JP2000333434A - リニアモータ - Google Patents
リニアモータInfo
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- JP2000333434A JP2000333434A JP11136818A JP13681899A JP2000333434A JP 2000333434 A JP2000333434 A JP 2000333434A JP 11136818 A JP11136818 A JP 11136818A JP 13681899 A JP13681899 A JP 13681899A JP 2000333434 A JP2000333434 A JP 2000333434A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 推力リプルを低減し、かつ可動子のヨーイン
グやピッチングを防ぐことができるリニアモータを提供
することを目的とする 【解決手段】 ２次側部を取り付けた２次側部支持体
と、２次側部に空隙を介して対向するとともに、複数個
の集中巻した電機子コイル６を有する電機子部４を取り
付けた電機子部支持体とを有し、２次側部と電機子部４
とが、互いに向かい合って進行方向に平行に配置されて
いるリニアモータにおいて、電機子コイル６の形状を三
角形状とし、電機子部４を、三角形状とした電機子コイ
ル６の底辺６ｃが上下交互になるように、進行方向に、
重ねずに配置して構成する。
グやピッチングを防ぐことができるリニアモータを提供
することを目的とする 【解決手段】 ２次側部を取り付けた２次側部支持体
と、２次側部に空隙を介して対向するとともに、複数個
の集中巻した電機子コイル６を有する電機子部４を取り
付けた電機子部支持体とを有し、２次側部と電機子部４
とが、互いに向かい合って進行方向に平行に配置されて
いるリニアモータにおいて、電機子コイル６の形状を三
角形状とし、電機子部４を、三角形状とした電機子コイ
ル６の底辺６ｃが上下交互になるように、進行方向に、
重ねずに配置して構成する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、推力リプルや可動
子のヨーイング、ピッチングの小さいことが要求される
一定速送り用や、高速位置決め用のリニアモータに関す
るものである。
子のヨーイング、ピッチングの小さいことが要求される
一定速送り用や、高速位置決め用のリニアモータに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のリニアモータには、集中巻の電機
子コイルを重ねずに配置したものがあるが、これらはコ
ギング力が発生しないために、速度リプルの小さいこと
が要求される用途に適している。また、集中巻にしたコ
イルを重ねずに配置する簡単な構造であるため絶縁が容
易であり、２００Ｖといった電圧の用途にも適用が可能
となっている。従来のリニアモータを図８ないし図１０
に示す。図８はリニアモータの正断面図、図９は図８に
おけるＡ−Ａ線に沿う平断面図、図１０は電機子部を示
す側面図である。図８および図９において、リニアモー
タ１は、可動部２と固定部３とから構成されている。可
動部２は、いわゆるコアレスタイプの電機子部４と、前
記電機子部４を取り付けた電機子部支持体５とからなっ
ている。前記電機子部４は、複数個の集中巻した電機子
コイル６を有しており、これらの電機子コイル６は、樹
脂７でモールドされている。前記集中巻の電機子コイル
６の形状は、図１０に示すように、２次側部８ａ、８ｂ
と対向した主に推力を発生する２つのコイル辺６ａ、６
ｂが平行した形状となっている。そして、この電機子コ
イル６を各々斜めに倒して、進行方向一列に配置してい
る。このように電機子コイル６を斜めに倒して配置する
理由は、スキュー効果を利用して推力リプルを低減する
ためである。また、固定部３は、永久磁石からなるいわ
ゆる界磁極としての２次側部８ａ、８ｂと、前記２次側
部８ａ、８ｂを取り付けたいわゆるバックヨークとして
の２次側部支持体９ａ、９ｂとを有している。前記２次
側部８ａ、８ｂを構成する永久磁石は、隣接する永久磁
石どうし、および対向する永久磁石どうしが異極になる
ように並べて配置されている。なお、前記２次側部８
ａ、８ｂと前記電機子部４は、互いに向かい合って進行
方向に平行に配置され、２つの２次側部支持体９ａ、９
ｂは、支持部材１０によって連結して支持されている。
子コイルを重ねずに配置したものがあるが、これらはコ
ギング力が発生しないために、速度リプルの小さいこと
が要求される用途に適している。また、集中巻にしたコ
イルを重ねずに配置する簡単な構造であるため絶縁が容
易であり、２００Ｖといった電圧の用途にも適用が可能
となっている。従来のリニアモータを図８ないし図１０
に示す。図８はリニアモータの正断面図、図９は図８に
おけるＡ−Ａ線に沿う平断面図、図１０は電機子部を示
す側面図である。図８および図９において、リニアモー
タ１は、可動部２と固定部３とから構成されている。可
動部２は、いわゆるコアレスタイプの電機子部４と、前
記電機子部４を取り付けた電機子部支持体５とからなっ
ている。前記電機子部４は、複数個の集中巻した電機子
コイル６を有しており、これらの電機子コイル６は、樹
脂７でモールドされている。前記集中巻の電機子コイル
６の形状は、図１０に示すように、２次側部８ａ、８ｂ
と対向した主に推力を発生する２つのコイル辺６ａ、６
ｂが平行した形状となっている。そして、この電機子コ
イル６を各々斜めに倒して、進行方向一列に配置してい
る。このように電機子コイル６を斜めに倒して配置する
理由は、スキュー効果を利用して推力リプルを低減する
ためである。また、固定部３は、永久磁石からなるいわ
ゆる界磁極としての２次側部８ａ、８ｂと、前記２次側
部８ａ、８ｂを取り付けたいわゆるバックヨークとして
の２次側部支持体９ａ、９ｂとを有している。前記２次
側部８ａ、８ｂを構成する永久磁石は、隣接する永久磁
石どうし、および対向する永久磁石どうしが異極になる
ように並べて配置されている。なお、前記２次側部８
ａ、８ｂと前記電機子部４は、互いに向かい合って進行
方向に平行に配置され、２つの２次側部支持体９ａ、９
ｂは、支持部材１０によって連結して支持されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、次のような問題があった。 (1) 複数の電機子コイルが進行方向に精度良く配置され
なければ、推力リプルが発生する。 (2) 推力精度がコイル単体の寸法精度にも影響されやす
く、推力リプルの低減が困難である。 (3) 推力リプルを低減するために、コイルを斜めに倒し
た場合、図１１に示すように、１個の電機子コイルに発
生する推力は進行方向に対して傾いているため、全電機
子コイルに発生する合成推力も進行方向に対して同様に
傾くことになり、可動子にヨーイングまたはピッチング
が発生し、高速・高精度な位置決めができない。本発明
は、このような問題を解消するためになされたもので、
推力リプルを低減し、かつ可動子のヨーイングやピッチ
ングを防ぐことができるリニアモータを提供することを
目的とするものである。
は、次のような問題があった。 (1) 複数の電機子コイルが進行方向に精度良く配置され
なければ、推力リプルが発生する。 (2) 推力精度がコイル単体の寸法精度にも影響されやす
く、推力リプルの低減が困難である。 (3) 推力リプルを低減するために、コイルを斜めに倒し
た場合、図１１に示すように、１個の電機子コイルに発
生する推力は進行方向に対して傾いているため、全電機
子コイルに発生する合成推力も進行方向に対して同様に
傾くことになり、可動子にヨーイングまたはピッチング
が発生し、高速・高精度な位置決めができない。本発明
は、このような問題を解消するためになされたもので、
推力リプルを低減し、かつ可動子のヨーイングやピッチ
ングを防ぐことができるリニアモータを提供することを
目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、２次側部を取り付けた２次側部支持体
と、前記２次側部に空隙を介して対向するとともに、複
数個の集中巻した電機子コイルを有する電機子部を取り
付けた電機子部支持体とを有し、前記２次側部と前記電
機子部とが、互いに向かい合って進行方向に平行に配置
されているリニアモータにおいて、前記電機子コイルの
形状を三角形状とし、前記電機子部を、三角形状とした
前記電機子コイルの底辺が上下交互になるように、進行
