JP2013085405A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動部材を直線往復動するリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor that linearly reciprocates a moving member.
リニアモータは、直線状に配置される複数の永久磁石を有する磁石ユニットと、磁石ユニットの磁極配列方向に沿って複数のコイル組立体が直線状に配置されて形成されるコイルユニットとを有しており、磁石ユニットとコイルユニットは相対的に移動自在となっている。コイル組立体の複数のコイルに電流の大きさを変えながら順番に通電して、永久磁石の磁極との間の吸引力あるいは斥力を変化させると、配列方向の推力が磁石ユニットとコイルユニット相互間に発生し、磁石ユニットとコイルユニットが配列方向に相対駆動される。 The linear motor includes a magnet unit having a plurality of permanent magnets arranged linearly and a coil unit formed by arranging a plurality of coil assemblies linearly along the magnetic pole arrangement direction of the magnet unit. The magnet unit and the coil unit are relatively movable. When a plurality of coils of the coil assembly are energized sequentially while changing the magnitude of the current, and the attractive force or repulsive force between the magnetic poles of the permanent magnet is changed, the thrust in the arrangement direction is generated between the magnet unit and the coil unit. The magnet unit and the coil unit are relatively driven in the arrangement direction.
特許文献1には、複数の永久磁石が設けられた界磁子と、コイルユニットからなる電機子とを有し、コイルユニットを直線往復動させるようにしたリニアモータが記載されている。特許文献2には、複数のコイルが設けられた固定子と、永久磁石が設けられた可動子とを有し、可動子を直線往復動させるようにしたリニアモータが記載されている。
Patent Document 1 describes a linear motor having a field element provided with a plurality of permanent magnets and an armature composed of a coil unit, and reciprocating the coil unit linearly.
コイルユニットは、例えば、U相,V相,W相の3相等の複数相のコイルを直線状に配置することにより形成されており、同一位相のコイルは隣り合った他の相のコイルをジャンプして結線される。特許文献2に記載されるように、コイルの内側に永久磁石を直線往復動自在に配置したリニアモータにおいては、コイルの径方向外方の部分に渡り線を組み込むことができる。しかしながら、コイルの外側に永久磁石を配置するようにしたリニアモータにおいては、コイルの外側に渡り線を這い回すようにすると、永久磁石の内面とコイル外面との間のギャップを小さくすることができなくなる。永久磁石とコイルとの間のギャップが大きくなると、移動部材に対して大きな推力を加えることかできなくなる。
The coil unit is formed by, for example, arranging a plurality of coils, such as three phases of U phase, V phase, and W phase, in a straight line, and coils of the same phase jump to coils of other adjacent phases. And connected. As described in
一方、特許文献1に記載されたリニアモータは、3相のコイルを樹脂モールドして形成されるコイルユニットを有している。それぞれの樹脂モールドには接続部が外方に突出して設けられ、接続部同士を接続することにより隣り合ったコイルユニットを電気的に接続するようにしている。このように、樹脂モールドされたコイルユニットの外方に接続部を突出するようにすると、円筒形状の永久磁石の内側にコイルユニットを配置することができない。 On the other hand, the linear motor described in Patent Document 1 has a coil unit formed by resin-molding a three-phase coil. Each resin mold is provided with a connecting portion protruding outward, and the adjacent coil units are electrically connected by connecting the connecting portions. As described above, if the connecting portion protrudes outward from the resin-molded coil unit, the coil unit cannot be arranged inside the cylindrical permanent magnet.
本発明の目的は、永久磁石の内側にコイルユニットが配置され相対的に往復動するリニアモータにおいて、コイルユニットの組立を容易にし、コイルユニットの製造に要する部材の簡素化を行うことにある。 An object of the present invention is to facilitate assembly of a coil unit and simplify members required for manufacturing the coil unit in a linear motor in which a coil unit is disposed inside a permanent magnet and relatively reciprocates.
本発明の他の目的は、リニアモータにおけるコイルユニットの外側に配線が這い回ることがなく、半田付け作業をなくして、断線等の故障を生じないようにすることにある。 Another object of the present invention is to prevent the wiring from running around the outside of the coil unit in the linear motor, eliminate the soldering operation, and prevent a failure such as disconnection.
