JP2013110913A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアモータに関し、具体的には、マグネットロッドを案内する案内手段をマグネットロッドの軸端に配置したリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor, and more specifically to a linear motor in which guide means for guiding a magnet rod is arranged at the shaft end of the magnet rod.
従来から、モータの固定子と可動子とを直線状に配列し、電気エネルギを直線運動のための推力に変換するリニアモータが知られている。このリニアモータは、例えば、ステンレスパイプ等に永久磁石とポールシューを相互に複数積層して形成したマグネットロッドと、このマグネットロッドに遊嵌するように円筒形のコイルを中心を合わせて組合せたハウジングとを備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, linear motors are known in which a stator and a mover of a motor are linearly arranged to convert electric energy into thrust for linear motion. This linear motor is, for example, a housing that combines a magnet rod formed by laminating a plurality of permanent magnets and pole shoes on a stainless steel pipe or the like, and a cylindrical coil that is loosely fitted to the magnet rod. And.
このようなリニアモータは、コイルに電流を流すことで、磁場が発生し、コイルの磁場と永久磁石の磁場との相互作用によって、マグネットロッドを直線運動させる推力を発生させる。 In such a linear motor, a magnetic field is generated by passing an electric current through the coil, and a thrust that linearly moves the magnet rod is generated by the interaction between the magnetic field of the coil and the magnetic field of the permanent magnet.
また、マグネットロッドの回転防止のために、マグネットロッドに軸方向に沿って形成されたスプライン溝と、ハウジングに取り付けられたスプラインナットとによって案内手段としてのスプライン機構を形成している。 Further, in order to prevent the rotation of the magnet rod, a spline mechanism as a guide means is formed by a spline groove formed in the magnet rod along the axial direction and a spline nut attached to the housing.
しかしながら、従来のリニアモータによると、マグネットロッドをハウジングの端部に取り付けたスプラインナットで案内しているので、マグネットロッドの移動に伴ってマグネットロッドがハウジングから出没する。このような構成によれば、ハウジングからマグネットロッドが露出してしまい、マグネットロッドの機械的な干渉を防ぐために周囲とのスペースを確保するなど、使用上の注意が必要であるといった課題があった。 However, according to the conventional linear motor, since the magnet rod is guided by the spline nut attached to the end portion of the housing, the magnet rod moves out of the housing as the magnet rod moves. According to such a configuration, the magnet rod is exposed from the housing, and there has been a problem that it is necessary to take care in use, such as securing a space with the surroundings to prevent mechanical interference of the magnet rod. .
また、ハウジングの軸方向の端部にスプラインナットを取り付けているので、リニアモータの軸方向の長さを短く設計することが難しいといった課題があった。 Further, since the spline nut is attached to the end portion of the housing in the axial direction, there is a problem that it is difficult to design the length of the linear motor in the axial direction short.
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、スプライン機構などの案内手段を密閉構造内に収めることで、可動部が露出しない構造とすることができ、全長を短く設計することが可能なリニアモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and by placing guide means such as a spline mechanism in a hermetically sealed structure, a structure in which the movable part is not exposed can be obtained, and the overall length is designed to be short. An object of the present invention is to provide a linear motor that can be used.
本発明に係るリニアモータは、マグネットロッドと、前記マグネットロッドに遊嵌されるコイルを内包するハウジングと、を備えるリニアモータにおいて、前記マグネットロッドは、少なくとも一方の軸端部に案内手段が取り付けられ、前記ハウジングの前記少なくとも一方の軸端部に対応する端部には、前記端部から前記少なくとも一方の軸端部に向けて突出する案内軸を備え、前記案内手段は、前記案内軸に沿って往復運動可能に支持されることを特徴とする。 The linear motor according to the present invention includes a magnet rod and a housing containing a coil loosely fitted to the magnet rod, wherein the magnet rod has a guide means attached to at least one shaft end. An end portion of the housing corresponding to the at least one shaft end portion is provided with a guide shaft that protrudes from the end portion toward the at least one shaft end portion, and the guide means extends along the guide shaft. And is supported so as to be able to reciprocate.
