專利名稱：線性致動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線性致動(dòng)器，該線性致動(dòng)器可以移動(dòng)第一元件和與第一元件相對(duì)的第二元件之間的相對(duì)位置，同時(shí)防止第一元件和第二元件之間發(fā)生震動(dòng)(chattering)/ 后沖(backlash)。
背景技術(shù)：
已知一種線性致動(dòng)器，在該線性致動(dòng)器中，導(dǎo)軌和設(shè)置成面對(duì)導(dǎo)軌的滑動(dòng)臺(tái)之間的相對(duì)位置可以移位。如日本平開(kāi)專利公報(bào)第2010-1619 所揭示，為了使導(dǎo)軌和滑動(dòng)臺(tái)能夠移位，例如，球形滾動(dòng)體被插放到導(dǎo)軌和可移動(dòng)元件之間，滑動(dòng)臺(tái)被粘附到該可移動(dòng)元件。滾動(dòng)體通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)軌和可移動(dòng)元件之間的兩列導(dǎo)槽(滾動(dòng)槽)被支撐，從而滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。滾動(dòng)體能夠被導(dǎo)槽滾動(dòng)地支撐，導(dǎo)槽被構(gòu)成為尖拱形。發(fā)明內(nèi)容
為了防止導(dǎo)軌(第一元件)和可移動(dòng)元件(第二元件)之間發(fā)生震動(dòng)/后沖，通過(guò)使得滾動(dòng)體的直徑變得大于滾動(dòng)槽中的滾動(dòng)體的接觸直徑(即，滾動(dòng)體被容納在滾動(dòng)槽中時(shí)滾動(dòng)體的直徑)，例如在幾個(gè)微米的量級(jí)，預(yù)壓縮作用于滾動(dòng)體上。為了使得滾動(dòng)槽中的滾動(dòng)體的接觸直徑小于滾動(dòng)體的直徑，使用各種技術(shù)，例如(1)調(diào)節(jié)滾動(dòng)槽的導(dǎo)軌和可移動(dòng)元件的形狀，(2)改變所使用的導(dǎo)軌和可移動(dòng)元件的結(jié)合，和( 利用初始時(shí)直徑大于上述的接觸直徑的滾動(dòng)體。
但是，利用以上技術(shù)，易于產(chǎn)生以下問(wèn)題，采用技術(shù)(1)，需要在幾個(gè)微米量級(jí)的高等級(jí)制造精度，采用技術(shù)O)，需要在幾個(gè)微米量級(jí)的高等級(jí)裝配精度，采用技術(shù)(3)，難以選擇合適的滾動(dòng)體。另外，在將滾動(dòng)體支撐在以兩列尖拱形形式構(gòu)造的滾動(dòng)槽中的情況下， 必須使得滾動(dòng)槽以高精度被加工，另外，滾動(dòng)體的差別滑動(dòng)(differential slippage)會(huì)引起摩擦力的增大。
另外，在使用具有圓形構(gòu)造的滾動(dòng)槽的情況下，其中在滾動(dòng)凹槽中，其的支撐方向被設(shè)置為呈直角以在兩個(gè)方向上支撐負(fù)荷，雖然優(yōu)勢(shì)在于差別滑動(dòng)能夠變得小于上述的尖拱形構(gòu)造的槽，但是由于需要四列滾動(dòng)槽，所以總體構(gòu)造會(huì)變得更復(fù)雜，并且難以實(shí)現(xiàn)線性致動(dòng)器的小型化(尺寸減小)。
本發(fā)明考慮到上述的常規(guī)技術(shù)存在的問(wèn)題，其發(fā)明的目的在于提供一種線性致動(dòng)器，在該線性致動(dòng)器中，借助于簡(jiǎn)單的構(gòu)造，就能夠防止第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間發(fā)生震動(dòng)和后沖，能夠抑制滾動(dòng)體的差別滑動(dòng)，并且能夠便于使得線性致動(dòng)器最小化。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種線性致動(dòng)器，該線性致動(dòng)器用于使第一構(gòu)件和與第一構(gòu)件面對(duì)的第二構(gòu)件之間的相對(duì)位置移位，其中突起被形成在第一構(gòu)件的相反端側(cè)上，該突起沿著移位的方向延伸并且向著第二構(gòu)件突出，第二構(gòu)件被設(shè)置在第一構(gòu)件的相反端側(cè)上的突起之間，能夠使得第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的相對(duì)位置移位的滾動(dòng)體被插放到突起之間，用于可滾動(dòng)地支撐滾動(dòng)體的第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽被設(shè)置在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的相反端側(cè)上的突起上，并且第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽將壓力作用于滾動(dòng)體上， 該壓力由具有兩個(gè)級(jí)性的雙極磁場(chǎng)的磁體的磁引力引起。
磁體可以是永磁體或者電磁體。
滾動(dòng)體的直徑優(yōu)選地可以小于第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽之間形成的間隔。
第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽中的至少一個(gè)的槽的形狀可以是具有不變的曲率半徑的弓形形狀。
第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽的至少一個(gè)的槽的形狀可以是由多個(gè)弧組成，其每個(gè)弧具有自身的曲率半徑。
第一構(gòu)件和第二構(gòu)件優(yōu)選地可以是磁性體。
線圈可以被設(shè)置在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的任意一個(gè)上，并且磁體可以被設(shè)置在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件中另一個(gè)沒(méi)有設(shè)置線圈的構(gòu)件上的一側(cè)，使得通過(guò)在線圈中流動(dòng)的電流產(chǎn)生推力，以使第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的相對(duì)位置發(fā)生移位。
氣缸主體可以被附接到第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的其中一個(gè)上，并且磁體可以被設(shè)置在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的其中一個(gè)上。
根據(jù)本發(fā)明，滾動(dòng)地支撐滾動(dòng)體的第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽被設(shè)置在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的相反端側(cè)的突起上，并且第一滾動(dòng)槽和第二滾動(dòng)槽將磁體的磁引力所產(chǎn)生的壓力作用于滾動(dòng)體上。因此，能夠防止第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間發(fā)生震動(dòng)/后沖，同時(shí)抑制滾動(dòng)體的差別滑動(dòng)并且可以減小線性致動(dòng)器的尺寸。與尖拱形構(gòu)造或者圓形構(gòu)造相比，滾動(dòng)體、第一和第二滾動(dòng)槽不需要高等級(jí)的制造精度和裝配精度，從而，能夠減少加工和裝配線性致動(dòng)器的處理步驟。
通過(guò)下面的說(shuō)明，并結(jié)合以示意性實(shí)例的方式顯示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖時(shí)，本發(fā)明的上述和其他的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)變得更加地清楚。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的線性致動(dòng)器的立體圖2是圖1所示的線性致動(dòng)器的分解立體圖3是在箭頭的方向上和沿圖1的線III-III看時(shí)的截面圖4是顯示導(dǎo)軌的導(dǎo)槽和滑動(dòng)臺(tái)的導(dǎo)槽的視圖，該兩個(gè)導(dǎo)槽將球體支撐在兩個(gè)導(dǎo)槽之間；
