专利名称：线性电动机的制动装置以及用于定位线性电动机的活动部件的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于线性电动机的制动装置，该装置用于设定线性电动机的活动部件相对于该线性电动机的固定部件的位置，本发明还涉及一种用于设定该活动部件位置的方法。
背景技术：
线性电动机包括设置在其活动部件和固定部件任一个上的线圈，根据需要，永磁体设置在该活动部件与固定部件的另一个上，从而该永磁体与线圈相对。该活动部件借助一推力相对固定部件移动，当电流流经线圈时，基于佛莱明左手定则产生上述推力。在此布置中，制动装置被设置作用于活动部件。当提供给线圈的电力中断时，或当活动部件移动到预定位置时，通过致动制动装置，活动部件相对固定部件设置在一预定位置(参见日本未审公开专利号2000-184686与8-251904)。
在日本未审公开专利2000-184686所公开的制动装置中，电磁铁与制动片借助一盘形元件连接到活动部件的侧部，而与电磁铁及制动片相对的制动底板则布置在与活动部件的上述侧部相对的固定部件的一侧上。在这种布置中，当施加到电磁铁上的电力中断时，制动片通过线圈弹簧产生的推力按压制动底板，所述线圈弹簧设置在电磁铁与制动片之间。因此，活动部件被设定在相对固定部件的预定位置上。
在日本未审公开专利8-251904所公开的制动设备中，盘形元件沿固定部件的一个侧部从活动部件的一个侧部延伸。位于固定部件的所述侧部相对侧的电磁铁设置在盘形元件的前端。通过这种布置，当施加到电磁铁上的电力停止时，电磁铁利用永磁体并借助连接到电磁铁前端的永磁体的磁通量所产生的电磁力按压固定部件的所述侧部。结果，活动部件被设置在相对固定部件的一个预定位置。
最近，对于线性电动机，要求其实现精确定位，例如达到不多于1μm的程度。为了得到如上所述的更高精确定位，线性电动机的活动部件需要使用制动装置相对固定部件正确定位。为此目的，制动片与固定部件间的反冲必须低至尽可能的小，而且制动片与活动部件之间的反冲与位置偏差也应该抑制得尽可能的小。
但是，在日本未审公开专利2000-184686所公开的制动装置中，制动片与固定部件间的游隙导致反冲，不可能将活动部件相对固定部件确定在如上所述的不多于1μm的精确位置。另一方面，在日本未审公开专利8-251904所公开的制动装置中，即使电磁铁与制动片制成整体，用于支撑电磁铁的板簧也并非刚性固定。因此，当活动部件相对固定部件定位时，不可能避免活动部件相对制动装置的位置偏差。此外，在日本未审公开专利2000-184686与8-251904所公开的制动装置中，制动片并非刚性固定。因此，产生一个问题，即活动部件一旦被定位就可能经受由于制动片的变形而引起的位置偏差，即使在活动部件相对固定部件定位之后。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于线性电动机的制动装置，该制动装置有可能使活动部件相对固定部件精确定位，此外，还有可能可靠避免已定位的活动部件的位置偏差。本发明也提供了一种用于设定线性电动机的活动部件位置的方法。
本发明的上述及其它目的、特征及优点将通过下文的描述并结合附图更清楚，所述附图是借助示例性的例子显示本发明的一个最佳实施例。
图1显示根据本发明一实施例的装有制动装置的线性电动机的透视图；图2显示图1所示线性电动机的分解透视图；图3显示图1和图2所示的制动装置的放大透视图；
图4显示沿图1中IV-IV线剖视图；图5显示沿图1中V-V线的剖视图；图6显示装有制动装置的线性电动机的透视图，该制动装置设置在箭头A1所示方向的导轨的一端。
具体实施例方式
如图1和2所示，具有根据本发明一实施例的用于线性电动机的制动装置10(下文也称作“制动装置10”)的线性电动机12包括一装有线圈14的固定部件16和装有两个与线圈14相对设置的永磁体18a，18b的活动部件20。
如图1至5所示，固定部件16包括一导轨22，布置在导轨22上表面上大致中间部分上的线圈14，和一个包含未显示电路的驱动部件24。