方向に、重ねずに配置して構成するようにしたものであ
る。
め、本発明は、２次側部を取り付けた２次側部支持体
と、前記２次側部に空隙を介して対向するとともに、複
数個の集中巻した電機子コイルを有する電機子部を取り
付けた電機子部支持体とを有し、前記２次側部と前記電
機子部とが、互いに向かい合って進行方向に平行に配置
されているリニアモータにおいて、前記電機子コイルの
形状を三角形状とし、前記電機子部を、三角形状とした
前記電機子コイルの底辺が上下交互になるように、進行
方向に、重ねずに配置して構成するようにしたものであ
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。なお、本発明におけるリニアモータの基
本構造は、電機子部を除き、従来技術におけるリニアモ
ータの構造と略同じであり、図８ないし図１０と同一も
しくは相当する部材は、同一符号を付し説明を省略す
る。 ［第１の実施例］図１は本発明の第１の実施例における
電機子コイルの配置を示す電機子部の側面図である。図
２は本発明の第１の実施例におけるリニアモータの推力
発生を示す図である。図１に示すように、電機子部４
は、進行方向に一列に配備した集中巻の電機子コイル６
を樹脂７でモールドして構成している。前記電機子コイ
ル６は、二等辺三角形状に形成されており、隣り合う電
機子コイル６の底辺６ｃが上下逆さになるように配置さ
れている。このように形成された電機子コイル６は、二
等辺三角形の底辺６ｃを除く２辺のコイル辺６ａ、６ｂ
によって推力が発生する。これを図２を用いて説明す
る。２つのコイル辺６ａ、６ｂを貫く磁束は各々が逆方
向であり、矢印Ｂで示す電流の方向も逆方向である。ま
た、電機子コイル６が二等辺三角形状になっているた
め、矢印Ｃで示す推力方向は進行方向に対して左右に同
角度傾斜しており、合成すると推力の方向は進行方向と
一致する。つまり、１個の電機子コイル６に発生する推
力の方向は、進行方向と一致していることになる。した
がって、スキュー効果によって推力リプルが低減すると
ともに、合成された推力が進行方向と一致するので、可
動部２には全くヨーイングが発生しない。 ［第２の実施例］次に第２の実施例について説明する。
図３は、リニアモータの平断面図で、図９に相当する図
である。前記第１の実施例では、電機子コイル６は１層
構造であったが、この第２の実施例では、電機子コイル
６は２層構造になっている。電機子部４は、その中央に
電機子コイル６を貼り付けるための薄板状となった基板
１１を設け、その左右両側に電機子コイル６を配置して
いる。この左右両側の電機子コイル６は、基板１１上に
接着で固定されている。電機子部４は、これら基板１１
と一体になったものを樹脂７でモールドして構成してい
る。基板１１は左右両側の電機子コイル６の絶縁の役割
を果たすとともに、これらの電機子コイル６を結線する
ための回路パターンも施して結線板の役割をも果たして
いる。これにより、電機子コイル６の結線処理が非常に
簡単になるとともに、基板１１によって電機子部４の強
度が大きく高くなる。電機子部４のコイル配置を図４に
示す。右側の電機子コイル６は第１の実施例で示した電
機子コイル６と同一の形状を成しており、またその配置
方法も同じである。左側の電機子コイル６も同様に配置
されるが、右側の電機子コイル６を上下逆さまにしたも
のになっている。これも第１の実施例と同様の効果を得
ることができるが、さらに、コイル数が増えて推力の方
向も分散されるため、個々のコイル位置のバラツキによ
る推力リプルを低減することができる。 ［第３の実施例］図５は、第３の実施例を示す電機子部
の電機子コイル配置図である。この第３の実施例では、
電機子コイル６の形状を直角三角形状としている。右側
の電機子コイル６と左側の電機子コイル６は、図２で示
した配置と同じく、上下逆さになるように配置してい
る。このようにすることにより、右側の電機子コイル６
もしくは左側の電機子コイル６のみでは、発生する推力
の方向が進行方向と一致していなくても、右側の電機子
コイル６と左側の電機子コイル６の合成の推力の方向は
進行方向と一致するので、推力リプルを低減することが
できる。 ［第４の実施例］図６は、電機子コイル６の形状を従来
技術と同様にしたものである。ただし、右側の電機子コ
イル６と左側の電機子コイル６は上下逆さになるように
配置しており、電機子コイル６の倒れ方向を逆にしてい
る。このようにすることにより、第３の実施例と同様
に、右側の電機子コイル６もしくは左側の電機子コイル
６のみでは、発生する推力の方向が進行方向と一致して
いなくても、右側の電機子コイル６と左側の電機子コイ
ル６の合成の推力の方向は進行方向と一致するので、推
力リプルを低減することができる。 ［第５の実施例］上記各実施例では、本発明を、可動部
２の電機子部４を固定部３の２次側部８ａ、８ｂで挟み
込む構造のリニアモータに適用した例を示したが、本発
明は、図７に示すように、片側だけに２次側部８ａを配
置した固定部３を有するリニアモータにおいても適用す
ることができる。この場合の電機子コイル６の配置は、
前記第１の実施例と同様にする。このようにすることに
より、第１の実施例と同様に、推力リプルを低減するこ
とができる。なお、本発明は上記各実施例の構成に限る
ことはなく、次のような構成にしてもよい。 (1) 電機子部と２次側部は、いずれが固定部あるいは可
動部でも構わない。 (2) 永久磁石形のリニアモータだけでなく、電磁石形の
リニアモータでもよく、また、インダクション形のリニ
アモータや、リラクタンス形のリニアモータなど電機子
を有するものであればどのようなリニアモータでもよ
い。 (3) 電機子部はコアレスタイプでなく、コアを有するタ
イプのものでもよい。
いて説明する。なお、本発明におけるリニアモータの基
本構造は、電機子部を除き、従来技術におけるリニアモ
ータの構造と略同じであり、図８ないし図１０と同一も
しくは相当する部材は、同一符号を付し説明を省略す
る。 ［第１の実施例］図１は本発明の第１の実施例における
電機子コイルの配置を示す電機子部の側面図である。図
２は本発明の第１の実施例におけるリニアモータの推力
発生を示す図である。図１に示すように、電機子部４
は、進行方向に一列に配備した集中巻の電機子コイル６
を樹脂７でモールドして構成している。前記電機子コイ
ル６は、二等辺三角形状に形成されており、隣り合う電
機子コイル６の底辺６ｃが上下逆さになるように配置さ
れている。このように形成された電機子コイル６は、二
等辺三角形の底辺６ｃを除く２辺のコイル辺６ａ、６ｂ
によって推力が発生する。これを図２を用いて説明す
る。２つのコイル辺６ａ、６ｂを貫く磁束は各々が逆方
向であり、矢印Ｂで示す電流の方向も逆方向である。ま
た、電機子コイル６が二等辺三角形状になっているた
め、矢印Ｃで示す推力方向は進行方向に対して左右に同
角度傾斜しており、合成すると推力の方向は進行方向と
一致する。つまり、１個の電機子コイル６に発生する推
力の方向は、進行方向と一致していることになる。した
がって、スキュー効果によって推力リプルが低減すると
ともに、合成された推力が進行方向と一致するので、可
動部２には全くヨーイングが発生しない。 ［第２の実施例］次に第２の実施例について説明する。
図３は、リニアモータの平断面図で、図９に相当する図
である。前記第１の実施例では、電機子コイル６は１層
構造であったが、この第２の実施例では、電機子コイル
６は２層構造になっている。電機子部４は、その中央に
電機子コイル６を貼り付けるための薄板状となった基板
１１を設け、その左右両側に電機子コイル６を配置して
いる。この左右両側の電機子コイル６は、基板１１上に
接着で固定されている。電機子部４は、これら基板１１
と一体になったものを樹脂７でモールドして構成してい
る。基板１１は左右両側の電機子コイル６の絶縁の役割
を果たすとともに、これらの電機子コイル６を結線する
ための回路パターンも施して結線板の役割をも果たして
いる。これにより、電機子コイル６の結線処理が非常に
簡単になるとともに、基板１１によって電機子部４の強
度が大きく高くなる。電機子部４のコイル配置を図４に
示す。右側の電機子コイル６は第１の実施例で示した電
機子コイル６と同一の形状を成しており、またその配置
方法も同じである。左側の電機子コイル６も同様に配置
されるが、右側の電機子コイル６を上下逆さまにしたも
のになっている。これも第１の実施例と同様の効果を得
ることができるが、さらに、コイル数が増えて推力の方
向も分散されるため、個々のコイル位置のバラツキによ
る推力リプルを低減することができる。 ［第３の実施例］図５は、第３の実施例を示す電機子部
の電機子コイル配置図である。この第３の実施例では、
電機子コイル６の形状を直角三角形状としている。右側
の電機子コイル６と左側の電機子コイル６は、図２で示
した配置と同じく、上下逆さになるように配置してい
る。このようにすることにより、右側の電機子コイル６
もしくは左側の電機子コイル６のみでは、発生する推力
の方向が進行方向と一致していなくても、右側の電機子
コイル６と左側の電機子コイル６の合成の推力の方向は
進行方向と一致するので、推力リプルを低減することが
できる。 ［第４の実施例］図６は、電機子コイル６の形状を従来
技術と同様にしたものである。ただし、右側の電機子コ
イル６と左側の電機子コイル６は上下逆さになるように
配置しており、電機子コイル６の倒れ方向を逆にしてい
る。このようにすることにより、第３の実施例と同様
に、右側の電機子コイル６もしくは左側の電機子コイル
６のみでは、発生する推力の方向が進行方向と一致して
いなくても、右側の電機子コイル６と左側の電機子コイ
ル６の合成の推力の方向は進行方向と一致するので、推
力リプルを低減することができる。 ［第５の実施例］上記各実施例では、本発明を、可動部
２の電機子部４を固定部３の２次側部８ａ、８ｂで挟み
込む構造のリニアモータに適用した例を示したが、本発
明は、図７に示すように、片側だけに２次側部８ａを配
置した固定部３を有するリニアモータにおいても適用す
ることができる。この場合の電機子コイル６の配置は、
前記第１の実施例と同様にする。このようにすることに
より、第１の実施例と同様に、推力リプルを低減するこ
とができる。なお、本発明は上記各実施例の構成に限る
ことはなく、次のような構成にしてもよい。 (1) 電機子部と２次側部は、いずれが固定部あるいは可
動部でも構わない。 (2) 永久磁石形のリニアモータだけでなく、電磁石形の
リニアモータでもよく、また、インダクション形のリニ
アモータや、リラクタンス形のリニアモータなど電機子
を有するものであればどのようなリニアモータでもよ
い。 (3) 電機子部はコアレスタイプでなく、コアを有するタ
イプのものでもよい。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、簡
単な構成で推力リプルを低減し、かつ可動子のヨーイン
グやピッチングを防ぐことができるリニアモータを提供
することができる。
単な構成で推力リプルを低減し、かつ可動子のヨーイン
グやピッチングを防ぐことができるリニアモータを提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すコイル配置図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１の実施例におけるリニアモータの
推力発生を示す図である。
推力発生を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例におけるリニアモータの
平断面図で、図９に相当する図である。
平断面図で、図９に相当する図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示すコイル配置図であ
る。
る。
【図５】本発明の第３の実施例を示すコイル配置図であ
る。
る。
【図６】本発明の第４の実施例を示すコイル配置図であ
る。
る。
【図７】本発明の第５の実施例を示す上面から見た断面
図である。
図である。
【図８】従来技術におけるリニアモータを示す正断面図
である。
である。
【図９】図８におけるＡ−Ａ線に沿う平断面図である。
【図１０】従来技術におけるコイル配置図である。
【図１１】従来技術におけるリニアモータの推力発生を
示す図である。
示す図である。
１ リニアモータ、 ２ 可動部、 ３ 固定部、 ４ 電機子部、 ５ 電機子部支持体、 ６ 電機子コイル、 ６ａ、６ｂ コイル辺、 ６ｃ 底辺、 ７ 樹脂、 ８ａ、８ｂ ２次側部、 ９ａ、９ｂ ２次側部支持体、 １０ 支持部材、 １１ 基板
Claims (8)
- 【請求項１】 ２次側部を取り付けた２次側部支持体
と、 前記２次側部に空隙を介して対向するとともに、複数個
の集中巻した電機子コイルを有する電機子部を取り付け
た電機子部支持体とを有し、 前記２次側部と前記電機子部とが、互いに向かい合って
進行方向に平行に配置されているリニアモータにおい
て、 前記電機子コイルの形状を三角形状とし、 前記電機子部を、三角形状とした前記電機子コイルの底
辺が上下交互になるように、進行方向に、重ねずに配置
して構成したことを特徴とするリニアモータ。 - 【請求項２】 前記電機子部の両側に電機子コイルを配
置し、これらの電機子コイルに空隙を介して対向するよ
うに２次側部を配置したことを特徴とする請求項１に記
載のリニアモータ。 - 【請求項３】 前記電機子部の中心に非磁性材である薄
板の基板を設け、前記基板の左側と右側にそれぞれ前記
電機子コイルを取り付けて構成したことを特徴とする請
求項２に記載のリニアモータ。 - 【請求項４】 前記電機子を、前記基板の左側に取り付
けた前記電機子コイルと、前記基板の右側に取り付けた
前記電機子コイルとが、上下逆になるように配置して構
成したことを特徴とする請求項２または３に記載のリニ
アモータ。 - 【請求項５】 前記電機子部の片側に、空隙を介して２
次側部を配置したことを特徴とする請求項１に記載のリ
ニアモータ。 - 【請求項６】 前記電機子部に非磁性材である薄板の基
板を設け、前記基板に前記電機子コイルを取り付けたこ
とを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。 - 【請求項７】 前記基板が、絶縁かつ前記電機子コイル
の結線の手段を有することを特徴とする請求項２から６
のいずれかの項に記載のリニアモータ。 - 【請求項８】 ２次側部を取り付けた２次側部支持体
と、前記２次側部に空隙を介して対向するとともに、複
数個の集中巻した電機子コイルを有する電機子部を取り
付けた電機子部支持体とを有し、 前記２次側部と前記電機子部とが、互いに向かい合って
進行方向に平行に配置されているリニアモータにおい
て、 前記電機子部の中心に非磁性材である薄板の基板を設
け、前記基板の左側と右側にそれぞれ前記電機子コイル
を取り付け、前記基板の左側と右側に取り付けた前記電
機子コイルを斜めに倒して配置するとともに、前記基板
の左側に取り付けた前記電機子コイルの傾斜方向と、前
記基板の右側に取り付けた前記電機子コイルの傾斜方向
とを逆にしたことを特徴とするリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13681899A JP3817967B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13681899A JP3817967B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000333434A true JP2000333434A (ja) | 2000-11-30 |
| JP3817967B2 JP3817967B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=15184235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13681899A Expired - Fee Related JP3817967B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3817967B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004343853A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Sony Corp | リニアアクチュエータ、レンズ駆動装置、及び撮像装置 |
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1999
- 1999-05-18 JP JP13681899A patent/JP3817967B2/ja not_active Expired - Fee Related
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