電動機。在該非專利文獻1中，提出了降低因線性微調電動機產生的齒槽力（Cogging?Force）及端部效應（End?Effect）而產生的脈動力（Pulsating?Force）的技術。

另外，在專利文獻1中公開了一種使用了線性微調電動機的電動動力轉向裝置。該電動動力轉向裝置具備：設置在轉向軸的前端并與該轉向軸一起旋轉的小齒輪；與該小齒輪嚙合，并將該轉向軸的旋轉運動轉換成長度方向的直線運動而變更轉向角的齒桿；收容該小齒輪及該齒桿的外殼；以及向該齒桿施加輔助動力的電動馬達。所述電動馬達是以如下方式構成的線性式的微調電動機：在所述外殼上，在所述長度方向上第一多個固定槽以分別隔開第一間隙的方式設置，在所述齒桿的該長度方向上的全部的該固定槽及同數的該第一間隙的相加長度內比該第一多個少第二多個或多第二多個的第三多個可動槽以分別隔開第二間隙的方式設置，在各該固定槽及各該可動槽內收納永久磁鐵，在各該固定槽及各該可動槽的一方組內收納以該第二多個為極對數的三相交流繞組。

作為關聯的技術，在日本特開2010-114980號公報中公開了一種線性促動器。該線性促動器具備：具有供相位不同的交流電流流動的多個線圈的線圈部；以及穿過所述多個線圈的內側的軸部。所述軸部具備：磁化方向相對于中心軸的方向正反相對，并沿著所述中心軸配置的多個永久磁鐵；以及配置在所述多個永久磁鐵的各自之間的多個中間構件。所述多個中間構件的各自的飽和磁通密度比所述多個永久磁鐵的各自的飽和磁通密度大。或者所述多個中間構件是以磁化方向相對于所述中心軸的方向垂直向外及垂直向內的方式沿著所述中心軸交替配置的永久磁鐵。而且可以在所述多個中間構件的外周配置飽和磁通密度比所述多個永久磁鐵的各自的飽和磁通密度大的構件。所述多個中間構件的各自的所述中心軸方向的厚度可以隨著從所述中心軸離開而變厚。在該線性促動器中，通過消除動子側的磁通飽和而推力提高。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-79947號公報

專利文獻2：日本特開2010-114980號公報

非專利文獻

非專利文獻1：S.Shimomura,M.Fujieda,K.Hoshino,“Studies?to?decrease?cogging?force?and?pulsating?thrust?in?the?prototype?linear?permanent?magnet?Vernier?motor”,International?Conference?on?Electrical?Machines?and?Systems,2008.pp.3417-3422（2008）.

發明內容

在上述非專利文獻1或專利文獻1的線性微調電動機中，搭載于動子（內側）的永久磁鐵的磁化方向與動子的可動軸垂直。在該結構中，難以進行永久磁鐵向動子的固定。因此，如各文獻的圖示那樣，動子中所占的永久磁鐵的體積非常小。其結果是，存在相對于電動機的自重、體積的推力小這樣的問題。

另外，存在作為微調電動機中共通的問題的產生磁阻力（Detent?Force；與有無電動機的驅動無關，在動子的行進方向上周期性地產生的力、齒槽力及端部效應）這樣的問題。針對該問題，在非專利文獻1中，在定子側安裝追加的磁鐵，使該追加的磁鐵與動子側的永久磁鐵作用，由此來消除磁阻力。然而，在該方法中，盡管定子側的追加的永久磁鐵會增大整體的尺寸、重量、成本，但卻對推力絲毫不起作用。

本發明的目的在于提供一種能夠進一步提高推力的線性微調電動機。本發明的另一目的在于提供一種能夠增大相對于電動機的自重、體積的推力的線性微調電動機。本發明的又一目的在于提供一種能夠緩和磁阻力的線性微調電動機。本發明的再一目的在于提供一種使組裝容易的線性微調電動機。

本發明的線性微調電動機具備定子和動子。定子沿著第一方向延伸。動子沿著第一方向延伸，且磁極的間隔與定子不同。定子及動子的至少一方包括：沿著第一方向配置的多個永久磁鐵；以及沿著第一方向配置的多個磁軛。多個磁軛分別配置在相鄰的永久磁鐵之間。多個永久磁鐵沿著第一方向磁化，相鄰的永久磁鐵的磁化的朝向相反。