CN1375915A - 线性电动机 - Google Patents

Abstract

一种音圈型直线电动机,由辅助轭铁(7a、7b)连接的内轭铁(5a、5b)的端部,外轭铁(3a、3b)将磁铁(4a、4b)的内周面构成异磁极,由内轭铁(5a、5b)、辅助轭铁(7a、7b)、外轭铁(3a、3b)和磁铁(4a、4b)形成闭磁路φ产生的磁场与线圈(6a、6b)的磁力作用,使外轭铁(3a、3b)与内轭铁(5a、5b)相对移动。本发明能作为产业用线性电动机使用的达到输出功率较大、小型轻量、高推力、高效率的线性电动机。

Description

线性电动机

技术领域

本发明涉及在线性电动机中输出功率也较大的产生用线性电动机。

技术背景

线性促动器，使用音圈型线性电动机作为信息存贮装置的磁头及光拾波器等的移动用，其中多数是可动线圈型的。

将该以往的音圈型线性电动机的一例示于图15。

将一方的侧端开放的圆筒形状的外轭铁101作为固定侧，在该外轭铁101的内侧设有径向磁化后的磁铁102，相对外轭铁101在同轴上设有向箭头J方向上滑动自如地被支承的圆筒形状的内轭铁103。内轭铁103，以将磁铁102与线圈104的间隙保持成均匀的状态相对导向件105被导向滚轮106所支承。

当向线圈104通电时，利用与线圈104的电流方向链接的磁铁102的磁通方向，内轭铁103根据弗莱明的左手定则相对外轭铁101而向箭头J方向移动。

但是，上述以往的结构，在作为信息存贮装置等的推力较小的用途中是适宜的，而当作为用于产业用的需要高推力的用途时，存在体积效率差及磁效率方面的问题。

具体地说，在磁回路的结构方面，由于必须使外轭铁101整体地同轴地覆盖内轭铁103，所以每体积的推力小且重量也变重。

并且，要使线圈能自由地移动，就需要使外轭铁的侧端部开放或在外轭铁上设有狭槽。

发明的概要

本发明的目的在于提供一种即使是音圈型线性电动机也能作为产业用线性电动机使用的输出功率较大、小型轻量、实现高推力、高效率的线性电动机。

本发明技术方案1所述的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特点在于，各音圈型线性电动机单元包括具有筒状的中空部的外轭铁、贯穿所述外轭铁的中空部的内轭铁、在内轭铁上沿其轴芯方向所卷绕的线圈、安装在所述外轭铁的中空部的内侧并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁，用邻接的另外的所述音圈型线性电动机单元和辅助轭铁连接所述内轭铁的端部，互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁，使所述磁铁的内周面构成异磁极，由互相邻接的所述内轭铁、所述辅助轭铁、所述外轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用而使所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案2所述的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特点在于，各音圈型线性电动机单元包括具有筒状的中空部的外轭铁、贯穿所述外轭铁的中空部的内轭铁、安装在所述外轭铁的中空部的内侧并且沿所述内轭铁的轴芯方向所卷绕的线圈、安装在所述内轭铁上并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁，用邻接的另外的所述音圈型线性电动机单元和辅助轭铁连接所述内轭铁的端部，互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的内轭铁，使所述磁铁的外周面构成异磁极，由互相邻接的所述内轭铁、所述辅助轭铁、所述外轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案3所述的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特点在于，其结构具有：并行配置的内轭铁、在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而卷绕着的线圈；具有贯通插入所述内轭铁的筒状的中空部并与在该中空部的内侧分成所述多个区间而卷绕着的所述线圈相对应而设有磁铁的外轭铁，所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁使所述磁铁的内周面构成异磁极，由多个的所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案4所述的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特点在于，其结构具有：并行配置的内轭铁；在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而设置的磁铁；具有贯通插入所述内轭铁的筒状的中空部并与在该中空部的内侧分成所述多个区间而设置的所述磁铁相对应而卷绕着的线圈的外轭铁，所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，使互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述磁铁相互间构成异磁极，由所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案5所述的线性电动机，其特点在于，具有：由具有筒状的中空部的外轭铁和覆盖其中空部内周面的大致整个面而固定着的环状的磁铁所构成的可动部件以及由柱状的内轭铁和在其外周部卷绕着的线圈所构成的固定部件，所述可动部件和固定部件分别并行地配置多对，用另外的辅助轭铁连接多个固定部件的两端部，互为相邻的可动部件的磁铁内周面呈异磁极状地将外轭铁面接合，在所述辅助轭铁一侧与所述外轭铁之间设有将所述线圈的外周部与磁铁内周面的间隙保持成大致均等的导向机构。

本发明技术方案6所述的线性电动机，其特点在于，具有：由具有筒状的中空部的外轭铁和覆盖其中空部内周面的大致整个面而固定着的环状的磁铁所构成的可动部件以及由柱状的内轭铁和在其外周部分成两区间而卷绕着的线圈所构成的固定部件，将所述固定部件并行地配置，使与四区间的线圈相对并互为相邻的磁铁内周面呈异磁极而安装着4个可动部件，用连接部件连接固定部件的两端部，将2组的并行配置的可动部件的外轭铁相互间面接合，设置将面接合的2个可动部件之间予以连接并保持成可动行程部分的一定间隔的保持装置以及在所述连接部件一侧与所述外轭铁之间将所述线圈的外周部与磁铁的内周面的间隙保持成大致均等的导向机构。

