JP5849415B2 - Linear drive device and manufacturing method thereof - Google Patents
Linear drive device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5849415B2 JP5849415B2 JP2011062573A JP2011062573A JP5849415B2 JP 5849415 B2 JP5849415 B2 JP 5849415B2 JP 2011062573 A JP2011062573 A JP 2011062573A JP 2011062573 A JP2011062573 A JP 2011062573A JP 5849415 B2 JP5849415 B2 JP 5849415B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- housing
- stator
- mover
- teeth
- linear drive
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 27
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910000576 Laminated steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- -1 electrodeposition Substances 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、電磁気的な作用によりリニア駆動を行うリニア駆動装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a linear drive device that performs linear drive by electromagnetic action and a method for manufacturing the same.
特許文献1に記載のリニアモータは、例えばその図12及び15に示されるように、固定側である1次側コアとして、櫛形鉄板が積層されて構成された鉄心を備えている。この鉄心の歯群にコイルがそれぞれ取り付けられる。鉄心には結合孔が形成され、この結合孔にボルトが装着される。そして、さらに鉄心に設けられた溝に、押え板を介してキーが嵌合されることによって、1次側コアが形成される(例えば、特許文献1の明細書段落[0003]参照。)。
For example, as shown in FIGS. 12 and 15, the linear motor described in
また、特許文献1の図6及び7に示された鉄心は、積層された櫛形鉄板が、上記のボルトの代わりとして特殊な形状のクランパでクランプされるようにして構成されている。
Moreover, the iron core shown by FIG. 6 and 7 of
特許文献2に記載のリニアモータでは、正8角形の有底の固定子収納ケース内に、1次側となる固定子が収納されている。固定子の外周ヨークと内周ヨークとの間に固定子コイルが配置され、この固定子コイルと内周ヨークとの間に、永久磁石及び可動軸を保持する可動保持体が配置されている(例えば、特許文献2の明細書段落[0014]、図1参照)。
In the linear motor described in
特許文献1の図12に示された鉄心の構成によれば、リニアモータの駆動時に、その鉄心において隣接する歯同士に発生する磁束によって、その磁束を横切るように装着されたボルトには、渦電流等の誘導電流が発生する。このような余分な電流の発生により熱損などのエネルギーロスが発生する。
According to the structure of the iron core shown in FIG. 12 of
また、特許文献1の図7、12及び特許文献2に示されたような1次側部材である固定子を図示しないハウジングに収納する場合に、固定子及びそのハウジングの構造によっては、上記した誘導電流が発生しやすくなる場合がある。また、そのように固定子をハウジングに収納する場合に、適切にハウジングに位置決めされていない場合、固定子及び可動子の相対位置の精度が低下し、所期の推力特性が得られなくなる。
Moreover, when the stator which is a primary side member as shown in FIGS. 7 and 12 of
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、固定子及びハウジングの構造上から発生する誘導電流の発生を抑制することができるとともに、簡易な構成で固定子をハウジングに位置決めすることができるリニア駆動装置及びその製造方法を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to suppress the generation of an induced current generated from the structure of the stator and the housing, and to position the stator on the housing with a simple configuration. It is to provide a linear drive device and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するため、本発明に係るリニア駆動装置は、
開口を形成するための開口端面と、前記開口端面から突出した位置決め突起とを有するハウジングと、
当接突起部及び歯部を含む複数の固定子歯部と、それら歯部にそれぞれ装着された複数のコイルと、前記複数の固定子歯部を連結するヨークとを有し、前記ハウジングに支持された固定子と、
前記固定子のそれら歯部に対向して前記ハウジング内に配置された可動子コアを有し、それら歯部の配列方向に沿って移動可能な可動子とを具備し、
前記各固定子歯部の前記当接突起部が、前記ハウジングの前記開口端面及び前記位置決め突起に当接してそれら歯部が前記開口を介して前記ハウジング内に挿入されることにより、前記複数のコイルが前記ハウジング内で配列されるように、前記固定子が前記ハウジングに支持される。
In order to achieve the above object, a linear drive device according to the present invention includes:
A housing having an opening end surface for forming an opening, and a positioning protrusion protruding from the opening end surface;
A plurality of stator teeth including contact protrusions and teeth, a plurality of coils respectively mounted on the teeth, and a yoke connecting the plurality of stator teeth, and supported by the housing A fixed stator,
A mover core disposed in the housing opposite to the teeth of the stator, and a mover movable along the arrangement direction of the teeth;
The abutment protrusions of the stator teeth are in contact with the opening end surface of the housing and the positioning protrusions, and the teeth are inserted into the housing through the openings, thereby The stator is supported on the housing such that coils are arranged within the housing.
