JP2007209089A - Linear motor - Google Patents

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Aisuke Hara
愛典 原
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KURONOFANGU KK
Canon Electronics Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and inexpensively draw out wiring from a coil of a linear motor. <P>SOLUTION: The linear motor includes: a stator 10 provided with a plurality of electromagnetic coils configured by winding a coil 12 on a bobbin 14 and arranged successively, and a center core 11 composed of a magnetic body penetrating through the center part of the plurality of bobbins of the plurality of electromagnetic coils; and a mover provided with a plurality of permanent magnets on which a magnetic flux from the stator acts, and provided so as to reciprocate along the stator. The bobbin 14 is provided with housing spaces 15, 16 and 17 for housing a lead wire from the coil between the coil 12 and the center core 11. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はリニアモータにおけるコイルから引出線を引き出す構造に関するものである。   The present invention relates to a structure for drawing a leader line from a coil in a linear motor.

リニアモータには、様々な種類があるが、一般には固定子側に磁石を設けた固定磁石型と可動子側に磁石を設けた可動磁石型とがある。例えば、固定子側にコイルを設け、可動子側に永久磁石を設けた可動磁石型リニアモータにおいては、図10に示すように、固定子110は、磁性体からなる軸状のセンターコア111(固定子本体)の周囲に複数のコイル112を軸方向に連続的に配置し、そのコイル112の外周をステンレス等の非磁性体のパイプ113で包んで構成されている。可動子120は、パイプ113の外周を囲む複数の永久磁石121を軸方向に連続的に配置し、これらの永久磁石121を磁石ケース122内に収納して構成されている。また、可動子120には、ガイドブロック123が固定されており、このガイドブロック123が不図示のベースに固定されたガイドレール132に沿ってスライド可能に案内されている。このような構造のリニアモータでは、固定子側のコイル112に電力を供給すると、コイル112からの磁束と永久磁石121との相互作用により、可動子120に推力が加わり、可動子120が上記のベース上のガイドレール132に沿って案内されながら軸方向に移動する。   There are various types of linear motors. Generally, there are a fixed magnet type in which a magnet is provided on the stator side and a movable magnet type in which a magnet is provided on the mover side. For example, in a movable magnet type linear motor in which a coil is provided on the stator side and a permanent magnet is provided on the mover side, as shown in FIG. 10, the stator 110 has an axial center core 111 ( A plurality of coils 112 are continuously arranged in the axial direction around the stator body), and the outer periphery of the coils 112 is wrapped with a non-magnetic pipe 113 such as stainless steel. The mover 120 is configured by continuously arranging a plurality of permanent magnets 121 surrounding the outer periphery of the pipe 113 in the axial direction, and housing these permanent magnets 121 in a magnet case 122. A guide block 123 is fixed to the mover 120, and the guide block 123 is slidably guided along a guide rail 132 fixed to a base (not shown). In the linear motor having such a structure, when electric power is supplied to the coil 112 on the stator side, a thrust is applied to the mover 120 due to the interaction between the magnetic flux from the coil 112 and the permanent magnet 121, and the mover 120 is It moves in the axial direction while being guided along the guide rail 132 on the base.

ところで、上記の構造のリニアモータでは、固定子側の複数のコイル112からの配線を固定子の長手方向の端部にどのように引き出すかが問題となる。   By the way, in the linear motor having the above-described structure, there is a problem of how to draw out the wires from the plurality of coils 112 on the stator side to the ends in the longitudinal direction of the stator.

従来、この問題を解決する手法として、特許文献1に記載されているように、センターコア111の外周面に軸方向に延びる溝を設け、固定子側の複数のコイル112からの配線をこの溝内に配置してセンターコアの端部まで引き出すことが提案されている。   Conventionally, as a technique for solving this problem, as described in Patent Document 1, a groove extending in the axial direction is provided on the outer peripheral surface of the center core 111, and wiring from a plurality of coils 112 on the stator side is connected to the groove. It has been proposed to be placed inside and pulled out to the end of the center core.

また、他の手法として、特許文献2に記載されているように、電機子コイルを配設したヨーク部材に、その長手方向に沿って端部まで延びる長溝状の引出線収納溝を設け、この収納溝に電機子コイルへの通電のための引出線を収納して通した後に、上記ヨーク部材の長手方向の端部から外部に導き出す構成が提案されている。
特開2002−291220号公報 特開平07−322595号公報
As another method, as described in Patent Document 2, a yoke member provided with an armature coil is provided with a long groove-like lead wire storage groove extending to the end along the longitudinal direction thereof. A configuration has been proposed in which a lead wire for energizing the armature coil is housed in the housing groove and then led out from the longitudinal end portion of the yoke member.
JP 2002-291220 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-322595

しかしながら、上記のように固定子本体に配線用の溝を設けた場合、引出線の絶縁被膜が破れると磁性体であるセンターコアに接触してショートする恐れがある。そのため、センターコアの溝の表面に、絶縁コーティング等の表面処理や、絶縁テープを貼りつけて絶縁を行う必要があった。しかし、絶縁コーティング等の表面処理は非常に高価であり、また絶縁テープにいたっては作業性が悪く、生産性が下がってしまうという問題がある。   However, in the case where a wiring groove is provided in the stator main body as described above, there is a risk of short circuit due to contact with the center core, which is a magnetic material, if the insulating film of the lead wire is broken. Therefore, it was necessary to insulate the surface of the groove of the center core by applying a surface treatment such as an insulating coating or an insulating tape. However, surface treatment such as insulation coating is very expensive, and there is a problem that workability is poor for an insulating tape and productivity is lowered.

