JP4534219B2 - Linear electromagnetic actuator - Google Patents

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JP4534219B2
JP4534219B2 JP2000272004A JP2000272004A JP4534219B2 JP 4534219 B2 JP4534219 B2 JP 4534219B2 JP 2000272004 A JP2000272004 A JP 2000272004A JP 2000272004 A JP2000272004 A JP 2000272004A JP 4534219 B2 JP4534219 B2 JP 4534219B2
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linear
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久志 矢島
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源として機能するリニア直流モータの駆動作用下に移動体を直線状に変位させることが可能なリニア電磁アクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、リニアモータの一つとしてリニア直流モータ(LDM)が知られており、このリニア直流モータは、簡単な構造、高速応答性、制御方法の簡便性等の特徴を有する。
【0003】
前記リニア直流モータは、界磁石として永久磁石が用いられた単極式リニア直流モータと、磁極を交互に並設する複数の永久磁石が用いられた多極式リニア直流モータとに大別される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係るリニア直流モータでは、長いストロークを得ようとした場合、外径寸法が大きくなってしまうという不具合がある。すなわち、従来技術に係るリニア直流モータでは、ヨーク内において推力発生方向に沿って磁束が発生し、前記磁束を飽和させないように、ヨーク(低炭素鋼等の磁性材料)の厚さを十分に設定する必要がある。このため、ストロークを増大させるにつれて、ヨークの厚さ方向の寸法が増加して重量物となり、装置全体の外径寸法が増大して大型化するという不具合がある。
【0005】
また、多極式リニア直流モータを用いた場合、長いストロークを得ることが可能であるが、一方向に沿って連続的に長い距離を移動させるためには磁極が変化するごとにコイルに流す電流の方向を切り換えたり、前記コイルに流す電流の向きを制御する等の制御手段が必要となり、構造が複雑化するという不具合がある。さらに、推力の大きさがストロークの長さによって変化し、推力リップル(トルクリップル)が発生する場合がある。
【0006】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、装置全体の外径寸法を大型化させることがなく、簡単な構造によって長いストロークを得ることが可能なリニア電磁アクチュエータを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、固定子と可動子とを有し、フレミングの左手の法則に基づいて発生する推力によって前記可動子を変位させるリニア電磁アクチュエータにおいて、
磁性材料からなり、所定間隔離間して相互に対向して配設された一組の側部と底部とを有する断面コ字状のアウタヨークと、
前記アウタヨークの一組の側部にそれぞれ固着された一組の永久磁石と、
エアーギャップを介して前記一組の永久磁石の間に配設され、一方の永久磁石側に向かって突出する第1突起部が形成された第1プレートと、他方の永久磁石側に向かって突出する第2突起部が形成された第2プレートとが結合されたアーマチュアヨークと、
コイル電流が相互に反対方向に向かって流れるように設けられ、前記第1プレートの周面に沿って巻回された第1コイルと前記第2プレートの周面に沿って巻回された第2コイルとを有するコイル部と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
この場合、前記可動子と一体的に変位する移動体を設け、さらに、アウタヨークの軸線方向に沿って該移動体を案内するリニアガイドを設けると好適である。
【0009】
また、第1プレートと第2プレートとを交互に複数個連結してアーマチュアヨークを形成してもよい。
【0010】
さらに、アウタヨークのみによって固定子を構成し、前記アウタヨークの一方の側部に臨み第1プレートと第1コイルとの間に介装された第1永久磁石と、前記アウタヨークの他方の側部に臨み第2プレートと第2コイルとの間に介装された第2永久磁石とが可動子に含まれるように構成し、あるいは、第1プレートと第2プレートとの間に介装された永久磁石が可動子に含まれるように構成するとよい。
【0011】
本発明によれば、永久磁石によってアウタヨークとアーマチュアヨークの突起部との間に磁束を発生させる。その際、アウタヨークの一方の側部からアーマチュアヨークに導入された磁束は、第1プレートと第2プレートとの結合部位で折曲した後、アウタヨークの他方の側部に向かって導出され、さらに磁束はアウタヨークの底部を通過して元の一方の側部に戻る。そこで、コイル部に対して通電し、コイル電流が相互に反対方向に沿って流れる第1コイルおよび第2コイルと前記磁束との間においてフレミングの左手の法則に基づき、一方のアウタヨーク側と他方のアウタヨーク側とにそれぞれ同一方向の推力が発生する。この推力に基づいて可動子が変位する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に係るリニア電磁アクチュエータについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0013】
