JP2014117024A - Linear motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor capable of carrying out positioning action with high response and high precision, by improving the stiffness of a motor moving member.SOLUTION: In a linear motor 1, a cylindrical coil frame 21 of a motor moving member 20 is installed between end plate parts 12 and 13 before and behind a moving side frame 10. Opening ends 23 and 24 at both ends of the installed cylindrical coil frame 21 are fixed by an adhesive, while the end plate parts 12 and 13 before and behind the moving side frame 10 are respectively bridged over. By the front and rear end plate part 12 and 13, the cylindrical col frame 21 having low stiffness is held at both ends, and the stiffness of the motor moving member 20 including the cylindrical coil frame 21 can be improved. A resonant frequency of the linear motor 1 can be improved, so that a lens mounted on the moving side frame 10 can be positioned at high-speed with high precision.

Description

本発明は、レンズなどの位置決めに用いるのに適したリニアモータに関し、特に、高応答および高精度で位置決めを行うことのできるリニアモータに関する。   The present invention relates to a linear motor suitable for use in positioning a lens or the like, and more particularly to a linear motor capable of positioning with high response and high accuracy.

ボイスコイルモータを利用して、応答性良くレンズを移動させて焦点合わせ等の動作を行うリニアアクチュエータが広く用いられている。特許文献1に開示のリニアアクチュエータは、直線往復移動する可動子の重心と、この可動子をガイドするリニアガイドの中心を一致させて、位置決め精度および耐久性を向上させている。   Linear actuators that perform operations such as focusing by moving a lens with good responsiveness using a voice coil motor are widely used. The linear actuator disclosed in Patent Document 1 improves positioning accuracy and durability by matching the center of gravity of a mover that linearly reciprocates with the center of a linear guide that guides the mover.

特許文献1に開示のリニアアクチュエータは、コイル、および、これを支持する矩形枠状のコイルフレームからなるコイルアセンブリを有している。コイルアセンブリの内側に、リニアガイド、レンズ取り付け用のフレーム、可動子の位置検出用のセンサ等の部材が配置されている。   The linear actuator disclosed in Patent Document 1 includes a coil and a coil assembly including a rectangular frame-shaped coil frame that supports the coil. Inside the coil assembly, members such as a linear guide, a lens mounting frame, and a mover position detection sensor are arranged.

特開2008−35645号公報JP 2008-35645 A

特許文献1のリニアアクチュエータにおいては、矩形枠状のコイルアセンブリの内側に各部品が組み込まれる。このため、コイルアセンブリの寸法が比較的大きくなり、十分な剛性が得られないことがある。コイルアセンブリと固定子側の永久磁石との間で発生する推力で、レンズフレーム、センサ等の可動部を移動させる際に、矩形枠状のコイルアセンブリが推力に耐えられずに変形することがある。可動部の移動時に矩形枠状のコイルアセンブリが変形すると、可動子の移動に僅かな遅れが生じ、応答性が低下するおそれがある。また、コイルアセンブリの剛性が十分でないと、駆動時にコイルアセンブリに共振が発生しやすい。コイルアセンブリに共振が発生すると、可動子の位置決め応答性、位置決め精度が低下するおそれがある。   In the linear actuator of Patent Document 1, each component is incorporated inside a rectangular frame-shaped coil assembly. For this reason, the dimension of a coil assembly becomes comparatively large and sufficient rigidity may not be obtained. When moving a moving part such as a lens frame or a sensor due to a thrust generated between the coil assembly and the permanent magnet on the stator side, the rectangular frame-shaped coil assembly may be deformed without being able to withstand the thrust. . If the rectangular frame-shaped coil assembly is deformed during the movement of the movable part, a slight delay occurs in the movement of the movable element, which may reduce the responsiveness. Further, if the coil assembly is not sufficiently rigid, resonance is likely to occur in the coil assembly during driving. If resonance occurs in the coil assembly, the positioning response and positioning accuracy of the mover may be reduced.

本発明の課題は、このような点に鑑みて、モータ可動子の剛性を高めて高応答および高精度で位置決め動作を行うことのできるリニアモータを提案することにある。   In view of the above, an object of the present invention is to propose a linear motor capable of performing positioning operation with high response and high accuracy by increasing the rigidity of a motor movable element.

上記の課題を解決するために、本発明のリニアモータは、
固定側フレーム、
移動対象部品が搭載される可動側フレーム、
前記固定側フレームに固定したモータ固定子、
前記可動側フレームに固定したモータ可動子、および、
前記可動側フレームを、前記固定側フレームに対して、予め定めた直線移動経路に沿ってスライド可能な状態で支持するリニアガイドを有し、
前記モータ可動子は、筒状コイルフレーム、および、前記筒状コイルフレームに巻回した駆動コイルを備え、
前記モータ固定子は、前記駆動コイルとの間に、前記直線移動経路に沿った方向の磁気駆動力を発生させる駆動マグネットを備え、
前記可動側フレームは、前記リニアガイドに固定した底板部分、および、前記底板部分における前記直線経路の方向に離れた部位から垂直に延びている第1、第2端板部分を備え、
前記筒状コイルフレームは、その中心軸線が前記直線移動経路に平行となる状態で、前記第1、第2端板部分の間に装着され、
前記第1端板部分は、前記筒状コイルフレームにおける一方の第1開口端における前記中心軸線を挟み両側に位置する開口縁端部分の間に架け渡された状態で、当該開口縁端部分に固定され、
前記第2端板部分は、前記筒状コイルフレームにおける他方の第2開口端における前記中心軸線を挟み両側に位置する開口縁端部分の間に架け渡された状態で、当該開口縁端部分に固定されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the linear motor of the present invention is
Fixed side frame,
A movable frame on which the parts to be moved are mounted,
A motor stator fixed to the fixed side frame;
A motor movable element fixed to the movable side frame; and
A linear guide that supports the movable side frame in a slidable state along a predetermined linear movement path with respect to the fixed side frame;
The motor mover includes a cylindrical coil frame, and a drive coil wound around the cylindrical coil frame,
The motor stator includes a drive magnet that generates a magnetic drive force in a direction along the linear movement path between the motor coil and the drive coil.
The movable side frame includes a bottom plate portion fixed to the linear guide, and first and second end plate portions extending vertically from a portion of the bottom plate portion that is separated in the direction of the linear path,
The cylindrical coil frame is mounted between the first and second end plate portions in a state where a central axis thereof is parallel to the linear movement path,
The first end plate portion spans between the opening edge end portions located on both sides across the central axis at the first opening end of one of the cylindrical coil frames. Fixed,
The second end plate portion is bridged between the opening edge end portions located on both sides across the central axis at the other second opening end of the cylindrical coil frame, and It is characterized by being fixed.

本発明のリニアモータでは、可動側フレームの両側の第1、第2端板部分の間に、モータ可動子の筒状コイルフレームが装着される。装着された筒状コイルフレームの両端の開口端には、可動側フレームの第1、第2端板部分がそれぞれ架け渡された状態で、接着剤あるいは金具によって固定される。第1、第2端板部分によって、剛性の低い筒状コイルフレームが両側から支持され、当該筒状コイルフレームを含むモータ可動子の剛性を高めることができる。これにより、リニアモータの共振周波数を高めることができるので、可動側フレームに搭載される移動対象物品を高速、高精度で位置決めすることができる。   In the linear motor of the present invention, the cylindrical coil frame of the motor movable element is mounted between the first and second end plate portions on both sides of the movable side frame. The first and second end plate portions of the movable frame are bridged over the open ends at both ends of the attached cylindrical coil frame, and are fixed by an adhesive or a metal fitting. The first and second end plate portions support the cylindrical coil frame having low rigidity from both sides, and the rigidity of the motor movable element including the cylindrical coil frame can be increased. Thereby, since the resonant frequency of a linear motor can be raised, the moving object goods mounted in a movable side frame can be positioned with high speed and high precision.

本発明のリニアモータにおいて、前記第1端板部分に、前記移動対象部品が搭載される搭載部を配置することができる。この場合には、前記搭載部の中心を、前記筒状コイルフレームの前記中心軸線および前記直線移動経路を含む平面上に位置させ、前記筒状コイルフレームを、前記平面に対して左右対称な形状にする。このようにすれば、可動側フレームに対して、推力が左右対称の状態で加わるので、可動側フレームを円滑にスライドさせることができ、移動対象物品を高速、高精度で位置決めすることができる。   In the linear motor of the present invention, a mounting portion on which the moving target component is mounted can be disposed on the first end plate portion. In this case, the center of the mounting portion is positioned on a plane including the central axis of the cylindrical coil frame and the linear movement path, and the cylindrical coil frame is symmetrical to the plane. To. In this way, since the thrust is applied to the movable side frame in a bilaterally symmetric state, the movable side frame can be smoothly slid, and the article to be moved can be positioned at high speed and with high accuracy.

本発明のリニアモータは、前記モータ可動子の位置を検出する位置検出器を有している場合がある。この場合には、前記筒状コイルフレームにおける、前記第1、第2端板部分の先端部が固定されている前記第1、第2開口端に、検出器取付け部を配置し、ここに、前記位置検出器の可動側検出器部品を配置する。   The linear motor of the present invention may have a position detector that detects the position of the motor movable element. In this case, a detector mounting portion is disposed at the first and second opening ends where the tip portions of the first and second end plate portions of the cylindrical coil frame are fixed, A movable detector part of the position detector is disposed.

