专利名称：直线振荡执行机构的动子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直线振荡执行机构(linear oscillatory actuator)的动子，它适于直线往复运动，容易组装和制造，并具有改进的耐久性。
在根据本发明的动子中，具有对应形状的永磁体和铁芯彼此交替排列，此排列状态由紧固装置固定。
在根据本发明的另一种动子中，板状的铁芯彼此堆积在一起，永磁体插在板状铁芯上所形成的插孔中，此插入状态由紧固装置固定。
背景技术：
如本领域内公知的，直线电动机的形状是通过轴向切割并展开普通旋转电动机得到的。因此，旋转电动机产生旋转力，而直线电动机产生推力。
作为这种直线电动机中的一种，直线振荡执行机构是指一种驱动装置，其中交替供应正弦或矩形脉冲电压波，对动子反复施加可选择的线性冲程，从而使动子直线往复运动。直线振荡执行机构分成线圈驱动型、铁芯驱动型和永磁体驱动型。
在永磁体驱动型的直线振荡执行机构中，在对定子线圈通入直流电时，定子被磁化而作为电磁体，由此使包括永磁体的动子在吸引力和排斥力的作用下直线运动。然后，在通过定子线圈的电流方向改变时，作用在动子上的吸引力和排斥力的方向变化，由此使动子朝相反方向直线运动。因此，通过以这种方式连续、交替地改变激励电流的方向，使动子作直线往复运动。
在工作过程如上所述的传统直线振荡执行机构中，动子具有圆筒形结构，其中永磁体排列在铁芯周围，并且通过粘合剂或螺栓结合到铁芯上。
这种传统动子的缺点在于，由于其在高速下作直线往复运动，因此动子的永磁体可能会脱落或损坏。
而且，在直线振荡执行机构的传统动子中，由于永磁体是通过螺栓和螺母紧固在铁芯上，因此在制造过程中生产率低。
并且，在传统工艺中，为了增强动子的耐久性，动子包括永磁体和铁芯。在这一方面，由于永磁体排列在铁芯周围并结合在铁芯上，因此动子的质量增大，在直线往复运动的动子中将产生大的惯性力。结果，由于动子直线往复运动速度的增大必须要受到限制，所以往复运动频率仅能限制在几赫兹。
发明内容
因此，本发明的提出是为了努力解决相关技术中出现的这些问题，并且本发明的一个目的是提供一种直线振荡执行机构的动子，其具有改进的耐久性、生产率和工作可靠性。
为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种直线振荡执行机构的动子，包括多个永磁体，每个永磁体具有板状；多个铁芯，每个铁芯在其表面绝缘并具有对应于永磁体形状的板状；紧固装置，用于固定永磁体和铁芯彼此交替排列的排列状态；以及沿着与动子直线运动方向相同的方向作用的返回装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种直线振荡执行机构的动子，包括多个板状永磁体；多个板状铁芯，每个铁芯在其表面绝缘并形成有多个让永磁体插入的插孔，板状铁芯在垂直于动子直线运动的轴线方向上彼此堆积在一起；紧固装置，用于固定永磁体插在铁芯上所形成的插孔中的状态；以及沿着与动子直线运动方向相同的方向作用的返回装置。
结合附图，从以下详细说明中将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征以及其它优点。在附图中图1是表示使用本发明动子的直线振荡执行机构的示意性分解透视图；图2是表示根据本发明一种实施方式的动子的分解透视图；图3是表示图2所示动子的组装状态的透视图；图4是表示根据本发明另一种实施方式的动子的分解透视图；图5是表示图4所示动子的组装状态的透视图；以及图6是表示图4所示动子中另一种紧固装置的分解透视图。
具体实施例方式
下面将更加详细地说明本发明的优选实施方式，其一个实施例表示在附图中。在任何可能的时候，在所有附图和说明书中相同的参考数字用于指示相同或相似的部分。
图1是表示使用本发明动子的直线振荡执行机构的示意性分解透视图。由参考数字120表示的动子位于直线振荡执行机构的一对定子100和110之间，并直线往复运动以产生直线驱动力。
