JP2010141986A

JP2010141986A - 円筒型リニアモータのホール素子埋込構造

Info

Publication number: JP2010141986A
Application number: JP2008314203A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakaiwa; 浩一仲岩
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: JP5358791B2

Abstract

【課題】本発明は、各鍔付円筒型ボビンの各鍔部内に形成された空隙部内にホール素子を設け、リニアモータの全長を短縮し、その位置決め精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明による円筒型リニアモータのホール素子埋込構造は、一対の鍔付円筒型ボビン(8)の互いに一体状となる各鍔部(6,7)内に形成された空隙部(11)にホール素子(20)が設けられ、ホール素子(20)の一部(20a)が、孔部(12)内に位置している構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒型リニアモータのホール素子埋込構造に関し、特に、各鍔付円筒型ボビンの各鍔部内に形成された空隙部内にホール素子を設け、リニアモータの全長を短縮し、その位置決め精度を向上させ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円筒型リニアモータとしては、特に、特許出願を行っていないため、特許文献としては特に開示していないが、一般に、直線位置検出用センサは、円筒型リニアモータの後部に取付けられていた。

従来の円筒型リニアモータは、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、円筒型リニアモータの軸方向の端部に直線位置検出用センサが設けられていたため、全長を短くする要望に対しては、対応することが困難であった。

本発明による円筒型リニアモータのホール素子埋込構造は、円筒ケースの内孔に直列状に配設された複数の鍔付円筒型ボビンと、前記各鍔付円筒型ボビンに巻付けられた巻線と、前記鍔付円筒型ボビンのボビン内孔内に一対の軸受を介して設けられ外周にマグネットを有する直動体と、を備え、一対の前記鍔付円筒型ボビンの互いに一体状となる各鍔部内に形成された空隙部にホール素子が設けられ、前記ホール素子の一部が、前記空隙部に連通しかつ外部に連通する孔部内に位置している構成であり、また、前記ホール素子は、前記各鍔付円筒型ボビンが直列配設された長手状のボビン配設体の一方の端部に位置している構成であり、また、前記一体状となる一対の前記鍔付円筒型ボビンは一体成形により形成され、前記空隙部及び孔部は前記各鍔部に一体に成形されている構成であり、また、一対の前記鍔付円筒型ボビンは、各々独立して構成され、前記各鍔部は接着剤又は熱溶着又は凹凸接続部により、一体状に形成されている構成であり、また、前記空隙部及び孔部は、前記成形後に、後加工により形成されている構成である。

本発明による円筒型リニアモータのホール素子埋込構造は、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、円筒ケースの内孔に直列状に配設された複数の鍔付円筒型ボビンと、前記各鍔付円筒型ボビンに巻付けられた巻線と、前記鍔付円筒型ボビンのボビン内孔内に一対の軸受を介して設けられ外周にマグネットを有する直動体と、を備え、一対の前記鍔付円筒型ボビンの互いに一体状となる各鍔部内に形成された空隙部にホール素子が設けられ、前記ホール素子の一部が、前記空隙部に連通しかつ外部に連通する孔部内に位置していることにより、ホール素子をコイルボビン内に内設することができ、リニアモータの全長を大幅に短縮できる。
また、前記ホール素子は、前記各鍔付円筒型ボビンが直列配設された長手状のボビン配設体の一方の端部に位置していることにより、直動体の位置を高精度に検出できる。また、前記一体状となる一対の前記鍔付円筒型ボビンは一体成形により形成され、前記空隙部及び孔部は前記各鍔部に一体に成形されていることにより、空隙部の形成が極めて容易である。
また、一対の前記鍔付円筒型ボビンは、各々独立して構成され、前記各鍔部は接着剤又は熱溶着又は凹凸接続部により、一体状に形成されていることにより、空隙部を容易に得ることができる。
また、前記空隙部及び孔部は、前記成形後に、後加工により形成されていることにより、成形金型を単純化することができ、コストダウンが容易となる。

本発明は、各鍔付円筒型ボビンの各鍔部内に形成された空隙部内にホール素子を設け、リニアモータの全長を短縮し、その位置決め精度を向上させるようにした円筒型リニアモータのホール素子埋込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円筒型リニアモータのホール素子埋込構造の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは全体形状が長手円筒形をなすと共に、例えば、外径が１０ｍｍ以下の円筒ケースであり、この円筒ケース１の両端には一対の軸受２、３が設けられている。
前記円筒ケース１の内孔１ａ内には、前記各軸受２、３を介して、マグネット４が外周に貼着された構成の棒状の直動体５が軸方向に沿って直動自在に設けられている。

前記円筒ケース１の内孔１ａの内面には、全体形状がつづみ状をなし両端に鍔部６、７を一体に有する鍔付円筒型ボビン８が複数個直列配設された長手状のボビン配設体８Ｂが設けられている。
前記各鍔付円筒型ボビン８には三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）で駆動するための巻線９が巻付けられ、この円筒ケース１の長手方向に沿って配設されている。

前記鍔付円筒型ボビン８は、図２及び図３で示されるように、一対を１個として組合わせ、図２の構成は、各々独立して形成された２個の鍔付円筒型ボビン８の各一方の鍔部６、７を互いに当接させて、接着剤、熱溶着、凹凸接続部（周知のメスオス嵌合型）等のうちの何れかにより一体状に形成されている。

