JP2006166607A - Linear motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To embody a linear motor that is small in size but yet has such a structure that high thrust can be generated and can be used as an actuator for directly driving the intake or exhaust valve of an engine by electromagnetic force. <P>SOLUTION: A pair of electromagnets, each constructed of a core formed of laminated steel plates and a coil wound around the core, are provided opposite to each other. Moving members having a permanent magnet are disposed between a pair of the electromagnets, disposed opposite to each other, with gaps between them and the respective electromagnets. The moving elements are relatively moved with a pair of the electromagnets used as a stator. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明はリニアモータに係り、特に小型ながら高い推力を発生し得る構造を有し、例えばエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用可能なリニアモータに関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor, and more particularly to a linear motor that can be used as an actuator that directly drives an intake or exhaust valve of an engine with an electromagnetic force.

リニアモータとは、直線形の動きをするモータであり、直線型電動機とも言われ、一般に、物体を直線上に駆動するために用いられる。そして、近時、前記リニアモータを超高速鉄道への応用が研究されている。   A linear motor is a motor that moves linearly, is also called a linear motor, and is generally used to drive an object on a straight line. Recently, the application of the linear motor to a super-high-speed railway has been studied.

また、可動範囲の狭い前記リニアモータを、エンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するものもある(後述の特許文献1及び2参照)。   Some linear motors having a narrow movable range directly drive an intake or exhaust valve of an engine with electromagnetic force (see Patent Documents 1 and 2 described later).

可動範囲の狭い前記リニアモータは、上記したエンジンのバルブ制御装置のみでなく、加工・測定機の微動ステージやロボット等にも使用されている。このとき、このようなリニアモータには、小型で発生推力が大きく、高速動作が可能であることが要望されるとともに、実用上、動作を可動範囲内に限定すること、そして構造が簡単であることも必要とされる。   The linear motor having a narrow movable range is used not only for the engine valve control device described above but also for a fine movement stage of a processing / measuring machine, a robot, or the like. At this time, such a linear motor is required to be small in size, generate a large thrust, and to be capable of high-speed operation. In practice, the operation is limited to a movable range, and the structure is simple. It is also needed.

特に、リニアモータを、基本動作が往復動作であるエンジンのバルブ制御装置に使用する際には、動作状況に応じて大推力や大減速力等と重視される性能が変化する。   In particular, when a linear motor is used in an engine valve control device whose basic operation is a reciprocating operation, the performance emphasized as a large thrust force, a large deceleration force or the like changes depending on the operation state.

特開2000−199411号公報JP 2000-199411 A 特開2000−303660号公報JP 2000-303660 A 特開2001−351812号公報JP 2001-351812 A 特開2002−238241号公報JP 2002-238241 A 特開2002−303660号公報JP 2002-303660 A 実開平7−29952号公報Japanese Utility Model Publication No. 7-29952

ところで、従来のリニアモータ502においては、図45に示す如く、積層鋼板からなるコア508とこのコア508に巻かれたコイル510とからなる電磁石512、514を2個連結して固定子504とし、この固定子504の上部に、例えば1層の永久磁石516からなる可動子506を夫々配設したものがある。   Incidentally, in the conventional linear motor 502, as shown in FIG. 45, two electromagnets 512 and 514 each made up of a core 508 made of laminated steel plates and a coil 510 wound around the core 508 are connected to form a stator 504. In some cases, a movable element 506 made up of, for example, a single layer of permanent magnets 516 is provided on the stator 504.

上述した従来のリニアモータをエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用する際に、前記エンジン602は、図47に示す如く、シリンダブロック604と、このシリンダブロック604の上面に装着されるシリンダヘッド606と、シリンダヘッド606の上部を覆う図示しないヘッドカバーと、前記シリンダブロック604の下面に装着されるオイルパン(図示せず)とを有している。   When the conventional linear motor described above is used as an actuator for directly driving an intake or exhaust valve of an engine with electromagnetic force, the engine 602 includes a cylinder block 604 and an upper surface of the cylinder block 604 as shown in FIG. The cylinder head 606 is mounted, a head cover (not shown) that covers the upper portion of the cylinder head 606, and an oil pan (not shown) mounted on the lower surface of the cylinder block 604.

また、前記シリンダブロック604とシリンダヘッド606とピストン608とにより燃焼室610を形成するとともに、この燃焼室610に連絡する吸気ポート612及び排気ポート614を前記シリンダヘッド606に形成する。   The cylinder block 604, the cylinder head 606, and the piston 608 form a combustion chamber 610, and an intake port 612 and an exhaust port 614 that communicate with the combustion chamber 610 are formed in the cylinder head 606.

そして、前記吸気ポート612の下流側端部を開閉する吸気バルブ616を設けるとともに、前記排気ポート614の上流側端部を開閉する排気バルブ618を設けている。   An intake valve 616 for opening and closing the downstream end of the intake port 612 is provided, and an exhaust valve 618 for opening and closing the upstream end of the exhaust port 614 is provided.

このとき、前記アクチュエータ620によって排気バルブ618を開弁させる際には、図47の燃焼室610内に発生する筒内圧力に押し勝つ駆動力が必要である(図46参照)。   At this time, when the exhaust valve 618 is opened by the actuator 620, a driving force that overcomes the in-cylinder pressure generated in the combustion chamber 610 in FIG. 47 is required (see FIG. 46).

体積比駆動力に関して、特に、全負荷時においては、ピストンが下死点まで下がったとしても、燃焼ガスによって筒内圧力は4〜5bar程度になることもある。前記排気バルブの開弁に必要な駆動力を得るために、前記アクチュエータのコイルを大きくして対処することとなり、大型化するという不都合がある。   Regarding the volume ratio driving force, particularly at full load, the in-cylinder pressure may be about 4 to 5 bar depending on the combustion gas even if the piston falls to the bottom dead center. In order to obtain a driving force required for opening the exhaust valve, the coil of the actuator is enlarged to cope with it, and there is a disadvantage that the size is increased.

一方、レイアウト性に関して、前記アクチュエータの大きさは、シリンダピッチやエンジン高さ等の制限がある。   On the other hand, regarding the layout, the size of the actuator has limitations such as cylinder pitch and engine height.

つまり、直動タイプのエンジン702について説明すると、図48及び図49に示す如く、エンジン702は、シリンダブロック704と、このシリンダブロック704の上面に装着されるシリンダヘッド706と、シリンダヘッドの上部を覆う図示しないヘッドカバーと、前記シリンダブロック704の下面に装着されるオイルパン(図示せず)とを有している。   That is, the linear motion type engine 702 will be described. As shown in FIGS. 48 and 49, the engine 702 includes a cylinder block 704, a cylinder head 706 mounted on the upper surface of the cylinder block 704, and an upper portion of the cylinder head. A head cover (not shown) for covering and an oil pan (not shown) attached to the lower surface of the cylinder block 704 are provided.

また、前記シリンダブロック704とシリンダヘッド706と図示しないピストンとにより燃焼室710を形成するとともに、この燃焼室710に連絡する吸気ポート712及び排気ポート714と前記シリンダヘッド706に形成し、前記吸気ポート712の下流側端部を開閉する吸気バルブ716を設けるとともに、前記排気ポート714の上流側端部を開閉する排気バルブ718を設けている。   A combustion chamber 710 is formed by the cylinder block 704, the cylinder head 706, and a piston (not shown), and an intake port 712 and an exhaust port 714 communicating with the combustion chamber 710 are formed in the cylinder head 706, and the intake port An intake valve 716 that opens and closes the downstream end of 712 is provided, and an exhaust valve 718 that opens and closes the upstream end of the exhaust port 714 is provided.

更に、前記吸気ポート712に燃料噴射式インジェクタ722を配置し、前記燃焼室712に上面部位にスパークプラグ724を装着し、前記吸気バルブ716のバルブステム726の端部に、吸気用リニアモータ式電磁アクチュエータ728を設けるとともに、前記排気バルブ718のバルブステム730の端部には、排気用リニアモータ式電磁アクチュエータ732を設けている。   Further, a fuel injection injector 722 is disposed in the intake port 712, a spark plug 724 is mounted on the combustion chamber 712 on the upper surface portion, and an intake linear motor electromagnetic system is attached to the end of the valve stem 726 of the intake valve 716. An actuator 728 is provided, and an exhaust linear motor electromagnetic actuator 732 is provided at the end of the valve stem 730 of the exhaust valve 718.

なお、符号734は排気側のステムガイド、736は排気側のステムシール、738は前記排気用リニアモータ式電磁アクチュエータ732の可動子である。   Reference numeral 734 denotes an exhaust side stem guide, 736 denotes an exhaust side stem seal, and 738 denotes a mover of the exhaust linear motor type electromagnetic actuator 732.

このとき、直動タイプのエンジンにおいて、特に、前記排気用リニアモータ式電磁アクチュエータの場合には、油圧系などを必要とせず、簡便なシステムであるが、排気バルブのバルブステムの端部に排気用リニアモータ式電磁アクチュエータが配置されるため、エンジンのパッケージに直接影響を及ぼしてしまうとともに、排気側が駆動力が必要となるため、アクチュエータ幅がシリンダピッチ以上となってしまい(図49参照)、レイアウト上の自由度が低く、エンジン搭載が困難となるという不都合がある。   At this time, in the case of a direct acting type engine, particularly in the case of the exhaust linear motor type electromagnetic actuator, a hydraulic system is not required and the system is a simple system, but the exhaust valve is connected to the end of the valve stem of the exhaust valve. Since the linear motor type electromagnetic actuator is directly arranged, it has a direct influence on the engine package, and the exhaust side requires a driving force, so that the actuator width exceeds the cylinder pitch (see FIG. 49). There is a disadvantage that the degree of freedom in layout is low and it is difficult to mount the engine.

また、リフト制御性に関して、前記アクチュエータの個体差やエンジン状態で、図55に示す如く、バルブが狙い通りのリフトカーブで作動しないという不都合がある。   Further, with respect to lift controllability, there is an inconvenience that the valve does not operate at the intended lift curve as shown in FIG. 55 due to individual differences of the actuators and engine conditions.

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、前記可動子が相対移動をすることを特徴とする。   Therefore, in order to eliminate the above-mentioned inconveniences, the present invention provides a pair of electromagnets composed of a core made of laminated steel sheets and a coil wound around the core facing each other, and between each pair of electromagnets disposed facing each other. A mover provided with a permanent magnet is disposed through a gap with the electromagnet, and the mover moves relative to each other using a pair of electromagnets as a stator.

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、前記可動子が相対移動をすることにより、一対の電磁石の間に永久磁石を備えた可動子が設けられているため、可動子の可動方向における一対の電磁石の長さを短縮することができる。   As described above in detail, according to the present invention, a pair of electromagnets composed of a core made of laminated steel sheets and a coil wound around the core are provided facing each other, and each of the pair of electromagnets provided facing each other is provided. A mover having a permanent magnet is disposed between a pair of electromagnets by arranging a mover having a permanent magnet through a gap between the electromagnet and the pair of electromagnets as a stator. Since it is provided, the length of the pair of electromagnets in the moving direction of the mover can be shortened.

上述の如く発明したことにより、積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向させ、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、可動子が相対移動をするようにリニアモータを構成し、可動子の可動方向における一対の電磁石の長さを短縮している。   By inventing as described above, a pair of electromagnets composed of a core made of laminated steel sheets and a coil wound around the core are made to face each other, and each pair of electromagnets provided facing each other is permanent through each electromagnet and a gap. A mover equipped with a magnet is arranged, a pair of electromagnets is used as a stator, a linear motor is configured so that the mover moves relative to each other, and the length of the pair of electromagnets in the moving direction of the mover is shortened. .

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1〜図20はこの発明の第1実施例を示すものである。図1において、2はリニアモータ、4は固定子、6は可動子である。   1 to 20 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2 is a linear motor, 4 is a stator, and 6 is a mover.

そして、このリニアモータ2は、積層鋼板からなるコア8と、このコア8に巻かれたコイル10とからなる一対の電磁石12、14を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石12、14間にそれぞれの電磁石12、14と隙間Sを介して永久磁石16を備えた前記可動子6を配置し、一対の電磁石12、14を前記固定子4、つまり第1固定子4A及び第2固定子4Bとして、前記可動子6が相対移動をする構成とする。   The linear motor 2 is provided with a pair of electromagnets 12 and 14 including a core 8 made of laminated steel plates and a coil 10 wound around the core 8, and a pair of electromagnets 12 provided to face each other. , 14 is arranged between the electromagnets 12, 14 and the permanent magnet 16 with a gap S therebetween, and the pair of electromagnets 12, 14 is connected to the stator 4, that is, the first stator 4A and the first stator. As the two stators 4B, the movable element 6 is configured to relatively move.

参考までに記載すると、従来の体積比駆動力及びレイアウト性に関する不都合に対して、例えば排気側の排気バルブの開弁には、筒内圧力(Pcyl)と排気ポート内圧力(Pport)との差圧とバルブ傘面積(Avalve)に略比例した駆動力、つまり推力
F(i)=Avalve・(Pcyl(i)−Pport(i))+fmis
を必要とするが、最大必要駆動力は開弁する瞬間である。従って、リニアモータの推力は、初期位置で高い設計とすべきである。
For reference, the difference between the in-cylinder pressure (Pcyl) and the exhaust port internal pressure (Pport) is required, for example, when the exhaust valve on the exhaust side is opened, for the conventional inconvenience related to the volume ratio driving force and layout. Driving force approximately proportional to pressure and valve umbrella area (Avalve), that is, thrust F (i) = Avalve · (Pcyl (i) −Pport (i)) + fmis
However, the maximum required driving force is the moment when the valve is opened. Therefore, the thrust of the linear motor should be designed high at the initial position.

逆に、リフト開始後は、大きな推力を必要としないので、可動子に配置された永久磁石とコアの位置関係は、初期(バルブ閉じ)状態で隣接させる。   On the contrary, since a large thrust is not required after the lift is started, the positional relationship between the permanent magnet arranged on the mover and the core is adjacent in the initial state (valve closed).

追記すると、図1は0〜0.3Hf(Hf:フルリフト量)の開弁初期の期間で最高推力となるような、前記リニアモータ2を利用したアクチュエータ構成であり、初期(閉じ)位置を示している。コア8の端部と永久磁石16を備えた前記可動子6とが、真横に並んだ状態で、推力は最高となる。   In addition, FIG. 1 shows an actuator configuration using the linear motor 2 that has the maximum thrust in the initial valve opening period of 0 to 0.3 Hf (Hf: full lift amount), and shows the initial (closed) position. ing. The thrust is highest when the end of the core 8 and the mover 6 provided with the permanent magnet 16 are arranged side by side.

また、リフト制御性に関する不都合に対して、リフト制御には高い精度が必要とされるので、図1及び図2に示す如く、磁束密度の高い場所に、効率良くサーチコイルループを配置することが必要であるため、対峙するコイル間を横断する磁路に直交するように配置した。   Further, since the lift control requires high accuracy for the inconvenience related to the lift controllability, the search coil loop can be efficiently arranged in a place where the magnetic flux density is high as shown in FIGS. Since it is necessary, it was arranged so as to be orthogonal to the magnetic path crossing between the opposing coils.

この発明の実施例は、前記リニアモータ2を利用するアクチュエータユニットの高さを抑えるために、一対の電磁石12、14である前記固定子4、つまり第1固定子4A及び第2固定子4Bが、前記可動子6(エンジンの場合、吸排気バルブ)を挟んで両側に対向(「対峙」ともいう。)した構造を有し、可動子6は、1本あるいは2本の場合もある。   In an embodiment of the present invention, in order to suppress the height of the actuator unit using the linear motor 2, the stator 4, which is a pair of electromagnets 12 and 14, that is, the first stator 4A and the second stator 4B are provided. The movable element 6 (in the case of an engine, an intake / exhaust valve) is opposed to both sides (also referred to as “opposite”), and there may be one or two movable elements 6.

そして、この第1実施例は、小型で、かつ大きな推力を備え、高速で作動させることができるアクチュエータユニットにするためのものである。   The first embodiment is intended to provide an actuator unit that is small in size, has a large thrust, and can be operated at high speed.

この第1実施例は、以下のように区分される。
(1)第1−1実施例
(ア)第1−1−1実施例(図4及び図5参照)
(イ)第1−1−2実施例(図6及び図7参照)
(ウ)第1−1−3実施例(図8〜図11参照)
(2)第1−2実施例
(ア)第1−2−1実施例(図14及び図15参照)
(イ)第1−2−2実施例(図16及び図17参照)
(3)第1−3実施例
(ア)第1−3−1実施例(図18及び図19参照)
(イ)第1−3−2実施例(図20及び図21参照)
(4)第1−4実施例(図22〜図24参照)
The first embodiment is divided as follows.
(1) Example 1-1 (a) Example 1-1-1 (see FIGS. 4 and 5)
(A) Example 1-1-2 (see FIGS. 6 and 7)
(C) 1-1-3 embodiment (see FIGS. 8 to 11)
(2) 1-2 Example (a) 1-2-1 Example (See FIGS. 14 and 15)
(A) 1-2-2 embodiment (see FIGS. 16 and 17)
(3) 1-3 Example (a) 1-3-1 Example (See FIGS. 18 and 19)
(A) 1-3-2 embodiment (see FIGS. 20 and 21)
(4) First to fourth embodiments (see FIGS. 22 to 24)

上述の(1)第1−1実施例は、対向する電磁石間に永久磁石を配置するものであり、永久磁石は、1層タイプで、厚さを可能な限り厚くするものである。   In the above-mentioned (1) 1-1 embodiment, permanent magnets are arranged between opposing electromagnets, and the permanent magnets are of a single layer type and are made as thick as possible.

そして、この(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例は、1層タイプである。   The (1) 1-1-1 embodiment of the (1) 1-1 embodiment is a one-layer type.

つまり、(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例は、図4に示す如く、一対の電磁石12−1a、14−1aである前記第1固定子4A−1a及び第2固定子4B−1aを対向させて設け、これらの第1固定子4A−1a及び第2固定子4B−1a間に、それぞれの第1固定子4A−1a及び第2固定子4B−1aと隙間S−1aを介して永久磁石16−1aを備えた1層の前記可動子6−1aを配置し、この可動子6−1aが相対移動をする構成とする。   That is, (1) the 1-1st embodiment (a) The 1-1-1 embodiment is a pair of electromagnets 12-1a, 14-1a as shown in FIG. 1a and 2nd stator 4B-1a are provided facing each other, and between these 1st stator 4A-1a and 2nd stator 4B-1a, each 1st stator 4A-1a and 2nd stator 4B are provided. -1a and a single layer of the movable element 6-1a having a permanent magnet 16-1a are arranged via a gap S-1a, and the movable element 6-1a is relatively moved.

図5には、この(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 5 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in the (1) 1-1-1 embodiment (a) 1-1-1 embodiment.

また、(1)第1−1実施例の(イ)第1−1−2実施例は、1層タイプであるとともに、上述の(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例において開示されるものよりも、磁石幅を狭くしたものである。   In addition, (1) (1-1) Example 1-1 of Example 1-1 is a one-layer type, and (1) Example 1-1 of Example 1-1 above (1) 1-1 The magnet width is narrower than that disclosed in the example.

つまり、(1)第1−1実施例の(イ)第1−1−2実施例は、上述の(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例のものと同様に、図6に示す如く、一対の電磁石12−1b、14−1bである前記第1固定子4A−1b及び第2固定子4B−1bを対向させて設け、これらの第1固定子4A−1b及び第2固定子4B−1b間に、それぞれの第1固定子4A−1b及び第2固定子4B−1bと隙間S−1bを介して永久磁石16−1bを備えた前記可動子6−1bを配置し、この可動子6−1bが相対移動をする構成とするとともに、可動子6−1bの磁石幅W−1bを、上述の(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例の可動子6−1aの磁石幅W−1aよりも狭くする。   That is, (1) (1-1) Example 1-1 of Example 1-1 is the same as (1) 1-1-1 Example of (1) 1-1 Example above. Similarly to FIG. 6, the first stator 4A-1b and the second stator 4B-1b, which are a pair of electromagnets 12-1b and 14-1b, are provided to face each other, and these first stators are provided. The movable element including the permanent magnet 16-1b between the first stator 4A-1b and the second stator 4B-1b and the gap S-1b between the 4A-1b and the second stator 4B-1b. 6-1b is arranged, and the mover 6-1b is configured to move relative to each other, and the magnet width W-1b of the mover 6-1b is set to (1) (A) of the first to first embodiments. ) Narrower than the magnet width W-1a of the mover 6-1a of the 1-1-1 embodiment.

そして、第1固定子4A−1b及び第2固定子4B−1b間に、永久磁石16−1bを備えた1層の前記可動子6−1bを配置する際には、図6に示す如く、上述の(1)第1−1実施例の(ア)第1−1−1実施例の可動子6−1aの磁石幅W−1aよりも磁石幅W−1bを狭くした前記可動子6−1bを配置する。   And when arrange | positioning the said 1-layered movable element 6-1b provided with the permanent magnet 16-1b between 1st stator 4A-1b and 2nd stator 4B-1b, as shown in FIG. The mover 6 in which the magnet width W-1b is narrower than the magnet width W-1a of the mover 6-1a of the above-mentioned (1) 1-1 embodiment described above. 1b is arranged.

図7には、この(1)第1−1実施例の(イ)第1−1−2実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 7 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in (1) 1-1-1 embodiment (1) 1-1-2 embodiment.

なお、永久磁石を備えた可動子の磁石幅を狭くする場合には、(1)第1−1実施例の(ウ)第1−1−3実施例に開示されているように、可動子を2層とすることが可能である。   When the magnet width of the mover provided with a permanent magnet is reduced, the mover is disclosed in (1) 1-1-1 embodiment (c) 1-1-3 embodiment. Can be two layers.

すなわち、図8〜図10に示す如く、第1固定子4A−1b及び第2固定子4B−1b間に、永久磁石16A−1b及び永久磁石16B−1bを備えた2層の可動子6A−1b及び可動子6B−1bと、前記2つの可動子6A−1b、6B−1bの間に3分割された中央コア24−1bとを配置するものである。   That is, as shown in FIGS. 8 to 10, a two-layer movable element 6 </ b> A− including a permanent magnet 16 </ b> A- 1 b and a permanent magnet 16 </ b> B- 1 b between the first stator 4 </ b> A- 1 b and the second stator 4 </ b> B- 1 b. 1b and the mover 6B-1b, and a central core 24-1b divided into three parts between the two movers 6A-1b and 6B-1b are arranged.

図8のタイプの可動子を利用した場合において、電流25Aを流したときには、3ms以内に250Nの初期駆動力が得られる。   When the mover of the type shown in FIG. 8 is used, an initial driving force of 250 N is obtained within 3 ms when a current 25A is passed.

図9のタイプの可動子を利用した場合において、電流25Aを流したときには、3ms以内に288Nの初期駆動力が得られる。   In the case where the type of mover shown in FIG. 9 is used, an initial driving force of 288 N can be obtained within 3 ms when a current 25 A is passed.

図11には、(1)第1−1実施例の(ウ)第1−1−3実施例において、可動子を2層とした際のリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 11 shows the force and position of the linear motor when the mover has two layers in (1) 1-1-1 embodiment (c) 1-1-3 embodiment. Disclose the relationship.

上述の(2)第1−2実施例は、コイルの巻き方に関するものであり、前記永久磁石16−2に沿って設けられたコア歯18−2を備えたコア8−2に巻かれたコイル10−2は、コア歯18−2内側にも隙間なく巻かれているものである。   The above-described (2) 1-2 example relates to the winding method of the coil, and is wound around the core 8-2 having the core teeth 18-2 provided along the permanent magnet 16-2. The coil 10-2 is wound around the core teeth 18-2 without a gap.

そして、この(2)第1−2実施例の(ア)第1−2−1実施例は、コイルを隙間なくスペース全体に巻き付けたタイプである。   And (a) 1-2-1 embodiment of (2) 1-2 embodiment is a type in which the coil is wound around the entire space without a gap.

つまり、(2)第1−2実施例の(ア)第1−2−1実施例は、図14に示す如く、一対の電磁石12−2a、14−2aである前記第1固定子4A−2a及び第2固定子4B−2aを対向させて設け、これらの第1固定子4A−2a及び第2固定子4B−2a間に、それぞれの第1固定子4A−2a及び第2固定子4B−2aと隙間S−2aを介して永久磁石16A−2a及び永久磁石16B−2aを備えた2層の可動子6A−2a及び可動子6B−2aと、前記2つの可動子6A−2a、6B−2aの間に3分割された中央コア24−2aとを配置し、これらの2層の可動子6A−2a及び可動子6B−2aが相対移動をする構成とするとともに、コイル10A−2a、10B−2aを隙間なくスペース全体に巻き付ける。これにより、コア歯間で直接(コアを通らずに)磁束が通過するのを防ぎ、推力低下を抑制することが期待できる。   That is, (2) the 1-2th embodiment (a) The 1-2-1 embodiment is a pair of electromagnets 12-2a, 14-2a as shown in FIG. 2a and the second stator 4B-2a are provided to face each other, and the first stator 4A-2a and the second stator 4B are provided between the first stator 4A-2a and the second stator 4B-2a, respectively. -2a and a two-layer movable element 6A-2a and a movable element 6B-2a provided with a permanent magnet 16A-2a and a permanent magnet 16B-2a through a gap S-2a, and the two movable elements 6A-2a, 6B -2a and a central core 24-2a divided into three, and the two-layer movable element 6A-2a and movable element 6B-2a move relative to each other, and the coils 10A-2a, Wrap 10B-2a around the entire space without any gaps. Thereby, it can be expected that the magnetic flux is prevented from passing directly between the core teeth (without passing through the core) and the thrust reduction is suppressed.

追記すれば、一般に、リニアモータにおいては、コア歯と永久磁石16A−2a及び永久磁石16B−2aとで囲まれた領域のうち、永久磁石16A−2a及び永久磁石16B−2aに近い部分にはコイルが巻かれていない状況にあるため、この(2)第1−2実施例の(ア)第1−2−1実施例においては、巻数を同じ状態とした際に、コア歯18A−2a、18B−2aと永久磁石16A−2a及び永久磁石16B−2aとで囲まれた領域全体に一様にコイル10A−2a、10B−2aを隙間なく巻き付けるものである。   In general, in a linear motor, in a region surrounded by a core tooth, a permanent magnet 16A-2a, and a permanent magnet 16B-2a, in a portion close to the permanent magnet 16A-2a and the permanent magnet 16B-2a. Since the coil is not wound, the core teeth 18A-2a are obtained when the number of turns is the same in the (2) 1-2-1 embodiment (a) 1-2-1 embodiment. , 18B-2a, the permanent magnets 16A-2a and the permanent magnets 16B-2a, the coils 10A-2a and 10B-2a are uniformly wound around the entire region.

図13には、この(2)第1−2実施例の(ア)第1−2−1実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 13 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in (2) the 1-2th embodiment of (2) the 1-2-1 embodiment.

また、(2)第1−2実施例の(イ)第1−2−2実施例は、図12に対して逆方向に稼働しを移動させるタイプである。   Further, (2) Example 1-2 of Example 1-2 is a type that operates in the reverse direction with respect to FIG.

つまり、(2)第1−2実施例の(イ)第1−2−2実施例は、図14に示す如く、一対の電磁石12−2b、14−2bである前記第1固定子4A−2b及び第2固定子4B−2bを対向させて設け、これらの第1固定子4A−2b及び第2固定子4B−2b間に、それぞれの第1固定子4A−2b及び第2固定子4B−2bと隙間S−2bを介して永久磁石16A−2b及び永久磁石16B−2bを備えた2層の可動子6A−2b及び可動子6B−2bと、前記2つの可動子6A−2b、6B−2bの間に3分割された中央コア24−2bとを配置し、これらの2層の可動子6A−2b及び可動子6B−2bが相対移動をする構成とするとともに、コア歯18A−2b、18B−2bと永久磁石16A−2b及び永久磁石16B−2bとで囲まれた領域にコイル10A−2b、10B−2bを巻き付け、隙間を埋める構成とする。   That is, (2) (1-2) Example 1-2-2 of Example 1-2 is the first stator 4A-, which is a pair of electromagnets 12-2b, 14-2b, as shown in FIG. 2b and the second stator 4B-2b are provided to face each other, and the first stator 4A-2b and the second stator 4B are provided between the first stator 4A-2b and the second stator 4B-2b, respectively. -2b and the two-layer movable element 6A-2b and the movable element 6B-2b having the permanent magnet 16A-2b and the permanent magnet 16B-2b through the gap S-2b, and the two movable elements 6A-2b, 6B -B is arranged between the central core 24-2b and the movable cores 6A-2b and 6B-2b of the two layers move relative to each other, and the core teeth 18A-2b 18B-2b, permanent magnet 16A-2b and permanent magnet 16B-2b Region surrounded by the coil 10A-2b, wound 10B-2b, a configuration to fill the gap.

図15には、この(2)第1−2実施例の(イ)第1−2−2実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 15 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in the (2) 1-2-2 embodiment of the (2) 1-2-2 embodiment.

上述の(3)第1−3実施例は、一対の電磁石12−3、14−3のコア歯18−3の先端部形状に関するものである。   The above (3) 1-3 example relates to the shape of the tip of the core tooth 18-3 of the pair of electromagnets 12-3, 14-3.

そして、この(3)第1−3実施例の(ア)第1−3−1実施例は、ベース形状を示す。   The (3) 1-3rd embodiment (A) 1-3-1 embodiment shows a base shape.

つまり、(3)第1−3実施例の(ア)第1−3−1実施例は、図16に示す如く、一対の電磁石12−3a、14−3aである前記第1固定子4A−3a及び第2固定子4B−3aを対向させて設け、これらの第1固定子4A−3a及び第2固定子4B−3a間に、それぞれの第1固定子4A−3a及び第2固定子4B−3aと隙間(図示せず)を介して永久磁石16A−3a及び永久磁石16B−3aを備えた2層の可動子6A−3a及び可動子6B−3aと、前記2つの可動子6A−3a、6B−3aの間に3分割された中央コア24−3aとを配置し、これらの2層の可動子6A−3a及び可動子6B−3aが相対移動をする構成とするとともに、一対の電磁石12−3a、14−3aである前記第1固定子4A−3a及び第2固定子4B−3aのコア歯18A−3a、18B−3aの先端部形状をベース形状とする。   That is, (3) the first to third embodiments, (a) the first to third embodiments, as shown in FIG. 16, are a pair of electromagnets 12-3a and 14-3a. 3a and the second stator 4B-3a are provided to face each other, and between the first stator 4A-3a and the second stator 4B-3a, the first stator 4A-3a and the second stator 4B, respectively. -3a and two layers of mover 6A-3a and mover 6B-3a provided with permanent magnet 16A-3a and permanent magnet 16B-3a through a gap (not shown), and the two movers 6A-3a The central core 24-3a divided into three is arranged between 6B-3a, and the two-layer movable element 6A-3a and the movable element 6B-3a are configured to move relative to each other, and a pair of electromagnets 1st stator 4A-3a and 2nd fixation which are 12-3a and 14-3a Core teeth 18A-3a of 4B-3a, the 18B-3a the leading edge shape based shape.

図16のタイプの可動子を利用した場合において、電流25Aを流したときには、3ms以内に230Nの初期駆動力が得られる。   When the mover of the type shown in FIG. 16 is used, an initial driving force of 230 N can be obtained within 3 ms when a current of 25 A is supplied.

また、(3)第1−3実施例の(イ)第1−3−2実施例は、(ア)第1−3−1実施例に対して、前記コア歯18−3bの先端形状が、鋭利な形状を備えている構成としたものである。   In addition, (3) the 1-3rd embodiment of (3) the 1-3rd embodiment is (a) the tip shape of the core tooth 18-3b is different from the 1-3-1 embodiment. The configuration has a sharp shape.

つまり、(3)第1−3実施例の(イ)第1−3−2実施例は、図17に示す如く、一対の電磁石12−3b、14−3bである前記第1固定子4A−3b及び第2固定子4B−3bを対向させて設け、これらの第1固定子4A−3b及び第2固定子4B−3b間に、それぞれの第1固定子4A−3b及び第2固定子4B−3bと隙間(図示せず)を介して永久磁石16A−3b及び永久磁石16B−3bを備えた2層の可動子6A−3b及び可動子6B−3bと、前記2つの可動子6A−3b、6B−3bの間に3分割された中央コア24−3bとを配置し、これらの2層の可動子6A−3b及び可動子6B−3bが相対移動をする構成とするとともに、前記コア歯18A−3b、18B−3bの先端形状を鋭利な形状とする。   That is, (3) the first to third embodiments (a) in the first to third embodiment, the first stator 4A- is a pair of electromagnets 12-3b and 14-3b as shown in FIG. 3b and the second stator 4B-3b are provided to face each other, and the first stator 4A-3b and the second stator 4B are provided between the first stator 4A-3b and the second stator 4B-3b, respectively. -3b and a two-layer movable element 6A-3b and a movable element 6B-3b provided with a permanent magnet 16A-3b and a permanent magnet 16B-3b through a gap (not shown), and the two movable elements 6A-3b , 6B-3b, and a central core 24-3b divided into three, and the two-layer movable element 6A-3b and the movable element 6B-3b move relative to each other, and the core teeth The tip shapes of 18A-3b and 18B-3b are sharpened.

追記すれば、前記コア歯18A−3b、18B−3bの先端形状を鋭利な形状とし、空いた空間分だけ、単位面積あたりの巻数を維持したままで巻数の総和を増加させるものである。   In other words, the tips of the core teeth 18A-3b and 18B-3b are sharpened, and the total number of turns is increased while maintaining the number of turns per unit area for the vacant space.

図17のタイプの可動子を利用した場合において、電流25Aを流したときには、3ms以内に280Nの初期駆動力が得られる。   In the case where the type of mover shown in FIG. 17 is used, an initial driving force of 280 N is obtained within 3 ms when a current 25A is passed.

上述の(4)第1−4実施例は、一対の電磁石12−4、14−4のコア歯18−4bの先端部形状と可動子6A−4及び可動子6B−4の動作方向との関係に関するものである。   In the above (4) 1-4 embodiment, the shape of the tip of the core teeth 18-4b of the pair of electromagnets 12-4, 14-4 and the operating direction of the mover 6A-4 and the mover 6B-4 are shown. It is about relationships.

つまり、(4)第1−4実施例は、図18に示す如く、一対の電磁石12−4、14−4である前記第1固定子4A−4及び第2固定子4B−4を対向させて設け、これらの第1固定子4A−4及び第2固定子4B−4間に、それぞれの第1固定子4A−4及び第2固定子4B−4と隙間S−4を介して永久磁石16A−4及び永久磁石16B−4を備えた2層の可動子6A−4及び可動子6B−4と、前記2つの可動子6A−4、6B−4の間に3分割された中央コア24−4とを配置し、これらの2層の可動子6A−4及び可動子6B−4が相対移動をする構成とする。   That is, (4) in the first to fourth embodiments, as shown in FIG. 18, the first stator 4A-4 and the second stator 4B-4, which are a pair of electromagnets 12-4 and 14-4, are opposed to each other. The permanent magnet is provided between the first stator 4A-4 and the second stator 4B-4 via the first stator 4A-4 and the second stator 4B-4 and the gap S-4. The two-layer movable element 6A-4 and the movable element 6B-4 having 16A-4 and the permanent magnet 16B-4, and the central core 24 divided into three parts between the two movable elements 6A-4 and 6B-4 -4 is arranged, and the two-layer movable element 6A-4 and movable element 6B-4 are configured to move relative to each other.

追記すれば、電磁石のコアは、磁束の流れる通路であり、高推力化をはかるためには十分な幅が必要であるとともに、小型化のためにはコアを細くする必要がある。動作方向に依存せずに高推力を得るためには、コアの幅を左右等しくする必要があるが、例えば車両用エンジンのバルブ駆動に利用される場合、特に特定の方向へ駆動させる際に、高推力を必要する場合には、一方の端のコアの幅を他方の端のコアの幅よりも大きくすればよい(図示せず)。   In addition, the core of the electromagnet is a passage through which magnetic flux flows, and a sufficient width is required to achieve high thrust, and it is necessary to make the core thinner for miniaturization. In order to obtain a high thrust without depending on the operation direction, it is necessary to make the width of the core equal to the left and right. For example, when used for valve driving of a vehicle engine, particularly when driving in a specific direction, When high thrust is required, the width of the core at one end may be made larger than the width of the core at the other end (not shown).

そして、上述の(4)第1−4実施例においては、両端のコアの幅の和を変更させずに、両端のコアの幅を等しくしたものである。   And in the above-mentioned (4) 1-4th Example, the width of the core of both ends is made equal, without changing the sum of the width of the core of both ends.

図19には、この(4)第1−4実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 19 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in the (4) 1-4th embodiment.

なお、図20には、上述の第1実施例及び後述する第3、第4実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を集計したものを開示する。   FIG. 20 discloses a summary of the relationship between the force and position of the linear motor in the first embodiment described above and third and fourth embodiments described later.

そして、上述した第1実施例における各例においては、リニアモータを車両用エンジンの吸気あるいは排気バルブ駆動用として用いることが可能である。   In each example in the first embodiment described above, the linear motor can be used for driving the intake or exhaust valve of the vehicle engine.

つまり、図示しない吸気バルブや排気バルブのバルブステムの端部にリニアモータからなるアクチュエータユニットを装備し、このアクチュエータユニットにより吸気バルブや排気バルブを開閉動作させるものである。   That is, an actuator unit composed of a linear motor is provided at the end of a valve stem of an intake valve and exhaust valve (not shown), and the intake valve and exhaust valve are opened and closed by this actuator unit.

次に作用を説明する。   Next, the operation will be described.

前記可動子6の永久磁石16は、図1の上部側において、N極あるいはS極のいずれか一方の極性を有し、図1の下部側においてはいずれか他方の極性を有している。   The permanent magnet 16 of the mover 6 has one of the polarities of the N pole and the S pole on the upper side in FIG. 1, and has the other polarity on the lower side in FIG.

そして、前記固定子4となる一対の電磁石12、14のコイル10A、10Bの巻かれたコア8A、8Bにおいて、一対の電磁石12、14に電流が印加されていない場合には、永久磁石16を備えた前記可動子6は所定位置、つまり基準位置に停止している。   In the cores 8A and 8B around which the coils 10A and 10B of the pair of electromagnets 12 and 14 that become the stator 4 are wound, when no current is applied to the pair of electromagnets 12 and 14, the permanent magnet 16 is The provided mover 6 is stopped at a predetermined position, that is, a reference position.

一対の電磁石12、14に電流が印加されると、コア8A、8Bの内部に磁束が生成され、この磁束は電磁石12、14内に分布してコア8A、8Bの上下両端のコア歯18Aa、18Ac、18Ba、18Bc及び中央部位のコア歯18Ab、18Bbの各々の表面に磁極を生じせしめ、磁場領域に磁場が形成される。   When a current is applied to the pair of electromagnets 12 and 14, magnetic flux is generated inside the cores 8A and 8B, and this magnetic flux is distributed in the electromagnets 12 and 14 and the core teeth 18Aa at the upper and lower ends of the cores 8A and 8B. Magnetic poles are generated on the surfaces of the 18Ac, 18Ba, 18Bc and the core teeth 18Ab, 18Bb at the central portion, and a magnetic field is formed in the magnetic field region.

このとき、コア8の上下両端のコア歯18Aa、18Ac、18Ba、18Bcに生ずる磁極の極性は同じ極性の磁極であり、コア8A、8Bの中央部位のコア歯18Ac、18Bcに生ずる磁極の極性は、コア8A、8Bの上下両端のコア歯18Aa、18Ab、18Ba、18Bbに生ずる磁極の極性とは異なる極性である。   At this time, the polarities of the magnetic poles generated in the core teeth 18Aa, 18Ac, 18Ba, 18Bc at the upper and lower ends of the core 8 are the same polarity, and the polarities of the magnetic poles generated in the core teeth 18Ac, 18Bc at the central portion of the cores 8A, 8B are The polarity of the magnetic poles generated in the core teeth 18Aa, 18Ab, 18Ba, 18Bb at the upper and lower ends of the cores 8A, 8B is different.

例えば、推力方向を特定の方向とすべく一対の電磁石12、14に電流を印加した場合には、コア8A、8Bの上下両端のコア歯18Aa、18Ac、18Ba、18BcにS極が生じ、コア8の中央部位のコア歯18Ab、18BbにはN極が生ずる。   For example, when a current is applied to the pair of electromagnets 12 and 14 so that the thrust direction is a specific direction, S poles are generated in the core teeth 18Aa, 18Ac, 18Ba, and 18Bc at the upper and lower ends of the cores 8A and 8B. N poles are generated in the core teeth 18Ab and 18Bb at the center portion of the eight.

また、推力方向が逆になるように一対の電磁石12、14に電流を印加した場合には、コア8A、8Bの上下両端のコア歯18Aa、18Ac、18Ba、18BcにN極が生じ、コア8の中央部位のコア歯18Ab、18BbにはS極が生ずることとなる。   Further, when a current is applied to the pair of electromagnets 12 and 14 so that the thrust directions are reversed, N poles are generated in the core teeth 18Aa, 18Ac, 18Ba, and 18Bc at the upper and lower ends of the cores 8A and 8B. An S pole is generated in the core teeth 18Ab and 18Bb in the central portion of the core.

一対の電磁石12、14への電流の印加によってコア8A、8Bの上下両端のコア歯18Aa、18Ac、18Ba、18Bc及びコア8A、8Bの中央部位のコア歯18Ab、18Bbに磁極が生じ、前記永久磁石16を備えた前記可動子6との極性によりこの可動子6が推力方向である特定の方向に移動する。   By applying a current to the pair of electromagnets 12 and 14, magnetic poles are generated in the core teeth 18Aa, 18Ac, 18Ba, 18Bc at the upper and lower ends of the cores 8A, 8B and the core teeth 18Ab, 18Bb in the central portion of the cores 8A, 8B, and the permanent The mover 6 moves in a specific direction which is a thrust direction depending on the polarity of the mover 6 provided with the magnet 16.

推力方向が逆になるように、一対の電磁石12、14に電流を印加すると、コア8A、8Bの上下両端のコア歯18Aa、18Ac、18Ba、18Bc及びコア8A、8Bの中央部位のコア歯18Ab、18Bbに各々逆の磁極が生じ、前記永久磁石16を備えた前記可動子6との極性によりこの可動子6が推力方向である特定の方向に対して逆の方向に移動する。   When current is applied to the pair of electromagnets 12 and 14 so that the thrust directions are reversed, the core teeth 18Aa, 18Ac, 18Ba, 18Bc at the upper and lower ends of the cores 8A, 8B and the core teeth 18Ab at the central portion of the cores 8A, 8B , 18Bb, opposite magnetic poles are generated, and the mover 6 moves in a direction opposite to a specific direction which is a thrust direction by the polarity with the mover 6 provided with the permanent magnet 16.

これにより、積層鋼板からなるコア8と、このコア8に巻かれたコイル10とからなる一対の電磁石12、14を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石12、14間にそれぞれの電磁石12、14と隙間Sを介して永久磁石16を備えた前記可動子6を配置し、一対の電磁石12、14を前記固定子4、つまり第1固定子4A及び第2固定子4Bとして、前記可動子6が相対移動をする構成とした前記リニアモータ2によって、一対の電磁石12、14の間に永久磁石16を備えた前記可動子6が設けられているため、可動子6の可動方向における一対の電磁石12、14の長さを短縮することができるものである。   As a result, a pair of electromagnets 12 and 14 composed of a core 8 made of laminated steel sheets and a coil 10 wound around the core 8 are provided facing each other, and between the pair of electromagnets 12 and 14 provided facing each other. The electromagnets 12 and 14 and the movable element 6 including the permanent magnets 16 are disposed through the gap S, and the pair of electromagnets 12 and 14 is the stator 4, that is, the first stator 4A and the second stator 4B. The mover 6 is provided with a permanent magnet 16 between a pair of electromagnets 12 and 14 by the linear motor 2 configured to move relative to the mover 6. The length of the pair of electromagnets 12 and 14 in the direction can be shortened.

また、前記永久磁石に沿って設けられたコア歯を備えたコアに巻かれたコイルは、コア歯内側にも隙間なく巻かれていることにより、隙間がないようにコイルを巻くことによって、同じ巻数でも隙間がある場合よりも静推力を高めることができる。また、磁束の流れを整頓することができる。   In addition, the coil wound around the core provided with the core teeth provided along the permanent magnet is wound without gaps on the inner side of the core teeth. The static thrust can be increased even when the number of turns is larger than when there is a gap. Moreover, the flow of magnetic flux can be organized.

更に、前記コア歯の先端形状は、鋭利な形状を備えていることにより、コイルを巻くスペースが増えるため、コイル巻数を増加させることができるので、外形寸法を変更することなく、最大推力を増加させることが可能である。   Furthermore, since the tip shape of the core tooth has a sharp shape, the space for winding the coil increases, so the number of coil turns can be increased, so the maximum thrust can be increased without changing the outer dimensions. It is possible to make it.

更にまた、この発明の第1実施例においては、積層鋼板からなるコア8と、このコア8に巻かれたコイル10とからなる一対の電磁石12、14を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石12、14間にそれぞれの電磁石12、14と隙間Sを介して永久磁石16を備えた前記可動子6を配置し、一対の電磁石12、14を前記固定子4、つまり第1固定子4A及び第2固定子4Bとして、前記可動子6が相対移動をする構成とした前記リニアモータ2によって、このリニアモータを利用するアクチュエータユニットの高さを抑えることができるとともに、車両用エンジンの吸排気バルブ駆動用に用いる場合には、駆動装置の高さを低く抑えることができ、エンジン及びエンジンフードの高さを抑えることが可能である。   Furthermore, in the first embodiment of the present invention, a pair of electromagnets 12 and 14 composed of a core 8 made of laminated steel plates and a coil 10 wound around the core 8 are provided facing each other and provided facing each other. The movable element 6 including the permanent magnet 16 is disposed between the pair of electromagnets 12 and 14 via the respective electromagnets 12 and 14 and the gap S, and the pair of electromagnets 12 and 14 is the stator 4, that is, the first. As the stator 4A and the second stator 4B, the linear motor 2 configured so that the movable element 6 relatively moves can suppress the height of an actuator unit that uses the linear motor, and the vehicle engine. When used for driving the intake and exhaust valves, the height of the drive device can be kept low, and the height of the engine and the engine hood can be kept down.

また、上述の(1)第1−1実施例において、対向する電磁石12−1、14−1間に永久磁石16−1を配置し、永久磁石16−1は1層タイプで、厚さを可能な限り厚くしたことにより、永久磁石16−1は1層タイプであるため、構造が簡単であるとともに、永久磁石16−1の厚さを厚くすれば、推力を向上させることができるものである。   Moreover, in the above-mentioned (1) 1-1 Example, the permanent magnet 16-1 is arrange | positioned between the electromagnets 12-1 and 14-1 which oppose, and the permanent magnet 16-1 is a 1 layer type, and thickness is set. By making it as thick as possible, the permanent magnet 16-1 is a one-layer type, so the structure is simple and the thrust can be improved if the thickness of the permanent magnet 16-1 is increased. is there.

更に、上述の(2)第1−2実施例において、前記永久磁石16−2に沿って設けられたコア歯18−2を備えたコア8−2に巻かれたコイル10−2を、コア歯18−2内側にも隙間なく巻いたことにより、同じ巻数でも隙間がある場合よりも静推力を高めることができるものである。   Further, in the above (2) 1-2 embodiment, the coil 10-2 wound around the core 8-2 having the core teeth 18-2 provided along the permanent magnet 16-2 is replaced with the core 10-2. By winding the teeth 18-2 on the inner side without any gaps, the static thrust can be increased even when there is a gap even with the same number of turns.

更にまた、上述の(3)第1−3実施例において、一対の電磁石12−3、14−3のコア歯18−3の先端部形状を鋭利な形状としたことにより、コイルを巻くスペースが増えることとなり、コイル巻数を増加させることができ、外形寸法を変更することなく、最大推力を増加させることが可能である。   Furthermore, in the above-mentioned (3) 1-3 example, since the tip of the core teeth 18-3 of the pair of electromagnets 12-3, 14-3 is sharp, the space for winding the coil is increased. The number of coil turns can be increased, and the maximum thrust can be increased without changing the outer dimensions.

また、上述の(4)第1−4実施例において、一対の電磁石12−4、14−4のコア歯と可動子6A−4及び可動子6B−4の動作方向との関係に関し、可動子を特定方向へ駆動させる時にのみ高い推力を必要とする場合には、必要とされる一方のコア歯を他方よりも太くすればよいので、小型化と相反する問題をバランスよく改善することが可能である。   In the above-mentioned (4) 1-4 embodiment, the mover is related to the relationship between the core teeth of the pair of electromagnets 12-4 and 14-4 and the operating directions of the mover 6A-4 and the mover 6B-4. When a high thrust is required only when driving the motor in a specific direction, it is only necessary to make one core tooth thicker than the other, so it is possible to improve the problem that conflicts with downsizing in a balanced manner. It is.

図21〜図38はこの発明の第2実施例を示すものである。この第2実施例において、上述第1実施例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。   21 to 38 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, portions that perform the same functions as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals.

この第2実施例の特徴とするところは、可動子の動作範囲を設定した範囲に制限するための電磁石の形状及び配置に関する点にある。   The feature of the second embodiment is that it relates to the shape and arrangement of the electromagnet for limiting the operating range of the mover to the set range.

この第2実施例は、以下のように区分される。
(1)第2−1実施例
(ア)第2−1−1実施例(図21〜図28参照)
(イ)第2−1−2実施例(図29及び図30参照)
(ウ)第2−1−3実施例(図31及び図32参照)
(2)第2−2実施例(図33〜図38参照)
The second embodiment is divided as follows.
(1) Example 2-1 (a) Example 2-1-1 (see FIGS. 21 to 28)
(A) Example 2-1-2 (see FIGS. 29 and 30)
(C) Example 2-1-3 (see FIGS. 31 and 32)
(2) Example 2-2 (see FIGS. 33 to 38)

上述の(1)第2−1実施例は、電磁石のコアの端部を削るものであり、前記永久磁石の可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子との隙間の少なくとも一部は、永久磁石の可動範囲内にあるコア歯と可動子との隙間より長い構成と有している。   In the above-mentioned (1) 2-1 embodiment, the end portion of the core of the electromagnet is shaved, and at least one of the gaps between the end portion of the core tooth located outside the movable range of the permanent magnet and the mover. The part has a configuration that is longer than the gap between the core teeth and the mover within the movable range of the permanent magnet.

そして、この(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例は、電磁石のコアの左側部分を推力が生まれない程度に削るものであり、永久磁石間に設けられている電磁石の3分割された中央コアのもっとも右側に位置するコアの左側から6mmまで残したタイプである。   The (1) Example 2-1 of Example 2-1 is for cutting the left side portion of the core of the electromagnet to such an extent that no thrust is generated, and is provided between the permanent magnets. This is a type in which up to 6 mm is left from the left side of the core located on the rightmost side of the central core divided into three.

つまり、(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例は、図21、図23、図25、図27に示す如く、一対の電磁石112−1a、114−1aである前記第1固定子104A−1a及び第2固定子104B−1aを対向させて設け、これらの第1固定子104A−1a及び第2固定子104B−1a間に、それぞれの第1固定子104A−1a及び第2固定子104B−1aと隙間S−1aを介して永久磁石116A−1a、116B−1aを備えた2層の前記可動子106A−1a、106B−1aを配置し、これらの可動子106A−1a、106B−1aが相対移動をする構成を有し、可動子106A−1a、106B−1aに設けられた永久磁石116A−1a、116B−1aと対向しない部分にある電磁石112−1a、114−1aのコア108A−1a、108B−1aを削るとともに、前記永久磁石116A−1a、116B−1aの可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子106A−1a、106B−1aとの隙間の少なくとも一部は、永久磁石116A−1a、116B−1aの可動範囲内にあるコア歯と可動子106A−1a、106B−1aとの隙間よりも長く形成する。   That is, (1) Example 2-1 of (a) Example 1-1-1 is a pair of electromagnets 112-1a and 114-1a as shown in FIGS. 21, 23, 25, and 27. The first stator 104A-1a and the second stator 104B-1a, which are the first stator 104A-1a and the second stator 104B-1a, are arranged to face each other, and the first stator 104B-1a is provided between the first stator 104A-1a and the second stator 104B-1a. 104A-1a and the second stator 104B-1a and the two layers of the movable elements 106A-1a and 106B-1a provided with permanent magnets 116A-1a and 116B-1a via the gap S-1a are arranged. The movable elements 106A-1a and 106B-1a have a structure in which the movable elements 106A-1a and 106B-1a move relative to each other, and the electromagnet 112- located in a portion not facing the permanent magnets 116A-1a and 116B-1a provided on the movable elements 106A-1a and 106B-1a. 1 , 114-1a cores 108A-1a and 108B-1a, and the core tooth ends located outside the movable range of the permanent magnets 116A-1a and 116B-1a and the movers 106A-1a and 106B-1a Is formed longer than the gap between the core teeth in the movable range of the permanent magnets 116A-1a and 116B-1a and the movers 106A-1a and 106B-1a.

追記すれば、図21に開示されるものは、可動子106A−1a、106B−1aに設けられた永久磁石116A−1a、116B−1aと対向しない部分にある電磁石112−1a、114−1aのコア108A−1a、108B−1aの左側を削って切削部122A−1a、122B−1aを形成し、かつ夫々永久磁石116A−1a、116B−1a間に配置された電磁石の3分割された中央コア124−1aのもっとも右側に位置するコアの左側から6mmまで残して削り、図25の右側方向に可動子106A−1a、106B−1aを移動させるように電磁石112−1a、114−1aに電流を印加した状態のものである。   In addition, what is disclosed in FIG. 21 is that of the electromagnets 112-1a and 114-1a that are not opposed to the permanent magnets 116A-1a and 116B-1a provided on the movers 106A-1a and 106B-1a. The cores 108A-1a and 108B-1a are cut to the left to form cutting parts 122A-1a and 122B-1a, and the electromagnet is divided into three central cores arranged between the permanent magnets 116A-1a and 116B-1a, respectively. The leftmost core on the rightmost side of 124-1a is shaved from the left side to 6mm, and current is applied to the electromagnets 112-1a and 114-1a so as to move the movers 106A-1a and 106B-1a in the right direction of FIG. It is a state of being applied.

図22には、この(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例の左側から6mmまで残したタイプにおいて、図21の右側方向に可動子106A−1a、106B−1aを移動させるように電磁石112−1a、114−1aに電流を印加した状態のリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   In FIG. 22, (1) in the type of the second-first embodiment (a) in the type that is left up to 6 mm from the left side of the second-first embodiment, the movers 106A-1a, 106B in the right direction of FIG. The relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in a state where current is applied to the electromagnets 112-1a and 114-1a so as to move -1a is disclosed.

図23に開示されるものは、(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例において、永久磁石間に設けられている電磁石の3分割された中央コア124−1aのもっとも右側に位置するコアの左側から10mmまで残したタイプであるとともに、図23の右側方向に可動子106A−1a、106B−1aを移動させるように電磁石112−1a、114−1aに電流を印加した状態のものである。   What is disclosed in FIG. 23 is (1) of the 2-1 embodiment (a) in the 2-1-1 embodiment, the central core 124-divided into three electromagnets provided between the permanent magnets. In addition to the type that is left up to 10 mm from the left side of the core located on the rightmost side of 1a, the electromagnets 112-1a and 114-1a have currents that move the movers 106A-1a and 106B-1a in the right direction of FIG. In a state where is applied.

図24には、この(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例の左側から10mmまで残したタイプにおいて、図23の右側方向に可動子106A−1a、106B−1aを移動させるように電磁石112−1a、114−1aに電流を印加した状態のリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   In FIG. 24, in the type (1) of the 2-1 embodiment (a) 10 mm from the left side of the 2-1-1 embodiment, the movers 106A-1a and 106B are arranged in the right direction of FIG. The relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in a state where current is applied to the electromagnets 112-1a and 114-1a so as to move -1a is disclosed.

図25に開示されるものは、(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例の左側から6mmまで残したタイプにおいて、推力方向が逆になるように電流を印加した場合である。   In the type disclosed in FIG. 25, (1) in the second-first embodiment (a) in the type that is left up to 6 mm from the left side of the second-1-1 embodiment, the current is applied so that the thrust direction is reversed. This is the case when it is applied.

図26には、この(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例の左側から6mmまで残したタイプにおいて、推力方向が逆になるように電流を印加した状態のリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 26 shows a state in which a current is applied so that the thrust direction is reversed in the type (1) of the 2-1 embodiment (a) the type left from the left side of the 2-1-1 embodiment up to 6 mm. The relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor is disclosed.

図27に開示されるものは、(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例の構造に追加して、電流を印加していない場合である。   What is disclosed in FIG. 27 is (1) the case of the 2-1 embodiment (a) in addition to the structure of the 2-1-1 embodiment, in which no current is applied.

図28には、この(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例の左側から6mmまで残したタイプにおいて、電流を印加していない状態のリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 28 shows the force of the linear motor in a state in which no current is applied in the type (1) of the 2-1 embodiment (a) in the type that is left up to 6 mm from the left side of the 2-1-1 embodiment. The relationship between (Force) and position (Position) is disclosed.

(1)第2−1実施例の(イ)第2−1−2実施例は、電磁石のコアの右側部分を推力が生まれない程度に削るものである。   (1) Example 2-1 of Example 2-1) Example 2-1-2 is intended to scrape the right portion of the core of the electromagnet to such an extent that no thrust is generated.

つまり、(1)第2−1実施例の(イ)第2−1−2実施例は、図29に示す如く、一対の電磁石112−1b、114−1bである前記第1固定子104A−1b及び第2固定子104B−1bを対向させて設け、これらの第1固定子104A−1b及び第2固定子104B−1b間に、それぞれの第1固定子104A−1b及び第2固定子104B−1bと隙間S−1bを介して永久磁石116A−1b、116B−1bを備えた2層の前記可動子106A−1b、106B−1bと、前記2つの可動子106A−1b、106B−1bの間に3分割された中央コア124−1bとを配置し、これらの可動子106A−1b、106B−1bが相対移動をする構成を有し、電磁石112−1b、114−1bのコア108A−1b、108B−1bの右側部分を推力が生まれない程度に削って切削部122A−1b、122B−1bを形成し、かつ前記3分割された中央コア124−1bのもっとも右側に位置するコアの左側から6mmまで残して削ったものである。   That is, (1) of the 2-1 embodiment (a) In the 2-1-2 embodiment, as shown in FIG. 29, the first stator 104A- is a pair of electromagnets 112-1b, 114-1b. 1b and the second stator 104B-1b are provided to face each other, and the first stator 104A-1b and the second stator 104B are provided between the first stator 104A-1b and the second stator 104B-1b, respectively. -1b and two layers of movers 106A-1b and 106B-1b having permanent magnets 116A-1b and 116B-1b through a gap S-1b and the two movers 106A-1b and 106B-1b A central core 124-1 b divided into three is disposed between the movable elements 106 A-1 b and 106 B-1 b, and the cores 108 A-1 b of the electromagnets 112-1 b and 114-1 b have a configuration in which the movable elements 106 A- 1 b and 106 B- 1 b move relative to each other. 10 The right portion of B-1b is cut to such an extent that no thrust is generated to form cutting portions 122A-1b and 122B-1b, and 6 mm from the left side of the rightmost core of the three-divided central core 124-1b. It is what was left and sharpened.

図30には、この(1)第2−1実施例の(イ)第2−1−2実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 30 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in (1) the (2-1) second-1-2th embodiment.

(1)第2−1実施例の(ウ)第2−1−3実施例は、電磁石のコアの両側部分を推力が生まれない程度に削るものである。   (1) (2-1) Example of Example 2-1 The example of Example 2-1-3 cuts both side portions of the core of the electromagnet to such an extent that no thrust is generated.

つまり、(1)第2−1実施例の(ウ)第2−1−3実施例は、図31に示す如く、一対の電磁石112−1c、114−1cである前記第1固定子104A−1c及び第2固定子104B−1cを対向させて設け、これらの第1固定子104A−1c及び第2固定子104B−1c間に、それぞれの第1固定子104A−1c及び第2固定子104B−1cと隙間S−1cを介して永久磁石116A−1c、116B−1cを備えた2層の前記可動子106A−1c、106B−1cと、前記2つの可動子106A−1c、106B−1cの間に3分割された中央コア124−1cとを配置し、これらの可動子106A−1c、106B−1cが相対移動をする構成を有し、電磁石112−1c、114−1cのコア108A−1c、108B−1cの両側部分を推力が生まれない程度に削って切削部122Aa−1c、122Ab−1c、122Ba−1c、122Bb−1cを形成し、かつ前記3分割された中央コア124−1cのもっとも右側に位置するコアの左側から6mmまで残して削ったものである。   That is, (1) of the 2-1 embodiment (c) In the 2-1-3 embodiment, as shown in FIG. 31, the first stator 104A- is a pair of electromagnets 112-1c, 114-1c. 1c and the second stator 104B-1c are provided to face each other, and the first stator 104A-1c and the second stator 104B are provided between the first stator 104A-1c and the second stator 104B-1c, respectively. -1c and two layers of movers 106A-1c and 106B-1c having permanent magnets 116A-1c and 116B-1c through a gap S-1c, and the two movers 106A-1c and 106B-1c A central core 124-1 c divided into three is disposed between the movable elements 106 A-1 c and 106 B-1 c, and the cores 108 A-1 c of the electromagnets 112-1 c and 114-1 c have a configuration in which the movable elements 106 A- 1 c and 106 B- 1 c move relative to each other. 10 Cutting both sides of B-1c to such an extent that no thrust is generated to form cutting parts 122Aa-1c, 122Ab-1c, 122Ba-1c, 122Bb-1c, and the rightmost side of the three-divided central core 124-1c The left side of the core located at is left to 6 mm.

図32には、この(1)第2−1実施例の(ウ)第2−1−3実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 32 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in the (1) 2-1 embodiment (c) 2-1-3 embodiment.

(2)第2−2実施例は、上述した(1)第2−1実施例で削除した、永久磁石間に設けられている電磁石のコアの代わりに、永久磁石を配置するものである。   (2) In the 2-2 embodiment, a permanent magnet is arranged instead of the core of the electromagnet provided between the permanent magnets deleted in the above-described (1) 2-1 embodiment.

つまり、(2)第2−2実施例は、図33に示す如く、一対の電磁石112−2、114−2である前記第1固定子104A−2及び第2固定子104B−2を対向させて設け、これらの第1固定子104A−2及び第2固定子104B−2間に、それぞれの第1固定子104A−2及び第2固定子104B−2と隙間S−2を介して永久磁石116A−2、116B−2を備えた2層の前記可動子106A−2、106B−2を配置し、これらの可動子106A−2、106B−2が相対移動をする構成を有し、上述した(1)第2−1実施例で削除した、永久磁石116A−2、116B−2間に設けられている電磁石の3分割された中央コア124−2の最も右側に位置するコアの代わりに、永久磁石126−2を配置している。   That is, (2) in the 2-2 embodiment, as shown in FIG. 33, the first stator 104A-2 and the second stator 104B-2 which are a pair of electromagnets 112-2 and 114-2 are opposed to each other. The permanent magnet is provided between the first stator 104A-2 and the second stator 104B-2 via the first stator 104A-2 and the second stator 104B-2 and the gap S-2. Two layers of the movable elements 106A-2 and 106B-2 provided with 116A-2 and 116B-2 are arranged, and the movable elements 106A-2 and 106B-2 are configured to move relative to each other. (1) Instead of the core located in the rightmost side of the three-way divided central core 124-2 of the electromagnet provided between the permanent magnets 116A-2 and 116B-2, which is deleted in the 2-1 embodiment, A permanent magnet 126-2 is disposed.

図34には、この(2)第2−2実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 34 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in the (2) 2-2 embodiment.

なお、図35には、上述の第1実施例と、上述の(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例と、(2)第2−2実施例とにおけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を集計したものを開示する。   FIG. 35 shows the above-described first embodiment, (1) the (2-1) embodiment of (2-1) the above-mentioned first embodiment, and (2) the second-2-2 embodiment. The total of the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor is disclosed.

図36には、上述の第1実施例と、(1)第2−1実施例の(ア)第2−1−1実施例とにおけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を集計したものを開示する。   FIG. 36 shows the force and position of the linear motor in the first embodiment described above and (1) (2-1) the second-1-1 embodiment. Disclose the aggregated relationships.

図37には、上述の第1実施例と、(1)第2−1実施例の(イ)第2−1−2実施例と、(1)第2−1実施例の(ウ)第2−1−3実施例とにおけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を集計したものを開示する。   FIG. 37 includes the first embodiment described above, (1) the (2-1) embodiment of (2-1) the second-1-2 embodiment, and (1) the (2-1) embodiment of (2-1). 2-1-3 Disclosed is a summary of the relationship between the force and position of the linear motor in the embodiment.

図38には、上述の第1実施例と、(1)第2−1実施例の(イ)第2−1−2実施例と、(1)第2−1実施例の(ウ)第2−1−3実施例とにおけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を集計したものを開示する。   FIG. 38 shows the above-described first embodiment, (1) the (2-1) embodiment (a) the 2-1-2 embodiment, and (1) the 2-1 embodiment (c) 2-1-3 Disclosed is a summary of the relationship between the force and position of the linear motor in the embodiment.

さすれば、この第2実施例においては、積層鋼板からなるコア108と、このコア108に巻かれたコイル110とからなる一対の電磁石112、114を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石112、114間にそれぞれの電磁石112、114と隙間Sを介して永久磁石116を備えた前記可動子106を配置し、一対の電磁石112、114を前記固定子104、つまり第1固定子104A及び第2固定子104Bとして、前記可動子106が相対移動をする構成とした前記リニアモータ102により、上述第1実施例のものと同様に、一対の電磁石112、114の間に永久磁石116を備えた前記可動子106が設けられているため、可動子106の可動方向における一対の電磁石112、114の長さを短縮することができるものである。   In other words, in the second embodiment, a pair of electromagnets 112 and 114 each including a core 108 made of laminated steel plates and a coil 110 wound around the core 108 are provided to face each other. The movable element 106 having the permanent magnet 116 is disposed between the pair of electromagnets 112 and 114 via the respective electromagnets 112 and 114 and the gap S, and the pair of electromagnets 112 and 114 is fixed to the stator 104, that is, the first fixed. As the child 104A and the second stator 104B, the linear motor 102 is configured such that the movable element 106 moves relative to the permanent magnet between the pair of electromagnets 112 and 114 as in the first embodiment. Since the movable element 106 including the movable element 106 is provided, the length of the pair of electromagnets 112 and 114 in the movable direction of the movable element 106 is shortened. It is those that can be.

また、前記永久磁石の可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子との隙間の少なくとも一部は、永久磁石の可動範囲内にあるコア歯と可動子との隙間より長くしたことにより、可動子を指定した動作範囲内にとどめておくことが可能である。   In addition, at least a part of the gap between the end portion of the core tooth located outside the movable range of the permanent magnet and the mover is longer than the gap between the core tooth and the mover within the movable range of the permanent magnet. Thus, it is possible to keep the mover within the specified operating range.

更に、上述の(1)第2−1実施例において、可動子に設けられた永久磁石と対向しない部分にある電磁石のコアを削ることにより、可動子を指定した動作範囲内にとどめておくために、永久磁石と対向しない部分にまで延びる電磁石のコアを削除したり、影響力の及ぼさないような形状にすることが有効である。   Furthermore, in the above-mentioned (1) 2-1 embodiment, in order to keep the mover within the specified operating range by scraping the core of the electromagnet in the portion not facing the permanent magnet provided on the mover. In addition, it is effective to delete the core of the electromagnet that extends to a portion that does not face the permanent magnet or to have a shape that does not exert influence.

更にまた、上述の(2)第2−2実施例において、(1)第2−1実施例で削除した、永久磁石間に設けられている電磁石のコアの代わりに、永久磁石を配置することにより、可動子と斥力が働くように設置でき、作用する範囲や作用力を増大させることが可能である。   Furthermore, in the above-mentioned (2) 2-2 embodiment, (1) instead of the electromagnet core provided between the permanent magnets deleted in the 2-1 embodiment, a permanent magnet is arranged. Therefore, it can be installed so that the repulsive force works with the mover, and it is possible to increase the working range and working force.

図39及び図40はこの発明の第3実施例を示すものである。   39 and 40 show a third embodiment of the present invention.

この第3実施例の特徴とするところは、コイルの断面形状を長方形とした点にある。   The feature of the third embodiment is that the cross-sectional shape of the coil is rectangular.

すなわち、図39に示す如く、一対の電磁石212、214である前記第1固定子204A及び第2固定子204Bを対向させて設け、これらの第1固定子204A及び第2固定子204B間に、それぞれの第1固定子204A及び第2固定子204Bと隙間Sを介して永久磁石216A、216Bを備えた2層の前記可動子206A、206Bと、前記2つの可動子206A、206Bの間に3分割された中央コア224を配置し、これらの可動子206A、206Bが相対移動をする構成を有し、前記一対の電磁石212、214を構成するコア208A、208Bに巻かれたコイル210A、210Bの断面形状を長方形とするものである。   That is, as shown in FIG. 39, the first stator 204A and the second stator 204B, which are a pair of electromagnets 212 and 214, are provided facing each other, and between the first stator 204A and the second stator 204B, 3 between the two movable elements 206A and 206B and the two movable elements 206A and 206B having permanent magnets 216A and 216B with a gap S between the first stator 204A and the second stator 204B. The divided central core 224 is disposed, and the movers 206A and 206B move relative to each other. The coils 210A and 210B wound around the cores 208A and 208B constituting the pair of electromagnets 212 and 214 are arranged. The cross-sectional shape is rectangular.

図40には、この第3実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 40 discloses the relationship between the force and position of the linear motor in the third embodiment.

さすれば、前記コイル210A、210Bの断面形状を長方形、つまり矩形とすることによって、このコイル210A、210Bを包囲する電磁石212、214の断面形状を矩形とすることができ、これらの電磁石212、214からなる前記第1固定子204A及び第2固定子204B、ひいてはリニアモータの形状を簡略化することが可能となり、製作を容易とすることができるとともに、矩形の電磁石212、214内の隙間なくコイル210A、210Bを巻くことができ、隙間がある場合よりも静推力を高めることができるものである。   Then, by making the cross-sectional shape of the coils 210A and 210B rectangular, that is, rectangular, the cross-sectional shapes of the electromagnets 212 and 214 surrounding the coils 210A and 210B can be made rectangular. It is possible to simplify the shape of the first stator 204A and the second stator 204B composed of 214, and thus the linear motor, which can be easily manufactured, and there is no gap in the rectangular electromagnets 212 and 214. The coils 210A and 210B can be wound, and the static thrust can be increased as compared with the case where there is a gap.

図41及び図42はこの発明の第4実施例を示すものである。   41 and 42 show a fourth embodiment of the present invention.

この第4実施例の特徴とするところは、推力の絶対値よりも推力/可動部質量比を向上させる構成とした点にある。   The feature of the fourth embodiment is that the thrust / movable part mass ratio is improved more than the absolute value of the thrust.

すなわち、図41に示す如く、一対の電磁石312、314である前記第1固定子304A及び第2固定子304Bを対向させて設け、これらの第1固定子304A及び第2固定子304B間に、それぞれの第1固定子304A及び第2固定子304Bと隙間Sを介して永久磁石316A、316Bを備えた2層の前記可動子306A、306Bと、前記2つの可動子306A、306Bの間に3分割された中央コア324を配置し、これらの可動子306A、306Bが相対移動をする構成を有し、永久磁石316A、316Bの右側方向の面間距離を一定として、幅(可動部移動方向)を短縮させるものである。   That is, as shown in FIG. 41, the first stator 304A and the second stator 304B, which are a pair of electromagnets 312, 314, are provided to face each other, and between the first stator 304A and the second stator 304B, Between each of the first and second stators 304A and 304B and the two movable elements 306A and 306B, there are three layers between the two movable elements 306A and 306B and the two movable elements 306A and 306B provided with permanent magnets 316A and 316B through a gap S. The divided central core 324 is disposed, and the movable elements 306A and 306B move relative to each other. The distance between the surfaces of the permanent magnets 316A and 316B in the right direction is constant, and the width (moving part moving direction) is set. Is to shorten.

図42には、この第4実施例におけるリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を開示する。   FIG. 42 discloses the relationship between the force (Force) and the position (Position) of the linear motor in the fourth embodiment.

さすれば、推力の絶対値よりも推力/可動部質量比を向上させることができ、実用上有利である。   Then, the thrust / movable part mass ratio can be improved more than the absolute value of the thrust, which is practically advantageous.

また、上述第4実施例のその他の方策としては、前記永久磁石の幅を、可動子の可動範囲の略半分に設定する構成とすることができる。   As another measure of the fourth embodiment, the width of the permanent magnet can be set to approximately half of the movable range of the mover.

さすれば、磁束の流れをよくすることができ、磁気抵抗が小さく、パーミアンス係数が大きくなるものである。   Then, the flow of magnetic flux can be improved, the magnetic resistance is small, and the permeance coefficient is large.

そして、パーミアンス係数が大きくなることにより、耐熱性を向上させることができるとともに、軽量化し、推力/可動部質量比を向上させることができる。   And by increasing the permeance coefficient, the heat resistance can be improved, the weight can be reduced, and the thrust / movable part mass ratio can be improved.

図43及び図44はこの発明の第5実施例を示すものである。   43 and 44 show a fifth embodiment of the present invention.

この第5実施例の特徴とするところは、センサとしてのサーチコイルの形状と配置に関するものである。   The feature of the fifth embodiment relates to the shape and arrangement of a search coil as a sensor.

このとき、前記コア408は、図示しない永久磁石に沿って設けられたコア歯418を備えており、このコア歯418にサーチコイル428を設けるものである。   At this time, the core 408 includes core teeth 418 provided along a permanent magnet (not shown), and a search coil 428 is provided on the core teeth 418.

すなわち、サーチコイルを、可動子の移動方向と平行になるように配置するとともに、電流の流れる向きが異なる線同士が近接しないように配置する。   That is, the search coils are arranged so as to be parallel to the moving direction of the mover, and are arranged so that lines having different current flowing directions do not come close to each other.

また、積層鋼板の固定子に相対している可動子の面の先端に近い部分に前記サーチコイルを配置する。   Further, the search coil is arranged in a portion near the tip of the surface of the mover facing the stator of the laminated steel plate.

そして、この第5実施例は、以下のように区分される。
(1)第5−1実施例(図43参照)
(2)第5−2実施例(図44参照)
The fifth embodiment is divided as follows.
(1) Example 5-1 (see FIG. 43)
(2) Example 5-2 (see FIG. 44)

つまり、(1)第5−1実施例においては、図43(a)及び(b)、(c)に示す如く、複数、例えば4個のサーチコイル428a−1、428b−1、428c−1、428d−1をフィルム状に成形し、可動子、つまり前記コア408に貼り付ける。   That is, (1) in the 5-1th embodiment, as shown in FIGS. 43A, 43B, and 43C, a plurality of, for example, four search coils 428a-1, 428b-1, 428c-1 are provided. 428d-1 is formed into a film shape and attached to the mover, that is, the core 408.

このとき、図43(a)及び(b)、(c)に示す如く、4個のサーチコイル428a−1、428b−1、428c−1、428d−1の中心が移動方向にずれながら、コア(空芯を含む)が重なるように配置する。   At this time, as shown in FIGS. 43A, 43B, and 43C, the centers of the four search coils 428a-1, 428b-1, 428c-1, and 428d-1 are shifted in the moving direction while the core Arrange them so that they overlap (including the air core).

さすれば、磁束密度変化が大きく感度が高くなるという効果を有するとともに、電流の流れる向きが異なる線間の距離を十分とることができ、干渉を抑制することができるものである。   In this case, the magnetic flux density change is large and the sensitivity is increased. In addition, the distance between the lines in which the current flows in different directions can be secured sufficiently, and interference can be suppressed.

また、上述の(2)第5−2実施例においては、図44(a)及び(b)、(c)に示す如く、複数、例えば4個のサーチコイル428a−2、428b−2、428c−2、428d−2をフィルム状に成形し、可動子、つまり前記コア408に埋め込む。   In the above-mentioned (2) 5-2 embodiment, as shown in FIGS. 44 (a), (b), and (c), a plurality of, for example, four search coils 428a-2, 428b-2, 428c. -2, 428d-2 are formed into a film and embedded in the mover, that is, the core 408.

このとき、図44(a)及び(b)、(c)に示す如く、4個のサーチコイルのコア(空芯を含む)が重ならないように配置する。   At this time, as shown in FIGS. 44A, 44B, and 44C, the four search coil cores (including air cores) are arranged so as not to overlap.

さすれば、磁束密度変化が大きく感度が高くなるという効果を有するとともに、電流の流れる向きが異なる線間の距離を十分とることができ、平面的なパターンで構成でき、製作が容易となるものである。   Then, it has the effect that the change in magnetic flux density is large and the sensitivity is increased, and the distance between the lines in which the current flows in different directions can be taken sufficiently, and it can be configured in a planar pattern, facilitating manufacture. It is.

更に、上述した第5実施例の(1)第5−1実施例及び(2)第5−2実施例以外にも、サーチコイルの配置方策が考えられる。   Further, other than the (1) 5-1 embodiment and (2) 5-2 embodiment of the fifth embodiment described above, a search coil arrangement policy is conceivable.

つまり、鋭角の先端に近い部分にサーチコイルを配置し、磁束密度の変化を大きくして感度を高める方策や、サーチコイルのコアに芯を設け、感動を向上させる方策等がある。   In other words, there are a policy for increasing the sensitivity by arranging the search coil near the sharp tip and increasing the change in magnetic flux density, and a policy for improving the impression by providing a core in the core of the search coil.

なお、この発明は上述第1〜第5実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。   The present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above, and various application modifications can be made.

例えば、この発明の実施例においては、一対の電磁石を対向させて固定子を形成する構成としたが、3個以上の電磁石を配設して固定子とする特別構成とすることも可能である。   For example, in the embodiment of the present invention, the stator is formed by making a pair of electromagnets face each other. However, a special configuration in which three or more electromagnets are arranged to form a stator is also possible. .

すなわち、平面視において、永久磁石を備えた可動子の外周部位に3個以上の電磁石を、例えば円周等間隔に配設して固定子とするものである。   That is, in a plan view, three or more electromagnets are arranged on the outer peripheral portion of the mover provided with permanent magnets, for example, at equal intervals around the circumference to form a stator.

このとき、4個の電磁石を配設して固定子を形成する場合には、平面視において、永久磁石を備えた可動子の外周部位に4個の電磁石が十字状に配設されるものである。   In this case, when the stator is formed by arranging four electromagnets, the four electromagnets are arranged in a cross shape on the outer peripheral portion of the mover provided with the permanent magnet in a plan view. is there.

さすれば、可動子の可動方向における電磁石の長さの短縮に寄与し得るとともに、3個以上の電磁石からなる固定子が可動子に作用することとなり、可動子を確実に動作させることができ、信頼性の向上にも寄与し得る。   Then, it can contribute to shortening the length of the electromagnet in the movable direction of the mover, and the stator composed of three or more electromagnets acts on the mover, so that the mover can be operated reliably. It can also contribute to the improvement of reliability.

また、この発明の実施例においては、一対の電磁石を対向させて固定子を形成する際に、可動子の可動方向における配設位置を同一位置とする構成としたが、電磁石の配設位置を異ならしめる特別構成とすることも可能である。   Further, in the embodiment of the present invention, when the stator is formed by making a pair of electromagnets face each other, the arrangement position of the mover in the movable direction is set to the same position. It is also possible to have a special configuration that makes it different.

すなわち、移動子と可動子とによって形成したリニアモータを、車両用エンジンの吸気あるいは排気バルブ駆動用として用いる場合には、吸気あるいは排気バルブのバルブステム周りにおけるレイアウトに制限があり、このレイアウトの制限に対処させるために、可動子の可動方向における長さを電磁石毎に変更するものである。   That is, when a linear motor formed by a mover and a mover is used for driving an intake or exhaust valve of a vehicle engine, the layout around the valve stem of the intake or exhaust valve is limited. Therefore, the length of the movable element in the movable direction is changed for each electromagnet.

さすれば、電磁石からなる固定子の機能を維持しつつ、吸気あるいは排気バルブのバルブステム周りにおけるレイアウトの制限にも対処することができる。   In this case, it is possible to cope with the restriction of the layout around the valve stem of the intake or exhaust valve while maintaining the function of the stator made of the electromagnet.

更に、この発明の実施例においては、上述した3個以上の電磁石を配設して固定子とする方策と、電磁石の配設位置を異ならしめる方策とを併用する特別構成とすることも可能である。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, it is possible to adopt a special configuration in which the above-described policy of arranging three or more electromagnets to be a stator and the policy of making electromagnets arranged differently are used together. is there.

この発明の第1実施例を示すリニアモータの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the linear motor which shows 1st Example of this invention. 図1の矢印II部分の拡大図である。It is an enlarged view of the arrow II part of FIG. 排気側の排気バルブの開弁における筒内圧力と排気ポート内圧力との差圧に略比例した駆動力を示す図である。It is a figure which shows the driving force substantially proportional to the differential pressure | voltage of the cylinder pressure and exhaust port internal pressure in valve opening of the exhaust valve of an exhaust side. リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略レイアウト図である。It is a schematic layout diagram of a linear motor. リニアモータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a linear motor. リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a linear motor. リニアモータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a linear motor. リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). この第1実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor and the position (Position) which totaled each example relevant to this 1st Example. この発明の第2実施例を示すリニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of the linear motor which shows 2nd Example of this invention. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). リニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of a linear motor. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). この第2実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor and the position (Position) which totaled each example relevant to this 2nd Example. この第2実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor and the position (Position) which totaled each example relevant to this 2nd Example. この第2実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor and the position (Position) which totaled each example relevant to this 2nd Example. この第2実施例に関連する各例を集計したリニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor and the position (Position) which totaled each example relevant to this 2nd Example. この発明の第3実施例を示すリニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of the linear motor which shows 3rd Example of this invention. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). この発明の第4実施例を示すリニアモータの概略拡大構成図である。It is a general | schematic enlarged block diagram of the linear motor which shows 4th Example of this invention. リニアモータのフォース(Force)とポジション(Position)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the force (Force) of a linear motor, and a position (Position). この発明の第6実施例を示し、(a)はフィルム状に成形した4個のサーチコイルを貼り付けた積層鋼板の可動子の平面図、(b)はフィルム状に成形した4個のサーチコイルを貼り付けた積層鋼板の可動子の側面図、(c)は積層鋼板の可動子にサーチコイルを貼り付けた部分の要部拡大図である。FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view of a mover of a laminated steel plate on which four search coils formed in a film shape are attached, and (b) is four search operations formed in a film shape. The side view of the needle | mover of the laminated steel plate which affixed the coil, (c) is a principal part enlarged view of the part which affixed the search coil to the needle | mover of a laminated steel plate. この発明の第6実施例における他の例を示し、(a)はフィルム状に成形した4個のサーチコイルを埋め込んだ積層鋼板の可動子の平面図、(b)はフィルム状に成形した4個のサーチコイルを埋め込んだ積層鋼板の可動子の側面図、(c)は積層鋼板の可動子にサーチコイルを埋め込んだ部分の要部拡大図である。The other example in 6th Example of this invention is shown, (a) is a top view of the needle | mover of the laminated steel plate which embedded four search coils shape | molded in the film form, (b) is 4 formed in the film form. The side view of the needle | mover of the laminated steel plate which embed | buried each search coil, (c) is the principal part enlarged view of the part which embed | buried the search coil in the needle | mover of the laminated steel plate. この発明の第1の従来技術を示すリニアモータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the linear motor which shows the 1st prior art of this invention. この発明の第2の従来技術を示すリニアモータをエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用した際の筒内圧力波形を示す図である。It is a figure which shows the in-cylinder pressure waveform at the time of using the linear motor which shows the 2nd prior art of this invention as an actuator which drives the intake or exhaust valve of an engine with an electromagnetic force directly. リニアモータをエンジンの吸気あるいは排気バルブを直接電磁力で駆動するアクチュエータとして使用した際のエンジンの概略図である。It is the schematic of an engine at the time of using a linear motor as an actuator which drives an intake or exhaust valve of an engine with direct electromagnetic force. この発明の第3の従来技術を示す直動タイプのエンジンの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the linear motion type engine which shows the 3rd prior art of this invention. 直動タイプのエンジンの概略平面図である。It is a schematic plan view of a linear motion type engine. この発明の第4の従来技術を示すリフト制御性におけるリフトカーブを示す図である。It is a figure which shows the lift curve in the lift controllability which shows the 4th prior art of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 リニアモータ
4 固定子
4A 第1固定子
4B 第2固定子
6 可動子
8 コア
10 コイル
12、14 一対の電磁石
16 永久磁石
2 linear motor 4 stator 4A first stator 4B second stator 6 mover 8 core 10 coil 12, 14 pair of electromagnets 16 permanent magnets

Claims (8)

積層鋼板からなるコアとコアに巻かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、対向して設けられた一対の電磁石間にそれぞれの電磁石と隙間を介して永久磁石を備えた可動子を配置し、一対の電磁石を固定子として、前記可動子が相対移動をすることを特徴とするリニアモータ。   A pair of electromagnets comprising a core made of laminated steel sheets and a coil wound around the core are provided facing each other, and a mover provided with permanent magnets between each pair of electromagnets provided facing each other with a gap between each electromagnet And a pair of electromagnets as a stator, and the mover moves relative to each other. 前記永久磁石に沿って設けられたコア歯を備えたコアに巻かれたコイルは、コア歯内側にも隙間なく巻かれていることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein a coil wound around a core having core teeth provided along the permanent magnet is wound without any gap on the inside of the core teeth. 前記コア歯の先端形状は、鋭利な形状を備えていることを特徴とする請求項2に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 2, wherein a tip shape of the core tooth has a sharp shape. 前記永久磁石の可動範囲から外れた位置にあるコア歯端部と可動子との隙間の少なくとも一部は、永久磁石の可動範囲内にあるコア歯と可動子との隙間より長いことを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   At least a part of a gap between the end portion of the core tooth located outside the movable range of the permanent magnet and the mover is longer than a gap between the core tooth located within the movable range of the permanent magnet and the mover. The linear motor according to claim 1. 前記永久磁石の幅は、可動子の可動範囲の略半分に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the width of the permanent magnet is set to approximately half of the movable range of the mover. 前記コアは、永久磁石に沿って設けられたコア歯を備え、コア歯にはサーチコイルが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the core includes core teeth provided along a permanent magnet, and a search coil is provided on the core teeth. リニアモータを車両用エンジンの吸気あるいは排気バルブ駆動用に用いていることを特徴とする請求項1〜6に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is used for driving an intake or exhaust valve of a vehicle engine. 積層鋼板からなるコアとコアに捲かれたコイルとからなる一対の電磁石を対向して設け、前記一対の電磁石間の中央部に3分割された中央コアを設け、前記一対の電磁石と前記中央コアとの間に永久磁石を備えた可動子を各々配置し、前記一対の電磁石と前記中央コアを固定として、前記可動子が相対移動することを特徴とする請求項1〜6に記載のリニアモータ。
A pair of electromagnets comprising a core made of a laminated steel plate and a coil wound around the core are provided opposite to each other, and a central core divided into three is provided at a central portion between the pair of electromagnets, and the pair of electromagnets and the central core The linear motor according to claim 1, wherein a mover having a permanent magnet is respectively disposed between the pair of electromagnets and the central core, and the mover moves relative to each other. .
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