图2是表示根据本发明一种实施方式的动子的分解透视图，图3是图2所示动子的组装状态的透视图。动子120包括多个永磁体20，每个永磁体具有板状；多个铁芯10，它们形成磁力线经过的路线，并且被绝缘材料覆盖；紧固装置，用于固定永磁体20和铁芯10彼此交替排列的排列状态；以及返回装置。
优选的是，永磁体20和铁芯10具有六面体板的形状，用于简化定子的形状以及缠绕在定子上的线圈的缠绕图案。优选的是，永磁体20和铁芯10通过粘合剂彼此结合，用于提高动子的耐久性。
图2和3所示的紧固装置包括一对紧固板50和51，用于固定永磁体20和铁芯10彼此交替排列的排列状态。优选的是，紧固装置是由非磁性材料制成。
当从垂直于动子直线运动轴线的方向观看时，紧固板50和51具有在其两端形成的弯曲突起50a和51a，将永磁体20和铁芯10彼此牢固地紧固在一起。换言之，紧固板50和51具有“[”形的纵向截面，用于环绕永磁体20和铁芯10。
紧固板50和51通过连接装置结合并紧固在永磁体20或铁芯10上。特别是，在图示的实施方式中，在永磁体20和铁芯10彼此交替排列的情况下，当从动子120的直线往复运动方向观看时，用参考数字11特别表示的两个铁芯分别定位在动子120的两端，并且这对紧固板50和51通过连接装置结合在动子120两端的两个铁芯上。在图示的实施方式中，连接装置包括螺栓70、在紧固板50和51中形成的孔，以及在两个铁芯11中形成的螺纹孔。
虽然正常情况是，返同装置使用机械弹簧，使电频率和机械频率彼此一致，但在本发明的实施方式中，返回装置包括轴30，它位于动子120的直线运动轴线上，作为支撑轴支撑动子120的直线往复运动；以及螺旋弹簧(未图示)，它装在轴30周围。轴30连接到动子120两端的两个铁芯11上，形成铁芯11和轴30的一个集成结构。
当组装图2和3所示的直线振荡执行机构的动子时，根据本发明的一种实施方式，铁芯10和永磁体20彼此交替，并通过粘合剂彼此结合。而且，在动子120两端，与轴30集成的铁芯11分别通过粘合剂结合在永磁体20上。接着，用紧固板50和51包围彼此交替排列并结合的永磁体20和铁芯10，并使用螺栓70分别将紧固板50和51紧固到两个与轴集成的铁芯11上。
下面参考图4到6详细说明本发明的另一种实施方式。
首先参考图4和5，根据本发明另一种实施方式的动子包括多个板状永磁体20；多个板状铁芯12，每个铁芯由绝缘材料覆盖并形成有让永磁体20插入的多个插孔12a，板状铁芯12彼此堆积在一起；紧固装置，用于固定永磁体20插在彼此堆积在一起的铁芯12的插孔12a中的状态；以及返回装置。
优选的是，永磁体20具有六面体板的形状，用于简化定子的形状以及线圈缠绕在定子上的缠绕图案。在这种情况下，铁芯12中形成的插孔12a的截面与永磁体20对应。
如同本领域内公知的，多个板状铁芯12彼此堆积在一起的原因是为了防止仅使用一块与彼此堆积在一起的所有铁芯厚度相同的铁芯时产生的涡流造成的性能减弱。虽然包括薄板的铁芯12具有减小涡流损失的优点，但考虑制造工序的简化，优选的铁芯12厚度约0.5mm。
虽然图2所示的紧固板50和51可以用作紧固装置，但优选地使用图4所示的紧固板52和53作为紧固装置，从而彼此牢固地紧固堆积的铁芯12。而且，优选的是，紧固装置是由非磁性材料制成。
紧固板52和53的作用是固定永磁体20插在彼此堆积在一起的铁芯12所形成的插孔12a中的状态。紧固板52和53具有弯曲部分52a和53a，与堆积的铁芯12的两个端面接触。堆积铁芯12的两个端面面向动子的运动方向。也就是说，每个紧固板52和53具有L形横截面，由此紧固装置52和53能完全环绕堆积铁芯12的四个面。
紧固板52和53通过连接装置彼此连接。在图示的实施方式中，连接装置包括螺栓70；在弯曲部分52a和53a中形成的连接孔61；以及在紧固板52和53上与弯曲部分52a和53a相反的末端形成的螺纹孔41。
返回装置包括轴30，它位于动子的直线运动轴线上，作为支撑轴用于支撑动子的直线往复运动；以及装在轴30周围的螺旋弹簧(未图示)。在图中，轴30连接在紧同板52和53的弯曲部分52a和53a上。
下面将参考图4和5说明根据本发明另一种实施方式的动子的组装方法。
在所需数量的铁芯12彼此堆积之后，将永磁体20分别插在铁芯12中形成的插孔12a中。接着，将已经插入永磁体20的铁芯12通过紧固装置和连接装置彼此紧固在一起。