本発明のリニアモータは、外側に複数のコイル組立体が固定されるロッドと、前記コイル組立体の外側に配置される永久磁石とを有し、前記ロッドと前記永久磁石の一方を軸方向に往復動させるリニアモータであって、それぞれの前記コイル組立体は、マグネットワイヤを巻き付けて形成されるコイルが設けられ前記ロッドの外側に配置される円筒形状のボビンと、前記ボビンの一端面に前記コイルの径方向内方に位置させて設けられ前記マグネットワイヤの一端が接続される一端側のワイヤ接続ピンと、前記ボビンの他端面に前記コイルの径方向内方に位置させて設けられ前記マグネットワイヤの他端が接続される他端側のワイヤ接続ピンと、前記ボビンに前記コイルの径方向内方に設けられる中継部とを有し、それぞれの前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンは、少なくとも1つの他の位相の前記コイル組立体の前記中継部を介して他の同位相の前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンに接続されることを特徴とする。 The linear motor of the present invention includes a rod on which a plurality of coil assemblies are fixed on the outside, and a permanent magnet disposed on the outside of the coil assembly, and one of the rod and the permanent magnet is axially disposed. Each of the coil assemblies includes a cylindrical bobbin provided with a coil formed by winding a magnet wire and disposed on the outside of the rod, and one end surface of the bobbin. A wire connecting pin on one end side which is provided to be positioned radially inward of the coil and to which one end of the magnet wire is connected; and the magnet wire which is positioned to be radially inward of the coil on the other end surface of the bobbin. A wire connecting pin on the other end side to which the other end of the coil is connected, and a relay portion provided on the bobbin inward in the radial direction of the coil, and each of the coil assemblies The wire connecting pin is characterized in that it is connected to the wire connecting pins of the coil assembly of the other the same phase via the relay portion of the coil assembly of at least one other phase.
本発明のリニアモータは、前記ボビンに複数の中継部を設けることを特徴とする。本発明のリニアモータは、前記中継部は、前記ボビンに形成された貫通孔内に配置され、同一位相の前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンを電気的に接続する中継金具を有することを特徴とする。本発明のリニアモータは、前記中継部には、前記ボビンに形成される貫通孔と、両端部に嵌合部が設けられた中継金具が固定される貫通孔とがあり、複数の前記コイル組立体が配置された状態のもとで軸方向に隣り合う2つの前記ボビンのうち一方の前記ボビンの前記貫通孔内に挿入される他方の前記ボビンの前記中継金具を介して同一位相の前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンを電気的に接続することを特徴とする。 The linear motor of the present invention is characterized in that a plurality of relay portions are provided on the bobbin. The linear motor of the present invention is characterized in that the relay portion has a relay fitting that is disposed in a through hole formed in the bobbin and electrically connects the wire connection pins of the coil assembly in the same phase. And In the linear motor of the present invention, the relay portion includes a through hole formed in the bobbin and a through hole to which a relay metal fitting provided with fitting portions at both ends is fixed. The coil having the same phase via the relay fitting of the other bobbin inserted into the through hole of one of the two bobbins adjacent in the axial direction under the state in which the solid is arranged The wire connecting pins of the assembly are electrically connected.
本発明のリニアモータは、前記中継部は、前記ボビンに形成された貫通孔に配置され、前記貫通孔の内部に位置する内側嵌合部および前記ボビンの端面から突出する外側嵌合部を有する第1の中継金具と、それぞれ前記貫通孔の内部に内側嵌合部が両端に設けられた第2の中継金具とを有し、複数の前記コイル組立体が配置された状態のもとで軸方向に隣り合う2つの前記ボビンのうち一方の前記ボビンの前記第1の中継金具と、これに嵌合される他方の前記ボビンの前記第2の中継金具とを介して同一位相の前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンを電気的に接続することを特徴とする。本発明のリニアモータは、前記一端側のワイヤ接続ピンと前記他端側のワイヤ接続ピンとを前記ボビンに一直線状に形成することを特徴とする。本発明のリニアモータは、前記ロッドの一端側に全ての位相のコイルに接続されるコモン結線板を配置し、他端側にそれぞれの位相のコイルの給電端子が接続される配線基板を配置することを特徴とする。 In the linear motor of the present invention, the relay portion is disposed in a through-hole formed in the bobbin, and has an inner fitting portion positioned inside the through-hole and an outer fitting portion protruding from an end surface of the bobbin. A first relay fitting and a second relay fitting having inner fitting portions provided at both ends inside the through-holes, respectively, and a plurality of the coil assemblies are arranged in a shaft. The coil set having the same phase through the first relay fitting of one bobbin of the two bobbins adjacent in the direction and the second relay fitting of the other bobbin fitted thereto The three-dimensional wire connection pins are electrically connected. The linear motor of the present invention is characterized in that the wire connection pin on one end side and the wire connection pin on the other end side are formed in a straight line on the bobbin. In the linear motor of the present invention, a common connection plate connected to all phase coils is arranged on one end side of the rod, and a wiring board to which the power supply terminals of the respective phase coils are connected is arranged on the other end side. It is characterized by that.
