JP3938728B2 - 直線駆動装置 - Google Patents
直線駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3938728B2 JP3938728B2 JP2002211901A JP2002211901A JP3938728B2 JP 3938728 B2 JP3938728 B2 JP 3938728B2 JP 2002211901 A JP2002211901 A JP 2002211901A JP 2002211901 A JP2002211901 A JP 2002211901A JP 3938728 B2 JP3938728 B2 JP 3938728B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic pole
- stage
- secondary side
- pole tooth
- tooth row
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は直線駆動装置に関し、特に、巻線がコアの複数磁極歯に共通して巻回されている直線駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に直線駆動装置は、複数の磁極歯を有する1次側と、1次側と空隙を介して相対移動可能に支持された2次側とを備える。そのうち、同極性の複数磁極歯に共通して巻線を巻回することでコンパクト化を図ったものが特開平10−174418号公報に開示されている。また特開2001−28875号公報に開示されているような、異極性の磁極歯も含めて一括して巻線を巻回することでさらなるコンパクト化を実現した直線駆動装置もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前記の従来技術によると、次のような課題があった。すなわち、コアに巻回した巻線に励磁電流を流したとき、コア中の磁束密度が高くなって磁気飽和を起こすと、コアが磁束を有効に導けなくなるため励磁電流を増やしてもそれ以上は推力が増えなくなる。これは、複数磁極歯に共通して巻線を巻回するために巻線箇所が磁極歯端部から離れた位置になっていることに起因する。
【0004】
本発明の目的は、上記の課題を解消するために、コンパクトな構造を十分に保ちつつ、最大推力をより大きくすることができる直線駆動装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は磁性体からなる複数のコアと前記コアに巻回した第1巻線と前記コアに設けられた磁極歯とを有する1次側と、前記磁極歯と空隙を介して設けられ1次側に対し相対移動可能に支持される2次側とを有し、前記第1巻線よりも前記磁極歯の端部に近い箇所に巻回した第2巻線を備えた直線駆動装置において、前記コアは前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列と、前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列とを有し、前記一方の磁極歯列の第1段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第1段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記一方の磁極歯列の第2段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第2段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記第1段に属する磁極歯と前記第2段に属する磁極歯との間に前記2次側が配置されていることを特徴とするものである。
【0006】
また、上記課題を解決するために、本発明は磁性体で形成されたコアと前記コアに巻回した巻線とを有する1次側と、前記1次側と空隙を介して相対移動可能に支持された2次側とを備え、前記コアには磁極歯が設けられ、前記複数のコアに共通して巻回された第1巻線よりも前記磁極歯の端部に近い箇所に巻回した第2巻線を備えた直線駆動装置において、前記コアは前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列と、前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列とを有し、前記一方の磁極歯列の第1段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第1段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記一方の磁極歯列の第2段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第2段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記第1段に属する磁極歯と前記第2段に属する磁極歯との間に前記2次側が配置されていることを特徴とするものである。
【0007】
さらに本発明の直線駆動装置は、2次側が巻線又は永久磁石又はその両方を有し、2次側の移動方向に沿って一方の磁極と他方の磁極とが交互に現れる。あるいは2次側は磁性体で形成されたコアを有し、2次側の移動方向に沿って磁気的凸部と磁気的凹部とが交互に現れる。
【0008】
なお、本発明は、1次側が固定的に支持され、2次側が移動する構成に限定されず、2次側が固定的に支持され、1次側が移動する構成にも適用しても効果を得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態(実施例1と称する)による直線駆動装置の基本構成図である。本実施例の直線駆動装置は、磁性体で形成されたコア11と、コア11に巻回した第1巻線12及び第2巻線15を有する1次側10と、1次側と空隙を介して相対移動可能に支持された2次側20とを備える。本実施例では1次側が固定的に支持され2次側が移動する例を示すが、2次側が固定的に支持され1次側が移動する構成でも構わない。コア11を形成する磁性体としては、一般的には鉄が使用されるが、他の材料でもよい。2次側20には永久磁石21が固着されており、2次側の移動方向に沿って一方の磁極21aと他方の磁極21bとが交互に現れている。
【0013】
コア11は2次側20の移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列と、同じく2次側20の移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列とを有し、第1段及び第2段のそれぞれにおいて、一方の磁極歯列に属する磁極歯と他方の磁極歯列に属する磁極歯とが交互に配列されている。第1段の磁極歯列と第2段の磁極歯列は対向して設けられ、第1段の磁極歯13a及び14aと第2段の磁極歯13b及び14bとに挟まれた空間には、第1巻線12に電流を流すことで、第1段の磁極歯から第2段の磁極歯へ向かう向きに磁場が発生する領域と、第2段の磁極歯から第1段の磁極歯へ向かう向きに磁場が発生する領域とが交互に並ぶ。2次側20はその空間に空隙を介して配置され、1次側の発生する磁場と作用して移動する。
