JP3750127B2 - ボイスコイル形リニアモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組立易いボイスコイル形リニアモータに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来のボイスコイル形リニアモータは、図５に示すように構成してある。
図において、５０、５１は強磁性体からなる外側ヨーク、５２は前記外側ヨーク５０、５１に空隙を介して対向させた強磁性体からなるセンタヨーク、５３、５４は前記外側ヨーク５０、５１とセンタヨーク５２の両端相互間を連結する強磁性体からなるサイドヨークで、前記外側ヨーク５０、５１とセンタヨーク５２およびサイドヨーク５３、５４により磁路を形成している。５５、５６、５７、５８は永久磁石で、前記外側ヨーク５０の内側に取付けた永久磁石５５と外側ヨーク５１の内側に取付けた永久磁石５７は、それぞれ外側ヨーク５０、５１と対向する面を同極性にして、例えば図５ではＮ極にして配置してある。また、前記外側ヨーク５０の内側に取付けた永久磁石５６と外側ヨーク５１の内側に取付けた永久磁石５８は、それぞれ外側ヨーク５０、５１と対向する面を同極性にして、例えば図５ではＳ極にして配置し、さらに、隣の永久磁石５５、５７とは異極性になるように配置している。なお、前記永久磁石５５と永久磁石５６は軸方向に所定ピッチ離して取付け、永久磁石５７と永久磁石５８は軸方向に所定ピッチ離して取付けている。５９、６０、６１、６２は永久磁石で、前記永久磁石５５、５６、５７、５８に対向する面を異極性にして前記永久磁石５５、５６、５７、５８に径方向の空隙を介して前記センタヨーク５２に取付けてある。６３は電機子で、非磁性のボビン６４にコイル６５を巻回してある。前記ボビン６４の片側もしくは両側の側面にはスラスト板（図示せず）が設けられいる。
つぎに、このようなボイスコイル形リニアモータの組立作業について説明をする。
サイドヨーク５３に外側ヨーク５０、５１およびセンタヨーク５２を取付ける。前記外側ヨーク５０、５１に永久磁石５５、５６、５７、５８を取付ける。前記センタヨーク５２に永久磁石５９、６０、６１、６２を外側ヨーク５０、５１に取付けた永久磁石５５、５６、５７、５８に対向するものは異極性に、隣のものは異極性になるように軸方向に所定ピッチで配置する。前記永久磁石５５、５６、５７、５８と永久磁石５９、６０、６１、６２の間に電機子６３を挿入し、サイドヨーク５４を前記外側ヨーク５０、５１およびセンタヨーク５２の端面に固定する。
つぎに、ボイスコイル形リニアモータのの動作について説明をする。
ボイスコイル形リニアモータの磁束はΦＡで示す磁路を通り、この状態で電機子６３のコイル６５を励磁すると、電機子６３が軸線方向に移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のボイスコイル形リニアモータは、外側ヨーク５０、５１、センタヨーク５２およびサイドヨーク５３、５４が強磁性体で構成され、この外側ヨーク５０、５１あるいはセンタヨーク５２に永久磁石５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２を固定しているため、強力な吸引力が外側ヨーク５０、５１あるいはセンタヨーク５２と永久磁石５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６６との間に働き、組立作業の障害となっていた。
そこで、本発明は、永久磁石の磁束が外側ヨークあるいはセンタヨークを通らないようにして永久磁石の取付けを簡単にすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、外側部材の両端相互間を連結する側板を設け、前記外側部材の対向する面に永久磁石を設け、前記永久磁石の内側に空隙を介し、非磁性体よりなるボビンにコイルを巻装した電機子を、軸方向に移動自在に設けたボイスコイル形リニアモータにおいて、非磁性材からなる外側部材および側板と、前記外側部材の内面に前記外側部材の長手方向に着磁し隣同志を同極性にして配置した永久磁石と、前記永久磁石の側面に配置し外側部材の内面に取付けた磁性材からなるポールピースと、前記永久磁石に空隙を介し、前記永久磁石の着磁方向と逆向きに着磁した永久磁石とこの永久磁石の側面に配置した磁性材からなるポールピースからなり前記側板間に配置したセンター部材と、前記外側部材の内側に取付けた永久磁石およびポールピースと、前記側板間に設けた永久磁石とポールピースよりなるセンター部材との間に空隙を介して設けた電機子とを設けている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例を示すボイスコイル形のリニアモータの斜視図、図２はボイスコイル形のリニアモータの側断面図である。
図において、１、２は非磁性材からなる外側部材、３、４は非磁性材からなる側板で、前記外側部材１、２と側板３、４によりロ字状に構成してある。５、６、７、８は永久磁石で、前記永久磁石５、６は、前記外側部材１の長手方向に着磁し外側部材１の内側に隣同志の磁極面が同極となるように固定し、前記永久磁石７、８は、前記外側部材２の長手方向に着磁し外側部材２の内側に隣同志の磁極面が同極となるように固定してある。９、１０、１１、１２、１３、１４は磁性材からなるポールピースで、ポールピース９、１２は永久磁石５、７の右側に配置し前記外側部材１、２の内側に固定してある。ポールピース１０、１３は永久磁石５と６との間あるいは永久磁石７と８との間に配置し前記外側部材１、２の内側に固定してある。ポールピース１１、１４は永久磁石６、８の左側に配置し外側部材１、２の内側に固定してある。４４はセンター部材で、前記外側部材１と外側部材２との間にあって、隣同志の磁極面が同極となり、外側部材１、２に固定した永久磁石５、６、７、８の磁極の向きに対し反対にした永久磁石１５、１６と、この永久磁石１５、１６の側面および永久磁石１５、１６の間に配置したポールピース１７、１８、１９よりなり、前記側板３、４間に配置してある。２０は電機子で、この電機子２０にコイル２１、２２が設けてある。前記コイル２１、２２は、前記永久磁石５、６あるいは７、８と同一のピッチで配置し、コイル２１、２２の巻き方向は前記電機子１８の推力が同一方向になるように巻いてある。
つぎに、このようなボイスコイル形リニアモータの組立作業について説明をする。
外側部材１、２の端面に側板４を固定する。前記外側部材１、２の内側に永久磁石５、６、７、８を取付ける。前記側板４にポールピース１７、永久磁石１５、ポールピース１８、永久磁石１６、ポールピース１９よりなるセンター部材４４を取付ける。前記外側部材１、２に取付けた永久磁石５、６、７、８とセンター部材４４との間に電機子２０を入れ込んで側板３を外側部材１、２に固定して構成する。
つぎに、前記ボイスコイル形リニアモータの動作について説明をする。
図２における永久磁石５からの磁束Φ１は、永久磁石５からポールピース９、電機子２０を経てポールピース１７、永久磁石１５、ポールピース１８より電機子２０を通ってポールピース１０から永久磁石５にいたる磁路に流れる。永久磁石６からの磁束Φ２は、永久磁石６からポールピース１１、電機子２０を経てポールピース１９、永久磁石１６、ポールピース１８より電機子２０を通ってポールピース１０から永久磁石６にいたる磁路に流れる。永久磁石７からの磁束Φ３は、永久磁石７からポールピース１２、電機子２０を経てポールピース１７、永久磁石１５、ポールピース１８より電機子２０を通ってポールピース１３から永久磁石７にいたる磁路に流れる。永久磁石８からの磁束Φ４は、永久磁石８からポールピース１４、電機子２０を経てポールピース１９、永久磁石１６、ポールピース１８より電機子２０を通ってポールピース１３から永久磁石８にいたる磁路に流れる。この状態からコイル２１、２２を励磁すると、電磁作用により電機子２０を軸線方向に作動する。
このように本発明のボイスコイル形リニアモータは、永久磁石５、６、７、８からの磁束が永久磁石５、６、７、８の側面に設けたポールピース９、１０、１１、１２、１３を通る磁路に流れ、非磁性材の外側部材１、２および側板３、４に磁束が流れない。したがって、永久磁石５、６、７、８と外側部材１、２あるいは側板３、４との間に磁気吸引力が働かないので外側部材１、２に永久磁石５、６、７、８を簡単に取付けることができる。
図３は、本発明の第２の実施例を示す側断面図で、ポールピース２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１をコイル２１、２２に対向する面の断面積を狭くしている。このように構成することによりコイル２１、２２からの磁束をポールピース２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１の中央に集中させ、ポールピース２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１の端部の漏洩磁束を低減させることができるので、電機子の推力を向上することができる。
図４は、本発明の第３の実施例を示す側断面図で、ポールピース３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３の断面積を永久磁石に近い側を狭く、永久磁石から遠ざかるにしたがって広くしている。このように構成することにより、ポールピースとコイルとのギャップの磁束密度が均一となるので、電機子の推力方向の推力変化を低減することができる。
【０００６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればつぎのような効果がある。
（１） 外側部材および側板を非磁性材で構成したので、外側部材への永久磁石の取付けが簡単となる。
（２） ポールピースのコイルに対向する面側の断面積を小さくしたので、永久磁石端部の漏洩磁束を低減して電機子の推力を向上することができる。
（３） ポールピースの断面積を永久磁石に近い側を狭く、遠ざかるにしたがって広くしたので、電機子の推力変化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すボイスコイル形リニアモータの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示すボイスコイル形リニアモータの側断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示すボイスコイル形リニアモータの側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示すボイスコイル形リニアモータの側断面図である。
【図５】従来のボイスコイル形リニアモータの側断面図である。
【符号の説明】
１、２ 外側部材、 ３、４ 側板、 ５、６、７、８ 永久磁石、
９、１０、１１、１２、１３、１４ ポールピース、
１５、１６ 永久磁石、 １７、１８、１９ ポールピース、
２０ 電機子、 ２１、２２ コイル、
２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３９、３１ ポールピース、
４４ センター部材

Claims (3)

1. 外側部材（１、２）の両端相互間を連結する側板（３、４）を設け、前記外側部材の対向する面に永久磁石を取付け、前記永久磁石の内側に空隙を介し、非磁性体よりなるボビンにコイル（２１、２２）を巻装した電機子（２０）を、軸方向に移動自在に設けたボイスコイル形リニアモータにおいて、
   非磁性材からなる外側部材（１、２）および側板（３、４）と、
   前記外側部材（１、２）の内面に前記外側部材（１、２）の長手方向に着磁し隣同志を同極性にして配置した永久磁石（５、６、７、８）と、
   前記永久磁石（５、６、７、８）の側面に配置し外側部材の内面に取付けた磁性材からなるポールピース（９、１０、１１、１２、１３、１４）と、
   前記永久磁石（５、６、７、８）に空隙を介し、前記永久磁石（５、６、７、８）の着磁方向と逆向きに着磁した永久磁石（１５、１６）とこの永久磁石（１５、１６）の側面に配置した磁性材からなるポールピース（１７、１８、１９）よりなり側板（３、４）間に配置したセンター部材（４４）と、
   前記外側部材（１、２）の内側に取付けた永久磁石（５、６、７、８）およびポールピース（９、１０、１１）と、前記側板（３、４）間に設けたセンター部材（４４）との間に空隙を介して設けた電機子（２０）と、
   を有することを特徴とするボイスコイル形リニアモータ。
2. ポールピース（２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１）のコイル（２１、２２）に対向する面側の断面積を小さくした請求項１記載のボイスコイル形リニアモータ。
3. ポールピース（３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３）の断面積を永久磁石（５、６、７、８、１５、１６）に近い側を狭く、永久磁石から遠ざかるしたがって広くした請求項１記載のボイスコイル形リニアモータ。

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