本发明技术方案7所述的线性电动机，其特点在于，具有：由具有筒状的中空部的外轭铁和覆盖其中空部内周面的大致整个面而固定着的环状的磁铁所构成的可动部件以及由柱状的内轭铁和在其外周面上卷绕着的线圈所构成的可动部件，将所述可动部件和固定部件并行地配置多对，用另外的辅助轭铁连接多个可动部件的两端部，互为相邻的固定部件的磁铁内周面呈异磁极状地将外轭铁面接合，在所述辅助轭铁一侧与所述外轭铁之间设有将所述线圈的外周部与磁铁内周面的间隙保持成大致均等的导向机构。

本发明技术方案8所述的线性电动机，其特点在于，具有：由具有筒状的中空部的外轭铁和覆盖其中空部内周面的大致整个面而固定着的环状的磁铁所构成的可动部件以及由柱状的内轭铁和在其外周部分成两区间而卷绕着的线圈所构成的固定部件，将所述可动部件并行地配置，使与四区间的线圈相对并互为相邻的磁铁内周面呈异磁极而安装着4个固定部件，用连接部件连接固定部件的两端部，将2组并行配置的固定部件的外轭铁相互间面接合，设置将面接合的2个固定部件间予以连接并保持成可动行程部分的一定间隔的保持装置以及在所述连接部件一侧与所述外轭铁之间将所述线圈的外周部与磁铁的内周面的间隙保持成大致均等的导向机构。

本发明技术方案9所述的线性电动机，其特点在于，在技术方案5至技术方案8的任一项中，将磁铁分割成多个并固定在中空部内周面上。

本发明技术方案10所述的线性电动机，其特点在于，在技术方案5至技术方案8的任一项中，磁铁为平板状，内轭铁为六角或八角的柱状。

本发明技术方案11所述的线性电动机，其特点在于，在技术方案5至技术方案8的任一项中，外轭铁是将电工钢板层叠而构成。

本发明技术方案12所述的线性电动机，其特点在于，在技术方案5至技术方案8的任一项中，将外轭铁沿半径方向一分为两。

本发明技术方案13所述的线性电动机，其特点在于，包括：具有互相并行延伸设置的多个筒状的中空部的外轭铁；贯穿所述外轭铁的中空部的柱状的多个内轭铁；在内轭铁上沿其轴芯方向卷绕的线圈；安装在所述外轭铁的中空部的内侧并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁，所述内轭铁的端部用辅助轭铁连接，设置在互为相邻的所述中空部内的所述磁铁内周面呈异磁极配设并由所述内轭铁、所述辅助轭铁、所述外轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案14所述的线性电动机，其特点在于，包括：具有互相并行延伸设置的多个筒状的中空部的外轭铁；贯穿所述外轭铁的中空部的柱状的多个内轭铁；安装在所述外轭铁的中空部的内侧并沿所述内轭铁的轴芯方向卷绕的线圈；安装在所述内轭铁上并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁，所述内轭铁的端部用辅助轭铁连接，互相邻接的所述内轭铁使所述磁铁的外周面构成异磁极，用互相邻接的所述内轭铁、所述辅助轭铁、所述外轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案15所述的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特点在于，具有：并行配置的内轭铁；在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而卷绕的线圈；具有贯通插入互相并行延伸设置的所述内轭铁的多个筒状的中空部并与在该中空部的内侧分成所述多个区间而卷绕着的线圈相对应设有磁铁的外轭铁，所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁使所述磁铁的内周面构成异磁极，由多个的所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与由所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案16所述的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特点在于，具有：并行配置的内轭铁；在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而设置的磁铁；具有贯通插入所述内轭铁的筒状的中空部并与在该中空部的内侧分成所述多个区间所设置的所述磁铁相对应而卷绕的线圈的外轭铁，所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，将互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述磁铁相互间构成异磁极，由所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

本发明技术方案17所述的X-Y工作台，其特点在于，搭载有技术方案1-技术方案8、技术方案13-技术方案16中任一项所述的线性电动机。

附图的简单说明

图1是本发明实施形态1的线性电动机的立体图。

图2是实施形态1的外轭铁的分解立体图。

图3是说明该实施形态变形例(横3列和纵横2列)的主要部分剖视图。

图4是说明该实施形态变形例(内轭铁为六角柱)的主要部分剖视图。

图5是本发明实施形态2的线性电动机的立体图。

图6是说明该实施形态2的磁路的立体图。

图7是本发明实施形态3的线性电动机的立体图。

图8是本发明实施形态4的线性电动机的局部切去立体图。

图9是本发明实施形态5的线性电动机的局部切去立体图。

图10是本发明实施形态6的线性电动机的立体图。

图11是本发明实施形态7的线性电动机的立体图。

图12是表示本发明实施形态6的线性电动机的其他例子的立体图。

图13是本发明实施形态8的线性电动机的局部切去立体图。

图14是本发明实施形态9的线性电动机的局部切去立体图。

图15是以往的线性电动机的剖视图。

发明的实施方式

以下，结合图1-图14说明本发明的各实施形态。

(实施形态1)

图1-图4表示本发明的实施形态1。

图1所示的实施形态1的线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，是将由可动部件1a和固定部件2a构成的音圈型线性电动机单元与由可动部件1b和固定部件2b构成的另一个音圈型线性电动机单元结合而成。