検出器取付け部の剛性が十分ではない場合には、高速応答時、微小位置決め時において、筒状コイルフレームに変形、撓みが生じ、その検出器取付け部の動きが、可動側フレームの移動対象部品の搭載部の動きに対して、遅れが生ずることがある。この結果、移動対象部品の実際の移動位置と、位置検出器によって検出される移動位置(検出器の検出信号によって表される移動位置)との間に違いが生ずることがある。   If the rigidity of the detector mounting part is not sufficient, the cylindrical coil frame will be deformed or bent during high-speed response or micro-positioning, and the movement of the detector mounting part will be subject to movement of the movable frame. There may be a delay with respect to the movement of the mounting portion. As a result, a difference may occur between the actual movement position of the moving target part and the movement position detected by the position detector (the movement position represented by the detection signal of the detector).

本発明において、上記のように、筒状コイルフレームにおける検出器取付け部は、両側から可動側フレームの第1、第2端板部分によって支持され、剛性が十分に高い。したがって、検出器取付け部の動きが実際の可動側フレームの動きに対して遅れてしまうことが、防止あるいは抑制される。これにより、リニアモータの高速応答性能、微小位置決め性能を高めることができる。   In the present invention, as described above, the detector mounting portion in the cylindrical coil frame is supported by the first and second end plate portions of the movable side frame from both sides and has sufficiently high rigidity. Therefore, it is prevented or suppressed that the movement of the detector mounting portion is delayed from the actual movement of the movable frame. Thereby, the high-speed response performance and micro positioning performance of a linear motor can be improved.

本発明において、前記筒状コイルフレームとして、その横断面形状が、円形、正多角形、楕円形、または、長円形のものを用いることができる。   In the present invention, the cylindrical coil frame having a cross-sectional shape of a circle, a regular polygon, an ellipse, or an oval can be used.

また、本発明において、固定側フレームが前記直線移動経路に沿った方向に延びるフレーム底板部分を備えている場合には、前記フレーム底板部分の上面に、前記直線移動経路に沿った方向に延びる直線状の凹部を形成し、前記凹部に前記リニアガイドを配置して、前記可動側フレームの前記底板部分の底面が、前記フレーム底板部分の前記上面とほぼ同一の高さ位置となるようにする。   In the present invention, when the fixed side frame includes a frame bottom plate portion extending in the direction along the linear movement path, a straight line extending in the direction along the linear movement path is formed on the upper surface of the frame bottom plate portion. A concave portion is formed, and the linear guide is disposed in the concave portion so that the bottom surface of the bottom plate portion of the movable side frame is positioned at substantially the same height as the top surface of the frame bottom plate portion.

このようにすれば、リニアガイドを設置したことに伴うデッドスペースの発生を抑制でき、リニアモータの小型・コンパクト化に有利であり、固定側フレームの剛性アップにも有利である。   By doing so, it is possible to suppress the occurrence of dead space due to the installation of the linear guide, which is advantageous for reducing the size and size of the linear motor, and also for increasing the rigidity of the fixed side frame.

次に、移動対象部品が光学レンズの場合には、前記可動側フレームの前記搭載部を、前記第1端板部分を前記直線移動経路の方向に貫通している光学レンズ搭載用貫通穴とする。また、光学レンズを通る光路を形成するために、前記第2端板部分にも、前記光学レンズ搭載用貫通穴と同軸の位置に、光通過用貫通穴が形成される。   Next, when the component to be moved is an optical lens, the mounting portion of the movable side frame is an optical lens mounting through hole penetrating the first end plate portion in the direction of the linear movement path. . In addition, in order to form an optical path passing through the optical lens, a light passing through hole is also formed in the second end plate portion at a position coaxial with the optical lens mounting through hole.

本発明を適用したリニアモータの主要部分を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the linear motor to which this invention is applied. 図1のリニアモータの正面図である。It is a front view of the linear motor of FIG. 図1のリニアモータの可動側アセンブリの主要部分を取り出して示す斜視図である。It is a perspective view which takes out and shows the principal part of the movable side assembly of the linear motor of FIG.

以下に、図面を参照して、本発明を適用したリニアモータの実施の形態を説明する。本実施の形態に係るリニアモータは、例えばレンズの焦点合わせを行うためのレンズ駆動用のリニアアクチュエータとして用いられるものである。レンズ以外の移動対象部品を直線往復移動させるために本発明のリニアモータを用いることが可能なことは勿論である。   Embodiments of a linear motor to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The linear motor according to the present embodiment is used as, for example, a linear actuator for driving a lens for performing lens focusing. It goes without saying that the linear motor of the present invention can be used to linearly reciprocate a moving target component other than the lens.

図1は本実施の形態に係るリニアモータの主要部分を示す斜視図であり、図2はその正面図であり、図3はその可動側アセンブリの主要部分を示す斜視図である。これらの図を参照して説明すると、リニアモータ1は、固定側アセンブリ2と、移動対象部品である光学レンズ(図示せず)が搭載される可動側アセンブリ3とから構成されている。   FIG. 1 is a perspective view showing a main part of the linear motor according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the movable side assembly. Referring to these drawings, the linear motor 1 includes a fixed side assembly 2 and a movable side assembly 3 on which an optical lens (not shown) as a moving target component is mounted.

固定側アセンブリ2には、そのモータ幅方向Xの中心部分にモータ前後方向Yに延びる可動側アセンブリ3の移動空間が形成されている。可動側アセンブリ3は、リニアガイド4を介して、固定側アセンブリ2に取り付けられており、当該移動空間内を、モータ前後方向Yに延びる直線移動経路に沿ってスライド可能である。   In the fixed side assembly 2, a moving space of the movable side assembly 3 extending in the motor front-rear direction Y is formed at the center portion in the motor width direction X. The movable side assembly 3 is attached to the fixed side assembly 2 via the linear guide 4 and can slide along the linear movement path extending in the motor longitudinal direction Y within the movement space.

固定側アセンブリ2と可動側アセンブリ3の間には、図2において想像線で示すように、可動側アセンブリ3の移動位置を検出する位置検出器5が配置されている。例えば、可動側アセンブリ3に搭載された発光部5aと固定側アセンブリ2に搭載された受光部5bとを備えた光学式の位置検出器5が搭載されている。   Between the fixed side assembly 2 and the movable side assembly 3, a position detector 5 that detects the moving position of the movable side assembly 3 is arranged as indicated by an imaginary line in FIG. 2. For example, an optical position detector 5 including a light emitting unit 5 a mounted on the movable side assembly 3 and a light receiving unit 5 b mounted on the fixed side assembly 2 is mounted.

固定側アセンブリ2には、図1、2において想像線で示すように、モータカバー6が取り付けられている。モータカバー6は、モータ前面を覆う前板部分6a、左右のモータ側面を覆う左右の側板部分6b、6cおよびモータ天面を覆う天板部分6dを備えている。モータカバー6によって、固定側アセンブリ2および可動側アセンブリ3の構成部品が覆い隠されている。   A motor cover 6 is attached to the stationary assembly 2 as shown by phantom lines in FIGS. The motor cover 6 includes a front plate portion 6a that covers the front surface of the motor, left and right side plate portions 6b and 6c that cover the left and right motor side surfaces, and a top plate portion 6d that covers the motor top surface. The motor cover 6 obscures the components of the fixed side assembly 2 and the movable side assembly 3.

可動側アセンブリ3は、図3に示すように、可動側フレーム10、モータ可動子20、リニアガイド4の可動側ガイド部品であるスライダ4a、および、位置検出器5の発光部5aを備えている。   As shown in FIG. 3, the movable side assembly 3 includes a movable side frame 10, a motor movable element 20, a slider 4 a that is a movable side guide component of the linear guide 4, and a light emitting unit 5 a of the position detector 5. .

可動側フレーム10は、モータ前後方向に延びる矩形輪郭の底板部分11と、この底板部分11におけるモータ前後方向の両端部から垂直に起立している前側端板部分12および後側端板部分13を備えている。底板部分11は、リニアガイド4の可動側ガイド部材であるスライダ4aの上面に固定されている。前側端板部分12および後側端板部分13は同一形状であり、上下に長い略矩形の輪郭をしており、下端部分において僅かに広幅となっている。   The movable side frame 10 includes a bottom plate portion 11 having a rectangular outline extending in the motor front-rear direction, and a front end plate portion 12 and a rear end plate portion 13 standing upright from both ends of the bottom plate portion 11 in the motor front-rear direction. I have. The bottom plate portion 11 is fixed to the upper surface of a slider 4 a that is a movable side guide member of the linear guide 4. The front end plate portion 12 and the rear end plate portion 13 have the same shape, have a substantially rectangular outline that is long in the vertical direction, and are slightly wider at the lower end portion.

前側端板部分12の下端側の部分には、モータ前後方向Yに貫通する円形の貫通穴が形成されており、これが、移動対象部品であるレンズが搭載されるレンズ搭載部14である。後側端板部分13における同一位置にもモータ前後方向に貫通する円形の光通過用の貫通穴15が形成されている。   A circular through hole penetrating in the motor front-rear direction Y is formed in the lower end portion of the front end plate portion 12, and this is a lens mounting portion 14 on which a lens that is a moving target component is mounted. A circular through hole 15 for passing light is also formed at the same position in the rear end plate portion 13 so as to penetrate in the front-rear direction of the motor.

可動側フレーム10における前側端板部分12と後側端板部分13の間には、上側からモータ可動子20が装着されている。モータ可動子20は、非磁性材からなる筒状コイルフレーム21と、この外周面に巻回した駆動コイル22を備えている。筒状コイルフレーム21は、横断面形状が横長の楕円形状をした筒である。この筒状コイルフレーム21は、その中心軸線L(モータ中心軸線)がモータ前後方向Yに延びる状態で、前側端板部分12および後側端板部分13の間に装着されている。なお、筒状コイルフレーム21の横断面形状は、円形、正多角形、または、長円形とすることも可能である。   Between the front end plate portion 12 and the rear end plate portion 13 of the movable side frame 10, a motor movable element 20 is mounted from above. The motor mover 20 includes a cylindrical coil frame 21 made of a nonmagnetic material and a drive coil 22 wound around the outer peripheral surface. The cylindrical coil frame 21 is a cylinder having a horizontally long elliptical cross section. The cylindrical coil frame 21 is mounted between the front end plate portion 12 and the rear end plate portion 13 with its center axis L (motor center axis) extending in the motor front-rear direction Y. Note that the cross-sectional shape of the cylindrical coil frame 21 may be a circle, a regular polygon, or an oval.

筒状コイルフレーム21を装着した状態において、前側端板部分12は、筒状コイルフレーム21における前側開口端23における中心軸線Lを挟み上下に位置する開口縁端部分23a、23bの間に架け渡された状態で、当該開口縁端部分23a、23bのそれぞれに固定されている。例えば、接着剤によって固定されている。同様に、後側端板部分13は、筒状コイルフレーム21における後側開口端24における中心軸線Lを挟み上下に位置する開口縁端部分24a、24bの間に架け渡された状態で、当該開口縁端部分24a、24bに固定されている。   In the state where the cylindrical coil frame 21 is mounted, the front end plate portion 12 is bridged between the opening edge end portions 23 a and 23 b positioned above and below the central axis L at the front opening end 23 of the cylindrical coil frame 21. In this state, it is fixed to each of the opening edge portions 23a and 23b. For example, it is fixed by an adhesive. Similarly, the rear end plate portion 13 is bridged between the opening edge end portions 24a and 24b positioned above and below the central axis L at the rear opening end 24 of the cylindrical coil frame 21, and It is fixed to the opening edge portions 24a and 24b.

また、筒状コイルフレーム21において、前側端板部分12および後側端板部分13の先端部に固定されている開口縁端部分23a、24aには、それぞれ、検出器取付け枠25、26が一体形成されている。これら前後の検出器取付け枠25、26の平坦な上端面に架け渡す状態で、位置検出器5の発光部5aが搭載されている。   Further, in the cylindrical coil frame 21, detector mounting frames 25 and 26 are respectively integrated with the opening edge end portions 23 a and 24 a fixed to the front end portions of the front end plate portion 12 and the rear end plate portion 13. Is formed. The light emitting section 5a of the position detector 5 is mounted in a state of being bridged over the flat upper end surfaces of the front and rear detector mounting frames 25 and 26.

この構成の可動側アセンブリ3は、筒状コイルフレーム21の中心軸線Lを含む垂直面P(図2参照)に対して、左右対称の構造となっている。当該垂直面P上に、レンズ搭載部14の中心、リニアガイド4によって規定される可動側アセンブリ3の直線移動経路が位置している。   The movable side assembly 3 having this configuration has a symmetrical structure with respect to a vertical plane P (see FIG. 2) including the central axis L of the cylindrical coil frame 21. On the vertical plane P, the center of the lens mounting portion 14 and the linear movement path of the movable side assembly 3 defined by the linear guide 4 are located.

次に、固定側アセンブリ2は、図1、図2に示すように、モータカバー6、固定側フレーム30、モータ固定子40、リニアガイド4の固定側ガイド部品であるガイドレール4b、および位置検出器5の受光部5bを備えている。   Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the fixed-side assembly 2 includes a motor cover 6, a fixed-side frame 30, a motor stator 40, a guide rail 4 b that is a fixed-side guide component of the linear guide 4, and position detection. The light receiving part 5b of the device 5 is provided.

固定側フレーム30は、モータ前後方向に延びるフレーム底板部分31と、このフレーム底板部分31の後端から垂直に起立しているフレーム背板部分32を備えている。フレーム底板部分31は、そのモータ幅方向の中央部分が凹状に屈曲している。これにより、上方に開口した一定深さの矩形断面の凹部33が形成され、当該凹部33はモータ前後方向に延びている。凹部33の底面には、その幅方向の中心部に、リニアガイド4のガイドレール4bがモータ前後方向に延びる状態で固定されている。図2から分かるように、凹部33の深さはリニアガイド4の高さ寸法と略同一であり、可動側フレーム10の底面10aがフレーム底板部分31の上面31aとほぼ同一高さ位置となっている。   The fixed side frame 30 includes a frame bottom plate portion 31 extending in the front-rear direction of the motor and a frame back plate portion 32 standing upright from the rear end of the frame bottom plate portion 31. The frame bottom plate portion 31 has a concave central portion in the motor width direction. As a result, a concave portion 33 having a rectangular cross section opened upward is formed, and the concave portion 33 extends in the front-rear direction of the motor. A guide rail 4b of the linear guide 4 is fixed to the bottom surface of the recess 33 at the center in the width direction so as to extend in the front-rear direction of the motor. As can be seen from FIG. 2, the depth of the concave portion 33 is substantially the same as the height dimension of the linear guide 4, and the bottom surface 10 a of the movable frame 10 is substantially at the same height as the top surface 31 a of the frame bottom plate portion 31. Yes.

モータ固定子40は、モータ可動子20の駆動コイル22との間に、直線移動経路に沿った方向に磁気駆動力を発生させる左右の駆動マグネット41L、41Rと、左右のアウターヨーク42L、42Rと、左右のインナーヨーク43L、43Rを備えている。強磁性材からなるアウターヨーク42L、42Rのそれぞれは、フレーム底板部分31およびフレーム背板部分32に固定されている。また、これらは、筒状コイルフレーム21の左右外側に位置し、それらに巻回された駆動コイル22に一定のギャップで対峙する内周面42aを備えている。内周面42aに沿って、複数の駆動マグネット41L、41Rが埋め込まれている。   The motor stator 40 includes left and right drive magnets 41L and 41R that generate magnetic drive force in a direction along the linear movement path, and left and right outer yokes 42L and 42R. The left and right inner yokes 43L and 43R are provided. Each of the outer yokes 42L and 42R made of a ferromagnetic material is fixed to the frame bottom plate portion 31 and the frame back plate portion 32. These are provided on the outer left and right sides of the cylindrical coil frame 21 and have an inner peripheral surface 42a facing the drive coil 22 wound around them with a certain gap. A plurality of drive magnets 41L and 41R are embedded along the inner peripheral surface 42a.

強磁性材からなるインナーヨーク43L、43Rは、筒状コイルフレーム21の内側において、可動側フレーム10を挟み、その両側に配置されている。インナーヨーク43L、43Rは、筒状コイルフレーム21の内周面に対して一定のキャップで対峙している外周面を備えており、モータ前後方向に延び、それらの後端が、フレーム背板部分32に固定されている。   Inner yokes 43 </ b> L and 43 </ b> R made of a ferromagnetic material are disposed on both sides of the movable frame 10 inside the cylindrical coil frame 21. The inner yokes 43L and 43R have an outer peripheral surface that is opposed to the inner peripheral surface of the cylindrical coil frame 21 by a fixed cap, and extend in the front-rear direction of the motor. 32 is fixed.

固定側アセンブリ2においても、筒状コイルフレーム21の中心軸線を含む垂直面Pに対して、左右対称な状態で各部品が配置されている。   Also in the fixed side assembly 2, the respective components are arranged in a symmetric state with respect to the vertical plane P including the central axis of the cylindrical coil frame 21.

なお、フレーム背板部分32および想像線で示すカバー前板部分6aには、レンズ搭載部14に対応する位置に円形の光通過用の貫通穴(図示せず)が形成されている。これにより、レンズ搭載部14に搭載されたレンズを通り、モータ前後方向に貫通して延びる光路が形成されている。   In addition, a circular through hole (not shown) for passing light is formed in a position corresponding to the lens mounting portion 14 in the frame back plate portion 32 and the cover front plate portion 6a indicated by an imaginary line. As a result, an optical path is formed that extends through the lens mounted on the lens mounting portion 14 and extends in the longitudinal direction of the motor.

このように構成したリニアモータ1では、筒状コイルフレーム21の両端が可動側フレーム10の前後の端板部分12、13に固定され、筒状コイルフレーム21の剛性が高い。したがって、リニアモータ1の共振周波数を高めることができ、高速、高精度でレンズを位置決めすることができる。また、筒状コイルフレーム21における前後の端板部分12、13の先端部に固定されている部位に、位置検出器5の発光部5aが搭載されている。したがって、高速駆動時等において筒状コイルフレーム21が変形して、搭載部品の位置と位置検出器5による検出位置にずれが生じて位置決め誤差が発生するという弊害を防止あるいは抑制でき、高精度の位置決め制御を行うことができる。   In the linear motor 1 configured as described above, both ends of the cylindrical coil frame 21 are fixed to the front and rear end plate portions 12 and 13 of the movable frame 10, and the cylindrical coil frame 21 has high rigidity. Therefore, the resonance frequency of the linear motor 1 can be increased, and the lens can be positioned with high speed and high accuracy. Further, the light emitting portion 5 a of the position detector 5 is mounted on a portion of the cylindrical coil frame 21 that is fixed to the front end portions of the front and rear end plate portions 12 and 13. Therefore, it is possible to prevent or suppress the adverse effect that the cylindrical coil frame 21 is deformed during high-speed driving or the like, causing a displacement between the position of the mounted component and the detection position by the position detector 5 to generate a positioning error. Positioning control can be performed.

1 リニアモータ
2 固定側アセンブリ
3 可動側アセンブリ
4 リニアガイド
4a スライダ
4b ガイドレール
5 位置検出器
5a 発光部
5b 受光部
6 モータカバー
6a 前板部分
6b、6c 側板部分
6d 天板部分
10 可動側フレーム
11 底板部分
12 前側端板部分
13 後側端板部分
14 レンズ搭載部
15 貫通穴
20 モータ可動子
21 筒状コイルフレーム
22 駆動コイル
23 前側開口端
23a、23b 開口縁端部分
24 後側開口端
24a、24b 開口縁端部分
25、26 検出器取付け枠
30 固定側フレーム
31 フレーム底板部分
32 フレーム背板部分
33 凹部
40 モータ固定子
41L、41R 駆動マグネット
42L、42R アウターヨーク
43L、43R インナーヨーク
X モータ幅方向
Y モータ前後方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear motor 2 Fixed side assembly 3 Movable side assembly 4 Linear guide 4a Slider 4b Guide rail 5 Position detector 5a Light emission part 5b Light reception part 6 Motor cover 6a Front plate part 6b, 6c Side plate part 6d Top plate part 10 Movable side frame 11 Bottom plate portion 12 Front end plate portion 13 Rear end plate portion 14 Lens mounting portion 15 Through hole 20 Motor movable element 21 Cylindrical coil frame 22 Drive coil 23 Front opening ends 23a, 23b Opening edge end portion 24 Rear opening end 24a, 24b Opening edge end portions 25, 26 Detector mounting frame 30 Fixed side frame 31 Frame bottom plate portion 32 Frame back plate portion 33 Recess 40 Motor stator 41L, 41R Drive magnet 42L, 42R Outer yoke 43L, 43R Inner yoke X Motor width direction Y Motor longitudinal direction

Claims (6)