圖5是顯示球體被支撐在線性致動(dòng)器的縱向方向上的范圍與由永磁體產(chǎn)生的磁引力的范圍(陰影所示的區(qū)域)之間的關(guān)系的示意圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的線性致動(dòng)器的立體圖7是從圖6所示的線性致動(dòng)器的上方看時(shí)的分解立體圖8是從圖6所示的線性致動(dòng)器的下方看時(shí)的分解立體圖9是在箭頭的方向上和沿著圖6的線IX-IX看時(shí)的分解立體圖10是在箭頭的方向上和沿著圖6的線X-X看時(shí)的截面圖11是顯示導(dǎo)軌的導(dǎo)槽和滑動(dòng)臺(tái)的導(dǎo)槽的視圖，該兩個(gè)導(dǎo)槽之間有支撐球體；
圖12是顯示球體被支撐在線性致動(dòng)器的縱向方向上的范圍與由永磁體產(chǎn)生的磁引力的范圍(陰影所示的區(qū)域)之間的關(guān)系的示意圖13是顯示根據(jù)第一修改例的導(dǎo)軌的導(dǎo)槽和滑動(dòng)臺(tái)的導(dǎo)槽的實(shí)例；
圖14是用于第三修改例中的電磁體的部分剖視立體圖15A是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且單個(gè)板狀永磁體被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上，使得永磁體的S極面向滑動(dòng)臺(tái)并且永磁體的N極面向?qū)к墸?br> 圖15B是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且軛鐵被設(shè)置在永磁體的沿著圖15A的線性致動(dòng)器的箭頭A的方向的相對(duì)側(cè)上；
圖15C是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且在豎直方向上被磁化的兩個(gè)永磁體被設(shè)置為在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上沿著箭頭A的方向，使得其的極性的方向彼此相反；
圖15D是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，在豎直方向上被磁化的四個(gè)永磁體被設(shè)置為在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上沿著箭頭A的方向，使得其的極性的方向彼此相反；
圖15E是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且代替圖15D的四個(gè)永磁體，使用被磁化成具有多個(gè)極的單個(gè)板狀永磁體，并且其中其的各個(gè)磁極方向沿著箭頭A的方向彼此相反；
圖15F是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，以箭頭A的方向被磁化的三個(gè)永磁體被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上沿著箭頭A的方向，使得其的極性方向彼此相反，并且軛鐵被設(shè)置在每個(gè)永磁體的相對(duì)側(cè)上；
圖15G是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且永磁體被設(shè)置為沿著箭頭A的方向以Halbach陣列形式在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上排列；
圖16A是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且單個(gè)板狀永磁體被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上，使得永磁體的S極面向滑動(dòng)臺(tái)并且永磁體的N極面向?qū)к墸?br> 圖16B是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且軛鐵被設(shè)置在永磁體的沿著圖16A的線性致動(dòng)器的箭頭B的方向的相對(duì)側(cè)上；
圖16C是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且在豎直方向被磁化的兩個(gè)永磁體沿著箭頭B的方向被設(shè)置為在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上，使得其的極性的方向彼此相反；
圖16D是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，在豎直方向被磁化的四個(gè)永磁體沿著箭頭 B的方向被設(shè)置為在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上，使得其的極性的方向彼此相反。
圖16E是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且代替圖16D的四個(gè)永磁體，使用被磁化成具有多個(gè)極的單個(gè)板狀永磁體，并且其中其的各個(gè)磁極方向沿著箭頭B的方向彼此相反；
圖16F是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，在箭頭B的方向被磁化的三個(gè)永磁體沿著箭頭B的方向被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上，使得其的極性方向彼此相反，并且軛鐵被設(shè)置在每個(gè)永磁體的相對(duì)側(cè)上；
圖16G是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且永磁體被設(shè)置為沿著箭頭B的方向以 Halbach陣列形式排列在滑動(dòng)臺(tái)的面對(duì)導(dǎo)軌的一側(cè)上；
圖17A是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且單個(gè)板狀永磁體被設(shè)置在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得永磁體的S極面向滑動(dòng)臺(tái)并且永磁體的N極面向?qū)к墸?br> 圖17B是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且軛鐵被設(shè)置在永磁體的沿著圖17A的線性致動(dòng)器的箭頭A的方向的相對(duì)側(cè)上；
圖17C是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且在豎直方向上被磁化的兩個(gè)永磁體被設(shè)置為在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上沿著箭頭A的方向，使得其的極性的方向彼此相反；
圖17D是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，在豎直方向上被磁化的四個(gè)永磁體沿著箭頭A的方向被設(shè)置為在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得其的極性的方向彼此相反；
圖17E是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且代替圖17D的四個(gè)永磁體，使用被磁化成具有多個(gè)極的單個(gè)板狀永磁體，并且其中其的各個(gè)磁極方向沿著箭頭A的方向彼此相反；
圖17F是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，在箭頭A的方向上被磁化的三個(gè)永磁體沿著箭頭A的方向被設(shè)置在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得其的極性方向彼此相反，并且軛鐵被設(shè)置在每個(gè)永磁體的相對(duì)側(cè)上；
圖17G是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著箭頭A的方向，并且永磁體沿著箭頭A的方向以Halbach陣列形式排列被設(shè)置在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上；
圖18A根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且單個(gè)板狀永磁體被設(shè)置在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得永磁體的S極面向滑動(dòng)臺(tái)并且永磁體的N極面向?qū)к墸?br> 圖18B是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且軛鐵被設(shè)置在永磁體的沿著圖18A的線性致動(dòng)器的箭頭B的方向的相對(duì)側(cè)上；
圖18C是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且在豎直方向被磁化的兩個(gè)永磁體沿著箭頭B的方向被設(shè)置為在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得其的極性的方向彼此相反；
