JP2010124651A

JP2010124651A - リニアモータ

Info

Publication number: JP2010124651A
Application number: JP2008298160A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kawakami; 克之川上
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-06-03

Abstract

【課題】本発明は、ヨークの両端に設けた補助用マグネットの磁束により、トルク低下及びトルク変動を抑えることを目的とする。
【解決手段】本発明によるリニアモータは、ヨーク(1)の両端に設けた第１〜第４補助用マグネット(20a〜23a)からの補助用マグネット磁束φｈＭにより、ヨーク(1)のマグネット(10,11)の磁束の低下を補い、可動子(7)のコイル(6)からのコイル磁束φＣを減らすことにより、トルク低下及びトルク変動を抑える構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニアモータに関し、特に、ヨークの両端位置にマグネットを設けることにより、ヨークの長手方向に沿って設けた各マグネットで発生した磁束の低下を補い、可動子により生じる磁束を減らし、トルク低下及びトルク変動を抑えるための新規な改良に関する。

従来のリニアモータとしては、後述の特許文献１に開示された構成を挙げることができる。
すなわち、特許文献１に開示された図４の構成において、符号１で示されるものは全体形状が長手四角枠状をなし磁性材からなるヨークであり、このヨークの内側には、その長手方向Ａに沿って互いに独立して形成された並列配置の一対の第１、第２長手状空隙２，３が形成されている。

前記ヨーク１の前記各長手状空隙２，３間には、このヨーク１の長手方向Ａに沿ってヨーク１と一体に形成されたガイド棒体４が設けられている。
前記ガイド棒体４上には、輪状ボビン５の外周にコイル６が巻回されてなる可動子７が前記長手方向Ａに沿って往復移動自在に配設されている。

前記各長手状空隙２，３のヨーク１の前記長手方向Ａと直交する短手方向Ｂに沿って互いに外側に位置する第１、第２壁面８，９には、単体又は複数からなり長手形状をなす第１、第２マグネット１０，１１が接着剤等を介して設けられている。

従って、前述の構成において、可動子７のコイル６に電流を通電し、この電流の向きを制御することにより、この可動子７は、周知の磁気作用によって前記ガイド棒４上を往復移動することができる。

特開２００５−５７８２２号公報

従来のリニアモータは、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、ヨークの厚さは磁気飽和が生じないように、その厚さを十分厚くすることが望ましいが、他の装置等に装着する際の制約上、十分な厚さがとれない場合があり、その場合には、マグネットから生じる磁束と可動子のコイルから発生する磁束により、ヨークの磁性材に磁気飽和が生じ、図６に示すように、ガイド棒上を移動する可動子の位置によって直動のトルクに変動が生じることがあった。

本発明によるリニアモータは、全体形状が直線状又は弧状の長手四角枠状をなすヨークと、前記ヨークの内側でその長手方向に沿って独立して形成され互いに並列配置の一対の第１、第２長手状空隙と、前記ヨークに一体に形成され前記各長手状空隙間に位置するガイド棒体と、前記各長手状空隙の第１、第２壁面に設けられた第１、第２マグネットと、前記ガイド棒体の外周に輪状ボビンを介して移動自在に設けられたコイルを有する可動子と、前記ヨークの短手方向に形成され前記ヨークの長手方向と直交する方向に沿って位置する第１〜第４短手接続部とからなり、前記各短手接続部には、第１〜第４補助用マグネットが設けられている構成であり、また、前記各短手接続部は、前記各補助用マグネットのみよりなる構成であり、また、前記各短手接続部は、支持体と、前記支持体に設けられた前記各補助用マグネットと、からなる構成である。

本発明によるリニアモータは、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、全体形状が直線状又は弧状の長手四角枠状をなすヨークと、前記ヨークの内側でその長手方向に沿って独立して形成され互いに並列配置の一対の第１、第２長手状空隙と、前記ヨークに一体に形成され前記各長手状空隙間に位置するガイド棒体と、前記各長手状空隙の第１、第２壁面に設けられた第１、第２マグネットと、前記ガイド棒体の外周に輪状ボビンを介して移動自在に設けられたコイルを有する可動子と、前記ヨークの短手方向に形成され前記ヨークの長手方向と直交する方向に沿って位置する第１〜第４短手接続部とからなり、前記各短手接続部には、第１〜第４補助用マグネットが設けられていることにより、第１、第２マグネットで発生した磁束の低下を各補助用マグネットの磁束で補うと共に、可動子のコイルによる磁束を減らし、トルク低下及びトルク変動を抑えることができる。また、前記各短手接続部は、前記各補助用マグネットのみよりなることにより、前述の効果をより一層高めることができる。また、前記各短手接続部は、支持体と、前記支持体に設けられた前記各補助用マグネットと、からなることにより、前述の効果の達成に加えて支持体によって短手接続部の強度を向上させることができる。