本発明では、ハウジングの開口端面及び位置決め突起に、コイルが装着された固定子歯部の当接突起部が当接するようにして固定子がハウジングに支持される。すなわち、ハウジングが固定子を支持するために当接突起部が開口端面及び位置決め突起に接触しても、開口端面、位置決め突起及び隣接する固定子歯部により形成される経路に、隣接する固定子歯部及びヨークに形成される磁束が鎖交しないので、その経路における電路の形成が抑制される。したがって、開口端面、位置決め突起及び隣接する固定子歯部により形成される経路での誘導電流の発生を抑制することができる。 In the present invention, the stator is supported by the housing such that the contact protrusion of the stator tooth portion on which the coil is mounted contacts the opening end surface of the housing and the positioning protrusion. That is, even if the abutting protrusion contacts the opening end surface and the positioning protrusion so that the housing supports the stator, the adjacent stator is in the path formed by the opening end surface, the positioning protrusion and the adjacent stator tooth portion. Since the magnetic flux formed in the tooth portion and the yoke does not interlink, the formation of the electric circuit in the path is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of an induced current in the path formed by the opening end face, the positioning protrusion, and the adjacent stator tooth portion.
また、本発明では、ハウジングに予め位置決め突起が固定子歯部の位置決めのために形成されているので、簡易な構成で固定子をハウジングに位置決めすることができる。 In the present invention, since the positioning projection is formed in advance in the housing for positioning the stator tooth portion, the stator can be positioned in the housing with a simple configuration.
前記リニア駆動装置は、長手方向が前記可動子の移動方向に沿うように設けられ、それら当接突起部が前記開口端面及び前記位置決め突起に当接した状態で、前記固定子歯部及び前記位置決め突起を締結するボルトをさらに具備してもよい。 The linear drive device is provided so that a longitudinal direction thereof is along a moving direction of the mover, and the contact teeth are in contact with the opening end surface and the positioning protrusions, and the stator teeth and the positioning A bolt for fastening the protrusion may be further provided.
固定子歯部及び位置決め突起を締結するボルトが、その長手方向が可動子の移動方向に沿うように設けられているので、特に、可動子の移動方向におけるハウジング及び固定子の剛性を高めることができる。したがって、所期の可動子の動きを確保でき、推力特性を向上させることができる。 Since the bolts for fastening the stator teeth and the positioning projections are provided so that the longitudinal direction thereof is along the moving direction of the mover, the rigidity of the housing and the stator in the moving direction of the mover can be improved. it can. Therefore, the desired movement of the mover can be ensured and the thrust characteristics can be improved.
前記可動子は、前記可動子コアに取り付けられたシャフトを有し、前記ハウジングは、前記可動子の移動方向で対向する一対の壁を有し、前記一対の壁のうち少なくとも一方の壁は、前記可動子の前記シャフトを通す穴を有してもよい。 The mover has a shaft attached to the mover core, the housing has a pair of walls opposed in the moving direction of the mover, and at least one of the pair of walls is: You may have the hole which lets the said shaft of the said needle | mover pass.
一般的には、このようなリニアモータのハウジングやフレームは可動子の移動方向に向けて大きな開口が設けられ、装置の組み立て時において、その開口を介して可動子が収納され、その開口にカバーが装着される。これに対して本発明に係るリニア駆動装置では、ハウジングにはカバーが装着されず、その代わり、ハウジングの一対の壁のうち少なくとも一方に、可動子の動力の出力のためにシャフトを通す穴が設けられる。すなわち、本発明に係るハウジングは、一般のハウジングのようなカバーが不要となるので、部品点数を減らすことができ、装置の組み立て精度が向上し、各部品の位置決め精度が向上する。したがって、所期の可動子の動きを確保でき、推力特性を向上させることができる。 Generally, such a linear motor housing or frame is provided with a large opening in the moving direction of the mover. When the apparatus is assembled, the mover is accommodated through the opening, and the opening is covered. Is installed. On the other hand, in the linear drive device according to the present invention, no cover is attached to the housing, and instead, at least one of the pair of walls of the housing has a hole through which the shaft passes for output of the power of the mover. Provided. That is, since the housing according to the present invention does not require a cover like a general housing, the number of components can be reduced, the assembly accuracy of the apparatus is improved, and the positioning accuracy of each component is improved. Therefore, the desired movement of the mover can be ensured and the thrust characteristics can be improved.
また、カバーが不要となるので、本発明に係るハウジングは、従来のハウジングとカバーとが一体的となったモノコック型として用いられ、ハウジングの強度を高めることができる。 Further, since the cover is unnecessary, the housing according to the present invention is used as a monocoque type in which the conventional housing and the cover are integrated, and the strength of the housing can be increased.