圖18D是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，在豎直方向被磁化四個(gè)永磁體沿著箭頭B 的方向被設(shè)置為在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得其的極性的方向彼此相反；
圖18E是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且代替圖18D的四個(gè)永磁體，使用被磁化為具有多個(gè)極的單個(gè)板狀永磁體，并且其中其的各個(gè)磁極方向沿著箭頭B的方向彼此相反；
圖18F是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，在箭頭B的方向上被磁化的三個(gè)永磁體沿著箭頭B的方向被設(shè)置在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上，使得其的極性方向彼此相反，并且軛鐵被設(shè)置在每個(gè)永磁體的相對(duì)側(cè)上；
圖18G是根據(jù)第四修改例的線性致動(dòng)器的示意圖，在該線性致動(dòng)器中磁路被設(shè)置為沿著線性致動(dòng)器的橫向方向(箭頭B的方向)，并且永磁體被設(shè)置為沿著箭頭B的方向以 Halbach陣列形式在導(dǎo)軌的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)的一側(cè)上排列。
具體實(shí)施方式
參考附圖，具體說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的線性致動(dòng)器的優(yōu)選實(shí)施例。
<第一實(shí)施例>
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的線性致動(dòng)器10的立體圖，圖2是線性致動(dòng)器10 的分解立體圖，并且圖3是在箭頭的方向上并且沿著圖1的線III-III看時(shí)的截面圖。
根據(jù)第一實(shí)施例的線性致動(dòng)器10具有導(dǎo)軌(第一構(gòu)件)12和設(shè)置成面對(duì)導(dǎo)軌12 的滑動(dòng)臺(tái)(第二構(gòu)件)14。導(dǎo)軌12是U型的橫截面，面向滑動(dòng)臺(tái)14的線圈16被設(shè)置在導(dǎo)軌12上。線圈16是環(huán)形或者空心線圈，在該線圈16中纏繞著由絕緣膜覆蓋的導(dǎo)線，并且線圈進(jìn)一步由樹(shù)脂制成的絕緣體18模制而成。線圈16被設(shè)置在導(dǎo)軌12的上表面的基本中心的位置上。
在導(dǎo)軌12的橫向方向的相對(duì)側(cè)上，突起20a、20b被形成為從導(dǎo)軌12的基部向滑動(dòng)臺(tái)14突出，在突起20a、20b的內(nèi)側(cè)上，形成導(dǎo)槽(第一滾動(dòng)槽)22，22，該導(dǎo)槽21、22沿著箭頭A的方向(或者沿著滑動(dòng)臺(tái)14滑動(dòng)的方向)延伸。
滑動(dòng)臺(tái)14被設(shè)置在導(dǎo)軌12的突起20a、20b之間，多個(gè)硬球體(滾動(dòng)體，以下簡(jiǎn)稱為“球體”)被插放到突起20a、20b之間并且能夠使導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14之間的相對(duì)位置移位。兩個(gè)永磁體(磁體)26a、26b被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14的表面上且面對(duì)導(dǎo)軌12。更具體地， 凹部觀被形成在滑動(dòng)臺(tái)14的橫向方向(垂直于箭頭A的方向)的基本中心的位置上，而且永磁體^a、26b被設(shè)置在凹部28中，設(shè)置在導(dǎo)軌12上的線圈16和設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14上的永磁體^^、2613被設(shè)置成其之間具有預(yù)設(shè)的間隙或者間隔。導(dǎo)槽(第二滾動(dòng)槽)30、30 被形成為沿著箭頭A的方向、在滑動(dòng)臺(tái)14的橫向方向的兩端的中心位置上。球體M由導(dǎo)槽22、22和導(dǎo)槽30、30可滾動(dòng)地支撐。
其中適配返回導(dǎo)件(return guides) 32的凹部；34被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14上。凹槽 (以下稱為“循環(huán)通道”)36被形成在返回導(dǎo)件32中，以使得球體M經(jīng)過(guò)該凹槽而循環(huán)，從而滾動(dòng)到導(dǎo)槽30、30的端部的球體M通過(guò)返回導(dǎo)件32滾動(dòng)到循環(huán)通道36內(nèi)。換句話說(shuō)，返回導(dǎo)件32的功能將球體M的滾動(dòng)方向切換180度。
在線性致動(dòng)器10中，導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14被設(shè)置為使得導(dǎo)槽22、22和導(dǎo)槽30、30 的高度定位為基本相同，多個(gè)球體21被容納在循環(huán)通道36中且由導(dǎo)槽22、22和導(dǎo)槽30、30 形成的空間(間隔)中作為線性引導(dǎo)件。在通過(guò)各個(gè)球體的滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的引導(dǎo)作用下，滑動(dòng)臺(tái) 14能夠相對(duì)于導(dǎo)軌12在箭頭A的方向移位。多個(gè)未圖示的螺絲孔被形成在滑動(dòng)臺(tái)14中， 沿著其的板厚度的方向，從而諸如工件等的另外的構(gòu)件能夠通過(guò)螺紋插入到螺絲孔內(nèi)螺栓 (未顯示)被固定到滑動(dòng)臺(tái)14。
每個(gè)永磁體的尺寸被設(shè)定為小于線圈16的尺寸。雖然在本實(shí)施例中，兩個(gè)永磁體^5a、26b被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14上，但是一個(gè)或者三個(gè)以上的永磁體可以被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14上。
導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14由磁性材料制成。球體M和返回導(dǎo)件32可以由磁性或者非磁性的材料制成。另外，磁性球體(第一滾動(dòng)體)M和非磁性(即，樹(shù)脂材料)球體(第二滾動(dòng)體)M可以被交替地設(shè)置在沿著箭頭A的方向。
在線性致動(dòng)器10中，在滑動(dòng)臺(tái)14在多個(gè)球體M的引導(dǎo)下在箭頭A的方向上移動(dòng)的情況下，雖然球體M通常在一致的方向上旋轉(zhuǎn)，但是在彼此接觸的相鄰的球體M的表面上，各個(gè)球體M易于在彼此相反的方向上旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，各個(gè)球體M之間會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力并發(fā)生球體M的定位滑動(dòng)，導(dǎo)致滑動(dòng)臺(tái)14不能夠順暢地移動(dòng)。因而，通過(guò)交替地設(shè)置磁性球體M和非磁性球體M，則會(huì)抑制相鄰球體M的摩擦阻力，并且滑動(dòng)臺(tái)能夠順暢地移動(dòng)。另外通過(guò)至少制造一些由磁性材料制成的球體對(duì)，能夠抑制突起20a、20b和滑動(dòng)臺(tái)14之間的空間發(fā)生磁通量泄漏。
由于導(dǎo)軌12由磁體組成，所以磁引力在永磁體^a、26b和導(dǎo)軌12之間發(fā)生作用， 從而指向下的力被作用在滑動(dòng)臺(tái)14上。根據(jù)第一實(shí)施例，導(dǎo)軌12的一側(cè)被限定為下側(cè)，而滑動(dòng)臺(tái)14的一側(cè)被限定為上側(cè)。
圖4是顯示導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30的視圖，導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30將球體M支撐在導(dǎo)槽22 和導(dǎo)槽30之間。由兩條弧的組合形成的導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30組成凹槽，該凹槽的曲率半徑大于每個(gè)球體M的半徑。更具體地，導(dǎo)槽22由第一彎曲表面40a和第二彎曲表面40b構(gòu)成， 第一彎曲表面40a形成有具有第一曲率半徑的弧，第二彎曲表面40b形成有具有第二曲率半徑的弧，導(dǎo)槽30由第一彎曲表面4 和第二彎曲表面42b構(gòu)成，第一彎曲表面4 形成有具有第三曲率半徑的弧，第二彎曲表42b形成有具有第四曲率半徑的弧。
