JP2023142751A - Cylindrical linear motor - Google Patents

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Abstract

To provide a cylindrical linear motor that can obtain a cushioning effect near the end of the stroke toward the contraction side.SOLUTION: A cylindrical linear motor 1 includes: a cylindrical field 6 having a plurality of annular permanent magnets 10a, 10b stacked such that north poles and south poles are arranged alternately on the inner circumference in the axial direction; an armature 2 that is inserted into the inner peripheral side of the field 6 so as to be freely movable in the axial direction; a cylindrical rod 11 having the armature 2 attached to its outer periphery and inserted into the field 6 so as to be movable in the axial direction; a guide rod 16 that can enter the rod 11; and a friction ring 50 attached to either the inner circumference of the rod 11 or the outer circumference of the guide rod 16. When the friction ring 50 is contracted to the vicinity of the contraction side stroke end, the friction ring comes into slide contact with the other of the inner circumference of the rod 11 or the outer circumference of the guide rod 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、筒型リニアモータに関する。 The present invention relates to a cylindrical linear motor.

筒型リニアモータは、たとえば、有底筒状の外筒と外筒の内周に軸方向にS極とN極とが交互に並ぶように固定される複数の永久磁石と外筒の底部から起立する可動子側ロッドとを備えた筒状の可動子と、筒状の固定子側ロッドと固定子側ロッドの外周に装着される電気子とを備えて可動子内に軸方向へ移動可能に挿入される固定子とを備えるものがある。 A cylindrical linear motor includes, for example, a bottomed cylindrical outer cylinder, a plurality of permanent magnets fixed to the inner periphery of the outer cylinder so that S and N poles are arranged alternately in the axial direction, and A cylindrical mover with a standing mover side rod, a cylindrical stator side rod and an armature attached to the outer periphery of the stator side rod, and can be moved in the axial direction within the mover. Some types include a stator that is inserted into the

このように構成された筒型リニアモータでは、固定子側ロッド内に軸受を介して可動子側ロッドが挿入されており、固定子に対する可動子の軸方向への移動が固定子側ロッドと可動子側ロッドとにより案内されている(たとえば、特許文献1参照)。 In a cylindrical linear motor configured in this way, the mover side rod is inserted into the stator side rod via a bearing, and the movement of the mover in the axial direction with respect to the stator is controlled by the movement of the stator side rod. It is guided by a child side rod (for example, see Patent Document 1).

特開2013-29159号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-29159

このような筒型リニアモータでは、軸受と可動子側ロッドとの摺動抵抗は一定であって、収縮側のストロークエンド近傍まで収縮してもストロークエンド側への移動を抑制するクッション効果が得られず底付き時の衝撃を緩和できないという問題がある。 In such a cylindrical linear motor, the sliding resistance between the bearing and the mover side rod is constant, and even if the motor contracts close to the stroke end on the contraction side, it has a cushioning effect that suppresses movement toward the stroke end. There is a problem in that it is not possible to reduce the impact when the vehicle bottoms out.

そこで、本発明は、収縮側へのストロークエンド近傍でクッション効果が得られる筒型リニアモータの提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a cylindrical linear motor that provides a cushioning effect near the end of the stroke toward the contraction side.

上記の目的を達成するため、本発明の筒型リニアモータは、軸方向にN極とS極とが交互に配置されるように積層される環状の複数の永久磁石を有する筒状の界磁と、界磁の内周側に軸方向移動自在に挿入される電機子と、筒状であって外周に電機子が装着されるとともに界磁内に軸方向移動可能に挿入される筒状のロッドと、ロッド内に侵入可能なガイドロッドと、ガイドロッドの外周に装着される摩擦リングとを備え、収縮側ストロークエンドの近傍まで収縮すると摩擦リングは、ロッドの内周に摺接する。 In order to achieve the above object, the cylindrical linear motor of the present invention has a cylindrical field having a plurality of annular permanent magnets stacked so that N poles and S poles are alternately arranged in the axial direction. an armature that is inserted into the inner circumference of the field so as to be movable in the axial direction; It includes a rod, a guide rod that can enter into the rod, and a friction ring attached to the outer periphery of the guide rod, and when contracted to the vicinity of the contraction side stroke end, the friction ring comes into sliding contact with the inner periphery of the rod.

このように構成された筒型リニアモータによれば、摩擦リングがロッド内に侵入して摺接すると摩擦力を発生して、筒型リニアモータの収縮を妨げるクッション効果が得られる。 According to the cylindrical linear motor configured in this manner, when the friction ring enters the rod and comes into sliding contact with the rod, a frictional force is generated, thereby providing a cushioning effect that prevents contraction of the cylindrical linear motor.

さらに、筒型リニアモータは、ガイドロッドが、ロッド内に挿入可能なガイド部と、ガイド部の基端に設けられた基端部と、基端部の外周に装着される弾性リングとを有し、筒状であって界磁を保持するバレルと、有底筒状であってバレルの終端に設けられるとともに底部に孔を有して孔内に基端部とともに弾性リングが嵌合されるボトムキャップと、ボトムキャップに取り付けられてガイドロッドを吊り持つプレートとを備えてもよい。 Further, in the cylindrical linear motor, the guide rod has a guide part that can be inserted into the rod, a base end part provided at the base end of the guide part, and an elastic ring attached to the outer periphery of the base end part. The barrel has a cylindrical shape and holds a field, and it has a cylindrical shape with a bottom and is provided at the terminal end of the barrel and has a hole at the bottom, into which an elastic ring is fitted together with the base end. It may also include a bottom cap and a plate attached to the bottom cap and suspending the guide rod.

このように構成された筒型リニアモータによれば、ガイドロッドが弾性リングを介してボトムキャップの孔に嵌合するとともに、プレートによって吊り持たれるので、ガイドロッドは、弾性リングの変形によりボトムキャップに対して径方向への偏心とガイドロッドのボトムキャップに対する傾きが許容される。このように構成された筒型リニアモータによれば、ロッドとロッドガイドとの間の摺動抵抗が大きくなることを防止できるので、筒型リニアモータの円滑な伸縮作動を保証し得るとともに、ロッドに対してロッドガイドを挿入する組立作業も容易となる。 According to the cylindrical linear motor configured in this way, the guide rod fits into the hole of the bottom cap via the elastic ring and is suspended by the plate, so that the guide rod is pushed into the bottom cap by the deformation of the elastic ring. Eccentricity in the radial direction and inclination of the guide rod with respect to the bottom cap are allowed. According to the cylindrical linear motor configured in this way, it is possible to prevent the sliding resistance between the rod and the rod guide from increasing, thereby ensuring smooth expansion and contraction operation of the cylindrical linear motor. The assembly work of inserting the rod guide into the shaft is also facilitated.

本発明の筒型リニアモータによれば、収縮側へのストロークエンド近傍でクッション効果を発揮できる。 According to the cylindrical linear motor of the present invention, a cushioning effect can be exerted near the end of the stroke toward the contraction side.

一実施の形態における筒型リニアモータの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a cylindrical linear motor in one embodiment. 一実施の形態における筒型リニアモータの底面図である。It is a bottom view of the cylindrical linear motor in one embodiment.

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における筒型リニアモータ1は、図1に示すように、軸方向にN極とS極とが交互に配置されるように積層される環状の複数の永久磁石10a,10bを有する筒状の界磁6と、界磁6の内周側に軸方向移動自在に挿入される電機子2と、筒状であって外周に電機子2が装着されるとともに界磁6内に軸方向移動可能に挿入されるロッド11と、ロッド11内に侵入可能なガイドロッド16と、ガイドロッド16の外周に装着される摩擦リング50とを備えて構成されている。 The present invention will be described below based on the embodiments shown in the figures. As shown in FIG. 1, a cylindrical linear motor 1 in one embodiment includes a plurality of annular permanent magnets 10a and 10b stacked such that north poles and south poles are alternately arranged in the axial direction. A cylindrical field 6, an armature 2 inserted into the inner periphery of the field 6 so as to be movable in the axial direction, and a cylindrical armature 2 with the armature 2 attached to the outer periphery and an axial shaft inserted into the field 6. It is configured to include a rod 11 that is inserted so as to be movable in a direction, a guide rod 16 that can enter into the rod 11, and a friction ring 50 that is attached to the outer periphery of the guide rod 16.

