JP2011030411A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor.
ボイスコイルモータといわれるリニアモータが知られている。特許文献1では、内ヨークと、内ヨークの外周面に固定された環状のマグネットと、環状のマグネットの外周に設けられたコイルと、内周面にコイルが固定された筒状の外ヨークとを有するボイスコイルモータが開示されている。このボイスコイルモータでは、フレミングの左手の法則に従って推力が得られる。
A linear motor called a voice coil motor is known. In
リニアモータにおいては、大型化することなく推力を増大させたり、電力に対する推力の比(効率)を向上させたり、コストを下げたりすることが要求される。従って、このような課題の少なくとも一つを解決可能な新たな原理のリニアモータが提供され、リニアモータの技術の豊富化が図られることが好ましい。 In a linear motor, it is required to increase the thrust without increasing the size, to improve the ratio (efficiency) of thrust to electric power, or to reduce the cost. Accordingly, it is preferable that a linear motor based on a new principle capable of solving at least one of such problems is provided and the technology of the linear motor is enriched.
本発明の目的は、技術の豊富化を図ることができるリニアモータを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a linear motor that can be enriched in technology.
本発明の第1の観点のリニアモータは、コイルと、環状に形成され、半径方向に磁化され、前記コイルの内側に前記コイルと同心状に設けられ、前記コイルに対して軸方向に移動可能なマグネットと、磁性体により形成され、前記コイルの外周面を囲む筒状に設けられ、前記コイルと固定されたコイル側ヨークと、磁性体により形成され、前記マグネットの内側に設けられ、前記マグネットと固定されたマグネット側ヨークと、を有し、前記コイル側ヨークは、前記コイルの、前記軸方向両側において、前記マグネット側に突出する2つのコイル側コアを有し、前記マグネット側ヨークは、前記マグネットの、前記軸方向両側において、前記コイル側に突出する2つのマグネット側コアを有し、前記2つのコイル側コアの中心間距離と前記2つのマグネット側コアの中心間距離とは異なる。 A linear motor according to a first aspect of the present invention is formed in an annular shape, is magnetized in a radial direction, is provided concentrically with the coil inside the coil, and is movable in an axial direction with respect to the coil. The magnet is formed of a magnetic material and is provided in a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the coil. The coil-side yoke fixed to the coil is formed of a magnetic material and is provided inside the magnet. A magnet side yoke fixed to the coil side yoke, the coil side yoke has two coil side cores projecting toward the magnet side on both axial sides of the coil, and the magnet side yoke includes: The magnet has two magnet side cores projecting toward the coil side on both sides in the axial direction, and the distance between the centers of the two coil side cores and the 2 The distance between the centers of the magnet-side core is different from the.
好適には、前記2つのマグネット側コアは、前記軸方向に前記マグネットから離間している。 Preferably, the two magnet side cores are spaced apart from the magnet in the axial direction.
好適には、前記2つのマグネット側コアの中心間距離が、前記2つのコイル側コア間の中心間距離よりも大きい。 Preferably, the center distance between the two magnet side cores is larger than the center distance between the two coil side cores.
好適には、前記軸方向において、前記マグネットは前記コイルよりも小さい。 Preferably, the magnet is smaller than the coil in the axial direction.
好適には、前記2つのコイル側コア及び前記2つのマグネット側コアにおいて、中心間距離が短い方の2つのコアの前記軸方向の外側となる面同士の距離は、中心間距離が長い方の2つのコアの中心間距離よりも短い。 Preferably, in the two coil-side cores and the two magnet-side cores, the distance between the surfaces on the outer sides in the axial direction of the two cores having the shorter center-to-center distance is the one having the longer center-to-center distance. It is shorter than the distance between the centers of the two cores.
好適には、前記中心間距離が短い方の2つのコアの前記軸方向の外側となる面同士の距離は、前記中心間距離が長い方の2つのコアの前記軸方向の内側となる面同士の距離以下である。 Preferably, the distance between the surfaces on the outer side in the axial direction of the two cores with the shorter distance between the centers is the distance between the surfaces on the inner side in the axial direction between the two cores with the longer distance between the centers. Or less.
好適には、前記中心間距離が短い方の2つのコアの前記軸方向の外側となる面同士の距離は、前記中心間距離が長い方の2つのコアの前記軸方向の内側となる面同士の距離と同等である。 Preferably, the distance between the surfaces on the outer side in the axial direction of the two cores with the shorter distance between the centers is the distance between the surfaces on the inner side in the axial direction between the two cores with the longer distance between the centers. Is equivalent to the distance.
好適には、前記2つのコイル側コアと前記2つのマグネット側コアとは、前記半径方向において対向する。 Preferably, the two coil side cores and the two magnet side cores face each other in the radial direction.
好適には、前記コイル側ヨーク及び前記マグネット側ヨークのうち中心間距離が短い方の2つのコアを有するヨークは、前記軸方向の外側、且つ、前記半径方向の、他方のヨークとは反対側において、前記軸方向の外側ほど前記他方のヨーク側に位置する傾斜面が形成されている。 Preferably, the yoke having two cores having a shorter center distance between the coil side yoke and the magnet side yoke is an outer side in the axial direction and opposite to the other yoke in the radial direction. The inclined surface located on the other yoke side is formed on the outer side in the axial direction.
好適には、前記リニアモータは、前記2つのコイル側コア及び前記2つのマグネット側コアのうち少なくとも一方の2つのコアには、前記マグネットの、前記コイル側ヨーク及び前記マグネット側ヨークにおける磁気経路に従う方向に磁化されたコアマグネットを更に有する。 Preferably, in the linear motor, at least two of the two coil side cores and the two magnet side cores follow a magnetic path of the magnet in the coil side yoke and the magnet side yoke. It further has a core magnet magnetized in the direction.
好適には、前記リニアモータは、前記マグネット側コアの、前記半径方向の前記コイル側コア側に設けられ、前記半径方向において前記マグネットとは逆向きに磁化されたコアマグネットを更に有する。 Preferably, the linear motor further includes a core magnet that is provided on the coil side core side in the radial direction of the magnet side core and is magnetized in the direction opposite to the magnet in the radial direction.
好適には、前記リニアモータは、環状に形成され、軸方向に磁化され、前記マグネットの、前記軸方向両側において、前記マグネットに対して同軸状に、前記マグネットの前記コイル側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように配置された2つの補助マグネットを更に有する。 Preferably, the linear motor is formed in an annular shape, is magnetized in the axial direction, is coaxial with the magnet on both sides in the axial direction of the magnet, and with respect to the magnetic pole on the coil side of the magnet. And two auxiliary magnets arranged to direct the same kind of magnetic pole as the magnetic pole.
好適には、前記リニアモータは、前記マグネット側ヨークは筒状に形成され、前記マグネット側ヨークに挿入され、前記マグネット側ヨークに対して移動可能な補助ヨークを更に有する。 Preferably, the linear motor further includes an auxiliary yoke that is formed in a cylindrical shape on the magnet side yoke, is inserted into the magnet side yoke, and is movable with respect to the magnet side yoke.
好適には、前記コイル側ヨークには、内周面から外周面へ貫通し、前記軸方向に延びるスリットが形成されている。 Preferably, the coil side yoke is formed with a slit extending from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and extending in the axial direction.