図1において、参照数字10は本発明の実施の形態に係るリニア電磁アクチュエータを示す。
【0014】
このリニア電磁アクチュエータ10は、平板状のベース部材12と、図示しないねじ部材を介して前記ベース部材12の平面上に固定された断面コ字状のアウタヨーク13とを含む。前記アウタヨーク13は、所定間隔離間して略平行に立設された一組の側部14a、14bと、前記一組の側部14a、14b間を連結する底部18とが一体的に結合して構成される。前記側部14a、14bの内面には、レール状の一組の永久磁石16a、16bが相互に対向するように固着されている。
【0015】
前記アウタヨーク13は、例えば、JIS規格によるSS400等の磁性材料によって形成されると好適であり、前記永久磁石16a、16bはその厚さ方向に沿って着磁されているものとする。なお、前記アウタヨーク13(側部14a、14b並びに底部18)および永久磁石16a、16bは、リニア直流モータの固定子として機能するものである。
【0016】
図3に示されるように、アウタヨーク13の一方の側部14bに近接して略L字状の支持ブロック20がベース部材12に連結され、前記支持ブロック20の上部には長尺なガイドレール22が前記アウタヨーク13の側部14bと略平行に連結されている。
【0017】
図1に示されるように、前記アウタヨーク13の一組の側部14a、14bおよび永久磁石16a、16bの軸線と略直交する方向に延在するように移動体24が設けられ、前記移動体24は、ガイドレール22に係合する断面コ字状のガイドブロック26(図3参照)を介して前記アウタヨーク13の側部14a、14bおよび永久磁石16a、16bの軸線方向(矢印X方向)に沿って変位自在に設けられている。
【0018】
換言すると、前記移動体24は、ガイドレール22およびガイドブロック26から構成されたリニアガイド28を介してその一端部が支持され、前記ガイドレール22に沿ってガイドブロック26と一体的に摺動変位自在に設けられている。
【0019】
図2および図3に示されるように、前記移動体24の下面部にはコイルホルダ30が固着され、前記コイルホルダ30は一組の永久磁石16a、16bとの間に所定のエアーギャップ32a、32bだけそれぞれ離間するように設けられている。前記コイルホルダ30の内部には、後述するコイルが巻回されたアーマチュアヨーク34が配設されている。
【0020】
このアーマチュアヨーク34は、図4および図5に示されるように、略同一の厚さおよび寸法等を有する平板状の第1プレート36aと第2プレート36bとがその一部で重畳し、且つ一体的に結合されたブロック体からなり、前記ブロック体には、一方の永久磁石16a側に向かって突出する第1突条部(第1突起部)38aと他方の永久磁石16b側に向かって突出する第2突条部(第2突起部)38bとが設けられている。
【0021】
換言すると、アーマチュアヨーク34の略水平方向に沿った横断面形状は、図4に示されるように、前記第1突条部38aと第2プレート36bとの間で横断面直角状に形成された段部を有し、また、前記第2突条部38bと第1プレート36aとの間で横断面直角状に形成された段部を有する。
【0022】
前記第1プレート36aの矩形状の周面には第1コイル40aが巻回され、前記第2プレート36bの矩形状の周面には、前記第1コイル40aと反対方向に巻回された第2コイル40bが巻回され、前記第1コイル40aと第2コイル40bとによってコイル部42が構成される。なお、前記アーマチュアヨーク34およびコイル部42は、リニア直流モータの可動子として機能するものである。
【0023】
前記支持ブロック20には、移動体24の位置を検出するエンコーダスケール44を含む位置検出手段46が設けられ、前記位置検出手段46によって検出された検出信号は、図示しないコントローラに向かって出力される。
【0024】
なお、図1および図2に示されるように、コイルホルダ30を間にして軸線方向に沿った両端部側には、該コイルホルダ30が当接することによりその変位を規制する一組のストッパ48a、48bが対向配置される。
【0025】
本発明の実施の形態に係るリニア電磁アクチュエータ10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【0026】
図5に示されるように、厚さ方向に沿って着磁された一方の永久磁石16bから磁束が発生し、この磁束は、エアーギャップ32bを介してアーマチュアヨーク34を通り、さらにエアーギャップ32aを介して他方の永久磁石16a、アウタヨーク13の一方の側部14a、底部18および他方の側部14bをそれぞれ通過して元の永久磁石16bに戻る。前記磁束がアーマチュアヨーク34を通過する際、図5に示されるように、第2プレート36bの第2突条部38bに沿って直進した磁束は、第1プレート36aと第2プレート36bとの結合部で第1プレート36a側に向かって屈曲し、さらに、第1突条部38aに沿って進行する。
【0027】
このように磁束が発生している場合において、図示しない電源を付勢してコイル部42に電流を流すことにより、フレミングの左手の法則に基づいて矢印方向の推力(ローレンツ力)が発生し、前記推力の作用下にアーマチュアヨーク34、コイル部42および移動体24がガイドレール22に沿って一体的に矢印X方向に沿って変位する。
【0028】