さらに、上記の従来技術では、共通の溝内に複数の引出線を通すことになるため、引出線相互の結線作業を行うのが困難であり、生産コストがかかるという問題もあった。   Furthermore, in the above-described prior art, since a plurality of lead lines are passed through the common groove, it is difficult to perform the connection work between the lead lines, and there is a problem that the production cost is high.

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リニアモータのコイルからの配線の引出しを容易に且つ安価に行なえるようにすることである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to easily and inexpensively draw a wiring from a coil of a linear motor.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるリニアモータは、巻線がボビンに巻き回されて形成され、連続的に配列された複数の電磁コイルと、前記複数の電磁コイルの複数のボビンの中央部を貫通する磁性体からなるセンターコアとを備える固定子と、前記固定子からの磁束の作用を受ける複数の永久磁石を備え、前記固定子に沿って往復走行可能に設けられた可動子とを具備し、前記ボビンには、前記巻線と前記センターコアとの間に前記巻線からの引出線を収納するための収納空間が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a linear motor according to the present invention includes a plurality of electromagnetic coils that are formed by winding a bobbin and are continuously arranged, and the plurality of electromagnetic coils. A stator having a center core made of a magnetic material that penetrates the central part of a plurality of bobbins of the coil, and a plurality of permanent magnets that receive the action of magnetic flux from the stator, and can reciprocate along the stator The bobbin is provided with a storage space for storing a lead wire from the winding between the winding and the center core. To do.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記複数の電磁コイルには、少なくとも2組の直列に結線されたコイル群が含まれており、前記ボビンには各前記コイル群ごとに独立した前記収納空間が設けられていることを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the plurality of electromagnetic coils include at least two sets of coil groups connected in series, and the bobbin includes the storage space independent for each coil group. Is provided.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記収納空間は、同一の前記収納空間の中で前記引出線同士が接触しないように、前記引出線1本ずつについて独立した収納部を備えることを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the storage space includes an independent storage portion for each of the lead wires so that the lead wires do not contact each other in the same storage space. To do.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記収納空間の隣り合う前記収納部同士が細隙で繋がっており、前記細隙の幅は前記引出線の外径より小さいことを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the storage portions adjacent to each other in the storage space are connected by a slit, and the width of the slit is smaller than the outer diameter of the leader line.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記電磁コイルからの引出線同士を結線した結線部を前記収納空間に収納したことを特徴とする。   The linear motor according to the present invention is characterized in that a connecting portion connecting lead wires from the electromagnetic coil is stored in the storage space.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記収納空間は前記ボビンに形成された貫通穴からなることを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the storage space is formed by a through hole formed in the bobbin.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記ボビンと前記センターコアとの間に挿入された絶縁材料からなる挿入部材をさらに具備し、前記収納空間は、前記ボビンに形成された凹部と前記挿入部材とで形成された空間からなることを特徴とする。   The linear motor according to the present invention further includes an insertion member made of an insulating material inserted between the bobbin and the center core, and the storage space includes a recess formed in the bobbin and the insertion member. It is characterized by comprising a space formed by.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記収納空間は、前記センターコア側に開口した開口部を有し、前記開口部の幅は前記引出線の外径より小さいことを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the storage space has an opening that opens toward the center core, and the width of the opening is smaller than the outer diameter of the lead wire.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記ボビンは前記巻線を部分的に前記センターコアから遠ざける肉厚部を有し、前記収納空間は、前記肉厚部に設けられていることを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the bobbin has a thick portion that partially separates the winding from the center core, and the storage space is provided in the thick portion. To do.

また、この発明に係わるリニアモータにおいて、前記センターコアは該センターコアの長手方向に延びて形成された面取部または溝を有し、前記ボビンの前記肉厚部は前記面取部または前記溝に対応する形状に形成されていることを特徴とする。   In the linear motor according to the present invention, the center core has a chamfered portion or a groove formed to extend in the longitudinal direction of the center core, and the thick portion of the bobbin is the chamfered portion or the groove. It is formed in the shape corresponding to.

本発明によれば、リニアモータのコイルからの配線の引出しを容易に且つ安価に行なうことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to easily and inexpensively pull out the wiring from the coil of the linear motor.

以下、本発明のリニアモータの好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a linear motor of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の各実施形態に共通するリニアモータの概略構成を示した図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a linear motor common to each embodiment of the present invention.

図1において、リニアモータは、電磁コイル(以下、コイルと略称する)を複数個連続的に配列したものを収容した軸体(以下、固定子と呼ぶ)10と、これらのコイルからの磁束との相互作用により固定子10の延在方向と同じ方向に走行可能である可動磁石体(以下、可動子と呼ぶ)20とを備えて構成されている。固定子10は、ベース37上に間隔をおいて固定された2つのブラケット33の間に架け渡されている。   In FIG. 1, a linear motor includes a shaft body (hereinafter referred to as a stator) 10 containing a plurality of electromagnetic coils (hereinafter abbreviated as coils) continuously arranged, and magnetic fluxes from these coils. And a movable magnet body (hereinafter referred to as a mover) 20 that can travel in the same direction as the direction in which the stator 10 extends. The stator 10 is bridged between two brackets 33 that are fixed on the base 37 at intervals.

可動子20には2つのガイドブロック35が固定されており、これら2つのガイドブロック35が、可動子20の走行方向に沿うようにベース37上に配置されたガイドレール34によりスライド案内されている。この構成により、可動子20は、固定子10の外周に対してギャップを維持した状態で移動することができる。   Two guide blocks 35 are fixed to the mover 20, and these two guide blocks 35 are slidably guided by guide rails 34 arranged on the base 37 along the traveling direction of the mover 20. . With this configuration, the mover 20 can move while maintaining a gap with respect to the outer periphery of the stator 10.

