JP5544538B2 - Embedded cylindrical linear motor - Google Patents
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Description
本発明は、磁石埋め込み型円筒リニアモータに関し、特に、可動子に磁性リングとリングマグネット体を交互に設け、リングマグネット体を複数のリングマグネットで構成することにより、円筒状固定子に流れる磁束を正弦波状とした推力の向上を得ることを目的とする。 The present invention relates to a magnet-embedded cylindrical linear motor, and in particular, a magnetic ring and a ring magnet body are alternately provided on a mover, and the ring magnet body is composed of a plurality of ring magnets, so that the magnetic flux flowing through the cylindrical stator is increased. The purpose is to obtain a sine wave-like thrust improvement.
従来、用いられいたこの種の磁石埋め込み型円筒リニアモータとしては、例えば、特許文献1の図8の着磁方法によるマグネットを用いた構成の磁石埋め込み型円筒リニアモータが、図5に示されるように、採用されている。
すなわち、図5に示されるように、長手の円筒状ケース1の内壁1aには、例えば、三相巻線からなる固定子巻線2を有する円筒状固定子3が設けられている。
As this type of magnet-embedded cylindrical linear motor conventionally used, for example, a magnet-embedded cylindrical linear motor having a configuration using a magnet by the magnetizing method of FIG. 8 of Patent Document 1 is shown in FIG. Has been adopted.
That is, as shown in FIG. 5, a cylindrical stator 3 having a stator winding 2 made of, for example, a three-phase winding is provided on the inner wall 1 a of the long cylindrical case 1.
前記円筒状固定子3の各固定子巻線2の内側の空隙4内には、長手形状の可動子5が軸方向Aに沿って往復移動可能に配設され、この可動子5の外周には、多数のリングマグネット体6が設けられ、各リングマグネット体6は、矢印にて表示されているように、ラジアル方向に磁化されたラジアル磁化方向に着磁され、その磁化方向は交互に異なる方向となるように設定されている。
In the gap 4 inside each stator winding 2 of the cylindrical stator 3, a longitudinal shaped movable element 5 is disposed so as to be able to reciprocate along the axial direction A, and on the outer periphery of the movable element 5. A large number of
従来の磁石埋め込み型円筒リニアモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の磁気回路における固定子巻線2を有する円筒状固定子3に対する各リングマグネット体6からの磁束の流れは、図3で示されるように、リングマグネット6を流れる磁束は、図5の矢印に沿っているため、円筒状固定子3に磁束は流れると共に、可動子5の内部に磁束が流れ、正常できれいな波形の正弦波にならず、部分的に磁束が少ない個所が発生し、推力リップルの発生となっていた。
従って、小型化に比例して推力密度が低下し、小型で高推力型のリニアモータを得ることは困難であった。
Since the conventional magnet-embedded cylindrical linear motor is configured as described above, the following problems exist.
That is, as the magnetic flux flows from the
Therefore, the thrust density decreases in proportion to the miniaturization, and it has been difficult to obtain a small and high thrust type linear motor.
本発明による磁石埋め込み型円筒リニアモータは、円筒状ケースの内壁に設けられた円筒状固定子と、前記円筒状固定子に所定間隔で設けられた多数の固定子巻線と、前記円筒状固定子の内側空隙内に軸方向移動自在に設けられた可動子と、前記可動子の外周に軸方向に沿って所定間隔で交互に設けられた磁性リング及びリングマグネット体と、前記リングマグネット体を構成するための2個のリングマグネットとを備え、前記各リングマグネットの磁化方向は、前記リングマグネット体の軸方向断面でみて互いに異なると共に前記各リングマグネットはラジアル磁化方向に対して45度ずれていることにより、前記円筒状固定子に流れる磁束は前記可動子内部にはほとんど流れることなく、かつ、推力リップルが発生することもなく正弦波状に形成されるようにした構成において、前記リングマグネットは互いに軸方向に直列配設され、前記各リングマグネットの磁化方向は、前記ラジアル磁化方向に対して45度ずれてV字型を形成している構成である。 The magnet-embedded cylindrical linear motor according to the present invention includes a cylindrical stator provided on an inner wall of a cylindrical case, a large number of stator windings provided at predetermined intervals on the cylindrical stator, and the cylindrical fixed A mover provided in the inner space of the child so as to be axially movable; a magnetic ring and a ring magnet body provided alternately at predetermined intervals along the axial direction on the outer periphery of the mover; and the ring magnet body. Two ring magnets for constituting, the magnetization directions of the ring magnets are different from each other in the axial cross section of the ring magnet body, and the ring magnets are shifted by 45 degrees with respect to the radial magnetization direction. As a result, the magnetic flux flowing through the cylindrical stator hardly flows inside the mover, and no sine wave is generated without thrust ripple. The ring magnets are arranged in series with each other in the axial direction, and the magnetization directions of the ring magnets are deviated by 45 degrees with respect to the radial magnetization direction to form a V-shape. It is the composition which is.
本発明による磁石埋め込み型円筒リニアモータは、以上のように構成されていることにより、次のような効果を得ることができる。
すなわち、円筒状ケースの内壁に設けられた円筒状固定子と、前記円筒状固定子に所定間隔で設けられた多数の固定子巻線と、前記円筒状固定子の内側空隙内に軸方向移動自在に設けられた可動子と、前記可動子の外周に軸方向に沿って所定間隔で交互に設けられた磁性リング及びリングマグネット体と、前記リングマグネット体を構成するための2個のリングマグネットとを備え、前記各リングマグネットの磁化方向は、前記リングマグネット体の軸方向断面でみて互いに異なると共に前記各リングマグネットはラジアル磁化方向に対して45度ずれていることにより、前記円筒状固定子に流れる磁束は前記可動子内部にはほとんど流れることなく、かつ、推力リップルが発生することもなく正弦波状に形成されることにより、多くの磁束が円筒状固定子に均等に流れ、可動子の内部には磁束は殆んど流れず、磁束が小さくなることにより、発生する推力リップルもなく、安定した高推力を得ることができる。
また、前記リングマグネットは互いに軸方向に直列配設された二個よりなり、前記各リングマグネットの磁化方向は、前記ラジアル磁化方向に対して45度ずれていることにより、磁束の流れを強制的に正弦波形状とすることができ、推力リップルを防ぐことができる。
Since the magnet-embedded cylindrical linear motor according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, a cylindrical stator provided on the inner wall of the cylindrical case, a large number of stator windings provided at predetermined intervals on the cylindrical stator, and an axial movement within the inner space of the cylindrical stator A movable element provided freely, a magnetic ring and a ring magnet body provided alternately at predetermined intervals along the axial direction on the outer periphery of the movable element, and two ring magnets for constituting the ring magnet body The magnetization direction of each ring magnet is different from each other in the axial cross section of the ring magnet body, and each ring magnet is deviated by 45 degrees with respect to the radial magnetization direction. The magnetic flux that flows through the armature hardly flows inside the mover and is formed in a sinusoidal shape without generating a thrust ripple. Flows evenly cylindrical stator, the interior of the movable element flux does not flow almost, by the magnetic flux decreases, generated thrust ripple without any, it is possible to obtain a stable high thrust was.
Further, the ring magnet is composed of two pieces arranged in series in the axial direction, and the magnetization direction of each ring magnet is deviated by 45 degrees with respect to the radial magnetization direction, thereby forcing the flow of magnetic flux. Therefore, it is possible to prevent the thrust ripple from occurring.
本発明は、可動子に磁性リングとリングマグネット体を交互に設け、リングマグネット体を複数のリングマグネットで構成することにより、円筒状固定子に流れる磁束を正弦波状とし、推力の向上を得るようにした磁石埋め込み型円筒リニアモータを提供することを目的とする。 According to the present invention, a magnetic ring and a ring magnet body are alternately provided on the mover, and the ring magnet body is constituted by a plurality of ring magnets so that the magnetic flux flowing through the cylindrical stator is sinusoidal and the thrust is improved. An object of the present invention is to provide an embedded magnet type cylindrical linear motor.
以下、図面と共に本発明による磁石埋め込み型円筒リニアモータの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図1において、符号1で示されるものは長手の円筒状ケースであり、この円筒状ケース1の内壁1aには、例えば、三相巻線からなる固定子巻線2を有する円筒状固定子3が設けられている。
A preferred embodiment of a magnet-embedded cylindrical linear motor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that the same or equivalent parts as in the conventional example will be described using the same reference numerals.
In FIG. 1, what is indicated by reference numeral 1 is a longitudinal cylindrical case, and a cylindrical stator 3 having a stator winding 2 formed of, for example, a three-phase winding is provided on an inner wall 1a of the cylindrical case 1. Is provided.
前記円筒状固定子3の各固定子巻線2の内側の空隙4内には、長手形状の可動子5が軸方向Aに沿って往復移動可能に配設され、この可動子5の外周には、多数のリングマグネット体6が設けられ、各リングマグネット体6は、図2の拡大図に示されるように、二個の第1、第2リングマグネット6a,6bで構成されている。
In the gap 4 inside each stator winding 2 of the cylindrical stator 3, a longitudinal shaped movable element 5 is disposed so as to be able to reciprocate along the axial direction A, and on the outer periphery of the movable element 5. A large number of
前記第1、第2リングマグネット6a,6bの磁化方向は、矢印にて示されるように、互いに異なると共に、図5で示される周知のラジアル磁化方向6Aに対して、その内周側又は外周側へ向けてその磁化方向が数10度、例えば、45度ずれているように着磁され、45度の場合には、各45度ラジアル磁化方向6aA,6bAに沿って形成され、一対のリングマグネット6a,6b毎の各45度ラジアル磁化方向6aA,6bAは、軸方向断面でみて対角線であるため、交互にその方向は異なるが、V字型となるように構成されている。
前記可動子5の外周5aには、前記リングマグネット体6と磁性リング10とが互いに交互に所定の間隔で設けられ、前記各リングマグネット体6は、前記外周5a上において前記各磁性体リング10間で埋め込まれた状態となって構成されている。
The magnetization directions of the first and
The
前記各リングマグネット体6を構成する第1、第2リングマグネット6a,6bの45度ラジアル磁化方向6aA,6bA(図1及び図2で矢印にて示される)の着磁方法は、例えば、前述の特許文献1の図2、図6、図7及び図10に開示されている着磁方法等の周知の方法を応用することにより可能である。
尚、前述の45度ラジアル磁化方向6aA,6bAは、リングマグネット6a,6bを縦断面すなわち、前述の軸方向断面でみた場合、ラジアル方向から45度ずれているため45度ラジアル磁化方向としており、この45度は10〜15度の増減が可能である。
The magnetization method of the first and
The 45-degree radial magnetization directions 6aA and 6bA are 45-degree radial magnetization directions because the
次に、動作について説明する。まず、図1及び図2における円筒リニアモータの場合、各リングマグネット体6を構成するためのリングマグネット6a,6bが一対で構成されて前述の45度ラジアル磁化方向6aA,6bAに着磁されているため、各リングマグネット体6の磁化方向は、各々V字型でその磁化方向が互いに異なるため、三相駆動した場合の各リングマグネット体6と円筒状固定子3及び可動子5における磁束の流れは、図6に示されるように、各リングマグネット体6の各リングマグネット6a,6bの各45度ラジアル磁化方向6aA,6bAに沿って強制的に流れが整えられるため、多くの磁束が円筒状固定子3に均等に流れて強制的に従来よりも大きい山の正弦波の磁束となり、可動子5内部には殆んど磁束が流れず、従来のように磁束が小さくなって一部に推力リップルが発生することもなく、従来よりも安定した大きい推力を得ることができる。
Next, the operation will be described. First, in the case of cylindrical linear motors definitive in FIGS. 1 and 2, the
本発明による磁石埋め込み型円筒リニアモータは、各種小型装置における小型部材の直動アクチュエータとして用いることができる。 The magnet-embedded cylindrical linear motor according to the present invention can be used as a linear motion actuator for a small member in various small devices.
1 円筒状ケース
1a 内壁
2 固定子巻線
3 円筒状固定子
4 空隙
5 可動子
5a 外周
6 リングマグネット体
6a 第1リングマグネット
6b 第2リングマグネット
6aA 45度ラジアル磁化方向
6bA 45度ラジアル磁化方向
A 軸方向
10 磁性リング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical case 1a
Claims (1)
前記各リングマグネット(6a,6b)の磁化方向は、前記リングマグネット体(6)の軸方向断面でみて互いに異なると共に前記各リングマグネット(6a,6b)はラジアル磁化方向に対して45度ずれていることにより、前記円筒状固定子(3)に流れる磁束は前記可動子(5)内部にはほとんど流れることなく、かつ、推力リップルが発生することもなく正弦波状に形成されるようにした磁石埋め込み型円筒リニアモータにおいて、
前記リングマグネット(6a,6b)は互いに軸方向(A)に直列配設され、前記各リングマグネット(6a,6b)の磁化方向は、前記ラジアル磁化方向に対して45度ずれてV字型を形成していることを特徴とする磁石埋め込み型円筒リニアモータ。 A cylindrical stator (3) provided on the inner wall (1a) of the cylindrical case (1), and a large number of stator windings (2) provided at predetermined intervals on the cylindrical stator (3); A mover (5) provided in an axial direction (A) in the inner space (4) of the cylindrical stator (3) and an outer periphery (5a) of the mover (5) in the axial direction (A ) Magnetic rings (10) and ring magnet bodies (6) provided alternately at predetermined intervals along the ring) and two ring magnets (6a, 6b) for constituting the ring magnet body (6). Prepared,
The magnetization directions of the ring magnets (6a, 6b) are different from each other in the axial cross section of the ring magnet body (6), and the ring magnets (6a, 6b) are deviated by 45 degrees with respect to the radial magnetization direction. As a result, the magnetic flux flowing through the cylindrical stator (3) hardly flows inside the movable element (5), and the magnet is formed in a sinusoidal shape without generating a thrust ripple. In embedded cylindrical linear motors,
The ring magnets (6a, 6b) are arranged in series with each other in the axial direction (A), and the magnetization directions of the ring magnets (6a, 6b) are deviated from the radial magnetization direction by 45 degrees to form a V shape. An embedded magnet type cylindrical linear motor characterized by being formed.
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