すなわち、エアーギャップ32bを介して一方の永久磁石16bからアーマチュアヨーク34の第2突条部38bに導出される磁束と、前記アーマチュアヨーク34の第1突条部38aからエアーギャップ32aを介して他方の永久磁石16aに向かって導出される磁束とが、それぞれ第1コイル40aおよび第2コイル40bを流れるコイル電流に作用して推力(ローレンツ力)が発生し、前記発生する推力の方向は、フレミングの左手の法則に基づいて矢印方向となる。
【0029】
なお、第1および第2コイル40a、40bにそれぞれ流れるコイル電流と磁束とは、推力が発生する矢印方向と略直交する方向となる。
【0030】
前記推力の作用下にアーマチュアヨーク34、コイル部42および移動体24が矢印X方向に沿って変位する際、前記移動体24の位置は、位置検出手段46によって検出され、前記位置検出手段46から導出される検出信号は図示しないコントローラに入力される。また、コイルホルダ30がストッパ48bに当接することにより、その変位が規制されストローク終端位置となる。
【0031】
なお、アーマチュアヨーク34、コイル部42および移動体24を前記と反対方向に向かって変位させる場合には、図示しない切換手段によって第1および第2コイル40a、40bに流すコイル電流の方向を反対に切り換えることにより、矢印方向と反対方向に向かって推力が発生し、移動体24が前記とは反対方向に沿って変位する。
【0032】
本実施の形態では、リニア直流モータの固定子として機能するアウタヨーク13(側部14a、14b並びに底部18)および永久磁石16a、16bに流れる磁束が推力発生方向に対して略直交する方向となるため、磁束を十分に流すためにアウタヨーク13(側部14a、14b並びに底部18)の厚さを増大させる必要がなく、しかも長いストロークを得ることができる。従って、ストロークが長くなってもアウタヨーク13の断面形状を変更する必要がないため、装置全体の外径寸法を大型化させることがなく、簡単な構造によって長いストロークを得ることができる。
【0033】
この結果、本実施の形態では、小型・軽量化され、長いストロークを有するリニア電磁アクチュエータ10を得ることができる。
【0034】
なお、図6に示されるような比較例に係るリニア電磁アクチュエータ50では、平板状のブロック体からなるアーマチュアヨーク52の周面に沿ってコイル54が巻回され、矢印A方向に沿って磁束が発生する。従って、比較例に係るリニア電磁アクチュエータ50では、前記コイル54に流れる電流と磁束との作用下に、該コイル54の一方側と他方側とで相互に反対方向に沿った推力F1および推力F2がそれぞれ発生するため、図示しない移動体は変位することがなく静止した状態となる。
【0035】
なお、本実施の形態において、アーマチュアヨーク34の形状は、図4および図5に示されるような階段形状に限定されるものではなく、図7に示されるように、第1および第2プレート36a、36bが結合されて階段形状に形成されたブロック体を複数個連結してアーマチュアヨーク56を構成してもよい。なお、図7において、参照数字58はコイルホルダを示している。
【0036】
また、図8および図9に示されるように、アウタヨーク13の側部14a、14bおよび底部18をリニア直流モータの固定子として配設し、永久磁石を可動子側に設けるように構成してもよい。
【0037】
例えば、図8では、アウタヨーク13の一方の側部14aに近接するように第1永久磁石60aを第1プレート36aに隣接して設けるとともに、アウタヨーク13の他方の側部14bに近接するように第2永久磁石60bを第2プレート36bに隣接して設け、また、図9では、第1プレート36aと第2プレート36bとの間に永久磁石62を介装して前記第1プレート36aと第2プレート36bとを連結している。このように構成することにより、前記と同様の作用効果が得られる。
【0038】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【0039】
すなわち、永久磁石によって発生する磁束は推力発生方向に対して略直交する方向となるため、磁束を十分に流すためにアウタヨークの厚さを増大させる必要がなく、しかも長いストロークを得ることができる。従って、ストロークが長くなってもアウタヨークの断面形状を変更する必要がないため、装置全体の外径寸法を大型化させることがなく、簡単な構造によって長いストロークを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るリニア電磁アクチュエータの平面図である。
【図2】図1のII−II線に沿った縦断面図である。
【図3】図1のIII−III線に沿った縦断面図である。
【図4】図1に示すリニア電磁アクチュエータの固定子および可動子の略水平方向に沿った一部省略横断面図である。
【図5】図1に示すリニア電磁アクチュエータの磁束の流れを示す一部省略斜視図である。
【図6】比較例に係るリニア電磁アクチュエータの固定子および可動子の略水平方向に沿った一部省略横断面図である。
【図7】アーマチュアヨークの変形例を示す略水平方向に沿った一部省略横断面図である。
【図8】アーマチュアヨークの他の変形例を示す略水平方向に沿った一部省略横断面図である。
【図9】アーマチュアヨークのさらに他の変形例を示す略水平方法に沿った一部省略横断面図である。
【符号の説明】
10…リニア電磁アクチュエータ 12…ベース部材
13…アウタヨーク 14a、14b…側部
16a、16b、60a、60b、62…永久磁石
18…底部 20…支持ブロック
22…ガイドレール 24…移動体
26…ガイドブロック 28…リニアガイド
30…コイルホルダ 32a、32b…エアーギャップ
34、52、56…アーマチュアヨーク
