CN102171915B - 磁铁可动型线性电动机 - Google Patents

Abstract

提供一种能够得到比以往大的推力的磁铁可动型线性电动机。本发明的磁铁可动型线性电动机具备：固定件（7），其是通过将多个线圈沿一个方向排列而构成的，该固定件（7）是其与该一个方向正交的方向的两端部被支承的两端支承结构；一对可动件（5、6），所述一对可动件以与固定件（7）的两面对置的方式分别配置有多个永久磁铁而构成，所述一对可动件能够沿着上述一个方向相互相对移动；以及引导机构（3、4），所述引导机构分别独立地引导两可动件（5、6），使它们能够向上述一个方向移动，任一可动件（6）连结于负载。

Description

磁铁可动型线性电动机

技术领域

本发明涉及线性电动机，特别涉及沿着轨道向一个方向驱动负载的磁铁可动型线性电动机。

背景技术

对于在固定件侧配置有无铁心线圈或铁心线圈并且在可动件侧配置有永久磁铁的磁铁可动型线性电动机，不需要在长的轨道上排列昂贵的磁铁，并且，在可动件侧不会产生热，而且不需要对可动件侧供电，因此，特别是作为轨道长的输送机构的驱动源而广泛应用。

在磁铁可动型线性电动机中，存在在固定件的两侧配置有永久磁铁的两侧方式和仅在固定件的一侧配置有磁铁的单侧方式，根据两侧方式，能够使在固定件和可动件之间产生的垂直力相互抵消。

图5示出沿着基座8上的轨道输送物体、负载的两侧方式的磁铁可动型线性电动机。

在该磁铁可动型线性电动机中，在基座8上经由支承部件81支承有多个线圈沿一个方向排列而构成的线圈体80，通过该线圈体80构成固定件。并且，在基座8上以经由车轮93能够移动的方式支承有包围线圈体80的截面为U字状的磁轭9，在该磁轭9的内表面上，以分别与线圈体80的两面对置的方式固定有多个永久磁铁91、92，通过该磁轭9和多个永久磁铁91、92来构成可动件（日本公开特许公报2005-86858号、日本特许公报第3698585号、日本特许公报第3478084号、日本特许公报第3387324号）。

在上述的磁铁可动型线性电动机中，通过使多相交流电流流过构成固定件的线圈，从而形成移动磁场，由此，在可动件上会产生与移动磁场方向相同的推力。

因此，在图5所示的磁铁可动型线性电动机中，通过将负载连结于构成可动件的磁轭9，从而能够向一个方向输送该负载。

另外，在线性电动机中，配置于固定件两侧的一对永久磁铁的间隔（磁隙）越小，磁铁间的磁通的磁路的磁阻越少，其结果是，磁通密度提高而能够得到大的推力。为了使一对永久磁铁的间隔变小，需要减小线圈体的厚度。

然而，在以往的磁铁可动型线性电动机中，如图5所示，磁轭9具有通过垂直壁9c连结上下的水平壁部9a、9b而成的形状，因此，对于线圈体80，仅其基端部83连结于支承部件81，其末端部82不得不成为自由端。在这种一端支承结构中，伴随线圈体80的薄型化，线圈体80的支承强度大幅降低。

因此，由线圈体80构成的固定件有可能受到伴随供电的温度上升或相对于推力的反作用力的影响而变形。若固定件变形，则在可动件移动过程中固定件与可动件接触会产生线圈的破损或短路。

因此，以往也利用树脂等模制线圈整体来实现强度的增大，但是，其结果导致磁隙增大，推力降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够得到比以往大的推力的磁铁可动型线性电动机。

本发明的磁铁可动型线性电动机具备：

固定件7，其是通过将多个线圈沿一个方向排列而构成的，该固定件7是其与该一个方向正交的方向的两端部被支承的两端支承结构；

一对可动件5、6，所述一对可动件以与上述固定件7的两面对置的方式分别配置有多个永久磁铁而构成，所述一对可动件能够沿着上述一个方向相互相对移动；以及

引导机构，所述引导机构分别独立地引导两可动件5、6，使它们能够向上述一个方向移动，

任一可动件6连结于负载。

具体而言，上述一对可动件5、6分别在上述多个永久磁铁上接合磁轭而构成，或者按照海尔贝克阵列或产生适当的磁场的类似的手段排列上述多个永久磁铁而构成。

在上述本发明的磁铁可动型线性电动机中，采用应以从两侧夹持固定件的方式配置的可动件部分分离为两个并在固定件的两侧配置有一对可动件5、6的分割结构，该一对可动件5、6能够相互相对移动。