图6是表示图4所示动子的另一种紧固装置的分解透视图。当与图4所示的紧固板52和53相比时，当从垂直于动子直线运动轴线的方向观看时，图6所示的紧固板54和55具有在其两端形成的弯曲突起54b和55b，用于牢固地紧固彼此堆积在一起的铁芯12。换言之，紧固板54和55具有“[”形纵截面。
在堆积的铁芯12被紧固板54和55包围的状态下，紧固板54和55通过连接装置彼此紧固，连接装置包括螺栓70；在弯曲突起54b和55b中形成的连接孔62；以及在紧固板54和55与弯曲突起54b和55b相反的末端形成的螺纹孔41。
工业实用性从上面的描述可以看出，根据本发明的直线振荡执行机构的动子提供的优点是，永磁体和铁芯彼此交替排列，此排列状态通过紧固装置固定；或者板状铁芯彼此堆积，永磁体插在板状铁芯上形成的插孔中，并且此插入状态通过紧固装置固定。相应地，由于有效地聚合磁力线，提高了动子的工作效率，动子易于组装，并且可以防止永磁体从动子上脱落，由此提高了动子的耐久性。
此外，与具有圆筒形结构的传统直线振荡执行机构的动子不同的是，根据本发明的动子，由于制造工序简化和制造成本降低，所以能提高生产率。
虽然为了解释的目的描述了本发明的优选实施方式，但本领域的一般技术人员应该理解的是，在不偏离权利要求限定的本发明范围和精神的情况下，可以做出不同的修改、增添和替换。
权利要求
1.一种直线振荡执行机构的动子，包括多个永磁体，每个永磁体具有板状；多个铁芯，每个铁芯在其表面绝缘并具有对应于永磁体形状的板状；紧固装置，用于固定永磁体和铁芯彼此交替排列且彼此接触的排列状态；以及沿着与动子直线运动方向相同的方向作用的返回装置。
2.如权利要求1所述的动子，其中每个永磁体和铁芯具有六面体板的形状。
3.如权利要求1所述的动子，其中永磁体和铁芯通过粘合剂彼此结合。
4.如权利要求1到3的任一项所述的动子，其中紧固装置包括一对紧固板，用于包围彼此交替排列的永磁体和铁芯，当从垂直于动子直线运动轴线的方向观看时，每个紧固板在其两端具有弯曲突起，紧固板通过连接装置连接到永磁体或铁芯。
5.如权利要求4所述的动子，其中在永磁体和铁芯彼此交替排列的状态下，当从动子直线运动的方向观看时，铁芯分别位于动子的两端，并且这对紧固板通过连接装置连接到所述动子两端的铁芯上。
6.如权利要求5所述的动子，其中返回装置包括轴，所述轴在动子直线运动的轴线上连接到所述动子两端的铁芯上；以及装在轴周围的螺旋弹簧。
7.一种直线振荡执行机构的动子，包括多个板状永磁体；多个板状铁芯，每个铁芯在其表面绝缘并形成有让永磁体插入的多个插孔，板状铁芯在垂直于动子直线运动轴线的方向上彼此堆积在一起；紧固装置，用于固定永磁体插在铁芯上所形成的插孔中的状态；以及沿着与动子直线运动方向相同的方向作用的返回装置。
8.如权利要求7所述的动子，其中每个永磁体具有六面体板的形状，铁芯中形成的每个插孔具有与永磁体形状对应的截面形状。
9.如权利要求6或7所述的动子，其中紧固装置包括一对紧固板，这对紧固板在动子的直线运动方向延伸，并具有弯曲部分与堆积的铁芯的两个端面接触，所述紧固板通过连接装置彼此连接。
10.如权利要求9所述的动子，其中当从垂直于动子直线运动轴线的方向观看时，紧固装置在其两端具有弯曲部分。
11.如权利要求9所述的动子，其中返回装置包括轴，所述轴在动子直线运动的轴线上连接到紧固装置的弯曲部分；以及装在轴周围的螺旋弹簧。
全文摘要
本发明涉及一种直线振荡执行机构中的直线往复运动的动子，它容易组装和制造，并具有改进的耐久性。在根据本发明的动子中，具有对应形状的永磁体和铁芯彼此交替排列，此排列状态由紧固装置固定。在根据本发明的另一种动子中，板状的铁芯彼此堆积在一起，永磁体插在板状铁芯上形成的插孔中，此插入状态由紧固装置固定。
文档编号H02K33/16GK1802782SQ200380110388
公开日2006年7月12日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年7月16日
发明者李 柱, 金泰亨, 金梭, 张基凤, 催在学, I·博尔代亚 申请人:汉阳大学校产学协力团