【0014】
第1巻線12が複数のコアに共通して巻回されているのに対して、第2巻線15は第1巻線よりも磁極歯端部の近くに1極ずつ巻回されている。このような位置にあることで、たとえコア11が磁気飽和を起こした状態でも、2次側20の磁極21a及び21bから発生する磁束は前記第2巻線15に直接鎖交する。前記第2巻線15の巻回箇所は、図1のように2次側20の上方でも図2のように下方でもよい。あるいは図3のようにその両方でもよい。図3のように両方に巻くとより最大推力を増強させることができる。
【0015】
さらには性能的には劣るが図4乃至図5のように磁極歯端部からやや離れた箇所に巻回してもよい。
【0016】
図6に、本発明の別の実施形態(実施例2と称する)を示す。この例においては、コア11の上部に第2巻線15が複数磁極歯に共通して巻回されている。あるいは図7のように側部に巻回されていてもよい。
【0017】
図8に、本発明のさらに別の実施形態(実施例3と称する)を示す。この例においては、1次側10のコア11が、2次側20の移動方向に対して略垂直方向に該2次側20を挿入するのに十分な幅の開口部を有する。2次側20が前記開口部方向に変位すると、元の位置へ引き戻す向きの磁気吸引力が2次側20と1次側10との間に働く。そのため2次側20の支持機構は、開口部方向に関しては比較的緩やかでよい。さらには2次側20を前記開口部方向に変位させた状態で支持し、2次側20に加わる荷重を相殺するような磁気吸引力を発生させることで、支持機構に加わる負荷を軽減することも出来る。
【0018】
第2巻線15は、第1巻線12よりも磁極歯端部の近くに1極ずつ巻かれている。第2巻線15の巻回箇所は、図8のように第1巻線12から遠い側の磁極歯端部付近でも図9のように第1巻線12に近い側の磁極歯端部付近でもよい。あるいは図10のようにその両方でもよい。
【0019】
ここで実施例1乃至3において、前記2次側20に固着された永久磁石21の代わりに、界磁巻線を設置し該界磁巻線に電流を流すことで磁極を生じさせてもよい。その場合、界磁巻線の芯として磁性体を設置してもよい。あるいは永久磁石と界磁巻線を併用してもよい。また界磁巻線が、互いに一部重なり合うように設置されていてもよい。あるいは界磁巻線が、基板上にプリントされた配線であってもよい。
【0020】
あるいは、2次側20に磁性体で形成されたコアを備えさせ、該2次側の移動方向に沿って磁気的凸部と磁気的凹部とが交互に現れるようにすることで、磁気抵抗の差により生じるリラクタンス力を推力として利用することもできる。その場合、永久磁石を2次側20に固着して併用してもよい。なお磁気的凹部は非磁性体で形成してもよい。さらに2次側20の断面形状は、矩形以外の形状、例えば円形や楕円形であってもよい。
【0021】
また、実施例1と同様、実施例2,3においても、1次側10が固定的に支持されて2次側20が移動してもよいし、2次側20が固定的に支持されて1次側10が移動してもよい。
【0022】
直線駆動装置の最終形態としては、例えば図1に示した1次側10を1つの1次側ユニットとし、これを複数個並べて、各1次側ユニットにそれぞれある相を担わせる。そして相数をm(m=2,3,4,…)、磁極ピッチをPとしたとき、相異なる1次側ユニットの磁極同士の2次側移動方向の間隔がkP+nP/m(ただしk=0,1,2,3,…、n=1,2,…,m)となるようにする。各1次側ユニット10a,10b,10cの位置関係は、図11のように直列に並べてもよいし、図12のように並列に並べてもよい。
【0023】
あるいは2次側20を複数ユニットから構成し、各2次側ユニットにそれぞれある相を担わせる。そして相異なる2次側ユニットの磁極同士の2次側移動方向の間隔がkP+nP/m(ただしk=0,1,2,3,…、n=1,2,…,m)となるようにする。各2次側ユニット20a,20b,20cの位置関係は、図13のように直列に並べてもよいし、図14のように並列に並べてもよい。ただし図13の構成を取るには、実施例3のように1次側10のコア11が開口部を有する必要がある。
【0024】
尚、本発明の1次側の構造は実施例1乃至3の構造に限定されない。磁性体からなるコアに巻線を有し、巻線に電流を流しコア内に磁束を発生させることにより推力を発生させる方式の直線駆動装置であれば本発明を適用することにより推力を増強させることが可能である。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第1巻線の巻回箇所よりも磁極歯端部に近い位置に第2巻線を巻回して、第2巻線にも励磁電流を流すことで、コアが磁気飽和を起こしていても推力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による直線駆動装置の基本構成図。
【図2】本発明の実施例1の第1変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図3】本発明の実施例1の第2変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図4】本発明の実施例1の第3変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図5】本発明の実施例1の第4変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図6】本発明の実施例2による直線駆動装置の基本構成図。
【図7】本発明の実施例2の第1変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図8】本発明の実施例3による直線駆動装置の基本構成図。
【図9】本発明の実施例3の第1変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図10】本発明の実施例3の第2変形案による直線駆動装置の基本構成図。
【図11】1次側ユニットを直列に配置した本発明の直線駆動装置の概念図。
【図12】1次側ユニットを並列に配置した本発明の直線駆動装置の概念図。
【図13】2次側ユニットを直列に配置した本発明の直線駆動装置の概念図。
【図14】2次側ユニットを並列に配置した本発明の直線駆動装置の概念図。
【符号の説明】
10…1次側、11…コア(1次側)、12…第1巻線(1次側)、13,14…磁極歯列、15…第2巻線、20…2次側、21…永久磁石(2次側)。
Claims (2)
- 磁性体からなる複数のコアと前記コアに巻回した第1巻線と前記コアに設けられた磁極歯とを有する1次側と、前記磁極歯と空隙を介して設けられ1次側に対し相対移動可能に支持される2次側とを有し、前記第1巻線よりも前記磁極歯の端部に近い箇所に巻回した第2巻線を備えた直線駆動装置において、