36a、36b…プレート 38a、38b…突条部
40a、40b…コイル 42…コイル部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear electromagnetic actuator capable of linearly displacing a moving body under the drive action of a linear DC motor that functions as a drive source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a linear direct current motor (LDM) is known as one of linear motors, and this linear direct current motor has features such as a simple structure, high-speed response, and simplicity of a control method.
[0003]
The linear DC motor is roughly classified into a single-pole linear DC motor using a permanent magnet as a field magnet and a multi-pole linear DC motor using a plurality of permanent magnets in which magnetic poles are alternately arranged in parallel. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the linear DC motor according to the related art has a problem that the outer diameter is increased when a long stroke is to be obtained. That is, in the linear DC motor according to the prior art, the thickness of the yoke (magnetic material such as low carbon steel) is sufficiently set so that magnetic flux is generated in the yoke along the thrust generation direction and the magnetic flux is not saturated. There is a need to. For this reason, as the stroke is increased, the dimension in the thickness direction of the yoke is increased to become a heavy object, and there is a problem that the outer diameter dimension of the entire apparatus is increased and the size is increased.
[0005]
In addition, when a multipole linear DC motor is used, it is possible to obtain a long stroke, but in order to continuously move a long distance along one direction, the current that flows through the coil every time the magnetic pole changes Therefore, a control means such as switching the direction of the current or controlling the direction of the current flowing through the coil is required, resulting in a complicated structure. Furthermore, the magnitude of the thrust changes depending on the stroke length, and a thrust ripple (torque ripple) may occur.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and provides a linear electromagnetic actuator capable of obtaining a long stroke with a simple structure without increasing the outer diameter of the entire apparatus. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a linear electromagnetic actuator having a stator and a mover and displacing the mover by a thrust generated based on Fleming's left hand rule.