本発明に係るリニア駆動装置の製造方法は、
ハウジングと、前記ハウジングに支持された固定子と、可動子コアを有する可動子とを備えるリニア駆動装置の製造方法であって、
開口を形成するための開口端面と、前記開口端面から突起した位置決め突起とを有する前記ハウジング内に、前記可動子コアを配置させるように、前記可動子を前記ハウジングに支持させる工程と、
前記固定子に設けられた前記固定子歯部の歯部にそれぞれ装着されたコイルが前記ハウジング内で配列されるように、それら固定子歯部に設けられた当接突起部を、前記ハウジングの前記開口端面及び前記位置決め突起に当接させてそれら歯部を前記開口を介して前記ハウジング内に挿入する工程と、
前記複数の固定子歯部を連結するように、それら固定子歯部に前記ヨークを取り付ける工程と
を具備する。
A method for manufacturing a linear drive device according to the present invention includes:
A method of manufacturing a linear drive device comprising a housing, a stator supported by the housing, and a mover having a mover core,
Supporting the mover on the housing so that the mover core is disposed in the housing having an opening end face for forming an opening and a positioning protrusion protruding from the opening end face;
The contact protrusions provided on the stator teeth are arranged on the stator teeth so that the coils respectively mounted on the teeth of the stator teeth provided on the stator are arranged in the housing. Abutting the opening end face and the positioning protrusion and inserting the teeth into the housing through the opening;
Attaching the yoke to the stator teeth so as to connect the plurality of stator teeth.
本発明では、ハウジングの開口端面及び位置決め突起に、コイルが装着された固定子歯部の当接突起部が当接して歯部が前記開口を介して前記ハウジング内に挿入される。すなわち、ハウジングが固定子を支持するために開口端面及び位置決め突起に固定子歯部の当接突起部が当接しても、開口端面、位置決め突起及び隣接する固定子歯部により形成される経路は、隣接する固定子歯部及びヨークに形成される磁束に鎖交しないので、その経路における電路の形成が抑制される。したがって、開口端面、位置決め突起及び隣接する固定子歯部により形成される経路での誘導電流の発生を抑制することができる。 In the present invention, the contact protrusion of the stator tooth portion on which the coil is mounted contacts the opening end surface and the positioning protrusion of the housing, and the tooth portion is inserted into the housing through the opening. That is, even if the contact protrusion of the stator tooth portion contacts the opening end surface and the positioning protrusion so that the housing supports the stator, the path formed by the opening end surface, the positioning protrusion and the adjacent stator tooth portion is Since the magnetic fluxes formed in the adjacent stator teeth and yoke are not interlinked, the formation of the electric circuit in the path is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the generation of an induced current in the path formed by the opening end face, the positioning protrusion, and the adjacent stator tooth portion.
また、本発明では、ハウジングに予め位置決め突起が固定子歯部の位置決めのために形成されているので、簡易な構成で固定子をハウジングに位置決めすることができる。 In the present invention, since the positioning projection is formed in advance in the housing for positioning the stator tooth portion, the stator can be positioned in the housing with a simple configuration.
なお、可動子をハウジングに支持させる工程、歯部をハウジング内に挿入する工程、及び、歯部にヨークを取り付ける工程の3つの工程の順序は問わないことは言うまでもない。 Needless to say, the order of the three steps of supporting the mover on the housing, inserting the tooth portion into the housing, and attaching the yoke to the tooth portion is not limited.
以上、本発明によれば、固定子及びハウジングの構造上から発生する誘導電流の発生を抑制することができるとともに、簡易な構成で固定子をハウジングに位置決めすることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the generation of an induced current generated from the structure of the stator and the housing, and it is possible to position the stator on the housing with a simple configuration.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[リニア駆動装置の構成]
図1は、本発明の一実施形態に係るリニア駆動装置を示す正面図である。図2は、図1におけるA−A線断面図である。図3は、このリニア駆動装置の平面図(図2においてY軸方向で見た図)である。
[Configuration of linear drive unit]
FIG. 1 is a front view showing a linear drive device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view of this linear drive device (viewed in the Y-axis direction in FIG. 2).