前記コアは前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列と、前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列とを有し、前記一方の磁極歯列の第1段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第1段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記一方の磁極歯列の第2段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第2段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記第1段に属する磁極歯と前記第2段に属する磁極歯との間に前記2次側が配置されていることを特徴とする直線駆動装置。 - 磁性体で形成されたコアと前記コアに巻回した巻線とを有する1次側と、前記1次側と空隙を介して相対移動可能に支持された2次側とを備え、前記コアには磁極歯が設けられ、前記複数のコアに共通して巻回された第1巻線よりも前記磁極歯の端部に近い箇所に巻回した第2巻線を備えた直線駆動装置において、
前記コアは前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した一方の磁極歯列と、前記2次側の相対移動方向に対して略垂直方向に第1段と第2段とに分けて配列した他方の磁極歯列とを有し、前記一方の磁極歯列の第1段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第1段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記一方の磁極歯列の第2段の磁極歯と前記他方の磁極歯列の第2段の磁極歯とが前記2次側の相対移動方向に沿って交互に配列され、前記第1段に属する磁極歯と前記第2段に属する磁極歯との間に前記2次側が配置されていることを特徴とする直線駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002211901A JP3938728B2 (ja) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | 直線駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002211901A JP3938728B2 (ja) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | 直線駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004056928A JP2004056928A (ja) | 2004-02-19 |
JP3938728B2 true JP3938728B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=31934970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002211901A Expired - Fee Related JP3938728B2 (ja) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | 直線駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3938728B2 (ja) |
-
2002
- 2002-07-22 JP JP2002211901A patent/JP3938728B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004056928A (ja) | 2004-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3395155B2 (ja) | リニアモータ及びその製造方法 | |
US6236124B1 (en) | Linear motor | |
EP1198055A2 (en) | Linear motor, driving and control system thereof and manufacturing method thereof | |
US6753627B2 (en) | Linear motor | |
JP2000037070A (ja) | リニアモ―タ | |
JP4788986B2 (ja) | リニアモータ | |
JP3945150B2 (ja) | リニアモータ | |
JP4061834B2 (ja) | リニアモータ | |
JP5589507B2 (ja) | リニア駆動装置の可動子及び固定子 | |
JP2001112228A (ja) | 磁石可動型リニアアクチュエータ | |
JP2005253259A (ja) | リニア電磁アクチュエータ | |
JP3938728B2 (ja) | 直線駆動装置 | |
JP2002186244A (ja) | 永久磁石型リニアモータ | |
JP3944766B2 (ja) | 永久磁石形同期リニアモータ | |
JP2002034230A (ja) | リニアモータの電機子 | |
JP2011188546A (ja) | ボイスコイルモータ | |
JP4106571B2 (ja) | リニアモータ | |
JP2001008432A (ja) | リニアモータ | |
JP3214075B2 (ja) | リニアモータ | |
JPH02246762A (ja) | リニアモータ | |
JP3855873B2 (ja) | 直線駆動装置及びそれを用いた製造装置 | |
JP2006353074A (ja) | パルスモータ | |
JPH11122903A (ja) | リニアモータ | |
JP5874246B2 (ja) | リニア駆動装置の可動子 | |
JP2007209175A (ja) | 三相リニアモータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040924 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060512 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060512 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060627 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060828 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070320 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |