线性致动器以及铁道车辆用的晃动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及线性致动器，尤其涉及安装在铁道车辆等车辆上且利用电磁力对车辆 的振动和晃动进行减振的使用中空马达的线性致动器、以及具有该线性致动器的铁道车辆 用的晃动控制装置。
【背景技术】
[0002] 为了抑制铁道车辆等车辆在行驶期间产生的振动和/或晃动，使用线性致动器。 为了使乘客具有舒适的乘坐感受、维持安全的行驶条件，抑制车辆行进方向的横向的振动、 晃动发挥重要的作用。近年来，特别是正在进行通过主动控制来抑制由高速行驶时的气动 力特性的影响导致的晃动和/或振动并稳定地维持车辆姿势的研究。另外，铁道车辆的晃 动防止用的线性致动器通常在不容易执行频繁的更换等维护的条件下使用。尽管如此，还 在被设置的使用环境的温度变化大（例如_20°C~60°C )这样的苛刻的温度条件下被使 用，因此要求稳定地维持线性致动器的功能。另外，用于抑制铁道车辆的行驶期间产生的振 动和/或晃动的线性致动器需要设置在铁道车辆的转向架与车体之间的有限的空间内，因 此既需要维持要求的行程又要求小型化。
[0003] 专利文献1公开了一种线性致动器。该线性致动器具有：中空构造的主体，其具有 开口端部和封闭端部；缸体，其固定于主体内的封闭端部侧，并在开口端部侧具有开口端； 直动杆，该直动杆的一个端部从该主体的开口端部伸出，且在另一个端部的外周部具有摩 擦环（日文：々工7 y >夕），该直动杆能够在轴向上滑动地收纳在缸体内；以及中空轴，其 以能够旋转的方式支承在主体内。中空轴的外周面的一部分具有永久磁体，主体的内表面 的一部分所具有的绕线部和永久磁体构成中空马达，与中空轴同轴地固定的螺母部和直动 杆的外周面的螺纹部卡合而构成旋转直动转换机构，在螺母部的轴向的两侧，具有将中空 轴与主体之间密封的旋转油封部。公开了一种反向驱动力（back drive force)小、不易产 生由磨损粉末等引起的淤塞的紧凑的线性致动器。
[0004] 专利文献2公开了一种电气机械式线性致动器。记载了如下结构：具有可旋转地 收纳在框体内的螺母，并且由固定于该螺母的外周的磁体和固定于框体内周的线圈构成中 空马达，在螺母内配置有螺杆，使螺杆、螺母以及其中装填的沿着形成滚珠路径的协作的滚 珠槽循环的多个滚珠一起构成逆输送系统?滚珠螺杆，固定于该螺杆的杆利用中空马达的 旋转而沿轴向进行驱动。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2012-019661号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2008-505289号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 在引用文献1的线性致动器中，旋转直动转换部相对于主体固定，其中，在旋转直 动转换部中卡合的杆相对于旋转直动转换部（主体）进行前进后退的直动动作。在与旋转 直动转换部卡合的杆部的外表面具有与行程长对应的螺纹牙，因此为了保证致动器内的气 密性，需要设置在旋转直动机构的前后，在比与行程长相同长度靠前的部分维持气密性的 结构，因此制约了装置全长的缩短。
[0011] 另外，在引用文献2的线性致动器中，作为旋转直动转换机构的逆输送系统?滚珠 螺杆固定于作为被直动部的杆，因此构成与行程长对应的螺纹牙是在螺母部的内周面，在 杆部分的外周没有螺纹牙，因此在螺母部的端部能够形成杆部的密封部，能够谋求全长的 缩短。但是，在与杆的伸缩侧相反的相反侧端部形成有检测螺母部的旋转角的机构，制约了 装置全长的缩短。