リニア駆動装置100は、固定子1及び概略円柱状の可動子3を備える。固定子1及び可動子3は、互いに位置決めされてハウジング2に支持されている。図1は、可動子3の移動方向(Z軸方向)で見た図である。固定子1は、固定子コア11及び12を有する。
The
図4は、リニア駆動装置100の一部の分解斜視図である。ここでは、固定子コア11及び12のうち、固定子コア11を示し、これと実質的に同様の構成を備えた固定子コア12の図示を省略している。固定子コア11は、複数の固定子歯部114と、これら固定子歯部114を連結するヨーク113とを有する。
FIG. 4 is an exploded perspective view of a part of the
図1及び2に示すように、固定子歯部114は、例えばZ軸方向に沿って2つ配列され、また、Y軸方向に沿って2つ配列されており、合計4つ設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, for example, two
図4に示すように、固定子歯部114は、一部が湾曲した形状の歯部111と、この歯部111に接続された板部112とを含む。板部112の歯部111には、図示しない電気絶縁体を介してコイル13(14〜16)が取り付けられている。歯部111、板部112及びヨーク113は、それぞれ強磁性体でなり、それらは磁気的に接続されている。これら歯部111、板部112及びヨーク113は、例えばZ方向で鋼板が積層された積層鋼板で構成される。ヨーク113は、板部112に接着剤等により固定される。
As shown in FIG. 4, the
ハウジング2は、例えばステンレス、アルミニウム等の非磁性体でなる。図4に示すように、ハウジング2は、Y軸方向で対向する開口23を有し、筒状であって直方体形状のモノコック型の形状を備えている。ハウジング2は、開口23を形成するために開口23の周囲に設けられた開口端面25と、この開口端面25からY軸方向へ突出した位置決め突起26とを有する。位置決め突起26は、固定子コア11及び12を位置決めするための突起であり、壁部262とこの壁部262のほぼ中央位置に設けられた突出部261とを有する。位置決め突起26は、X軸方向で対向するように2つ設けられている。上記のように、開口23はY軸方向で2つ対向して設けられているので、これらの開口23ごとに、位置決め突起26が設けられている。
The
図3及び図4に示すように、固定子歯部114の板部112の端部として形成された、X軸方向に突出した当接突起部112aが、ハウジング2の開口端面25に当接している。それら当接突起部112aが開口端面25に当接した状態で、図1及び2に示すように、歯部111が開口23を介してハウジング2内に挿入されることにより、歯部111及びコイル13(14〜16)がハウジング2内で配列される。また、図3及び4に示すように、それら当接突起部112aが開口端面25に当接した状態で、ハウジング2の位置決め突起26に位置決めされる。より詳細には、位置決め突起26の壁部262及び突出部261により形成された直角の部分に、当接突起部112aの直角の部分が当接して位置決めされる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図1及び4に示すように、板部112の当接突起部112aには、Z軸方向に形成されたスクリュー穴115が形成され、また、位置決め突起26の突出部261にもスクリュー穴261aが形成されている。固定子歯部114が上述のように位置決めされた状態で、ボルトB(図3参照)がそのスクリュー穴115及び261aに螺着されて固定子歯部114及び位置決め突起26を締結することで、固定子コア11がハウジング2に支持されて固定される。このように固定子コア11及び12がハウジング2に支持されることにより、隣接する固定子歯部114同士がZ軸方向で所定の間隔を保って配置され、Y軸方向では、固定子コア11及び12が可動子3を挟んで対向するように配置される。
As shown in FIGS. 1 and 4, a
ハウジング2の、Z軸方向である可動子3の移動方向で対向する一対の側壁21には、後述する可動子3のシャフト33が出没する円形の穴21aがそれぞれ形成されている。また、この穴21aは、このリニア駆動装置100の組み立て時に、可動子3の可動子コア31が挿入される穴である。
A
図1〜3に示すように、可動子3は、可動子コア31と、図2に示すように可動子コア31に埋め込まれた永久磁石321、322、323、341、342及び343とを有する。上記のように、可動子コア31は、固定子歯部114の歯部111に対向して配置される。可動子コア31は、渦電流の抑制のため、可動子3の移動方向(Z軸方向)に積層された複数の磁性材板(例えば積層鋼板)で構成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図1に示すように、固定子歯部114の歯部111は、可動子3の可動子コア外周面に沿った曲面111aを有している。図2に示すように、可動子3の中央には、Z軸方向に沿って貫通した、シャフト33の挿通穴31cが形成されている。シャフト33は、図示しない軸受やバネ等の支持部材によってシャフト33がZ軸方向に沿って移動可能となるように支持される。
As shown in FIG. 1, the
なお、リニア駆動装置100がリニアクチュエータとして用いられる場合、シャフト33を支持する支持部材としてバネ部材が用いられる。典型的にはバネ部材としては、スパイラル状の板バネが用いられる。このような板バネは、シャフト33とハウジング2とを弾性的に連結する。支持部材の他の例として、8の字形状の板バネ、リニアブッシュ、ボールスプライン、エアベアリング、リニアガイド等が挙げられる。
可動子3は図示しない治具によりハウジング2に対して位置決めされた後、支持部材によりシャフト33が支持される。可動子3がハウジング2に対して位置決めされ、支持された後、その治具がハウジング2から取り外される。その後、固定子コア11及び12が上述のように位置決めされ、ハウジング2に固定される。
あるいは、固定子コア11及び12がハウジング2に固定された後、可動子3がハウジング2の穴21aから挿入されて位置決めされ支持されてもよい。
When the
After the
Alternatively, after the