固定側フレーム(30)、
移動対象部品が搭載される可動側フレーム(10)、
前記固定側フレーム(30)に固定したモータ固定子(40)、
前記可動側フレーム(10)に固定したモータ可動子(20)、および、
前記可動側フレーム(10)を、前記固定側フレーム(30)に対して、予め定めた直線移動経路に沿ってスライド可能な状態で支持するリニアガイド(4)を有し、
前記モータ可動子(20)は、筒状コイルフレーム(21)、および、前記筒状コイルフレーム(21)に巻回した駆動コイル(22)を備え、
前記モータ固定子(40)は、前記駆動コイル(22)との間に、前記直線移動経路に沿った方向の磁気駆動力を発生させる駆動マグネット(41L、41R)を備え、
前記可動側フレーム(10)は、前記リニアガイド(4)に固定した底板部分(11)、および、前記底板部分(11)における前記直線経路の方向に離れた部位から垂直に延びている第1、第2端板部分(12、13)を備え、
前記筒状コイルフレーム(21)は、その中心軸線が前記直線移動経路に平行となる状態で、前記第1、第2端板部分(12、13)の間に装着され、
前記第1端板部分(12)は、前記筒状コイルフレーム(21)における一方の第1開口端(23)における前記中心軸線を挟み両側に位置する開口縁端部分(23a、23b)の間に架け渡された状態で、当該開口縁端部分(23a、23b)に固定され、
前記第2端板部分(13)は、前記筒状コイルフレーム(21)における他方の第2開口端(24)における前記中心軸線を挟み両側に位置する開口縁端部分(24a、24b)の間に架け渡された状態で、当該開口縁端部分(24a、24b)に固定されていることを特徴とするリニアモータ(1)。
Fixed side frame (30),
A movable side frame (10) on which the component to be moved is mounted;
A motor stator (40) fixed to the fixed side frame (30);
A motor movable element (20) fixed to the movable side frame (10), and
A linear guide (4) for supporting the movable frame (10) with respect to the fixed frame (30) in a slidable manner along a predetermined linear movement path;
The motor movable element (20) includes a cylindrical coil frame (21) and a drive coil (22) wound around the cylindrical coil frame (21).
The motor stator (40) includes a drive magnet (41L, 41R) that generates a magnetic drive force in a direction along the linear movement path, between the motor stator (40) and the drive coil (22).
The movable frame (10) extends vertically from a bottom plate portion (11) fixed to the linear guide (4) and a portion of the bottom plate portion (11) that is separated in the direction of the linear path. The second end plate portion (12, 13),
The cylindrical coil frame (21) is mounted between the first and second end plate portions (12, 13) in a state where a central axis thereof is parallel to the linear movement path,
The first end plate portion (12) is between the opening edge end portions (23a, 23b) located on both sides of the central axis at one first opening end (23) of the cylindrical coil frame (21). Is fixed to the opening edge portion (23a, 23b),
The second end plate portion (13) is between the opening edge end portions (24a, 24b) located on both sides of the central axis of the other second opening end (24) of the cylindrical coil frame (21). A linear motor (1) characterized in that the linear motor (1) is fixed to the opening edge portions (24a, 24b) in a state of being stretched over.
前記第1端板部分(12)は前記移動対象部品が搭載される搭載部(14)を備え、
前記搭載部(14)の中心は、前記筒状コイルフレーム(21)の前記中心軸線および前記直線移動経路を含む平面(P)上に位置し、
前記筒状コイルフレーム(21)は、前記平面(P)に対して左右対称な形状をしている請求項1に記載のリニアモータ(1)。
The first end plate portion (12) includes a mounting portion (14) on which the component to be moved is mounted,
The center of the mounting portion (14) is located on a plane (P) including the central axis of the cylindrical coil frame (21) and the linear movement path,
The linear motor (1) according to claim 1, wherein the cylindrical coil frame (21) has a symmetrical shape with respect to the plane (P).
前記モータ可動子(20)の位置を検出する位置検出器(5)を有し、
前記筒状コイルフレーム(21)は、前記第1、第2端板部分(12、13)の先端部が固定されている前記開口縁端部分(23a、24a)に、検出器取付け部(25、26)を備え、
前記位置検出器(5)の可動側検出器部品(5a)が前記検出器取付け部(25、26)に固定されている請求項1または2に記載のリニアモータ(1)。
A position detector (5) for detecting the position of the motor movable element (20);
The cylindrical coil frame (21) has a detector mounting portion (25) on the opening edge end portions (23a, 24a) to which the tip ends of the first and second end plate portions (12, 13) are fixed. 26)
The linear motor (1) according to claim 1 or 2, wherein the movable side detector component (5a) of the position detector (5) is fixed to the detector mounting portion (25, 26).
前記筒状コイルフレーム(21)の横断面形状は、円形、正多角形、楕円形、または、長円形である請求項1ないし3のうちのいずれかの項に記載のリニアモータ(1)。   The linear motor (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein a cross-sectional shape of the cylindrical coil frame (21) is a circle, a regular polygon, an ellipse, or an oval. 前記固定側フレーム(30)は前記直線移動経路に沿った方向に延びるフレーム底板部分(31)を備え、
前記フレーム底板部分(31)の上面(31a)には、前記直線移動経路に沿った方向に延びる直線状の凹部(33)が形成され、
前記凹部(33)内に前記リニアガイド(4)が配置され、
前記可動側フレーム(10)の前記底板部分(11)の底面(10a)は、前記フレーム底板部分(31)の前記上面(31a)とほぼ同一の高さ位置にある請求項1ないし4のうちのいずれか一つの項に記載のリニアモータ(1)。
The fixed frame (30) includes a frame bottom plate portion (31) extending in a direction along the linear movement path,
On the upper surface (31a) of the frame bottom plate portion (31), a linear recess (33) extending in a direction along the linear movement path is formed,
The linear guide (4) is disposed in the recess (33),
The bottom surface (10a) of the bottom plate portion (11) of the movable side frame (10) is at substantially the same height as the top surface (31a) of the frame bottom plate portion (31). The linear motor (1) according to any one of the above items.
前記可動側フレーム(10)の前記搭載部(14)は、前記第1端板部分(12)を前記直線移動経路の方向に貫通している光学レンズ搭載用貫通穴であり、
前記第2端板部分(13)は、前記光学レンズ搭載用貫通穴と同軸の位置に、光通過用貫通穴(15)を備えている請求項1ないし5のうちのいずれか一つの項に記載のリニアモータ(1)。
The mounting portion (14) of the movable frame (10) is a through hole for mounting an optical lens that passes through the first end plate portion (12) in the direction of the linear movement path,
The said 2nd end-plate part (13) is provided with the through-hole for light passage (15) in the position coaxial with the said through-hole for optical lens mounting, The term of any one of Claim 1 thru | or 5 The linear motor (1) described.
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