[0012] 本发明提供如下线性致动器，该线性致动器除了线性致动器主体以外不需要压力 产生装置那样的外部装置，另外，不需要进行在为利用压力流体进行控制的控制装置的情 况下所需的驱动源即加压流体的配管的设置，在全长以及外径方面紧凑。本发明的目的在 于提供一种线性致动器，该线性致动器提供作为施加所期望的驱动力或阻尼力的致动器 的功能，另外，在不需要致动器的功能时，不对外力施加大的负荷（反向驱动力），能够容 易地从动，即便在难以执行频繁的更换等维护，并且在被设置的使用环境下的温度变化大 (_20°C~60°C )的苛刻的使用条件下，也能以反向驱动力低的状态稳定地发挥作用。
[0013] 用于解决问题的手段
[0014] 本发明的线性致动器具有以下特征。
[0015] -种线性致动器，具有：
[0016] 中空转子，在该中空转子的外周面的一部分固定有磁体，在该中空转子的内周面 形成有螺旋槽，该中空转子具有包括开口端部和封闭端部的中空构造；
[0017] 主体，其具有包括开口端部和封闭端部的中空构造，且在该中空构造内收纳该中 空转子并将其支承为能够绕旋转轴旋转，且在与所述中空转子的所述磁体相对的位置具有 定子绕组；
[0018] 旋转直动转换部，其配置在所述中空转子的中空构造内，且与所述螺旋槽卡合，该 旋转直动转换部通过该中空转子的旋转而沿着该中空转子的轴向直动；
[0019] 直动杆，该直动杆的一个端部固定于所述旋转直动转换部，另一个端部从所述主 体的所述开口端部伸出，且在外周具有经由配置于所述主体的所述开口端部的直动油封沿 着轴向滑动的滑动部，该直动油封和该滑动部协作而在该主体的内部形成密闭空间；以及
[0020] 扇段式旋转变压器，其包括旋转变压器转子和旋转变压器定子，所述旋转变压器 转子在比所述中空转子的封闭端部的端面靠开口端部的一侧固定在比外周面靠半径方向 外侧的位置，所述旋转变压器定子在该旋转变压器转子的半径方向外侧的绕所述中空转子 的旋转轴的一部分角度范围内固定于所述主体，
[0021] 所述磁体和所述定子绕组构成中空马达，
[0022] 具有：第一旋转支承单元，其在比形成有所述中空马达的部分靠开口端部的一侧 将所述中空转子支承为能够相对于所述主体绕该中空转子的旋转轴旋转；和第二旋转支承 单元，其将所述中空转子的封闭端部以能够绕该中空转子的旋转轴旋转的方式支承于所述 主体的封闭端部，
[0023] 所述中空转子整体收纳在所述密闭空间内。
[0024] 本发明的铁道车辆用的晃动控制装置具有：所述线性致动器，其设置在铁道车辆 的转向架与车体之间；和控制装置，其主动地控制线性致动器的驱动以抑制车体的晃动。
[0025] 发明的效果
[0026] -种线性致动器，该线性致动器除了主体以外不需要外部装置，另外，不需要进行 在为利用压力流体进行控制的控制装置的情况下所需的驱动源即加压流体的配管的设置， 在全长以及外径上紧凑，提供作为施加所期望的驱动力或阻尼力的致动器的功能，另外，在 不需要发挥致动器的功能时，不对外力施加大的负荷（反向驱动力），能够容易从动。另外， 可实现不依赖温度等使用环境地实现稳定的功能的线性致动器。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的线性致动器的最小行程时的俯视图。
[0028] 图2是本发明的线性致动器的最小行程时的侧视图。
[0029] 图3是本发明的线性致动器的最小行程时的从图2的III-III截面观察而得到的 剖视图。
[0030] 图4是本发明的线性致动器的最大行程时的剖视图。
[0031] 图5是本发明的线性致动器的扇段式旋转变压器的概略图。
[0032] 图6是应用本发明的线性致动器的铁道车辆用的晃动控制装置的概略结构图。
【具体实施方