球體M通過(guò)導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 和導(dǎo)槽32的第二彎曲表面40b抵靠球體M而被支撐。換句話說(shuō)，球部M由導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 和導(dǎo)槽22的第二彎曲表面40b支撐。連接導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 與球體M之間的接觸點(diǎn)a和導(dǎo)槽22的第二彎曲表面40b與球體M之間的接觸點(diǎn)b的線c經(jīng)過(guò)球體M的中心。經(jīng)過(guò)接觸點(diǎn)a和接觸點(diǎn)b的線c與經(jīng)過(guò)球體M的中心并且在導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14的橫向方向延伸的平面d 之間形成的角度θ小于90度。另外，導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 和導(dǎo)槽22的第二彎曲表面40b被形成，使得線c和平面d形成的角度θ是預(yù)定值的角度。
球體M通常不能牢固地支撐在導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 和導(dǎo)槽22的第二彎曲表面40b，但是，如上所述，由于永磁體^a 的磁引力，壓力在向下的方向上被作用在滑動(dòng)臺(tái)14上，因此，壓力能夠通過(guò)導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 和導(dǎo)槽22的第一彎曲表面40a在傾斜的方向上被作用于球體M上。換句話說(shuō)，壓力通過(guò)接觸點(diǎn)a和接觸點(diǎn)b的兩點(diǎn)被作用于球體M上。因而，即使采用圖4所示的簡(jiǎn)單構(gòu)造，球體M能夠被牢固地保持，并且能夠防止導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14之間發(fā)生震動(dòng)/后沖。
防止在導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14的橫向方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖與防止在導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14的豎直方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度的比率能夠?qū)?yīng)于線c和平面d之間形成的θ 而改變。如果形成的角度θ是45度，作用于橫向方向和豎直方向上的力是相同的，因此， 防止在橫向方向和豎直方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度是相同的。當(dāng)形成的角度θ小于45 度時(shí)，防止在橫向方向發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度增大，但是防止在橫向方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度減小。另外，當(dāng)形成的角度θ大于45度時(shí)，防止在縱向方向發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度增大，但是防止在橫向方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度減小。
采用現(xiàn)有技術(shù)的尖拱形構(gòu)造，球體M的尺寸、導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30等的形狀和尺寸需要以幾個(gè)微米的量級(jí)被調(diào)節(jié)和選擇，但是采用本實(shí)施例，即使不做這種高精度的調(diào)節(jié)，采用簡(jiǎn)單的構(gòu)造，防止導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14之間發(fā)生后沖和震動(dòng)的精度能夠增大。另外，因?yàn)榍蝮wM被支撐在由接觸點(diǎn)a和接觸點(diǎn)b組成的兩個(gè)點(diǎn)上，所以能夠抑制球體M的差別滑動(dòng)，另外，由于不需要上述環(huán)形構(gòu)造的四列導(dǎo)槽，所以能夠簡(jiǎn)化線性致動(dòng)器的構(gòu)造并且能夠減小其尺寸。
圖5是展示球體M被支撐在線性致動(dòng)器10的縱向方向上的范圍和由永磁體^a、 26b產(chǎn)生的磁引力的范圍44 (陰影所示的區(qū)域)。在第一實(shí)施例，球體M被導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14支撐在線性致動(dòng)器10的縱向方向上的范圍小于由永磁體^5a、26b產(chǎn)生的磁引力的范圍44。
接著，簡(jiǎn)要地說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的線性致動(dòng)器的操作。線性致動(dòng)器10用作使滑動(dòng)臺(tái)14相對(duì)于導(dǎo)軌12的相對(duì)位置移位。更具體地，電流激勵(lì)線圈16，并且通過(guò)永磁體^^、 26b產(chǎn)生的磁通量和流經(jīng)線圈16的電流，基于佛來(lái)明左手定則，線圈16在箭頭A的其中一個(gè)方向上產(chǎn)生推力(洛倫磁力)。正由于此，滑動(dòng)臺(tái)14相對(duì)于導(dǎo)軌12的位置在箭頭A的方向上被移位。另外，通過(guò)改變激勵(lì)線圈16的電流的方向，能夠改變滑動(dòng)臺(tái)14的移動(dòng)方向。 因而，通過(guò)改變激勵(lì)線圈16的電流的方向，滑動(dòng)臺(tái)14在導(dǎo)軌12上作往復(fù)移動(dòng)。
以這種方式，根據(jù)第一實(shí)施例，在線性致動(dòng)器10中，通過(guò)利用永磁體^a、26b的磁引力，經(jīng)過(guò)滑動(dòng)臺(tái)14的導(dǎo)槽30、30的上側(cè)第一彎曲表面4 和導(dǎo)軌12的導(dǎo)槽22、22的下側(cè)第二彎曲表面40b，斜對(duì)的或者傾斜的壓力能夠被作用于球體M上，因此，采用簡(jiǎn)單的構(gòu)造，能夠防止導(dǎo)軌12和滑動(dòng)臺(tái)14之間的震動(dòng)/后沖，同時(shí)能夠抑制球體M發(fā)生差別滑動(dòng)并且線性致動(dòng)器10能夠減小。與尖拱形構(gòu)造或者圓形構(gòu)造相比，不需要球體24、導(dǎo)槽22、 22和導(dǎo)槽30、30的高制造精度和裝配精度，因此，能夠減少加工和裝配線性致動(dòng)器10的步馬聚ο
而且，采用第一實(shí)施例，為了將壓力向下作用于滑動(dòng)臺(tái)4上，使用正向的永磁體 26a,26b的磁引力。但是，可以設(shè)置與永磁體^a、26b分開(kāi)的另外的永磁體，并且同樣使用正向的這種永磁體的磁引力。在這種情況下，有必要將分開(kāi)設(shè)置的永磁體設(shè)置在不會(huì)影響由于分開(kāi)設(shè)置的永磁體產(chǎn)生的磁通量所導(dǎo)致的滑動(dòng)臺(tái)14運(yùn)動(dòng)的位置上。
另外，根據(jù)第一實(shí)施例，線圈16被設(shè)置在導(dǎo)軌12上，永磁體^a、26b被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14上，但是永磁體^12 可以被設(shè)置在導(dǎo)軌12上，并且線圈16可以被設(shè)置在滑動(dòng)9臺(tái)14上。同樣在這種情況下，通過(guò)永磁體^a 的磁引力能夠在傾斜地方向上作用于球體24上。
〈第二實(shí)施例〉
圖6是根據(jù)第二實(shí)施例的線性致動(dòng)器100的立體圖，圖7從線性致動(dòng)器100的上方看時(shí)的分解立體圖，圖8是從線性致動(dòng)器100的下方看時(shí)的分解立體圖，圖9是在箭頭的方向上且沿著圖6的線IX-IX看時(shí)的截面圖，和圖10是箭頭的方向上并且沿著圖6的線X-X 看時(shí)的截面圖。
根據(jù)第二實(shí)施例的線性致動(dòng)器100包括氣缸主體102 ；滑動(dòng)臺(tái)(第一構(gòu)件)104，該滑動(dòng)臺(tái)104被設(shè)置在氣缸主體102的上部分上并且沿著縱向方向(在箭頭C的方向上)往復(fù)地線性移動(dòng)；引導(dǎo)構(gòu)件(第二構(gòu)件)106，該引導(dǎo)構(gòu)件106被插入在氣缸主體102和滑動(dòng)臺(tái) 104之間并且沿著縱向方向(在箭頭C的方向上)引導(dǎo)滑動(dòng)臺(tái)104，并且止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108，該止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108能夠調(diào)節(jié)滑動(dòng)臺(tái)104的位移量。