An outer yoke having a U-shaped cross section having a pair of side portions and a bottom portion which are made of a magnetic material and arranged to face each other at a predetermined interval;
A set of permanent magnets respectively fixed to a set of sides of the outer yoke;
A first plate disposed between the pair of permanent magnets via an air gap and formed with a first protrusion protruding toward one permanent magnet side, and protruding toward the other permanent magnet side An armature yoke coupled with a second plate on which a second protrusion is formed;
A first coil wound along the circumferential surface of the first plate and a second coil wound along the circumferential surface of the second plate are provided such that coil currents flow in opposite directions. A coil portion having a coil;
It is characterized by providing.
[0008]
In this case, it is preferable to provide a moving body that is displaced integrally with the mover, and further to provide a linear guide that guides the moving body along the axial direction of the outer yoke.
[0009]
Alternatively, the armature yoke may be formed by alternately connecting a plurality of first plates and second plates.
[0010]
Furthermore, a stator is constituted only by the outer yoke, the first permanent magnet interposed between the first plate and the first coil facing one side of the outer yoke, and the other side of the outer yoke. The second permanent magnet interposed between the second plate and the second coil is configured to be included in the mover, or the permanent magnet interposed between the first plate and the second plate. May be included in the mover.
[0011]
According to the present invention, a magnetic flux is generated between the outer yoke and the projection of the armature yoke by the permanent magnet. At that time, the magnetic flux introduced into the armature yoke from one side portion of the outer yoke is led toward the other side portion of the outer yoke after being bent at the joint portion between the first plate and the second plate, and further the magnetic flux Passes through the bottom of the outer yoke and returns to the original side. Therefore, the coil portion is energized, and the coil current flows along the opposite direction to each other. Based on Fleming's left-hand rule between the first coil and the second coil and the magnetic flux, one outer yoke side and the other Thrust in the same direction is generated on the outer yoke side. The mover is displaced based on this thrust.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the linear electromagnetic actuator according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a linear electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention.
[0014]
The linear electromagnetic actuator 10 includes a flat base member 12 and an outer yoke 13 having a U-shaped cross section fixed on a plane of the base member 12 via a screw member (not shown). The outer yoke 13 is formed by integrally connecting a pair of side portions 14a and 14b erected substantially parallel to each other at a predetermined interval and a bottom portion 18 connecting the pair of side portions 14a and 14b. Composed. A pair of rail-shaped permanent magnets 16a and 16b are fixed to the inner surfaces of the side portions 14a and 14b so as to face each other.
[0015]
The outer yoke 13 is preferably formed of a magnetic material such as SS400 according to JIS standards, and the permanent magnets 16a and 16b are magnetized along the thickness direction thereof. The outer yoke 13 (the side portions 14a and 14b and the bottom portion 18) and the permanent magnets 16a and 16b function as a stator for the linear DC motor.
[0016]
As shown in FIG. 3, a substantially L-shaped support block 20 is connected to the base member 12 in the vicinity of one side portion 14 b of the outer yoke 13, and a long guide rail 22 is provided above the support block 20. Is connected to the side portion 14b of the outer yoke 13 substantially in parallel.
[0017]
As shown in FIG. 1, a moving body 24 is provided so as to extend in a direction substantially perpendicular to the axis of the pair of side portions 14a and 14b and the permanent magnets 16a and 16b of the outer yoke 13, and the moving body 24 Is along the axial direction (arrow X direction) of the side portions 14a and 14b of the outer yoke 13 and the permanent magnets 16a and 16b via a guide block 26 (see FIG. 3) having a U-shaped cross section that engages with the guide rail 22. It can be displaced freely.
[0018]
In other words, one end of the moving body 24 is supported via a linear guide 28 composed of a guide rail 22 and a guide block 26, and the movable body 24 is slidably displaced along the guide rail 22 integrally with the guide block 26. It is provided freely.
[0019]
As shown in FIGS. 2 and 3, a coil holder 30 is fixed to the lower surface portion of the moving body 24, and the coil holder 30 has a predetermined air gap 32a between a pair of permanent magnets 16a and 16b. 32b is provided so as to be separated from each other. Inside the coil holder 30, an armature yoke 34 around which a coil to be described later is wound is disposed.
[0020]
As shown in FIGS. 4 and 5, the armature yoke 34 includes a flat plate-like first plate 36 a and a second plate 36 b having substantially the same thickness, dimensions, etc., which are partially overlapped and integrated. The block body has a first protrusion portion (first protrusion portion) 38a protruding toward one permanent magnet 16a and the other permanent magnet 16b side. And a second protrusion (second protrusion) 38b.
[0021]
In other words, the cross-sectional shape of the armature yoke 34 along the substantially horizontal direction is formed in a right-angle cross-section between the first protrusion 38a and the second plate 36b, as shown in FIG. It has a step portion, and also has a step portion formed in a right-angle cross section between the second protrusion 38b and the first plate 36a.
[0022]
A first coil 40a is wound around the rectangular peripheral surface of the first plate 36a, and a first coil 40a is wound around the rectangular peripheral surface of the second plate 36b in a direction opposite to the first coil 40a. Two coils 40b are wound, and the first coil 40a and the second coil 40b constitute a coil portion 42. The armature yoke 34 and the coil portion 42 function as a mover for the linear DC motor.
[0023]
The support block 20 is provided with position detection means 46 including an encoder scale 44 for detecting the position of the moving body 24, and a detection signal detected by the position detection means 46 is output toward a controller (not shown). .
[0024]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a pair of stoppers 48a for restricting the displacement of the coil holder 30 by contacting the coil holder 30 at both end sides along the axial direction with the coil holder 30 in between. 48b are opposed to each other.
[0025]
The linear electromagnetic actuator 10 according to the embodiment of the present invention is basically configured as described above. Next, the operation and action and effects thereof will be described.
[0026]
As shown in FIG. 5, a magnetic flux is generated from one permanent magnet 16b magnetized along the thickness direction, and this magnetic flux passes through the armature yoke 34 via the air gap 32b and further passes through the air gap 32a. Through the other permanent magnet 16a, one side portion 14a of the outer yoke 13, the bottom portion 18 and the other side portion 14b to return to the original permanent magnet 16b. When the magnetic flux passes through the armature yoke 34, as shown in FIG. 5, the magnetic flux that has traveled straight along the second protrusion 38b of the second plate 36b is coupled to the first plate 36a and the second plate 36b. Is bent toward the first plate 36a side, and further proceeds along the first protrusion 38a.
[0027]
When magnetic flux is generated in this way, by energizing a power source (not shown) and causing current to flow through the coil part 42, thrust in the direction of the arrow (Lorentz force) is generated based on Fleming's left-hand rule. Under the action of the thrust, the armature yoke 34, the coil part 42, and the moving body 24 are integrally displaced along the arrow X direction along the guide rail 22.
[0028]
That is, the magnetic flux led out from one permanent magnet 16b to the second ridge 38b of the armature yoke 34 through the air gap 32b, and the other from the first ridge 38a of the armature yoke 34 through the air gap 32a. The magnetic flux derived toward the permanent magnet 16a acts on the coil currents flowing through the first coil 40a and the second coil 40b, respectively, to generate thrust (Lorentz force). The direction of the generated thrust is Fleming The direction of the arrow is based on the left hand rule.
[0029]
Note that the coil current and the magnetic flux flowing in the first and second coils 40a and 40b, respectively, are in a direction substantially orthogonal to the arrow direction in which thrust is generated.
[0030]
When the armature yoke 34, the coil portion 42, and the moving body 24 are displaced along the direction of the arrow X under the action of the thrust, the position of the moving body 24 is detected by the position detecting means 46, and from the position detecting means 46 The derived detection signal is input to a controller (not shown). Further, when the coil holder 30 abuts against the stopper 48b, the displacement is restricted and the stroke end position is obtained.