形成可动部件1的可动部件1a、1b中的可动部件1a，在由长方体的磁性体构成的外轭铁3a的中央部具有圆筒的中空部3c，且如图2所示，将中空部3c的内周面的大致整个面由同极覆盖而粘接固定沿径向磁化后的磁铁4a。

可动部件1b也同样，在由立方体的磁性体构成的外轭铁3b的中央部具有圆筒的中空部3c，且如图2所示，将中空部3c的内周面的大致整个面由同极覆盖而粘接固定沿径向磁化后的磁铁4b。

形成固定部件2的固定部件2a、2b中的固定部件2a，具有贯穿外轭铁3a的中空部3c的内轭铁5a，固定部件2b具有贯穿外轭铁3b的中空部3c的内轭铁5b。

对于由圆柱形的磁性体构成的内轭铁5a、5b，将外周部进行绝缘处理，在其上面沿轴芯方向分别定向卷绕着单一的线圈6a、6b。外轭铁3a、3b的所述磁铁4a、4b，与线圈6a、6b的相对面被单一极地磁化。

内轭铁5a、5b的端部的相互间被由磁性体构成的辅助轭铁7a、7b磁性连接并被固定在固定座9上。邻接的外轭铁3a、3b，用连接板10连接成磁阻变小且外轭铁3a的侧面3aa与外轭铁3b的铡面3bb呈面接合的状态。

另外，外轭铁3a的磁铁4a，被磁化成与线圈6a的相对面呈S极的状态，外轭铁3b的所述磁铁4b，被磁化成与线圈6b的相对面呈N极的状态。

安装在连接板10两端上的滑块10a、10b，在固定座9上被配设成与所述内轭铁5a、5b并行，更具体地说与平行地配设的导轨8a、8b嵌合，以外轭铁3a、3b的磁铁4a、4b的内周面与线圈6a、6b的外周部的间隙保持大致均匀的状态外轭铁3a、3b被滑动自如地支承在内轭铁5a、5b的轴心方向(箭头J方向)上，在该实施形态中，由滑块10a、10b与导轨8a、8b构成导向机构。

接着，更详细地说明磁回路。

从外轭铁3b的磁铁4b的N极面发出的磁通，经内轭铁5b→辅助轭铁7a→相邻的内轭铁5a→外轭铁3a的磁铁4a的S极→外轭铁3a的磁铁4a的N极面→外轭铁3a→原来的外轭铁3b，再向外轭铁3b的磁铁4b的S极面回流而形成闭磁路。

内轭铁5a、5b的线圈6a、6b，位于外轭铁3a、3b的磁铁4a、4b与内轭铁5a、5b之间，与所述磁铁4a、4b的磁通形成正交，在该状态下向所述线圈6a、6b通电时，用滑块10a、10b和导轨8a、8b支承着的可动部件1，按照弗莱明的左手定则向轴线方向移动。若使线圈6a、6b的电流方向反流，则向逆向移动。当然，虽然使相邻的线圈6a、6b中流动的电流的方向相反但推力方向却相同。

如此，若使可动部件与固定部件如上所述那样构成，尤其由于既使外轭铁轻量化又借助于磁铁和线圈沿全周给于推力，故能构成体积效率好的外轭铁可动型的线性电动机。

又，之所以使线圈6a、6b的卷绕开始和卷绕终点稍许离开辅助轭铁7的端部，是为了防止因向线圈6a、6b的通电而外轭铁3a、3b超过需要地接近辅助轭铁7、并防止磁铁4a、4b的磁通直接向辅助轭铁7泄漏。

又，在结构上不需要象以往那样用于可动线圈的狭槽部等，能使磁回路上的损失减小。线圈接线及配线容易、能实现低成本。

在该实施形态1中虽然用2个单元的组合作了说明，但即使是如图3(a)所示在横向排列3个以上的单元或如图3(b)所示在纵横方向中上排列2列以上的单元也同样能实施。在该场合，也在相邻的磁铁的内周面设定为不同的磁极，虽然也需考虑线圈电流的方向，但根据所安装的设备的空间及推力，具有能将单元纵横自由地组合而相对应的优点。

又，在用圆筒对外轭铁的中空部3c作了说明，但即使变更为六角孔(或八角孔)也同样能实施。该场合，将内轭铁作成六角柱(或八角柱)比圆柱形更好。图4中表示内轭铁为六角柱的情况。

又，虽然磁铁的磁化以径向磁化为较好，但对圆弧状或板状也可以分割为多个进行磁化。尤其，若以六角形或八角形构成内外轭铁，且磁铁也同样分割为6块(或8块)的板状而被磁化，则能将磁铁制成低成本。并且，对于与磁回路无关的结构零件可以用非磁性材料。

尤其，在必须高速往复移动、高推力的场合，也可将对表面进行绝缘处理后的电工钢板进行冲压加工层叠构成外轭铁，另外，若如图4用分割线33所示在半径方向上一分为两，则能减少涡电流损耗，强力的磁铁的固定变得容易，还能使与内轭铁的组装作业变得容易。

又，将多对的可动部件与固定部件作成基本单元，根据由用途决定的空间及特性能自如地进行单元的组合，能构成为小型轻量且能获得高推力的、体积效率好的线性电动机。

(实施形态2)