好適には、前記マグネット側ヨークには、内周面から外周面へ貫通し、前記軸方向に延びるスリットが形成されている。 Preferably, the magnet side yoke is formed with a slit extending from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and extending in the axial direction.
好適には、前記コイルは、平角線が、当該平角線の一平面を前記コイル側ヨークの内周面に向けるように巻かれて構成されている。 Preferably, the coil is configured such that a flat wire is wound so that one flat surface of the flat wire is directed to the inner peripheral surface of the coil side yoke.
本発明の第2の観点のリニアモータは、コイルと、環状に形成され、半径方向に磁化され、前記コイルの外側に前記コイルと同心状に設けられ、前記コイルに対して軸方向に移動可能なマグネットと、磁性体により形成され、前記コイルの内側に設けられ、前記コイルと固定されたコイル側ヨークと、磁性体により形成され、前記マグネットの外周面を囲む筒状に設けられ、前記マグネットと固定されたマグネット側ヨークと、を有し、前記コイル側ヨークは、前記コイルの、前記軸方向両側において、前記マグネット側に突出する2つのコイル側コアを有し、前記マグネット側ヨークは、前記マグネットの、前記軸方向両側において、前記コイル側に突出する2つのマグネット側コアを有し、前記2つのコイル側コアの中心間距離と前記2つのマグネット側コアの中心間距離とは異なる。 A linear motor according to a second aspect of the present invention is formed in an annular shape with a coil, magnetized in a radial direction, provided concentrically with the coil outside the coil, and movable in the axial direction with respect to the coil. The magnet is formed of a magnetic material and is provided inside the coil. The coil side yoke fixed to the coil and the magnetic material is provided in a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the magnet. A magnet side yoke fixed to the coil side yoke, the coil side yoke has two coil side cores projecting toward the magnet side on both axial sides of the coil, and the magnet side yoke includes: The magnet has two magnet side cores projecting toward the coil side on both sides in the axial direction, and the distance between the centers of the two coil side cores and the 2 The distance between the centers of the magnet-side core is different from the.
本発明の第3の観点のリニアモータは、コイルと、前記コイルの内周面又は外周面に対向し、前記コイルに対して前記コイルの軸方向に移動可能であり、前記コイルの半径方向に磁化されたマグネットと、磁性体により形成され、前記コイルの前記マグネットに対向する面の背面に設けられ、前記コイルと固定されたコイル側ヨークと、磁性体により形成され、前記マグネットの前記コイルに対向する面の背面に設けられ、前記マグネットと固定されたマグネット側ヨークと、を有し、前記コイル側ヨークは、前記コイルの、前記軸方向の両側において、前記マグネット側に突出する2つのコイル側コアを有し、前記マグネット側ヨークは、前記マグネットの、前記軸方向の両側において、前記コイル側に突出する2つのマグネット側コアを有し、前記2つのコイル側コアの中心間距離と前記2つのマグネット側コアの中心間距離とは異なる。 A linear motor according to a third aspect of the present invention is opposed to a coil and an inner circumferential surface or an outer circumferential surface of the coil, and is movable in the axial direction of the coil with respect to the coil. The magnet is formed of a magnet and a magnetic material, and is provided on the back surface of the coil facing the magnet. The coil side yoke fixed to the coil and the magnetic material is formed on the coil of the magnet. A magnet-side yoke fixed to the magnet, the coil-side yoke having two coils projecting toward the magnet on both sides in the axial direction of the coil; The magnet side yoke has two magnet side cores projecting toward the coil side on both sides of the magnet in the axial direction. And differs from the distance between the centers of the distance between the centers of the two coils side core the two magnets side core.
本発明によれば、リニアモータの技術の豊富化を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to enrich the technology of linear motors.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るリニアモータ1の外観斜視図である。図2は、リニアモータ1を軸CA方向に見た正面図である。図3は、図2のIII−III線における断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external perspective view of a
リニアモータ1は、軸CA方向に駆動力を発揮するモータとして構成されている。リニアモータ1は、固定子3と、固定子3に対して軸CA方向へ移動可能な可動子5とを有している。固定子3は、コイル7と、コイル7に固定された外ヨーク9とを有している。可動子5は、マグネット11(図2及び図3)と、マグネット11に固定されたセンターヨーク13とを有している。
The
コイル7は、軸CAを中心とする概ね円形の環状に形成されている。コイル7の軸CAに平行な断面形状は、図3において模式的に示すように、例えば、矩形である。
The
外ヨーク9は、磁性体により形成されている。磁性体は、例えば、鉄(SS400等)である。外ヨーク9は、軸CAを軸とする円筒状に設けられている。外ヨーク9の内周面には、コイル7を収容する外凹部9r(図3)が形成されている。換言すれば、外ヨーク9は、コイル7の、軸CA方向両側において、内側(マグネット11側)へ突出する外コア9cを有している。外コア9cは、軸CA回りに環状に延びる突条に形成されている。
The
外凹部9rの軸CA方向の大きさは、例えば、コイル7の軸CA方向の大きさと同等に設定されており、コイル7は、外凹部9rに嵌合している。また、外凹部9rの深さ(半径方向の大きさ)は、例えば、コイル7の半径方向の大きさと同等に設定されており、コイル7の内周面と、外コア9cの内周面とは面一になっている。
The size of the
また、外ヨーク9には、当該外ヨーク9を径方向に貫通し、軸CA方向に延びる複数のスリット4(図1及び図2)が形成されている。複数のスリット4は、例えば、軸CA回りに均等に配置されている。スリット4の数は適宜に設定されてよい。
The
マグネット11は、軸CAを中心とする円形の環状に形成されている。マグネット11は、半径方向において磁化されている。本実施形態では、半径方向外側がN極、半径方向内側がS極となっている場合を例示している(図3)。マグネット11の軸CA方向の大きさは、例えば、コイル7の軸方向の大きさよりも小さい。
The
センターヨーク13は、磁性体により形成されている。磁性体は、例えば、鉄(SS400等)である。センターヨーク13は、軸CAを軸とする円筒状に設けられている。センターヨーク13の外周面には、マグネット11を収容するセンター凹部13r(図3)が形成されている。換言すれば、センターヨーク13は、マグネット11の、軸CA方向両側において、外側(コイル7側)へ突出するセンターコア13cを有している。センターコア13cは、軸CA回りに環状に延びる突条に形成されている。
The
センター凹部13rの軸CA方向の大きさは、マグネット11の軸CA方向の大きさよりも大きく設定されており、マグネット11とセンターコア13cとは軸CA方向において離間している。マグネット11は、例えば、軸CA方向において、センター凹部13rの中央に配置されている。また、センター凹部13rの深さ(半径方向の大きさ)は、例えば、マグネット11の半径方向の大きさと同等に設定されており、マグネット11の外周面と、センターコア13cの外周面とは面一になっている。
The size of the
また、センターヨーク13には、当該センターヨーク13を径方向に貫通し、軸CA方向に延びる複数のスリット6(図1及び図2)が形成されている。複数のスリット6は、例えば、軸CA回りに均等に配置されている。スリット6の数は適宜に設定されてよい。本実施形態では、複数のスリット6が、複数のスリット4と同数設けられ、軸CA回りの位置が複数のスリット4と一致している場合を例示している。
The
外コア9cとセンターコア13cとは、リニアモータ1の半径方向において互いに対向している。その間隔は、例えば、コイル7とマグネット11との間隔と同等である。外コア9c及びセンターコア13cは、例えば、軸CA方向の大きさが互いに概ね同等になるように形成されている。
The
図3に示すように、2つのセンターコア13cの中心間距離L2は、2つの外コア9cの中心間距離L1よりも大きく設定されている。従って、コイル7の軸CA方向の中心位置とマグネット11の軸CA方向の中心位置とを一致させると、外コア9cの軸CA方向の中心位置とセンターコア13cの軸CA方向の中心位置とは互いにずれる。具体的には、センターコア13cの軸CA方向の中心位置は、外コア9cの軸CA方向の中心位置よりも、軸CA方向の両側(外側)に位置している。なお、ここでいう中心間距離の基準となる中心位置は、後述の説明から理解されるように、厳密には、磁力の作用中心であるが、図形中心に代替されてもよい。
As shown in FIG. 3, the center distance L2 between the two
図4は、リニアモータ1を分解して一部の部材を示す斜視図である。
Figure 4 is a perspective view of a portion of the member to decompose the
外ヨーク9は、複数の外構成部材15(図4では一つのみ示す。図1及び図2も参照)により構成されている。複数の外構成部材15は、扁平なU字状に形成されており、互いに同一形状である。各外構成部材15は、例えば、コイル7が外構成部材15の凹部に嵌合することにより、また、樹脂等の接着部材(不図示)が外構成部材15とコイル7との間に配されることにより、コイル7に対して固定される。複数の外構成部材15は、コイル7の外周面に固定されることにより、コイル7を介して互いに固定され、外ヨーク9を構成する。なお、複数の外構成部材15同士を固定する、コイル7以外の部材が適宜に設けられてもよい。外ヨーク9に設けられたスリット4は、複数の外構成部材15間の隙間により構成される。
The
同様に、センターヨーク13は、複数のセンター構成部材17(図4では一つのみ示す。図1及び図2も参照)により構成されている。複数のセンター構成部材17は、扁平なU字状に形成されており、互いに同一形状である。各センター構成部材17は、例えば、樹脂等の接着部材(不図示)がセンター構成部材17とマグネット11との間に配されることにより、マグネット11に対して固定される。複数のセンター構成部材17は、マグネット11に固定されることにより、マグネット11を介して互いに固定され、センターヨーク13を構成する。なお、複数のセンター構成部材17同士を固定する、マグネット11以外の部材が適宜に設けられてもよい。センターヨーク13に設けられたスリット6は、複数のセンター構成部材17間の隙間により構成される。
Similarly, the
図5は、図3の領域Vを拡大して示す模式的な断面図である。 Figure 5 is a schematic sectional view showing an enlarged region V of FIG.
コイル7は、線材19が軸CA回りに複数回巻かれることにより構成されている。線材19は、例えば、銅等の導電性の材料が樹脂等の非導電性の材料により被覆されて構成されている。また、線材19の断面形状は、概ね矩形状に形成されている。すなわち、線材19は、いわゆる平角線である。線材19の断面において、長手方向及び短手方向の径は適宜に設定されてよい。
The
線材19は、線材19により形成される輪が軸CA方向及び半径方向において配列されるように巻かれている。すなわち、線材19は、整列巻きされている。また、線材19は、平角線の一平面を同一方向(軸CA)に向けて巻かれている。従って、線材19により形成される輪と輪との間には、隙間が殆ど生じない。なお、図5では、線材19により形成される輪の軸CA方向の位置が、内側と外側とで一致する場合を例示しているが、当該位置は内側と外側とでずれていてもよい。線材19の巻き回数は適宜に設定されてよい。
The
図6は、リニアモータ1の動作を説明する断面図(図3の紙面上方側部分に相当する図)である。図6(a)は、リニアモータ1が中立位置にあるときを示している。図6(b)は、可動子5が固定子3に対して紙面左側へ駆動された状態を示している。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the operation of the linear motor 1 (a diagram corresponding to the upper side portion in FIG. 3). FIG. 6A shows the
中立位置(図6(a))においては、コイル7の軸CA(図6では不図示。図3参照)方向の中心位置と、マグネット11の軸CA方向の中心位置とは一致している。また、センターコア13cの軸CA方向の中心位置は、外コア9cの軸CA方向の中心位置よりも軸CA方向の外側にずれている。そのずれ量は、紙面右側のセンターコア13c及び外コア9cと、紙面左側のセンターコア13c及び外コア9cとで同一である。
At the neutral position (FIG. 6A), the center position of the
リニアモータ1においては、マグネット11により、矢印y1で示す磁界が形成される。具体的には、マグネット11のN極から出た磁力線は、コイル7を半径方向に貫通し、外ヨーク9を軸CA方向両側へ進み、外コア9cを通過する。そして、当該磁力線は、センターコア13cに入り、センターヨーク13を軸CA方向中央側へ進み、マグネット11のS極に入る。
In the
従って、コイル7に電流が流されると、フレミングの左手の法則により、図6の紙面左右方向(軸CAの方向)の力が生じる。例えば、図6のコイル7の断面において紙面手前側から紙面奥手側へ電流が流れるときには、図6(b)に示すように、可動子5を固定子3に対して紙面左側へ移動させる力が生じる。なお、矢印y3は、相対移動の方向を示している。
Therefore, when a current is passed through the
このように、リニアモータ1は、いわゆるコアレスモータの機能を有する。さらに、リニアモータ1は、磁界による吸引力を利用する、いわゆるコア付きモータの機能も有する。具体的には、以下のとおりである。
Thus, the
コイル7に電流が流されると、いわゆる右ねじの法則に従って、矢印y2で示す磁界が形成される。例えば、図6のコイル7の断面において紙面手前側から紙面奥手側へ電力が流れるときには、磁力線は、センターヨーク13(コイル7内側)を紙面左側へ進み、外ヨーク9(コイル7外側)を紙面右側へ進む磁界が形成される。
When a current is passed through the
このとき、矢印y2で示す磁界により、紙面右側においては、外コア9cにN極が、センターコア13cにS極が形成され、紙面左側においては、センターコア13cにN極が、外コア9cにS極が形成される。
At this time, due to the magnetic field indicated by the arrow y2, the N pole is formed on the
一方、マグネット11により形成される、矢印y1で示す磁界によっては、紙面両側において、外コア9cにN極が、センターコア13cにS極が形成されている。
On the other hand, depending on the magnetic field formed by the
従って、紙面右側においては、マグネット11の磁界によっても、コイル7の磁界によっても、外コア9cにN極が、センターコア13cにS極が形成される。その結果、外コア9cとセンターコア13cとの間で吸引力が生じる。
Therefore, on the right side of the page, an N pole is formed on the
一方、紙面左側の各コアにおいては、マグネット11の磁界及びコイル7の磁界によって形成される磁極は互いに異種となり、各コアにおける磁極としての機能は低下する。その結果、見掛け上、マグネット11の磁界による吸引力と、コイル7の磁界による吸引力とは打ち消し合う。
On the other hand, in each core on the left side of the page, the magnetic poles formed by the magnetic field of the
そして、紙面右側において生じる吸引力は、紙面左側において生じる吸引力よりも大きくなる。この吸引力の差により、可動子5は、固定子3に対して、紙面右側の外コア9c及びセンターコア13cを吸着させる方向(紙面左側)、すなわち、外コア9cの軸CA方向の中心位置と、センターコア13cの軸CA方向の中心位置とを一致させる方向に移動する。