[0031]
When the armature yoke 34, the coil part 42 and the moving body 24 are displaced in the direction opposite to the above, the direction of the coil current passed through the first and second coils 40a, 40b is reversed by the switching means (not shown). By switching, thrust is generated in the direction opposite to the arrow direction, and the moving body 24 is displaced along the direction opposite to the above.
[0032]
In the present embodiment, the magnetic flux flowing through the outer yoke 13 (side portions 14a and 14b and the bottom portion 18) and the permanent magnets 16a and 16b functioning as a stator of the linear DC motor is substantially perpendicular to the thrust generation direction. It is not necessary to increase the thickness of the outer yoke 13 (side portions 14a and 14b and the bottom portion 18) in order to sufficiently flow the magnetic flux, and a long stroke can be obtained. Therefore, since it is not necessary to change the cross-sectional shape of the outer yoke 13 even if the stroke becomes longer, the outer diameter of the entire apparatus is not increased, and a long stroke can be obtained with a simple structure.
[0033]
As a result, in this embodiment, it is possible to obtain a linear electromagnetic actuator 10 that is small and light and has a long stroke.
[0034]
In the linear electromagnetic actuator 50 according to the comparative example as shown in FIG. 6, the coil 54 is wound along the peripheral surface of the armature yoke 52 formed of a flat block body, and the magnetic flux is generated along the arrow A direction. appear. Therefore, in the linear electromagnetic actuator 50 according to the comparative example, the thrust F1 and the thrust F2 along the opposite directions are generated on one side and the other side of the coil 54 under the action of the current and the magnetic flux flowing through the coil 54. Since each occurs, the moving body (not shown) remains stationary without being displaced.
[0035]
In the present embodiment, the shape of the armature yoke 34 is not limited to the staircase shape as shown in FIGS. 4 and 5, but as shown in FIG. 7, the first and second plates 36a. The armature yoke 56 may be configured by connecting a plurality of block bodies formed in a staircase shape by joining together. In FIG. 7, reference numeral 58 indicates a coil holder.
[0036]
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the side portions 14a and 14b and the bottom portion 18 of the outer yoke 13 may be disposed as the stator of the linear DC motor, and the permanent magnet may be disposed on the mover side. Good.
[0037]
For example, in FIG. 8, the first permanent magnet 60a is provided adjacent to the first plate 36a so as to be close to one side portion 14a of the outer yoke 13, and the first permanent magnet 60a is set so as to be close to the other side portion 14b of the outer yoke 13. 9, two permanent magnets 60b are provided adjacent to the second plate 36b. In FIG. 9, the first plate 36a and the second plate 36b are interposed between the first plate 36a and the second plate 36b. The plate 36b is connected. By comprising in this way, the effect similar to the above is acquired.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0039]
That is, since the magnetic flux generated by the permanent magnet is substantially perpendicular to the thrust generation direction, it is not necessary to increase the thickness of the outer yoke in order to sufficiently flow the magnetic flux, and a long stroke can be obtained. Accordingly, since it is not necessary to change the cross-sectional shape of the outer yoke even if the stroke becomes long, the outer diameter of the entire apparatus is not increased, and a long stroke can be obtained with a simple structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a linear electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a longitudinal sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a partially omitted cross-sectional view of the stator and mover of the linear electromagnetic actuator shown in FIG. 1 along a substantially horizontal direction.
5 is a partially omitted perspective view showing the flow of magnetic flux of the linear electromagnetic actuator shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a partially omitted cross-sectional view along a substantially horizontal direction of a stator and a mover of a linear electromagnetic actuator according to a comparative example.
FIG. 7 is a partially omitted cross-sectional view along a substantially horizontal direction showing a modification of the armature yoke.
FIG. 8 is a partially omitted cross-sectional view along a substantially horizontal direction showing another modification of the armature yoke.
