旋轉-直線運動轉換裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及旋轉-直線運動轉換裝置，其可實現低成本、高精度、小型化同時更大的容許推力，以及大范圍的增減速比。該旋轉-直線運動轉換裝置包括：具備徑方向磁化的磁體列（12）的圓筒狀的磁體轉子（10）、具備多個凹凸部的直線狀軌道（40）、在磁體轉子（10）和軌道（40）之間使磁體轉子（10）的磁體列的磁通通過的齒列（20）、以及用于使磁體轉子（10）的磁體列（12）的磁通被整列向軌道（40）的凹凸部且以軌道（40）的延伸方向磁化的磁體列（52），其中以軌道（40）的延伸方向磁化的磁體列（52）使相鄰的磁體（54a、54a、54b、54b）的同極性面在延伸方向上面對面地形成。
【專利說明】旋轉-直線運動轉換裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及使用磁力的旋轉-直線運動轉換裝置。

【背景技術】
[0002] 目前，作為普通使用的旋轉-直線運動轉換裝置，使用應用了所謂的滾珠絲杠機 構的裝置。使用滾珠絲杠機構的旋轉-直線運動轉換裝置由于產生滾珠與絲杠槽之間的摩 擦，因此，易于產生噪音或振動，而難以長壽命化。另外，使用滾珠絲杠機構的旋轉-直線運 動轉換裝置為了抑制經年變化引起的噪音或振動的增加，且為了使滾珠的磨損最小限度， 需要注入潤滑脂等定期的維護。使用滾珠絲杠機構的旋轉-直線運動轉換裝置必須考慮潤 滑脂的飛散或維護性，因此，其設置部位被限制，也失去設計的自由度。
[0003] 近年來，可克服上述與使用滾珠絲杠機構的旋轉-直線運動轉換裝置注定具有的 各種缺點的、與使用例如磁力的非接觸旋轉-直線運動轉換裝置相關的技術逐漸備受關 注。
[0004] 下述的專利文獻1公開有具備非接觸的磁齒條和小齒輪機構且可將旋轉運動轉 換成直線運動的磁式動力傳遞裝置。專利文獻1的磁齒條和小齒輪機構具有：軸狀部件，其 在外周面上具備以所定間距構成螺旋狀的永久磁體；一對支承板，其以與該軸狀部件的永 久磁體對向的方式在內表面上具備以同間距并設的永久磁體。磁齒條和小齒輪機構通過在 對向的軸狀部件的永久磁體和支承板的永久磁體之間產生的磁吸引力使軸狀部件的旋轉 運動轉換成支承板的直線運動。磁吸引力根據對向的永久磁體數不同而不同，對向的永久 磁體數越多，磁吸引力越大。如果磁吸引力增大，則磁齒條和小齒輪的容許推力也變大。
[0005] 另外，下述的專利文獻2公開有具備非接觸的磁性減速機構且可將旋轉運動轉換 成直線運動的執行器。專利文獻2的磁性減速機構具有：基體，其由在平面上以所定間隔交 替配置凹凸部的磁性材料構成；驅動頭部，其在與該基體的平面對向的基體對向面和內部 空間之間形成磁性回路；永久磁體，其可旋轉地插入驅動頭部的內部空間內。該磁性減速機 構利用永久磁體形成通過驅動頭部、基體的閉磁場。利用通過驅動頭部的磁性回路部分與 基體凸部對向的部分的磁通，沿磁性回路的路徑、基體平面而形成閉磁場。該磁性減速機構 通過使磁體旋轉而產生的旋轉磁場（即閉磁場）得到水平方向的推力（即磁場的恢復力），而 使磁體的旋轉運動在基體上轉換成直線運動(專利文獻1中，由于基體是固定的，因此，實 際中進行直線運動的是可移動的驅動頭部)。
[0006] 旋轉磁場的推力根據磁場強度(磁通密度、每單位面積的磁力線數）不同而不同。 磁場強度越大，旋轉磁場的推力越大。如果旋轉磁場的推力增大，則在旋轉磁體的驅動軸和 基體之間可傳遞的容許推力變大。因此，為了生成較大的容許推力，需要增多形成移動磁場 的磁力線的每單位面積數。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :(日本）特開2008 - 215429號公報
[0010] 專利文獻2 :(日本）特開2007 - 215264號公報(第11頁，第10圖）
[0011] 上述專利文獻1中記載的磁式動力傳遞裝置由于在軸狀部件及支承板雙方配設 永久磁體，因此，在進行直線運動的支承板的移動距離(沖程）較長的情況下，需要配設多個 永久磁體或擴展永久磁體間的間距。若配設多個永久磁體，則軸也易于彎曲，且定位精度變 差。由于當前要求低成本、高精度的磁式動力傳遞裝置，因此，在沖程較長的情況下，不能采 用專利文獻1中記載的發明。
[0012] 另外，若擴展永久磁體間的間距，則與支承板的永久磁體對向的軸狀部件的永久 磁體數變少，磁齒條和小齒輪機構中的容許推力降低。在要得到更大的容許推力的情況下， 也不能采用專利文獻1中記載的發明。
[0013] 另外，在專利文獻2所記載的磁性減速機構中，由通過驅動頭部的磁性回路部分 與基體的凸部對向的部分的磁力線數決定閉磁場的磁場強度。在驅動頭部的磁性回路部分 中，也存在通過不與基體凸部對向的部分的磁力線，但該磁力線幾乎無助于上述閉磁場的 磁場強度。
[0014] 因此，專利文獻2所記載的磁性減速機構中，為了進一步增大容許推力，必須增大 驅動頭部的磁性回路部分和基體凸部的對向面積，因此，磁性減速機構必然大型化。由于當 前要求磁性減速機構的小型化，因此，不能采用專利文獻2所記載的發明。
[0015] 另外，若要在小型的狀態下增大驅動頭部的磁性回路部分和基體凸部的對向面 積，則基體凸部的間距必然變大。若間距變大，則在相同距離內可配置的基體的凸部數變 少，因此，不能增大磁性減速機構的增減速比。因此，在要實現更大的增減速比的情況下，也 不能采用專利文獻2所記載的發明。


【發明內容】

[0016] 本發明是鑒于上述情況而研發的，其目的在于，提供一種可實現低成本、高精度、 小型且更大的容許推力以及大范圍的增減速比的旋轉-直線運動轉換裝置。
[0017] 用于實現所述目的的本發明的旋轉-直線運動轉換裝置具備圓筒狀的磁體轉子、 直線狀軌道、齒列及磁體列。
[0018] 圓筒狀的磁體轉子具備徑方向磁化的磁體列。直線狀軌道具備多個凹凸部。齒列 在所述磁體轉子和所述軌道之間使所述磁體轉子的磁體列的磁通通過。磁體列為了使所述 磁體轉子的磁體列的磁通朝向所述軌道的凹凸部整列而沿所述軌道的延伸方向磁化。沿所 述軌道的延伸方向磁化的磁體列以使相鄰的磁體的同極性面在所述延伸方向上面對面地 形成。
[0019] 發明效果
[0020] 根據本發明的旋轉-直線運動轉換裝置，磁體列以使相鄰的磁體的同極性面在軌 道的延伸方向上面對面，因此，在驅動頭部和軌道之間轉移的磁通的大部分在被整列的狀 態下通過，所以漏磁通減少。
[0021] 根據本發明的旋轉-直線運動轉換裝置，可實現低成本、高精度、小型且更大的容 許推力以及大范圍的增減速比。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0023] 圖2是形成于圖1的旋轉-直線運動轉換裝置的閉磁場的說明圖；
[0024] 圖3是圖1的旋轉-直線運動轉換裝置的運動轉換的說明圖；
[0025] 圖4是實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0026] 圖5是形成于圖4的旋轉-直線運動轉換裝置的閉磁場的說明圖；
[0027] 圖6是圖4的旋轉-直線運動轉換裝置的運動轉換的說明圖；
[0028] 圖7是實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0029] 圖8是實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0030] 圖9是實施方式5的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0031] 圖10是實施方式6的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0032] 圖11是實施方式7的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0033] 圖12是實施方式8的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖；
[0034] 圖13是圖12的磁體轉子在0度位置的閉磁場的說明圖；
[0035] 圖14是圖12的磁體轉子在45度位置的閉磁場的說明圖；
[0036] 圖15是圖12的磁體轉子在90度位置的閉磁場的說明圖；
[0037] 圖16是圖12的磁體轉子在135度位置的閉磁場的說明圖；
[0038] 圖17是圖12的磁體轉子在180度位置的閉磁場的說明圖；
[0039] 圖18是表示本發明的旋轉-直線運動轉換裝置的應用例的圖。
[0040] 符號說明
[0041] 10磁體轉子、
[0042] 12磁體列、
[0043] 14a、14b 永久磁體、
[0044] 15 間隙、
[0045] 20 齒列、
[0046] 24a、24b 齒、
[0047] 25 間隙、
[0048] 26a、26b 磁性體部、
[0049] 42 磁齒、
[0050] 60旋轉-直線運動轉換裝置。

【具體實施方式】
[0051] 以下，參照附圖將本發明的旋轉-直線運動轉換裝置的結構及動作分成[實施方 式1 ]?[實施方式8]進行說明。另外，各圖所示的部件的說明中，對相同的部件標注相同 的符號，并省略相同部件的重復說明。另外，為了便于說明，有時將各圖所示的部件間的尺 寸比率放大，存在與實際的尺寸比率不同的情況。
[0052] 〔實施方式1〕
[0053] 圖1是實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。圖2是形成于圖1的旋 轉-直線運動轉換裝置中的閉磁場的說明圖。圖3是圖1的旋轉-直線運動轉換裝置的運 動轉換的說明圖。以下，對本實施方式的旋轉-直線運動轉換裝置的結構及動作進行說明。
[0054] [旋轉-直線運動轉換裝置的結構]
[0055] 圖1是本實施方式的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖，表示將旋轉-直線運動 轉換裝置按照與其磁體轉子的旋轉軸方向正交的方向切斷時的截面。另外，圖1所記載的 白箭頭記號的方向為永久磁體的磁化方向，箭頭記號的箭頭方向表示N極，箭頭記號的基 部方向表不S極。
[0056] 旋轉-直線運動轉換裝置60具有驅動頭部30及軌道40。驅動頭部30具備磁體 轉子10及齒列20。磁體轉子10同心狀地配置在驅動頭部30的內部，以形成驅動頭部30 的圓筒狀的內部空間和間隙15。齒列20從驅動頭部30的內部空間朝向軌道40章魚爪狀 地延伸設置，以相對于軌道40形成間隙25。驅動頭部30和軌道40經由齒列20對向配置， 且在軌道40的延伸方向上可相對移動。本實施方式中，將驅動頭部30固定以不能移動，磁 體轉子10在驅動頭部30內旋轉自如地支承。
[0057] 磁體轉子10具備由徑方向磁化的兩個半圓狀的永久磁體14a、14b構成的磁體列 12。永久磁體14a的內周側磁化成S極，外周側磁化成N極，永久磁體14b的內周側磁化成 N極，外周側磁化成S極。因此，磁體轉子10在附圖的顯示位置具有上側成為N極且下側成 為S極的兩個極。
[0058] 另外，圖1中示例了 2等分的半圓狀的永久磁體14a、14b，但也可以使用以一半區 域的外側成為N極且剩余一半區域的外側成為S極的方式磁化的1個環狀的永久磁體。
[0059] 另外，圖1中，示例了磁體轉子10的極數為兩個的情況，但如后述的實施方式所 示，除了極數為2的情況以外，磁體轉子10的極數也可以為Μ (M為偶數)。
[0060] 磁體轉子10通過將例如電磁鋼板、硅鐵、碳鋼、電磁不銹鋼、壓粉磁芯、非晶磁芯 等磁性體用金屬模具沖壓而形成。
[0061] 齒列20使來自磁體轉子10的磁體列12的磁通通向軌道40。另外，齒列20使通 過軌道40的磁通通向磁體轉子10的磁體列12。在齒列20上，以齒內的磁通只朝向磁體轉 子10的磁體列12或軌道40的某一方的方式，形成有分配給磁體轉子10的每個極的齒數 為9個的形狀及長度不同的齒24a、24b、…。
[0062] 齒24a、24b、…的末端以沿著磁體轉子10的周方向相互連結而成為一個圓筒狀的 內部空間的方式形成。末端間的連結部在磁體轉子10的徑方向上較薄地形成，以在與相鄰 的齒之間不流過磁通。齒24a、24b、…的前端以在軌道40的延伸方向上齒距為T的方式形 成。
[0063] 齒列20的齒距T以在旋轉磁體轉子10或移動軌道40時，可以移動或旋轉另一方 的方式，考慮分配于磁體轉子10的每個極的齒數Mt、后述的磁體列52的磁體間距P而設 定。具體而言，形成滿足下述式1所示的關系那樣的齒距T。
[0064] T = (2 · P) + k · (P / Mt)，（k = ±1)(式 1)
[0065] 在此，P為磁體列52的磁體間距
[0066] Mt為分配于磁體轉子10的每個極的齒數
[0067] 圖1中，如上述，分配于磁體轉子10的每個極的齒數Mt為9。因此，在設為k=一 1的情況下，在齒列20上應形成的齒距T根據式1成為（P · 17 / 9)，在設為k =+ 1的情 況下，在齒列20上應形成的齒距T成為P · 19 / 9)。圖1的旋轉-直線運動轉換裝置60 中，將齒列20前端的齒距T形成為（P · 17 / 9)。
[0068] 另外，圖1中示例了齒列20以磁體轉子10為中心成為左右對稱的構造，但齒列20 的構造不限于此，也可以設為左右非對稱構造。
[0069] 另外，圖1中，齒列20形成于磁體轉子10的整周，但如后述的實施方式所示，也可 以以至少在磁體轉子10的極性不同的磁極上均等地分配齒數的方式，只在周方向的一部 分形成齒列20。
[0070] 與磁體轉子10 -樣，齒列20通過將例如電磁鋼板、硅鐵、碳鋼、電磁不銹鋼、壓粉 磁芯、非晶磁芯等磁性體用金屬模具沖壓而形成。
[0071] 在軌道40上形成有在其延伸方向上間距為P的凹部。各個凹部中內置沿軌道40 的延伸方向磁化的永久磁體54a、54b、…。因此，永久磁體54a、54b、…的磁體間距也為P。 若在凹部中內置永久磁體54a、54b、…，則軌道40在其延伸方向上交替配置永久磁體54a、 54b、…和磁性體部44a、44b、…。
[0072] 軌道40具備以其延伸方向磁化的磁體列52。磁體列52使要通過軌道40的磁通 整列。利用磁體列52,要通過軌道40的磁通的大部分在整列的狀態下通過，因此，漏磁通減 少。磁體列52使相鄰的永久磁體54a、54a的同極性面（N極側）經由磁性體部44a在其延 伸方向上面對面，且使相鄰的永久磁體54b、54b的同極性面（S極側）經由磁性體部44b在 其延伸方向上面對面。在磁體列52的永久磁體的磁化方向中，箭頭記號的箭頭方向表示N 極，箭頭記號的基部方向表示S極。因此，在磁性體部44a上配置使N極面對面的兩個永久 磁體54a，在磁性體部44b上配置使S極面對面的兩個永久磁體54b。
[0073] 在軌道40上，N極的永久磁體54a面對面地夾持的磁性體部44a和S極的永久磁 體54b面對面地夾持的磁性體部44b交替配置于其延伸方向上。因此，在軌道40上形成S 極和N極交替配置的磁極。
[0074] 與磁體轉子10及齒列20 -樣，軌道40通過將例如電磁鋼板、硅鐵、碳鋼、電磁不 銹鋼、壓粉磁芯、非晶磁芯等磁性體用金屬模具沖壓而形成。
[0075][旋轉-直線運動轉換裝置的動作]
[0076](閉磁場的形成）
[0077] 首先，對由旋轉-直線運動轉換裝置60形成的閉磁場Η進行說明。圖2是形成于 圖1的旋轉-直線運動轉換裝置的閉磁場的說明圖。另外，圖2所示的箭頭線表示磁力線， 箭頭線的箭頭方向表示磁力線的方向。
[0078] 如圖2所示，在磁體轉子10內，從永久磁體14b朝向永久磁體14a的磁通φ以將 磁體轉子10的圓筒分成兩部分的方式分布。來自磁體轉子10的永久磁體14a的磁通φ要 經由末端分配于永久磁體14a的齒24a、24b、…通過軌道40。流入軌道40內的磁通φ被 整列而流向與末端分配于永久磁體14b的齒24a、24b、…對向的磁性體部44a、44b的區域。 通過軌道40內之后的磁通Φ經由末端分配于永久磁體14b的齒24a、24b、…流入磁體轉子 10的永久磁體14b。這樣，形成環繞磁體轉子10、齒列20、軌道40的閉磁場。
[0079] 圖2所示的位置中，齒列20的上半側的齒24a、24b、…分配于永久磁體14a，齒列 20的下半側的齒24a、24b、…分配于永久磁體14b。因此，形成的閉磁場Η也左右分成以逆 時針旋轉方向流過的閉磁場組和以順時針旋轉方向流過的閉磁場組進行分布。但是，根據 磁體轉子10的旋轉位置不同，分配于永久磁體14a、14b的齒24a、24b、…發生改變。因此， 構成以逆時針旋轉方向流過的閉磁場組的齒24a、24b、…或構成以順時針旋轉方向流過的 閉磁場組的齒24a、24b、…不是唯一的。
[0080] 在通過齒24a、24b、…的磁通φ中，根據磁體轉子10的旋轉位置，其磁力線數或流 動的方向變化。若磁力線數或流動方向發生變化，則環繞磁體轉子10、齒列20、軌道40的 閉磁場Η也發生變化。另外，若閉磁場Η發生變化，磁場的恢復力發揮作用，要取得閉磁場 Η的平衡。該磁場的恢復力作為向相對于軌道40的水平方向的推力發揮作用，實現軌道40 和驅動頭部30之間的相對移動。因此，能夠將磁體轉子10的旋轉運動轉換成軌道40或驅 動頭部30的直線運動。在后述的實施方式8中對磁體轉子10的旋轉位置和磁通φ的流動 的關系進行更詳細地說明。
[0081] 以下，對軌道40內的磁通φ進行更具體地說明。
[0082] 在軌道40上存在接收區域Α，該接收區域Α經由分配于永久磁體14a的齒24a、 24b、…從永久磁體14a接收磁通φ。在軌道40上還存在輸送區域B，該輸送區域B經由分 配于永久磁體14b的齒24a、24b、…向永久磁體14b輸送磁通φ。在軌道40內，磁通φ從接 收區域Α流向輸送區域Β。圖2中，軌道40的兩側成為磁通φ的接收區域Α，軌道40的中 央側成為磁通φ的輸送區域Β。因此，軌道40內的磁通φ從軌道40的兩側流向中央側。
[0083] 在軌道40的磁性體部44a上，從軌道40延伸方向的兩側使兩個永久磁體54a的Ν 極側面對面地對峙配置。另外，在軌道40的磁性體部44b上，從軌道40延伸方向的兩側使 兩個永久磁體54b的S極側面對面地對峙配置。因此，在軌道40的接收區域A中，能夠將 來自永久磁體14a的磁通φ強制性地導向磁性體部44a。另外，在軌道40的輸送區域B中， 能夠強制性地引導向永久磁體14b的磁通φ以從磁性體部44b輸送。通過永久磁體54a、 54b的磁力，能夠將軌道40內的磁通φ強制性地導向磁性體部44a、44b，因此，在驅動頭部 30和軌道40中轉移磁通φ的情況下，能夠幾乎消除漏磁通。
[0084] 這樣，磁體列52使在驅動頭部30和軌道40之間轉移的磁通φ被整列向磁性體部 44a、44b。由于磁體列52使大部分磁通φ被整列向磁性體部44a、44b而流過，因此，能夠消 除漏磁通，并能夠有效地使磁通φ轉換成推力。
[0085] 如以上，在實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60中，利用軌道40的磁體列 52,使閉磁通有效地被向磁性體部44a、44b誘導，因此，可減少驅動頭部30和軌道40之間 的漏磁通。另外，可提高驅動頭部30和軌道40的磁耦合力，且可提高容許推力。進而，可 實現閉磁通的有效利用，且可減小驅動頭部，因此，可實現小型化且較大的容許推力。另外， 驅動頭部30和軌道40間的磁通轉移通過由金屬模具沖壓的齒列20進行，因此，不依賴于 永久磁體14a、14b的磁化精度，就可在驅動頭部30和軌道40的相對移動中得到較高的定 位精度。
[0086] (增減速的原理）
[0087] 接著，如圖2所示，說明在磁體轉子10、齒列20及軌道40中形成閉磁通的狀態下 旋轉磁體轉子10時，軌道40如何移動。
[0088] 圖3是旋轉-直線運動轉換裝置60的運動轉換的說明圖。
[0089] 在此，將磁體轉子10的極數設為Μ (M為偶數)，
[0090] 將磁體轉子10的直徑設為D，
[0091] 將圓周率設為π，
[0092] 將磁體列52的磁體間距設為Ρ，
[0093] 系數 k=l 或一1，
[0094] 另外，將磁體轉子10的旋轉速度設為F，
[0095] 將磁體轉子10的圓周速度設為Vr,
[0096] 將軌道40的移動速度設為Vm。
[0097] 磁體轉子10的圓周速度Vr可以表示為：
[0098] Vr = F · π · D,
[0099] 軌道40的移動速度Vm可以表示為：
[0100] Vm = k · F · Μ · P，（k = ± 1 )。
[0101] 因此，磁體轉子10的圓周速度Vr和軌道40的移動速度Vm的速度關系可以以下 式表不。
[0102] Vm / Vr = (k*M*P) / (π ?D)，（k = ±1) (式 2)
[0103] 即，若磁體轉子10旋轉1圈，則軌道40移動Ν·Ρ。另外，磁體轉子10支承于驅動 頭部30的內部空間內，因此，磁體轉子10的圓周速度Vr也為驅動頭部30的移動速度。
[0104] 當觀察式2時，磁體轉子10的圓周速度Vr和軌道40的移動速度Vm具有差異，表 示在驅動頭部30和軌道40之間可增減速。另外，在符號相逆的情況下，表示從磁體轉子10 觀察，軌道40向相反方向移動。
[0105] 在實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60的情況下，
[0106] 由于磁體轉子10的極數為Μ = 2,系數k = 一 1,因此，
[0107] 當將Μ = 2, k =- 1代入式2中時，變成
[0108] Vm / Vr = - 2 · P / ( π · D)〇
[0109] 因此，在驅動頭部30固定以不能移動的情況下，若磁體轉子10旋轉1圈，則軌道 40移動一 2 ·Ρ。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子10的旋轉方向及軌道40的移動方向。
[0110] 以上是實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60的結構及動作。如上述，在旋轉 磁體轉子10或移動軌道40的情況下，在驅動頭部30和軌道40之間形成的閉磁場Η的平 衡瓦解，為了保持該平衡，驅動頭部30和軌道40進行相對移動。通過取得閉磁場Η的平衡 的作用，可得到式2所示那樣的驅動頭部30、軌道40的速度關系。
[0111] 如以上，在本實施方式的旋轉-直線運動轉換裝置60中，軌道40具備其延伸方向 磁化的磁體列52,磁體列52使要通過軌道40的磁通φ整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0112] 〔實施方式2〕
[0113] 接著，對實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160進行說明。圖4是實施方式 2的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。圖5是形成于圖4的旋轉-直線運動轉換裝置的 閉磁場的說明圖。圖6是圖4的旋轉-直線運動轉換裝置的運動轉換的說明圖。
[0114] 如圖4所示，與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60相比，實施方式2的旋 轉-直線運動轉換裝置160由于未將磁體列152內置于軌道140而是內置于齒列120而不 同。
[0115] [旋轉-直線運動轉換裝置的結構]
[0116] 旋轉-直線運動轉換裝置160具有驅動頭部130、軌道140。驅動頭部130具備磁 體轉子110和齒列120。磁體轉子110同心狀地配置于驅動頭部130的內部，以形成驅動頭 部130的圓筒狀的內部空間和間隙115。齒列120從驅動頭部130的內部空間朝向軌道140 章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道140形成間隙125。驅動頭部130和軌道140經由齒列 120對向配置，且在軌道140的延伸方向上可相對移動。本實施方式中，將驅動頭部130固 定以不能移動，磁體轉子110在驅動頭部130內旋轉自如地支承。
[0117] 磁體轉子110具備由徑方向磁化的兩個半圓狀的永久磁體114a、114b構成的磁體 列112。永久磁體114a的內周側磁化成N極，外周側磁化成S極，永久磁體114b的內周側 磁化成N極，外周側磁化成S極。因此，磁體轉子110在附圖的顯示位置具有上側成為N極 且下側成為S極的兩個極。磁體轉子110的其它結構與實施方式1相同。
[0118] 在齒列120上形成有分配于磁體轉子110的每個極的齒數為24個、形狀及長度不 同的齒124a、124b、···，使得齒內的磁通只朝向磁體轉子110的磁體列112或軌道140的某 一方。
[0119] 齒124a、124b、…的末端以沿著磁體轉子110的周方向相互連結而成為一個圓筒 狀的內部空間的方式形成。末端間的連結部在磁體轉子110的徑方向上較薄地形成，以在 與相鄰的齒之間不流過磁通。
[0120] 齒124a、124b、…的前端以在軌道140的延伸方向上齒距為P的方式形成。在各 個齒124a、124b、…之間內置以軌道140的延伸方向磁化的永久磁體154a、154b、…。因 此，永久磁體154a、154b、…的磁體間距也為P。若在齒124a、124b、…之間內置永久磁體 154a、154b、…，則齒124a、124b、…的前端在軌道140的延伸方向上交替配置有永久磁體 154a、154b、…和磁性體部126a、126b、…。
[0121] 齒列120具備以軌道140的延伸方向磁化的磁體列152。磁體列152使要通過齒 列120的磁通整列。利用磁體列152,要通過齒列120的磁通的大部分在整列的狀態下通 過，因此，漏磁通減少。磁體列152使相鄰的永久磁體154a、154a的同極性面（N極側)經由 磁性體部126a在軌道140的延伸方向上面對面，且使相鄰的永久磁體154b、154b的同極性 面（S極側）經由磁性體部126b在軌道140的延伸方向上面對面。在磁體列152的永久磁 體的磁化方向中，箭頭記號的箭頭方向表示N極，箭頭記號的基部方向表示S極。因此，在 磁性體部126a上配置使N極面對面的兩個永久磁體154a，在磁性體部126b上配置使S極 面對面的兩個永久磁體154b。
[0122] 在齒列120的前端，N極的永久磁體154a面對面地夾持的磁性體部126a和S極的 永久磁體154b面對面地夾持的磁性體部126b被沿軌道140的延伸方向交替配置。因此， 在齒列120的前端形成S極和N極交替配置的磁極。
[0123] 另外，圖4中示例了齒列120以磁體轉子110為中心左右對稱的構造，但齒列120 的構造不限于此，也可以設為左右非對稱構造。
[0124] 另外，圖4中，齒列120形成于磁體轉子110的整周，但如后述的實施方式所示，也 可以以至少在磁體轉子110的極性不同的磁極上均等地分配齒數的方式，只在周方向的一 部分形成齒列120。
[0125] 與磁體轉子110 -樣，齒列120通過將例如電磁鋼板、硅鐵、碳鋼、電磁不銹鋼、壓 粉磁芯、非晶磁芯等磁性體用金屬模具沖壓而形成。
[0126] 軌道140使來自磁體轉子110的磁體列112的磁通經由齒列120的磁性體部126a 通過。另外，軌道140使軌道140的磁通經由磁性體部126a、126b通向磁體轉子110的磁 體列112。在軌道140上形成有沿著其延伸方向間距為T的磁齒142。磁齒142吸收通過 齒列120的磁性體126a的大部分磁通。
[0127] 設于軌道140的磁齒142的磁齒間距T，以在旋轉磁體轉子110或移動軌道140時 可以移動或旋轉另一方的方式，考慮分配于磁體轉子110的每個極的齒數Mp及磁體列152 的磁體間距P而設定。具體而言，形成具有滿足下述式3所示的關系那樣的磁齒間距T的 磁齒142。磁齒142和磁齒142之間形成凹部，但在該狀態下，在驅動頭部130或軌道140 移動時，在凹部內產生渦流，而產生空氣阻力。為了降低空氣阻力，優選向凹部填充粘接劑 或樹脂填充劑等非磁性體。
[0128] T = (2 · P) + k · (2 · P / Mp)，（k = ±1)(式 3)
[0129] 在此，P為磁體列152的磁體間距
[0130] Mp為分配于磁體轉子110的每個極的齒數
[0131] 圖4中，如上述，分配于磁體轉子110的每個極的齒數Mp為24。因此，在設為k =一 1的情況下，在軌道140上應形成的磁齒142的磁齒間距T根據式3為（Ρ ·23 / 12)， 在設為k = + 1的情況下，在軌道140上應形成的磁齒142的磁齒間距Τ為（Ρ ·25 / 12)。 圖4的旋轉-直線運動轉換裝置160中，在軌道140上形成有磁齒間距Τ為（Ρ · 23 / 12) 的磁齒142。
[0132] 與磁體轉子110及齒列120 -樣，軌道140通過將例如電磁鋼板、硅鐵、碳鋼、電磁 不銹鋼、壓粉磁芯、非晶磁芯等磁性體用金屬模具沖壓而形成。
[0133] <旋轉-直線運動轉換裝置的動作>
[0134] (閉磁場的形成）
[0135] 圖5是形成于圖4的旋轉-直線運動轉換裝置的閉磁場Η的說明圖。另外，圖5 所示的箭頭線表示磁力線，箭頭線的箭頭方向表示磁力線的方向。
[0136] 如圖5所示，在磁體轉子110內，從永久磁體114a朝向永久磁體114b的磁通φ以 將磁體轉子110的圓筒分成兩部分的方式分布。來自磁體轉子110的永久磁體114b的磁通 Φ要經由末端分配于永久磁體114b的齒列120通過軌道140的磁齒142。流入軌道140內 的磁通φ被整列并流向與末端分配于永久磁體114a的齒124a、124b、…相對向的磁齒142 的區域。通過軌道140內之后的磁通φ經由末端分配于永久磁體114a的齒124a、124b、… 流入磁體轉子110的永久磁體114a。這樣，形成環繞磁體轉子110、齒列120、軌道140的閉 磁場H。
[0137] 圖5所示的位置中，齒列120的上半側的齒124a、124b、…分配于永久磁體114a， 齒列120的下半側的齒124a、124b、…分配于永久磁體114b。因此，形成的閉磁場Η也左 右分成以逆時針旋轉方向流過的閉磁場組和以順時針旋轉方向流過的閉磁場組進行分布。 但是，根據磁體轉子110的旋轉位置不同，分配于永久磁體114a、114b的齒124a、124b、… 發生改變。因此，構成以逆時針旋轉方向流過的閉磁場組的齒124a、124b、…或構成以順時 針旋轉方向流過的閉磁場組的齒124a、124b、…不是唯一的。
[0138] 在通過齒124a、124b、…的磁通φ中，根據磁體轉子110的旋轉位置，其磁力線數 或流動的方向變化。若磁力線數或流動方向發生變化，則環繞磁體轉子110、齒列120、軌道 140的閉磁場Η也發生變化。另外，若閉磁場Η發生變化，則磁場的恢復力發揮作用，要取得 閉磁場Η的平衡。該磁場的恢復力作為向相對于軌道140的水平方向的推力發揮作用，實 現軌道140和驅動頭部130之間的相對移動。因此，能夠將磁體轉子110的旋轉運動轉換 成軌道140或驅動頭部130的直線運動。在后述的實施方式8中對磁體轉子110的旋轉位 置和磁通φ的流動的關系進行更詳細地說明。