由于一对可动件5、6具有分割结构，所以固定件7能够采用将该固定件7的两端部连结于固定部件的两端支承结构。

由于固定件7这样具有两端支承结构，所以与以往那样的一端支承结构的固定件相比，支承强度增大。

因此，固定件7即便是受到伴随供电的温度上升或相对于推力的反作用力或其它与运动方向垂直的类似的力的影响，挠曲量也非常小，即使在其挠曲量的限度内缩小两可动件5、6的间隔，在可动件5、6的移动过程中该可动件5、6与固定件7也不会相互接触。

在上述本发明的磁铁可动型线性电动机中，通过使多相交流电流流过构成固定件7的多个线圈，从而在该固定件7的两侧形成移动磁场，其结果为在一对可动件5、6上产生与移动磁场方向相同的推力。

这里，虽然一对可动件5、6相互分开，但由于同时受到相同方向的移动磁场，所以分别由引导机构引导而向同一方向移动。

因此，若将负载连结于一个可动件6，则能够通过该可动件6的驱动使负载移动。另外，由于另一个可动件5未连结负载，所以另一个可动件5与上述一个可动件6的移动联动地自由移动。

在具体的构成中，上述固定件7在沿与上述一个方向正交的方向上被施加有张力的状态下，该固定件7的两端部分别连结于固定部件。

根据该具体的构成，由于在固定件7上始终作用有拉力，因此，由外力的作用产生的挠曲方向的变形量比未作用有拉力的情况减小，进而能够缩小两可动件5、6的间隔。

根据本发明的磁铁可动型线性电动机，由于固定件7具有两端支承结构而发挥高的支承强度，因此，固定件7能够薄型化，由此能够缩小两可动件5、6的间隔，能够得到比以往大的推力。

附图说明

图1是本发明的磁铁可动型线性电动机的剖视图。

图2是本发明的磁铁可动型线性电动机的立体图。

图3是省略了可动件的磁铁可动型线性电动机的立体图。

图4是表示固定件的构成的立体图。

图5是以往的磁铁可动型线性电动机的剖视图。

标号说明

1基座；2可动台；3第一引导机构；4第二引导机构；5第一可动件；51永久磁铁；52磁轭；6第二可动件；61永久磁铁；62磁轭；7固定件；71线圈组；72线圈体；73线圈体；74线圈体。

具体实施方式

下面，根据附图具体地对本发明的实施方式进行说明。

如图1和图2所示，本发明的磁铁可动型线性电动机是使可动台2在基座1上沿着预定的轨道往复移动的电动机，该磁铁可动型线性电动机具备如后所述的固定件7、第一可动件5以及第二可动件6，所述固定件7是将多个线圈沿一个方向排列而构成的，所述第一可动件5以及第二可动件6配备在该固定件7的上下两侧。

进而，在第二可动件6上配备有可动台2。

在基座1上，在固定件7和可动件5、6的左右两侧立起设置有支承部件11、11，在各支承部件11的内侧配备有固定部件12，通过两侧的固定部件12，固定件7的两端部7a、7a遍及轨道的全长被支承。

这里，如图3所示，固定件7在由两侧的固定部件12、12作用有拉力的状态下连结于固定部件12、12。

并且，如图1和图2所示，在基座1上配备有沿着上述预定的轨道延伸的左右一对轨道31、31，滑动件32、32分别以能够滑动的方式卡合于两轨道31、31，两滑动件32、32连结于第一可动件5。

于是，构成对第一可动件5的往复移动进行引导的第一引导机构3、3。

另外，在两支承部件11、11上配备有沿着上述预定的轨道延伸的左右一对轨道41、41，滑动件42、42以能够滑动的方式卡合于两轨道41、41，两滑动件42、42连结于可动台2。

于是，构成对可动台2和第二可动件6的往复移动进行引导的第二引导机构4、4。

如图4所示，固定件7是通过将在宽度方向上较长的板状的U相、V相、W相的线圈体72、73、74作为一个线圈组71并将多个线圈组71在轨道方向上连接起来而构成的。这里，多个线圈体72、73、74的同相彼此通过连结部件70相互电连结。