以下、筒型リニアモータ1の各部について詳細に説明する。電機子2は、コア3と巻線5とを備えて構成されている。コア3は、円筒状のコア本体3aと、環状であってコア本体3aの外周に軸方向に間隔を空けて設けられる複数のティース3bとを備えて構成されている。 Each part of the cylindrical linear motor 1 will be described in detail below. The armature 2 includes a core 3 and a winding 5. The core 3 includes a cylindrical core body 3a and a plurality of annular teeth 3b provided at intervals in the axial direction on the outer circumference of the core body 3a.

コア3は、前述の通り筒状であって、図1に示すように、コア本体3aの外周に軸方向に等間隔に並べて設けられた10個のティース3bを備えており、ティース3b,3b間には、巻線5が装着される空隙でなるスロット4が形成されている。また、本実施の形態では、図1中で隣り合うティース3b,3b同士の間には、空隙でなるスロット4が合計で9個設けられている。そして、このスロット4には、巻線5が巻き回されて装着されている。巻線5は、U相巻線、V相巻線およびW相巻線の三相の巻線で構成されている。9個のスロット4には、図1中左側から順に、W相、W相、W相およびV相、V相、V相、V相およびU相、U相、U相、U相およびW相が装着されている。 The core 3 is cylindrical as described above, and as shown in FIG. A slot 4 is formed between them, which is an air gap into which a winding 5 is attached. Further, in this embodiment, a total of nine slots 4 are provided between adjacent teeth 3b, 3b in FIG. A winding 5 is wound and attached to this slot 4. The winding 5 is composed of three-phase windings: a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding. The nine slots 4 have, in order from the left in FIG. 1, W phase, W phase, W phase and V phase, V phase, V phase, V phase and U phase, U phase, U phase, U phase and W phase is installed.

そして、電機子2は、出力軸である非磁性体で形成された筒状のロッド11の先端の外周に装着されている。ロッド11は、筒状の第1ロッド20と、筒状であって外周にコア3が装着されるとともに第1ロッド20の内周に螺合される第2ロッド21とを備えている。 The armature 2 is attached to the outer periphery of the tip of a cylindrical rod 11 made of a non-magnetic material, which is an output shaft. The rod 11 includes a cylindrical first rod 20 and a cylindrical second rod 21 having a core 3 attached to its outer periphery and screwed onto the inner periphery of the first rod 20 .

第1ロッド20は、筒状であって図1中左端外周と図1中右端内周にそれぞれ螺子部22a,22bを有するロッド本体22と、筒型リニアモータ1を機器へ取り付けるブラケット23aを有してロッド本体22の図1中左端の螺子部22aに螺着されてロッド本体22の左端を閉塞するロッドキャップ23とを備えている。 The first rod 20 has a rod body 22 that is cylindrical and has threaded portions 22a and 22b on the outer periphery at the left end in FIG. 1 and the inner periphery at the right end in FIG. 1, respectively, and a bracket 23a for attaching the cylindrical linear motor 1 to the device. The rod cap 23 is screwed onto a threaded portion 22a at the left end of the rod body 22 in FIG. 1 to close the left end of the rod body 22.

また、ロッド本体22の図1中右端外周には、環状のスライダ25が嵌合されている。スライダ25は、後述する筒部9bの内周に摺接する摺接部25aと、摺接部25aの図1中左方側であるロッド11の基端側に設けられた外径が摺接部25aよりも小径な小径部25bと、小径部25bの外周に周方向に沿って設けられた環状溝25cと、図1中右端内周に設けられたフランジ25dとを備えている。そして、スライダ25の環状溝25cには、弾性体としてのゴム製のシールリング26が装着されている。また、フランジ25dの内径は、ロッド本体22の内径以上であってロッド本体22の外径以下となっており、スライダ25をロッド本体22に嵌合するとフランジ25dがロッド本体22の図1中右端面に当接する。 Further, an annular slider 25 is fitted onto the outer periphery of the right end of the rod body 22 in FIG. The slider 25 has a sliding contact portion 25a that slides on the inner periphery of a cylindrical portion 9b, which will be described later, and a sliding contact portion with an outer diameter provided on the proximal end side of the rod 11, which is the left side of the sliding contact portion 25a in FIG. 25a, an annular groove 25c provided along the circumferential direction on the outer periphery of the small diameter portion 25b, and a flange 25d provided on the inner periphery of the right end in FIG. A rubber seal ring 26 as an elastic body is attached to the annular groove 25c of the slider 25. Furthermore, the inner diameter of the flange 25d is greater than or equal to the inner diameter of the rod body 22 and less than or equal to the outer diameter of the rod body 22. When the slider 25 is fitted to the rod body 22, the flange 25d is positioned at the right end of the rod body 22 in FIG. come into contact with the surface.

第2ロッド21は、外周にコア3が装着される筒状のコア保持筒21aと、コア保持筒21aの図1中右端となる先端の外周に設けられる環状のスライダ21bとを備えている。また、コア保持筒21aの図1中左端となる基端の外周には、螺子部21cが設けられており、コア保持筒21aの基端側内周には内径が他の部位よりも大きな内径大径部21dが設けられている。そして、コア保持筒21aの基端を第1ロッド20におけるロッド本体22の図1中右端の内周に挿入しつつ螺子部21cを螺子部22bに捩じ込むと、第1ロッド20と第2ロッド21とが連結される。このようにロッド11は、本実施の形態では、第1ロッド20と第2ロッド21とで構成されて筒状とされている。 The second rod 21 includes a cylindrical core holding cylinder 21a on the outer periphery of which the core 3 is attached, and an annular slider 21b provided on the outer periphery of the right end of the core holding cylinder 21a in FIG. Further, a threaded portion 21c is provided on the outer periphery of the base end, which is the left end in FIG. A large diameter portion 21d is provided. Then, when the base end of the core holding cylinder 21a is inserted into the inner periphery of the rod body 22 of the first rod 20 at the right end in FIG. The rod 21 is connected. Thus, in this embodiment, the rod 11 is composed of the first rod 20 and the second rod 21 and has a cylindrical shape.

また、第2ロッド21におけるコア保持筒21aの外周には、コア3が嵌合されて装着されている。コア保持筒21aの外径は、第1ロッド20におけるロッド本体22の外径よりも小径となっているので、スライダ25を装着した第1ロッド20に電機子2を装着した第2ロッド21を前記した要領で連結すると、電機子2およびスライダ25が第1ロッド20の図1中右端と第2ロッド21のスライダ21bとで挟み込まれて固定される。このようにロッド11に電機子2を装着すると、コア3がスライダ21bおよびスライダ25に挟まれる格好でロッド11に固定される。なお、本実施の形態では、電機子2は、単一のコア3のみを有して構成されているが、推力の向上等のために複数のコア3を持つ構成とされてもよい。 Further, the core 3 is fitted and attached to the outer periphery of the core holding cylinder 21a of the second rod 21. Since the outer diameter of the core holding cylinder 21a is smaller than the outer diameter of the rod body 22 in the first rod 20, the second rod 21 on which the armature 2 is attached is attached to the first rod 20 on which the slider 25 is attached. When connected in the manner described above, the armature 2 and the slider 25 are sandwiched and fixed between the right end of the first rod 20 in FIG. 1 and the slider 21b of the second rod 21. When the armature 2 is attached to the rod 11 in this manner, the core 3 is fixed to the rod 11 while being sandwiched between the slider 21b and the slider 25. Note that in this embodiment, the armature 2 is configured to have only a single core 3, but may be configured to have a plurality of cores 3 in order to improve thrust or the like.