氣缸主體102形成有矩形橫截面，并且形成沿著縱向方向的預(yù)定長(zhǎng)度。凹部110 被形成在氣缸主體102的上表面的基本中心的位置上。凹部110具有弓形的橫截面，并且在縱向方向上延伸，弓丨導(dǎo)機(jī)構(gòu)106通過(guò)未顯示的連接螺栓被連接到氣缸主體102。
另外，在氣缸主體102的一個(gè)側(cè)表面上，用于供應(yīng)和排出壓力流體的第一和第二端口 112、114(流體入口 /出口端)被形成為垂直與氣缸主體102的縱向方向，并且與一對(duì)通孔(氣缸室)116、116b連通(見(jiàn)圖9)。另外，在氣缸主體102的另一側(cè)表面上，兩列傳感器附接槽118被形成在縱向方向上，未顯示的檢測(cè)傳感器被插入到傳感器附接槽內(nèi)。
兩個(gè)通孔116a、116b被形成為沿著氣缸主體102的縱向方向(在箭頭A的方向上)。一個(gè)通孔116a和另一通孔116b平行地排列并且分開(kāi)預(yù)定間隔。包括活塞120和連接到活塞120的活塞桿122的氣缸機(jī)構(gòu)IM被設(shè)置在各個(gè)通孔116a、116b中。
氣缸機(jī)構(gòu)124由一對(duì)活塞120和分別在通孔116a、116b的活塞桿122組成。另夕卜， 磁體126被安裝在其中一個(gè)活塞120的外周表面上，并且在氣缸主體102的傳感器附接槽 118的一側(cè)上。通過(guò)安裝在傳感器附接槽118中的檢測(cè)傳感器(未顯示)來(lái)檢測(cè)磁體1 的磁性，從而檢測(cè)活塞120在軸向方向上的移動(dòng)位置。
通孔116a、11 的一個(gè)端部被罩128阻塞并且密封，而通孔116a、11 的另一端部被桿保持器132密封，該桿保持器132經(jīng)由卡環(huán)130而被保持。
通孔116a和116b之間的相互連通通過(guò)形成在通孔116b和通孔116a之間的一對(duì)連接通道13如、134b建立。更具體地，供應(yīng)到第一端口 112和第二端口 114的壓力流體，在被導(dǎo)入其中一個(gè)通孔116b后，通過(guò)連接通道i;34a、134b被進(jìn)一步導(dǎo)入另一通孔116b內(nèi)。連接通道134a、134b被形成為垂直于通孔116a、116b延伸的方向(箭頭C的方向)。
滑動(dòng)臺(tái)104具有滑動(dòng)臺(tái)主體136、連接到滑動(dòng)臺(tái)主體136的一個(gè)端部的止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108，和連接到滑動(dòng)臺(tái)主體136的另一端部的端板(保持構(gòu)件)138。端板138被垂直地連接到滑動(dòng)臺(tái)主體136。
滑動(dòng)臺(tái)主體136由沿著縱向方向(在箭頭C的方向)延伸且具有預(yù)定厚度的基座構(gòu)件140、和從基座構(gòu)件140的兩側(cè)豎直向下(朝著氣缸主體10 突出的一對(duì)突起142a、 142b組成。在突起14h、142b的內(nèi)表面上，用于引導(dǎo)硬球體(滾動(dòng)體，以下簡(jiǎn)稱為“球體”)144的導(dǎo)槽(第一滾動(dòng)槽)146、146被形成為沿著箭頭C的方向(在滑動(dòng)臺(tái)104的滑動(dòng)方向上)。
四個(gè)工件保持孔148被形成在基座構(gòu)件140的一個(gè)端部和另一個(gè)端部之間。工件保持孔148彼此分開(kāi)預(yù)定距離。例如，當(dāng)工件(未顯示)被轉(zhuǎn)載在滑動(dòng)臺(tái)104的上表面上并且被運(yùn)送時(shí)，工件通過(guò)工件保持孔148被固定到滑動(dòng)臺(tái)104。
另外，一對(duì)螺栓孔巧4被形成在滑動(dòng)臺(tái)主體136的一個(gè)端部上，并且一對(duì)螺栓孔巧4被形成在滑動(dòng)臺(tái)主體136的另一個(gè)端部上，螺栓15 被插入穿過(guò)螺栓孔154中用于固定止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108的保持器150，并且螺栓152b被插入穿過(guò)螺栓孔156中用于固定端板 138。螺栓孔154、156都在垂直于滑動(dòng)臺(tái)主體136的延伸方向(箭頭C和D的方向)上穿透滑動(dòng)臺(tái)主體136。止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108包括螺紋接合到保持器150的止動(dòng)器螺栓158，和調(diào)節(jié)止動(dòng)器螺栓158的運(yùn)動(dòng)的前進(jìn)和縮回的鎖定螺母160。止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108被設(shè)置成面向引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106，該引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106被設(shè)置在氣缸主體102上。
端板138被兩個(gè)螺栓150b固定，該螺栓152b被插入穿過(guò)形成在滑動(dòng)臺(tái)主體136 的另一端部中的螺栓孔156。端板138被設(shè)置成面向氣缸主體102的端表面，并且被固定到活塞桿122的端部，該活塞桿122被插入穿過(guò)一對(duì)桿孔16h、162b。正由于此，包含端板 138的滑動(dòng)臺(tái)104能夠與活塞桿122 —起沿著氣缸主體102的縱向方向移動(dòng)。
導(dǎo)槽(第二滾動(dòng)槽)164、164被形成在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106在縱向方向(在箭頭B的方向上)上的兩個(gè)端部上并且沿著箭頭C的方向。球體144被支撐從而能夠通過(guò)導(dǎo)槽146、146 和導(dǎo)槽164、164而滾動(dòng)。另外，用于循環(huán)球體144的循環(huán)通道166被形成在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106 中，滾動(dòng)到導(dǎo)槽164的端部的球體144通過(guò)循環(huán)通道166被轉(zhuǎn)彎并且在180度的相反方向上滾動(dòng)。
采用線性致動(dòng)器100，連接到氣缸主體102的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106和滑動(dòng)臺(tái)104被設(shè)置成使得導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164被定位為具有基本相同的高度。多個(gè)球體144被容納在循環(huán)通道中且由導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164形成的空間(間隔)中作為線性引導(dǎo)件。在通過(guò)各個(gè)球體的滾動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的引導(dǎo)作用下，滑動(dòng)臺(tái)104能夠相對(duì)于引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106在箭頭C的方向移位，該引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106被連接到氣缸主體102。另外，如圖7所示，永磁體(磁體)172a、172b被設(shè)置在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106的上表面上。磁引力在永磁體172a、172b和滑動(dòng)臺(tái)104之間起作用，而指向下的力被施加在滑動(dòng)臺(tái)104上，根據(jù)第二實(shí)施例，氣缸主體102的一側(cè)被限定為下側(cè)，而滑動(dòng)臺(tái)104的一側(cè)被限定為上側(cè)。另夕卜，滑動(dòng)臺(tái)104和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106由磁性材料制成。弓丨導(dǎo)機(jī)構(gòu)106可以簡(jiǎn)單地包括磁性材料，更具體地，可以由包括磁性和非磁性材料的材料制成。例如，在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106中，形成導(dǎo)槽164、164的構(gòu)件可以由樹(shù)脂形成，而其他的構(gòu)件可以由磁性材料形成。另外，磁性球(第一滾動(dòng)體)和非磁性滾動(dòng)體(第二滾動(dòng)體)144可以被交替地設(shè)置成沿著箭頭C的方向。