另外，多个线圈体72、73、74分别可以采用由铝或铜制成的带板形成的构成、或利用树脂等将卷绕线圈导线而成的部件模制成板状的构成。

根据上述磁铁可动型线性电动机，如图1和图2所示，由于第一可动件5和第二可动件6相互分开，所以能够将固定件7的两端部连结于两侧的固定部件12、12，由此来实现固定件7的两端支承结构。

其结果为，与以往那样一端支承结构的固定件相比，固定件7的支承强度变大。而且，由于在固定件7上始终作用有拉力，因此由外力的作用产生的挠曲量比未作用有拉力的情况减少。

因此，固定件7即便是受到伴随供电的温度上升或相对于推力的反作用力的影响，挠曲量也非常小。 

并且，由于采用在固定件7的两侧配置有第一可动件5和第二可动件6的两侧方式，在固定件7和第一可动件5之间产生的垂直力与在固定件7和第二可动件6之间产生的垂直力相互抵消，因此，不需要对固定件7赋予能够耐受垂直力的过大的强度。

因此，能够在两可动件5、6的移动过程中固定件7和可动件5、6彼此不会接触的限度内，实现固定件7的薄型化、以及固定件7与各可动件5、6之间的间隙的狭小化。

在上述本发明的磁铁可动型线性电动机中，通过使多相交流电流流过构成固定件7的多个线圈，从而在该固定件7的两侧形成移动磁场，其结果为，在第一可动件5和第二可动件6上产生与移动磁场方向相同的推力。

这里，虽然第一可动件5和第二可动件6相互分开，但由于同时受到相同方向的移动磁场，所以分别由第一引导机构3和第二引导机构4引导而向同一方向移动。

伴随该第二可动件6的移动，可动台2在轨道上移动。

另一方面，由于第一可动件5未连结负载，所以第一可动件5与第二可动件6的移动联动地自由移动。

如上所述，根据本发明的磁铁可动型线性电动机，固定件7具有两端支承结构而发挥高的支承强度，因此，固定件7能够薄型化，由此，能够使第一可动件5和第二可动件6的间隔变小，能够得到比以往大的推力。

并且，能够增大固定件7的有效长度（与轨道方向正交的宽度方向的长度），由此，构成固定件7的线圈和输送空间的利用效率提高。

另外，本发明的各部分构成不限于上述实施方式，能够在权利要求所记载的技术范围内进行各种变形。例如，不限于第一可动件5和第二可动件6分别是通过将磁轭52、62接合于多个永久磁铁51、61而构成的例子，还可以采用按照海尔贝克阵列排列多个永久磁铁而成的构成，由此还可以省略磁轭或将磁轭置换为非磁性体。

并且，本发明的磁铁可动型线性电动机不限于使负载沿着轨道在水平方向上往复移动的车辆或台车的输送机构，也可以应用于升降机那样使负载在垂直方向上往复移动的输送机构。

另外，本发明不限于线性同步型电动机，也可以实施为线性直流电动机。

Claims (3)

1.一种磁铁可动型线性电动机，其特征在于，

该磁铁可动型线性电动机具备：

固定件（7），其是通过将多个线圈沿一个方向排列而构成的，该固定件（7）是其与该一个方向正交的方向的两端部被支承的两端支承结构；

一对可动件（5、6），所述一对可动件与上述固定件（7）的两面对置且配置有多个永久磁铁而构成，所述一对可动件能够沿着上述一个方向相互相对移动；以及

引导机构，所述引导机构分别独立地引导两可动件（5、6），使它们能够向上述一个方向移动，

上述固定件（7）在沿与上述一个方向正交的方向被施加有张力的状态下，该固定件（7）的两端部分别连结于固定部件，

任一可动件（6）连结于负载，

通过使多相交流电流流过构成上述固定件（7）的多个线圈，从该固定件（7）产生的移动磁场同时地作用于上述一对可动件（5、6），在上述一对可动件（5、6）上产生相同方向的推力，

上述多个永久磁铁配置于上述两可动件（5、6），以使上述两可动件（5、6）沿同一方向移动。

2.根据权利要求1所述的磁铁可动型线性电动机，其特征在于，

上述一对可动件（5、6）分别在上述多个永久磁铁上接合磁轭而构成。

3.根据权利要求1所述的磁铁可动型线性电动机，其特征在于，

上述一对可动件（5、6）分别按照海尔贝克阵列排列上述多个永久磁铁而构成。

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