リニアモータのコイル組立体は、ボビンとその外側に巻き付けられるマグネットワイヤにより形成されるコイルとを有しており、複数相のコイル組立体が永久磁石の内側に配置される。コイル組立体には、ワイヤ接続ピンと中継部とがともにコイルよりも径方向内側に位置しかつ相互に円周方向にずらして設けられている。これにより、複数のコイル組立体を直線状に配置すると、コイルの内側の中継部を介して同一位相のコイルのワイヤ接続ピンが接続されるので、コイルの外側に接続配線を這い回すことが不要となる。したがって、永久磁石の内周面とコイル外周面とのギャップを小さくすることでき、コイルを大径とすることなく、大きな推力を得ることができる。 The coil assembly of the linear motor includes a bobbin and a coil formed by a magnet wire wound around the bobbin, and a multi-phase coil assembly is disposed inside the permanent magnet. In the coil assembly, both the wire connection pin and the relay portion are provided on the radially inner side of the coil and are shifted from each other in the circumferential direction. As a result, when a plurality of coil assemblies are arranged in a straight line, the wire connection pins of the coil of the same phase are connected via the relay portion inside the coil, so that it is not necessary to squeeze the connection wiring outside the coil It becomes. Therefore, the gap between the inner peripheral surface of the permanent magnet and the outer peripheral surface of the coil can be reduced, and a large thrust can be obtained without increasing the diameter of the coil.
コイル組立体のボビンの一端面と隣のコイル組立体の他端面とを相互に突き当てながら、複数のコイル組立体を次々に配置するだけで、同一位相のコイルを相互に接続することができる。したがって、コイル組立体を容易に組み立てることができ、リニアモータのストロークに対応させてコイル組立体の増設を容易に行うことができる。また、半田付けなどの配線作業がないので、断線などの故障を生じないリニアモータを提供することができる。コイル組立体として順巻きと逆巻きの2種類を用意しておけば良いので、リニアモータを製造するための部材の準備が容易になる。 Coils having the same phase can be connected to each other only by arranging a plurality of coil assemblies one after another while abutting one end face of the bobbin of the coil assembly and the other end face of the adjacent coil assembly. . Therefore, it is possible to easily assemble the coil assembly, and it is possible to easily increase the number of coil assemblies corresponding to the stroke of the linear motor. Further, since there is no wiring work such as soldering, it is possible to provide a linear motor that does not cause a failure such as disconnection. Since it is sufficient to prepare two types of coil assemblies, forward winding and reverse winding, it is easy to prepare a member for manufacturing a linear motor.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。このリニアモータは、図1(A)に示されるように、モータケース11を有している。モータケース11は両端部に端板12a,12bが取り付けられるケース本体11aを有し、ケース本体11aにはケースカバー11bが取り付けられる。ケースカバー11bの外側には長方形の移動テーブル13が直線往復動自在に装着されており、移動テーブル13は、図2に示されるように、ケースカバー11bのガイド部14の両側に設けられたガイド溝14aにボール15を介して案内される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The linear motor has a
モータケース11の内部の収容室16には、ロッド17が組み込まれており、このロッド17の一端部は端板12aに固定され、他端部は端板12bに固定されている。ロッド17の外側には複数のコイル組立体20が配置されている。図1に示すリニアモータにおいては、ロッド17の外側には18個のコイル組立体20が配置されており、コイル組立体20とその中心部を貫通するコア部材としてのロッド17とによりコイルユニット21が構成される。コイル組立体20の外側には円筒形状の磁石ユニット22が配置されており、磁石ユニット22は図2(A)に示されるように、磁石ケース23内に組み込まれている。ガイド部14の幅方向中央部には長手方向に伸びてスリット24が形成されており、磁石ケース23はスリット24を貫通する連結ブロック25により移動テーブル13に連結されている。このリニアモータは、ロッド17に固定されたコイル組立体20の外側の磁石ユニット22を直線往復動させて移動テーブルを駆動するようにした形態となっている。
A
磁石ユニット22は複数の円筒形状の永久磁石26により形成されている。それぞれの永久磁石26は軸方向に着磁されており、磁石ユニット22は永久磁石26を同極同士が向き合うように相互に突き当てられた状態で磁石ケース23内に組み込まれている。磁石ケース23内には3つの永久磁石26が組み込まれているが、永久磁石26の数と磁石ケース23の長さは図示する場合に限られることなく、永久磁石26の数と磁石ケース23の長さは任意に設定することができる。
The
コイルユニット21は、図1(A)に示されるように、U相、V相、およびW相の3相を1組として6組、18個のコイル組立体20を有している。ただし、組数は任意の数に設定される。
As shown in FIG. 1 (A), the
図7に示されるように、それぞれのコイル組立体20は円筒形状のボビン27を有し、ボビン27は円筒部28とその両端部に径方向外方に突出して設けられたフランジ29a,29bを有している。円筒部28の外周面にはマグネットワイヤ31を巻き付けることにより形成されるコイル32が設けられており、コイル32はマグネットワイヤ31を円筒部28の外周面に複数層巻き付けることにより形成されている。
As shown in FIG. 7, each
ボビン27の内周面には円周方向に120度の間隔を置いて3つの連結部33a〜33cが径方向内方に突出して設けられている。連結部33aはワイヤピン連結部であり、連結部33bは中継連結部であり、連結部33cは貫通連結部であり、それぞれの連結部33a〜33cは軸方向に伸びている。コイル組立体20が外側に装着されるロッド17には、図5(A)に示されるように、それぞれの連結部33a〜33cが係合する3つの噛み合い溝34が形成されており、コイル組立体20がロッド17に対して回転することが防止される。
Three connecting
ワイヤピン連結部33aの一端部には金属製のピンからなる一端側のワイヤ接続ピン35aが取り付けられている。このワイヤ接続ピン35aはボビン27の一方の端面29aから軸方向外方に突出し、ワイヤ接続ピン35aの根本にはコイル32を形成するマグネットワイヤ31の一端が接続されている。ワイヤピン連結部33aの他端部には同様に金属製のピンからなる他端側のワイヤ接続ピン35bが取り付けられている。このワイヤ接続ピン35bはボビン27の他方の端面29bから軸方向外方に突出し、ワイヤ接続ピン35bにはマグネットワイヤ31の他端が接続されている。このように、コイル32に対して径方向内方に位置させてボビン27の両端面から突出するワイヤ接続ピン35a,35bにマグネットワイヤ31の両端が接続されている。マグネットワイヤ31の両端にそれぞれ接続されるワイヤ接続ピン35a,35bは一直線状となっている。
A
中継連結部33bには軸方向に貫通する貫通孔36が形成されている。この貫通孔36には中空の金属棒材からなる中継金具37が取り付けられており、中継金具37は他のコイル組立体20のワイヤ接続ピンを相互に電気的に接続する中継部を構成している。中継金具37の両端部にはワイヤ接続ピンが嵌合される嵌合部38a,38bが設けられ、一方の嵌合部38aは貫通孔36の中に位置し、他方の嵌合部38bはボビン27のフランジ29bよりも軸方向外方に突出している。
A through
中継金具37の嵌合部38a側の端面は貫通孔36の中央に位置する。また、中継金具37の軸方向中央部はフランジ29bの端面に位置する。ただし、中継金具37の軸方向中央部はフランジ29aの端面に位置しても良い。このように、中継金具37の軸方向の半分はボビン27に埋没し、残りの半分はボビンの端面から突出する。貫通孔36は中央部分を境にして一方の内径は若干大きく、他の一方の内径は若干小さく形成され、中央部には段差が設けられる。中継金具37は内径の大きい方から圧入され中央部の段差部で止まる。コイル組立体同士を連結するときには、ボビンの端面から突出している中継金具37の軸方向の半分が、隣のボビン27の貫通連結部33cに入り込む。
The end surface of the relay fitting 37 on the
貫通連結部33cには貫通孔39が中継部として形成されている。このように、ボビン27には、ワイヤ接続ピン35a,35bが取り付けられたワイヤピン連結部33aと、中継部としての中継金具37が取り付けられた中継連結部33bと、中継部としての貫通孔39が形成された貫通連結部33cが円周方向に120度置きに設けられている。したがって、軸方向に隣り合うコイル組立体20を120度ずらして突き合わせると、中継金具37の突出部は貫通孔39内に挿入される。中継金具37の嵌合部38aには隣のコイル組立体20のワイヤ接続ピン35bが嵌合され、中継金具37の嵌合部38bには隣のコイル組立体20を隔てた1つ先のコイル組立体20のワイヤ接続ピン35aが嵌合される。これにより、中継金具37を介して同一位相のコイル組立体20のワイヤ接続ピンが電気的に接続される。
A through
つまり、2つのコイル組立体20を隔てて2つのコイル組立体20のコイル32が電気的に接続されることになり、図4に示されるように、複数のコイル組立体20が直線状にロッド17に配置された状態のもとでは、軸方向に隣り合う2つのボビン27のうち一方のボビン27の貫通孔39内に挿入される他方のボビン27の中継金具37を介して同一位相のコイル組立体20のワイヤ接続ピン35a,35bが電気的に接続される。つまり、図4のV1相のコイルは、W1とU2にかけて設けられている中継金具37を介して、V2相のコイルに接続される。U1相のコイル、W1相のコイルについては図4には示されていないが、同様である。
That is, the
図1(A)に示されるように、18個のコイル組立体20を一直線状に配置し、図において左側からそれぞれのコイル32をU1相、V1相、W1相とすると、それぞれ同一位相のコイルが6つずつ中継部を介して接続される。
As shown in FIG. 1A, when 18
ロッド17の一端部には、図4に示されるように、コモンプレート41が配置される。このコモンプレート41にはコモンプレート41に隣り合ったU1相のコイル組立体20のワイヤ接続ピン35aが嵌合される嵌合孔が形成されている。図4に示されるように、貫通連結部33cにはワイヤ接続ピン35aに嵌合されるコンタクトピン42が装着され、中継連結部33bには中継金具37の嵌合部38aに嵌合される図示しないコンタクトピンが装着される。コモンプレート41にはそれぞれのコンタクトピンが嵌合される嵌合孔が形成されており、コモンプレート41に設けられる金具により、ワイヤ接続ピン35aと2つのコンタクトピンは電気的に接続される。このように、U相、V相、W相の一端は導電性のコモンプレートにより相互に接続されスター結線を構成する。コモンプレート41とロッド17は絶縁プレート43により絶縁されている。
A
ロッド17の他端部には絶縁性の配線基板44が配置される。この配線基板44には図5(B)に示されように、3つの給電端子45u,45v,45wが設けられている。配線基板44には配線基板44に隣り合ったW6相のコイル組立体20のワイヤ接続ピン35aが嵌合される嵌合孔が形成されている。図4に示されるように、貫通連結部33cにはワイヤ接続ピン35bに嵌合されるコンタクトピン46が装着され、中継連結部33bには中継金具37の嵌合部38aに嵌合される図示しないコンタクトピンが装着される。配線基板44にはそれぞれのコンタクトピンが嵌合される嵌合孔が形成されており、ワイヤ接続ピン35aと2つのコンタクトピンは、配線基板44に設けられる金具により配線基板44に設けられた給電端子に接続される。
An insulating
コモンプレート41とこれに隣り合うコイル組立体20との間には、ワイヤ接続ピン35aおよびコンタクトピン42にそれぞれ取り付けられる環状のスペーサ47が配置される。同様に、配線基板44とこれに隣り合うコイル組立体20との間には、ワイヤ接続ピン35bおよびコンタクトピン46にそれぞれ取り付けられる環状のスペーサが配置される。
Between the