图5和图6表示本发明的实施形态2的线性电动机。

在实施形态1中，相对内轭铁5a设置1个外轭铁3a，相对内轭铁5b设置1个外轭铁3b，在内轭铁5a、5b上分别设有1个线圈6a、6b，而本实施形态2中，相对内轭铁45a设置2个外轭铁43a、43c，相对内轭铁45b设置2个外轭铁43b、43d，在内轭铁45a上设有2个线圈46a、46c，对于内轭铁45b设置2个线圈46b、46d，这是其不同点。

并且，固定部件2具有2个内轭铁45a、45b，可动部件41具有4个外轭铁43a、43b、43c、43d。外轭铁43a-43d在中央部具有圆筒的中空部，与实施形态1的情况同样，将中空部的内周面的大致整个面以同极覆盖状地分别粘接固定沿径向磁化后的磁铁44a-44d。

互相并行、更具体地被平行配置的内轭铁45a、45b的端部，用非磁性体的连接部件47a、47b进行连接并被固定在固定座49上。

邻接的外轭铁43a、43b与实施形态1的场合同样，用连接板40A面接合地连接成磁阻变小的状态，外轭铁43c、43d也用连接板40B面接合地连接成磁阻变小的状态。

安装在连接板40A两端的滑块40a、40b，与在固定座49上与所述内轭铁45a、45b并行、更具体地说被平行配设的导轨48a、48b嵌合，从而在将外轭铁43a、43b的磁铁44a、44b的内周面与线圈47a、46b的外周部的间隙保持成大致均等的状态下，外轭铁43a、43b被滑动自如地支承在外轭铁45a、45b的轴心方向(箭头J方向)。

安装在连接板40B的两端上的滑块40c、40d，与在固定座49上与所述内轭铁45a、45b平行配设的导轨48a、48b嵌合，从而在将外轭铁43c、43d的磁铁44c、44d的内周面与线圈46c、46d的外周部的间隙保持成大致均等的状态下，外轭铁43c、43d被滑动自如地支承在所述轴心方向(箭头J方向)。连接板40A与连接板40B由保持板50连接。

互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁43a与外轭铁43b、外轭铁43c与外轭铁43d，将与磁铁44a-44d相面对的内周面构成异磁极，用4个外轭铁43c-43d和2根内轭铁45a、45b及磁铁44a-44d形成闭磁路。

由于这样地构成，通过向所述线圈46a-46d通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与互相邻接而面接合的所述外轭铁43a-43d的磁铁44a-44d的磁力作用使由所述连接板40A和连接板40B及保持板50连接成一体的4个外轭铁43a-43d与2根所述内轭铁45a、45b相对地移动。这里，内轭铁45a、45b为固定侧，外轭铁43a-43d滑动地移动。

在该实施形态中，由滑块40a-40d和导轨48a、48b构成导向机构。现更详细地进行说明。

固定部件42的线圈46a与46c、46b与46d是，将内轭铁45a、45b的外周部进行绝缘处理，在其上，将互相的卷绕方向作成相反地进行定向卷绕。

而且，将2组可动部件41a与41b、可动部件41c与41d组合，使互为相邻的磁铁44a与44b、44c与44d的内周面呈N极与S极的异磁极的状态，将相邻的外轭铁43相互间的外周面进行连接。

并且，固定部件42的相邻的线圈44a与44b、44c与44d，其卷绕方向相反地进行卷绕，连接后的可动部件41a-41b与可动部件41c-41d，仅离开可动行程部分(1区间的线圈长度与1个外轭铁轴向长度之差的部分)的长度由作为保持装置的保持板50保持。由此，可动部件不会跨跃两区间地被驱动。

现说明由连接的2组可动部件所构成的磁回路。

如图6所示，从外轭铁43b的铁44b的N极面发出的磁通，经内轭铁45b流入外轭铁43d的磁铁44d的S极面，从N极面发出的磁通经外轭铁43d→外轭铁43c→外轭铁43c的磁铁44c的S极面而从N极面流入内轭铁，以磁铁44a的N极面发出的磁通经内轭铁45a→外轭铁43a的磁铁44a的S极面而流入外轭铁43b的S极面，形成闭磁路而进行环流。

而且，所有的线圈46a-46d位于磁铁44a-44d与内轭铁45a、45b之间，与磁铁44a-44d的磁通形成正交，当在该状态下向线圈46a-46d通电时，用保持板50连接的可动部件41a-41d被导轨48a、48b导向而向轴线方向(箭头J方向)移动。若使线圈44a-46d的电流方向倒流，则向逆方向移动。

这时，用2个两区间的线圈和4个可动部件向同一方向产生合成推力。然而，由于两区间的线圈因通电产生的磁动势的方向成为相反，故内轭铁不会磁饱和。

因此，与实施形态1相比，由于没有磁饱和，故成为可确保电流与推力的直线性的线性电动机直至高推力范围。

另外，关于外轭铁的中空孔部及内轭铁的形状、磁铁的形状及磁化、外轭铁的结构等，即使单独或组合也能与实施形态1同样地实施。

并且，图5虽然是将内轭铁45a、45b作为固定侧，将外轭铁43a、43b作为可动侧的外轭铁(磁铁)可动型线性电动机，但也能获得将内轭铁45a、45b作为可动侧，将外轭铁43a、43b作为固定侧的、将4个固定部件和2个可动部件组合的内轭铁(线圈)可动型线性电动机、更具体地说，与将图1的可动侧和固定侧倒过来的实施形态是表示后述的实施形态3的图7那样，将可动侧和固定侧倒过来同样能实施，这一点很清楚。