The suction force generated on the right side of the paper is larger than the suction force generated on the left side of the paper. Due to this difference in suction force, the
コイル7に流れる電流の向きを逆にすれば、同様の原理により、可動子5は固定子3に対して反対方向へ移動する。また、コイル7に流れる電流を増減すれば、フレミングの法則に従う力が増減するとともに、紙面右側の吸引力と紙面左側の吸引力との差が増減し、リニアモータ1の推力が増減される。
If the direction of the current flowing through the
図7は、比較例のリニアモータ501を示す断面図(図6(a)に対応する図)である。
FIG. 7 is a cross-sectional view (a diagram corresponding to FIG. 6A) showing a
リニアモータ501は、コア付きモータとして構成されている。リニアモータ501の可動子505は、マグネット511と、マグネット511に固定されたセンターヨーク513とを有している。
The
マグネット511の軸CA方向(図7では不図示。図3等参照。紙面左右方向)の両側部分は、外コア9cに対向している。また、センターヨーク513に、コアは設けられていない。
Both side portions of the
マグネット511の磁力線は、矢印y11で示すように、コイル7を通過せずに、直接的に外コア9cを通過して、マグネット511に戻る。従って、フレミングの法則による力は、ほとんど生じない。
The magnetic field lines of the
コイル7に電流が流されることにより形成される磁界(矢印y12)は、実施形態と同様に、外コア9cにN極及びS極を形成する。しかし、実施形態においては、外コア9cは、センターコア13cとの間で吸引力を生じたのに対し、外コア9cのN極及びS極は、直接的にマグネット511のN極と反発力又は吸引力を生じる。
A magnetic field (arrow y12) formed by passing a current through the
図6と図7とでは、コイル7に流れる電流の方向は同じであり、また、矢印y3で示すように、相対移動の方向も同様である。しかし、図6においては、紙面右側の外コア9cにおいては吸引が生じ、図7においては、紙面右側の外コア9cにおいては反発が生じており、力の種類が異なる。
6 and 7, the direction of the current flowing through the
このように、実施形態のリニアモータ1と、比較例のリニアモータ501とは、動作原理が異なる。
Thus, the
以上の実施形態によれば、リニアモータ1は、コイル7と、環状に形成され、半径方向に磁化され、コイル7の内側にコイル7と同心状に設けられ、コイル7に対して軸CA方向に移動可能なマグネット11とを有する。また、リニアモータ1は、磁性体により形成され、コイル7の外周面を囲む筒状に設けられ、コイル7と固定された外ヨーク9と、磁性体により形成され、マグネット11の内側に設けられ、マグネット11と固定されたセンターヨーク13とを有する。外ヨーク9は、コイル7の、軸CA方向両側において、マグネット11側に突出する2つの外コア9cを有する。センターヨーク13は、マグネット11の、軸CA方向両側において、コイル7側に突出する2つのセンターコア13cを有する。2つの外コア9cの中心間距離と2つのセンターコア13cの中心間距離とは異なる。
According to the above embodiment, the
従って、図6において矢印y1で示したように、外コア9c及びセンターコア13cにより、マグネット11の磁束をコイル7に通過させる磁気の経路を形成し、フレミングの法則による力を利用することができる。さらに、図6において矢印y2で示したように、外コア9c及びセンターコア13cにより、コイル7により形成された磁界と、マグネット11の磁界との相互影響により生じる吸引力を利用することができる。
Therefore, as shown by the arrow y1 in FIG. 6, the
その結果、例えば、大型化することなく推力を増大させたり、電力に対する推力の比(効率)を向上させたり、コストを下げたりすることが期待される。また、フレミングの法則を利用するコアレスモータの長所である円滑な動きと、吸引力を利用するコア付きモータの長所である大出力との両立が期待される。 As a result, for example, it is expected to increase the thrust without increasing the size, to improve the ratio (efficiency) of the thrust to the power, or to reduce the cost. Moreover, it is expected that the smooth movement, which is an advantage of the coreless motor using Fleming's law, and the large output, which is an advantage of the cored motor using the attractive force, are expected.
なお、2つの外コア9cの中心間距離と2つのセンターコア13cの中心間距離とが異なることにより、常に、2組の外コア9c及びセンターコア13cの少なくとも一方の組においては、中心位置が互いにずれる。その結果、可動子5が固定子3に対していずれの位置にあっても、いずれかの組の外コア9cとセンターコア13cとの吸引力を軸CA方向の一方側又は他方側へ作用させることが可能となる。
Since the distance between the centers of the two
2つのセンターコア13cは、軸CA方向にマグネット11から離間している。従って、マグネット11から出た磁力線が直接的にセンターコア13cに入り、センターヨーク13を介してマグネット11に戻ることが抑制される。すなわち、マグネット11の磁束をコイル7に通過させる磁気の経路が好適に形成され、フレミングの法則による力の利用が容易になる。
The two
2つのセンターコア13cの中心間距離が、2つの外コア9cの中心間距離よりも大きい。従って、センターコア13cをマグネット11から離間させることと、2つのセンターコア13cの中心間距離と2つの外コア9cの中心間距離とを異ならせることとが好適に両立される。
The distance between the centers of the two
軸CA方向において、マグネット11はコイル7よりも小さい。従って、マグネット11の磁束が効率的に利用される。また、この場合、当然に、マグネット11の軸CA方向の大きさは、外コア9c間の距離よりも小さいことから、マグネット11の磁束が直接的に外コア9cに入ることが抑制され、マグネット11の磁束がより効率的に利用される。また、マグネット11が小さいことから、センターコア13cをマグネット11から離間させることも容易である。
The
2つの外コア9cと2つのセンターコア13cとはリニアモータ1の半径方向において対向する。具体的には、リニアモータ1が軸CA方向の一方に駆動されると、当該一方側における外コア9cとセンターコア13cとは対向する。また、リニアモータ1の中立位置においても、2つの外コア9cと2つのセンターコア13cとは対向する。また、軸CA方向の一方において外コア9cの中心位置とセンターコア13cの中心位置とが一致しているときにおいて、軸CA方向の他方においても外コア9cとセンターコア13cとは対向する。上記のいずれかの対向関係が成立する場合においては、外コア9cとセンターコア13cとの間で磁気経路がより確実に形成される。
The two
外ヨーク9には、内周面から外周面へ貫通し、軸CA方向に延びるスリット4が形成されている。従って、外ヨーク9に渦電流が発生することが抑制される。
The
コイル7は、平角線の線材19が、平角線の一平面を軸CAに向けるように巻かれて構成されている。従って、丸線によってコイル7を構成した場合に比較して、コイル7と外ヨーク9との密着性が上がる。その結果、コイル7から外ヨーク9への熱伝達率が向上し、ひいては、放熱性が向上する。なお、丸線によりコイル7を構成したものも、本発明に含まれる。
The
なお、第1の実施形態において、外ヨーク9は本発明のコイル側ヨークの一例であり、センターヨーク13は本発明のマグネット側ヨークの一例であり、外コア9cは本発明のコイル側コアの一例であり、センターコア13cは本発明のマグネット側コアの一例である。
In the first embodiment, the
(第2の実施形態)
図8は、第2の実施形態に係るリニアモータ201の断面図(図3に相当する図)である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a sectional view (corresponding to FIG. 3) of the
第1の実施形態では、コイル7の内側にマグネット11が配置されたのに対して、第2の実施形態では、マグネット211の内側にコイル207が配置されている。そして、マグネット211を含んで固定子203が構成され、コイル207を含んで可動子205が構成されている。具体的には、以下のとおりである。
In the first embodiment, the
リニアモータ201は、コイル207と、環状に形成され、半径方向に磁化され、コイル207の外側にコイル207と同心状に設けられ、コイル207に対して軸CA方向に移動可能なマグネット211とを有する。また、リニアモータ1は、磁性体により形成され、コイル207の内側に設けられ、コイル207と固定されたセンターヨーク209と、磁性体により形成され、マグネット211の外周面を囲む筒状に設けられ、マグネット211と固定された外ヨーク213とを有する。センターヨーク209は、コイル207の、軸CA方向両側において、マグネット211側に突出する2つのセンターコア209cを有する。外ヨーク213は、マグネット211の、軸CA方向両側において、コイル207側に突出する2つの外コア213cを有する。2つの外コア213cと2つのセンターコア209cとは半径方向において対向する。また、2つのセンターコア209cの中心間距離と2つの外コア213cの中心間距離とは異なる。
The
従って、第1の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第2の実施形態において、センターヨーク209は本発明のコイル側ヨークの一例であり、外ヨーク213は本発明のマグネット側ヨークの一例であり、センターコア209cは本発明のコイル側コアの一例であり、外コア213cは本発明のマグネット側コアの一例である。
Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained. In the second embodiment, the
(第3の実施形態)
図9は、第3の実施形態に係るリニアモータ301の断面図(図3の紙面上方側部分に相当する図)である。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
リニアモータ301は、第1の実施形態のリニアモータ1に対して、補助マグネット12を追加した構成となっている。補助マグネット12は、マグネット11及びセンターヨーク13とともに可動子305を構成している。
The
補助マグネット12は、軸CA(図9では不図示。図3参照)を中心とする円形の環状に形成されている。補助マグネット12の半径方向の大きさは、例えば、マグネット11と同等である。各補助マグネット12の軸CA方向の大きさは、例えば、マグネット11よりも小さく、例えば、半分以下、若しくは、1/3以下である。
The
補助マグネット12は、マグネット11の軸CA方向両側に隣接して配置されている。補助マグネット12は、軸CA方向において磁化されている。具体的には、マグネット11のコイル7側の磁極に対して、当該磁極と同種の磁極を向けるように磁化されている。
以上の第3の実施形態によれば、マグネット11の磁力線と補助マグネット12の磁力線とは、コイル7側において反発しあう。従って、マグネット11の磁力線は、第1の実施形態に比較して、半径方向に沿って延びることになる。その結果、マグネット11の磁束が効率的にコイル7を通過し、推力の増加が期待される。
According to the above third embodiment, the magnetic force lines of the
(第4の実施形態)
図10は、第4の実施形態に係るリニアモータ401の断面図(図3の紙面上方側部分に相当する図)である。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
リニアモータ401は、第1の実施形態のリニアモータ1と、センターヨークの構成のみが相違する。具体的には、リニアモータ401は、2つのセンターヨーク、すなわち、第1センターヨーク413と、その内側に設けられた第2センターヨーク414とを有している。
The
第1センターヨーク413は、マグネット11に固定され、マグネット11とともに可動子405を構成している。一方、第2センターヨーク414は、可動子405に対して軸CA(図10では不図示。図3参照)方向に移動可能に設けられている。第2センターヨーク414は、例えば、不図示の部材を介して外ヨーク9と固定されている。なお、第1センターヨーク413と、第2センターヨーク414との間には所定の大きさのクリアランスがあることが好ましい。
The
第1センターヨーク413及び第2センターヨーク414は、いずれも磁性体により形成されている。また、第1センターヨーク413及び第2センターヨーク414は、例えば、概ね、第1の実施形態のセンターヨーク13を内周側と外周側とに分割した形状に構成されている。すなわち、第1センターヨーク413は、センターヨーク13よりも薄く、また、センターヨーク13と同様に、センター凹部413r及びセンターコア413cが形成されている。一方、第2センターヨーク414は、センターヨーク13よりも薄い筒状に形成されている。
Both the
以上の実施形態によれば、磁束の経路は第1の実施形態と同様に確保される一方で、可動子の質量が第1の実施形態よりも低減される。その結果、第1の実施形態に比較して、効率性が向上する。 According to the above embodiment, the path of the magnetic flux is ensured similarly to the first embodiment, while the mass of the mover is reduced as compared with the first embodiment. As a result, the efficiency is improved as compared with the first embodiment.
なお、第4の実施形態において、第1センターヨーク413は本発明のマグネット側ヨークの一例であり、第2センターヨーク414は本発明の補助ヨークの一例である。
In the fourth embodiment, the
(第5の実施形態)
図11は、第5の実施形態に係るリニアモータ601の断面図(図3に相当する図)である。ただし、固定子603については、断面のみ示して端面図としている。また、図11では、マグネット11により形成される磁界を示す矢印y21(図6の矢印y1に相当)を軸CA方向の一方側のみにおいて示している。
(Fifth embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view (corresponding to FIG. 3) of the
第5の実施形態は、大きくは以下の3点に関して第1の実施形態と相違する。第1の点は、外コア609cとセンターコア613cとの位置関係が変更されていること、第2の点は、外ヨーク609が外コア609c付近において面取りされていること、第3の点は、コアマグネット612が設けられていることである。具体的には、以下のとおりである。
The fifth embodiment is largely different from the first embodiment with respect to the following three points. The first point is that the positional relationship between the
まず、外コア609cとセンターコア613cとの位置関係について説明する。
First, a description will be given positional relationship between the
リニアモータ601において、中心間距離が短い方の2つのコア(外コア609c)の軸CA方向の外側となる外側面609d同士の距離L3は、中心間距離が長い方の2つのコア(センターコア613c)の中心間距離L2よりも短い。
In the
従って、外側面609dから出射してセンターコア613cの中心位置に入射する磁力線が生じ得る。そして、図6の矢印y1と図11の矢印y21との比較から理解されるように、本実施形態の外コア609c内の磁束は、第1の実施形態の外コア9c内の磁束よりも、軸CA方向に沿うように傾斜する。その結果、固定子605に対して可動子603に作用する力は、第1の実施形態に比較して、軸CA方向の成分が大きくなる。すなわち、効率的に大きな駆動力を得ることができる。
Therefore, a line of magnetic force that emerges from the
さらに、中心間距離が短い方の2つのコア(外コア609c)の軸CA方向の外側となる外側面609d同士の距離L3は、中心間距離が長い方の2つのコア(センターコア613c)の軸CA方向の内側となる内側面613e同士の距離L4以下である。
Furthermore, the distance L3 between the
従って、矢印y21により示すように、外コア609c内の磁界の主たる向きは、外側面609dからセンターコア613cの頂面(半径方向外側の面)への方向に近くなる。その結果、より効率的に大きな駆動力を得ることができる。
Therefore, as indicated by the arrow y21, the main direction of the magnetic field in the
ただし、距離L3が距離L4に対して小さくなり過ぎると、すなわち、外コア609cとセンターコア613cとの軸CA方向におけるギャップが大きくなり過ぎると、外コア609cとセンターコア613cとの吸引力が低下して、却って軸CA方向の駆動力が低下する。
However, if the distance L3 becomes too small with respect to the distance L4, that is, if the gap between the
そこで、距離L3は、距離L4との差が大きくなり過ぎないように設定される。例えば、距離L4−距離L3は、中心間距離が長い方の2つのコア(センターコア613c)の軸CA方向の大きさ以下、若しくは、当該大きさの半分以下とされる。
Therefore, the distance L3 is set so that the difference from the distance L4 does not become too large. For example, the distance L4−the distance L3 is set to be equal to or less than the size in the axis CA direction of the two cores (
より好適には、中心間距離が短い方の2つのコア(外コア609c)の軸CA方向の外側となる外側面609d同士の距離L3は、中心間距離が長い方の2つのコア(センターコア613c)の軸CA方向の内側となる内側面613e同士の距離L4と同等である。
More preferably, the distance L3 between the
なお、当然に、同等は、リニアモータ1において許容される誤差等に照らして、多少の範囲(例えば、±1mm)を有する。
Naturally, the equivalent has a certain range (for example, ± 1 mm) in light of an error allowed in the
次に、外ヨーク609の面取りについて説明する。
Next, chamfering of the
外ヨーク609は、軸CA方向の両側且つ半径方向外側において、外ヨーク609の全周に亘って、面取り面609vが設けられている。換言すれば、中心間距離が短い方の2つのコア(外コア609c)を有するヨーク(外ヨーク609)は、軸CA方向の外側、且つ、半径方向の、他方のヨーク(センターヨーク613)とは反対側において、軸CA方向の外側ほど他方のヨーク側に位置する傾斜面(面取り面609v)が形成されている。
The
このように面取りがなされると、外ヨーク609の軸CA方向の外側の面(外コア609cの外側面609dを含む)の面積が絞られ、外側面609dにおいて磁束が集中する。その結果、外コア609c及びセンターコア613cにおける磁束密度が高くなり、吸引力が増大し、効率的に大きな駆動力が得られる。
When chamfering is performed in this way, the area of the outer surface in the axis CA direction of the outer yoke 609 (including the
なお、面取り面609vの角度及び大きさは適宜に設定されてよく、また、面取り面609vは、平面でも曲面でもよい。
The angle and size of the chamfered
次に、コアマグネット612について説明する。
Next, the
コアマグネット612は、センターコア613cの、半径方向の外コア609d側に設けられ、可動子605の一部を構成している。なお、コアマグネット612は、センターコア613cの一部として捉えられてもよいが、本実施形態では、便宜上、センターコア613cとは別個の部材として説明する。
The
コアマグネット612は、軸CAを中心とする円形の環状に形成されており、また、センターコア613cの幅(軸CA方向の大きさ)と同等の幅に形成されており、センターコア613cの頂面の全体に亘って設けられている。なお、コアマグネット612は、全体が一体的に構成されていてもよいし、センターヨーク613が複数のセンター構成部材(第1の実施形態のセンター構成部材17を参照)により構成されていることに対応して、複数のマグネットから構成されていてもよい。コアマグネット612の外周面(半径方向の外コア609d側の面)は、例えば、マグネット11の外周面と面一となっている。コアマグネット612の厚さ(半径方向の大きさ)、幅及び体積は、例えば、マグネット11の厚さ、幅及び体積よりも小さい。
The
コアマグネット612は、半径方向において、マグネット11とは逆向きに磁化されている。例えば、図11の例では、マグネット11はN極が半径方向外側になるように磁化されているのに対し、コアマグネット612はS極が半径方向外側になるように磁化されている。
The
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、矢印y21で示す、マグネット11により形成される磁界により、外コア609dはN極として機能し、センターコア613cはS極として機能する。一方、コアマグネット612は、半径方向の外コア609d側にS極を向けている。従って、コアマグネット612は、マグネット11の外ヨーク609及びセンターヨーク613における磁気経路に従う方向(逆らわない方向)に磁化されている。
Also in this embodiment, the
このようにコアマグネット612を設けると、外コア609cとセンターコア613cとの中心間距離が異なることに起因して、コアマグネット612も外コア609cに対して軸CA方向においてずれて配置されているから、矢印y21で示す磁束は、軸CA方向に沿うように、より傾斜する。その結果、外コア609cとセンターコア613cとの吸引力は増大し、効率的に大きな駆動力が得られる。
When the
(第6の実施形態)
図12は、第6の実施形態に係るリニアモータ701の断面図(図11の紙面上方側部分に相当する図)である。
(Sixth embodiment)
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
第5の実施形態では、センターコア613cにコアマグネット612が設けられたのに対し、第6の実施形態では、外コア709cにコアマグネット712が設けられている。
In the fifth embodiment, the
具体的には、コアマグネット712は、外コア709cの、半径方向のセンターコア13c側に設けられ、固定子703の一部を構成している。なお、コアマグネット712が、外コア709cの一部として捉えられてもよいことは第5の実施形態と同様である。
Specifically, the
コアマグネット712は、コアマグネット612と同様に、円環状に形成され、外コア709cの頂面全体に亘って設けられている。また、コアマグネット712の体積は、マグネット11の体積よりも小さい。
Similar to the
また、コアマグネット712は、コアマグネット612と同様に、マグネット11の外ヨーク709及びセンターヨーク13における磁気経路に従う方向(逆らわない方向)に磁化されている。すなわち、コアマグネット712は、N極をセンターコア13cに向けている。
Similarly to the
このように、コアマグネット712が、マグネット側ヨーク(センターヨーク13)ではなく、コイル側ヨーク(外ヨーク709)に設けられた場合においても、別の観点では、中心間距離が長い方の2つのコア(センターコア13c)ではなく、中心間距離が短い方の2つのコア(外コア709c)に設けられた場合においても、コアマグネット712は、第5の実施形態と同様に、矢印y21で示す磁束の向きを軸CA方向に沿うように傾斜させる作用を奏する。そして、効率的に大きな駆動力が得られる。
As described above, in the case where the
(第7の実施形態)
図13は、第7の実施形態に係るリニアモータ801の断面図(図11の紙面上方側部分に相当する図)である。
(Seventh embodiment)
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
可動子803の外ヨーク809は、第5の実施形態と同様に、軸CA(図11参照)方向外側、且つ、半径方向のセンターヨーク613とは反対側において、面取り面809vを有している。
Similar to the fifth embodiment, the
さらに、中心間距離が短い方の2つのコア(外コア809c)においては、軸CA方向の内側、且つ、半径方向の他方のヨーク(センターヨーク613)側において、軸CA方向の内側ほど半径方向のセンターヨーク613とは反対側に位置する傾斜面809wが形成されている。
Further, in the two cores (
このような傾斜面809wが形成されることにより、矢印y21で示す磁束は、軸CA方向に沿うように、より傾斜する。その結果、外コア809cとセンターコア613cとの吸引力は増大し、効率的に大きな駆動力が得られる。
By forming such an
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and may be implemented in various aspects.
上述の複数の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第5〜7の実施形態における、傾斜面(609v、809w等)及び/又はコアマグネット(612、712)の技術は、第1〜第4の実施形態に対して適用されてもよい。また、例えば、第3の実施形態の補助マグネット及び/又は第4の実施形態の補助ヨークの技術は、第2及び第5〜7の実施形態に対して適用されてもよいし、第3の実施形態と第4の実施形態とが組み合わされてもよい。 The plurality of embodiments described above may be combined as appropriate. For example, the technology of the inclined surface (609v, 809w, etc.) and / or the core magnet (612, 712) in the fifth to seventh embodiments may be applied to the first to fourth embodiments. Further, for example, the technique of the auxiliary magnet of the third embodiment and / or the auxiliary yoke of the fourth embodiment may be applied to the second and fifth to seventh embodiments, or the third The embodiment and the fourth embodiment may be combined.
本発明のリニアモータは、コイルと環状のマグネットとが同心状に配置されたいわゆるボイスコイルモータに限定されない。マグネットは、コイルの内周又は外周に対して、全周に亘って対向する必要はない。すなわち、マグネットは、筒状である必要はない。ヨークについても同様である。従って、例えば、マグネット等は、直方体状であってもよい。 The linear motor of the present invention is not limited to a so-called voice coil motor in which a coil and an annular magnet are arranged concentrically. Magnets, the inner peripheral or the outer periphery of the coil, there is no need to face the entire circumference. That is, the magnet need not be cylindrical. The same applies to the yoke. Therefore, for example, the magnet or the like may have a rectangular parallelepiped shape.
リニアモータが、ボイスコイルモータである場合、コイル、マグネット及びヨークは、円筒状に限定されない。例えば、軸方向に見て矩形であってもよい。なお、本願では、環状及び筒状の語は、所定の軸を囲む形状をいい、軸方向に見て円形であるものに限定されないものとする。また、内ヨークは、筒状ではなく、軸状とされてもよい。 When the linear motor is a voice coil motor, the coil, magnet, and yoke are not limited to a cylindrical shape. For example, it may be rectangular when viewed in the axial direction. In the present application, the terms “annular” and “cylindrical” refer to a shape surrounding a predetermined axis, and are not limited to a circular shape when viewed in the axial direction. Further, the inner yoke may have a shaft shape instead of a cylindrical shape.
筒状のヨークは、円周方向に分割された複数の部材によって構成されるものに限定されず、例えば、筒状に一体形成されたものであってもよい。逆に、環状のマグネットは、一体形成されたものに限定されず、複数の小マグネットを軸回りに配列して構成されたものであってもよい。 A cylindrical yoke is not limited to what is comprised by the some member divided | segmented into the circumferential direction, For example, what was integrally formed by the cylinder shape may be sufficient. On the contrary, the annular magnet is not limited to the one formed integrally, and may be configured by arranging a plurality of small magnets around the axis.
実施形態では、ボイスコイルモータの内周側を可動子、外周側を固定子としたが、逆に、内周側が固定子、外周側が可動子であってもよい。また、双方が、リニアモータが設けられる機器に対して、駆動されてもよい。 In the embodiment, the inner peripheral side of the voice coil motor is a mover and the outer peripheral side is a stator. Conversely, the inner peripheral side may be a stator and the outer peripheral side may be a mover. Moreover, both may be driven with respect to the apparatus provided with a linear motor.
コアの突出量は適宜に設定されてよく、コイルやマグネットの半径方向の厚さと同等に限定されない。また、コアの軸方向の大きさも適宜に設定されてよい。マグネット側コアとコイル側コアの軸方向の大きさは、同一でなくてもよい。 The protruding amount of the core may be set as appropriate, and is not limited to the same thickness as the coil or magnet in the radial direction. Also, the size of the core in the axial direction may be set appropriately. The size in the axial direction of the magnet side core and the coil side core may not be the same.
マグネットは2つのマグネット側コアの中間に位置していなくてもよく、また、コイルは、2つのコイル側コアの中間に位置していなくてもよい。マグネットの軸方向の中心とコイルの軸方向の中心とが一致するときに、2つのマグネット側コアの中間位置と2つのコイル側コアの中間位置とが一致しなくてもよい。 The magnet may not be located between the two magnet side cores, and the coil may not be located between the two coil side cores. When the center of the magnet in the axial direction matches the center of the coil in the axial direction, the intermediate position of the two magnet side cores and the intermediate position of the two coil side cores do not have to match.
コイル側コアとコイルとが離間していてもよい。2つのコイル側コアの中心間距離が2つのマグネット側コアの中心間距離よりも大きくてもよい。軸方向において、コイルがマグネットよりも小さくてもよい。これらの場合であっても、フレミングの法則の力と吸引力とを利用することは可能である。 The coil side core and the coil may be separated from each other. The center-to-center distance between the two coil-side cores may be greater than the center-to-center distance between the two magnet-side cores. In the axial direction, the coil may be smaller than the magnet. Even in these cases, it is possible to use the force of Fleming's law and the suction force.
傾斜面(609v、809v、809w)が設けられる、中心間距離が短い方の2つのコアを有するヨークは、マグネット側ヨークであってもよい。他方のヨークとは反対側の傾斜面(609v、809v)は、コアの軸方向の外側の面(609d)を残す面取り面に限定されない。すなわち、面取り面がより大きく形成され、コアの軸方向の外側の面(609d)が線状(角部)となってしまってもよい。逆に、他方のヨーク側の傾斜面(809w)は、コアの軸方向の内側の面を残す面取り面とされてもよい。 The yoke provided with the inclined surfaces (609v, 809v, 809w) and having the two cores with the shorter center distance may be a magnet side yoke. The inclined surfaces (609v, 809v) opposite to the other yoke are not limited to the chamfered surfaces that leave the outer surface (609d) in the axial direction of the core. That is, the chamfered surface may be formed larger and the outer surface (609d) in the axial direction of the core may be linear (corner portion). Conversely, the other yoke-side inclined surface (809w) may be a chamfered surface that leaves the inner surface in the axial direction of the core.
コアマグネットは、2つのヨークの双方に設けられてもよい。コアマグネットをコアの一部として捉えた場合において、コアマグネットは、コアの全体を構成してもよい。逆に、コアマグネットをコアとは別部材として捉えた場合において、コアマグネットは、コアの頂面全体に亘って設けられる必要はなく、適宜な大きさとされてよい。例えば、コアマグネットは、リニアモータの可動範囲内において、他方のコアと対向し得る範囲のみに設けられてもよい。コアマグネットは、コアの頂面に設けられるものに限定されず、例えば、コアの軸方向の外側若しくは内側の面に設けられてもよい。コアマグネットの磁化方向は、半径方向に限定されず、例えば、半径方向に傾斜した方向であってもよいし、コアの位置関係によっては軸方向であってもよい。 The core magnet may be provided on both of the two yokes. When the core magnet is regarded as a part of the core, the core magnet may constitute the entire core. Conversely, when the core magnet is regarded as a separate member from the core, the core magnet does not have to be provided over the entire top surface of the core, and may be appropriately sized. For example, the core magnet may be provided only in a range that can face the other core within the movable range of the linear motor. The core magnet is not limited to that provided on the top surface of the core, and may be provided, for example, on the outer or inner surface in the axial direction of the core. The magnetization direction of the core magnet is not limited to the radial direction, and may be, for example, a direction inclined in the radial direction or an axial direction depending on the positional relationship of the core.
