[发明专利]可动铁芯型线性运动驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种与使磁性弹簧的弹簧力作用于往复移动的可动元件的可动铁芯型线性运动驱动器相关的、特别是实现弹簧特性的新形态的可动铁芯型线性运动驱动器。

背景技术

往复式马达等可动铁芯型线性运动驱动器，例如，如专利文献1所示例的那样，以通过通电而使可动元件往复移动的磁路为主体。磁路构成为包含：铁芯，其构成可动元件；定子芯，其具有与该铁芯相对的相对部；成对的永磁体，其沿着往复运动方向排列在该相对部，并使各自的面对铁芯的一侧的面的磁极反转；和线圈，其卷绕于定子芯，该磁路通过向线圈通电所产生的磁通量减弱由成对的永磁体中的位于所需的方向上的磁体所产生的磁通量、并增强由另一方的磁体所产生的磁通量，从而使可动元件相对于定子芯相对往复移动。

并且，磁路利用由永磁体产生的磁通量，使与可动元件相对于定子芯的相对位置相应地变化的磁性弹簧的弹簧力作用于可动元件。在向线圈进行通电的情况下，磁性弹簧的弹簧力与通过向线圈通电所产生的磁性驱动力叠加并作用于可动元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－135351号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，作为与定子芯相对的可动元件的相对位置和磁性弹簧的弹簧力之间的关系的磁性弹簧特性虽然取决于磁通量分布、磁极间距，但在以往的线性运动驱动器中，难以改变这些磁通量分布等来调节磁性弹簧特性进行设计。

在将线性运动驱动器用作活塞泵等动力源的情况下，通常使其在呈高效率的共振状态下往复地运动，但存在板簧等机械弹簧要承受负荷，机械弹簧的寿命降低的问题。而且，在要得到共振运动所需要的弹簧常数时，因为磁性弹簧是固定的，无法调整，所以需要仅利用机械弹簧来应对，存在机械弹簧所需要的成本增加的问题。

另外，在将线性运动驱动器用作定位装置、加振装置、线性伺服电动机等的位置控制、力控制等的控制部件的情况下，磁性弹簧的弹簧力成为阻碍控制的因素、损失推力的原因。

并且除上述以外，为了实现减少或者消除例如机械弹簧和磁性弹簧合成的弹簧常数等弹簧特性的新形态，不仅要求机械弹簧特性的设计自由度而且要求磁性弹簧特性的设计自由度，但是如上所述，因为难以调节磁性弹簧特性，所以难以实现该新形态。

本发明即是着眼于这样的问题而做出的，其目的是，提供一种以能够不增加生产成本地调节磁性弹簧特性为首，实现弹簧特性的新形态的可动铁芯型线性运动驱动器。

用于解决问题的方案

本发明为了达到该目的，采取了如下方案。

即，本发明的可动铁芯型线性运动驱动器是使可动元件往复移动的线性运动驱动器，其特征在于，具有磁路，该磁路构成为包含：铁芯，其构成上述可动元件；定子芯，其具有与该铁芯相对的相对部；成对的永磁体，其沿着往复运动方向排列于该相对部，并使各自的面对铁芯的一侧的面的磁极反转；和线圈，其卷绕于定子芯，通过由向线圈通电所产生的磁通量减弱由上述成对的永磁体之中的位于需要的方向的磁体所产生的磁通量、并增强由另一方的磁体所产生的磁通量从而使可动元件往复移动，并且在向线圈进行通电的情况下，通过由永磁体所产生的磁通量与可动元件相对于定子芯的相对位置相应地变化的磁性弹簧的弹簧力、与通过向上述线圈通电所产生的电磁驱动力叠加并作用于可动元件，通过在作为磁通量路径的定子芯的相对部的一部分和永磁体之间将相对部的一部分设为缺口的状态来形成与定子芯相比磁导率较低的空隙部，构成用于改变磁通量分布的磁性弹簧调节部，利用该磁性弹簧调节部，使作为上述可动元件相对于上述定子芯的相对位置和磁性弹簧的弹簧力之间的关系的磁性弹簧特性与没有空隙部的情况相比发生变化。