(实施形态3)

图7表示本发明的实施形态3的线性电动机。

在实施形态1中，内轭铁5a、5b是固定侧部件2，外轭铁3a、3b是可动侧部件1，而在本实施形态3中内轭铁55a、55b为可动部件52，外轭铁53a、53b为固定部件51。其他与实施形态1是同样的。

外轭铁53a、53b，与实施形态1的外轭铁3a、3b同样地在中空部的内侧形成粘接固定磁铁54a、54b的结构，面结合后状态的外轭铁53a、53b用安装部件60固定在固定座59上。

定向卷绕有线圈56a的内轭铁55a和定向卷绕有线圈56b的内轭铁55b为互相并排状态，更具体地说，在平行的状态下，其两端由辅助轭铁57a、57b连接、辅助轭铁57a通过安装在两端的滑块61a、61b而与在固定座59上跟所述内轭铁55a、55b并排、即平行配设的导轨58a、58b相卡合。辅助轭铁57b通过安装在两端的滑块61c、61d而与导轨58a、58b相卡合。

由于包含磁铁54a、54b的磁化状态的磁回路结构等与实施形态1相同，故其说明省略。

由于作成如此结构，且是线圈(内轭铁)可动型、升轭铁遮盖内轭铁整体，故无需象以往那样考虑狭槽等结构，不会产生磁回路上的损失，而可作成低成本。

(实施形态4)

图8表示本发明的实施形态4的线性电动机。

在图1所示的实施形态1的外轭铁可动型线性电动机中，在内轭铁5a、5b上卷绕线圈6a、6b，在外轭铁3a、3b上设有磁铁4a、4b，而在本实施形态4所示的外轭铁可动型中，将磁铁76a、76b粘接固定在内轭铁5a、5b上。并且，在外轭铁3a、3b的中空部73c中设有线圈77a、77b。

在图8中虽然将连接板10的单侧切去而图示成可看见线圈77b的状态，但与表示实施形态1的图1同样地通过滑块10a、10b而与导轨8a、8b卡合。

覆盖内轭铁5a的周面的磁铁76a被磁化成与线圈77a的相对面呈N极面的状态，覆盖内轭铁5b的周面的磁铁76b被磁化成与线圈77b的相对面呈S极面的状态。

磁回路是，从覆盖内轭铁5a的周面的磁铁76a的N极面发出的磁通，从外轭铁3a经外轭铁3b流入覆盖内轭铁5b的周面的磁铁76b的S极面，从磁铁76b的N极而发出的磁通通过内轭铁5b和辅助轭铁7a而从内轭铁5a流入磁铁76a的S极面，从而形成闭磁路进行环流。

由于这样地构成，当向线圈77a、77b通电时，可动部件1向轴线方向(箭头J方向)移动。若使线圈77a、77b的电流的方向倒流，则向逆方向移动。

另外，如将图1的可动侧和固定侧倒过来的实施形态2为图7那样，则在该图8所示的实施形态4的场合，即使同样地将可动侧和固定侧倒过来也同样能实施，这一点很清楚。

(实施形态5)

图9表示本发明的实施形态5的线性电动机。

在图5所示的实施形态2的外轭铁可动型线性电动机中，在内轭铁45a、45b上卷绕有线圈46a-46d，在外轭铁43a-43d上设有磁铁44a-44d，而在本实施形态5所示的外轭铁可动型中，其具有：多个(这里为2个)具有筒状的中空部的外轭铁43a、43b；贯穿外轭铁43a、43b的中空部的2根内轭铁45a、45b；安装在外轭铁43a、43b的中空部内侧并沿所述内轭铁45a、45b的轴芯方向分别分成两区间而卷绕的线圈94a和94c、94b和94d；覆盖内轭铁45a、45b的周面状而安装的磁铁96a-96d。

所述磁铁96a、96c，分成两区间覆盖周面状地粘接固定在内轭铁45a上，所述磁铁96b、96d，分成两区间覆盖周面状地粘接固定在内轭铁45b上。

图9中切去连接板40A、40B的单侧而图示成可看见线圈94b、94d的状态，而与表示实施形态2的图5同样地连接板40A通过滑块40a、40b与导轨48a、48b嵌合，连接板40B通过滑块40c、40d与导轨48a、48b嵌合。

覆盖内轭铁45a的周面的磁铁96a被磁化成与线圈94a的相对面为N极面的状态，磁铁96c被磁化成与线圈94c的相对面为S极面的状态。

覆盖内轭铁45b的周面的磁铁96b被磁化成与线圈94b的相对面为S极面的状态，磁铁96d被磁化成与线圈94a的相对面为N极面的状态。

磁回路是，从覆盖内轭铁45a的周面的磁铁96a的N极面发出的磁通，从外轭铁43a经外轭铁43b而流入覆盖内轭铁45b的周面的磁铁96b的S极面，从磁铁96b的N极面发出的磁通从内轭铁45b流入磁铁96d的S极面，且从磁铁96d的N极面经外轭铁43b和外轭铁43a而流入磁铁96c的S极面，从磁铁96c的N极面发出的磁通从内轭铁45a流入磁铁96a的S极面，从而形成闭磁路进行环流。