1…リニアモータ、7…コイル7…外ヨーク、9c…外コア、11…マグネット、13…センターヨーク、13c…センターコア。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
環状に形成され、半径方向に磁化され、前記コイルの内側に前記コイルと同心状に設けられ、前記コイルに対して軸方向に移動可能なマグネットと、
磁性体により形成され、前記コイルの外周面を囲む筒状に設けられ、前記コイルと固定されたコイル側ヨークと、
磁性体により形成され、前記マグネットの内側に設けられ、前記マグネットと固定されたマグネット側ヨークと、
を有し、
前記コイル側ヨークは、前記コイルの、前記軸方向両側において、前記マグネット側に突出する2つのコイル側コアを有し、
前記マグネット側ヨークは、前記マグネットの、前記軸方向両側において、前記コイル側に突出する2つのマグネット側コアを有し、
前記2つのコイル側コアの中心間距離と前記2つのマグネット側コアの中心間距離とは異なる
リニアモータ。 Coils,
A magnet formed in an annular shape, magnetized in the radial direction, provided concentrically with the coil inside the coil, and movable in the axial direction with respect to the coil;
A coil-side yoke that is formed of a magnetic material, is provided in a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the coil, and is fixed to the coil;
A magnet-side yoke, formed of a magnetic material, provided inside the magnet, and fixed to the magnet;
Have
The coil side yoke has two coil side cores projecting toward the magnet on both axial sides of the coil,
The magnet side yoke has two magnet side cores projecting toward the coil side on both axial sides of the magnet,
A linear motor in which a center-to-center distance between the two coil-side cores is different from a center-to-center distance between the two magnet-side cores.
請求項1に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 1, wherein the two magnet-side cores are separated from the magnet in the axial direction.
請求項2に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 2, wherein a center-to-center distance between the two magnet-side cores is greater than a center-to-center distance between the two coil-side cores.
請求項2又は3に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 2, wherein the magnet is smaller than the coil in the axial direction.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のリニアモータ。 In the two coil-side cores and the two magnet-side cores, the distance between the surfaces on the outer sides in the axial direction of the two cores having the shorter center distance is the same as that of the two cores having the longer center distance. The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is shorter than a center-to-center distance.
請求項5に記載のリニアモータ。 The distance between the outer surfaces in the axial direction of the two cores with the shorter center distance is equal to or less than the distance between the inner surfaces in the axial direction of the two cores with the longer center distance. The linear motor according to claim 5.
請求項6に記載のリニアモータ。 The distance between the surfaces on the outside in the axial direction of the two cores with the shorter center distance is equal to the distance between the surfaces on the inside in the axial direction of the two cores with the longer center distance. The linear motor according to claim 6.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 1, wherein the two coil side cores and the two magnet side cores face each other in the radial direction.
請求項1〜8のいずれか1項に記載のリニアモータ。 The yoke having two cores having a shorter center distance between the coil side yoke and the magnet side yoke is the outer side in the axial direction and on the opposite side to the other yoke in the radial direction. The linear motor of any one of Claims 1-8 in which the inclined surface located in the said other yoke side is formed toward the outer side of the direction.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のリニアモータ。 At least one of the two coil side cores and the two magnet side cores is further provided with a core magnet magnetized in a direction along a magnetic path in the coil side yoke and the magnet side yoke. It has a linear motor given in any 1 paragraph of Claims 1-9.
請求項3に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 3, further comprising a core magnet provided on the coil side core side in the radial direction of the magnet side core and magnetized in a direction opposite to the magnet in the radial direction.
請求項1〜11のいずれか1項に記載のリニアモータ。 It is formed in an annular shape, is magnetized in the axial direction, and is coaxial with the magnet on both sides in the axial direction of the magnet, and directs the same type of magnetic pole as the magnetic pole on the coil side of the magnet. The linear motor according to claim 1, further comprising two auxiliary magnets arranged as described above.
前記マグネット側ヨークに挿入され、前記マグネット側ヨークに対して移動可能な補助ヨークを更に有する
請求項1〜12のいずれか1項に記載のリニアモータ。 The magnet side yoke is formed in a cylindrical shape,
The linear motor according to claim 1, further comprising an auxiliary yoke that is inserted into the magnet side yoke and is movable with respect to the magnet side yoke.
請求項1〜13のいずれか1項に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 1, wherein the coil side yoke is formed with a slit that extends from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and extends in the axial direction.
請求項1〜14のいずれか1項に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 1, wherein the magnet side yoke is formed with a slit that extends from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface and extends in the axial direction.
請求項1〜15のいずれか1項に記載のリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 15, wherein the coil is configured such that a flat wire is wound so that one flat surface of the flat wire is directed to an inner peripheral surface of the coil side yoke.
環状に形成され、半径方向に磁化され、前記コイルの外側に前記コイルと同心状に設けられ、前記コイルに対して軸方向に移動可能なマグネットと、
磁性体により形成され、前記コイルの内側に設けられ、前記コイルと固定されたコイル側ヨークと、
磁性体により形成され、前記マグネットの外周面を囲む筒状に設けられ、前記マグネットと固定されたマグネット側ヨークと、
を有し、
前記コイル側ヨークは、前記コイルの、前記軸方向両側において、前記マグネット側に突出する2つのコイル側コアを有し、
前記マグネット側ヨークは、前記マグネットの、前記軸方向両側において、前記コイル側に突出する2つのマグネット側コアを有し、
前記2つのコイル側コアの中心間距離と前記2つのマグネット側コアの中心間距離とは異なる
リニアモータ。 Coils,
A magnet formed in an annular shape, magnetized in a radial direction, provided concentrically with the coil outside the coil, and movable in the axial direction with respect to the coil;
A coil side yoke formed of a magnetic material, provided inside the coil, and fixed to the coil;
A magnet-side yoke that is formed of a magnetic body, is provided in a cylindrical shape surrounding the outer peripheral surface of the magnet, and is fixed to the magnet;
Have
The coil side yoke has two coil side cores projecting toward the magnet on both axial sides of the coil,
The magnet side yoke has two magnet side cores projecting toward the coil side on both axial sides of the magnet,
A linear motor in which a center-to-center distance between the two coil-side cores is different from a center-to-center distance between the two magnet-side cores.
前記コイルの内周面又は外周面に対向し、前記コイルに対して前記コイルの軸方向に移動可能であり、前記コイルの半径方向に磁化されたマグネットと、
磁性体により形成され、前記コイルの前記マグネットに対向する面の背面に設けられ、前記コイルと固定されたコイル側ヨークと、
磁性体により形成され、前記マグネットの前記コイルに対向する面の背面に設けられ、前記マグネットと固定されたマグネット側ヨークと、
を有し、
前記コイル側ヨークは、前記コイルの、前記軸方向の両側において、前記マグネット側に突出する2つのコイル側コアを有し、
前記マグネット側ヨークは、前記マグネットの、前記軸方向の両側において、前記コイル側に突出する2つのマグネット側コアを有し、
前記2つのコイル側コアの中心間距離と前記2つのマグネット側コアの中心間距離とは異なる
リニアモータ。 Coils,
A magnet facing the inner or outer peripheral surface of the coil, movable in the axial direction of the coil relative to the coil, and magnetized in the radial direction of the coil;
A coil side yoke formed of a magnetic material, provided on the back surface of the coil facing the magnet, and fixed to the coil;
A magnet side yoke formed of a magnetic material, provided on the back surface of the magnet facing the coil, and fixed to the magnet;
Have
The coil side yoke has two coil side cores projecting to the magnet side on both sides of the coil in the axial direction,
The magnet side yoke has two magnet side cores projecting toward the coil side on both sides of the magnet in the axial direction,
A linear motor in which a center-to-center distance between the two coil-side cores is different from a center-to-center distance between the two magnet-side cores.
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