可動子コア31は、図1に示すように、永久磁石321等を埋め込むためのZ軸方向に長く形成された埋設穴31aが、シャフト33の周りで円周状に複数設けられている。埋設穴31aは、固定子コア11に近い側で4つ設けられ、固定子コア12に近い側で同じく4つ設けられている。図2に示すように、1つの埋設穴31a内に上記3つの永久磁石321、322及び323(以下、永久磁石セット32という。)が配設されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、永久磁石セット32は、それらの永久磁石の表面側(固定子コア11あるいは12側)に現れる磁極がZ軸方向で交互に異なるように着磁されている。すなわち、各永久磁石321等は、図1で見てZ軸方向を中心として可動子コア31の径方向に着磁されている。
As shown in FIG. 2, the permanent magnet set 32 is magnetized so that magnetic poles appearing on the surface side (
なお、図2において、固定子コア11側の永久磁石セット32の磁極(N、S、N)は、固定子コア11側に現れる磁極を示している。また同様に、固定子コア12側の永久磁石セット32の磁極(S、N、S)は、固定子コア12側に現れる磁極を示している。各永久磁石321等のZ軸方向の長さ(及びZ軸方向に沿って並ぶ永久磁石の個数等)や配置は、固定子コア11及び12の各歯部111等のZ軸方向の長さ、個数、配置、あるいは、可動子3のストローク長等によって適宜設定される。
In FIG. 2, the magnetic poles (N, S, N) of the permanent magnet set 32 on the
可動子コア31の外周面の一部には平面部319が設けられている。平面部34は、歯部111と対面しない位置に配置されている。このような平面部34が可動子コア31に形成されることにより、可動子コア31の外形がZ軸方向で見て円形の場合に比べ、平面部34においてその円形が切り欠かれた状態となっているので、可動子3の軽量化を実現することができる。また、この平面部34が設けられることにより、後述するように、リニア駆動装置100の組み立て時において、可動子3の位置決めを高精度に行うことができるようになる。
A flat portion 319 is provided on a part of the outer peripheral surface of the
[リニア駆動装置の動作]
次に、以上のように構成されたリニア駆動装置100の動作を説明する。図5A及びBは、その動作を説明するための図である。なお、図5A及びBで表された、可動子3の永久磁石セット32の極性は、固定子コア11及び12側に向く磁極を示している。
[Operation of linear drive unit]
Next, the operation of the
図5Aに示すように、固定子コア11側の2つのコイル13及び14に互いに逆向きの電流が同じタイミングで加えられ、かつ、固定子コア12側の2つのコイル15及び16に互いに逆向きの電流が同じタイミングで加えられる。Y軸方向で同じ位置に配置されたコイル13(14)及び15(16)にも互いに逆向きの電流が加えられる。そうすると、歯部111に磁束が発生し、歯部111に図示するように磁極が生成される。各歯部111に発生した磁束と、可動子3に設けられた永久磁石321等により生成される磁束との相互作用により、可動子3は図5A中、右へ移動する。
As shown in FIG. 5A, currents in opposite directions are applied to the two
図5Bに示すように、図5Aで示した各電流の向きとは逆向きの電流がコイル13〜16にそれぞれ同じタイミングで加えられる。そうすると、図5Aで示した磁極とは反対の磁極が、歯部111にそれぞれ生成される。これにより、可動子3は図5B中、左へ移動する。
As shown in FIG. 5B, currents in directions opposite to the directions of the currents shown in FIG. 5A are applied to the
図6Aは図5Aで示した固定子コア11を示し、図6Bはその固定子コア11を上方から見た図である。ここで、リニア駆動装置100の駆動時に、固定子コア11に発生する磁束と、その磁束によっては誘導電流が発生しないことを説明する。
6A shows the
図6Aに示すように、左側の歯部111からヨーク113を介して右側の歯部111へ流れる磁束Φが形成される。この磁束Φの内側には、ボルト、あるいはハウジングを構成する部材等が存在しないため、誘導電流は発生しない。すなわち、図6Bに示すように、ハウジング2が固定子コア11を支持するために、当接突起部112aがハウジング2に接触していても、そのハウジング2及び固定子コア11により形成される経路(破線で示す部分)に、磁束Φが鎖交しないので、その経路の電路の形成が抑制される。つまり、図7に示すように破線で示す磁束Φ’のように、その経路に鎖交するする場合、電路Eが形成されるが、本実施形態では磁束Φの場合、電路Eはほとんど形成されない。ボルトBも磁束ΦがそのボルトBに鎖交しないように配置されている。
As shown in FIG. 6A, a magnetic flux Φ that flows from the
従来のリニアモータでは、ハウジングを構成する部材(例えばフレームや梁等)、あるいはボルト等に、固定子コアで発生する磁束が鎖交する場合が多く、渦電流等を含む誘導電流が発生する。しかし、本実施形態によれば、特にハウジング2の開口端面25、位置決め突起26及び固定子コア11により形成される経路での誘導電流の発生を抑制できる。
In the conventional linear motor, the magnetic flux generated in the stator core is often linked to a member (for example, a frame or a beam) or a bolt constituting the housing, and an induced current including an eddy current is generated. However, according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of an induced current particularly in a path formed by the opening end face 25 of the
本実施形態では、ハウジング2に予め位置決め突起26が固定子歯部114の位置決めのために形成されているので、簡易な構成で固定子コア11(及び12)をハウジング2に位置決めすることができる。