从底部朝着活动部件20伸出的突出部26a，26b在导轨22两侧上形成。如图1-3所示在箭头A方向上延伸的导槽28a，28b分别在突出部26a，26b的外部形成。用作转动元件的多个球30a，30b布置在导槽28a，28b内。在这种布置中，导轨22与活动部件20的滑动台32具有大致相同的宽度。导轨22的各个突出部26a，26b相对滑动台32的突出部34a，34b在内侧形成(参见图4和5)。
线圈14是包含导电单丝的空芯线圈，所述单丝涂有绝缘膜并与树脂构成的绝缘材料模制到一起。
包含在驱动部件24内的电路分别电连接到线圈14的单丝及构成制动装置10的各线圈36a，36b的单丝上。基于从未显示的外部设备输入的控制信号，电流产生并流经各单丝。当活动部件20的滑动台32在箭头A1方向移动时，驱动部件24还起挡块的作用，阻碍滑动台32沿箭头A1方向上的移动。图1显示了滑动台32抵靠驱动部件24的状态，以便阻止活动部件20在箭头A1方向的前进。
如图2所示，导轨22在接近驱动部件24的部分上形成有多个螺孔38。导轨22使用未显示的螺钉能够被固定到另一元件上，所述螺钉可螺入各螺孔38。
另一方面，如图1-5所示，活动部件20包括一个具有大体U型的横截面的滑动台32，和两个永磁体18a，18b，永磁体18a，18b相对线圈14设置在滑动台32底表面上的大致中央位置上。
从底部朝着固定部件16伸出的突出物34a，34b在滑动台32的两侧形成。导槽40a，40b沿着各突出物34a，34b的内部形成，球30a，30b沿箭头A方向设置在导槽内。在这种布置中，滑动台32和导轨22通过球30a，30b彼此相连(参见图4和5)。
换言之，在线性电动机12的情况下，导轨22与滑动台32如此设置，以便导槽28a，28b具有与导槽40a，40b大致相同的高度。多个球30a，30b作为有限长度的线性引导件容纳在导槽28a，28b与导槽40a，40b之间形成的间隙内。因此，在各个球30a，30b的旋转产生的引导作用下，活动部件20相对于固定部件16在箭头A方向上移动。
永磁体18a，18b大致为矩形，并且在相互不同的方向磁化。永磁体18a，18b固定到滑动台32的底表面，而且彼此被分开预定距离。例如，参见图1，2，4和5，当永磁体18a在向上方向上被磁化时，永磁体18b则在向下的方向被磁化。此外，永磁体18a，18b每个的宽度被设定为比线圈14的宽度窄。
多个螺孔42沿箭头A方向在滑动台32的各端上形成。另一元件可以通过未显示的螺钉的帮助而被固定到滑动台32上，所述螺钉螺入各螺孔42内。
如上所述的线性电动机12情况中，导轨22和滑动台32都由磁性元件构成。形成球30a，30b的球形元件包括由磁性元件形成的钢球加之由非磁性元件构成的球形元件。磁性钢球与非磁性球形元件沿箭头A方向交替设置。
如图1-5所示，制动装置10包括一支撑部件44，该支撑部件44沿箭头A2方向在导轨22的一端上设置于其上表面上。支撑部件44设置在导轨22的上表面上，而且与活动部件20分离。板簧46(弹性元件)具有一近端47a，其以活动部件20与固定部件16之间的悬臂形式被支撑部件44支撑。制动片50和磁通量贯通元件52被螺钉48固定到板簧46的前端47b上。当从上方位置看制动装置10时，被板簧46叠盖的两个磁通量生成部件54a，54b被设置在导轨22的上表面，而且与活动部件20分开。
支撑部件44包括一个设置在导轨22上表面上的高度可调的垫片56，具有大体U型横截面的设置在垫片56上的隔板58，和设置在板簧46近端47a上的板型垫圈62，其中板簧46的近端47a设置在隔板58的上部形成的凹槽内。
在此布置中，在箭头A方向，垫片56和隔板58被螺钉64固定到导轨22上，螺钉64被螺入在导轨22内形成的未显示的螺孔内和在垫片56与隔板58两端上形成的未显示的螺孔内。板簧46被螺钉66固定到支撑部件44上，螺钉66在箭头A方向插入在垫圈62两端上形成的孔内，和在近端47a上形成的相应孔内，及在凹槽60内形成的相应螺孔内，其中近端47a被设置在凹槽60内，垫圈62设置在近端47a的上表面上。