本発明は、ヨークの両端位置にマグネットを設けることにより、ヨークの長手方向に沿って設けた各マグネットで発生した磁束の低下を補い、可動子により生じる磁束を減らし、トルク低下及びトルク変動を抑えるようにしたリニアモータ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ついては、同一符号を用いて説明する。
図１及び図２において、符号１で示されるものは全体形状が長手四角枠状をなし磁性材からなるヨークであり、このヨーク１の内側には、その長手方向Ａに沿って互いに独立して形成された並列配置の一対の第１、第２の長手状空隙２，３が形成されている。

前記ヨーク１の前記各長手状空隙２，３間には、このヨーク１の長手方向Ａに沿ってヨーク１と一体に形成され断面四角状のガイド棒体４が設けられている。
前記ガイド棒体４上には、四角枠状の輪状ボビン５の外周にコイル６が巻回されてなる可動子７が前記長手方向Ａに沿って往復移動自在に配設されている。

前記各長手状空隙２，３のヨーク１の長手方向Ａと直交する短手方向Ｂに沿って互いに外側に位置する第１、第２壁面８，９には、単体又は複数からなり長手形状をなす第１、第２マグネット１０，１１が接着剤等を介して設けられている。

前記ヨーク１の長手方向Ａと直交する方向の短手方向Ｂに沿って形成された各一対の第１〜第４短手接続部２０〜２３は、第１〜第４補助用マグネット２０ａ〜２３ａが設けられている。
前記各短手接続部２０〜２３は、前記各補助用マグネット２０ａ〜２３ａのみで形成されている場合と、図３で示されるように、長手形状の支持体３０と各補助用マグネット２０ａ〜２３ａとを互いに並設し、前記支持体３０と各補助用マグネット２０ａ〜２３ａとは同一長さ寸法にて構成されている。
尚、前記ヨーク１とガイド棒体４及び各短手接続部２０〜２３は、接着剤等を介して一体状に接続されている。

前述の構成において、可動子７のコイル６に電流を通電し、この電流の向きを制御することにより、この可動子７は周知の磁気作用によって前記ガイド棒体４上を往復移動することができる。

前述の場合、前記第１、第２マグネット１０，１１から生じたマグネット磁束φＭはヨーク１の中央を図１の矢印のように左右対象に流れ、可動子７のコイル６から生じたコイル磁束φＣに対し、前記各補助用マグネット２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａによる補助用マグネット磁束φｈＭが流れ、前記コイル磁束φＣをこの各補助用マグネット磁束φｈＭによって打ち消すことができ、ヨーク１における磁気飽和の発生が抑えられ、可動子７の直動時におけるトルク変動を抑えることができる。
また、前記第１、第２マグネット１０，１１で発生したマグネット磁束φＭの低下は、前記補助用マグネット２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａからの前記補助用マグネット磁束φｈＭによって補うことができる。尚、前述の構成においては、直線状の長手四角枠状をなすヨーク１を用いた直線状のリニアモータの場合について述べたが、全体が弧状に曲折した有限角の長手四角枠状のヨーク１を用いた弧状のリニアモータとすることができる。

本発明によるリニアモータを示す正面図である。図１の底面図である。図１の要部の拡大図である。従来のリニアモータを示す正面図である。図４の底面図である。従来のトルク変動を示す特性図である。

符号の説明

１ヨーク
２第１長手状空隙
Ａ長手方向
Ｂ短手方向
３第２長手状空隙
４ガイド棒体
５輪状ボビン
６コイル
７可動子
８第１壁面
９第２壁面
１０第１マグネット
１１第２マグネット
２０第１短手接続部
２０ａ第１補助用マグネット
２１第２短手接続部
２１ａ第２補助用マグネット
２２第３短手接続部
２２ａ第３補助用マグネット
２３第４短手接続部
２３ａ第４補助用マグネット
３０支持体

Claims

全体形状が直線状又は弧状の長手四角枠状をなすヨーク(1)と、前記ヨーク(1)の内側でその長手方向(A)に沿って独立して形成され互いに並列配置の一対の第１、第２長手状空隙(2,3)と、前記ヨーク(1)に一体に形成され前記各長手状空隙(2.3)間に位置するガイド棒体(4)と、前記各長手状空隙(2,3)の第１、第２壁面(8,9)に設けられた第１、第２マグネット(10,11)と、前記ガイド棒体(4)の外周に輪状ボビン(5)を介して移動自在に設けられたコイル(6)を有する可動子(7)と、前記ヨーク(1)の短手方向(B)に形成され前記ヨーク(1)の長手方向(A)と直交する方向に沿って位置する第１〜第４短手接続部(20,21,22,23)とからなり、
前記各短手接続部(20,21,22,23)には、第１〜第４補助用マグネット(20a,21a,22a,23a)が設けられていることを特徴とするリニアモータ。
前記各短手接続部(20,21,22,23)は、前記各補助用マグネット(20a,21a,22a,23a)のみよりなることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
前記各短手接続部(20,21,22,23)は、支持体(30)と、前記支持体(30)に設けられた前記各補助用マグネット(20a,21a,22a,23a)と、からなることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。