つづいて、ロッド11には、ロッド11の外周を覆って空隙Gを形成するカバー17が設けられている。具体的には、カバー17は、筒状であって一端がロッド11の外周に設けた環状のカバーエンド18の外周に嵌合されるとともに他端がスライダ25の小径部25bの外周に嵌合されてロッド11に装着されている。 Next, the rod 11 is provided with a cover 17 that covers the outer periphery of the rod 11 to form a gap G. Specifically, the cover 17 has a cylindrical shape, and one end is fitted to the outer periphery of an annular cover end 18 provided on the outer periphery of the rod 11, and the other end is fitted to the outer periphery of the small diameter portion 25b of the slider 25. and is attached to the rod 11.

カバー17とロッド11との間の空隙G内には、コア3に装着された各相の巻線5を外部の図示しない駆動回路へ接続するリード線Lが収容されており、カバー17を取外した状態で巻線5とリード線Lとの配線作業を行えるようになっており、筒型リニアモータ1の組立作業を容易ならしめている。 Lead wires L are housed in the gap G between the cover 17 and the rod 11, and connect the windings 5 of each phase attached to the core 3 to an external drive circuit (not shown). Wiring between the windings 5 and the lead wires L can be carried out in this state, which facilitates the assembly of the cylindrical linear motor 1.

つづいて、本実施の形態では、界磁6は、軸方向に交互に積層され複数の環状の主磁極となる永久磁石10aと複数の環状の副磁極となる永久磁石10bとを備えて構成されている。また、界磁6は、外周に装着される円筒状の磁性体で形成されるバックヨーク8とともに、円筒状のバレル7と、バレル7内に挿入される円筒状のインナーチューブ9との間の環状隙間内に収容されている。 Continuing, in this embodiment, the field 6 is configured to include permanent magnets 10a that are alternately stacked in the axial direction and serve as a plurality of annular main magnetic poles, and permanent magnets 10b that serve as a plurality of annular sub-magnetic poles. ing. Further, the field 6 is connected to a back yoke 8 formed of a cylindrical magnetic material attached to the outer periphery, and a cylindrical barrel 7 and a cylindrical inner tube 9 inserted into the barrel 7. It is housed within an annular gap.

バレル7は、非磁性体で形成されており、図1中左側の開口端の内周に設けられた螺子部7aと、図1中右側の開口端の外周に設けられた螺子部7bとを備えている。また、バレル7の図1中右端側の開口端の外周には、ボトムキャップ12が螺着されており、バレル7の図1中右端の開口端が閉塞されている。ボトムキャップ12は、中央に孔12a1を有する環状の底部12aと、筒部12bとを備えた有底筒状であって、バレル7の外周に筒部12bを螺合することでバレル7の終端となる図1中右端に装着されている。また、ボトムキャップ12は、底部12aから軸方向へ突出して互いに対向する一対の取付片12c,12cで形成されるブラケットを備えている。ブラケットは、筒型リニアモータ1を図示しない機器への取り付けに利用される。 The barrel 7 is made of a non-magnetic material, and has a threaded portion 7a provided on the inner periphery of the open end on the left side in FIG. 1, and a threaded portion 7b provided on the outer periphery of the open end on the right side in FIG. We are prepared. A bottom cap 12 is screwed onto the outer periphery of the open end of the barrel 7 on the right side in FIG. 1, and the open end on the right side in FIG. 1 of the barrel 7 is closed. The bottom cap 12 has a bottomed cylindrical shape including an annular bottom portion 12a having a hole 12a1 in the center and a cylindrical portion 12b. It is attached to the right end in Figure 1. Further, the bottom cap 12 includes a bracket that projects from the bottom portion 12a in the axial direction and is formed by a pair of mounting pieces 12c, 12c facing each other. The bracket is used to attach the cylindrical linear motor 1 to equipment (not shown).

また、ボトムキャップ12は、底部12aを界磁6の他方の端部となる図1中右端6bに対向させている。さらに、ボトムキャップ12の底部12aには、図2に示すように、取付片12c,12cと平行に配置されてボトムキャップ12を軸方向から見て底部12aの孔12a1を横切るプレート13が取り付けられている。なお、プレート13は、中央に通し孔13aを備えており、取付片12c,12c間であって通し孔13aを挟む位置に螺着されるボルト14,14によって底部12aに固定されている。よって、プレート13の中央の通し孔13aは、軸方向から見てボトムキャップ12の底部12aの孔12a1と同軸に配置されている。 Further, the bottom cap 12 has a bottom portion 12a facing the right end 6b in FIG. 1, which is the other end of the field 6. Furthermore, as shown in FIG. 2, a plate 13 is attached to the bottom part 12a of the bottom cap 12, which is arranged parallel to the mounting pieces 12c and 12c and crosses the hole 12a1 of the bottom part 12a when the bottom cap 12 is viewed from the axial direction. ing. The plate 13 has a through hole 13a in the center, and is fixed to the bottom 12a by bolts 14, which are screwed between the mounting pieces 12c, 12c and across the through hole 13a. Therefore, the through hole 13a in the center of the plate 13 is arranged coaxially with the hole 12a1 in the bottom portion 12a of the bottom cap 12 when viewed from the axial direction.

つづいて、インナーチューブ9は、非磁性体で形成されており、バレル7の図1中左端の開口端に螺子締結によって装着される環状のヘッド部9aと、ヘッド部9aよりも肉厚が薄くヘッド部9aの図1中右端の内周から延びて界磁6の内周に挿入される筒部9bとを備えて構成されている。よって、インナーチューブ9におけるヘッド部9aの図1中右端は、筒部9bの外周に装着される界磁6の一方の端部となる図1中左端6aに対向するヘッド部材として機能する。 Next, the inner tube 9 is made of a non-magnetic material, and has an annular head portion 9a that is attached to the open end of the barrel 7 at the left end in FIG. The cylinder part 9b extends from the inner periphery of the right end in FIG. 1 of the head part 9a and is inserted into the inner periphery of the field 6. Therefore, the right end in FIG. 1 of the head portion 9a of the inner tube 9 functions as a head member that faces the left end 6a in FIG. 1, which is one end of the field 6 attached to the outer periphery of the cylinder portion 9b.

また、インナーチューブ9は、ヘッド部9aの図1中右端と筒部9bとの境に湾曲面9cを備えており、ヘッド部9aにのみ軸力が作用してもヘッド部9aと筒部9bの境に応力が集中しないようになっている。なお、このように応力集中を回避するには、ヘッド部9aと筒部9bとの境にテーパ面を設けるようにしてもよい。 In addition, the inner tube 9 is provided with a curved surface 9c at the boundary between the right end of the head portion 9a in FIG. 1 and the cylindrical portion 9b. This prevents stress from concentrating at the boundary. Note that in order to avoid stress concentration in this manner, a tapered surface may be provided at the boundary between the head portion 9a and the cylindrical portion 9b.