由于这样地构成，当向线圈94a-94b进行通电时，可动部件1向轴线方向(箭头J方向)移动。若使线圈94a、94b的电流方向倒流，则向逆方向移动。

另外，本实施形态5的可动部件41还可这样构成：将线圈94a、94c设在外轭铁43a的两端，将线圈94b、94d设在外轭铁43b的两端，且具有2个外轭铁，而也能象实施形态2那样将线圈94a-94d分别设在各个外轭铁上。

这也意味着，实施形态2的可动部件41也能与实施形态5同样地用2个外轭铁。

在上述的各实施形态的图1、图5、图7中，设在外轭铁的中空部中的磁铁，虽然在所述中空部的内周面上设置许多短尺寸的环状磁铁来构成，但也可分别设置被磁化成目的的磁化图形的单一的环状磁铁来构成。

还有，图9虽然是将内轭铁45a、45b作为固定侧并将外轭铁43a、43b作为可动侧的外轭铁(线圈)可动型线性电动机，但也能获得将内轭铁45a、45b作为可动侧并将外轭铁43a、43b作为固定侧的内轭铁(磁铁)可动型线性电动机。更具体地说，象将图1的可动侧和固定侧倒过来的实施形态是图7那样，也能同样地将可动侧和固定侧倒过来地实施，这是很清楚的。

(实施形态6)

虽然图1中将可动部件1a与可动部件1b面接合构成可动侧，但也可以将该两者的可动部件1a和可动部件1b如图10所示地构成一体。

具体地如图10所示，由具有互相并行延伸的多个筒状的中空部3c、3cc的外轭铁3ab及固定在其中空部内周面上的环状的磁铁4a、4b构成可动部件1，并设有固定部件2a、2b，其由贯穿该可动部件1的所述中空部3c、3cc的柱状的多个内轭铁5a、5b及卷绕在其各外周部的线圈6a、6b构成，用辅助轭铁7a、7b连接固定部件2a、2b的所述内轭铁的端部，设在所述可动部件1的互为相邻的所述中空部3c、3cc中的所述磁铁4a、4b，配设成内周面为异磁极的状态，在所述内轭铁5a、5b的端部与所述外轭铁3ab之间，设有将所述线圈6a、6b的外周部与磁铁4a、4b的内周面的间隙保持成大致均等的作为导向机构的导轨8a、8b和滑块10a、10b。其他是与图1同样的。

在该图10中虽然举例说明了在可动部件1上形成2个中空部3c、3cc的情况，但如相当于图3(a)或(b)所示的情况那样，也可以与图10同样地构成互相并行延伸设有3个、4个或更多的柱状的中空部。另外，这里虽然可动部件1相对固定部件2a、2b进行移动，但作成与图7的情况同样、如图12所示固定部件2a、2b相对可动部件1进行移动的情况也是同样的。

(实施形态7)

虽然在图5中将外轭铁43与外轭铁43b进行面接合、将外轭铁43c与外轭铁43d进行面接合构成可动侧，但也可以如图11所示将其两者的外轭铁43a和外轭铁43b构成一体，将外轭铁43c和外轭铁43构成一体。

具体地，如图11所示，外轭铁43ab具有互相并行地延伸设置的多个筒状的中空部3c、3cc。外轭铁43cd具有互相并行地延设的多个筒状的中空部3c、3cc。其他是与图5同样的。

在该图11中虽然举例说明了在外轭铁43ab、43cd中形成2个中空部3c、3cc的情况，但如相当于图3(a)或(b)所示的情况那样，也可以与图11同样地构成设置互相并行延伸设有3个、4个或更多的筒状的中空部。另外，这里虽然是外轭铁43ab、43cd相对内轭铁45a、45b移动，但与将图10变更为图12所示的情况相同，内轭铁45a、45b相对外轭铁43ab、43cd移动的情况也是同样的。

(实施形态8)

在图8中虽然将外轭铁3a与外轭铁3b面接合构成可动侧，但如图13所示也可以将其两者的外轭铁3a和外轭铁3b构成一体。

具体地，如图13所示，外轭铁3ab具有互相并行延伸设置的多个筒状的中空部73c、73cc。其他与图8相同。

在该图13中虽然举例说明了在外轭铁3ab上形成2个中空部73c、73cc的情况，但如相当于图3(a)或(b)所示的情况那样，也可以与图11同样地构成设置互相并行延伸设置的3个、4个或更多的筒状的中空部。另外，这里虽然是外轭铁3ab相对内轭铁5a、5b进行移动，但与将图10变更为图12所示的情况时相同，内轭铁5a、5b相对外轭铁3ab移动的情况也是同样的。

(实施形态9)

在图9中虽然将外轭铁43a与外轭铁43b进行面接合、将外轭铁43c与外轭铁43d进行面接合来构成可动侧，但如图14所示，也可以将其两者的外轭铁43a和外轭铁43b构成一体。

具体地，如图14所示，外轭铁43ab具有互相并行延伸设置的多个筒状的中空部3c、3cc。其他与图5相同。

在该图14中虽然举例说明了在外轭铁43ab上形成2个中空部3c、3cc的情况，但如相当于图3(a)或(b)所示的情况那样，也可以与图14同样地构成互相并行延伸设置3个、4个或更多的筒状的中空部。另外，这里虽然是外轭铁43ab相对内轭铁45a、45b进行移动，但与将图10变更为图12所示的情况相同，内轭铁45a、45b相对外轭铁43ab进行移动的情况也是同样的。

能用上述实施形态及其组合实现的本发明的线性电动机，具体地，通过用作为用于各种产业设备的X-Y工作台的驱动源，能实现装置整体的小型化、轻量化、高效率等。

采用如上所述本发明，能根据用途及特性变更单元的组合而构成线性电动机，即使是音圈型线性电动机也能达到较大的输出功率、小型轻量、高推力、高效率的作为产业用线性电动机所要求的性能。

Claims (17)

1.一种线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特征在于，

各音圈型线性电动机单元包括：

具有筒状的中空部的外轭铁(3a)(3b)；

贯穿所述外轭铁的中空部的内轭铁(5a)(5b)；

在内轭铁上沿其轴芯方向卷绕的线圈(6a)(6b)；以及

安装在所述外轭铁的中空部的内侧并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁(4a)(4b)，

由邻接的另外的所述音圈型线性电动机单元和辅助轭铁(7a)(7b)连接所述内轭铁的端部，

互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁(3a)(3b)将所述磁铁(4a)(4b)的内周面构成为异磁极，

由互相邻接的所述内轭铁(5a)(5b)、所述辅助轭铁(7a)(7b)、所述外轭铁(3a)(3b)和所述磁铁(4a)(4b)形成闭磁路，

通过向互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述线圈(6a)(6b)通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁(3a)(3b)与所述内轭铁(5a)(5b)相对移动。

2.一种线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特征在于，

各音圈型线性电动机单元包括：

具有筒状的中空部的外轭铁(3a)(3b)；

贯穿所述外轭铁的中空部的的内轭铁(5a)(5b)；

安装在所述外轭铁的中空部的内侧并且沿所述内轭铁的轴芯方向卷绕的线圈(77a)(77b)；以及

安装在所述内轭铁上并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁(76a)(76b)，

由邻接的另外的所述音圈型线性电动机单元和辅助轭铁(7a)(7b)连接所述内轭铁的端部，

互相邻的所述音圈型线性电动机单元的内轭铁(5a)(5b)将所述磁铁(76a)(76b)的外周面构成为异磁极，

由互相邻接的所述内轭铁(5a)(5b)、所述辅助轭铁、所述外轭铁(3a)(3b)和所述磁铁(76a)(76b)形成闭磁路，

通过向互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述线圈(77a)(77b)通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁(3a)(3b)与所述内轭铁(5a)(5b)相对移动。

3.一种线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特征在于，具有：

并行配置的内轭铁(45a)(45b)；

在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而卷绕的线圈(46a、46c)(46b、46d)；以及

具有贯通插入所述内轭铁的筒状的中空部并在该中空部的内侧上分成所述多个区间而与所述卷绕线圈对应地设有磁铁(44a、44c)(44b、44d)的外轭铁(43a、43c)(43b、43d)，

所述磁铁(44a-44d)的与所述线圈(46a-46d)的相对面被磁化成单一极，互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁(43a与43b)(43c与43d)将所述磁铁(44a-44d)的内周面构成异磁极，

由多个的所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，

通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场和所述线圈(44a-44d)产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁(43a与43b)(43c与43d)与所述内轭铁(45a)(45b)相对移动。

4.一种线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特征在于，具有：

并行配置的内轭铁(45a)(45b)；

在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而设置的磁铁(96a、96c)(96b、96d)；以及

具有贯通插入所述内轭铁的筒状的中空部并在该中空部的内侧上分成所述多个区间地与被设置的所述磁铁对应而卷绕的绕圈(94a、94c)(94b、94d)的外轭铁(43a)(43b)，

所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，将互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述磁铁相互间(96a与96b)(96c与96d)构成异磁极，

由所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，

通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁(43a)(43b)与所述内轭铁(45a)(45b)相对移动。

5.一种线性电动机，其特征在于，

具有：由具有筒状的中空部的外轭铁和覆盖其中空部内周面的大致整个面地固定着的环状的磁铁构成的可动部件(1a)(1b)；以及由柱状的内轭铁(5a)(5b)和在其外周部卷绕着的线圈(6a)(6b)构成的固定部件(2a)(2b)，

所述可动部件和固定部件分别并行地配置多对，由各自的辅助轭铁(7a)(7b)连接多个固定部件的两端部，互为相邻的可动部件的磁铁内周面呈异磁极状地与外轭铁面接合，

在所述辅助轭铁一侧与所述外轭铁之间设有将所述线圈的外周部与磁铁的内周面的间隙保持成大致均等的导向机构(8a、10a)(8b、10b)。

6.一种线性电动机，其特征在于，

具有：由具有筒状的中空部的外轭铁(43a、43c)(43b、43d)和覆盖其中空部内周面的大致整个面地固定着的环状的磁铁(44a、44c)(44b、44d)构成的可动部件(41a、41c)(41b、41d)；以及由柱状的内轭铁(45a)(45b)和在其外周部分成两区间而卷绕着的线圈(46a、46c)(46b、46d)构成的固定部件(42)，

将所述固定部件并行地配置，与四区间的线圈相对并互为相邻的磁铁内周面呈异磁极地安装着4个可动部件(41a-41d)，由连接部件(47a)(47b)连接固定部件的两端部，将2组并行配置的可动部件的外轭铁相互间(43a与43b)(43c与43d)面接合，

设置将面接合的2个可动部件间连接并保持成可动行程部分的一定间隔的保持装置(50)及在所述连接部件一侧与所述外轭铁之间将所述线圈的外周部与磁铁的内周面的间隙保持成大致均等的导向机构(48a与40a、40c)(48b与40b、40d)。

