专利名称：电磁悬架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用线性电动机的电磁悬架。
背景技术：
公知，例如日本专利第4538771号公报所记载的电磁悬架是公开的。其中公开了，在该电磁悬架中，通过减小线性电动机的永磁铁与外筒部件之间的空隙(间隙)来谋求提高振动抑制性能的长部件与外筒部件的滑动支承结构。另外，在日本特开2005 - 20903号公报中公开了，通过采用上部开口而形成为管状的非导电材料的绕组配线部件来谋求提高配线的作业性的动磁铁型线性电动机用的绕组配线部件。·
而且,在日本特开2007 — 321863号公报中公开了，将用于向电动致动器通电的导线插入活塞杆来进行配线的衰减力调节式缓冲器。另外，还在研究在电磁悬架中，采用将磁铁(永磁铁)配置于电枢的外周的圆筒形线性电动机。在该情况下，要求确保相对于电枢的配线的可靠性及处理性，但是，在上述三个专利公开公报中，都记载了在磁铁(永磁铁)的外周配置电枢的圆筒形线性电动机，并没有记载将磁铁(永磁铁)配置于电枢的外周的圆筒形线性电动机的配线。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供一种提高圆筒形线性电动机的配线的可靠性的电磁悬架。为了解决上述问题，本发明的电磁悬架装置的特征在于，构成为具有在内周侧具备磁铁的有底筒状的外筒；能够移动地插入所述外筒，一端侧从所述外筒延伸出来，在另一端侧的外周侧具备电枢的中空的第一活塞杆；一端侧能够滑动地与所述第一活塞杆的内周侧嵌合，另一端侧固定于所述外筒的底部的第二活塞杆，在所述第一活塞杆的一端侧的内周，在其与所述第二活塞杆的外周之间形成有间隙部，在该间隙部配置有一端侧与所述电枢连接而另一端侧向外部延伸的配线。
图I是表示用于第一实施方式的电磁悬架装置的圆筒形线性电动机的整体结构的轴向剖面图。图2是用于图I所示的线性电动机的第一活塞杆的轴向剖面图。图3是用于第二实施方式的电磁悬架装置的圆筒形线性电动机的整体结构的轴向剖面图。图4是用于图3所示的线性电动机的第一活塞杆的轴向剖面图。图5是用于图3所示的线性电动机的配线部件的立体图。
具体实施例方式基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。参照图I及图2对本发明的第一实施方式进行说明。需要说明的是，以下说明中的上方(上侧)及下方(下侧)是图I中正面竖直观察(正立視)附图标记为正向情况下的上方(上侧)及下方(下侧)。图I是表示用于第一实施方式的电磁悬架装置I的圆筒形线性电动机的整体结构的轴向剖面图。如该图所示，线性电动机由定子2和转子3构成，该定子2安装于车辆的弹簧上部件，该转子3安装于车辆的弹簧下部件。定子2包括圆筒形的第一活塞杆4、构成于该第一活塞杆4的下侧(另一端侧)的电枢5。电枢5具有多个绕组6 (定子绕线);由磁性体构成并配置于各绕组6之间的 磁芯7(定子铁芯)。此外，第一实施方式的线性电动机具备六个绕组6，但是，绕组6的数量能够是例如，三个、九个或十二个。另外，绕组6之间的接线能够适当地采用例如，星形连接线等公知技术。同样地，能够通过设置绕组6保护用的凸部或用于降低包含齿槽转矩￥ >夂)在内的用于降低推力的脉动的曲线部来构成磁芯7。如图2所示，第一活塞杆4具有形成上侧(一端侧)的大径部8、形成下侧(另一端侦D的小径部9。在大径部8与小径部9之间的边界形成有台阶部10。在第一活塞杆4设置有倾斜地贯穿台阶部10 (例如，相对于轴线45° )的配线用孔11。