JP2006288013A

JP2006288013A - リニアモータ構造

Info

Publication number: JP2006288013A
Application number: JP2005101938A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Sugiura; 恒雄杉浦
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】ボビンに複数の切溝を形成することにより、渦電流による逆トルクの発生を防止し、円滑な動作を得る。
【解決手段】リニアモータ構造は、全体形状が四角枠形状のヨークと、ヨークの上下に設けられたマグネットと、ボビンとコイルを備え、非磁性金属よりなるボビン(1)のコイル(4)を巻回した無端状溝部(3)に複数の切溝(20)を形成することにより、逆トルクの発生を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニアモータ構造に関し、特に、コイルを巻回するボビンの一部に複数の切溝を形成することにより、渦電流の発生による逆トルクの発生を防止すると共に放熱効果を向上するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のリニアモータ構造としては、文献名は特に開示していないが（文献が特にないため）、図３及び図４で示す構成を挙げることができる。
すなわち、図３において符号１で示されるものは、断面凹状をなす無端状溝部３を有する樹脂製のボビンであり、このボビン１の無端状溝部３にはコイル４が巻回して設けられている。
前記ボビン１に対面して複数のマグネット５が配設されている。

前述の状態で、図４に示されるように、コイル４に通電して励磁を開始すると、周知の磁気作用によって、ボビン１側又はマグネット５側が相対的に移動方向Ａに沿って移動が始まる。

従来のリニアモータ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、ボビンが非電導のプラスチック樹脂で形成されていたため、耐熱性が低く、モータ定格を上げることができず、モータ性能の向上が困難であった。
そのため、ボビンは金属で製作する方がモータ性能の向上には有効であるが、渦電流が環流としてボビンに流れ、その結果、逆トルクの発生となり、円滑な直動が妨げられることになっていた。

本発明によるリニアモータ構造は、全体形状が四角枠状をなすヨークと、前記ヨークの上部内面と下部内面に設けられたマグネットと、前記ヨークの内孔内で前記各マグネット間を貫通し全体形状が枠状をなすボビンと、前記ボビンの外周に形成され断面凹状をなす無端状溝部と、前記無端状溝部に巻回されたコイルとを備え、前記コイルを励磁することにより前記ボビンとヨークの相対移動を行うようにしたリニアモータ構造において、前記ボビンは非磁性金属よりなり、前記無端状溝部には、前記無端状溝部の長さ方向と交差する方向に複数の切溝が形成されている構成であり、また、前記ボビンは円弧状をなし、前記内孔も円弧状をなしている構成であり、また、前記各切溝の溝方向は、前記相対移動の移動方向と同一である構成であり、また、前記ボビンは、アルミニウムからなる構成であり、また、前記内孔は円弧状をなし、前記各マグネットは前記内孔の形状に沿って配設されている構成である。

本発明によるリニアモータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ボビンを非磁性材からなる金属製とし、ボビンの無端状溝部の長さ方向と交差する方向に複数の切溝が形成されているため、金属製であるにも拘わらず渦電流による逆トルクの発生がなく安定した直動を得ることができる。
また、ボビンが金属製であるため、従来の樹脂製よりも強度が高く、かつ、放熱性にも優れた特性を得ることができる。

本発明は、コイルを巻回するボビンの一部に複数の切溝を形成することにより、渦電流の発生による逆トルクの発生を防止すると共に放熱効果を向上させるようにしたリニアモータ構造を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるリニアモータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、符号１０で示されるものは、磁性材料からなるヨークであり、このヨーク１０は全体形状が四角枠形をなし内孔１１を備えている。

前記内孔１１は、上部内面１２及び下部内面１３を有すると共に、前記各内面１２，１３は円弧状をなしており、前記上部内面１２及び下部内面１３には、その形状に合わせて形成された４個のマグネット５が接着によって設けられている。

前記内孔１１内には、この内孔１１を貫通する状態でほぼ長方形状をなすボビン１がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちのＸ軸廻りの移動方向Ａに沿って往復移動できるように配設されている。

前記ボビン１は、アルミニウム等の非磁性金属材料で構成されていると共に、その外周には、断面凹状をなす無端状溝部３が形成され、この無端状溝部３にはコイル４が巻回して設けられている。

前記ボビン１の前記無端状溝部３には、図１で示されるように、前記無端状溝部３の長さ方向Ｂと交差（すなわち、直交する状態）する方向に沿って複数の切溝２０が形成されている。

前記切溝２０の溝幅Ｗは、前記無端状溝部３の溝幅よりも十分に狭い状態に形成されていると共に、前記ボビン１の肉厚を貫通し中央部１ａに向けて延設されている。

前記ボビン１の裏面の両端には、長手板形状をなす一対の取付部２１がこれと一体又は接着等によって取付けられ、この各取付部２１は、例えば、図示しないジンバルに用いられている可動部材に接続されて移動方向Ａの移動を行うことができるように構成されている。
従って、Ｘ軸以外のＺ軸及びＹ軸廻りの移動を行うためには、各々別体に構成されたリニアモータを用いる必要がある。

次に、前述の構成において、ボビン１のコイル４に通電すると、図２の磁場３０との磁気作用によって移動方向Ａに沿ってボビン１を移動、すなわち、ヨーク１０とボビン１との相対移動（例えば、左右数度の規定角度内）を行うことができる。

また、コイル４の向きを変えることにより、これまでとは逆の方向の直動を行うことができ、各切溝２０の形成によって前述の渦電流による環流によって発生する逆トルク発生のリアクションを防止し、円滑な直動を得ることができる。
尚、前述の構成においては、内孔１１、マグネット５及びボビン１の形状を円弧状として、若干円弧状に相対移動する構成とした場合について述べたが、これらを円弧状とすることなく、直線状として、直線状の直動を行うことができるように構成することもできる。

本発明のリニアモータ構造は、円弧状動作及び直線状動作の両方の分野に適用可能である。

本発明によるリニアモータ構造を示す斜視図である。図１のリニアモータ構造の動作を示す説明図である。従来のボビンを示す斜視図である。図３のボビンを用いた動作を示す説明図である。

符号の説明

１ボビン
３無端状溝部
４コイル
５マグネット
１０ヨーク
１１内孔
１２上部内面
１３下部内面
２０切溝
Ａ移動方向（Ｘ軸廻り）
Ｂ無端状溝部の長さ方向Ｂ

Claims

全体形状が四角枠状をなすヨーク(10)と、前記ヨーク(10)の上部内面(12)と下部内面(13)に設けられたマグネット(5)と、前記ヨーク(10)の内孔(11)内で前記各マグネット(5)間を貫通し全体形状が枠状をなすボビン(1)と、前記ボビン(1)の外周に形成され断面凹状をなす無端状溝部(3)と、前記無端状溝部(3)に巻回されたコイル(4)とを備え、前記コイル(4)を励磁することにより前記ボビン(1)とヨーク(10)の相対移動を行うようにしたリニアモータ構造において、
前記ボビン(1)は非磁性金属よりなり、前記無端状溝部(3)には、前記無端状溝部(3)の長さ方向(B)と交差する方向に複数の切溝(20)が形成されていることを特徴とするリニアモータ構造。
前記ボビン(1)は円弧状をなし、前記内孔(11)も円弧状をなしていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ構造。
前記各切溝(20)の溝方向は、前記相対移動の移動方向(A)と同一であることを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ構造。
前記ボビン(1)は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のリニアモータ構造。
前記内孔(11)は円弧状をなし、前記各マグネット(5)は前記内孔(11)の形状に沿って配設されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のリニアモータ構造。