圖11是顯示導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164的視圖，其中導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164將球體144支撐在導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164之間。由兩條弧的組合形成的導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164組成凹槽，該凹槽的曲率半徑大于每個(gè)球體144的半徑。更具體地，導(dǎo)槽146由第一彎曲表面17 和第二彎曲表面174b構(gòu)成，第一彎曲表面17 形成有具有第一曲率半徑的弧，第二彎曲表面174b 形成有具有第二曲率半徑的弧，導(dǎo)槽164由第一彎曲表面176a和第二彎曲表面176b構(gòu)成， 第一彎曲表面176a形成有具有第三曲率半徑的弧，第二彎曲表176b形成有具有第四曲率半徑的弧。
球體144通過(guò)導(dǎo)槽146的第一彎曲表面17 和導(dǎo)槽164的第二彎曲表面176b抵靠球體144而被支撐。連接導(dǎo)槽146的第一彎曲表面17 與球體144之間的接觸點(diǎn)a和導(dǎo)槽164的第二彎曲表面176b與球體144之間的接觸點(diǎn)b的線c經(jīng)過(guò)球體144的中心。經(jīng)過(guò)接觸點(diǎn)a和接觸點(diǎn)b的線c與經(jīng)過(guò)球體144的中心并且在滑動(dòng)臺(tái)104的橫向方向延伸的平面d之間形成的角度θ小于90度。導(dǎo)槽146的第一彎曲表面17 和導(dǎo)槽164的第二彎曲表面146b被形成，使得線c和平面d形成的角度θ是預(yù)定值的角度。
球體144通常不能牢固地支撐在導(dǎo)槽146的第一彎曲表面17 和導(dǎo)槽164的第二彎曲表面176b，但是，如上所述，由于永磁體17h、172b的磁引力，力被向下作用在滑動(dòng)臺(tái) 14上，因此，壓力能夠通過(guò)導(dǎo)槽146的第一彎曲表面17 和導(dǎo)槽164的第二彎曲表面176b 被斜對(duì)地或者傾斜地作用于球體144上。換句話說(shuō)，壓力通過(guò)接觸點(diǎn)a和接觸點(diǎn)b的兩點(diǎn)被作用于球體144上。因而，即使采用圖11所示的簡(jiǎn)單構(gòu)造，球體144能夠被牢固地保持， 并且能夠防止滑動(dòng)臺(tái)104和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106之間發(fā)生震動(dòng)/后沖。
防止在滑動(dòng)臺(tái)104和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106的橫向方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖和防止在滑動(dòng)臺(tái) 104和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的豎直方向上發(fā)生震動(dòng)/后沖的精度的比率能夠?qū)?yīng)于線c和平面d之間形成的θ而改變。
圖12是顯示球體144被支撐在線性致動(dòng)器10的縱向方向上的范圍和由永磁體 172a、142b產(chǎn)生的磁引力的范圍180 (陰影所示的區(qū)域)。在第二實(shí)施例，球體144被滑動(dòng)臺(tái)104和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106支撐在線性致動(dòng)器10的縱向方向上的范圍大于由永磁體17h、172b 產(chǎn)生的磁引力的范圍。
接著，簡(jiǎn)要地說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的線性致動(dòng)器100的操作。在以下的說(shuō)明中，如圖6所示，滑動(dòng)臺(tái)104的端板138抵靠氣缸主體102的端表面的狀態(tài)被認(rèn)為是初始位置。
首先，未顯示的壓力流體供應(yīng)源的壓力流體被導(dǎo)入到第一端口 112內(nèi)。在這種情況下，第二端口 114通過(guò)未顯示的切換閥而處于通向大氣的狀態(tài)。供應(yīng)到第一端口 112的壓力流體被供應(yīng)到其中一個(gè)通孔116a，同時(shí)經(jīng)過(guò)連接通道134b而被供應(yīng)到另一個(gè)通孔116b， 從而活塞120被向著桿保持器132按壓。因而，連接到活塞120的活塞桿122和滑動(dòng)臺(tái)104 在活塞120靠近桿保持器132的方向上(即，在端板138與氣缸主體102分開(kāi)的方向上) 運(yùn)動(dòng)。
另外，通過(guò)設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)104的一個(gè)端部分上的止動(dòng)螺栓158的端部抵靠引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106的端表面，滑動(dòng)臺(tái)104的位移停止并且滑動(dòng)臺(tái)104到達(dá)位移終端位置。止動(dòng)器機(jī)構(gòu) 108能夠通過(guò)放松鎖定螺母160而調(diào)節(jié)滑動(dòng)臺(tái)104的位移量，并且止動(dòng)器螺栓158能夠前進(jìn)和縮回之后，止動(dòng)器機(jī)構(gòu)108能夠調(diào)節(jié)止動(dòng)器螺栓158從保持器150的端表面突出的量，之后重新擰緊鎖定螺母。
另一方面，在滑動(dòng)臺(tái)104在相反的方向上從位移終端位置移動(dòng)的情況下，壓力流體被供應(yīng)到第二端口 114而不是供應(yīng)到第一端口 112，同時(shí)第一端口 114處于通向大氣的狀態(tài)。因而，通過(guò)將壓力流體從第二端口供應(yīng)到一對(duì)通孔116a、116b，活塞120在遠(yuǎn)離桿保持器132的方向上(在端板138靠近氣缸主體102的方向上)移動(dòng)，從而滑動(dòng)臺(tái)104通過(guò)活塞120和活塞桿122而移動(dòng)。另外，通過(guò)組成滑動(dòng)臺(tái)102的端部138抵靠氣缸主體102的端表面，恢復(fù)初始位置。
以這種方式，采用類似于第一實(shí)施例的第二實(shí)施例，，在線性致動(dòng)器100中，利用永磁體17h、172b的磁引力，通過(guò)滑動(dòng)臺(tái)104的導(dǎo)槽146、146的上側(cè)上的第一彎曲表面 174a、和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106的導(dǎo)槽164、164的下側(cè)上的第二彎曲表面176b，壓力能夠被傾對(duì)地或者在傾斜的方向上作用于球體144，因此，采用簡(jiǎn)單的構(gòu)造，能夠防止滑動(dòng)臺(tái)104和引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106之間發(fā)生震動(dòng)/后沖，同時(shí)抑制球體144的差別滑動(dòng)，并且實(shí)現(xiàn)線性致動(dòng)器100的尺寸減小。與尖拱形構(gòu)造或者環(huán)形構(gòu)造，不需要球體144、導(dǎo)槽146、146和導(dǎo)槽164、164的高制造精度和裝配精度，因此，加工和裝配線性致動(dòng)器100的步驟能夠被減少。
而且，采用第二實(shí)施例，永磁體172a、172b被設(shè)置在引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106上，但是，永磁體 172a、172b還可以被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)104上。在這種情況下，永磁體172a、172b被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)104面對(duì)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，由于通過(guò)永磁體17加、172b的磁引力指向下的力被作用于滑動(dòng)臺(tái)104，所以壓力能夠被傾斜地或者以傾斜的方式作用與球體144。
〈修改例〉
可以以下述方式修改上述每個(gè)實(shí)施例。
(第一修改例)在上述每個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30、或者導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164 通過(guò)結(jié)合分別的兩條弧而形成。但是，導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30、或者導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164也可以是由單獨(dú)的一條弧構(gòu)成。在這種情況下，與第一和第二實(shí)施例類似，由于永磁體26a ，或者永磁體17h、172b的磁引力，導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30、或者導(dǎo)槽146和導(dǎo)槽164能夠斜對(duì)地或者以傾斜的方式將壓力作用于球體對(duì)、144。另外，通過(guò)利用單獨(dú)的一條弧可以簡(jiǎn)化凹槽的結(jié)構(gòu)，從而能夠減少構(gòu)造凹槽所需的裝配步驟的數(shù)量。在這種情況下，單獨(dú)一條弧被限定為具有大于球體M、144的半徑的曲率半徑。圖13顯示了在第一實(shí)施例中的導(dǎo)槽22，22和導(dǎo)槽30，30是由單獨(dú)一條弧構(gòu)成的實(shí)例。如圖13所示，即使導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30由單獨(dú)一條弧組成，也應(yīng)該理解導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30仍然能夠斜對(duì)地或者以傾斜的方式將壓力作用于球體 24上。
(第二修改例)在上述每個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)槽22和導(dǎo)槽30、或者導(dǎo)槽146、和導(dǎo)槽164 通過(guò)結(jié)合分別的兩條弧而形成。但是，因?yàn)閷?dǎo)槽30的第二彎曲表面42b和導(dǎo)槽22的第一彎曲表面40b，或者導(dǎo)槽146的第二彎曲表面174b和導(dǎo)槽164的第一彎曲表面176，自身不將壓力作用于球體24、144上，所以第二彎曲表面42b和第一彎曲表面40a，或者第二彎曲表面174b和第一彎曲表面176a的制造精度能夠相對(duì)較低。換句話說(shuō)，第二彎曲表面42b和第一彎曲表面40a的表面，或者第二彎曲表面174b和第一彎曲表面176a的表面可以保持粗糙。因而，能夠減少構(gòu)造導(dǎo)槽所需的步驟的數(shù)量。
(第三修改例)在上述每個(gè)實(shí)施例中，雖然利用了永磁體^a、26b和永磁體172a、 172b，代替這些永磁體，但也可以使用電磁體(磁體)200。必要地，只要使用能夠產(chǎn)生具有兩級(jí)的兩級(jí)磁場(chǎng)的物質(zhì)(磁體)200，可以使用永磁體^a、^b、17加、172b，或者電磁體。另外，在本實(shí)施例中，在概念上，術(shù)語(yǔ)“磁體”可以被認(rèn)為是包括永磁體^aJ6b、17加、172b以及永磁體的任意一種。
圖14是根據(jù)第三實(shí)施例的所用的電磁體200的部分剖切立體圖。電磁體200由具有線軸形狀的內(nèi)軛鐵202、纏繞在內(nèi)軛鐵202的外圓周的線圈204、和圍繞著線圈204的外圓周的外軛鐵組成。通過(guò)使用這種電磁體200代替永磁體^aJ6b、17加、172b，作用到球體M、144的壓力的強(qiáng)度，或者換句話說(shuō)，磁引力的強(qiáng)度能夠被調(diào)節(jié)。更具體地，通過(guò)改變流經(jīng)電磁體200的線圈204的電流的大小，磁引力的強(qiáng)度改變，因而來(lái)自導(dǎo)槽30的第一彎曲表面4 和導(dǎo)槽22的第二彎曲表面40b，或者來(lái)自導(dǎo)槽146的第一彎曲表面17 和導(dǎo)槽 164的第二彎曲表面176b的壓力能夠被改變。
在第三修改例中，電磁體200包括內(nèi)軛鐵202和外軛鐵206。但是，電磁體200可以不包括內(nèi)軛鐵202和/或外軛鐵206.電磁體200可以包括永磁體，而不用內(nèi)軛鐵202。 同樣，可以使用多個(gè)電磁體200。
(第四實(shí)施例)在以上第一實(shí)施例中，雖然通過(guò)利用兩個(gè)永磁體以下術(shù)語(yǔ)“永磁體沈”被用作為集合術(shù)語(yǔ)，指的是永磁體^1和^ )產(chǎn)生磁引力，如圖15至18， 永磁體沈的數(shù)量和設(shè)置可以以各種方式改變。
圖15A至15G顯示線性致動(dòng)器10的示意圖，在線性致動(dòng)器10磁路被設(shè)置成沿著箭頭A的方向。圖15A顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中單獨(dú)一個(gè)板狀永磁體沈被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14的面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上，使得永磁體沈的S極面向滑動(dòng)臺(tái)14并且永磁體沈的N極面向?qū)к?2。在這種情況下，如圖15A所示，產(chǎn)生磁通量和磁引力。
圖15B顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中軛鐵210被設(shè)置在永磁體沈的沿著圖15A的線性致動(dòng)器10的箭頭A的方向上的相對(duì)側(cè)上。在這種情況下，類似于圖15A， 產(chǎn)生磁通量和磁引力。
圖15C顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中，兩個(gè)永磁體沈被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái) 14的面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上，從而其中一個(gè)永磁體沈的S極和另一個(gè)永磁體沈的N極位于滑動(dòng)臺(tái)14的一側(cè)上。換句話說(shuō)，圖15C顯示情況為兩個(gè)永磁體沈在豎直方向上被磁化， 從而其的極性的方向彼此相反，并且永磁體26被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上。兩個(gè)永磁體沈沿著箭頭A的方向彼此接觸。在這種情況下，如圖15C所示，產(chǎn)生磁通量和磁引力。
圖15D顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中，在豎直方向上被磁化的且其的極性方向彼此相反的四個(gè)永磁體沈沿著箭頭A的方向被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上。圖15D中，鄰近的永磁體沈被設(shè)置為彼此接觸。在這種情況下，如圖15D所示，產(chǎn)生磁通量和磁引力。
圖15E顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中，代替圖15D所示的四個(gè)永磁體 26,單獨(dú)一個(gè)板狀永磁體沈被設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14的面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上，并且板狀永磁體沈被磁化為具有多個(gè)磁極，其中各個(gè)磁極沿著箭頭A的方向彼此相對(duì)。在這種情況下，與圖 15D所示的相同，產(chǎn)生磁通量和磁弓I力。
圖15F顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中，在箭頭A的方向上被磁化的三個(gè)永磁體沈被設(shè)置在沿著箭頭A的方向上在滑動(dòng)臺(tái)14的面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上。在圖15F 中，軛鐵210被設(shè)置在每個(gè)永磁體沈的相反側(cè)上。在這種情況下，如圖15F所示，產(chǎn)生磁通量和磁引力。
圖15G顯示線性致動(dòng)器10，在該線性致動(dòng)器10中，磁性在豎直方向的永磁體沈和磁性在水平方向的永磁體沈沿著箭頭A的方向被交替地設(shè)置在滑動(dòng)臺(tái)14的面對(duì)導(dǎo)軌12 的一側(cè)上，另外，其中具有相同的磁性方向的相鄰的永磁體26的極性方向彼此相反。換句話說(shuō)，所顯示的線性致動(dòng)器10中，永磁體沈被設(shè)置成以Halbach陣列排列在滑動(dòng)臺(tái)14面對(duì)導(dǎo)軌12的一側(cè)上。在這種情況下，如圖15G所示，產(chǎn)生磁通量和磁引力。
圖16A至16G是線性致動(dòng)器10的示意圖，在該線性致動(dòng)器10中，磁道被設(shè)置成沿著箭頭B的方向。除了永磁體沈的設(shè)置方向是沿著箭頭B的方向，而不是沿著箭頭A的方向之外，圖16A至16G所示的永磁體的配置與圖15A至15G所示的基本相同，因此這里省略對(duì)其的進(jìn)一步說(shuō)明。
圖17A至17G是線性致動(dòng)器10的示意圖，在該線性致動(dòng)器10中，磁道被設(shè)置成沿著箭頭A的方向。除了永磁體沈的設(shè)置位置不是在滑動(dòng)臺(tái)14上而是在導(dǎo)軌12的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)14的一側(cè)上之外，圖17A至17G的永磁體沈的配置與圖15A至15G所示的基本相同， 因此這里省略對(duì)其的進(jìn)一步說(shuō)明。
圖18A至18G是線性致動(dòng)器10的示意圖，在該線性致動(dòng)器10中，磁道被設(shè)置成沿著箭頭B的方向。除了永磁體沈的設(shè)置位置不是在滑動(dòng)臺(tái)14上而是在導(dǎo)軌12的面對(duì)滑動(dòng)臺(tái)14的一側(cè)上之外，圖18A至18G的永磁體沈的配置與圖16A至16G所示的基本相同， 因此這里省略對(duì)其的進(jìn)一步說(shuō)明。
(第五修改例)在上述第二實(shí)施例中，雖然利用兩個(gè)永磁體17 和172b(以下術(shù)語(yǔ)“永磁體172”被用作集合術(shù)語(yǔ)，指的是永磁體17 和永磁體172b)產(chǎn)生磁引力，但是類似于上述第四修改例，可以改變永磁體的數(shù)量和設(shè)置等。在根據(jù)第五實(shí)施例的線性致動(dòng)器 100中，圖15至18的線性致動(dòng)器10的豎直方向上的設(shè)置被顛倒(換句話說(shuō)，導(dǎo)軌12在上側(cè)，而滑動(dòng)臺(tái)14在下側(cè))，另外，導(dǎo)軌12成為滑動(dòng)臺(tái)104，圖15至18的滑動(dòng)臺(tái)14成為引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106。
(第六修改例)在上述每個(gè)實(shí)施例中，第一構(gòu)件(導(dǎo)軌12，滑動(dòng)臺(tái)104)和第二構(gòu)件(滑動(dòng)臺(tái)14，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)106)兩者都由磁性材料制成。但是，在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之中， 至少?zèng)]有設(shè)置有永磁體26、172的一個(gè)構(gòu)件可以由磁性材料制成。更具體地，當(dāng)永磁體沈、 172被設(shè)置在第一構(gòu)件上時(shí)，至少第二構(gòu)件可以由磁性材料制成，在永磁體沈、172被設(shè)置在第二構(gòu)件上時(shí)，至少第一構(gòu)件可以由磁性材料制成。
(第七修改例)任意地結(jié)合上述第一至第六實(shí)施例的特征。
雖然以上具體說(shuō)明了本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實(shí)施例的公開(kāi)范圍。對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行跟著那個(gè)改變和改進(jìn)，對(duì)于所述領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。應(yīng)該理解，這些改變和改變都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，并且不背離附加權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種線性致動(dòng)器(10、100)，所述線性致動(dòng)器(10、100)用于移位第一構(gòu)件(12、104) 和第二構(gòu)件(14、106)之間的相對(duì)位置，所述第二構(gòu)件(14、106)與所述第一構(gòu)件(12、104) 相對(duì)設(shè)置，其特征在于，其中，突起(20a、20b、14^i、142b)被形成在所述第一構(gòu)件(12、104)的相反端側(cè)上，所述突起 (20a,20bU42aU42b)沿著移位的方向延伸并且朝向所述第二構(gòu)件(14、106)突出；第二構(gòu)件(14、106)設(shè)置在所述第一構(gòu)件(12、104)的相反端側(cè)上的所述突起(20a、 20bU42aU42b)之間，使所述第一構(gòu)件(12、104)和所述第二構(gòu)件(14、106)之間的相對(duì)位置能夠移位的滾動(dòng)體04、144)被插放到所述突起(20a、20b、14^i、142b)之間；用于可滾動(dòng)地支撐所述滾動(dòng)體04、144)的第一滾動(dòng)槽(22、46)和第二滾動(dòng)槽(30、 164)被設(shè)置在所述第一構(gòu)件(12、104)和所述第二構(gòu)件(14、106)的相反端側(cè)上的所述突起 (20a、20b、142a、142b)上；并且所述第一滾動(dòng)槽02、146)和所述第二滾動(dòng)槽(30、164)將壓力施加于所述滾動(dòng)體04、 144)上，該壓力由產(chǎn)生具有兩個(gè)極性的雙極磁場(chǎng)的磁體O6J6aJ6b、17^i、172b、200)的磁引力產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，所述磁體Q6J6a、 26b、172a、172b、200)是永磁體(26、26a、26b、172a、172b)或者電磁體(200)。
3.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，所述滾動(dòng)體04、144) 的直徑小于所述第一滾動(dòng)槽02、146)與所述第二滾動(dòng)槽(30、164)之間形成的空間。
4.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，所述第一滾動(dòng)槽02、 146)和所述第二滾動(dòng)槽(30、164)中的至少一個(gè)的槽的形狀是具有單一曲率半徑的弓形形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，所述第一滾動(dòng)槽02、 146)和所述第二滾動(dòng)槽(30、164)的至少一個(gè)的槽的形狀由多個(gè)弧組成，該多個(gè)弧中的每個(gè)弧具有自身的曲率半徑。
6.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，所述第一構(gòu)件(12、 104)和所述第二構(gòu)件(14、106)是磁性體。
7.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，線圈(16)被設(shè)置在所述第一構(gòu)件(12、104)和所述第二構(gòu)件(14、106)的任意一個(gè)上；所述磁體O6J6aJ6b、200)被設(shè)置在所述第一構(gòu)件(1 和所述第二構(gòu)件(14)中沒(méi)有設(shè)置所述線圈的另一個(gè)構(gòu)件的一側(cè)上；并且通過(guò)在所述線圈(16)中流動(dòng)的電流產(chǎn)生推力，從而使所述第一構(gòu)件(1 與所述第二構(gòu)件(14)之間的相對(duì)位置移位。
8.如權(quán)利要求1所述的線性致動(dòng)器(10、100)，其特征在于，其中，氣缸主體(102)被附接到所述第一構(gòu)件(104)和所述第二構(gòu)件(106)的其中一個(gè)上，并且所述磁體(172、172a、 172b,200)被設(shè)置在所述第一構(gòu)件(104)和所述第二構(gòu)件(106)的其中一個(gè)上。
全文摘要
線性致動(dòng)器(10)用于使導(dǎo)軌(12)和與導(dǎo)軌(12)相對(duì)設(shè)置的滑動(dòng)臺(tái)(14)之間的相對(duì)位置移位。突起(20a、20b)被形成在導(dǎo)軌(12)的相反端側(cè)上，突起(20a、20b)沿著移動(dòng)的方向延伸并且向著滑動(dòng)臺(tái)(14)突出。滑動(dòng)臺(tái)(14)被設(shè)置在導(dǎo)軌(12)的相反端側(cè)的突起(20a、20b)之間，硬球體(24)被插放到所述突起之間。用于可滾動(dòng)地支撐所述球體(24)的導(dǎo)槽(22、22)和導(dǎo)槽(30、30)被設(shè)置在導(dǎo)軌(12)的相反端側(cè)上和滑動(dòng)臺(tái)(14)上。導(dǎo)槽(22、22)和導(dǎo)槽(30、30)將由永磁體(26a、26b)的磁引力引起的壓力作用于所述球體(24)上。
文檔編號(hào)H02K33/18GK102545531SQ201110361949
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者佐藤俊夫, 保坂達(dá)也, 矢島久志 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社