如后所述，配线用孔11用于使电枢5的配线12 (以下，简称为配线12)从第一活塞杆4的小径部9的外周侧通向大径部8的内周侧，在确保第一活塞杆4所要求的刚性的前提下，设置一个或多个配线用孔11。第一活塞杆4具有安装轴13，其为了将定子2安装于车辆的车体侧而竖直设立于大径部8的端面；配线用通路14，其使该安装轴13贯穿轴线方向(图I及图2的上下方向)而连通外部与第一活塞杆4的内部空间15。在该配线用通路14中配置有从配线用孔11通向大径部8的内周侧的配线12。另外，如图2所示，在第一活塞杆4的下端部内周侧形成有与第一轴承16(参照图I)嵌合安装的轴承嵌合部17。此外，在大径部8的外径及内径为dl及d2，小径部9的外径及内径为d3及d4的情况下，第一实施方式的线性电动机的第一活塞杆4被设定为dl > d2 > d3 > d4，但是，并不限定于此，也可以是例如，dl = d3。转子3包括由磁性体构成的有底圆筒形的外筒18 ;在该外筒18的内周侧沿轴向极性交替地以比所述绕组6的间隔稍大或稍小的间隔并列地安装的多个永磁铁19 ;封闭外筒18的上端部开口的环形的轴承安装部20。外筒18在底部21的外侧设置有托架22，该托架22安装在车辆的车轮侧。另外，外筒18具有第二活塞杆23。第二活塞杆23同轴地配置在外筒18的内周侧，其下端部固定在底部21的内侧。安装于第一活塞杆4的下端部的第一轴承16能够滑动地与插入第一活塞杆4的内部空间15的第二活塞杆23的外周面接触，并且嵌合安装于轴承安装部20的内周侧的第二轴承24能够滑动地与第一活塞杆4的上侧(一端侧)，即，大径部8的外周面接触。利用该结构，线性电动机能够使定子2与转子3沿轴线方向及绕轴线的旋转方向相对移动。此外，在轴承安装部20的内周侧的上端周缘部与第二轴承24的上端面之间设置有环形的密封部件25。利用该密封部件25，阻止水或异物从外部侵入第一活塞杆4与第二轴承24之间的滑动面。另外，第二活塞杆23与外筒18的底部21之间的固定能够适当地选择使用螺钉或螺母的接合、铆接等。各永磁铁19形成为环形。各永磁铁19配置在形成于外筒18的侧壁的轭部件26的内周侧，以使圆周方向的磁极相同，且沿轴线方向(图I的上下方向)邻接的磁极不同。此夕卜，考虑到将永磁铁19安装于轭部件26的安装作业性、成本等，永磁铁19能够选择环形、扇形(C形)。另外，永磁铁19的磁化方向能够根据需要适当地选择径向或轴线方向。而且，考虑到与电枢5的绕组6的组装，向外部的磁泄漏等，能够确定永磁铁19的厚度、宽度等外部尺寸。从永磁铁19射出的磁通(磁力线)在电枢5侦彳(内周侧)形成永磁铁19 (N极)一磁芯7 —永磁铁19 (S极)的磁路(磁力线的路径)。另一方面，在与电枢5侧相反的一侧(夕卜周侧)形成永磁铁19 (N极)一轭部件26 —永磁铁19 (S极)的磁路。另外，从配置于轭部件26的最上方位置的永磁铁19射出的磁通形成永磁铁19 (N极)一轭部件26 —轴承安装部20 —第二轴承24 —第一活塞杆4 —磁芯7 —永磁铁19 (S极)的磁路。线性电动机使轴承安装部20和第二轴承24中的一方或双方由非磁性体构成。由此，能够阻断从配置于轭部件26的最上方位置的永磁铁19射出的磁通所形成的磁路，即使在第一活塞杆4的滑 动面(外周面)附着铁粉的情况下，也能够利用密封部件25的刮除作用容易地除去该铁粉。接着，对第一实施方式的配线12的处理进行说明。如图I所示，配线12从电枢5的上端部内周侧延伸出来。