また、図３で示される各鍔付円筒型ボビン８は、一対の鍔付円筒型ボビン８を金型（図示せず）を用いて射出成形によって成形された構成で、各鍔部６、７が一体に成形された一体鍔部１０内には、空隙部１１及びこの空隙部１１から外部に連通する１個の孔部１２が形成されている。

前述の図３におけるように、射出成形により一体に成形した一体鍔部１０においては、前述の一体成形の射出成形時に前記空隙部１１及び孔部１２を金型のキャビティ形状（図示せず）によって、射出成形と同時に形成している。

また、図３におけるように、一対の鍔付円筒型ボビン８を一体成形し、前記一体鍔部１０が形成された後に、この一体鍔部１０のボビン内孔１３の内面１３ａから加工治具（図示せず）を用いて前記空隙部１１と孔部１２を後加工することができる。

前記各鍔付円筒型ボビン８の各溝部８Ａには、前述の巻線９が巻付けられており、前記空隙部１１内には、図５で示されるように、ホール素子２０が内設され、このホール素子２０の一部２０ａはこの孔部２０から外部に向けて導出されている。
前記一部２０ａがリード線で構成されている場合、前記円筒ケース１の外側に導出されるホール素子センサー線３０に接続されている。また、前記ボビン配設体８Ｂの外側には、図１及び図５のように、コイル固定アダプタ２２及びホール素子接続基板２２Ａが設けられている。

前記巻線９が設けられた各鍔付円筒型ボビン８の外周には、図１及び図５で示される筒状のコイル固定アダプタ２２が設けられていることにより、円筒ケース１内の各巻線９の絶縁保護が行われるように構成されている。

また、図４で示される一対の鍔付円筒型ボビン８は、前述の図２の説明のように各鍔付円筒型ボビン８を各々独立した状態で形成し、各々内側に位置する各鍔部６、７に半空隙部６Ａ、７Ａが予め形成されていると共に、前記孔部１２に相当する部分がオフセットする状態で形成されているため、各鍔部６、７を互いに当接させると、前記空隙部１１及び孔部１２が形成され、前述の図３で示す一体成形による一対の鍔付円筒型ボビン８、８の構成と同一構造を得ることができる。

次に、前述の構成において、各巻線９に対して三相の駆動信号をリード線２１を介して供給することにより、直動体５の外周に設けられた各マグネット４と各巻線９との周知の磁気作用に基づいて直動体５が円筒ケース１に対して直動することができる。

前述の構成において、前記ホール素子２０は、図１で示されるように、直列配置された各鍔付円筒型ボビン８の最も左端側（右端側でも可）に位置する一対の鍔付円筒型ボビン８により形成された一体鍔部１０の空隙部１１内に位置しているため、従来よりも全長を短縮させた状態で前記直動体５の確実な位置決めを行うことができる。

本発明による円筒型リニアモータのホール素子埋込構造を示す断面図である。図１の一対の鍔付円筒型ボビンの鍔部を一体状に当接させた状態を示す拡大斜視図である。図２の他の形態を示す断面図である。図２の断面図である。図１の要部の拡大断面図である。

符号の説明

１円筒ケース
１ａ内孔
２、３軸受
４マグネット
５直動体
６、７鍔部
８鍔付円筒型ボビン
８Ａ溝部
９巻線
１０一体鍔部
１１空隙部
１２孔部
１３ボビン内孔
２０ホール素子
２０ａ一部
２１リード線
２２コイル固定アダプタ

Claims

円筒ケース(1)の内孔(1a)に直列状に配設された複数の鍔付円筒型ボビン(8)と、前記各鍔付円筒型ボビン(8)に巻付けられた巻線(9)と、前記鍔付円筒型ボビン(8)のボビン内孔(13)内に一対の軸受(2,3)を介して設けられ外周にマグネット(4)を有する直動体(5)と、を備え、
一対の前記鍔付円筒型ボビン(8)の互いに一体状となる各鍔部(6,7)内に形成された空隙部(11)にホール素子(20)が設けられ、前記ホール素子(20)の一部(20a)が、前記空隙部(11)に連通しかつ外部に連通する孔部(12)内に位置していることを特徴とする円筒型リニアモータのホール素子埋込構造。
前記ホール素子(20)は、前記各鍔付円筒型ボビン(8)が直列配設された長手状のボビン配設体(8B)の一方の端部に位置していることを特徴とする請求項１記載の円筒型リニアモータのホール素子埋込構造。
前記一体状となる一対の前記鍔付円筒型ボビン(8)は一体成形により形成され、前記空隙部(11)及び孔部(12)は前記各鍔部(6,7)に一体に成形されていることを特徴とする請求項１又は２記載の円筒型リニアモータのホール素子埋込構造。
一対の前記鍔付円筒型ボビン(8)は、各々独立して構成され、前記各鍔部(6,7)は接着剤又は熱溶着又は凹凸接続部により、一体状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の円筒型リニアモータのホール素子埋込構造。
前記空隙部(11)及び孔部(12)は、前記成形後に、後加工により形成されていることを特徴とする請求項３記載の円筒型リニアモータのホール素子埋込構造。