In this embodiment, since the
本実施形態では、固定子歯部114と位置決め突起26の突出部261とを締結するボルトBが、その長手方向が可動子3の移動方向に沿うように設けられているので、特に、可動子3の移動方向におけるハウジング2及び固定子1の剛性を高めることができる。したがって、所期の可動子3の動きを確保でき、推力特性を向上させることができる。
In the present embodiment, the bolt B that fastens the
本実施形態に係るリニア駆動装置100は、モノコック型のハウジング2を備えている。従来におけるリニアモータのハウジングやフレームは可動子の移動方向に向けて大きな開口が設けられ、装置の組み立て時において、その開口を介して可動子が収納され、その開口にカバーが装着される。これに対して本実施形態ではハウジング2にはカバーが装着されず、その代わり、ハウジング2の一対の側壁21が設けられ、可動子3の動力の出力のためにシャフト33を通す穴21aが設けられる。すなわち、このハウジング2は、一般のハウジングのようなカバーが不要となるので、部品点数を減らすことができ、装置の組み立て精度が向上し、各部品の位置決め精度が向上する。特に、このようなハウジング2の構成によれば、可動子3の移動方向においても装置の組み立て精度が向上し、各部品の位置決め精度が向上するので、所期の可動子3の動きを確保でき、推力特性を向上させることができる。
The
このようにカバーが不要となるモノコック型の構成によれば、そのハウジング2の強度を高めることができる。
Thus, according to the monocoque type structure which does not require a cover, the strength of the
[その他の実施形態]
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が実現される。
[Other embodiments]
The embodiment according to the present invention is not limited to the embodiment described above, and other various embodiments are realized.
上記実施形態では、ボルトBが例えばZ軸方向で互いに近づく方向に締まるように設けられたが、互いに離れる方向に締まるように設けられてもよい。この場合、例えば位置決め突起26の突出部261のような突出部がZ軸方向で離れて複数箇所(例えば2箇所)設けられ、それら突出部の間に各固定子歯部114が配置された状態で、それらが突出部にそれぞれ当接した状態で、ボルトが締められてもよい。
In the above-described embodiment, the bolts B are provided so as to be tightened in directions approaching each other in the Z-axis direction, for example, but may be provided so as to be tightened in directions away from each other. In this case, for example, protrusions such as the
上記実施形態では、固定子歯部114をハウジング2に固定する手段として、ボルトBが用いられたが、これに限られず、接着剤、溶接、またはモールド樹脂等の手段が用いられてもよい。
In the above-described embodiment, the bolt B is used as a means for fixing the
ヨーク113を固定子歯部114に装着する工程は、典型的には、固定子歯部114をハウジング2に固定する工程の後である。しかし、固定子歯部114をハウジング2に固定する工程の前に、ヨーク113が固定子歯部114に固定されてもよい。
The step of attaching the
上記実施形態では、ヨーク113は、固定子歯部114の板部112に取り付けられていた。ヨークと固定子歯部とが元々一体的になっており、つまり一体加工または一体成形により、固定子歯部が形成されてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ハウジング2は直方体筒形状を有していた。しかし、ハウジングは、固定子コアを位置決めして支持するための、開口、開口端面及び位置決め突起を有していれば、円筒形状、楕円筒形状、または四角形以外の角筒形状であってもよい。
In the above embodiment, the
固定子歯部114、永久磁石321等、永久磁石セット32の数は適宜変更可能である。永久磁石、固定子コア、可動子コアの各形状等も適宜変更可能である。可動子3の移動方向における磁極数あるいは永久磁石の数は、上記実施形態では3つであったが、1つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
The number of the permanent magnet sets 32 such as the
上記実施形態に係るリニア駆動装置100は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換したが、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する装置として用いられてもよい。
Although the
固定子コア(ヨーク113及び固定子歯部114)が積層鋼板で形成されている場合、それらヨーク及び固定子歯部の積層鋼板を通して導通経路が形成される。ヨーク113と固定子歯部114とには接触抵抗があるため、比較的その誘導電流は小さいが、その接触部分を絶縁することで電路の形成を防止できる。絶縁手段として、その接触部分に、絶縁紙や絶縁フィルムを挟み込む、といった手段がある。あるいは、ヨーク113または固定子歯部11の、それらの接触部分に絶縁コーティングを施す、といった手段がある。あるいは、ヨーク113の全部または固定子歯部11の全部に絶縁コーティングを施すようにしてもよい。この絶縁コーティング層の形成方法として、例えば粉体、電着、液体、焼付等の塗装がある。
When the stator core (