在将电枢5安装于第一活塞杆4的外周侧的状态下，即，在使电枢5的上端部端面5a与第一活塞杆4的台阶部10抵接的状态下，第一活塞杆4的配线用孔11面向电枢5的上端部内周侧地开设。由此，从电枢5引出的配线12直接向斜上方通过第一活塞杆4的配线用孔11，被导向第一活塞杆4的内部空间15。在此，当第二活塞杆23的外径为d5 (d4 > d5)时，导入第一活塞杆4的内部空间15的配线12配置在第一活塞杆4的中空部15与第二活塞杆23之间的空间(换句话说，形成于大径部8的内径d2与第二活塞杆23的外径d5之间的半径方向(图I的左右方向)的间隔为d2 - d5的间隙部27)。该配线12通过间隙部27在内部空间15的上部被适当地处理后(在图I中，呈曲柄状地弯曲)，经由配线用通路14从安装轴13的端面的开口通向定子2的外部。在电枢5的上端部端面5a设置有环形的第一限制部28、设置于该第一限制部28的上端面的第二限制部29。第一限制部28例如，利用设置于小径部9的外周侧的螺钉与第一活塞杆4联结。第二限制部29由具有弹性的尼龙、氨基甲酸乙酯、橡胶等构成。由此，在电磁悬架装置I伸长时，第二限制部29与轴承安装部20抵接，其冲击(朝向轴承安装部20的输入)经由第一限制部28向第一活塞杆4传递。其结果是，阻止冲击作用于电枢5及配线12，从而能够保护电枢5及配线12。另外，在第一活塞杆4的上侧(一端侧)的内周侧，即，大径部8的内周侧(内径为d2的部分)设置有由绝缘体构成的圆筒形的保护部件30。从电枢5引出并通过配线用孔11的配线12配置在保护部件30与大径部8的内周面之间。由此，在电磁悬架装置I压缩时，即使配线12弯曲的情况下，也能够避免配线12与第二活塞杆23接触，从而保护配线12。在第一实施方式中，因为将从电枢5引出的配线12配置在第一活塞杆4的内周侧与第二活塞杆23的外周侧之间的间隙部27，所以配线12不会向外部露出，能够保护配线12不暴露在外部环境中。由此，确保电磁悬架装置I的电气系统的可靠性。另外，因为从电枢5引出的配线12通过配线用通路14从第一活塞杆4的前端部(安装轴13的端面)露出，所以使将线性电动机安装于车辆时的配线12的处理变得容易，能够提高作业性。另外，在电磁悬架装置I伸长时，第二限制部29碰到轴承安装部20，其冲击经由第一限制部28向第一活塞杆4传递。由此，能够阻止冲击作用于电枢5及配线12，从而保护电枢5及配线12。另一方面，在电磁悬架装置I压缩时，即使在配线12弯曲的情况下，因为也避免配线12与第二活塞杆23之间的接触，所以能够保护配线12，而且，由于利用保护部件30保护配线12，所以在结构上避免配线12与第二活塞杆23之间的接触，从而能够提高电磁悬架装置I的电气系统的可靠性。另外，因为在定子2的外周侧配置绕组6并且在转子3的内周侧配置永磁铁19，所以与在定子2的内周侧配置绕组6并且在转子3的外周侧配置永磁铁19的公知的线性电动机相比，使作为推力产生面的定子2与转子3之间的空隙向线性电动机的半径方向外 侧移动，增大电枢5与永磁铁19的相对面积。由此，提高线性电动机的推力，从而能够提高电磁悬架装置I的减振性能及车辆的乘坐舒适度。另外，在与产生相同能力(产生的推力相同)的线性电动机相比的情况下，能够使线性电动机小型化。另外，因为第一活塞杆4的下侧(另一端侧)的内径d4，即，小径部9的内径d4形成得比第一活塞杆4的上侧(一端侧)的内径d2，即，大径部8的内径d2小(d2 > d4)，所以与所述公知的线性电动机相比，缩小绕组6的中心半径，从而能够增强电枢5的强度。由此，能够增加绕组6的匝数，并且能够提高线性电动机的性能。