JP4264021B2 - シリンダ形リニア同期モータ - Google Patents
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Description
リンダ形リニア同期モータを提供することにある。
3 ケース
5 フレーム
7,9 エンドブラケット
11,13 リニア軸受
27 直動軸
27a 出力軸部
29,129 磁石取付体
31a〜31h 円環状永久磁石
131 永久磁石
32,132 可動子
35,135 固定子コア
35b,135b 磁極面
35c,135c 磁極部
39a〜39f 励磁巻線(環状巻線)
41 ボビン
47,147 固定子
55 カバー部材
Claims (7)
- シリンダ形のフレームと、
前記フレームの両端に固定された一対のエンドブラケットと、
前記フレームを有するケースの両端に取付けられた一対のリニア軸受と、
前記一対のリニア軸受に直線往復運動可能に支持された直動軸、前記直動軸に固定されて前記フレーム内に配置され且つ前記直動軸の軸線方向に延びる磁石取付部を備えた透磁性材料からなる磁石取付体及び前記磁石取付体の前記磁石取付部に支持され且つ磁極面に交互にN極とS極とが現れるように軸線方向に並べれられた複数の永久磁石からなる1以上の永久磁石列を備えた可動子と、
前記フレームの内周側に固定された基部及び前記直動軸の径方向において磁極面が前記1以上の永久磁石列と対向し且つ前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置された複数の磁極部を有する1以上の固定子コア並びに前記1以上の固定子コアの前記複数の磁極部を励磁する複数の励磁巻線を備えた固定子とを具備し、
前記複数の励磁巻線に流れる励磁電流の方向を変えて前記複数の磁極部の磁極面に現れる磁極の極性を変えることにより移動磁界を発生させて、前記1以上の永久磁石列と
前記複数の磁極部との間に前記直動軸を前記軸線方向に変位させる推力を発生するように構成されたシリンダ形リニア同期モータであって、
前記固定子の前記複数の励磁巻線はそれぞれ前記可動子の周囲を周方向に囲むように巻線導体が環状に巻回されて構成されており、
前記1以上の固定子コアの前記軸線方向に隣接する2つの前記磁極部間に形成されたスロットに対応する1つの前記励磁巻線の一部が嵌合されており、
前記一対のエンドブラケットの前記直動軸の負荷が接続されない非出力軸部側の端部を支持する前記リニア軸受が取付けられる側の前記エンドブラケットには、該エンドブラケットから突出する前記直動軸の前記非出力軸部側の端部を覆うカバー部材が取付けられており、
前記可動子と前記固定子との前記軸線方向における位置関係を検出する位置検出センサが、前記フレームの内部に配置されており、
前記位置検出センサは、前記可動子に取付けられた光学的にまたは磁気的に検出可能な被検出部と、前記フレームに固定されて前記被検出部の位置または移動量を光学的にまたは磁気的に検出する検出部とから構成され、
前記可動子の前記磁石取付体と前記フレームは熱膨脹係数が異なる材料によって形成されており、
前記被検出部は前記永久磁石列よりも前記直動軸の負荷が接続される出力軸部に近い位置に配置されており、
前記フレームの内周部には前記1以上の固定子コアの前記基部が前記フレームの一方の開口端部側から挿入可能な複数の嵌合溝が形成されており、
前記複数の嵌合溝は前記フレームの他方の開口端部側に前記固定子コアの前記軸線方向の一方の端面と接触して前記固定子コアの位置決めをするストッパ面を有しており、
前記固定子コアの前記基部が前記嵌合溝に嵌合されて前記固定子コアの前記一方の端面が前記ストッパ面と接触した状態で、前記固定子コアの前記軸線方向の他方の端面と接触するストッパ部材が前記フレームに対して固定されていることを特徴とするシリンダ形リニア同期モータ。 - 内部に空洞を有するシリンダ形のフレームと、
前記フレームの両端に固定された一対のエンドブラケットと、
前記一対のエンドブラケットに取り付けられた一対のリニア軸受と、
前記一対のリニア軸受に直線往復運動可能に支持された直動軸、前記直動軸に固定されて前記フレームの前記空洞内に配置され且つ前記直動軸の軸線方向に延びる磁石取付部を備えた透磁性材料からなる磁石取付体及び前記磁石取付体の前記磁石取付部に支持され且つ磁極面に交互にN極とS極とが現れるように軸線方向に並べれられた複数の永久磁石からなり周方向に間隔をあけて配置されたm列(但しmは2以上の正の整数)の永久磁石列を備えた可動子と、
前記フレームの内周側に固定された基部及び前記直動軸の径方向において磁極面が前記m列の永久磁石列と対向し且つ前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置されたn個(但しnは3以上の正の整数)の磁極部を有するm個の固定子コア及び前記m個の固定子コアの前記n個の磁極部の磁極面に所定の極性の磁極が現れるように各磁極部を励磁する複数の励磁巻線を備えた固定子とを具備し、
前記複数の励磁巻線に位相の異なるp相(但しpは2以上の正の整数)の励磁電流を流して前記複数の磁極部の磁極面に現れる磁極の極性を変えることにより移動磁界を発生して、前記m列の永久磁石列と前記m個の固定子コアの前記n個の磁極部との間に前記直動軸を前記軸線方向に変位させる推力を発生するように構成されたシリンダ形リニア同期モータであって、
前記m個の固定子コアは前記可動子の周方向にほぼ等しい間隔をあけて配置されており、
前記複数の励磁巻線は、それぞれ前記可動子の周囲を周方向に囲むように巻線導体が環状に巻回されてなるp×q個(但しqは1以上の正の整数)の環状巻線からなり、
前記nはn=p×q+1の関係にあり、
前記m個の固定子コアの前記軸線方向に隣接する2つの前記磁極部間にそれぞれ形成されたn−1個のスロットにそれぞれ対応する1つの前記環状巻線の一部が嵌合されており、
前記一対のエンドブラケットの前記直動軸の負荷が接続されない非出力軸部側の端部を支持する前記リニア軸受が取付けられる側の前記エンドブラケットには、該エンドブラケットから突出する前記直動軸の前記非出力軸部側の端部を覆うカバー部材が取付けられて
おり、
前記可動子と前記固定子との前記軸線方向における位置関係を検出する位置検出センサが、前記フレームの内部に配置されており、
前記位置検出センサは、前記可動子に取付けられた光学的にまたは磁気的に検出可能な被検出部と、前記フレームに固定されて前記被検出部の位置または移動量を光学的にまたは磁気的に検出する検出部とから構成され、
前記可動子の前記磁石取付体と前記フレームは熱膨脹係数が異なる材料によって形成されており、
前記被検出部は前記永久磁石列よりも前記直動軸の負荷が接続される出力軸部に近い位置に配置されており、
前記フレームの内周部には前記m個の固定子コアの前記基部が前記フレームの一方の開口端部側から挿入可能な複数の嵌合溝が形成されており、
前記複数の嵌合溝は前記フレームの他方の開口端部側に前記固定子コアの前記軸線方向の一方の端面と接触して前記固定子コアの位置決めをするストッパ面を有しており、
前記固定子コアの前記基部が前記嵌合溝に嵌合されて前記固定子コアの前記一方の端面が前記ストッパ面と接触した状態で、前記固定子コアの前記軸線方向の他方の端面と接触するストッパ部材が前記フレームに対して固定されていることを特徴とするシリンダ形リニア同期モータ。 - 前記励磁巻線は絶縁材料からなるボビンに巻回されており、前記ボビンの一部が前記スロットに嵌合されている請求項1または2に記載のシリンダ形リニア同期モータ。
- 前記m個の固定子コアは偶数個ある請求項2に記載のシリンダ形リニア同期モータ。
- 前記固定子コア、前記複数の励磁巻線及び前記ストッパ部材が絶縁モールド材料によりモールドされている請求項1または2に記載のシリンダ形リニア同期モータ。
- 前記可動子の前記磁石取付体の外周部には径方向の外面にN極またはS極が現れるように着磁された複数の円環状永久磁石が、前記軸線方向にN極とS極とが交互に並ぶように前記軸線方向に所定の間隔をあけて嵌合されており、
前記1以上の固定子コアの磁極部と対向する円環状永久磁石の部分が、前記永久磁石列を構成する前記複数の永久磁石を構成している請求項1に記載のシリンダ形リニア同期モータ。 - 前記固定子コアは櫛歯状の複数枚の鋼板が、前記固定子コアの前記磁極面が円弧状になるように積層されて構成されている請求項6に記載のシリンダ形リニア同期モータ。
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