全てのコイル組立体20が相互に突き当てられた状態となって図4に示されるようにロッド17の外側に取り付けられた状態のもとで、配線基板44には固定板48が突き当てられ、ロッド17の端部にはナット49がねじ止めされる。これにより、複数のコイル組立体20とロッド17とにより三相のコイルユニット21が組み立てられる。また、コイルユニット21はコイル組立体20を端面同士で突き当てることにより容易に組み立てられる。マグネットワイヤ31を半田付けすることなく、ワイヤ接続ピン35a,35bと中継金具37との嵌合によりコイル32の相互の接続は容易に行うことができる。
Under the condition that all the
図8は図1(A)に示されたコイルユニット21の結線図であり、軸方向に隣り合うコイル32は相互に逆極性ないし逆巻きとなっている。例えば、U1相のコイルを順巻きとすると、これに隣り合うV1相のコイルは逆巻きとなっており、これに隣り合うW1相のコイルは順巻きとなっている。
FIG. 8 is a connection diagram of the
したがって、コイルユニット21を組み立てるには、まず、順巻きのコイル32となったコイル組立体20と逆巻きのコイル32のコイル組立体20とが製造される。次に、順巻きのコイル組立体20と逆巻きのコイル組立体20を120度だけ角度を変えながら、交互に配置する。例えば、図1(A)に示すように18個のコイル組立体20を一直線状にロッド17の外側に配置する。このときには、軸方向に隣り合う2つのコイル組立体20のボビン27の端面同士が突き当てられる。これにより、図8の結線図に示すように、相互に同一位相のコイル32のワイヤ接続ピン35a,35bが2つのコイル組立体20をジャンプして、コイル32の径方向内方の中継部としての中継金具37を介して接続される。
Therefore, in order to assemble the
このように、同一位相のコイル32を接続する中継部としての中継金具37は、コイル32の内側に設けられるので、渡り線として機能する中継金具37がコイル32の外側に配置されることがない。これにより、コイルの外周面と永久磁石26の内周面との隙間を極力小さくするこができ、コイルと永久磁石との間に強い吸引力を生じさせることができ、大きな軸方向の推力を移動テーブル13に加えることができる。三相それぞれのコイルに対して電力を供給するために、それぞれの給電端子45u,45v,45wに接続される給電ケーブル40が図1に示されるように配線基板44に取り付けられている。
As described above, the relay fitting 37 serving as a relay portion for connecting the
図7に示されるように、3つの連結部33a〜33cが円周方向に120度置きに設けられており、ワイヤ接続ピン35a,35bが設けられるワイヤピン連結部33aに対して時計回りに120度だけ隔たった位置に、中継金具37が取り付けられる中継連結部33bが設けられている。ワイヤピン連結部33aに対して反時計回りに120度だけ隔たった位置に、貫通孔39が形成された貫通連結部33cが設けられている。コイルユニット21を構成するそれぞれのコイル組立体20は、マグネットワイヤが巻き付けられる前のボビン27の形状が全て同一であり、1種類のボビン27により全てのコイル組立体20を製造することができる。ボビン27に巻き付けられるコイルには、順巻きと逆巻きとがあるので、マグネットワイヤ31が巻き付けられた後のコイル組立体20は2種類となる。図示するコイル組立体20には、ワイヤ接続ピン35a,35bが一直線状となってボビン27に取り付けられているが、ワイヤ接続ピン35a,35bを円周方向にずらして取り付けるようにしても良い。
As shown in FIG. 7, three connecting
図9は本発明の他の実施の形態であるリニアモータのコイルユニットの一部を示す分解斜視図であり、図10は図9の展開図であり、図11はコイルユニットの一端部を示す断面図である。図9〜図11においては、上述した部材と共通する部材には同一の符号が付されている。 9 is an exploded perspective view showing a part of a coil unit of a linear motor according to another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a development view of FIG. 9, and FIG. 11 shows one end of the coil unit. It is sectional drawing. 9 to 11, members that are the same as those described above are given the same reference numerals.
上述したコイル組立体20と同様に、図9に示すコイル組立体30のボビン27の内側には、円周方向に120度の間隔を置いて3つの連結部50a〜50cが径方向内方に突出して設けられている。それぞれの連結部50a〜50cは軸方向に伸びており、貫通孔51〜53がそれぞれ形成されている。連結部50aはワイヤ連結部であり、他の2つの連結部50b,50cはそれぞれ中継用の連結部である。
Similarly to the
ワイヤ連結部50aの両端部には、上述したコイル組立体20と同様に、金属製のピンからなるワイヤ接続ピン54a,54bがボビン27の端面から突出して取り付けられ、それぞれのワイヤ接続ピン54a,54bの根本にはマグネットワイヤ31の両端が接続されている。それぞれのワイヤ接続ピン54a,54bの基端部に設けられた大径部55が貫通孔51に嵌合され、それぞれの大径部55の間には絶縁部材56が設けられ、ワイヤ接続ピン54aとワイヤ接続ピン54bとを絶縁している。
Similar to the
中継用の第1の連結部50bに形成された貫通孔52には、第1の中継金具57が取り付けられている。この中継金具57は、貫通孔52に嵌合される大径の内側嵌合部57aとこの内側嵌合部57aよりも小径となって外部に突出する外側嵌合部57bとを有している。内側嵌合部57aにはワイヤ接続ピン54bまたはコンタクトピン42が嵌合される嵌合孔58が形成されている。中継用の第2の連結部50cに形成された貫通孔53には、第2の中継金具59が取り付けられている。この中継金具59は貫通孔53内に埋め込まれており、両端部にはそれぞれ内側嵌合部としての嵌合孔60a,60bが形成されている。
A first relay fitting 57 is attached to the through
したがって、複数のコイル組立体30を端面同士が突き当てられるようにロッド17の外側に配置すると、ワイヤ接続ピン54aが第2の中継金具59の嵌合孔60bに嵌合され、ワイヤ接続ピン54bが第1の中継金具57の嵌合孔58に嵌合される。さらに、第1の中継金具57の外側嵌合部57bは第2の中継金具59の嵌合孔60aに嵌合され、第2の中継金具59の嵌合孔60bにはワイヤ接続ピン54aが嵌合される。これにより、相互に軸方向に隣り合う2つのコイル組立体30のうち一方のコイル組立体30の第1の中継金具57と、これに嵌合される他のコイル組立体30の第2の中継金具59とを介して同一位相のコイル組立体30のワイヤ接続ピン54a,54bが電気的に接続される。
Therefore, when the plurality of
図9および図10に示されるように、コモンプレート41に隣り合うU1相のコイル組立体30のワイヤ接続ピン54aが嵌合する嵌合孔41aがコモンプレート41に形成されている。このコイル組立体30の中継金具57に設けられた嵌合孔58と、中継金具59に設けられた嵌合孔60aにはそれぞれコンタクトピン42が装着される。それぞれのコンタクトピン42が嵌合する嵌合孔41b,41cがコモンプレート41に形成されている。コモンプレート41により、ワイヤ接続ピン54aと2つのコンタクトピン42は電気的に接続される。このように、U相、V相、W相の一端は導電性のコモンプレートにより相互に接続されスター結線を構成する。コモンプレート41とロッド17は絶縁プレート43により絶縁されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
配線基板44に隣り合うW6相のコイル組立体30のワイヤ接続ピン54bが嵌合する嵌合孔44aと、中継金具59の外側嵌合部57bが嵌合する嵌合孔44bとが配線基板44に形成されている。このコイル組立体30の中継金具59に設けられた嵌合孔60bにはコンタクトピン46が装着され、このコンタクトピン46が嵌合される嵌合孔44cが配線基板44に形成されている。ワイヤ接続ピン54bと外側嵌合部57bとコンタクトピン46は、絶縁性の配線基板44に設けられた3つの金具によりそれぞれ独立して給電端子に接続される。コイルの結線状態は、図8に示した場合と同様となる。
The
図12はロッド17の変形例を示す断面図である。上述したロッド17には、図5(A)に示すように、連結部33a〜33cに対応させて3つの噛み合い溝34が形成されているのに対し、図12に示されるロッド17は断面がほぼ三角形となっている。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modification of the
上述したそれぞれのコイル組立体20とコイル組立体30においては、連結部33a〜33c(50a〜50c)を円周方向に120度隔てて設けられているので、隣り合うコイル組立体20または30の円周方向の角度を120度ずらして突き合わせることにより、2つの中継部を貫通して相互に同一位相のコイル32が接続される。ただし、連結部33a〜33cや連結部50a〜50cをボビン27の一部に寄せ集めるようにして設けるようにしても良い。
In each of the
図13はロッド17の変形例を示す断面図である。このロッド17は断面形状が円形部17aと平坦部17bとを有し、3つの連結部33a〜33c(50a〜50c)が平坦部に隣接するようにボビン27の一部に寄せ集められている。このような形態のコイル組立体20,30によりコイルユニット21を組み立てるには、U相、V相、W相のそれぞれに対応させてワイヤ接続ピンの位置を相違させた3種類のコイル組立体20,30と、3種類のそれぞれに順巻きと逆巻きのコイル組立体20,30を製造することになる。つまり、合計6種類のコイル組立体20,30を製造することになる。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a modification of the
上述したそれぞれのコイル組立体20とコイル組立体30は、3相タイプのコイルユニットであるが、3相に限られることなく、2相または5相等の複数相のコイルユニットとすることができる。2相の場合には、ボビン27にはワイヤ接続ピンと1つの中継部とが、例えば、円周方向に180度ずらして設けられことになる。また、5相の場合には、ボビン27にはワイヤ接続ピンと4つの中継部とが、例えば、円周方向に72度ずらして設けられることになる。
Each of the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述したリニアモータは、磁石ユニット22をコイルユニット21に対して移動させるようにしているが、磁石ユニットをモータケース11に固定し、コイルユニット21が取り付けられるロッド17を軸方向に往復動させるようにしても良い。その場合にはロッド17の両端部が軸受により往復動自在に支持される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the above-described linear motor moves the
11 モータケース
12a,12b 端板
13 移動テーブル
16 収容室
17 ロッド
20 コイル組立体
21 コイルユニット
22 磁石ユニット
23 磁石ケース
26 永久磁石
27 ボビン
28 円筒部
29a,29b フランジ
30 コイル組立体
31 マグネットワイヤ
32 コイル
33a〜33c 連結部
34 噛み合い溝
35a,35b ワイヤ接続ピン
36 貫通孔
37 中継金具
38a 嵌合部
38b 嵌合部
39 貫通孔
41 コモンプレート
44 配線基板
50a〜50c 連結部
51〜53 貫通孔
54a,54b ワイヤ接続ピン
57 第1の中継金具
57a 内側嵌合部
57b 外側嵌合部
58 嵌合孔
59 第2の中継金具
60a,60b 嵌合孔
DESCRIPTION OF
Claims (7)
それぞれの前記コイル組立体は、
マグネットワイヤを巻き付けて形成されるコイルが設けられ前記ロッドの外側に配置される円筒形状のボビンと、
前記ボビンの一端面に前記コイルの径方向内方に位置させて設けられ前記マグネットワイヤの一端が接続される一端側のワイヤ接続ピンと、
前記ボビンの他端面に前記コイルの径方向内方に位置させて設けられ前記マグネットワイヤの他端が接続される他端側のワイヤ接続ピンと、
前記ボビンに前記コイルの径方向内方に設けられる中継部とを有し、
それぞれの前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンは、少なくとも1つの他の位相の前記コイル組立体の前記中継部を介して他の同位相の前記コイル組立体の前記ワイヤ接続ピンに接続されることを特徴とするリニアモータ。 A linear motor having a rod to which a plurality of coil assemblies are fixed on the outside and a permanent magnet disposed on the outside of the coil assembly, and reciprocating one of the rod and the permanent magnet in the axial direction. And
Each of the coil assemblies is
A cylindrical bobbin provided with a coil formed by winding a magnet wire and disposed outside the rod;
A wire connection pin on one end side provided on one end surface of the bobbin and positioned on the radially inner side of the coil, to which one end of the magnet wire is connected;
A wire connecting pin on the other end side provided on the other end surface of the bobbin and positioned on the radially inner side of the coil and connected to the other end of the magnet wire;
A relay portion provided on the bobbin inwardly in the radial direction of the coil;
The wire connection pin of each coil assembly is connected to the wire connection pin of the other coil assembly of the same phase via the relay portion of the coil assembly of at least one other phase. A linear motor characterized by
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