另外，在绕组6的匝数相同的情况下，因为能够缩短绕组6的绕线长度，所以能够增大发电常数(Ke)，并且减小电阻(R)，从而能够得到高的衰减系数(Ke2 / R)。如上所述，根据第一实施方式的电磁悬架装置1，由于采用在定子2的外周侧配置绕组6，并且在转子3的内周侧配置永磁铁19的线性电动机，所以能够提高电磁悬架装置I的减振性能及车辆的乘坐舒适度。另外，由于在第一活塞杆4与第二活塞杆23之间的间隙部27配置配线12，所以能够确保电磁悬架装置I的电气系统的可靠性。接着，参照图3及图5对本发明的第二实施方式进行说明。第二实施方式的电磁悬架装置31相对于所述第一实施方式的电磁悬架装置1，在采用在定子2的外周侧配置绕组6并且在转子3的内周侧配置永磁铁19的线性电动机这一方面，基本结构相同。因此，在以下说明中，与第一实施方式相同或相当的结构用相同的名称及附图标记表示，以使说明书的记载简洁为目的省略重复的说明。如图3所示，定子2具有圆筒形的第一活塞杆32。能够参照图2和图4进行理解，相对于第一实施方式的线性电动机的第一活塞杆4 (以下，简称为第一活塞杆4)具有台阶部10而言，第一活塞杆32在不具备台阶部10这一方面与第一活塞杆4不同。即，第一活塞杆32不具有小径部9，外径形成为dl并且内径形成为d2。另外，第一活塞杆32在面对从安装于下侧(另一端侧)的电枢5引出的配线12的位置设置有至少一个沿半径方向(图)贯穿第一活塞杆32的配线用孔11。此外，在第二实施方式中，与电枢5的U相、V相、W相对应地环状地配置三个配线用孔11。另外，在图3所示的线性电动机中，在相当于第一活塞杆4的间隙部27的部分，即，第一活塞杆32的内部空间15的上侧(一端侧)，换句话说，比第一活塞杆32的内周侧的各配线用孔11更靠上侧的部分安装有圆筒形的配线部件33。如图5所示，在配线部件33中沿周向交替地配置有沿轴线方向(图3及图5的上下方向)延伸的轴向导电部34和轴向绝缘部35。此外，在图5所示的配线部件33中，与电枢5的U相、V相、W相对应地配置有由母线构成的三个轴向导电部34。另外，配线部件33的外周侧由外周绝缘部36构成。另外，如图5所示，在配线部件33的下端部设置有与各轴向导电部34对应的三个连接孔37。此外，在第二实施方式中，各连接孔37贯穿外周绝缘部36和轴向导电部34，但是，也可以例如，仅圆形地去除外周绝缘部36而露出轴向导电部34。另外，各连接孔37能够根据需要，使孔径为外周绝缘部36侧的孔与轴向导电部34侧的孔不同。另外，连接孔37的数量能够为轴向导电部34的数量以上。而且，设置于第一活塞杆32的配线用孔11的数量能够为连接孔37的数量以上。第一活塞杆32与配线部件33之间的固定能够适当地选择压入、粘接、螺钉联结等。另外，电枢5的各配线12与配线部件33的各连接孔37 (轴向导电部34)通过由导电 体构成的各连接部件38连接。连接部件38能够是例如，螺钉、弹簧等。而且，与电枢5的各配线12与配线部件33的各连接孔37之间的连接相同地，一端组装于车体侧的各配线12的另一端与配线部件33的上端部(各轴向导电部34)通过各接线部39连接。在第二实施方式的电磁悬架装置31中，能够获得与所述第一实施方式的电磁悬架装置I相同的作用效果。另外，在第二实施方式中，由于利用配线部件33连接从电枢5引出的各配线12与向第一活塞杆32的外部引出的各配线12，所以能够缩小用于配线12的空间，并且能够容易地进行配线12的处理，能够有效地进行组装作业。而且，因为利用母线构成配线部件33的各轴向导电部34，所以与导线等相比，能够减少配线电阻。