FIG. 9 is a partially omitted cross-sectional view along a substantially horizontal method showing still another modification of the armature yoke.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Linear electromagnetic actuator 12 ... Base member 13 ... Outer yoke 14a, 14b ... Side part 16a, 16b, 60a, 60b, 62 ... Permanent magnet 18 ... Bottom part 20 ... Support block 22 ... Guide rail 24 ... Moving body 26 ... Guide block 28 ... Linear guide 30 ... Coil holder 32a, 32b ... Air gap 34, 52, 56 ... Armature yoke 36a, 36b ... Plate 38a, 38b ... Projection part 40a, 40b ... Coil 42 ... Coil part

Claims (4)

固定子と可動子とを有し、フレミングの左手の法則に基づいて発生する推力によって前記可動子を変位させるリニア電磁アクチュエータにおいて、
磁性材料からなり、所定間隔離間して相互に対向して配設された一組の側部と底部とを有する断面コ字状のアウタヨークと、
前記アウタヨークの一組の側部にそれぞれ固着された一組の永久磁石と、
エアーギャップを介して前記一組の永久磁石の間に配設され、一方の永久磁石側に向かって突出する第1突起部が形成された第1プレートと、他方の永久磁石側に向かって突出する第2突起部が形成された第2プレートとが結合されたアーマチュアヨークと、
コイル電流が相互に反対方向に向かって流れるように設けられ、前記第1プレートの周面に沿って巻回された第1コイルと前記第2プレートの周面に沿って巻回された第2コイルとを有するコイル部と、
を備えることを特徴とするリニア電磁アクチュエータ。
In a linear electromagnetic actuator having a stator and a mover and displacing the mover by a thrust generated based on Fleming's left-hand rule,
An outer yoke having a U-shaped cross section having a pair of side portions and a bottom portion which are made of a magnetic material and arranged to face each other at a predetermined interval;
A set of permanent magnets respectively fixed to a set of sides of the outer yoke;
A first plate disposed between the pair of permanent magnets via an air gap and formed with a first protrusion protruding toward one permanent magnet side, and protruding toward the other permanent magnet side An armature yoke coupled with a second plate on which a second protrusion is formed;
A first coil wound along the circumferential surface of the first plate and a second coil wound along the circumferential surface of the second plate are provided such that coil currents flow in opposite directions. A coil portion having a coil;
A linear electromagnetic actuator comprising:
請求項1記載のリニア電磁アクチュエータにおいて、
前記可動子には一体的に変位する移動体が設けられることを特徴とするリニア電磁アクチュエータ。
In the linear electromagnetic actuator according to claim 1 Symbol placement,
A linear electromagnetic actuator, wherein the movable element is provided with a moving body that is integrally displaced.
請求項記載のリニア電磁アクチュエータにおいて、
前記移動体には、アウタヨークの軸線方向に沿って該移動体を案内するリニアガイドが設けられることを特徴とするリニア電磁アクチュエータ。
The linear electromagnetic actuator according to claim 2 ,
The linear electromagnetic actuator, wherein the moving body is provided with a linear guide for guiding the moving body along an axial direction of the outer yoke.
請求項1記載のリニア電磁アクチュエータにおいて、
前記アーマチュアヨークは、第1プレートと第2プレートとが交互に複数個連結されて形成されることを特徴とするリニア電磁アクチュエータ。
In the linear electromagnetic actuator according to claim 1 Symbol placement,
The linear armature actuator according to claim 1, wherein the armature yoke is formed by alternately connecting a plurality of first plates and second plates.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4924914B2 (en) * 2005-11-11 2012-04-25 シンフォニアテクノロジー株式会社 Outer movable linear actuator
KR101558505B1 (en) * 2009-01-16 2015-10-07 엘지전자 주식회사 Fabric treating apparatus and method for controlling the same
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JP2019103225A (en) * 2017-11-30 2019-06-24 キヤノン株式会社 Transport apparatus, processing system, and manufacturing method of article
CN114684619B (en) * 2022-04-11 2023-09-22 江苏贺鸿电子有限公司 Material moving mechanism for circuit board detection

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11262236A (en) * 1998-03-10 1999-09-24 Yaskawa Electric Corp Linear motor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2528123Y2 (en) * 1987-12-03 1997-03-05 株式会社 トーキン Linear DC motor
JPH0386773U (en) * 1989-12-19 1991-09-03

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11262236A (en) * 1998-03-10 1999-09-24 Yaskawa Electric Corp Linear motor

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