本発明によれば、案内手段がマグネットロッドの軸端部に取り付けられ、ハウジングの端部には、マグネットロッドに向けて突出する案内軸が形成されているので、案内手段をハウジング内に収めることができ、リニアモータの全長を従来よりも短く設計することができる。 According to the present invention, since the guide means is attached to the shaft end portion of the magnet rod, and the guide shaft protruding toward the magnet rod is formed at the end portion of the housing, the guide means is accommodated in the housing. The total length of the linear motor can be designed shorter than before.
以下、本発明に係るリニアモータの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a linear motor according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments do not limit the invention according to each claim, and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. .
図1は、本発明の実施形態に係るリニアモータを示す一部断面斜視図であり、図2は、案内手段の構造を説明するための一部断面斜視図であり、図3及び4は、本発明の実施形態に係るリニアモータの動作を説明するための断面図である。 FIG. 1 is a partially sectional perspective view showing a linear motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially sectional perspective view for explaining the structure of a guiding means, and FIGS. It is sectional drawing for demonstrating operation | movement of the linear motor which concerns on embodiment of this invention.
図1に示すように、本実施形態に係るリニアモータ1は、マグネットロッド10と、マグネットロッド10に遊嵌されるコイル21を組み合わせて内包したハウジング20とを備える。
As shown in FIG. 1, the linear motor 1 according to this embodiment includes a
マグネットロッド10は、磁石がN極11及びS極12が相互に配置されており、N極11及びS極12の間にはポールシュー13が介在して積層されている。また、磁石11,12及びポールシュー13は、非磁性のステンレスパイプ14に挿入・積層されている。さらに、ステンレスパイプ14の軸方向の一端には、取付手段32を介して案内手段としてのスプラインナット30が取り付けられている。
The
取付手段32は、後述する案内軸31が挿通可能なように中空状に形成されており、スプラインナット30を組み付ける拡径部32aと、マグネットロッド10の外径と略同一径に形成された縮径部32bとから構成されている。なお、取付手段32は、マグネットロッド10の軸端にカシメ等によって取付固定されている。
The attachment means 32 is formed in a hollow shape so that a
ハウジング20は、コイル21を内包した駆動部24と、マグネットロッド10を収容するカバー部23とを備えている。駆動部24に内包されたコイル21はマグネットロッド10を遊嵌するU・V・W相からなる一組の三相コイルを構成している。このように、三相に構成されたコイル21に対して120°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル21の軸方向に移動する移動磁界が発生するので、ハウジング20は移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さに同期したマグネットロッド10の直線運動が実現する。なお、コイル21の給電は給電部25を介して行われる。
The
カバー部23は、駆動部24からマグネットロッド10の軸方向に沿って延設された中空状に形成されており、その端部には、案内軸31が側蓋22を介して取り付けられている。案内軸31は、側蓋22からカバー部23の内側に向かって突出しており、マグネットロッド10の軸端に取り付けられたスプラインナット30と組み合わされている。
The
次に、図2を参照して、スプラインナット30及び案内軸31の構成について説明を行う。案内軸31は、軸方向に沿って複数の転動体転走溝31aが形成された軸部材であり、スプラインナット30は、案内軸31が貫通する中空孔を有して略円筒状に形成されるとともに、多数の転動体40を介して案内軸31に組み付けられている。
Next, the configuration of the
案内軸31は、軸方向に垂直な断面において、略円形状に形成されると共に、その外周面には、長手方向に沿った例えば6条の転動体転走溝31aが形成されている。これら転動体転走溝31aは、隣り合う2条の転動体転走溝31aが1組となって合計3組形成されており、3組の転動体転走溝31aが案内軸31の外周面を略3等分するように設けられている。
The
スプラインナット30は、中空孔を有して円筒形状に形成された外筒33と、外筒33の中空孔の両端部に嵌合する一対のエンドプレート34とを備えている。外筒33の中空孔の内周には、案内軸31に形成された転動体転走溝31aと対向する負荷転動体転走溝35と、負荷転動体転走溝35と略平行に外筒33を軸方向に貫通する転動体戻し路36が形成されている。
The
また、エンドプレート34の外筒33と対向する面には、負荷転動体転走溝35と転動体転走溝31aとから構成される転動体転走路及び転動体戻し路36の両端を連絡するように方向転換路34aが形成されている。
Further, both ends of the rolling element rolling path and the rolling
転動体40は、転動体転走路,方向転換路34a及び転動体戻し路36を循環する無限循環路内に配列されており、隣り合う転動体40の間にはスペーサ41が介在されている。各スペーサ41は、転動体40の径よりも小さな略円盤状に形成されており、転動体40と対向する面には、転動体40の形状に対応するように凹状に形成されている。
The
このように、複数の転動体40の間にスペーサ41が介在しているので、転動体40が無限循環路内を転走する際に、互いに接触することを防止し、異音の発生や転動体40の摩耗を防止することができる。
As described above, since the
このように、案内軸31に複数の転動体40を介してスプラインナット30が組み付けられているので、スプラインナット30は案内軸31に沿って移動可能であると共に、案内軸31に対して相対的に回転することを防止している。
As described above, since the
次に、図3及び4を参照して本実施形態に係るリニアモータ1の動作について説明を行う。図3は、マグネットロッド10が一端に移動してリニアモータ1が全体として延びた状態を示しており、図4は、マグネットロッド10が他端に移動してリニアモータ1が全体として縮んだ状態を示している。
Next, the operation of the linear motor 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a state where the
図3に示すように、コイル21に電流を流して磁場が発生すると、コイル21の磁場とマグネットロッド10の磁場との相互作用によって、マグネットロッド10が一方向に直線運動を行い、マグネットロッド10に取り付けられたスプラインナット30は、案内軸31の一端まで移動する。このように、リニアモータ1が延びた状態では、マグネットロッド10の端部に取り付けられたスプラインナット30は、案内軸31の先端(側蓋22によって固定されている端部とは逆方向の端部)に位置しており、案内軸31の先端とマグネットロッド10は、取付手段32内にスペースSを有している。
As shown in FIG. 3, when a magnetic field is generated by passing a current through the
次に、コイル21に逆相の電流を流すと、マグネットロッド10が逆方向に移動を開始する。そして、スプラインナット30は、案内軸31に沿って案内軸の根元(側蓋22によって固定されている端部)まで移動する。この状態では、図4に示すように、案内軸31は、取付手段32の縮径部32b内に形成されたスペースSに没入するので、マグネットロッド10と案内軸31とが干渉することはない。
Next, when a reverse-phase current is passed through the
また、リニアモータ1が縮んだ状態でも、マグネットロッド10はカバー部23内に収容されているので、マグネットロッド10が露出することはない。
Even when the linear motor 1 is contracted, the
このように、本実施形態に係るリニアモータ1は、マグネットロッド10の移動に伴って、マグネットロッド10の端部がカバー部23に収容されているので、マグネットロッド10が露出することがなく、マグネットロッド10の機械的な干渉を防ぐために周囲とのスペースを確保するなど、使用上の注意が不要となる。
Thus, in the linear motor 1 according to the present embodiment, the
また、本実施形態に係るリニアモータ1は、マグネットロッド10にスプラインナット30を取り付けているので、案内軸をマグネットロッドに取り付ける場合に用いていたカラーが不要となるため、カラーの長さ分だけマグネットロッドの長さを短く設計することが可能となり、さらに内部にスペースが形成された中空状の取付手段を用いているので、そのスペースに案内軸31が出入りできる構造となり、リニアモータ1の全長を短く設定することができる。
Moreover, since the linear motor 1 which concerns on this embodiment has attached the
また、本実施形態に係るリニアモータ1は、取付手段32が中空状に形成されると共に、スプラインナット30を取り付ける拡径部32aと、案内軸31が出入り可能なスペースSが形成された縮径部32bとを備えているので、簡単な構成で案内軸31が出入り可能なスペースSを構成することができる。
In the linear motor 1 according to the present embodiment, the attachment means 32 is formed in a hollow shape, and the diameter-reduced
また、本実施形態に係るリニアモータ1は、案内手段として、スプラインナット30と案内軸31としてスプライン軸を採用することができるので、容易な構成で案内手段を構成することが可能となると共に、様々な種類のスプライン装置を採用することができるので、設計の自由度が大きくなる。
Moreover, since the linear motor 1 which concerns on this embodiment can employ | adopt a spline shaft as the
また、本実施形態に係るリニアモータ1は、案内軸31がハウジング20の一端に形成された中空状のカバー部23に内包されると共に、カバー部23の端部に取り付けられた側蓋22に取り付けられているので、容易な構成で確実に案内軸31をカバー部23内に配置することができる。
In the linear motor 1 according to the present embodiment, the
また、本実施形態に係るリニアモータ1に適用されたマグネットロッド10は、磁石11,12及びポールシュー13をステンレスパイプ14内に積層配置した場合について説明したが、磁石11,12とポールシュー13と積層することができれば、ステンレスパイプ14を省略しても構わない。さらに、マグネットロッド10は、ポールシュー13を用いずに磁石11,12を積層配置して形成しても構わない。
Moreover, although the
また、本実施形態に係るリニアモータ1に適用されたスプラインナット30は、複数の転動体40の間にスペーサ41を介在させた場合について説明したが、転動体40の数を増やして荷重容量を確保するために、スペーサ41を省略しても構わない。
Moreover, although the
また、本実施形態に係るリニアモータ1に適用された案内軸31は、転動体転走溝31aを6条形成した場合について説明したが、転動体転走溝の数はこれに限られず、必要に応じて適宜増減することが可能である。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
Moreover, although the
1 リニアモータ, 10 マグネットロッド, 20 ハウジング, 21 コイル, 22 側蓋, 30 スプラインナット(案内手段), 31 案内軸, 32 取付手段, 32a 拡径部, 32b 縮径部, S スペース。 1 linear motor, 10 magnet rod, 20 housing, 21 coil, 22 side lid, 30 spline nut (guide means), 31 guide shaft, 32 mounting means, 32a expanded diameter portion, 32b reduced diameter portion, S space.
Claims (6)
前記マグネットロッドに遊嵌されるコイルを内包するハウジングと、を備えるリニアモータにおいて、
前記マグネットロッドは、少なくとも一方の軸端部に案内手段が取り付けられ、
前記ハウジングの前記少なくとも一方の軸端部に対応する端部には、前記端部から前記少なくとも一方の軸端部に向けて突出する案内軸を備え、
前記案内手段は、前記案内軸に沿って往復運動可能に支持されることを特徴とするリニアモータ。 A magnet rod,
In a linear motor comprising a housing containing a coil loosely fitted to the magnet rod,
The magnet rod has a guide means attached to at least one shaft end,
An end portion corresponding to the at least one shaft end portion of the housing includes a guide shaft protruding from the end portion toward the at least one shaft end portion,
The linear motor is characterized in that the guide means is supported so as to reciprocate along the guide shaft.
前記案内手段は、前記少なくとも一方の軸端部に取付手段を介して取り付けられることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
The linear motor is characterized in that the guide means is attached to the at least one shaft end portion via attachment means.
前記取付手段は、前記案内軸が挿通可能に中空状に形成されることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 2,
The linear motor is characterized in that the attachment means is formed in a hollow shape so that the guide shaft can be inserted therethrough.
前記取付手段は、前記案内手段を組み付ける拡径部と、前記案内軸を挿通する縮径部とを備えることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 3,
The linear motor is characterized in that the attachment means includes a diameter-expanded portion for assembling the guide means and a diameter-reduced portion for inserting the guide shaft.
前記案内軸は軸方向に案内溝が形成されたスプライン軸であり、
前記案内手段は、前記スプライン軸に往復移動可能に組み付けられるスプラインナットであることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 4,
The guide shaft is a spline shaft in which a guide groove is formed in the axial direction,
The linear motor according to claim 1, wherein the guide means is a spline nut assembled to the spline shaft so as to be reciprocally movable.
前記ハウジングは、前記マグネットロッド及び前記案内手段を内包可能な中空状に形成され、
前記案内軸は、前記ハウジングの前記端部に取り付けられた側蓋に取り付けられることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 5,
The housing is formed in a hollow shape capable of containing the magnet rod and the guide means,
The linear motor is characterized in that the guide shaft is attached to a side lid attached to the end of the housing.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015046033A1 (en) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | Thk株式会社 | Linear motor actuator with ball spline and method for manufacturing same |
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2011
- 2011-11-24 JP JP2011255917A patent/JP2013110913A/en active Pending
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CN105594109A (en) * | 2013-09-25 | 2016-05-18 | Thk株式会社 | Linear motor actuator with ball spline and method for manufacturing same |
KR101666340B1 (en) | 2013-09-25 | 2016-10-13 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | Linear motor actuator with ball spline and method for manufacturing same |
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