なお、固定子10の外周面と可動子20の内周面との間のギャップに多少のばらつきがあったとしても推力は同じであり、可動子20と固定子10には厳しい取付け精度や加工精度は要求されない。   Note that the thrust is the same even if there is some variation in the gap between the outer peripheral surface of the stator 10 and the inner peripheral surface of the mover 20. Precision is not required.

また、ベース37上には、可動子20の走行方向に沿って可動子20の走行方向位置を検出するためのリニアエンコーダ36が配置されている。リニアエンコーダ36からの検出信号は可動子20の位置決め制御に利用される。また、リニアモータの制御ドライバー38からは三相駆動用の電力ケーブル38aが延びており、固定子10内の各コイルは、ブラケット33を介してこの電力ケーブル38aに接続されている。制御ドライバー38にはパソコン39が接続されており、パソコン39から与えられる制御データにより可動子20の位置決め制御を行うことができる。   On the base 37, a linear encoder 36 for detecting the position of the movable element 20 in the traveling direction is disposed along the traveling direction of the movable element 20. The detection signal from the linear encoder 36 is used for positioning control of the mover 20. Further, a power cable 38 a for three-phase driving extends from the control driver 38 of the linear motor, and each coil in the stator 10 is connected to the power cable 38 a via the bracket 33. A personal computer 39 is connected to the control driver 38, and positioning control of the mover 20 can be performed by control data given from the personal computer 39.

ベース37上には、可動子20を検出するためのセンサ41が設けられている。センサ41の検出信号は制御ドライバー38に送られ、可動子20の原点位置決め、あるいは暴走防止に用いられる。   A sensor 41 for detecting the mover 20 is provided on the base 37. The detection signal of the sensor 41 is sent to the control driver 38, and used for positioning the origin of the mover 20 or preventing runaway.

上記のように構成されるリニアモータでは、可動子20を指定の領域内で往復運動させることができる。   In the linear motor configured as described above, the mover 20 can be reciprocated within a specified region.

図2は、本発明の各実施形態に共通するリニアモータの概略構成を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a linear motor common to each embodiment of the present invention.

図2において、固定子10は、中空軸状のセンターコア11と、コイル12が巻かれた状態でセンターコア11に装着された複数のボビン14と、複数のコイル12とボビン14の外周面をカバーする非磁性体のパイプ13とを備えている。コイル12はU相コイル、V相コイル、W相コイルを含み、これらの各コイルが巻かれた複数のボビン14は、その中心部をセンターコア11が貫通している。そして、これら複数のボビン14は、コイル12の磁極軸がセンターコア11の軸芯に平行になるようにして可動子20の走行範囲のほぼ全長にわたって装着されている。   In FIG. 2, the stator 10 includes a hollow shaft-shaped center core 11, a plurality of bobbins 14 attached to the center core 11 in a state in which the coils 12 are wound, and outer peripheral surfaces of the plurality of coils 12 and the bobbins 14. And a non-magnetic pipe 13 for covering. The coil 12 includes a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil, and the center core 11 passes through the center of the plurality of bobbins 14 around which these coils are wound. The plurality of bobbins 14 are mounted over substantially the entire travel range of the mover 20 so that the magnetic pole axis of the coil 12 is parallel to the axis of the center core 11.

可動子20は、コイル12を囲む複数の環状の永久磁石21と、これら複数の永久磁石21を収容する磁石ケース22とを備えている。複数の永久磁石21は、同じ長さ寸法を有し、隣接する磁極が互いに反対向きで、かつ磁極軸がセンターコア11の軸芯に平行になるように直列的に組み合わされて磁石ケース22に収容されている。   The mover 20 includes a plurality of annular permanent magnets 21 surrounding the coil 12 and a magnet case 22 that accommodates the plurality of permanent magnets 21. The plurality of permanent magnets 21 have the same length dimension, are combined in series so that the adjacent magnetic poles are opposite to each other and the magnetic pole axes are parallel to the axis of the center core 11, and the magnet case 22 is combined. Contained.

パイプ13にはステンレス等の非磁性金属材料が用いられるが、樹脂材料等でも良い。   The pipe 13 is made of a nonmagnetic metal material such as stainless steel, but may be a resin material or the like.

センターコア11には、ヨークとしての機能を持たせるために鉄等の磁性体が用いられ、機械的強度を維持しながら冷却に適した形状であるパイプ状に形成されている。永久磁石21には、磁石としての性能の高い、例えばネオジウム磁石が用いられる。特に、永久磁石21の磁極軸方向の寸法はすべて同じにする必要がある。磁石ケース22としてはアルミ合金等の非磁性体を用いる。   The center core 11 is made of a magnetic material such as iron in order to have a function as a yoke, and is formed in a pipe shape having a shape suitable for cooling while maintaining mechanical strength. For the permanent magnet 21, for example, a neodymium magnet having high performance as a magnet is used. In particular, the dimensions of the permanent magnet 21 in the magnetic pole axis direction must all be the same. As the magnet case 22, a nonmagnetic material such as an aluminum alloy is used.

センターコア11の中空部には、ブラケット33を通じて油等の液体やエアー等の気体が流通され、コイル12をその内側から冷却できるようになされている。   A liquid such as oil or a gas such as air is circulated in the hollow portion of the center core 11 through the bracket 33 so that the coil 12 can be cooled from the inside thereof.

次に、上記の構造のリニアモータにおける固定子10の構造についてより詳しく説明する。   Next, the structure of the stator 10 in the linear motor having the above structure will be described in more detail.

図3は第1の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図であり、図4は第1の実施形態に係る固定子の概略構造を示す斜視図である。また、図5は固定子に配置されている複数のボビンの内の1つを抜き出して示した斜視図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the stator according to the first embodiment, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a schematic structure of the stator according to the first embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing one of a plurality of bobbins arranged on the stator.

図3乃至図5において、固定子10は、絶縁被膜を施したワイヤをボビン14に多重に巻きつけて形成されたコイル12と、ボビン14の中心部を貫通する鉄などの磁性体からなるセンターコア11とを備えて構成されている。本実施形態におけるリニアモータは、三相駆動型であるため、U相コイル12a、V相コイル12b、W相コイル12cの三つのコイルからなるコイル組を1単位としている。そして、V相コイル12bに流れる電流波形がU相コイル12aに流れる電流波形に対し120°の位相差を持ち、W相コイル12cに流れる電流波形がV相コイル12bに流れる電流波形に対し120°の位相差を持つよう駆動される。これらのコイル組がセンターコア11の周りに軸方向に沿って複数組(図4では二組を図示)装着され、それらのコイル群が図4に仮想線で示す非磁性体(ステンレス等)からなるパイプ13で覆われている。なお、U相コイル12aのボビン、V相コイル12bのボビン、W相コイル12cのボビンは、それぞれセンターコア11を中心とする回転方向に120°ずつずれて配置されている。   3 to 5, the stator 10 includes a coil 12 formed by winding a wire with an insulating coating around the bobbin 14 and a center made of a magnetic material such as iron penetrating the center of the bobbin 14. A core 11 is provided. Since the linear motor in the present embodiment is a three-phase drive type, a coil set composed of three coils of a U-phase coil 12a, a V-phase coil 12b, and a W-phase coil 12c is used as one unit. The current waveform flowing in the V-phase coil 12b has a phase difference of 120 ° with respect to the current waveform flowing in the U-phase coil 12a, and the current waveform flowing in the W-phase coil 12c is 120 ° with respect to the current waveform flowing in the V-phase coil 12b. It is driven to have a phase difference of These coil sets are mounted around the center core 11 along the axial direction (two sets are shown in FIG. 4), and those coil groups are made of a non-magnetic material (stainless steel or the like) indicated by phantom lines in FIG. It is covered with the pipe 13 which becomes. Note that the bobbin of the U-phase coil 12a, the bobbin of the V-phase coil 12b, and the bobbin of the W-phase coil 12c are arranged so as to be shifted by 120 ° in the rotation direction around the center core 11, respectively.

センターコア11の外周面には120°間隔でDカット面11a,11b,11cが形成されている。また、ボビン14の内周面には、センターコア11の外周形状に沿うようにして120°間隔のD字形状の肉厚部14a,14b,14cが形成されている。ボビン14に形成されている3ヵ所の肉厚部14a,14b,14cにはそれぞれ、U相コイルの引出線を配線するためのU相配線部15、V相コイルの引出線を配線するためのV相配線部16、W相コイルの引出線を配線するためのW相配線部17の内のいずれか一つが形成されている。また、各相配線部には三つの穴が形成されており、それぞれU相第1配線穴15a、U相第2配線穴15b、U相第3配線穴15c、V相第1配線穴16a、V相第2配線穴16b、V相第2配線穴16c、およびW相第1配線穴17a、W相第2配線穴17b、W相第3配線穴17cと成っている。さらに、1つ1つのボビン14のフランジ14dには、D字形状の肉厚部に対応する位置に、図5に示すようにコイル12の引出線をコイル配線部(コイル配線穴)15,16,17に導くための切り欠き14eが形成されている。なお、図5は説明の便宜上U相コイルのボビンについて示しているが、U相コイル12aのボビン、V相コイル12bのボビン、W相コイル12cのボビンは、それぞれセンターコア11を中心とする回転方向に120°ずつずれて配置されていることから、V相コイルについては、ボビン14の切り欠き14eに対応するコイル配線部(コイル配線穴)がV相配線部16になり、W相コイルについては、ボビン14の切り欠き14eに対応するコイル配線部(コイル配線穴)がW相配線部17になるだけであり、ボビン14の形状は、U相用、V相用、W相用共に共通の形状である。   On the outer peripheral surface of the center core 11, D cut surfaces 11a, 11b, and 11c are formed at intervals of 120 °. Further, on the inner peripheral surface of the bobbin 14, D-shaped thick portions 14a, 14b, and 14c spaced by 120 ° are formed along the outer peripheral shape of the center core 11. The three thick portions 14a, 14b and 14c formed on the bobbin 14 are respectively provided with a U-phase wiring portion 15 for wiring the lead wire of the U-phase coil and a lead wire for the V-phase coil. One of the V-phase wiring portion 16 and the W-phase wiring portion 17 for wiring the lead wire of the W-phase coil is formed. Further, three holes are formed in each phase wiring portion, and each of the U-phase first wiring hole 15a, the U-phase second wiring hole 15b, the U-phase third wiring hole 15c, the V-phase first wiring hole 16a, A V-phase second wiring hole 16b, a V-phase second wiring hole 16c, a W-phase first wiring hole 17a, a W-phase second wiring hole 17b, and a W-phase third wiring hole 17c are formed. Further, on the flange 14d of each bobbin 14, the lead wire of the coil 12 is connected to the coil wiring portions (coil wiring holes) 15, 16 at positions corresponding to the D-shaped thick portion as shown in FIG. , 17 is formed in the notch 14e. 5 shows the bobbin of the U-phase coil for convenience of explanation, the bobbin of the U-phase coil 12a, the bobbin of the V-phase coil 12b, and the bobbin of the W-phase coil 12c rotate around the center core 11, respectively. Since the V-phase coil is arranged so as to be shifted by 120 ° in the direction, the coil wiring portion (coil wiring hole) corresponding to the notch 14e of the bobbin 14 becomes the V-phase wiring portion 16 and the W-phase coil. Only the coil wiring part (coil wiring hole) corresponding to the notch 14e of the bobbin 14 becomes the W-phase wiring part 17, and the shape of the bobbin 14 is common for U phase, V phase, and W phase. It is the shape.

図6は第1の実施形態に係る各相コイル12a,12b,12cの引出線の配線図および各相コイル12a,12b,12cと引出線配線穴との関係を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a lead wire wiring diagram of each phase coil 12a, 12b, 12c according to the first embodiment and a relationship between each phase coil 12a, 12b, 12c and a lead wire hole.

図6のAはU相コイル12aと引出線配線部15(U相第1配線穴15a、U相第2配線穴15b、U相第3配線穴15c)との関係を示し、図6のBはV相コイル12bと引出線配線部16(V相第1配線穴16a、V相第2配線穴16b、V相第3配線穴16c)との関係を示し、図6のCはW相コイル12cと引出線配線部17(W相第1配線穴17a、W相第2配線穴17b、W相第3配線穴17c)との関係を示している。図6において、符号Sは各コイル12の巻き始め、符号Eは各コイル12の巻き終わりを示している。   6A shows the relationship between the U-phase coil 12a and the lead wire part 15 (U-phase first wiring hole 15a, U-phase second wiring hole 15b, U-phase third wiring hole 15c). Indicates the relationship between the V-phase coil 12b and the lead wire wiring portion 16 (V-phase first wiring hole 16a, V-phase second wiring hole 16b, V-phase third wiring hole 16c), and C in FIG. 12c shows the relationship between the lead wire portion 17c and the lead wire portion 17 (W-phase first wire hole 17a, W-phase second wire hole 17b, W-phase third wire hole 17c). In FIG. 6, symbol S indicates the start of winding of each coil 12, and symbol E indicates the end of winding of each coil 12.

各コイル12の引出線はボビン14の引出線配線穴に適宜振り分けて配線される。なお、U相、V相、W相の三相結線方法については、一般的な結線方法であるスター結線を用いている。スター結線については既によく知られているので説明は省略する。また、本発明の配線部材はスター結線に使用することに限るものではなく、デルタ結線等の他の結線方法にも使用することができる。   The lead wires of the coils 12 are appropriately distributed and wired in the lead wire wiring holes of the bobbin 14. In addition, about the three-phase connection method of U phase, V phase, and W phase, the star connection which is a general connection method is used. Since the star connection is already well known, a description thereof will be omitted. Further, the wiring member of the present invention is not limited to use for star connection, but can be used for other connection methods such as delta connection.

図6のAのように、最初のコイル組のU相コイルU1の巻き始めSは1番目のボビン14−1のU相第3配線穴15c内に図中左方へ向けて配線される。U相コイルU1の巻き終わりEは2番目のボビン14−2のU相第1配線穴15a内に図中右方へ向けて配線され、3番目のボビン14−3のU相第1配線穴15aを通り、4番目のボビン14−4で配線穴が変更されてU相第2配線穴15bを通過する。そして、U相第2配線穴15bを通過したところで、U相コイルU2の巻き終わりEの引出線と半田付け等により結線され、その結線部80は結線後に装着した5番目のボビン14−5のU相第2配線穴15bに通される。   As shown in FIG. 6A, the winding start S of the U-phase coil U1 of the first coil set is wired in the U-phase third wiring hole 15c of the first bobbin 14-1 toward the left in the drawing. The winding end E of the U-phase coil U1 is wired in the U-phase first wiring hole 15a of the second bobbin 14-2 toward the right in the figure, and the U-phase first wiring hole of the third bobbin 14-3. Passing through 15a, the wiring hole is changed by the fourth bobbin 14-4 and passes through the U-phase second wiring hole 15b. Then, when it passes through the U-phase second wiring hole 15b, it is connected to the lead wire E at the winding end E of the U-phase coil U2 by soldering or the like, and the connection portion 80 is connected to the fifth bobbin 14-5 attached after the connection. It passes through the U-phase second wiring hole 15b.

U相コイルU2の巻き始めSは5番目のボビン14−5のU相第3配線穴15cに図中右方へ向けて配線され、6番目のボビン14−6のU相第3配線穴15cを通り、7番目のボビン14−7で配線穴が変更されてU相第2配線穴15bを通過する。そして、U相第2配線穴15bを通過したところでU相コイルU3の巻き始めSの引出線と半田付け等により結線され、その結線部82は結線後に装着した8番目のボビン14−8のU相第2配線穴15bに通される。   The winding start S of the U-phase coil U2 is wired to the right in the figure in the U-phase third wiring hole 15c of the fifth bobbin 14-5, and the U-phase third wiring hole 15c of the sixth bobbin 14-6. And the wiring hole is changed by the seventh bobbin 14-7 and passes through the U-phase second wiring hole 15b. Then, after passing through the U-phase second wiring hole 15b, the lead wire of the winding start S of the U-phase coil U3 is connected to the lead wire by soldering or the like, and the connection portion 82 is connected to the U of the eighth bobbin 14-8 attached after the connection. It is passed through the phase second wiring hole 15b.

U相コイルU3の巻き終わりEは8番目のボビン14−8のU相第1配線穴15aに図中右方へ向けて配線され、9番目のボビン14−9のU相第1配線穴15aを通り、10番目のボビン14−10で配線穴が変更されてU相第2配線穴15bを通過する。そして、U相第2配線穴15bを通過したところでU相コイルU4の巻き終わりEと半田付け等により結線され、その結線部84は結線後に装着した11番目のボビン14−11のU相第2配線穴15bに通される。   The winding end E of the U-phase coil U3 is wired rightward in the drawing to the U-phase first wiring hole 15a of the eighth bobbin 14-8, and the U-phase first wiring hole 15a of the ninth bobbin 14-9. The wiring hole is changed by the tenth bobbin 14-10 and passes through the U-phase second wiring hole 15b. Then, after passing through the U-phase second wiring hole 15b, the winding end E of the U-phase coil U4 is connected by soldering or the like, and the connecting portion 84 is connected to the U-phase second of the eleventh bobbin 14-11 attached after the connection. It is passed through the wiring hole 15b.

U相コイルU4の巻き始めSは11番目のボビン14−11のU相第3配線穴15c内に図中右方に向けて配線され、12番目のボビン14−2のU相第3配線穴15cを通り、外に配線され、制御ドライバー38のU相に接続される。   The winding start S of the U-phase coil U4 is wired in the U-phase third wiring hole 15c of the eleventh bobbin 14-11 toward the right in the figure, and the U-phase third wiring hole of the twelfth bobbin 14-2. 15c is routed outside and connected to the U phase of the control driver 38.

図6のBのV相コイル12bと引出線配線穴16との関係、および図6のCのW相コイル12cと引出線配線穴17との関係については、図6のAのU相コイルの場合と同様であるので説明は省略する。   The relationship between the V-phase coil 12b of FIG. 6B and the lead wire wiring hole 16 and the relationship between the W-phase coil 12c of FIG. 6C and the lead wire wiring hole 17 are the same as those of the U-phase coil of FIG. Since this is the same as the case, the description is omitted.

図6のAのU相コイルU1の巻き始めSからの引出線、図6のBのV相コイルV1の巻き終わりEからの引出線、および図6のCのW相コイルW1の巻き始めSからの引出線は1番目のボビン14−1の各配線穴を通り、外に配線させて3本の引出線を結線することにより、スター結線を成す。制御ドライバー38を用いてU相コイルU4の巻き始めS、V相コイルV4の巻き終わりE、W相コイルW4の巻き始めSから三相駆動電流を流すことにより、図2の可動子20は固定子10の発生する磁界の作用を受けて駆動される。   The lead wire from the winding start S of the U-phase coil U1 in FIG. 6A, the lead wire from the winding end E of the V-phase coil V1 in FIG. 6B, and the winding start S of the W-phase coil W1 in FIG. The lead wire from the cable passes through each wiring hole of the first bobbin 14-1 and is wired outside to connect three lead wires to form a star connection. 2 is fixed by passing a three-phase driving current from the winding start S of the U-phase coil U4, the winding end E of the V-phase coil V4, and the winding start S of the W-phase coil W4 using the control driver 38. Driven by the action of the magnetic field generated by the child 10.

(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。第1の実施形態と同様に、第2の実施形態は三相駆動型のリニアモータである。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the stator according to the second embodiment. Similar to the first embodiment, the second embodiment is a three-phase drive type linear motor.

ボビン54に形成されている3ヵ所の肉厚部54a,54b,54cにはそれぞれ、U相コイルの引出線を配線するためのU相配線部55、V相コイルの引出線を配線するためのV相配線部56、W相コイルの引出線を配線するためのW相配線部57が形成されている。さらに、各相配線部にはそれぞれ第1配線空間、第2配線空間、第3配線空間が形成されており、それぞれU相第1配線空間55a、U相第2配線空間55b、U相第3配線空間55c、V相第1配線空間56a、V相第2配線空間56b、V相第3配線空間56c、およびW相第1配線空間57a、W相第2配線空間57b、W相第3配線空間57cと成っている。各相の配線空間はセンターコア11側に開口された空間となっている。但し、各相のコイル12からの引出線をそれぞれ第1配線空間、第2配線空間、第3配線空間に配線した際に、引出線とセンターコア11が接触しないような形状となっている。本実施形態では、各相の配線空間の開口幅L1を引出線外径D1より小さくすることで、配線空間に配線した引出線がセンターコア11と接触するのを防止している。各相コイル12からの引出線の配線は第1の実施形態と同様に行なわれる。   The three thick portions 54a, 54b, 54c formed on the bobbin 54 are respectively provided with a U-phase wiring portion 55 for wiring the lead wire of the U-phase coil and a lead wire for the V-phase coil. A V-phase wiring portion 56 and a W-phase wiring portion 57 for wiring the lead wire of the W-phase coil are formed. Furthermore, a first wiring space, a second wiring space, and a third wiring space are formed in each phase wiring portion, respectively, and a U-phase first wiring space 55a, a U-phase second wiring space 55b, and a U-phase third. Wiring space 55c, V-phase first wiring space 56a, V-phase second wiring space 56b, V-phase third wiring space 56c, W-phase first wiring space 57a, W-phase second wiring space 57b, W-phase third wiring A space 57c is formed. The wiring space of each phase is a space opened to the center core 11 side. However, when the lead wires from the coils 12 of each phase are wired in the first wiring space, the second wiring space, and the third wiring space, respectively, the lead wires and the center core 11 are not in contact with each other. In this embodiment, the opening width L1 of the wiring space of each phase is made smaller than the lead wire outer diameter D1, thereby preventing the lead wire wired in the wiring space from contacting the center core 11. The lead wires from the respective phase coils 12 are wired in the same manner as in the first embodiment.

(第3の実施形態)
図8は、第3の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。第1及び第2の実施形態と同様に、第3の実施形態は三相駆動型のリニアモータである。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the stator according to the third embodiment. Similar to the first and second embodiments, the third embodiment is a three-phase drive type linear motor.

ボビン64に形成されている3ヵ所の肉厚部64a,64b,64cにはそれぞれ、U相コイルの引出線を配線するためのU相配線部65、V相コイルの引出線を配線するためのV相配線部66、W相コイルの引出線を配線するためのW相配線部67が形成されている。さらに、各相の配線部には三つの配線溝が形成されており、それぞれU相第1配線溝65a、U相第2配線溝65b、U相第3配線溝65c、V相第1配線溝66a、V相第2配線溝66b、V相第3配線溝66c、およびW相第1配線溝67a、W相第2配線溝67b、W相第3配線溝67cと成っている。各相のコイル12からの引出線の配線は第1の実施形態と同様に行なわれる。このままでは、配線溝に配線した各相のコイル12からの引出線とセンターコア11が接触してしまうため、本実施形態ではボビン64とセンターコア11の間に非導電材の合成樹脂からなるスペーサ61を挿入する。これによって、各相配線溝に配線された引出線とセンターコア11を接触しないようにしている。   The three thick portions 64a, 64b, 64c formed on the bobbin 64 are respectively provided with a U-phase wiring portion 65 for wiring the lead wire of the U-phase coil and a lead wire for the V-phase coil. A V-phase wiring portion 66 and a W-phase wiring portion 67 for wiring the lead wire of the W-phase coil are formed. Further, three wiring grooves are formed in the wiring portions of the respective phases. The U-phase first wiring groove 65a, the U-phase second wiring groove 65b, the U-phase third wiring groove 65c, and the V-phase first wiring groove, respectively. 66a, a V-phase second wiring groove 66b, a V-phase third wiring groove 66c, a W-phase first wiring groove 67a, a W-phase second wiring groove 67b, and a W-phase third wiring groove 67c. The lead lines from the coils 12 of each phase are wired in the same manner as in the first embodiment. In this state, since the lead wire from the coil 12 of each phase wired in the wiring groove and the center core 11 are in contact with each other, in this embodiment, a spacer made of a nonconductive synthetic resin is provided between the bobbin 64 and the center core 11. 61 is inserted. This prevents the lead wire wired in each phase wiring groove from contacting the center core 11.

(第4の実施形態)
図9は、第4の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。第1乃至第3の実施形態と同様に、第4の実施形態は三相駆動型のリニアモータである。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the stator according to the fourth embodiment. Similar to the first to third embodiments, the fourth embodiment is a three-phase drive type linear motor.

ボビン74に形成されている3ヵ所の肉厚部74a,74b,74cにはそれぞれ、U相コイルの引出線を配線するためのU相配線穴75、V相コイルの引出線を配線するためのV相配線穴76、W相コイルの引出線を配線するためのW相配線穴77が形成されている。さらに、各相配線穴にはそれぞれ第1配線空間、第2配線空間、第3配線空間が形成されているが、それぞれが独立した穴として形成されておらず、図8のように細隙で繋がれて1つの穴として形成されている。但し、各相コイル12からの引出線をそれぞれ第1配線空間、第2配線空間、第3配線空間に配線した際に、他の配線空間の引出線同士が接触しないような形状となっている。本実施形態では第1配線空間、第2配線空間、第3配線空間をつないでいる細隙幅L2を引出線外径D2より小さくすることにより、配線穴内で引出線同士が接触するのを防止している。各相コイル12からの引出線の配線は第1の実施形態と同様に行われる。   The three thick portions 74a, 74b, 74c formed on the bobbin 74 are respectively provided with a U-phase wiring hole 75 for wiring a U-phase coil lead wire and a V-phase coil lead wire. A V-phase wiring hole 76 and a W-phase wiring hole 77 for wiring the lead wire of the W-phase coil are formed. Further, although the first wiring space, the second wiring space, and the third wiring space are formed in each phase wiring hole, each is not formed as an independent hole, and is formed as a small gap as shown in FIG. Connected and formed as one hole. However, when the lead wires from the respective phase coils 12 are wired in the first wiring space, the second wiring space, and the third wiring space, the lead wires in the other wiring spaces are not in contact with each other. . In this embodiment, the slit width L2 connecting the first wiring space, the second wiring space, and the third wiring space is made smaller than the lead wire outer diameter D2, thereby preventing the lead wires from contacting each other in the wiring hole. is doing. The lead wires from the respective phase coils 12 are wired in the same manner as in the first embodiment.

なお、本発明のボビンは、三相駆動型のリニアモータのみに用いられるものではなく、二相または四相以上のリニアモータに用いても良い。可動子が直線運動ではなく円弧上または任意の曲線上を運動するように構成してもよい。リニアモータ以外の電磁駆動装置でもよい。   The bobbin of the present invention is not used only for a three-phase drive type linear motor, but may be used for a two-phase or four-phase or more linear motor. You may comprise so that a needle | mover may move on a circular arc or arbitrary curves instead of a linear motion. An electromagnetic drive device other than a linear motor may be used.

また、センターコアに形成する形状もDカット面に限定されず、溝状等でもよく、更にはセンターコアの形状も軸状に限るものではなく平板状であっても多角柱状であっても同様の効果を得ることができ、その形状に合わせたボビン形状および引出線収納部を形成すればよい。   Further, the shape formed on the center core is not limited to the D-cut surface, and may be a groove shape or the like. Furthermore, the shape of the center core is not limited to the shaft shape, and may be a flat plate shape or a polygonal column shape. Thus, the bobbin shape and the lead wire storage portion matched with the shape may be formed.

ボビン形状および配線空間についても、上記の実施形態に記載した貫通穴、溝形状に限るものでなく、また各相の配線部を2つに分けてもよい。   The bobbin shape and the wiring space are not limited to the through hole and groove shape described in the above embodiment, and each phase wiring portion may be divided into two.

また配線部を必ずしも分ける必要はなく、結線以外での配線部内の引出線同士の接触を防止する形状であればどのような形でもよい。   Moreover, it is not necessary to divide a wiring part, and what kind of shape may be sufficient if it is a shape which prevents the contact of the leader lines in wiring parts other than a connection.