固定子歯部114が積層鋼板で形成されている場合であって、かつ、ハウジング2が導体で構成されている場合、その固定子歯部114の積層鋼板と、ハウジング2の突出部261との接触部分で導通経路が形成される。これら固定子歯部114と突出部261とには接触抵抗があるため比較的誘導電流は小さいが、その接触部分を絶縁することで電路をなくせる。
その絶縁手段としては、ハウジング2がアルミニウムの場合、アルマイト処理をする、絶縁体(フィルムまたは紙)をその接触部分に設ける、あるいは、固定子歯部114を絶縁コーティングする、などがある。
When the
As the insulating means, when the
以上説明したいずれの絶縁手段についても、その厚さの影響が小さいため、組み立て精度に大きな影響は与えない。 Any of the insulating means described above has a small influence on the thickness thereof, and therefore does not significantly affect the assembly accuracy.
B…ボルト
1…固定子
2…ハウジング
3…可動子
11…固定子コア
12…固定子コア
13〜16…コイル
21…側壁
21a…穴
23…開口
25…開口端面
26…位置決め突起
31…可動子コア
33…シャフト
100…リニア駆動装置
111…歯部
112…板部
112a…当接突起部
113…ヨーク
114…固定子歯部
261…突出部
262…壁部
B ...
DESCRIPTION OF
Claims (4)
当接突起部及び歯部を含む複数の固定子歯部と、それら歯部にそれぞれ装着された複数のコイルと、前記複数の固定子歯部を連結するヨークとを有し、前記ハウジングに支持された固定子と、
前記固定子のそれら歯部に対向して前記ハウジング内に配置された可動子コアを有し、それら歯部の配列方向に沿って移動可能な可動子とを具備し、
前記複数の固定子歯部は、前記ヨークが当接する板部をそれぞれ有し、前記板部の両端部が前記当接突起部として設けられ、
前記各固定子歯部の前記当接突起部が、前記ハウジングの前記開口端面及び前記位置決め突起に当接してそれら歯部が前記開口を介して前記ハウジング内に挿入されることにより、前記複数のコイルが前記ハウジング内で配列されるように、前記固定子が前記ハウジングに支持される
リニア駆動装置。 A housing having an opening end surface for forming an opening, and a positioning protrusion protruding from the opening end surface;
A plurality of stator teeth including contact protrusions and teeth, a plurality of coils respectively mounted on the teeth, and a yoke connecting the plurality of stator teeth, and supported by the housing A fixed stator,
A mover core disposed in the housing opposite to the teeth of the stator, and a mover movable along the arrangement direction of the teeth;
The plurality of stator tooth portions each have a plate portion with which the yoke abuts, and both end portions of the plate portion are provided as the abutting projection portions,
The abutment protrusions of the stator teeth are in contact with the opening end surface of the housing and the positioning protrusions, and the teeth are inserted into the housing through the openings, thereby A linear drive device in which the stator is supported by the housing such that coils are arranged in the housing.
長手方向が前記可動子の移動方向に沿うように設けられ、それら当接突起部が前記開口端面及び前記位置決め突起に当接した状態で、前記固定子歯部及び前記位置決め突起を締結するボルトをさらに具備するリニア駆動装置。 The linear drive device according to claim 1,
A bolt that fastens the stator tooth portion and the positioning protrusion in a state where the longitudinal direction is provided along the moving direction of the mover and the contact protrusion portion is in contact with the opening end surface and the positioning protrusion. A linear drive device further provided.
前記可動子は、前記可動子コアに取り付けられたシャフトを有し、
前記ハウジングは、前記可動子の移動方向で対向する一対の壁を有し、
前記一対の壁のうち少なくとも一方の壁は、前記可動子の前記シャフトを通す穴を有する
リニア駆動装置。 The linear drive device according to claim 1 or 2,
The mover has a shaft attached to the mover core;
The housing has a pair of walls facing each other in the moving direction of the mover,
At least one wall of the pair of walls has a hole through which the shaft of the mover passes.