7.一种线性电动机，其特征在于，

具有：由具有筒状的中空部的外轭铁(53a)(53b)和覆盖其中空部内周面的大致整个面而固定着的环状的磁铁(54a)(54b)构成的固定部件；以及由柱状的内轭铁(55a)(55b)和在其外周上卷绕着的线圈(56a)(56b)构成的可动部件，

将所述可动部件和固定部件分别并行地配置多对，用各自的辅助轭铁(57a)(57b)连接多个可动部件的两端部，互为相邻的固定部件的磁铁内周面呈异磁极状地与外轭铁(53a与53b)面接合，

在所述辅助轭铁一侧与所述外轭铁之间设有将所述线圈的外周部与磁铁内周面的间隙保持成大致均等的导向机构(58a与61a、61c)(58b与61b、61d)。

8.一种线性电动机，其特征在于，

具有：由具有筒状的中空部的外轭铁(53a)(53b)和覆盖其中空部内周面的大致整个面状而固定着的环状的磁铁构成的固定部件(51)；以及由柱状的内轭铁(55a)(55b)和在其外周部分成两区间而卷绕着的线圈构成的可动部件(52)，

将所述可动部件并行地配置，与四区间的线圈相对并互为相邻的磁铁内周面呈异磁极地安装4个固定部件，由连接部件连接可动部件的两端部，将2组并行配置着的固定部件的外轭铁相互间面接合，

设置将面接合的2个固定部件间连接并保持成可动行程部分的一定间隔的保持装置(50)及在所述连接部件一侧与所述外轭铁之间将所述线圈的外周部与磁铁的内周面的间隙保持成大致均等的导向机构。

9.如权利要求5至权利要求8中任一项所述的线性电动机，其特征在于，将磁铁分割成多个并固定在中空部内周面上。

10.如权利要求5至权利要求8中任一项所述的线性电动机，其特征在于，磁铁为平板状，内轭铁为六角或八角的柱状。

11.如权利要求5至权利要求8中任一项所述的线性电动机，其特征在于，外轭铁是将电工钢板层叠而构成。

12.如权利要求5至权利要求8中任一项所述的线性电动机，其特征在于，外轭铁在半径方向一分为两。

13.一种线性电动机，其特征在于，具有：

具有互相并行延伸设置的多个筒状的中空部(3c、3cc)的外轭铁(3ab)；

贯穿所述外轭铁的中空部的柱状的多个内轭铁(5a)(5b)；

在内轭铁上沿其轴芯方向卷绕的线圈(6a)(6b)；以及

安装在所述外轭铁的中空部的内侧并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁(4a)(4b)，

由辅助轭铁(7a)(7b)连接所述内轭铁的端部，设置在互为相邻的所述中空部中的所述磁铁的内周面呈异磁极状地配设，并由所述内轭铁、所述辅助轭铁、所述外轭铁和所述磁铁形成闭磁路，

通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

14.一种线性电动机，其特征在于，具有：

具有互相并行延伸设置的多个筒状的中空部(73c、73cc)的外轭铁(3ab)；

贯穿所述外轭铁的中空部的内轭铁(5a)(5b)；

安装在所述外轭铁的中空部的内侧并沿所述内轭铁的轴芯方向卷绕着的线圈(77a)(77b)；以及

安装在所述内轭铁上并且与所述线圈的相对面被磁化成单一极的磁铁(76a)(76b)，

由辅助轭铁(7a)(7b)连接所述内轭铁的端部，

互相邻接的所述内轭铁将所述磁铁的外周面构成异磁极，

由互相邻接的所述内轭铁、所述辅助轭铁、所述外轭铁和所述磁铁形成闭磁路，

通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与所述线圈的磁力作用使所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

15.一种线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特征在于，具有：

并行配置的内轭铁(45a)(45b)；

在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而卷绕的线圈(46a与46c)(46b与46d)；以及

具有贯通插入互相并行延伸设置的所述内轭铁的多个筒状的中空部(3c)(3cc)并与在该中空部的内侧分成所述多个区间地卷绕着的所述线圈相对应设有磁铁(44a与44c)(44b与44d)的外轭铁(43ab)(43cd)，

所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的外轭铁将所述磁铁的内周面构成异磁极，

由多个的所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，

通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与由所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

16.一种线性电动机，是将多个音圈型线性电动机单元并列配置而构成的线性电动机，其特征在于，具有：

并行配置的内轭铁(45a)(45b)；

在所述内轭铁上分别沿轴芯方向分成多个区间而设置的磁铁(96a、96c)(96b、96d)；以及

具有贯通插入所述内轭铁的筒状的中空部并与在该中空部的内侧分成所述多个区间所设置的所述磁铁相对应卷绕着的线圈(94a、94c)(94b、94d)的外轭铁(43ab)，

所述磁铁的与所述线圈的相对面被磁化成单一极，将互相邻接的所述音圈型线性电动机单元的所述磁铁相互间构成为异磁极，

由所述外轭铁、所述内轭铁和所述磁铁形成闭磁路，

通过向所述线圈通电，从而利用所述闭磁路产生的磁场与由所述线圈产生的磁场的磁力作用使连接的所述外轭铁与所述内轭铁相对移动。

17.一种X-Y工作台，其特征在于，搭载有权利要求1-权利要求8、权利要求13-权利要求16中任一项所述的线性电动机。

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