また各相の配線部が互いにボビンの中心軸に対して回転対称であるように形成すれば、U相、V相、W相等の各相のコイルは共通の構造を持つ部品として共通化でき部品の種類を減らすことができる。   Also, if the wiring portions of each phase are formed so as to be rotationally symmetric with respect to the central axis of the bobbin, the coils of each phase such as U phase, V phase, and W phase can be shared as components having a common structure. Can reduce the kind of.

以上説明したように、上記の実施形態によれば、コイルが巻かれるボビンに配線収納するための空間を設けて、その空間にコイルからの引出線を配線収納することで、センターコアとコイルからの引出線とを簡単で安価に絶縁することができ、且つ引出線の配線・結線作業を容易にすることが可能となる。   As described above, according to the above-described embodiment, a space for wiring storage is provided in the bobbin around which the coil is wound, and the lead wire from the coil is stored in the space by wiring from the center core and the coil. It is possible to insulate the lead wire from the lead wire easily and inexpensively and to facilitate the wiring and connection work of the lead wire.

本発明の各実施形態に共通するリニアモータの概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the linear motor common to each embodiment of this invention. 本発明の各実施形態に共通するリニアモータの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the linear motor common to each embodiment of this invention. 第1の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the stator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る固定子の概略構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the stator which concerns on 1st Embodiment. 固定子に配置されている複数のボビンの内の1つを抜き出して示した斜視図である。It is the perspective view which extracted and showed one of the some bobbins arrange | positioned at the stator. 第1の実施形態に係る各相コイルの引出線の配線図および各相コイルと引出線配線穴との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the wiring diagram of the lead wire of each phase coil which concerns on 1st Embodiment, and the relationship between each phase coil and a lead wire wiring hole. 第2の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the stator which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the stator which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る固定子の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the stator which concerns on 4th Embodiment. 従来のリニアモータの構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the conventional linear motor.

符号の説明Explanation of symbols

10 固定子
11 センターコア
12 コイル
13 パイプ
14 ボビン
15 U相配線部
16 V相配線部
17 W相配線部
20 可動子
21 永久磁石
22 磁石ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stator 11 Center core 12 Coil 13 Pipe 14 Bobbin 15 U phase wiring part 16 V phase wiring part 17 W phase wiring part 20 Movable element 21 Permanent magnet 22 Magnet case

Claims (10)

巻線がボビンに巻き回されて形成され、連続的に配列された複数の電磁コイルと、前記複数の電磁コイルの複数のボビンの中央部を貫通する磁性体からなるセンターコアとを備える固定子と、
前記固定子からの磁束の作用を受ける複数の永久磁石を備え、前記固定子に沿って往復走行可能に設けられた可動子とを具備し、
前記ボビンには、前記巻線と前記センターコアとの間に前記巻線からの引出線を収納するための収納空間が設けられていることを特徴とするリニアモータ。
A stator comprising a plurality of electromagnetic coils formed by winding winding around a bobbin and continuously arranged, and a center core made of a magnetic material that penetrates the central part of the plurality of bobbins of the plurality of electromagnetic coils. When,
A plurality of permanent magnets that receive the action of magnetic flux from the stator, and a mover provided so as to be capable of reciprocating along the stator;
The bobbin is provided with a storage space for storing a lead wire from the winding between the winding and the center core.
前記複数の電磁コイルには、少なくとも2組の直列に結線されたコイル群が含まれており、前記ボビンには各前記コイル群ごとに独立した前記収納空間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 plurality of electromagnetic coils include at least two sets of coil groups connected in series, and the bobbin is provided with an independent storage space for each of the coil groups. The linear motor according to claim 1. 前記収納空間は、同一の前記収納空間の中で前記引出線同士が接触しないように、前記引出線1本ずつについて独立した収納部を備え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 storage space includes an independent storage portion for each of the lead wires so that the lead wires do not contact each other in the same storage space. 前記収納空間の隣り合う前記収納部同士が細隙で繋がっており、前記細隙の幅は前記引出線の外径より小さいことを特徴とする請求項3に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 3, wherein the storage portions adjacent to each other in the storage space are connected by a slit, and the width of the slit is smaller than the outer diameter of the lead wire. 前記電磁コイルからの引出線同士を結線した結線部を前記収納空間に収納した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 connection portion in which lead wires from the electromagnetic coil are connected to each other is stored in the storage space. 前記収納空間は前記ボビンに形成された貫通穴からな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 storage space includes a through hole formed in the bobbin. 前記ボビンと前記センターコアとの間に挿入された絶縁材料からなる挿入部材をさらに具備し、前記収納空間は、前記ボビンに形成された凹部と前記挿入部材とで形成された空間からなることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   An insertion member made of an insulating material inserted between the bobbin and the center core; and the storage space is a space formed by a recess formed in the bobbin and the insertion member. The linear motor according to claim 1. 前記収納空間は、前記センターコア側に開口した開口部を有し、前記開口部の幅は前記引出線の外径より小さいことを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。   2. The linear motor according to claim 1, wherein the storage space has an opening that opens toward the center core, and the width of the opening is smaller than the outer diameter of the lead wire. 前記ボビンは前記巻線を部分的に前記センターコアから遠ざける肉厚部を有し、前記収納空間は、前記肉厚部に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 bobbin has a thick portion that partially separates the winding from the center core, and the storage space is provided in the thick portion. 前記センターコアは該センターコアの長手方向に延びて形成された面取部または溝を有し、前記ボビンの前記肉厚部は前記面取部または前記溝に対応する形状に形成されていることを特徴とする請求項9に記載のリニアモータ。   The center core has a chamfered portion or a groove formed extending in the longitudinal direction of the center core, and the thick portion of the bobbin is formed in a shape corresponding to the chamfered portion or the groove. The linear motor according to claim 9.
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