前記ハウジングは、開口を形成するための開口端面と、前記開口端面から突起した位置決め突起とを有し、
前記固定子は、当接突起部及び歯部を含む複数の固定子歯部と、それら歯部にそれぞれ装着された複数のコイルと、前記複数の固定子歯部を連結するヨークとを有し、前記ハウジングに支持されるとともに、前記複数の固定子歯部は、前記ヨークが当接する板部をそれぞれ有し前記板部の両端部が前記当接突起部として設けられるものであり、
前記ハウジング内に、前記可動子コアを配置させるように、前記可動子を前記ハウジングに支持させる工程と、
前記複数のコイルが前記ハウジング内で配列されるように、それら固定子歯部の当接突起部を、前記ハウジングの前記開口端面及び前記位置決め突起に当接させてそれら歯部を前記開口を介して前記ハウジング内に挿入する工程と、
前記複数の固定子歯部を連結するように、それら固定子歯部に前記ヨークを取り付ける工程と
を具備するリニア駆動装置の製造方法。 A method of manufacturing a linear drive device comprising a housing, a stator supported by the housing, and a mover having a mover core,
The housing possess an open end face for forming an opening, and a positioning protrusion protruding from the opening end surface,
The stator includes a plurality of stator tooth portions including a contact protrusion and a tooth portion, a plurality of coils respectively mounted on the tooth portions, and a yoke for connecting the plurality of stator tooth portions. The plurality of stator tooth portions are supported by the housing and each have a plate portion with which the yoke abuts, and both end portions of the plate portion are provided as the abutting projection portions,
Before Symbol housing, so as to place the movable element core, a step of supporting the mover in said housing,
The abutment protrusions of the stator teeth are brought into contact with the opening end surface of the housing and the positioning protrusions so that the plurality of coils are arranged in the housing, and the teeth are inserted through the openings. Inserting into the housing;
And a step of attaching the yoke to the stator teeth so as to connect the plurality of stator teeth.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011062573A JP5849415B2 (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Linear drive device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011062573A JP5849415B2 (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Linear drive device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012200080A JP2012200080A (en) | 2012-10-18 |
JP5849415B2 true JP5849415B2 (en) | 2016-01-27 |
Family
ID=47181735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011062573A Active JP5849415B2 (en) | 2011-03-22 | 2011-03-22 | Linear drive device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5849415B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0694867B2 (en) * | 1986-11-26 | 1994-11-24 | 松下電工株式会社 | Electromagnetic air pump |
JP3370653B2 (en) * | 2000-01-06 | 2003-01-27 | 株式会社テクノ高槻 | Electromagnetic vibration pump and its manufacturing method |
KR100442386B1 (en) * | 2001-11-05 | 2004-07-30 | 엘지전자 주식회사 | Reciprocating compressor |
JP2009262044A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Linear vibration actuator |
-
2011
- 2011-03-22 JP JP2011062573A patent/JP5849415B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012200080A (en) | 2012-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5614501B2 (en) | Rotating electric machine rotor, rotating electric machine, and method for manufacturing rotating electric machine rotor | |
US7719159B2 (en) | Apparatus and method for constructing electrodynamic machines | |
WO2005124979A1 (en) | Linear motor and method of producing linear motor | |
US8536742B2 (en) | Linear synchronous motor | |
JP2017135766A (en) | Single-phase brushless motor and manufacturing method of single-phase brushless motor | |
KR100421372B1 (en) | Structure for enagaging linear motor | |
JP6449110B2 (en) | Rotor, motor and method of manufacturing rotor | |
US7915767B2 (en) | Linear synchronous motor | |
JP2022073240A (en) | Rotation type motor and method for manufacturing rotor | |
KR100386271B1 (en) | Structure for engaging lamination core of linear motor | |
JP5589507B2 (en) | Mover and stator of linear drive unit | |
JP2001112228A (en) | Movable magnet type linear actuator | |
JP5254651B2 (en) | Linear motor with magnetic shield plate, multi-axis linear motor with magnetic shield plate, and method for manufacturing linear motor with magnetic shield plate | |
CN113541423B (en) | Axial gap motor | |
JP5849415B2 (en) | Linear drive device and manufacturing method thereof | |
JP2001145327A (en) | Armature for linear motor | |
JP5553247B2 (en) | Linear slider | |
JP2002034225A (en) | Magnet-movable liner motor | |
JP5403007B2 (en) | Linear motor armature and linear motor | |
JP2002034226A (en) | Magnet-movable linear motor | |
WO2022064614A1 (en) | Field element, and electric motor comprising field element | |
WO2021024518A1 (en) | Armature, rotating electric machine, linear motor, and method for manufacturing armature, rotating electric machine, and linear motor | |
JP5909973B2 (en) | Linear drive | |
JP2005130603A (en) | Linear electromagnetic actuator | |
JP6414094B2 (en) | Galvano scanner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140318 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150406 |
|
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: 20151104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5849415 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |