專利名稱：電磁懸架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用線性電動機的電磁懸架。
背景技術：
公知，例如日本專利第4538771號公報所記載的電磁懸架是公開的。其中公開了，在該電磁懸架中，通過減小線性電動機的永磁鐵與外筒部件之間的空隙(間隙)來謀求提高振動抑制性能的長部件與外筒部件的滑動支承結構。另外，在日本特開2005 - 20903號公報中公開了，通過采用上部開口而形成為管狀的非導電材料的繞組配線部件來謀求提高配線的作業(yè)性的動磁鐵型線性電動機用的繞組配線部件。·
而且,在日本特開2007 — 321863號公報中公開了，將用于向電動致動器通電的導線插入活塞桿來進行配線的衰減力調(diào)節(jié)式緩沖器。另外，還在研究在電磁懸架中，采用將磁鐵(永磁鐵)配置于電樞的外周的圓筒形線性電動機。在該情況下，要求確保相對于電樞的配線的可靠性及處理性，但是，在上述三個專利公開公報中，都記載了在磁鐵(永磁鐵)的外周配置電樞的圓筒形線性電動機，并沒有記載將磁鐵(永磁鐵)配置于電樞的外周的圓筒形線性電動機的配線。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的在于提供一種提高圓筒形線性電動機的配線的可靠性的電磁懸架。為了解決上述問題，本發(fā)明的電磁懸架裝置的特征在于，構成為具有在內(nèi)周側(cè)具備磁鐵的有底筒狀的外筒；能夠移動地插入所述外筒，一端側(cè)從所述外筒延伸出來，在另一端側(cè)的外周側(cè)具備電樞的中空的第一活塞桿；一端側(cè)能夠滑動地與所述第一活塞桿的內(nèi)周側(cè)嵌合，另一端側(cè)固定于所述外筒的底部的第二活塞桿，在所述第一活塞桿的一端側(cè)的內(nèi)周，在其與所述第二活塞桿的外周之間形成有間隙部，在該間隙部配置有一端側(cè)與所述電樞連接而另一端側(cè)向外部延伸的配線。


圖I是表示用于第一實施方式的電磁懸架裝置的圓筒形線性電動機的整體結構的軸向剖面圖。圖2是用于圖I所示的線性電動機的第一活塞桿的軸向剖面圖。圖3是用于第二實施方式的電磁懸架裝置的圓筒形線性電動機的整體結構的軸向剖面圖。圖4是用于圖3所示的線性電動機的第一活塞桿的軸向剖面圖。圖5是用于圖3所示的線性電動機的配線部件的立體圖。
具體實施例方式基于附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。參照圖I及圖2對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。需要說明的是，以下說明中的上方(上側(cè))及下方(下側(cè))是圖I中正面豎直觀察(正立視)附圖標記為正向情況下的上方(上側(cè))及下方(下側(cè))。圖I是表示用于第一實施方式的電磁懸架裝置I的圓筒形線性電動機的整體結構的軸向剖面圖。如該圖所示，線性電動機由定子2和轉(zhuǎn)子3構成，該定子2安裝于車輛的彈簧上部件，該轉(zhuǎn)子3安裝于車輛的彈簧下部件。定子2包括圓筒形的第一活塞桿4、構成于該第一活塞桿4的下側(cè)(另一端側(cè))的電樞5。電樞5具有多個繞組6 (定子繞線);由磁性體構成并配置于各繞組6之間的 磁芯7(定子鐵芯)。此外，第一實施方式的線性電動機具備六個繞組6，但是，繞組6的數(shù)量能夠是例如，三個、九個或十二個。另外，繞組6之間的接線能夠適當?shù)夭捎美纾切芜B接線等公知技術。同樣地，能夠通過設置繞組6保護用的凸部或用于降低包含齒槽轉(zhuǎn)矩￥ >夂)在內(nèi)的用于降低推力的脈動的曲線部來構成磁芯7。如圖2所示，第一活塞桿4具有形成上側(cè)(一端側(cè))的大徑部8、形成下側(cè)(另一端偵D的小徑部9。在大徑部8與小徑部9之間的邊界形成有臺階部10。在第一活塞桿4設置有傾斜地貫穿臺階部10 (例如，相對于軸線45° )的配線用孔11。如后所述，配線用孔11用于使電樞5的配線12 (以下，簡稱為配線12)從第一活塞桿4的小徑部9的外周側(cè)通向大徑部8的內(nèi)周側(cè)，在確保第一活塞桿4所要求的剛性的前提下，設置一個或多個配線用孔11。第一活塞桿4具有安裝軸13，其為了將定子2安裝于車輛的車體側(cè)而豎直設立于大徑部8的端面；配線用通路14，其使該安裝軸13貫穿軸線方向(圖I及圖2的上下方向)而連通外部與第一活塞桿4的內(nèi)部空間15。在該配線用通路14中配置有從配線用孔11通向大徑部8的內(nèi)周側(cè)的配線12。另外，如圖2所示，在第一活塞桿4的下端部內(nèi)周側(cè)形成有與第一軸承16(參照圖I)嵌合安裝的軸承嵌合部17。此外，在大徑部8的外徑及內(nèi)徑為dl及d2，小徑部9的外徑及內(nèi)徑為d3及d4的情況下，第一實施方式的線性電動機的第一活塞桿4被設定為dl > d2 > d3 > d4，但是，并不限定于此，也可以是例如，dl = d3。轉(zhuǎn)子3包括由磁性體構成的有底圓筒形的外筒18 ;在該外筒18的內(nèi)周側(cè)沿軸向極性交替地以比所述繞組6的間隔稍大或稍小的間隔并列地安裝的多個永磁鐵19 ;封閉外筒18的上端部開口的環(huán)形的軸承安裝部20。外筒18在底部21的外側(cè)設置有托架22，該托架22安裝在車輛的車輪側(cè)。另外，外筒18具有第二活塞桿23。第二活塞桿23同軸地配置在外筒18的內(nèi)周側(cè)，其下端部固定在底部21的內(nèi)側(cè)。安裝于第一活塞桿4的下端部的第一軸承16能夠滑動地與插入第一活塞桿4的內(nèi)部空間15的第二活塞桿23的外周面接觸，并且嵌合安裝于軸承安裝部20的內(nèi)周側(cè)的第二軸承24能夠滑動地與第一活塞桿4的上側(cè)(一端側(cè))，即，大徑部8的外周面接觸。利用該結構，線性電動機能夠使定子2與轉(zhuǎn)子3沿軸線方向及繞軸線的旋轉(zhuǎn)方向相對移動。此外，在軸承安裝部20的內(nèi)周側(cè)的上端周緣部與第二軸承24的上端面之間設置有環(huán)形的密封部件25。利用該密封部件25，阻止水或異物從外部侵入第一活塞桿4與第二軸承24之間的滑動面。另外，第二活塞桿23與外筒18的底部21之間的固定能夠適當?shù)剡x擇使用螺釘或螺母的接合、鉚接等。各永磁鐵19形成為環(huán)形。各永磁鐵19配置在形成于外筒18的側(cè)壁的軛部件26的內(nèi)周側(cè)，以使圓周方向的磁極相同，且沿軸線方向(圖I的上下方向)鄰接的磁極不同。此夕卜，考慮到將永磁鐵19安裝于軛部件26的安裝作業(yè)性、成本等，永磁鐵19能夠選擇環(huán)形、扇形(C形)。另外，永磁鐵19的磁化方向能夠根據(jù)需要適當?shù)剡x擇徑向或軸線方向。而且，考慮到與電樞5的繞組6的組裝，向外部的磁泄漏等，能夠確定永磁鐵19的厚度、寬度等外部尺寸。從永磁鐵19射出的磁通(磁力線)在電樞5偵彳(內(nèi)周側(cè))形成永磁鐵19 (N極)一磁芯7 —永磁鐵19 (S極)的磁路(磁力線的路徑)。另一方面，在與電樞5側(cè)相反的一側(cè)(夕卜周側(cè))形成永磁鐵19 (N極)一軛部件26 —永磁鐵19 (S極)的磁路。另外，從配置于軛部件26的最上方位置的永磁鐵19射出的磁通形成永磁鐵19 (N極)一軛部件26 —軸承安裝部20 —第二軸承24 —第一活塞桿4 —磁芯7 —永磁鐵19 (S極)的磁路。線性電動機使軸承安裝部20和第二軸承24中的一方或雙方由非磁性體構成。由此，能夠阻斷從配置于軛部件26的最上方位置的永磁鐵19射出的磁通所形成的磁路，即使在第一活塞桿4的滑 動面(外周面)附著鐵粉的情況下，也能夠利用密封部件25的刮除作用容易地除去該鐵粉。接著，對第一實施方式的配線12的處理進行說明。如圖I所示，配線12從電樞5的上端部內(nèi)周側(cè)延伸出來。在將電樞5安裝于第一活塞桿4的外周側(cè)的狀態(tài)下，即，在使電樞5的上端部端面5a與第一活塞桿4的臺階部10抵接的狀態(tài)下，第一活塞桿4的配線用孔11面向電樞5的上端部內(nèi)周側(cè)地開設。由此，從電樞5引出的配線12直接向斜上方通過第一活塞桿4的配線用孔11，被導向第一活塞桿4的內(nèi)部空間15。在此，當?shù)诙钊麠U23的外徑為d5 (d4 > d5)時，導入第一活塞桿4的內(nèi)部空間15的配線12配置在第一活塞桿4的中空部15與第二活塞桿23之間的空間(換句話說，形成于大徑部8的內(nèi)徑d2與第二活塞桿23的外徑d5之間的半徑方向(圖I的左右方向)的間隔為d2 - d5的間隙部27)。該配線12通過間隙部27在內(nèi)部空間15的上部被適當?shù)靥幚砗?在圖I中，呈曲柄狀地彎曲)，經(jīng)由配線用通路14從安裝軸13的端面的開口通向定子2的外部。在電樞5的上端部端面5a設置有環(huán)形的第一限制部28、設置于該第一限制部28的上端面的第二限制部29。第一限制部28例如，利用設置于小徑部9的外周側(cè)的螺釘與第一活塞桿4聯(lián)結。第二限制部29由具有彈性的尼龍、氨基甲酸乙酯、橡膠等構成。由此，在電磁懸架裝置I伸長時，第二限制部29與軸承安裝部20抵接，其沖擊(朝向軸承安裝部20的輸入)經(jīng)由第一限制部28向第一活塞桿4傳遞。其結果是，阻止沖擊作用于電樞5及配線12，從而能夠保護電樞5及配線12。另外，在第一活塞桿4的上側(cè)(一端側(cè))的內(nèi)周側(cè)，即，大徑部8的內(nèi)周側(cè)(內(nèi)徑為d2的部分)設置有由絕緣體構成的圓筒形的保護部件30。從電樞5引出并通過配線用孔11的配線12配置在保護部件30與大徑部8的內(nèi)周面之間。由此，在電磁懸架裝置I壓縮時，即使配線12彎曲的情況下，也能夠避免配線12與第二活塞桿23接觸，從而保護配線12。在第一實施方式中，因為將從電樞5引出的配線12配置在第一活塞桿4的內(nèi)周側(cè)與第二活塞桿23的外周側(cè)之間的間隙部27，所以配線12不會向外部露出，能夠保護配線12不暴露在外部環(huán)境中。由此，確保電磁懸架裝置I的電氣系統(tǒng)的可靠性。另外，因為從電樞5引出的配線12通過配線用通路14從第一活塞桿4的前端部(安裝軸13的端面)露出，所以使將線性電動機安裝于車輛時的配線12的處理變得容易，能夠提高作業(yè)性。另外，在電磁懸架裝置I伸長時，第二限制部29碰到軸承安裝部20，其沖擊經(jīng)由第一限制部28向第一活塞桿4傳遞。由此，能夠阻止沖擊作用于電樞5及配線12，從而保護電樞5及配線12。另一方面，在電磁懸架裝置I壓縮時，即使在配線12彎曲的情況下，因為也避免配線12與第二活塞桿23之間的接觸，所以能夠保護配線12，而且，由于利用保護部件30保護配線12，所以在結構上避免配線12與第二活塞桿23之間的接觸，從而能夠提高電磁懸架裝置I的電氣系統(tǒng)的可靠性。另外，因為在定子2的外周側(cè)配置繞組6并且在轉(zhuǎn)子3的內(nèi)周側(cè)配置永磁鐵19，所以與在定子2的內(nèi)周側(cè)配置繞組6并且在轉(zhuǎn)子3的外周側(cè)配置永磁鐵19的公知的線性電動機相比，使作為推力產(chǎn)生面的定子2與轉(zhuǎn)子3之間的空隙向線性電動機的半徑方向外 側(cè)移動，增大電樞5與永磁鐵19的相對面積。由此，提高線性電動機的推力，從而能夠提高電磁懸架裝置I的減振性能及車輛的乘坐舒適度。另外，在與產(chǎn)生相同能力(產(chǎn)生的推力相同)的線性電動機相比的情況下，能夠使線性電動機小型化。另外，因為第一活塞桿4的下側(cè)(另一端側(cè))的內(nèi)徑d4，即，小徑部9的內(nèi)徑d4形成得比第一活塞桿4的上側(cè)(一端側(cè))的內(nèi)徑d2，即，大徑部8的內(nèi)徑d2小(d2 > d4)，所以與所述公知的線性電動機相比，縮小繞組6的中心半徑，從而能夠增強電樞5的強度。由此，能夠增加繞組6的匝數(shù)，并且能夠提高線性電動機的性能。另外，在繞組6的匝數(shù)相同的情況下，因為能夠縮短繞組6的繞線長度，所以能夠增大發(fā)電常數(shù)(Ke)，并且減小電阻(R)，從而能夠得到高的衰減系數(shù)(Ke2 / R)。如上所述，根據(jù)第一實施方式的電磁懸架裝置1，由于采用在定子2的外周側(cè)配置繞組6，并且在轉(zhuǎn)子3的內(nèi)周側(cè)配置永磁鐵19的線性電動機，所以能夠提高電磁懸架裝置I的減振性能及車輛的乘坐舒適度。另外，由于在第一活塞桿4與第二活塞桿23之間的間隙部27配置配線12，所以能夠確保電磁懸架裝置I的電氣系統(tǒng)的可靠性。接著，參照圖3及圖5對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。第二實施方式的電磁懸架裝置31相對于所述第一實施方式的電磁懸架裝置1，在采用在定子2的外周側(cè)配置繞組6并且在轉(zhuǎn)子3的內(nèi)周側(cè)配置永磁鐵19的線性電動機這一方面，基本結構相同。因此，在以下說明中，與第一實施方式相同或相當?shù)慕Y構用相同的名稱及附圖標記表示，以使說明書的記載簡潔為目的省略重復的說明。如圖3所示，定子2具有圓筒形的第一活塞桿32。能夠參照圖2和圖4進行理解，相對于第一實施方式的線性電動機的第一活塞桿4 (以下，簡稱為第一活塞桿4)具有臺階部10而言，第一活塞桿32在不具備臺階部10這一方面與第一活塞桿4不同。即，第一活塞桿32不具有小徑部9，外徑形成為dl并且內(nèi)徑形成為d2。另外，第一活塞桿32在面對從安裝于下側(cè)(另一端側(cè))的電樞5引出的配線12的位置設置有至少一個沿半徑方向(圖)貫穿第一活塞桿32的配線用孔11。此外，在第二實施方式中，與電樞5的U相、V相、W相對應地環(huán)狀地配置三個配線用孔11。另外，在圖3所示的線性電動機中，在相當于第一活塞桿4的間隙部27的部分，即，第一活塞桿32的內(nèi)部空間15的上側(cè)(一端側(cè))，換句話說，比第一活塞桿32的內(nèi)周側(cè)的各配線用孔11更靠上側(cè)的部分安裝有圓筒形的配線部件33。如圖5所示，在配線部件33中沿周向交替地配置有沿軸線方向(圖3及圖5的上下方向)延伸的軸向?qū)щ姴?4和軸向絕緣部35。此外，在圖5所示的配線部件33中，與電樞5的U相、V相、W相對應地配置有由母線構成的三個軸向?qū)щ姴?4。另外，配線部件33的外周側(cè)由外周絕緣部36構成。另外，如圖5所示，在配線部件33的下端部設置有與各軸向?qū)щ姴?4對應的三個連接孔37。此外，在第二實施方式中，各連接孔37貫穿外周絕緣部36和軸向?qū)щ姴?4，但是，也可以例如，僅圓形地去除外周絕緣部36而露出軸向?qū)щ姴?4。另外，各連接孔37能夠根據(jù)需要，使孔徑為外周絕緣部36側(cè)的孔與軸向?qū)щ姴?4側(cè)的孔不同。另外，連接孔37的數(shù)量能夠為軸向?qū)щ姴?4的數(shù)量以上。而且，設置于第一活塞桿32的配線用孔11的數(shù)量能夠為連接孔37的數(shù)量以上。第一活塞桿32與配線部件33之間的固定能夠適當?shù)剡x擇壓入、粘接、螺釘聯(lián)結等。另外，電樞5的各配線12與配線部件33的各連接孔37 (軸向?qū)щ姴?4)通過由導電 體構成的各連接部件38連接。連接部件38能夠是例如，螺釘、彈簧等。而且，與電樞5的各配線12與配線部件33的各連接孔37之間的連接相同地，一端組裝于車體側(cè)的各配線12的另一端與配線部件33的上端部(各軸向?qū)щ姴?4)通過各接線部39連接。在第二實施方式的電磁懸架裝置31中，能夠獲得與所述第一實施方式的電磁懸架裝置I相同的作用效果。另外，在第二實施方式中，由于利用配線部件33連接從電樞5引出的各配線12與向第一活塞桿32的外部引出的各配線12，所以能夠縮小用于配線12的空間，并且能夠容易地進行配線12的處理，能夠有效地進行組裝作業(yè)。而且，因為利用母線構成配線部件33的各軸向?qū)щ姴?4，所以與導線等相比，能夠減少配線電阻。由此，能夠防止不需要的發(fā)熱，從而降低能量損失。根據(jù)上述實施例，能夠提供一種提高圓筒形線性電動機的配線的可靠性的電磁懸架。雖然以上詳細說明了本發(fā)明的實施方式，但對于本領域技術人員來說，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)ι鲜鰧嵤┓绞竭M行各種改進。與此相應地，這些改進都應該包含在本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求日本專利申請?zhí)枮?011-165613、申請日為2011年7月28日的優(yōu)先權。本發(fā)明在此援引上述日本專利申請?zhí)枮?011-165613、申請日為2011年7月28日的在先申請的說明書、權利要求書及附圖的全部內(nèi)容。
權利要求
1.一種電磁懸架裝置，其特征在于，具備 在內(nèi)周側(cè)具備磁鐵(19)的有底筒狀的外筒(18)； 能夠移動地插入所述外筒，一端側(cè)從所述外筒延伸出來，在另一端側(cè)的外周側(cè)具備電樞(5)的中空的第一活塞桿(4)； 一端側(cè)能夠滑動與所述第一活塞桿的內(nèi)周側(cè)嵌合，另一端側(cè)固定于所述外筒的底部的第二活塞桿(23)； 在所述第一活塞桿(4)的一端側(cè)的內(nèi)周，在其與所述第二活塞桿(23)的外周之間形成有間隙部(d2 - d5)，在該間隙部配置有一端側(cè)與所述電樞(5)連接而另一端側(cè)向外部延伸的配線(12)。
2.如權利要求I所述的電磁懸架裝置，其特征在于， 所述配線(12)包含母線。
3.如權利要求I或2所述的電磁懸架裝置，其特征在于， 與所述第一活塞桿(4 )的內(nèi)周側(cè)的另一端側(cè)的內(nèi)徑(d4 )相比，一端側(cè)的內(nèi)徑(d2 )形成得較大。
4.如權利要求I所述的電磁懸架裝置，其特征在于， 在所述第一活塞桿的內(nèi)周側(cè)配置有保護部件(30)，配線(12)配置在所述第一活塞桿(4)的內(nèi)周面與所述保護部件(30)之間，保護所述配線(12)不與所述第二活塞桿(23)接觸。
5.如權利要求I所述的電磁懸架裝置，其特征在于， 第一活塞桿(4)具有形成一端側(cè)的大徑部(8);形成另一端側(cè)的小徑部(9)； 在大徑部(8)與小徑部(9)之間的邊界形成有臺階部(10)，在第一活塞桿(4)設置有傾斜地貫穿臺階部(10)的配線用孔(11)， 電樞(5)的配線(12)通過配線用孔(11)，從第一活塞桿(4)的小徑部(9)的外周側(cè)向大徑部(8)的內(nèi)周側(cè)延伸。
6.如權利要求I所述的電磁懸架裝置，其特征在于， 在第一活塞桿(32)的內(nèi)部空間(15)的一端側(cè)安裝有圓筒形的配線部件(33)， 利用所述配線部件(33 )連接從電樞(5 )引出的配線(12 )與向第一活塞桿(32 )的外部引出的配線(12)。
7.如權利要求6所述的電磁懸架裝置，其特征在于， 在配線部件(33 )沿周向交替地配置有沿軸線方向延伸的軸向?qū)щ姴?34)與軸向絕緣部(35)， 配線部件(33)的外周側(cè)具備外周絕緣部(36)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電磁懸架裝置，其采用在定子(2)的外周側(cè)配置繞組(6)并且在轉(zhuǎn)子(3)的內(nèi)周側(cè)配置永磁鐵(19)的線性電動機，在第一活塞桿(4)與第二活塞桿(23)之間的間隙部(27)配置配線(12)。由此，避免配線(12)與第二活塞桿(23)的接觸，保護配線(12)。其結果是，能夠確保電磁懸架裝置的電氣系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號F16F15/03GK102900805SQ201210266690
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者李友行, 內(nèi)海典之, 吉倉博史 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社