支撑部件44被设置以便垫片56，隔板58，板簧46的近端47a，和垫圈62的各个侧表面都抵靠突出部26a布置在突出部26a的一侧。
板簧46的近端47a以悬臂形式被支撑部件44支撑。板簧46从支撑部件44沿着导轨22的上表面和滑动台32的底表面朝着突出部26b延伸(参见图2，4，5)。在此布置中，根据板簧46的弹性力，板簧46的前端47b绕近端47a的支点或支撑点朝着活动部件20可移动。
板型制动片50设置在板簧46前端47b的上表面上，在面对滑动台32的一侧上。砧板型磁通量贯通元件52设置在导轨22一侧上的底表面上。制动片50与磁通量贯通元件52被螺钉48固定到板簧46的前端47b上，所述螺钉48在箭头A方向螺入在制动片50两端上形成的孔内，和在板簧46前端47b上形成的各个孔内，及在与各孔对应的磁通量贯通元件52内形成的螺孔内。
当磁通量生成部件54a，54b未生成螺通量时，制动片50的上表面面对面地接触并抵靠滑动台32的底表面。也就是说，在此条件下，制动片50设置得比构成制动装置10的其它元件更高(参见图4)。
如图2至5所示，磁通量生成部件54a，54b在支撑部件44与磁通量贯通元件52之间被设置在导轨22的上表面上。磁通量生成部件54a，54b被构造成电磁铁，装有中空圆筒形线圈36a，36b，线圈上缠绕导电单丝。磁通量生成部件54a，54b还涂敷有绝缘膜并与树脂构成的绝缘元件一起模制。铁芯70a，70b向内插入到线圈36a，36b中。
法兰72a，72b形成于各铁芯70a，70b的上部并从铁芯70a，70b处径向向外扩大。当铁芯70a，70b插入线圈36a，36b时，法兰72a，72b设置在线圈36a，36b的上表面上。在此情况下，线圈36a，36b和铁芯70a，70b被螺钉74a，74b固定到导轨22上，所述螺钉螺入在铁芯70a，70b内形成的螺孔内及在导轨22内形成的螺孔内。
制动装置10(参见图1至5)包括板簧46，螺钉48，66，74a，74b，磁通量贯通元件52，垫片56，隔板58，垫圈62和铁芯70a，70b，它们都由磁性元件构成。结果，当电流从驱动部件24流经线圈36a，36b的单丝时，产生磁通量，其中磁通量穿过作为磁性元件的板簧46，且磁通量还穿过螺钉48和磁通量贯通元件52。因此，产生自磁通量的电磁力克服着板簧46的弹性力被施加，并且作用在板簧46的前端47b、螺钉48以及磁通量贯通元件52。如上所述，并不需要制动装置10的所有元件都由磁性元件构成。制动装置10也可以由下述方式形成，其中例如，仅板簧46，螺钉48，磁通量贯通元件52，隔板58和铁芯70a，70b由磁性元件构成，由此电磁力作用于板簧46上。
此外，制动片50可以由树脂材料、工程塑料材料或橡胶材料构成。但是，最好当制动片50由摩擦系数、耐热性和抗磨损性大于前述材料的金属陶瓷材料构成时，当制动片50的上表面与滑动台32的底表面面对面接触时，活动部件20能被设置得更精确，以便将活动部件20设定在预定位置上。
根据本发明实施例的制动装置10基本如上所述构成。接下来，将参见附图1至5解释由活动部件20上的制动装置10实现的制动操作(即，设定并维持活动部件20相对于固定部件16的位置的操作)。
现在将解释使用制动装置10以定位并固定活动部件20的操作，关于第一种情况(例1)，其中活动部件20从图1所示位置沿箭头A2方向移到预定位置，关于第二种情况(例2)，其中活动部件20从图1所示位置沿箭头A2方向移到预定位置，在此情况下，线性电动机12以直立方式被设置。在例2中，假定箭头A2的方向是竖直向下的方向。
首先，根据例1阐述活动部件20的定位操作。
当电力未被驱动部件24施加到线圈36a，36b的各单丝上时，如图4所示，由于板簧46的弹性力，制动片50压靠滑动台32的底表面(即，压力是在图4所示的箭头方向)。因此，滑动台32被固定并保持在图1所示的位置上。未显示的磁路通过由永磁体18a，18b生成的磁通量形成在线性电动机12内。
随后，当电流产生并从驱动部件24流至线圈36a，36b的各单丝时，如图5所示，由于流经线圈36a，36b的各单丝的电流所产生的磁通量，磁路80a，80b，80c形成在线性电动机12内。
磁路80a是线圈36a所生成的磁通量流经的磁路。磁路80a沿着这样一个路径，它穿过铁芯70a和螺钉74a，板簧46与铁芯70a和螺钉74a之间的间隙，板簧46，螺钉48和磁通量贯穿元件52，导轨22与螺钉48及磁通量贯穿元件52之间的间隙，导轨22，并返回铁芯70a和螺钉74a。
磁路80b是线圈36b所生成的磁通量流经的磁路。磁路80b沿着这样一个路径，它穿过铁芯70b和螺钉74b，板簧46与铁芯70b和螺钉74b之间的间隙，板簧46，螺钉48和磁通量贯穿元件52，导轨22与螺钉48及磁通量贯穿元件52之间的间隙，导轨22，并返回铁芯70b和螺钉74b。
磁路80c是线圈36a所生成的磁通量流经的磁路。磁路80c沿着这样一个路径，它穿过铁芯70a和螺钉74a，板簧46与铁芯70a和螺钉74a之间的间隙，板簧46，螺钉66，隔板58，垫片56，导轨22，并返回铁芯70a和螺钉74a。
如上所述穿过磁路80a，80b，80c的各磁通量所产生的电磁力在相对铁芯70a，70b和磁通量贯通元件52的板簧46部分上生成。此电磁力被施加(即图4和5所示的压力)以克服板簧46的弹性力。此外，此电磁力大于弹性力。因此，与电磁力的作用一致，板簧46和磁通量贯通元件52移离活动部件20的侧边并朝着固定部件16移动。结果，被螺钉48固定到前端47b上的制动片50与滑动台32分离并朝着固定部件16移动(第一步)。
当电力施加到线圈14的各单丝上时，制动片50已与滑动台32分离后，因而活动部件20从其相对于固定部件16实现的制动状态释放，随后，根据流经图1和2中所示线圈14的单丝的电流的方向，及电流与永磁体16a，16b生成的磁通量的方向，基于弗莱明左手定则在线圈14内产生一箭头A1方向的推力(洛伦兹力)。当固定部件16的导轨22固定到另一元件上时，基于上述推力，箭头A2方向上的推力相应地作用于活动部件20。因此，活动部件20在球30a，30b的旋转实现的引导作用下，沿箭头A2方向移动(第二步)。
图5所示的磁路80a至80c的箭头表示示例性的方向，举例来说，其中各磁通量穿过该路径，且当电流流经线圈36a，36b的单丝时，生成磁通量。
随后，当从驱动部件24施加到线圈36a，36b的电力中断时，活动部件20沿箭头A2方向已被移到预定位置后(参见图1和2)，于是线圈36a，36b停止生成磁通量，且施加在板簧46和磁通量贯通元件52上的电磁力消失了(参见附图4)。结果，先前已经移向固定部件16的板簧46和磁通量贯通元件52与板簧46的弹性力一致，现在移离固定部件16并朝着活动部件20移动。相应地，制动片50压靠滑动台32的底表面。因此，滑动台32被定位在并保持在预定位置(第三步)。
在滑动台32已被制动装置10定位在并保持在预定位置后，从驱动部件24施加至线圈14的单丝的电力被中断(参见图1和2)(第四步)。
在例1中，活动部件20如上所述已在箭头A2方向上移动后，通过使电流在与上述第二步所述的电流方向相反方向内流经线圈14的各单丝，从而生成箭头A1方向所示的推力，活动部件20可以在箭头A1方向上移动以将活动部件重新设置在图1所示位置上。
接着，在例2中，线性电动机12以直立方式设置在箭头A方向内。因此，如果以与例1第一步中进行的同样方式，进行一操作以将制动片50从活动部件20分离，恐怕在电流未流经线圈14的单丝情况中，活动部件20与未显示的固定到活动部件20上的工件可能在箭头A2方向内移动(即竖直向下方向)。
相应地，代替例1的第一步，在例2的第一步中，小于例1中施加的电流的电流被促使从驱动部件24流至线圈36a，36b的各单丝，从而在图5所示的线性电动机12中生成磁路80a，80b，80c。此外，在磁通量贯通元件52与板簧46的与铁芯70a，70b相对部分内生成穿过各磁路80a，80b，80c的磁通量所产生的电磁力。
作为小电流的结果，电磁力的大小小于板簧46的弹性力(参见图4和5)。因此，制动片50不完全与活动部件20分离，相反，制动片50施加在活动部件20上的压力降低了。
随后，当电力施加到线圈14的各单丝上时，在制动片50施加在活动部件20上的压力降低状态下，根据流经图1和2所示线圈14的单丝的电流方向及电流与永磁体16a，16b所生成的磁通量的方向，基于弗莱明左手定则，在线圈14内生成箭头A1方向的推力。在此情况下，当固定部件16固定到另一元件(未显示)上时，在球30a，30b的旋转导致的引导作用下，活动部件20在箭头A2方向上移动，同时活动部件20的底表面保持与制动片50接触(第二步)。
随后，在例2的第三步中，在活动部件20沿箭头A2方向已移动并定位(即允许保持静止)在预定位置后(如图1和图2)，从驱动部件24施加至线圈36a，36b的各单丝上的电力被中断，从而作用在板簧46和磁通量贯通元件52上的电磁力以与例1的第三步中同样的方式消失(参见图4)。相应地，仅由于板簧46的弹性力，制动片50牢固地压靠滑动台32的底表面。结果，滑动台32被定位在并保持在预定位置。
在例2的第四步中，借助制动装置10，滑动台32被定位并保持在预定位置上，且从驱动部件24施加至线圈14的各单丝上的电力以与例1的第四步中同样的方式(参见图1和2)被中断。
如上所述，当线性电动机12以直立方式设置时，执行例2的操作。但是，当线性电动机12如图1所示，位于横向放置状态时，例2也适用于定位活动部件20，其中施加于箭头A1或箭头A2方向内的外力作用于活动部件20上。
例2中，在上述第一至第三步中，制动片50施加于滑动台32底表面上的压力能通过调整流经线圈36a，36b的电流从而改变电磁力被适当变化。结果，电磁力也可以被控制，例如使得制动片50在第一步或第二步中与滑动台32分离。
如上所述的例1和例2中，一未显示的用于检测活动部件20的位移量并输出检测结果给驱动部件24的位移传感器设置在固定部件16或活动部件20上，在如上所述的各步骤中，驱动部件24基于该检测结果，计算活动部件20的目前位置与目标位置(即活动部件20在该目标位置被定位并保持)之间的差异，并基于上述计算结果改变流经各线圈14，36a，36b的单丝的电流的方向和/或大小。结果，依照基于位移感应器、驱动部件24及线圈14，36a，36b的使用的反馈控制，活动部件20能被设定在并保持在一预定位置。
如上所述，在根据本发明实施例的制动装置10中，当构成磁通量生成部件54a、54b的线圈36a，36b所生成的各磁通量穿过板簧46时，由各磁通量产生的电磁力作用在板簧46和磁通量贯通元件52上。因此，设置在前端47b上的制动片50克服着板簧46所施加的弹性力与活动部件20的滑动台32分开。结果，活动部件20相对于固定部件16移动。
另一方面，当线圈36a、36b的各磁通量降低或中断时，穿过板簧46和磁通量贯通元件52的各磁通量也降低或中断。因此，作用于板簧46和磁通量贯通元件52上的电磁力减小或消失。结果，制动片50在板簧46所施加的弹性力作用下抵靠滑动台32。因此，活动部件20相对于固定部件16被定位并保持。
即，在制动装置10中，通过降低或取消电磁力且降低或中断来自线圈36a，36b的各磁通量，借助板簧46的弹性力，滑动台32相对于导轨22被定位并保持。因此，相比较传统的其中滑动台借助电磁力被定位并保持的制动装置，本发明使得在定位完成后在温度和热生成上的增加被减小。
在传统的未装有制动装置10的线性电动机中，施加到线性电动机线圈上的电力必须连续，以便保持活动部件的定位，即使在活动部件已经相对于固定部件定位之后。因此，不可能抑制来自线圈的热的生成。相反，如上所述在根据本发明实施例的制动装置10中，滑动台32借助板簧46的弹性力定位。因此，制动装置10与线性电动机12的热生成在定位完成后会被抑制。
如上所述，制动装置10仅使用板簧46的弹性力，而不利用电磁力来定位并保持滑动台32。因此，滑动台32能被高度精确地定位。
此外，在定位完成后，制动装置10与线性电动机12不会生成电磁噪声及机械振动，这是因为滑动台32仅借助弹性力定位并保持。结果，能够避免电磁嗓声和机械振动对于由线性电动机12和制动装置10组装成的装置的影响。
在制动装置10中，设置在线性电动机12的活动部件20与固定部件16之间的板簧46在其近端47a处通过支撑部件44的帮助被固定到固定部件16上。当电磁力降低或消失时，设置在板簧46的前端47b上的制动片50直接按压滑动台32以定位并保持滑动台32。因此，相比较传统的制动装置，滑动台32的移动方向上(箭头A方向)的反冲力很小。因此，滑动台32能在很短时间内被高度精确地定位。
滑动台32使用制动片50借助面对面的接触被按压，因此滑动台32能被定位得更精确。
磁通量贯通元件52借助螺钉48被固定到板簧46的前端47b上。因此，磁通量集中在前端47b附近，一大的电磁力作用在前端47b上。结果，制动片50能够轻易地与滑动台32分开。此外，制动片50能够使用一更小的磁通量与滑动台32分开。
制动装置10设置在固定部件16和活动部件20之间，其中活动部件20以与固定部件16相反的样式设置。因此，当滑动台32被定位并保持时，可以减少作用在滑动台32上的力矩。从而，施加在固定部件16(即导轨22)上的保持制动装置10的载荷被减小。结果，制动装置10和线性电动机12的耐用性被改善。
在根据本发明实施例的用于定位线性电动机12的活动部件20的方法中，在例1的第一步中，板簧46的前端47b借助电磁力与活动部件20分离，该电磁力克服着板簧46的弹性力被施加。在第二步中，电力被施加到线圈14的各单丝上，藉此活动部件20借助线圈14生成的磁通量及永磁体18a，18b生成的磁通量所形成的推力相对于固定部件16移动。随后，在第三步中，在活动部件20移动到其预定位置后，电磁力消失，且板簧46的前端47b借助弹性力压靠滑动台32，以便相对于固定部件16定位并保持活动部件20。在最后的第四步中，停止对线圈14的电力施加。
在此过程中，滑动台32借助弹性力被定位并保持。因此，比照使用电磁力定位并保持滑动台，本发明使得在定位完成后在温度和热生成上的增加被减小。
在传统的线性电动机中，并未装有制动装置，施加到线性电动机线圈上的电力必须连续，以便保持活动部件的定位，即使在活动部件已经相对于固定部件定位之后。因此，不可能抑制来自线圈的热生成。相反，如上所述在根据本发明实施例的定位方法中，滑动台32借助板簧46的弹性力定位。因此，制动装置10与线性电动机12的热生成在定位完成后会被抑制。
如上所述，制动装置10仅使用板簧46的弹性力，而不利用电磁力来定位并保持滑动台32。因此，滑动台32能被高度精确地定位。
此外，在定位完成后，制动装置10与线性电动机12也不会产生电磁噪声及机械振动，这是因为滑动台32仅借助弹性力被定位并保持。结果，能够避免电磁嗓声与机械振动对于由线性电动机12和制动装置10组装成的装置的影响。
在根据本发明实施例的用于定位线性电动机12的活动部件20的方法中，在施加在滑动台32上的制动片50的压力被减小的状态下，活动部件20相对于固定部件16移动。因此，在线性电动机12以直立方式被设置且工件被固定到滑动台32上的状态下，当滑动台32沿竖直方向移动时，可以防止工作向下掉。当滑动台32被制动片50按压直至推力作用于滑动台32上时，能够可靠地防止滑动台32和工件掉下。
上述实施例描述了制动装置10沿箭头A2方向设置在导轨22一端的上表面上的情况。然而，代替这种布置，即使当制动装置10如图6所示沿箭头A1的方向设置在导轨22另一端的上表面上时，也必然能获得如上所述的同样的功能和效果，其中螺孔38沿箭头A2方向在导轨端部形成。
上述实施例描述了板簧46设置在与箭头A方向垂直的方向中的情况。然而，即使当板簧46设置在与箭头A方向同样的方向上，也必然能获得如上所述的同样的功能与效果。
上述实施例描述了其中线圈14设置在固定部件16上并且永磁体18a、18b设置在活动部件20上的线性电动机12的情况。然而，即使在制动装置10被设置在与如上所述的线性电动机12结构不同的线性电动机的固定部件上，也必然能获得如上所述的同样的功能和效果。
根据本发明的线性电动机的制动装置及线性电动机的活动部件的定位方法并不限于上述实施例。相反，本发明可以以其它多种形式体现，而不会偏离其要旨或实质特征。
权利要求
1.一种用于线性电动机的制动装置(10)，用于相对于该线性电动机(12)的固定部件(16)对该线性电动机(12)的活动部件(20)进行定位，该制动装置(10)包括设置在固定部件(16)上并与活动部件(20)分开的支撑部件(44)；由磁性元件组成的弹性元件(46)，该弹性元件(46)具有被支撑部件(44)以悬臂形式支撑的一近端(47a)以及能够借助于围绕近端(47a)的支点施加的弹性力按压该活动部件(20)的一前端(47b)；设置在固定部件(16)上并与活动部件(20)分开的磁通量生成部件(54a，54b)，该弹性元件(46)叠置在磁通量生成部件(54a，54b)上；其中，弹性元件(46)的前端(47b)能够根据穿过弹性元件(46)的磁通量生成部件(54a，54b)所生成的磁通量所导致的电磁力，克服所述弹性力而与活动部件(20)分开；其中，当通过减少或停止由磁通量生成部件(54a，54b)所生成的磁通量，电磁力降低或消失时，弹性元件(46)的前端(47b)借助于所述弹性力压靠活动部件(20)，以相对于固定部件(16)定位活动部件(20)。
2.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，还包括设置在弹性元件(46)的前端(47b)上的制动板(50)，使得该制动板(50)与活动部件(20)面对面接触，其中，当磁通量穿过弹性元件(46)时，制动板(50)能够借助于电磁力克服所述弹性力而与活动部件(20)分开，其中，当电磁力降低或消失时，制动片(50)借助于所述弹性力以面对面接触的方式压靠活动部件，从而相对于固定部件(16)定位活动部件(20)。
3.如权利要求2所述的用于线性电动机的制动装置，其特征在于，制动片(50)由树脂材料、工程塑料材料、橡胶材料或金属陶瓷材料构成。
4.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，还包括由磁性元件构成的磁通量贯通元件(52)，它与固定部件(16)相对地设置在弹性元件(46)前端(47b)处，该固定部件(16)也由磁性元件构成，其中，当磁通量通过磁通量生成部件(54a，54b)生成时，磁通量的磁路(80a，80b)穿过磁通量生成部件(54a，54b)、弹性元件(46)、磁通量贯通元件(52)及固定部件(16)。
5.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，其特征在于，弹性元件(46)包括一板簧。
6.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，其特征在于，磁通量生成部件(54a，54b)包括一电磁铁。
7.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，其特征在于，制动装置(10)设置在固定部件(16)与活动部件(20)之间，且活动部件(20)被设置成与固定部件(16)相对。
8.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，其特征在于，支撑部件(44)包括设置在固定部件(16)的一个表面上的高度调节垫片(56)、设置在垫片(56)上的隔板(58)、以及设置在隔板(58)之上的垫圈(62)，且弹性元件(46)的近端(47a)插在隔板(58)与垫圈(62)之间；垫片(56)和隔板(58)借助螺钉(64)固定到固定部件(16)上；弹性元件(46)的近端(47a)和垫圈(62)借助螺钉(66)固定到隔板(58)上。
9.如权利要求1所述的用于线性电动机的制动装置，其特征在于，制动装置(10)沿活动部件(20)的移动方向设置在固定部件(16)的一端或另一端。
10.一种应用制动装置(10)相对于线性电动机(12)的固定部件(16)定位线性电动机(12)的活动部件(20)的方法，该制动装置(10)包括设置在该固定部件(16)上并与该活动部件(20)分开的支撑部件(44)；由磁性元件构成的弹性元件(46)，该弹性元件(46)具有被支撑部件(44)以悬臂形式支撑的一近端(47a)以及能够借助于绕近端(47a)的支点施加的弹性力按压该活动部件(20)的一前端(47b)；设置在固定部件(16)上并与活动部件(20)分开的磁通量生成部件(54a，54b)，当从上看时，该弹性元件(46)叠置在磁通量生成部件(54a，54b)上；其中，该方法包括第一步，借助于由磁通量生成部件(54a，54b)生成的磁通量所产生的电磁力，将弹性元件(46)的前端(47b)与活动部件(20)分开，其中，在所述弹性元件(46)的前端(47b)压靠着所述活动部件(20)的状态下，所述磁通量穿过所述弹性元件(46)；第二步，在弹性元件(46)的前端(47b)与活动部件(20)分开的状态下，相对于固定部件(16)移动活动部件(20)；第三步，当活动部件(20)移至一预定位置时，通过中断磁通量生成部件(54a，54b)的磁通量的生成并消除电磁力，借助于所述弹性力使弹性元件(46)的前端(47b)压靠着活动部件(20)，从而相对于固定部件(16)定位活动部件(20)；第四步，在活动部件(20)通过弹性元件(46)的前端(47b)定位的状态下，停止活动部件(20)相对于固定部件(16)的移动。
11.一种应用制动装置(10)相对于线性电动机(12)的固定部件(16)定位线性电动机(12)的活动部件(20)的方法，该制动装置(10)包括设置在该固定部件(16)上并与该活动部件(20)分开的支撑部件(44)；由磁性元件构成的弹性元件(46)，该弹性元件(46)具有被支撑部件(44)以悬臂形式支撑的一近端(47a)以及能够借助于绕近端(47a)的支点施加的弹性力按压该活动部件(20)的一前端(47b)；设置在固定部件(16)上并与活动部件(20)分开的磁通量生成部件(54a，54b)，当从上看时，该弹性元件(46)叠置在磁通量生成部件(54a，54b)上；其中，该方法包括第一步，减少弹性元件(46)的前端(47b)借助磁通量生成部件(54a，54b)生成的磁通量所形成的电磁力而施加在活动部件(20)上的压力，其中，在弹性元件(46)的前端(47b)压靠活动部件(20)的状态下，磁通量穿过弹性元件(46)；第二步，在所述压力被减小的状态下，相对于固定部件(16)移动活动部件(20)；第三步，当活动部件(20)移至一预定位置时，通过中断磁通量生成部件(54a，54b)的磁通量的生成并消除电磁力，增加由所述弹性力施加在弹性元件(46)的前端(47b)上的压力，从而相对于固定部件(16)定位活动部件(20)；第四步，在活动部件(20)通过弹性元件(46)的前端(47b)定位的状态下，停止活动部件(20)相对于固定部件(16)的移动。
12.如权利要求11所述的用于定位线性电动机的活动部件的方法，其特征在于，在第一至第三步中，磁通量生成部件(54a，54b)通过调整磁通量的大小来控制电磁力的大小。
13.如权利要求11所述的用于定位线性电动机的活动部件的方法，其特征在于，在线性电动机(12)以直立方式被设置的状态下，活动部件(20)相对于固定部件(16)移动。
全文摘要
当相应的磁通量通过线圈(36a，36b)生成并穿过板簧(46)时，由磁通量产生的电磁力在板簧(46)、螺钉(48)和磁通量贯通元件(52)内生成。因此，根据克服着板簧(46)的弹性力所施加的电磁力的作用，制动片(50)与滑动台(32)分开。另一方面，当线圈(36a，36b)生成的各磁通量中断时，电磁力消失，因而制动片(50)根据板簧(46)的弹性力的作用而压靠着滑动台(32)。
文档编号F16D65/28GK1854551SQ20061006811
公开日2006年11月1日 申请日期2006年3月21日 优先权日2005年4月26日
发明者矢岛久志, 藤原伸广 申请人:Smc株式会社