由此，能够防止不需要的发热，从而降低能量损失。根据上述实施例，能够提供一种提高圆筒形线性电动机的配线的可靠性的电磁悬架。虽然以上详细说明了本发明的实施方式，但对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明主旨的范围内能够对上述实施方式进行各种改进。与此相应地，这些改进都应该包含在本发明要求保护的范围内。本发明要求日本专利申请号为2011-165613、申请日为2011年7月28日的优先权。本发明在此援引上述日本专利申请号为2011-165613、申请日为2011年7月28日的在先申请的说明书、权利要求书及附图的全部内容。
权利要求
1.一种电磁悬架装置，其特征在于，具备 在内周侧具备磁铁(19)的有底筒状的外筒(18)； 能够移动地插入所述外筒，一端侧从所述外筒延伸出来，在另一端侧的外周侧具备电枢(5)的中空的第一活塞杆(4)； 一端侧能够滑动与所述第一活塞杆的内周侧嵌合，另一端侧固定于所述外筒的底部的第二活塞杆(23)； 在所述第一活塞杆(4)的一端侧的内周，在其与所述第二活塞杆(23)的外周之间形成有间隙部(d2 - d5)，在该间隙部配置有一端侧与所述电枢(5)连接而另一端侧向外部延伸的配线(12)。
2.如权利要求I所述的电磁悬架装置，其特征在于， 所述配线(12)包含母线。
3.如权利要求I或2所述的电磁悬架装置，其特征在于， 与所述第一活塞杆(4 )的内周侧的另一端侧的内径(d4 )相比，一端侧的内径(d2 )形成得较大。
4.如权利要求I所述的电磁悬架装置，其特征在于， 在所述第一活塞杆的内周侧配置有保护部件(30)，配线(12)配置在所述第一活塞杆(4)的内周面与所述保护部件(30)之间，保护所述配线(12)不与所述第二活塞杆(23)接触。
5.如权利要求I所述的电磁悬架装置，其特征在于， 第一活塞杆(4)具有形成一端侧的大径部(8);形成另一端侧的小径部(9)； 在大径部(8)与小径部(9)之间的边界形成有台阶部(10)，在第一活塞杆(4)设置有倾斜地贯穿台阶部(10)的配线用孔(11)， 电枢(5)的配线(12)通过配线用孔(11)，从第一活塞杆(4)的小径部(9)的外周侧向大径部(8)的内周侧延伸。
6.如权利要求I所述的电磁悬架装置，其特征在于， 在第一活塞杆(32)的内部空间(15)的一端侧安装有圆筒形的配线部件(33)， 利用所述配线部件(33 )连接从电枢(5 )引出的配线(12 )与向第一活塞杆(32 )的外部引出的配线(12)。
7.如权利要求6所述的电磁悬架装置，其特征在于， 在配线部件(33 )沿周向交替地配置有沿轴线方向延伸的轴向导电部(34)与轴向绝缘部(35)， 配线部件(33)的外周侧具备外周绝缘部(36)。
全文摘要
本发明提供一种电磁悬架装置，其采用在定子(2)的外周侧配置绕组(6)并且在转子(3)的内周侧配置永磁铁(19)的线性电动机，在第一活塞杆(4)与第二活塞杆(23)之间的间隙部(27)配置配线(12)。由此，避免配线(12)与第二活塞杆(23)的接触，保护配线(12)。其结果是，能够确保电磁悬架装置的电气系统的可靠性。
文档编号F16F15/03GK102900805SQ201210266690
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月30日 优先权日2011年7月28日
发明者李友行, 内海典之, 吉仓博史 申请人:日立汽车系统株式会社