界磁6は、筒状のバックヨーク8の内周に軸方向に交互に積層されて挿入される複数の環状の主磁極となる永久磁石10aと複数の環状の副磁極となる永久磁石10bとを備えて構成されている。永久磁石10aと永久磁石10bとは、飛散防止のため、接着剤を介在して積層されている。なお、図1中で主磁極の永久磁石10aと副磁極の永久磁石10bに記載されている三角の印は、着磁方向を示しており、主磁極の永久磁石10aの着磁方向は径方向となっており、副磁極の永久磁石10bの着磁方向は軸方向となっている。主磁極の永久磁石10aと副磁極の永久磁石10bは、ハルバッハ配列で配置されており、界磁6の内周側では、軸方向にS極とN極が交互に現れるように配置されている。 The field magnet 6 includes a plurality of permanent magnets 10a serving as a plurality of annular main magnetic poles and a plurality of permanent magnets 10b serving as a plurality of annular sub-magnetic poles, which are alternately stacked and inserted in the axial direction on the inner circumference of a cylindrical back yoke 8. It is configured with. The permanent magnet 10a and the permanent magnet 10b are laminated with an adhesive interposed therebetween to prevent scattering. In FIG. 1, the triangular marks written on the main pole permanent magnet 10a and the sub pole permanent magnet 10b indicate the direction of magnetization, and the magnetization direction of the main pole permanent magnet 10a is in the radial direction. The direction of magnetization of the permanent magnet 10b of the sub-pole is the axial direction. The permanent magnet 10a as the main pole and the permanent magnet 10b as the sub-pole are arranged in a Halbach arrangement, and on the inner peripheral side of the field 6, they are arranged so that S poles and N poles appear alternately in the axial direction. .

また、本実施の形態の筒型リニアモータ1では、主磁極の永久磁石10aの軸方向長さは、副磁極の永久磁石10bの軸方向長さよりも長くなっている。このように、主磁極の永久磁石10aの軸方向長さを長くすればコア3との間の主磁極の永久磁石10aとの間の磁気抵抗を小さくできコア3へ作用させる磁界を大きくできるので筒型リニアモータ1の推力を向上できる。 Furthermore, in the cylindrical linear motor 1 of the present embodiment, the axial length of the main pole permanent magnet 10a is longer than the axial length of the sub pole permanent magnet 10b. In this way, by increasing the axial length of the main pole permanent magnet 10a, the magnetic resistance between the main pole permanent magnet 10a and the core 3 can be reduced, and the magnetic field acting on the core 3 can be increased. The thrust of the cylindrical linear motor 1 can be improved.

また、本実施の形態の筒型リニアモータ1では、永久磁石10a,10bの外周にバックヨーク8を設けている。バックヨーク8を設けると磁気抵抗の低い磁路を確保できるので副磁極の永久磁石10bの軸方向長さの短縮に起因する磁気抵抗の増大が抑制される。よって、主磁極の永久磁石10aの軸方向長さを副磁極の永久磁石10bの軸方向長さよりも長くするとともに永久磁石10a,10bの外周に筒状のバックヨーク8を設けると筒型リニアモータ1の推力を大きく向上させ得る。バックヨーク8の肉厚は、主磁極の永久磁石10aの外部磁気抵抗の増大を抑制に適する肉厚に設定されればよい。 Further, in the cylindrical linear motor 1 of this embodiment, a back yoke 8 is provided on the outer periphery of the permanent magnets 10a and 10b. By providing the back yoke 8, a magnetic path with low magnetic resistance can be ensured, thereby suppressing an increase in magnetic resistance due to a shortening of the axial length of the permanent magnet 10b of the sub-pole. Therefore, if the axial length of the main pole permanent magnet 10a is made longer than the axial length of the sub pole permanent magnet 10b, and a cylindrical back yoke 8 is provided around the outer periphery of the permanent magnets 10a, 10b, a cylindrical linear motor can be obtained. 1 thrust can be greatly improved. The thickness of the back yoke 8 may be set to a thickness suitable for suppressing an increase in external magnetic resistance of the permanent magnet 10a of the main pole.

また、界磁6の内周側には、電機子2が軸方向移動自在に挿入されており、界磁6は、コア3に磁界を作用させている。なお、界磁6は、コア3の可動範囲に対して磁界を作用させればよいので、コア3の可動範囲に応じて永久磁石10a,10bの設置範囲を決定すればよい。したがって、バレル7と筒部9bとの環状隙間のうち、コア3に対向し得ない範囲には、永久磁石10a,10bを設置しなくともよい。 Further, the armature 2 is inserted into the inner peripheral side of the field 6 so as to be freely movable in the axial direction, and the field 6 applies a magnetic field to the core 3 . Note that since the field 6 only needs to apply a magnetic field to the movable range of the core 3, the installation range of the permanent magnets 10a and 10b may be determined according to the movable range of the core 3. Therefore, it is not necessary to install the permanent magnets 10a and 10b in the annular gap between the barrel 7 and the cylindrical portion 9b in a range where the core 3 cannot be opposed.

なお、本実施の形態では、界磁6は、ハルバッハ配列の永久磁石10a,10bで構成されているが、ラジアル方向に着磁されて内周にN極を持つ環状の永久磁石とラジアル方向に着磁されて内周にS極を持つ環状の永久磁石とを順番に積層して構成されてもよい。 In the present embodiment, the field 6 is composed of permanent magnets 10a and 10b in a Halbach arrangement, but a ring-shaped permanent magnet that is magnetized in the radial direction and has an N pole on its inner circumference and It may also be constructed by sequentially stacking a ring-shaped permanent magnet that is magnetized and has an S pole on its inner periphery.

そして、筒部9bの外周とバレル7の内周との間には、環状のヘッド側スペーサ40、界磁6、環状のエンド側スペーサ41とが収容されている。ヘッド側スペーサ40は、筒状であって、図1中右側となる界磁側の外径より図1中左側となる反界磁側の外径が大きくなる形状となっている。ヘッド側スペーサ40の図1中左端は、インナーチューブ9のヘッド部9aの図1中右端面に当接し、ヘッド側スペーサ40の図1中右端が界磁6の左端6aに当接している。なお、ヘッド側スペーサ40の図1中右端は、筒部9bとバックヨーク8との隙間に入り込んで界磁6の左端6aに正対して当接している。 An annular head-side spacer 40, a field 6, and an annular end-side spacer 41 are housed between the outer periphery of the cylindrical portion 9b and the inner periphery of the barrel 7. The head side spacer 40 has a cylindrical shape, and has a shape in which the outer diameter on the opposite field side, which is the left side in FIG. 1, is larger than the outer diameter on the field side, which is the right side in FIG. The left end of the head spacer 40 in FIG. 1 contacts the right end surface of the head portion 9a of the inner tube 9 in FIG. 1, and the right end of the head spacer 40 in FIG. The right end of the head-side spacer 40 in FIG. 1 enters the gap between the cylindrical portion 9b and the back yoke 8, and directly faces and abuts the left end 6a of the field 6.

エンド側スペーサ41は、筒状であって、図1中左側となる界磁側の外径より図1中右側となる反界磁側の外径が大きくなる形状となっている。エンド側スペーサ41の図1中右端はボトムキャップ12の底部12aの図1中左端面に当接し、エンド側スペーサ41の図1中左端は界磁6の右端6bに当接している。なお、エンド側スペーサ41の図1中左端は、筒部9bとバックヨーク8との間に隙間に入り込んで界磁6の右端6bに正対して当接している。 The end spacer 41 has a cylindrical shape, and has a shape in which the outer diameter on the opposite field side, which is the right side in FIG. 1, is larger than the outer diameter on the field side, which is the left side in FIG. The right end of the end spacer 41 in FIG. 1 is in contact with the left end surface of the bottom 12a of the bottom cap 12 in FIG. 1, and the left end of the end spacer 41 in FIG. 1 is in contact with the right end 6b of the field 6. The left end of the end spacer 41 in FIG. 1 enters a gap between the cylindrical portion 9b and the back yoke 8, and directly faces and abuts the right end 6b of the field 6.

そして、筒部9bの外周には、図1中左から環状のヘッド側スペーサ40、界磁6、環状のエンド側スペーサ41が順に嵌合され、インナーチューブ9のヘッド部9aをバレル7に螺子締結した後、バレル7の図1中右端にボトムキャップ12を取り付けると、ヘッド側スペーサ40、界磁6およびエンド側スペーサ41がインナーチューブ9におけるヘッド部9aとボトムキャップ12の底部12aとで挟持され、界磁6がバレル7の内周に固定される。なお、界磁6の外周に装着されるバックヨーク8は、ヘッド部9aとボトムキャップ12とによって軸方向で挟持されていないが、界磁6に接着されているのでバレル7内で移動しない。界磁6の磁力によって界磁6に対するバックヨーク8の軸方向への移動を拘束できる場合には、バックヨーク8を界磁6に接着せずともよい。 Then, an annular head-side spacer 40, a field 6, and an annular end-side spacer 41 are fitted into the outer periphery of the cylindrical portion 9b in order from the left in FIG. After tightening, when the bottom cap 12 is attached to the right end of the barrel 7 in FIG. The field 6 is fixed to the inner periphery of the barrel 7. Note that the back yoke 8 attached to the outer periphery of the field magnet 6 is not held between the head portion 9a and the bottom cap 12 in the axial direction, but is bonded to the field magnet 6 and therefore does not move within the barrel 7. If the movement of the back yoke 8 in the axial direction with respect to the field 6 can be restrained by the magnetic force of the field 6, the back yoke 8 does not need to be bonded to the field 6.

なお、ヘッド部9aの内周には、第1ロッド20の外周を覆うカバー17の外周に摺接する環状のシール部材28が設けられており、ヘッド部9aとカバー17との間から筒型リニアモータ1内へ塵や水等の侵入が防止されている。 An annular seal member 28 is provided on the inner periphery of the head portion 9a and is in sliding contact with the outer periphery of the cover 17 that covers the outer periphery of the first rod 20. Dust, water, etc. are prevented from entering the motor 1.

そして、インナーチューブ9内には、電機子2が装着されたロッド11が軸方向移動自在に挿入され、筒部9bの内周にスライダ21b,25が摺接して、電機子2の軸方向の移動が案内される。 A rod 11 to which the armature 2 is attached is inserted into the inner tube 9 so as to be movable in the axial direction, and sliders 21b and 25 are in sliding contact with the inner periphery of the cylindrical portion 9b to move the armature 2 in the axial direction. Movement will be guided.

筒部9bは、コア3の外周と各永久磁石10a,10bの内周との間のギャップを形成するとともに、スライダ21b,25と協働してコア3の軸方向移動を案内する役割を果たしている。なお、本実施の形態では、電機子2は、単一のコア3のみを有して構成されているが、複数のコア3を持つ場合、電機子2の軸方向両端だけでなくコア3,3間にも筒部9bの内周に摺接するスライダを設けてもよい。 The cylindrical portion 9b forms a gap between the outer periphery of the core 3 and the inner periphery of each permanent magnet 10a, 10b, and also plays the role of guiding the axial movement of the core 3 in cooperation with the sliders 21b, 25. There is. Note that in this embodiment, the armature 2 is configured to have only a single core 3; however, if it has a plurality of cores 3, the cores 3, A slider that slides into contact with the inner periphery of the cylindrical portion 9b may also be provided between the cylindrical portions 9b and 9b.

さらに、ボトムキャップ12の底部12aの孔12a1内には、ガイドロッド16が挿入されている。ガイドロッド16は、ロッド11内に挿入可能な円柱状のガイド部16aと、ガイド部16aの基端となる図1中右端に設けられて外径がガイド部16aの外径よりも大径な筒状の基端部16bと、基端部16bの外周に装着される弾性リング16cとを備えており、プレート13を介してボトムキャップ12の底部12aに取り付けられている。 Further, a guide rod 16 is inserted into the hole 12a1 of the bottom portion 12a of the bottom cap 12. The guide rod 16 includes a cylindrical guide portion 16a that can be inserted into the rod 11, and a cylindrical guide portion 16a that is provided at the right end in FIG. It includes a cylindrical base end 16b and an elastic ring 16c attached to the outer periphery of the base end 16b, and is attached to the bottom 12a of the bottom cap 12 via the plate 13.

具体的には、ガイド部16aの右端に螺子孔が形成されており、ガイドロッド16は、底部12aのボルト14,14によって固定されたプレート13の通し孔13a内に挿通されるボルト19によってプレート13に連結される。このように、ガイドロッド16は、一端がプレート13によって吊り持たれた状態でロッド11内に挿入されている。基端部16bの外径は、ボトムキャップ12の底部12aの孔12a1の内径よりも小径となっている。そして、プレート13における通し孔13aの内径は、ボルト19の軸部の外径よりも大径となっており、ガイドロッド16の基端部16bの外周にはボトムキャップ12の孔12a1内に嵌合される弾性リング16cが装着されている。本実施の形態の筒型リニアモータ1では、弾性リング16cは、Oリングとされており、弾性リング16cの外径は、孔12a1の内径よりも大径となっている。 Specifically, a screw hole is formed at the right end of the guide portion 16a, and the guide rod 16 is attached to the plate by a bolt 19 inserted into a through hole 13a of the plate 13 fixed by the bolts 14, 14 of the bottom portion 12a. 13. In this way, the guide rod 16 is inserted into the rod 11 with one end suspended by the plate 13. The outer diameter of the base end portion 16b is smaller than the inner diameter of the hole 12a1 in the bottom portion 12a of the bottom cap 12. The inner diameter of the through hole 13a in the plate 13 is larger than the outer diameter of the shaft of the bolt 19, and the outer circumference of the base end 16b of the guide rod 16 is fitted into the hole 12a1 of the bottom cap 12. A matching elastic ring 16c is attached. In the cylindrical linear motor 1 of this embodiment, the elastic ring 16c is an O-ring, and the outer diameter of the elastic ring 16c is larger than the inner diameter of the hole 12a1.

ガイドロッド16の基端部16bをボトムキャップ12の孔12a1内に挿入すると、基端部16bの外周とボトムキャップ12の底部12aの内周との間に隙間が生じ、弾性リング16cが縮径して底部12aの内周に密着する。よって、ガイドロッド16は、ボトムキャップ12の孔12a1内に挿入された状態で、弾性リング16cによって弾性的に支持されるのでボトムキャップ12に対して径方向への偏心および傾きが許容される。 When the base end 16b of the guide rod 16 is inserted into the hole 12a1 of the bottom cap 12, a gap is created between the outer periphery of the base end 16b and the inner periphery of the bottom 12a of the bottom cap 12, causing the elastic ring 16c to contract in diameter. and tightly adheres to the inner periphery of the bottom portion 12a. Therefore, the guide rod 16 is elastically supported by the elastic ring 16c while being inserted into the hole 12a1 of the bottom cap 12, so that eccentricity and inclination in the radial direction with respect to the bottom cap 12 are allowed.

ガイドロッド16は、プレート13の通し孔13a内に挿通されるボルト19によって図1中右端側がプレート13に連結される。このように、ガイドロッド16は、図1中左端は支持されず、図1中右端のみがプレート13に片持ち支持されており、プレート13に吊り持たれた状態でロッド11内に挿入される。また、プレート13は、弾性を備えておりねじれや撓みが許容されている。よって、ガイドロッド16は、プレート13によって吊り持たれるとともに弾性リング16cによってボトムキャップ12に弾性支持されるため、ボトムキャップ12にプレート13を介して連結されても、ボトムキャップ12に対して径方向への若干の偏心とガイドロッド16のボトムキャップ12に対する若干の傾きが許容される。 The right end side of the guide rod 16 in FIG. 1 is connected to the plate 13 by a bolt 19 inserted into the through hole 13a of the plate 13. In this way, the guide rod 16 is not supported at its left end in FIG. 1, but only at its right end in FIG. . Further, the plate 13 has elasticity and is allowed to twist and bend. Therefore, the guide rod 16 is suspended by the plate 13 and elastically supported by the bottom cap 12 by the elastic ring 16c, so that even if it is connected to the bottom cap 12 via the plate 13, the guide rod 16 does not move in the radial direction with respect to the bottom cap 12. A slight eccentricity to the bottom cap 12 and a slight inclination of the guide rod 16 with respect to the bottom cap 12 are allowed.

そして、ガイドロッド16におけるガイド部16aは、筒型リニアモータ1が伸縮しても常にロッド11の内周に摺接して、電機子2の界磁6に対する軸方向への移動を案内している。より詳細には、ガイドロッド16のガイド部16aは、第2ロッド21の内径大径部21dよりも先端側に摺動自在に挿入されている。 The guide portion 16a of the guide rod 16 is always in sliding contact with the inner circumference of the rod 11 even when the cylindrical linear motor 1 expands or contracts, and guides the movement of the armature 2 in the axial direction with respect to the field 6. . More specifically, the guide portion 16a of the guide rod 16 is slidably inserted toward the distal end side of the large inner diameter portion 21d of the second rod 21.

このように本実施の形態における筒型リニアモータ1では、ガイドロッド16がロッド11の内周に摺接し、スライダ21b,25がインナーチューブ9に摺接しているので、電機子2はロッド11とともに界磁6に対して偏心せずに軸方向へスムーズに移動できる。 In this way, in the cylindrical linear motor 1 according to the present embodiment, the guide rod 16 is in sliding contact with the inner circumference of the rod 11, and the sliders 21b and 25 are in sliding contact with the inner tube 9. It can move smoothly in the axial direction without being eccentric with respect to the field 6.

また、このように構成された筒型リニアモータ1では、電機子2の軸方向移動をガイドして界磁6に対する電機子2の偏心を防止するインナーチューブ9がヘッドキャップと一体構造になっているので、インナーチューブ9とヘッドキャップに歪が生じにくくスライダ21b,25がインナーチューブ9の内周を滑らかに摺動でき、スムーズに伸縮できる。 Furthermore, in the cylindrical linear motor 1 configured in this manner, the inner tube 9 that guides the axial movement of the armature 2 and prevents the armature 2 from eccentricity with respect to the field 6 is integrally constructed with the head cap. Therefore, the inner tube 9 and the head cap are less likely to be distorted, and the sliders 21b and 25 can smoothly slide on the inner periphery of the inner tube 9, allowing for smooth expansion and contraction.

筒型リニアモータ1では、電機子2が界磁6に対して図1中右方へ移動する収縮作動時においてスライダ21bがボトムキャップ12の底部に当接すると最収縮状態となる。つまり、本実施の形態の筒型リニアモータ1では、スライダ21bがボトムキャップ12の底部12aに当接する位置が収縮側のストロークエンドとなる。そして、ガイドロッド16のガイド部16aの外周であって基端部16bの近傍には、環状溝16a1が設けられており、当該環状溝16a1内には、Oリングでなる摩擦リング50が装着されている。摩擦リング50は、具体的には、ガイド部16aの外周であって、筒型リニアモータ1が最収縮する前にロッド11内に挿入される位置に配置されている。よって、摩擦リング50は、筒型リニアモータ1における電機子2が界磁6に対して図1中右方へ移動する収縮作動時において、筒型リニアモータ1が収縮側ストロークエンドの近傍まで収縮すると、ロッド11内に挿入される。環状溝16a1内に装着された摩擦リング50の外径は、第2ロッド21の右端側の内径よりも大径に設定されており、摩擦リング50が第2ロッド21内に挿入されると摩擦リング50と第2ロッド21の内周との間で摩擦力が発生する。当該摩擦力はロッド11のガイドロッド16に対するそれ以上の収縮側への変位を抑制する抵抗となるので、本実施の形態の筒型リニアモータ1は、収縮側のストロークエンド近傍まで収縮すると、摩擦リング50が発生する摩擦力で筒型リニアモータ1の収縮を妨げるクッション効果が得られる。 In the cylindrical linear motor 1, when the slider 21b comes into contact with the bottom of the bottom cap 12 during the contraction operation in which the armature 2 moves to the right in FIG. That is, in the cylindrical linear motor 1 of this embodiment, the position where the slider 21b abuts the bottom portion 12a of the bottom cap 12 is the stroke end on the contraction side. An annular groove 16a1 is provided on the outer periphery of the guide portion 16a of the guide rod 16 near the base end 16b, and a friction ring 50 made of an O-ring is installed in the annular groove 16a1. ing. Specifically, the friction ring 50 is disposed on the outer periphery of the guide portion 16a at a position where it is inserted into the rod 11 before the cylindrical linear motor 1 is most contracted. Therefore, the friction ring 50 allows the cylindrical linear motor 1 to contract to the vicinity of the contraction side stroke end during the contraction operation in which the armature 2 of the cylindrical linear motor 1 moves to the right in FIG. 1 relative to the field 6. Then, it is inserted into the rod 11. The outer diameter of the friction ring 50 installed in the annular groove 16a1 is set to be larger than the inner diameter on the right end side of the second rod 21, so that when the friction ring 50 is inserted into the second rod 21, friction is generated. Frictional force is generated between the ring 50 and the inner circumference of the second rod 21. The frictional force acts as a resistance that suppresses further displacement of the rod 11 toward the contraction side with respect to the guide rod 16. Therefore, when the cylindrical linear motor 1 of this embodiment contracts to the vicinity of the stroke end on the contraction side, the friction The frictional force generated by the ring 50 provides a cushioning effect that prevents contraction of the cylindrical linear motor 1.

なお、本実施の形態の筒型リニアモータ1は、ロッド11内にストロークセンサSを収容している。ストロークセンサSは、本実施の形態では、線形可変差動変圧器とされており、詳しくは図示しないが、プライマリコイルと二つのセカンダリコイルとを収容した筒状のセンサ本体30と、センサ本体30内に軸方向へ移動可能に挿入されるとともに被検出子であるプローブ31とを備えて構成されている。なお、線形可変差動変圧器は、プライマリコイルへ交流電圧を印加した際に誘導される二つのセカンダリコイルの誘導電圧の差からプローブ31の位置を検知する。 Note that the cylindrical linear motor 1 of this embodiment accommodates a stroke sensor S within the rod 11. In this embodiment, the stroke sensor S is a linear variable differential transformer, and although not shown in detail, it includes a cylindrical sensor body 30 housing a primary coil and two secondary coils, and a sensor body 30. It is configured to include a probe 31 which is inserted movably in the axial direction and is an element to be detected. Note that the linear variable differential transformer detects the position of the probe 31 from the difference in voltage induced between the two secondary coils when an alternating current voltage is applied to the primary coil.

センサ本体30は、外周に電機子2が装着されない第1ロッド20内で固定されており、ロッド11の径方向で電機子2と対向しない範囲に収容されている。また、ストロークセンサSにおけるプローブ31は、ロッド状であってガイドロッド16におけるガイド部16aの先端にセンサ保持ロッド32を介して取り付けられている。よって、被検出子としてのプローブ31、ガイドロッド16およびバレル7を介して界磁6に対して連結されている。プローブ31は、前述したとおり、センサ本体30内に挿入されている。よって、電機子2が界磁6に対して軸方向へ移動するのに伴ってプローブ31は、センサ本体30に対して軸方向へ相対移動してセンサ本体30内で移動する。 The sensor main body 30 is fixed within the first rod 20 to which the armature 2 is not mounted on the outer periphery, and is accommodated in a range where it does not face the armature 2 in the radial direction of the rod 11. Further, the probe 31 in the stroke sensor S is rod-shaped and is attached to the tip of the guide portion 16a of the guide rod 16 via a sensor holding rod 32. Therefore, it is connected to the field 6 via the probe 31 as an element to be detected, the guide rod 16, and the barrel 7. The probe 31 is inserted into the sensor body 30 as described above. Therefore, as the armature 2 moves in the axial direction with respect to the field 6, the probe 31 moves relative to the sensor body 30 in the axial direction and moves within the sensor body 30.

センサ本体30を収容するロッド11内にはプローブ31を保持するガイドロッド16が摺動自在に挿入されているので、センサ本体30に対するプローブ31の径方向への偏心が防止される。なお、センサ本体30のプライマリコイルへの通電用の配線およびセカンダリコイルに接続される配線は、図示はしないがロッドキャップ23に設けた孔から外部へ引き出されて図外のコントローラに接続される。 Since the guide rod 16 that holds the probe 31 is slidably inserted into the rod 11 that accommodates the sensor body 30, eccentricity of the probe 31 in the radial direction with respect to the sensor body 30 is prevented. Although not shown, the wiring for energizing the primary coil of the sensor body 30 and the wiring connected to the secondary coil are pulled out through a hole provided in the rod cap 23 and connected to a controller (not shown).

そして、図外のコントローラは、ロッド11の界磁6に対する位置をストロークセンサSで検知し、コア3の界磁6に対する電気角を把握して通電位相切換を行うとともにPWM制御により、各巻線5の電流量を制御して、筒型リニアモータ1における推力と電機子2の移動方向とを制御する。なお、前述のコントローラにおける制御方法は、一例でありこれに限られない。また、電機子2と界磁6とを軸方向に相対変位させる外力が作用する場合、巻線5への通電、あるいは、巻線5に発生する誘導起電力によって、前記相対変位を抑制する推力を発生させて筒型リニアモータ1に前記外力による機器の振動や運動をダンピングさせ得るし、外力から電力を生むエネルギー回生も可能である。 A controller (not shown) detects the position of the rod 11 with respect to the field 6 with a stroke sensor S, grasps the electrical angle of the core 3 with respect to the field 6, switches the energization phase, and uses PWM control to control each winding 5. The thrust in the cylindrical linear motor 1 and the moving direction of the armature 2 are controlled by controlling the amount of current. Note that the control method in the controller described above is an example and is not limited to this. Further, when an external force that causes a relative displacement between the armature 2 and the field 6 in the axial direction acts, a thrust is generated to suppress the relative displacement by energizing the winding 5 or by an induced electromotive force generated in the winding 5. can be generated to cause the cylindrical linear motor 1 to damp the vibrations and motion of the equipment caused by the external force, and it is also possible to regenerate energy to generate electric power from the external force.

以上のように、本発明の筒型リニアモータ1は、軸方向にN極とS極とが交互に配置されるように積層される環状の複数の永久磁石10a,10bを有する筒状の界磁6と、界磁6の内周側に軸方向移動自在に挿入される電機子2と、筒状であって外周に電機子2が装着されるとともに界磁6内に軸方向移動可能に挿入される筒状のロッド11と、ロッド11内に侵入可能なガイドロッド16と、ガイドロッド16の外周に装着される摩擦リング50とを備え、収縮側ストロークエンドの近傍まで収縮すると摩擦リング50は、ロッド11の内周に摺接する。 As described above, the cylindrical linear motor 1 of the present invention has a cylindrical field having a plurality of annular permanent magnets 10a and 10b stacked so that N poles and S poles are alternately arranged in the axial direction. A magnet 6, an armature 2 that is inserted into the inner circumference of the field 6 so as to be able to move in the axial direction, and an armature 2 that is cylindrical and has the armature 2 attached to the outer circumference and is movable in the axial direction within the field 6. It includes a cylindrical rod 11 to be inserted, a guide rod 16 that can enter into the rod 11, and a friction ring 50 attached to the outer periphery of the guide rod 16. When contracted to near the contraction side stroke end, the friction ring 50 is in sliding contact with the inner periphery of the rod 11.

このように構成された筒型リニアモータ1によれば、摩擦リング50がロッド11内に侵入して摺接すると摩擦力を発生して、筒型リニアモータ1の収縮を妨げるクッション効果が得られる。また、本実施の形態の筒型リニアモータ1によれば、収縮側へのストロークエンド近傍でクッション効果が得られるので、クッション効果によって筒型リニアモータ1の収縮側へのストローク速度を減速させて底付きによる衝撃を緩和できる。 According to the cylindrical linear motor 1 configured in this way, when the friction ring 50 enters into the rod 11 and comes into sliding contact with the rod 11, a frictional force is generated, thereby providing a cushioning effect that prevents contraction of the cylindrical linear motor 1. . Further, according to the cylindrical linear motor 1 of the present embodiment, a cushion effect is obtained near the end of the stroke toward the contraction side, so the stroke speed of the cylindrical linear motor 1 toward the contraction side is reduced by the cushion effect. It can reduce the impact caused by bottoming out.

なお、クッション効果を発生させるストローク範囲は、摩擦リング50のガイド部16aに対する軸方向位置の調整によってチューニングできるとともに、より大きなクッション効果を得たい場合には、破線で示すように、摩擦リング50に加えて、摩擦リング50に対してガイド部16aの軸方向にずらした位置に1つ或いは複数の摩擦リング51を追加して設ければよい。 The stroke range in which the cushioning effect is generated can be tuned by adjusting the axial position of the friction ring 50 with respect to the guide portion 16a, and if you want to obtain a larger cushioning effect, as shown by the broken line, the stroke range of the friction ring 50 can be tuned. In addition, one or more friction rings 51 may be additionally provided at a position shifted in the axial direction of the guide portion 16a with respect to the friction ring 50.

また、摩擦リング50は、ロッド11の内周であって収縮側のストロークエンド近傍まで筒型リニアモータ1が収縮作動を呈した際に、ガイド部16aが挿入される位置に装着されてもよい。このように摩擦リング50をロッド11の内周に設けても、筒型リニアモータ1が最収縮する前にガイドロッド16のガイド部16aの外周に摺接して摩擦力を発生してクッション効果を得ることができる。 Further, the friction ring 50 may be mounted on the inner circumference of the rod 11 at a position where the guide portion 16a is inserted when the cylindrical linear motor 1 exhibits a contraction operation up to the vicinity of the stroke end on the contraction side. . Even if the friction ring 50 is provided on the inner periphery of the rod 11 in this way, it slides into contact with the outer periphery of the guide portion 16a of the guide rod 16 before the cylindrical linear motor 1 is fully contracted, generates a frictional force, and provides a cushioning effect. Obtainable.

さらに、本実施の形態の筒型リニアモータ1では、ガイドロッド16は、ロッド11内に挿入可能なガイド部16aと、ガイド部16aの基端に設けられた基端部16bと、基端部16bの外周に装着される弾性リング16cとを備え、筒状であって界磁6を保持するバレル7と、有底筒状であってバレル7の終端に設けられるとともに底部12aに孔12a1を有して孔12a1内に基端部16bとともに弾性リング16cが嵌合されるボトムキャップ12と、ボトムキャップ12に取り付けられてガイドロッド16を吊り持つプレート13とを備えている。 Furthermore, in the cylindrical linear motor 1 of the present embodiment, the guide rod 16 includes a guide portion 16a that can be inserted into the rod 11, a base end portion 16b provided at the base end of the guide portion 16a, and a base end portion 16a. The barrel 7 has a cylindrical shape and holds the field magnet 6, and has an elastic ring 16c attached to the outer periphery of the barrel 16b.The barrel 7 has a cylindrical shape with a bottom and is provided at the end of the barrel 7 and has a hole 12a1 in the bottom 12a. The bottom cap 12 has a base end portion 16b and an elastic ring 16c fitted into the hole 12a1, and a plate 13 that is attached to the bottom cap 12 and suspends the guide rod 16.

このように構成された筒型リニアモータ1によれば、ガイドロッド16が弾性リング16cを介してボトムキャップ12の孔12a1に嵌合するとともに、プレート13によって吊り持たれるので、ガイドロッド16は、ボトムキャップ12に対して径方向への偏心とガイドロッド16のボトムキャップ12に対する傾きが許容される。したがって、ロッド11とボトムキャップ12とが軸ずれしていたり、少し傾いてたりしていても、ロッド11内にガイドロッド16のガイド部16aを無理なく挿入でき、ロッド11とガイドロッド16のとの間の摺動抵抗が大きくなることを防止できる。このように本実施の形態の筒型リニアモータ1によれば、ロッド11とガイドロッド16との間の摺動抵抗が大きくなることを防止できるので、筒型リニアモータ1の円滑な伸縮作動を保証し得るとともに、ロッド11に対してガイドロッド16を挿入する組立作業も容易となる。 According to the cylindrical linear motor 1 configured in this way, the guide rod 16 fits into the hole 12a1 of the bottom cap 12 via the elastic ring 16c and is suspended by the plate 13, so that the guide rod 16 Eccentricity in the radial direction with respect to the bottom cap 12 and inclination of the guide rod 16 with respect to the bottom cap 12 are allowed. Therefore, even if the rod 11 and the bottom cap 12 are misaligned or slightly tilted, the guide portion 16a of the guide rod 16 can be inserted into the rod 11 without any force, and the rod 11 and the guide rod 16 can be easily inserted. This can prevent the sliding resistance between the two ends from increasing. As described above, according to the cylindrical linear motor 1 of the present embodiment, it is possible to prevent the sliding resistance between the rod 11 and the guide rod 16 from increasing, so that the cylindrical linear motor 1 can smoothly extend and contract. In addition, the assembly work of inserting the guide rod 16 into the rod 11 becomes easier.

なお、プレート13の通し孔13aの内径がボルト19の軸部の外径よりも大きい場合には、ガイドロッド16のボトムキャップ12に対する偏心の許容範囲が大きくなるのでガイドロッド16とプレート13との連結部分の組付性を向上できる。 Note that if the inner diameter of the through hole 13a of the plate 13 is larger than the outer diameter of the shaft portion of the bolt 19, the allowable range of eccentricity of the guide rod 16 with respect to the bottom cap 12 will be large, so the relationship between the guide rod 16 and the plate 13 will be increased. The ease of assembling the connecting parts can be improved.

また、弾性リング16cがOリングのようにシールとしての機能も発揮可能である場合、ガイドロッド16の基端部16bとボトムキャップ12の底部12aの内周との間を弾性リング16cでシールして筒型リニアモータ1内への埃や水などの侵入をも防止できる。さらに、ガイドロッド16のボトムキャップ12に対する偏心と傾きが許容されてガイドロッド16をロッド11に対して調心させ得るので、ロッド11に保持されるセンサ本体30とガイドロッド16に保持されるプローブ31とを調心できる。 Further, when the elastic ring 16c can also function as a seal, such as an O-ring, the elastic ring 16c seals between the base end 16b of the guide rod 16 and the inner periphery of the bottom 12a of the bottom cap 12. This also prevents dust, water, etc. from entering the cylindrical linear motor 1. Furthermore, since eccentricity and inclination of the guide rod 16 with respect to the bottom cap 12 are allowed and the guide rod 16 can be aligned with the rod 11, the sensor body 30 held by the rod 11 and the probe held by the guide rod 16 31 can be aligned.

なお、本実施の形態の筒型リニアモータ1では、摩擦リング50をOリングとしているが、ロッド11に摺接或いはガイドロッド16に摺接した際に摩擦力を発生できればよいので、摩擦リング50は、Oリング以外にもゴムや合成樹脂で形成されたリングとされてもよい。また、弾性リング16cは、Oリングとされているが、ガイドロッド16を弾性支持してボトムキャップ12に対する偏心や傾きを許容できる限りにおいて、Oリング以外にもゴムや合成樹脂で形成されたリングとされてもよい。 In the cylindrical linear motor 1 of the present embodiment, the friction ring 50 is an O-ring, but it is sufficient to generate frictional force when slidingly contacting the rod 11 or the guide rod 16. In addition to the O-ring, a ring made of rubber or synthetic resin may be used. Although the elastic ring 16c is an O-ring, it is also possible to use a ring other than an O-ring made of rubber or synthetic resin as long as it can elastically support the guide rod 16 and allow for eccentricity and inclination with respect to the bottom cap 12. may be taken as

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, modifications, variations, and changes can be made without departing from the scope of the claims.

1・・・筒型リニアモータ、2・・・電機子、6・・・界磁、7・・・バレル、10a,10b・・・永久磁石、11・・・ロッド、12・・・ボトムキャップ、12a・・・底部、12a1・・・孔、13・・・プレート、16・・・ガイドロッド、16a・・・ガイド部、16b・・・基端部、16c・・・弾性リング、50,51・・・摩擦リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cylindrical linear motor, 2... Armature, 6... Field, 7... Barrel, 10a, 10b... Permanent magnet, 11... Rod, 12... Bottom cap , 12a... Bottom, 12a1... Hole, 13... Plate, 16... Guide rod, 16a... Guide portion, 16b... Base end, 16c... Elastic ring, 50, 51...Friction ring

Claims (2)

軸方向にN極とS極とが交互に配置されるように積層される環状の複数の永久磁石を有する筒状の界磁と、
前記界磁の内周側に軸方向移動可能に挿入される筒状の電機子と、
筒状であって外周に前記電機子が装着されるとともに前記界磁内に軸方向移動可能に挿入される筒状のロッドと、
前記ロッド内に侵入可能なガイドロッドと、
前記ロッドの内周或いは前記ガイドロッドの外周の一方に装着される摩擦リングとを備え、
収縮側ストロークエンドの近傍まで収縮すると前記摩擦リングは、前記ロッドの内周或いは前記ガイドロッドの外周の他方に摺接する
ことを特徴とする筒型リニアモータ。
a cylindrical field having a plurality of annular permanent magnets stacked so that north poles and south poles are arranged alternately in the axial direction;
a cylindrical armature that is movably inserted into the inner peripheral side of the field;
a cylindrical rod having the armature attached to its outer periphery and inserted into the field so as to be movable in the axial direction;
a guide rod that can enter into the rod;
a friction ring attached to either the inner periphery of the rod or the outer periphery of the guide rod;
The cylindrical linear motor is characterized in that when the friction ring is contracted to the vicinity of a contraction-side stroke end, the friction ring comes into sliding contact with the other of the inner periphery of the rod or the outer periphery of the guide rod.
前記ガイドロッドは、前記ロッド内に挿入可能なガイド部と、前記ガイド部の基端に設けられた基端部と、前記基端部の外周に装着される弾性リングとを有し、
筒状であって前記界磁を保持するバレルと、
有底筒状であって前記バレルの終端に設けられるとともに底部に孔を有して、前記孔内に前記基端部とともに前記弾性リングが嵌合されるボトムキャップと、
前記ボトムキャップに取り付けられて前記ガイドロッドを吊り持つプレートとを備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の筒型リニアモータ。
The guide rod has a guide part that can be inserted into the rod, a base end part provided at the base end of the guide part, and an elastic ring attached to the outer periphery of the base end part,
a barrel that is cylindrical and holds the field;
a bottom cap having a cylindrical shape with a bottom, provided at the terminal end of the barrel and having a hole at the bottom, into which the elastic ring is fitted together with the base end;
The cylindrical linear motor according to claim 1, further comprising a plate attached to the bottom cap and suspending the guide rod.
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