[0139] 以下，對齒列120和軌道140之間的磁通φ的流動進行更具體地說明。
[0140] 從磁體轉子110的永久磁體114b朝向軌道140的磁通φ從兩個路徑通過齒列120 的前端的磁性體部126a。
[0141] -個路徑是，從齒列120暫時進入永久磁體154a而被永久磁體154a誘導并從磁 性體部126a到達軌道140的磁齒142的第一路徑，另一個路徑是，從齒列120直接進入磁 性體部126a并從磁性體部126a到達軌道140的磁齒142的第二路徑。磁通φ?經由第一 路徑到達軌道140的磁齒142。磁通φ2經由第二路徑到達軌道140的磁齒142。
[0142] 在齒列120的磁性體部126a上，從軌道140延伸方向的兩側使兩個永久磁體154a 的N極側面對面地對峙配置。另外，在齒列120的磁性體部126b上，從軌道140延伸方向 的兩側使兩個永久磁體154b的S極側面對面地對峙配置。因此，能夠使磁通φ I從永久磁 體114b導向磁性體部126a，另外，能夠使從永久磁體114b進入磁性體部126b并到達軌道 140的磁齒142的成為漏磁通那樣的磁通φ2利用永久磁體154b的磁力強制性地導向磁性 體部126a。
[0143] 這樣，磁體列152使要通過齒列120的磁通φ?、φ2整列向磁性體部126a。由于 磁體列152使要通過齒列120的大部分磁通被整列向磁性體部126a而通過，因此，能夠消 除漏磁通，并能夠有效地使磁通轉換成推力。
[0144] 在軌道140上存在接收區域A，該接收區域A經由分配于永久磁體114b的齒124a、 124b、…從永久磁體114b接收磁通φ?、φ2。在軌道140上還存在輸送區域B，該輸送區域 Β經由分配于永久磁體114a的齒124a、124b、…向永久磁體114a輸送磁通φ?、φ2。在軌 道140內，磁通φ?、φ2會聚成磁通φ3從接收區域Α流向輸送區域Β。圖5中，軌道140的 中央側成為磁通φ?、φ2的接收區域A，軌道140的兩側成為磁通φ?、φ2的輸送區域B。 因此，軌道140內的磁通φ3以從軌道140的中央側左右平分成兩側的方式分布。從軌道 140流向磁體轉子110的永久磁體114a的磁通φ3從兩個路徑通過齒列120前端的磁性體 部 126a、126b。
[0145] -個路徑是，從磁齒142暫時進入永久磁體154a而被永久磁體154a誘導并從磁 性體部126a到達永久磁體114a的第三路徑，另一個路徑是，從磁齒142直接進入磁性體部 126b并到達永久磁體114a的第四路徑。磁通φ?經由第三路徑到達磁體轉子110的永久 磁體114a。磁通φ2經由第四路徑到磁體轉子110的永久磁體114a。另外，在位于磁體列 112的永久磁體114a和114b的邊界兩側的相鄰的齒124a、124b、…上未通過軌道140,直 接利用永久磁體154a、154的磁力形成環繞磁通(pL。
[0146] 這樣，磁體列152使在驅動頭部130和軌道140之間轉移的磁通被整列向磁性體 部126a、126b。由于磁體列152使大部分磁通被整列向磁性體部126a、126b而流過，因此， 能夠消除漏磁通，并能夠有效地使磁通轉換成推力。
[0147] 如以上，在實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160中，利用磁體列152,使閉磁 通有效地被向磁性體部126a、126b誘導，因此，可減少驅動頭部130和軌道140之間的漏磁 通。另外，可提高驅動頭部130和軌道140的磁耦合力，且可提高容許推力。進而，可實現 閉磁通的有效利用，且可減小驅動頭部，因此，可實現小型化且較大的容許推力。另外，驅動 頭部130和軌道140間的磁通φ轉移通過由金屬模具沖壓的齒列120進行，因此，不依賴于 永久磁體114a、114b的磁化精度，就可在驅動頭部130和軌道140的相對移動中得到較高 的定位精度。
[0148] (增減速的原理）
[0149] 接著，如圖5所示，說明在磁體轉子110、齒列120及軌道140中形成閉磁通的狀態 下旋轉磁體轉子110時，軌道140如何移動。
[0150] 圖6是旋轉-直線運動轉換裝置160的運動轉換的說明圖。
[0151] 在此，將磁體轉子110的極數設為Μ (M為偶數)，
[0152] 將磁體轉子110的直徑設為D，
[0153] 將圓周率設為π，
[0154] 將軌道140的磁齒142的磁齒間距設為Τ，
[0155] 系數 k=l 或一1，
[0156] 另外，將磁體轉子110的旋轉速度設為F，
[0157] 將磁體轉子110的圓周速度設為Vr,
[0158] 將軌道140的移動速度設為Vt。
[0159] 磁體轉子110的圓周速度Vr可以表示為：
[0160] Vr = F · π · D,
[0161] 軌道140的移動速度Vt可以表示為：
[0162] Vt = - k*F*M*T / 2，（k = ± 1 )。
[0163] 因此，磁體轉子110的圓周速度Vr和軌道140的移動速度Vt的速度關系可以以 下式表示。
[0164] Vt / Vr = (-1?·Μ·Τ / 2) / (π ?D)，（k = ±1)(式 4)
[0165] S卩，磁體轉子110旋轉1圈，則軌道140移動N · T / 2。另外，磁體轉子110支承 于驅動頭部130的內部空間內，因此，磁體轉子110的圓周速度Vr也為驅動頭部130的移 動速度。
[0166] 當觀察式4時，磁體轉子110的圓周速度Vr和軌道140的移動速度Vt具有差異， 表示在驅動頭部130和軌道140之間可增減速。另外，在符號相逆的情況下，表示從磁體轉 子110觀察，軌道140向相反方向移動。
[0167] 在實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160的情況下，
[0168] 由于磁體轉子10的極數為Μ = 2,系數k = 一 1，因此，
[0169] 當將 Μ = 2, k = - 1 代入式 4 時，成為 Vt / Vr = T / ( π · D)。
[0170] 因此，在驅動頭部130固定以不能移動的情況下，若磁體轉子110旋轉1圈，則軌 道140移動T。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子110的旋轉方向及軌道140的移動方向。
[0171] 以上是實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160的結構及動作。如上述，在旋 轉磁體轉子110或移動軌道140的情況下，在驅動頭部130和軌道140之間形成的閉磁場 的平衡瓦解，為了保持該平衡，驅動頭部130和軌道140進行相對移動。通過取得閉磁場的 平衡的作用，可得到式4所示那樣的驅動頭部130、軌道140的速度關系。
[0172] 如以上，在本實施方式的旋轉-直線運動轉換裝置160中，由于在齒列120前端之 間具備以軌道140的延伸方向磁化的磁體列152,磁體列152使要通過齒列120的磁通整 列，因此，可實現漏磁通的極小化、較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0173] 〔實施方式3〕
[0174] 接著，對實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置260進行說明。圖7是實施方式 3的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子210的旋轉方 向、軌道240的移動方向。
[0175] 如圖7所示，與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60相比，旋轉-直線運動轉 換裝置260由于未將齒列形成于磁體轉子的整周，而是只形成于周方向的一部分而不同。
[0176] 旋轉-直線運動轉換裝置260也可以說是使實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝 置60變緊湊而得到的裝置。
[0177] <旋轉-直線運動轉換裝置的結構>
[0178] 旋轉-直線運動轉換裝置260具有驅動頭部230、軌道240。驅動頭部230具備磁 體轉子210和齒列220。磁體轉子210同心狀地配置于驅動頭部230的內部，以形成驅動 頭部230的圓筒狀的內部空間和間隙215。齒列220從驅動頭部230的內部空間朝向軌道 240章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道240形成間隙225。驅動頭部230和軌道240經由 齒列220對向配置，且在軌道240的延伸方向上可相對移動。磁體轉子210在驅動頭部230 內旋轉自如地支承。
[0179] 磁體轉子210具備由徑方向磁化的4個半圓狀的永久磁體214a?214d構成的磁 體列212。永久磁體214a、214c相互對向配置，內周側磁化成N極，外周側磁化成S極。永 久磁體214b、214d相互對向配置，內周側磁化成S極，夕卜周側磁化成N極。因此，磁體轉子 210在附圖的顯示位置具有上、下側成為S極且左、右側成為N極且S極和N極在周方向上 交替形成的4個極。磁體轉子210的其它結構與實施方式1相同。
[0180] 對于齒列220,以分配于磁體轉子210的N極的齒數和分配于磁體轉子210的S極 的齒數相同的方式，只在磁體轉子210周方向的一部分上形成有齒224a、224b、…。在本 實施方式中，以齒長度變短的方式在靠近軌道240的一側的周方向上形成有分配于磁體轉 子210的每個極的齒數為6個的齒224a、224b、…。若齒較短，則齒內的磁阻也變小。齒列 220的其它結構與實施方式1相同。
[0181] 軌道240具備以其延伸方向磁化的磁體間距為P的磁體列252。磁體列252使要 通過軌道240的磁通整列。利用磁體列252,要通過軌道240的大部分磁通在被整列的狀 態下通過，因此，漏磁通減少。磁體列252使相鄰的永久磁體254a、254a的同極性面（N極 偵D經由磁性體部244a在其延伸方向上面對面，且使相鄰的永久磁體254b、254b的同極性 面（S極側）經由磁性體部244b在其延伸方向上面對面。軌道240的其它結構與實施方式 1相同。
[0182] [旋轉-直線運動轉換裝置的動作]
[0183] 未圖示在旋轉-直線運動轉換裝置260中形成的閉磁場H，但與實施方式1的旋 轉-直線運動轉換裝置60 -樣，形成環繞磁體轉子210、齒列220、軌道240的閉磁場H。在 本實施方式的情況下，齒列220形成于周方向的靠近軌道240的一側，因此，磁體轉子210 內的磁通也通過周方向的靠近軌道240的一側。
[0184] 與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60相比，旋轉-直線運動轉換裝置260 中，形成閉磁場Η的磁力線數變少，但只延伸設置齒較短的齒列220,因此，可提供小型化以 及較大的容許推力。
[0185] 旋轉-直線運動轉換裝置260的增減速的原理與實施方式1的旋轉-直線運動轉 換裝置60的增減速的原理相同。
[0186] 旋轉-直線運動轉換裝置260與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60 -樣， 以軌道的延伸方向磁化的磁體列使要通過軌道的磁通整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0187] 另外，旋轉-直線運動轉換裝置260只利用齒較短的齒列形成閉磁場，因此，可提 供更小型化以及較大的容許推力。
[0188] 〔實施方式4〕
[0189] 接著，對實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360進行說明。圖8是實施方式 4的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子310的旋轉方 向、軌道340的移動方向。
[0190] 如圖8所示，與實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160相比，旋轉-直線運 動轉換裝置360由于未在磁體轉子的整周上形成齒列，而是只在周方向的一部分形成而不 同。
[0191] 旋轉-直線運動轉換裝置360可以說是使實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置 160變緊湊而形成的裝置。
[0192] 旋轉-直線運動轉換裝置360是引入實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置260 的技術思想且適用于實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160所形成的裝置。
[0193] <旋轉-直線運動轉換裝置的結構>
[0194] 旋轉-直線運動轉換裝置360具有驅動頭部330、軌道340。驅動頭部330具備磁 體轉子310和齒列320。磁體轉子310同心狀地配置于驅動頭部330的內部，以形成驅動 頭部330的圓筒狀的內部空間和間隙315。齒列320從驅動頭部330的內部空間朝向軌道 340章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道340形成間隙325。驅動頭部330和軌道340經由 齒列320對向配置，且在軌道340的延伸方向上可相對移動。磁體轉子310在驅動頭部330 內旋轉自如地支承。
[0195] 磁體轉子310具備由徑方向磁化的4個半圓狀的永久磁體314a?314d構成的磁 體列312。永久磁體314a、314c相互對向配置，內周側磁化成N極，外周側磁化成S極。永 久磁體314b、314d相互對向配置，內周側磁化成S極，夕卜周側磁化成N極。因此，磁體轉子 310在附圖的顯示位置具有上、下側成為S極且左、右側成為N極且S極和N極在周方向上 交替形成的4個極。磁體轉子310的其它結構與實施方式2相同。
[0196] 對于齒列320,以分配于磁體轉子310的N極的齒數和分配于磁體轉子310的S極 的齒數相同的方式，只在磁體轉子310周方向的一部分上形成有齒324a、324b、…。在本實 施方式中，以齒長度變短的方式在靠近軌道340的一側的周方向上形成有分配于磁體轉子 310的每個極的齒數為13個的齒324a、324b、…。若齒較短，則齒內的磁阻也變小。
[0197] 齒列320具備以軌道340的延伸方向磁化的磁體間距為P的磁體列352。磁體列 352使要通過齒列320的磁通整列。利用磁體列352,要通過齒列320的大部分磁通在被整 列的狀態下通過，因此，漏磁通減少。磁體列352使相鄰的永久磁體354a、354a的同極性面 (N極側）經由磁性體部326a在軌道340的延伸方向上面對面，且使相鄰的永久磁體354b、 354b的同極性面（S極側）經由磁性體部326b在軌道340的延伸方向上面對面。齒列320 的其它結構與實施方式2相同。
[0198] 軌道340使來自磁體轉子310的磁體列312的磁通經由齒列320的磁性體部326a 而通過。另外，軌道340使軌道340的磁通經由磁性體部326a、326b通向磁體轉子310的 磁體列312。在軌道340上，沿著其延伸方向形成有間距為T的磁齒342。磁齒342吸收能 通過齒列320的磁性體326a的大部分磁通。軌道340的其它結構與實施方式2相同。
[0199] <旋轉-直線運動轉換裝置的動作>
[0200] 未圖示在旋轉-直線運動轉換裝置360中形成的閉磁場H，但與實施方式2的旋 轉-直線運動轉換裝置160 -樣，形成環繞磁體轉子310、齒列320、軌道340的閉磁場H。 在本實施方式的情況下，齒列320形成于周方向的靠近軌道340的一側，因此，磁體轉子310 內的磁通也通過周方向的靠近軌道340的一側。
[0201] 與實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160相比，在旋轉-直線運動轉換裝置 360中，形成閉磁場Η的磁力線數變少，但只延伸設置齒較短的齒列320,因此，可提供小型 化以及較大的容許推力。
[0202] 旋轉-直線運動轉換裝置360的增減速的原理與實施方式2的旋轉-直線運動轉 換裝置160的增減速的原理相同。
[0203] 旋轉-直線運動轉換裝置360與實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160 -樣， 以軌道的延伸方向磁化的磁體列使要通過齒列的磁通整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0204] 另外，旋轉-直線運動轉換裝置360只利用齒較短的齒列形成閉磁場，因此，可提 供更小型化以及較大的容許推力。
[0205] 〔實施方式5〕
[0206] 接著，對實施方式5的旋轉-直線運動轉換裝置460進行說明。圖9是實施方式 5的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子410的旋轉方 向、軌道440a及440b的移動方向。
[0207] 如圖9所示，旋轉-直線運動轉換裝置460可以說是使相同結構的兩個實施方式 3的旋轉-直線運動轉換裝置260共用1個磁體轉子且使兩個驅動頭部合并成1個驅動頭 部。因此，旋轉-直線運動轉換裝置460以磁體轉子為中心而將齒列構成上下對稱構造。
[0208] <旋轉-直線運動轉換裝置的結構>
[0209] 旋轉-直線運動轉換裝置460具有驅動頭部430、軌道440a、軌道440b。驅動頭 部430具備磁體轉子410和齒列420。磁體轉子410同心狀地配置于驅動頭部430的內部， 以形成驅動頭部430的圓筒狀的內部空間和間隙415。齒列420由以磁體轉子410為中心 進行上下平分的齒列420a和420b構成。齒列420a從驅動頭部430的內部空間朝向軌道 440a章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道440a形成間隙425a。齒列420b從驅動頭部430 的內部空間朝向軌道440b章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道440b形成間隙425b。軌道 440a、440b以相互平行的方式配置于驅動頭部430的上下兩側。驅動頭部430和軌道440a 經由齒列420a進行對向配置，在軌道440的延伸方向上可進行相對移動。驅動頭部430和 軌道440b經由齒列420b對向配置，且在軌道440的延伸方向上可相對移動。本實施方式 中，驅動頭部430固定以不能移動，磁體轉子410在驅動頭部430內旋轉自如地支承。
[0210] 磁體轉子410、齒列420a及420b、軌道440a及440b的結構分別與實施方式3的 磁體轉子210、齒列220、軌道240的結構相同。
[0211] <旋轉-直線運動轉換裝置的動作>
[0212] 未圖示在旋轉-直線運動轉換裝置460中形成的閉磁場H，但平分成環繞磁體轉 子410、齒列420a、軌道440a的閉磁場H1和環繞磁體轉子410、齒列420b、軌道440b的閉 磁場H2。平分的閉磁場H1、H2相互獨立且磁通不混雜。因此，閉磁場H1、H2可視為實際上 與實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置260中形成的閉磁場相同。因此，旋轉-直線運 動轉換裝置460的動作原理及增減速原理與實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置260的 動作原理及增減速原理相同。
[0213] 在旋轉-直線運動轉換裝置460的情況下，驅動頭部430和軌道440a、440b的相 對移動關系可視為與利用相同結構的兩個實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置260獨立 地進行旋轉-直線運動轉換的情況相同。因此，在固定驅動頭部430以使其不能移動的情 況下，軌道440a、440b相對于驅動頭部430的相對移動成為同速度反方向。
[0214] 旋轉-直線運動轉換裝置460與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60 -樣， 以軌道的延伸方向磁化的磁體列使要通過軌道的磁通整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0215] 另外，旋轉-直線運動轉換裝置460的驅動頭部為上下對稱構造，且驅動頭部的上 下側的兩個軌道的磁體間距也相等，因此，相對于驅動頭部，能夠使上下側的兩個軌道以同 速度反方向同時移動。因此，可以在例如要向左右反方向移動一定距離的開關裝置等中應 用實施方式5的旋轉-直線運動轉換裝置460。
[0216] 〔實施方式6〕
[0217] 接著，對實施方式6的旋轉-直線運動轉換裝置560進行說明。圖10是實施方式 6的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子510的旋轉方 向、軌道540a及540b的移動方向。
[0218] 如圖10所示，旋轉-直線運動轉換裝置560可以說是使相同結構的兩個實施方式 4的旋轉-直線運動轉換裝置360共用1個磁體轉子且使兩個驅動頭部合并成1個驅動頭 部。因此，旋轉-直線運動轉換裝置560以磁體轉子為中心而將齒列構成上下對稱構造。
[0219] 旋轉-直線運動轉換裝置560是引入實施方式5的旋轉-直線運動轉換裝置460 的技術思想且適用于實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360所形成的裝置。
[0220] <旋轉-直線運動轉換裝置的結構>
[0221] 旋轉-直線運動轉換裝置560具有驅動頭部530、軌道540a、軌道540b。驅動頭部 530具備磁體轉子510和齒列520。磁體轉子510同心狀地配置于驅動頭部530的內部，以 形成驅動頭部530的圓筒狀的內部空間和間隙515。齒列520由以磁體轉子510為中心進行 上下平分的齒列520a和520b構成。齒列520a從驅動頭部530的內部空間朝向軌道540a 章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道540a形成間隙525a。齒列520b從驅動頭部530的內 部空間朝向軌道540b進行章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道540b形成間隙525b。軌道 540a、540b以相互平行的方式配置于驅動頭部530的上下兩側。驅動頭部530和軌道540a 經由齒列520a進行對向配置，在軌道540的延伸方向上可進行相對移動。驅動頭部530和 軌道540b經由齒列520b對向配置，且在軌道540的延伸方向上可相對移動。本實施方式 中，驅動頭部530固定以不能移動，磁體轉子510在驅動頭部530內旋轉自如地支承。
[0222] 磁體轉子510、齒列520a及520b、軌道540a及540b的結構分別與實施方式4的 磁體轉子310、齒列320、軌道340的結構相同。
[0223] <旋轉-直線運動轉換裝置的動作>
[0224] 未圖示在旋轉-直線運動轉換裝置560中形成的閉磁場H，但平分成環繞磁體轉 子510、齒列520a、軌道540a的閉磁場H1和環繞磁體轉子510、齒列520b、軌道540b的閉 磁場H2。平分的閉磁場H1、H2相互獨立且磁通不混雜。因此，閉磁場H1、H2可視為實際上 與實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360中形成的閉磁場相同。因此，旋轉-直線運 動轉換裝置560的動作原理及增減速原理與實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360的 動作原理及增減速原理相同。
[0225] 在旋轉-直線運動轉換裝置560的情況下，驅動頭部530和軌道540a、540b的相 對移動關系可視為與利用相同結構的兩個實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360獨立 地進行旋轉-直線運動轉換的情況相同。因此，在固定驅動頭部530以使其不能移動的情 況下，軌道540a、540b相對于驅動頭部530的相對移動成為同速度反方向。
[0226] 旋轉-直線運動轉換裝置560與實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160 -樣， 以軌道的延伸方向磁化的磁體列使要通過齒列的磁通整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0227] 另外，旋轉-直線運動轉換裝置460的驅動頭部為上下對稱構造，且驅動頭部的上 下側的兩個軌道的磁體間距也相等，因此，相對于驅動頭部，能夠使上下側的兩個軌道以同 速度反方向同時移動。因此，可以在例如要向左右反方向移動一定距離的開關裝置等中應 用實施方式6的旋轉-直線運動轉換裝置560。
[0228] 〔實施方式7〕
[0229] 接著，對實施方式7的旋轉-直線運動轉換裝置660進行說明。圖11是實施方式 7的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子610的旋轉方 向、軌道640a及640b的移動方向。
[0230] 如圖11所示，旋轉-直線運動轉換裝置660可以說是使不同結構的兩個實施方式 3的旋轉-直線運動轉換裝置260共用1個磁體轉子且使兩個驅動頭部合并成1個驅動頭 部。
[0231] 與實施方式5的旋轉-直線運動轉換裝置460相比，旋轉-直線運動轉換裝置660 由于以磁體轉子為中心而將齒列構成上下非對稱構造而不同。
[0232] <旋轉-直線運動轉換裝置的結構>
[0233] 旋轉-直線運動轉換裝置660具有驅動頭部630、軌道640a、軌道640b。驅動頭部 630具備磁體轉子610和齒列620。磁體轉子610同心狀地配置于驅動頭部630的內部，以 形成驅動頭部630的圓筒狀的內部空間和間隙615。齒列620由齒列620a和620b構成。 齒列620a從驅動頭部630的內部空間朝向軌道640a章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道 640a形成間隙625a。齒列620b從驅動頭部630的內部空間朝向軌道640b進行章魚爪狀 地延伸設置，以相對于軌道640b形成間隙625b。軌道640a、640b以相互平行的方式配置 于驅動頭部630的上下兩側。驅動頭部630和軌道640a經由齒列620a進行對向配置，在 軌道640的延伸方向上可進行相對移動。驅動頭部630和軌道640b經由齒列620b對向配 置，且在軌道640的延伸方向上可相對移動。磁體轉子610在驅動頭部630內旋轉自如地 支承。
[0234] 磁體轉子610、軌道640a及640b的結構分別與實施方式3的磁體轉子210、軌道 240的結構相同。
[0235] 在齒列620a上形成有分配于磁體轉子610的每個極的齒數Mta為5的形狀及長 度不同的齒624a、624b、…。另外，在齒列620b上形成有分配于磁體轉子610的每個極的 齒數Mtb為6的形狀及長度不同的齒624a、624b、…。
[0236] 齒列620a的齒距Ta及齒列620b的齒距Tb分別滿足式1所示的關系，同時，以滿 足下述式5所示的關系的方式形成齒距Ta、Tb。
[0237] Tb < 2 · P < Ta，（Tb < Ta)(式 5)
[0238] 在此，P為磁體列652a及磁體列652b共同的磁體間距
[0239] 圖11中，如上述，分配于磁體轉子10的每個極的齒列620a的齒數Mta為5,分配 于磁體轉子10的每個極的齒列620b的齒數Mtb為6。因此，關于齒列620a，式1中設為k =+1，將齒距Ta形成為（Ρ·11 / 5),關于齒列620b,上述的式1中設為k=-l,將齒距 Tb形成為（P· 11 / 6)。齒列620a及620b的其它結構與實施方式3相同。
[0240] <旋轉-直線運動轉換裝置的動作>
[0241] 未圖示在旋轉-直線運動轉換裝置660中形成的閉磁場H，但二平分成環繞磁體轉 子610、齒列620a、軌道640a的閉磁場H1和環繞磁體轉子610、齒列620b、軌道640b的閉 磁場H2。二平分的閉磁場H1、H2相互獨立且磁通不混雜。因此，閉磁場H1、H2可視為實際 上與實施方式3的旋轉-直線運動轉換裝置260中形成的閉磁場相同。因此，旋轉-直線 運動轉換裝置660的動作原理也與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60的動作原理 相同。
[0242] 在實施方式7的旋轉-直線運動轉換裝置660的情況下，磁體轉子610的圓周速 度Vr和軌道640a的移動速度Vml的關系，
[0243] 由于磁體轉子610的極數為Μ = 4,系數k = + 1，因此，
[0244] 當將M = 4、k =+ 1代入式2時，
[0245] 成為 Vml / Υτ=+4·Ρ / (π .D)。
[0246] 另一方面，磁體轉子610的圓周速度Vr和軌道640b的移動速度Vm2的關系，
[0247] 由于磁體轉子610的極數為Μ = 4,系數k = - 1，因此，
[0248] 當將M = 4、k =- 1代入式2時，
[0249] 成為 Vm2 / Vr = - 4 · P / ( π · D)。
[0250] 因此，在將驅動頭部630固定以使其不能移動的情況下，若磁體轉子610旋轉1 圈，則軌道640a移動+ 4 · P，且軌道640b移動一 4 · P。從磁體轉子610觀察，軌道640a、 640b向同方向移動相同距離。因此，軌道640a、640b相對于驅動頭部630的相對移動成為 同速度同方向。
[0251] 另外，在將軌道640a、640b固定以使其不能移動的情況下，若旋轉磁體轉子610， 則驅動頭部630可以在軌道640a、640b之間向1個方向相對移動。在該情況下，上下面中 的磁吸力相抵，因此，在驅動頭部630的相對移動時可減輕對軌道640a、640b的負擔，摩擦 變少，且可以進行更高精度的定位。
[0252] 旋轉-直線運動轉換裝置660與實施方式1的旋轉-直線運動轉換裝置60 -樣， 以軌道的延伸方向磁化的磁體列使要通過軌道的磁通整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0253] 另外，旋轉-直線運動轉換裝置660以同時滿足上述式1及式5所示的關系的方 式設定齒列的齒距，且驅動頭部的上下側的兩個軌道的磁體間距相等，因此，相對于驅動頭 部，可以使上下側的兩個軌道以同速度同方向進行同時移動。因此，驅動頭部的上下面中的 磁吸力相抵，因此，在驅動頭部的相對移動時可減輕對軌道的負擔，摩擦變少，且可以進行 更高精度的定位。
[0254] 〔實施方式8〕
[0255] 接著，對實施方式8的旋轉-直線運動轉換裝置760進行說明。圖12是實施方式 8的旋轉-直線運動轉換裝置的結構圖。附圖中的黑箭頭分別表示磁體轉子710的旋轉方 向、軌道740a及740b的移動方向。
[0256] 如圖12所示，旋轉-直線運動轉換裝置760可以說是使不同結構的兩個實施方式 4的旋轉-直線運動轉換裝置360共用1個磁體轉子且使兩個驅動頭部合并成1個驅動頭 部。
[0257] 與實施方式6的旋轉-直線運動轉換裝置560相比，旋轉-直線運動轉換裝置760 由于以磁體轉子為中心而將齒列構成上下非對稱構造而不同。
[0258] 旋轉-直線運動轉換裝置760是引入實施方式7的旋轉-直線運動轉換裝置660 的技術思想且適用于實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360而形成的裝置。
[0259] <旋轉-直線運動轉換裝置的結構>
[0260] 旋轉-直線運動轉換裝置760具有驅動頭部730、軌道740a、軌道740b。驅動頭部 730具備磁體轉子710和齒列720。磁體轉子710同心狀地配置于驅動頭部730的內部，以 形成驅動頭部730的圓筒狀的內部空間和間隙715。齒列720由齒列720a和720b構成。 齒列720a從驅動頭部730的內部空間朝向軌道740a章魚爪狀地延伸設置，以相對于軌道 740a形成間隙725a。齒列720b從驅動頭部730的內部空間朝向軌道740b章魚爪狀地延 伸設置，以相對于軌道740b形成間隙725b。
[0261] 軌道740a、740b以相互平行的方式配置于驅動頭部730的上下兩側。驅動頭部 730和軌道740a經由齒列720a進行對向配置，在軌道740的延伸方向上可進行相對移動。 驅動頭部730和軌道740b經由齒列720b對向配置，且在軌道740的延伸方向上可相對移 動。磁體轉子710在驅動頭部730內旋轉自如地支承。
[0262] 磁體轉子710的結構分別與實施方式4的磁體轉子310相同。
[0263] 在齒列720a上形成有分配于磁體轉子710的每個極的齒數Mta為13的形狀及長 度不同的齒724a、724b、…。另外，在齒列720b上形成有分配于磁體轉子710的每個極的 齒數Mtb為15的形狀及長度不同的齒724a、724b、…。
[0264] 齒列720a具備以軌道740a的延伸方向磁化的磁體間距為Pa的磁體列752a。齒 列720b具備以軌道740b的延伸方向磁化的磁體間距為Pb的磁體列752b。磁體列752a、 752b使要通過齒列720的磁通整列。利用磁體列752a、752b，要通過齒列720的大部分磁 通在被整列的狀態下通過，因此，漏磁通減少。磁體列752a、752b使相鄰的永久磁體754a、 754a的同極性面（N極側)經由磁性體部726a在軌道740a、740b的延伸方向上面對面，且使 相鄰的永久磁體754b、754b的同極性面（S極側）經由磁性體部726b在軌道740a、740b的 延伸方向上面對面。齒列720a、720b的其它結構與實施方式2相同。
[0265] 軌道740a使來自磁體轉子710的磁體列712的磁通經由齒列720a的磁性體部 726a而通過。另外，軌道740a使軌道740a的磁通經由磁性體部726a、726b通向磁體轉子 710的磁體列712。在軌道740a上，沿著其延伸方向形成有間距為T的磁齒742a。磁齒 742a吸收通過齒列720a的磁性體726a的大部分磁通。
[0266] 軌道740b使來自磁體轉子710的磁體列712的磁通經由齒列720b的磁性體部 726b而通過。另外，軌道740b使軌道740b的磁通經由磁性體部726a、726b通向磁體轉子 710的磁體列712。在軌道740b上，沿著其延伸方向形成有間距為T的磁齒742b。磁齒 742b吸收通過齒列720b的磁性體726a的大部分磁通。
[0267] 設于軌道740a、740b的磁齒742a、742b的磁齒間距T以滿足式3所示的關系，同 時滿足下述式6所示的關系的方式形成。
[0268] 2 · Pb < T < 2 · Pa，（式 6)
[0269] 在此，Pb為磁體列752b的磁體間距
[0270] Pa為磁體列752a的磁體間距
[0271] 圖12中，如上述，分配于磁體轉子710的每個極的齒列720a的齒數Mpa為13,分 配于磁體轉子710的每個極的齒列720b的齒數Mpb為15。因此，關于齒列720a，在式3中， 設為k =一 1，磁齒間距T和磁體列752a的磁體間距Pa的關系成為T = Pa ·24 / 13。另 夕卜，關于齒列720b，在式3中設為k =+ 1，磁齒間距Τ和磁體列752b的磁體間距Pb的關 系成為T = Pb · 32 / 15。軌道740a、740b的其它結構與實施方式2相同。
[0272] <旋轉-直線運動轉換裝置的動作>
[0273] 未圖示在旋轉-直線運動轉換裝置760中形成的閉磁場H，但二平分成環繞磁體轉 子710、齒列720a、軌道740a的閉磁場H1和環繞磁體轉子710、齒列720b、軌道740b的閉 磁場H2。二平分的閉磁場H1、H2相互獨立且磁通不混雜。因此，閉磁場H1、H2可視為實際 上與實施方式4的旋轉-直線運動轉換裝置360中形成的閉磁場相同。因此，旋轉-直線 運動轉換裝置660的動作原理也與實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160的動作原理 相同。
[0274] 在實施方式8的旋轉-直線運動轉換裝置760的情況下，磁體轉子710的圓周速 度Vr和軌道740a的移動速度Vtl的關系，
[0275] 由于磁體轉子710的極數為Μ = 4,系數k = - 1，因此，
[0276] 當將Μ = 4、k = - 1代入式4時，
[0277] 成為 Vtl / Vr = + 2 · T / ( π · D)。
[0278] 另一方面，磁體轉子710的圓周速度Vr和軌道740b的移動速度Vt2的關系，
[0279] 由于磁體轉子710的極數為Μ = 4,系數k = + 1，因此，
[0280] 當將M = 4、k =+ 1代入式2時，
[0281] 成為 Vt2 / Vr = - 2 · T / ( π · D)。
[0282] 因此，在將驅動頭部730固定以使其不能移動的情況下，若磁體轉子710旋轉1 圈，則軌道740a移動+ 2 · T，且軌道740b移動一 2 · T。從磁體轉子710觀察，軌道740a、 740b向同方向移動相同距離。因此，軌道740a、740b相對于驅動頭部730的相對移動成為 同速度同方向。
[0283] 另外，在將軌道740a、740b固定以使其不能移動的情況下，若旋轉磁體轉子710， 則驅動頭部730可以在軌道740a、740b之間向1個方向相對移動。在該情況下，上下面中 的磁吸力相抵，因此，在驅動頭部730的相對移動時可減輕對軌道740a、740b的負擔，摩擦 變少，且可以進行更高精度的定位。
[0284] 旋轉-直線運動轉換裝置760與實施方式2的旋轉-直線運動轉換裝置160 -樣， 以軌道的延伸方向磁化的磁體列使要通過齒列的磁通整列，因此，可實現漏磁通的極小化、 較大的容許推力及大范圍的增減速比。
[0285] 另外，旋轉-直線運動轉換裝置760以同時滿足上述式3及式6所示的關系的方 式設定齒列的齒距，且驅動頭部的上下側的兩個軌道的磁體間距相等，因此，相對于驅動頭 部，可以使上下側的兩個軌道以同速度同方向進行同時移動。因此，驅動頭部的上下面中的 磁吸力相抵，因此，在驅動頭部的相對移動時可減輕對軌道的負擔，摩擦變少，且可以進行 更高精度的定位。
[0286] 以下，參照圖13?17,對根據磁體轉子710的旋轉位置而形成的閉磁場Η的變化 進行說明。如圖13?17所示，在使磁體轉子710從圖13所示的位置按照逆時針旋轉方向 從〇度到180度以45度為單位而旋轉的情況下，磁體轉子710的各旋轉位置中的閉磁場Η 的形狀及磁通的流動方向不同。附圖中，由于標記Υ表示磁體轉子710當前的旋轉位置，且 基準線I 一 I表示軌道740a、740b的相對移動距離，因此，進行假設顯示。
[0287] 圖13是磁體轉子710在0度位置的閉磁場的說明圖。在附圖所示的位置，磁體轉 子710的上、下側為S極，左、右側為N極。因此，環繞磁體轉子710、齒列720a、軌道740a 的閉磁場HI和環繞磁體轉子710、齒列720b、軌道740b的閉磁場H2如下流過磁通。
[0288] 閉磁場H1的磁通經由位于附圖兩側的齒列720a從磁體轉子710的N極流入軌道 740a的接收區域。另外，經由位于附圖中央側的齒列720a從軌道740a的輸送區域向磁體 轉子710的S極吸收磁通。
[0289] 閉磁場H2的磁通經由位于附圖兩側的齒列720b從磁體轉子710的N極流入軌道 740b的接收區域。另外，經由位于附圖中央側的齒列720b從軌道740b的輸送區域向磁體 轉子710的S極吸收磁通。
[0290] 圖14是磁體轉子710在45度位置的閉磁場的說明圖。在附圖所示的位置，磁體 轉子710的左上、右下側為S極，左下、右上側為N極。因此，環繞磁體轉子710、齒列720a、 軌道740a的閉磁場HI和環繞磁體轉子710、齒列720b、軌道740b的閉磁場H2如下流過磁 通。
[0291] 閉磁場H1的磁通經由位于附圖左半側的齒列720a從磁體轉子710的N極流入軌 道740a的接收區域。另外，經由位于附圖右半側的齒列720b從軌道740b的輸送區域向磁 體轉子710的S極吸收磁通。
[0292] 閉磁場H2的磁通經由位于附圖右半側的齒列720b從磁體轉子710的N極流入軌 道740b的接收區域。另外，經由位于附圖左半側的齒列720b從軌道740b的輸送區域向磁 體轉子710的S極吸收磁通。
[0293] 另外，在將驅動頭部730固定以使其不能移動的情況下，根據式4,軌道740a、740b 相對于基準線I 一 I的位置分別向附圖右側移動T / 4。
[0294] 圖15是磁體轉子710在90度位置的閉磁場的說明圖。在附圖所示的位置，磁體 轉子710的左、右側為S極，上、下側為N極。因此，環繞磁體轉子710、齒列720a、軌道740a 的閉磁場HI和環繞磁體轉子710、齒列720b、軌道740b的閉磁場H2如下流過磁通。
[0295] 閉磁場H1的磁通經由位于附圖中央側的齒列720a從磁體轉子710的N極流入軌 道740a的接收區域。另外，經由位于附圖兩側的齒列720a從軌道740a的輸送區域向磁體 轉子710的S極吸收磁通。
[0296] 閉磁場H2的磁通經由位于附圖中央側的齒列720b從磁體轉子710的N極流入軌 道740b的接收區域。另外，經由位于附圖兩側的齒列720b從軌道740b的輸送區域向磁體 轉子710的S極吸收磁通。
[0297] 另外，在將驅動頭部730固定以使其不能移動的情況下，根據式4,軌道740a、740b 分別向附圖右側移動T / 2。
[0298] 圖16是磁體轉子710在135度位置的閉磁場的說明圖。在附圖所示的位置，磁體 轉子710的左下、右上側為S極，左上、右下側為N極。因此，環繞磁體轉子710、齒列720a、 軌道740a的閉磁場HI和環繞磁體轉子710、齒列720b、軌道740b的閉磁場H2如下流過磁 通。
[0299] 閉磁場H1的磁通經由位于附圖右半側的齒列720a從磁體轉子710的N極流入軌 道740a的接收區域。另外，經由位于附圖左半側的齒列720a從軌道740a的輸送區域向磁 體轉子710的S極吸收磁通。
[0300] 閉磁場H2的磁通經由位于附圖左半側的齒列720b從磁體轉子710的N極流入軌 道740b的接收區域。另外，經由位于附圖右半側的齒列720b從軌道740b的輸送區域向磁 體轉子710的S極吸收磁通。
[0301] 另外，在將驅動頭部730固定以使其不能移動的情況下，根據式4,軌道740a、740b 分別向附圖右側移動3 · T / 4。
[0302] 圖17是磁體轉子710在180度位置的閉磁場的說明圖。在附圖所示的位置，磁體 轉子710的左、右側為N極，上、下側為S極。因此，環繞磁體轉子710、齒列720a、軌道740a 的閉磁場HI和環繞磁體轉子710、齒列720b、軌道740b的閉磁場H2如下流過磁通。
[0303] 閉磁場H1的磁通經由位于附圖兩側的齒列720a從磁體轉子710的N極流入軌道 740a的接收區域。另外，經由位于附圖中央側的齒列720a從軌道740a的輸送區域向磁體 轉子710的S極吸收磁通。
[0304] 閉磁場H2的磁通經由位于附圖兩側的齒列720b從磁體轉子710的N極流入軌道 740b的接收區域。另外，經由位于附圖中央側的齒列720b從軌道740b的輸送區域向磁體 轉子710的S極吸收磁通。
[0305] 另外，在將驅動頭部730固定以使其不能移動的情況下，根據式4,軌道740a、740b 分別向附圖右側移動T。
[0306] <本發明的動力傳遞裝置的應用例>
[0307] 接著，簡單說明具有上述那樣的結構的旋轉-直線運動轉換裝置的應用例。
[0308] 圖18是表示本發明的旋轉-直線運動轉換裝置的一個應用例的圖。
[0309] 如圖所示，旋轉-直線運動轉換裝置860 (例如實施方式8的結構）在內部具有使 電動機等動力產生器或發電機Ge等與磁體轉子810連接的動力輸入輸出部870。
[0310] 旋轉-直線運動轉換裝置860的磁體轉子810、齒列820、動力輸入輸出部870利 用結合零件880結合而構成1個驅動頭部830。在結合零件880的兩端部安裝有兩個滑塊 890,在各個滑塊890中嵌入有滑軌的頭部。
[0311] 旋轉-直線運動轉換裝置860的軌道840a、840b以分別與兩個滑軌的頭部可滑動 的方式連接。本應用例中，還利用1個結合零件881結合軌道840a、840b，以使軌道840a、 840b只可以向相同方向移動。在不需要軌道840a、840b向相互相同的方向移動的情況下， 也可以沒有結合零件881。
[0312] 旋轉-直線運動轉換裝置860在動力輸入輸出部870從外部電動機等接收動力的 情況下，可以將由電動機旋轉的磁體轉子810的旋轉運動轉換成驅動頭部830或軌道840a、 840b的直線運動。另外，旋轉-直線運動轉換裝置860在動力輸入輸出部870向外部發電 機Ge等輸出動力的情況下，可以將驅動頭部830或軌道840a、840b的直線運動轉換成磁體 轉子810的旋轉運動。
[0313] 這樣，本發明的旋轉-直線運動轉換裝置860使用結合零件880、滑塊890、滑軌等 安裝于電動機或發電機Ge等進行使用。
【權利要求】
1. 一種旋轉-直線運動轉換裝置，包括： 圓筒狀的磁體轉子，其具備徑方向磁化的磁體列； 直線狀的軌道，其具備多個凹凸部； 齒列，其在所述磁體轉子和所述軌道之間使所述磁體轉子的磁體列的磁通通過；以及 磁體列，其為了使所述磁體轉子的磁體列的磁通被整列朝向所述軌道的凹凸部而沿所 述軌道的延伸方向磁化， 其中，沿所述軌道的延伸方向磁化的磁體列以使相鄰的磁體的同極性面在所述延伸方 向上面對面地形成。
2. 如權利要求1所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，沿所述軌道的延伸方向磁化的 磁體列容納于所述軌道的凹凸部中的凹部。
3. 如權利要求1所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 所述軌道的凹凸部中的凸部為磁性體部， 所述齒列的一方末端以沿著所述磁體轉子的周方向相互連結而形成容納所述磁體轉 子的圓筒狀的內部空間，另一方末端以一定間距分支且各齒的前端朝向所述軌道的凹凸部 而對峙。
4. 如權利要求3所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，所述齒列的一方末端的各齒的 連結部使在所述磁體轉子的徑方向的厚度變薄，以在相鄰的齒之間不流過磁通。
5. 如權利要求3所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，沿所述軌道的延伸方向磁化的 磁體列容納于以所述一定間距分支的各齒之間。
6. 如權利要求3所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，所述軌道以所述磁體轉子為中 心在平行或交叉的方向上設置多個。
7. 如權利要求3所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，所述磁體轉子在所述齒列的一 方末端形成的圓筒狀的內部空間內被旋轉自如地支承。
8. 如權利要求3所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，所述齒列的另一方末端的各齒 的前端相對于所述軌道的凹凸部具有一定間隙。
9. 如權利要求1所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中，所述軌道在其延伸方向上被往 返移動自如地支承。
10. -種旋轉-直線運動轉換裝置，包括： N極的磁體轉子，N為偶數； 驅動頭部，其由在所述磁體轉子的周圍經由一定間隙與至少兩個極以上對向的齒列構 成；以及 軌道，其能夠在與所述磁體轉子的旋轉軸正交的方向上移動，且內置有磁體列， 其中，所述軌道在與所述磁體轉子的旋轉軸平行的面上經由一定間隙與所述齒列對 向， 所述驅動頭部和所述軌道進行相對移動運動。
11. 如權利要求10所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 當進行以下設定時： N :磁體轉子的極數、Mt :均配于磁體轉子每個極的齒數、P :磁體列的磁體間距、D :磁體 轉子的直徑、F :磁體轉子的旋轉速度、Vr :磁體轉子的圓周速度、Vm :軌道的移動速度、T :齒 列間距， 各齒的間距用以下表示： T =(2 · P) + k · (P / Mt)，系數 k = + 1 或一1， 磁體轉子的圓周速度和軌道的移動速度之比，即減速比，用以下表示： Vm / Vr = (k · N · P) / ( π · D)〇
12. 如權利要求10所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 所述軌道配置于所述磁體轉子的兩側。
13. 如權利要求12所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 配置于所述磁體轉子的兩側的兩個所述軌道的磁體列的各磁體間距相等且為P， 在將分別對向的兩個齒列間距設為Ta、Tb，且Ta > Tb時， Tb < 2 · P < Ta的關系成立。
14. 一種旋轉-直線運動轉換裝置，包括： N極的磁體轉子，N為偶數； 驅動頭部，其由在所述磁體轉子的周圍經由一定間隙與至少兩個極以上對向且具有磁 體列的齒列構成；以及 軌道，其能夠在與所述磁體轉子的旋轉軸正交的方向上移動， 其中，所述軌道在與所述磁體轉子的旋轉軸平行的面上經由一定間隙與所述齒列對 向， 所述驅動頭部和所述軌道進行相對移動運動。
15. 如權利要求14所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 當進行以下設定時： N :磁體轉子的極數、Mp :均配于磁體轉子每個極的齒數、P :磁體列的磁體間距、D :磁體 轉子的直徑、F :磁體轉子的旋轉速度、Vr :磁體轉子的圓周速度、Vt :軌道移動速度、T :齒列 間距， 各齒的間距用以下表示： T =(2 · P) + k · (2 · P / Mp)，系數 k = + 1 或一1， 磁體轉子的圓周速度和軌道的移動速度之比，即減速比，用以下表示： Vt / Vr=(-k*N*T / 2) / (π *D)〇
16. 如權利要求14所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 所述軌道配置于所述磁體轉子的兩側。
17. 如權利要求16所述的旋轉-直線運動轉換裝置，其中， 配置于所述磁體轉子的兩側的兩個所述軌道的齒距相等且為T， 在將分別對向的兩個齒列間距設為Pa、Pb，且Pa > Pb時， 2. Pb < T < 2 · Pa的關系成立。
【文檔編號】H02K41/03GK104104209SQ201410128894
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2013年4月2日
【發明者】杉田聰, 唐玉琪, 三澤康司, 宮入茂德 申請人:山洋電氣株式會社