JPH0416633Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の産業上の利用分野〕 本考案は、部品選別機、シリンダ等に適する磁
束均一形リニアDCブラシレスモータに関する。

〔考案の技術背景とその問題点〕

従来の小型リニアモータの多くは、回転モータ
を用いて、シヤフトを直線往復運動させるように
したもので、狭義的意味でのリニアモータではな
く構造が複雑になつていた。

また小型リニアモータとしては、リニアパルス
モータが知られているが、磁束均一形構造のもの
は製作しにくく、高価になつていた。また磁束均
一形リニアパルスモータでは、比較的ストローク
の長いものは、コスト的にも、構造的にも割に合
わないものとなつている。

また、このリニアパルスモータは、振動及びこ
の振動音が大きいこと、高速駆動ができないこ
と、重量が重いなどの欠点がある。

また磁束均一形のリニアDCモータとしては、
スピーカの原理構成と同じようになつている電機
子と単極型界磁マグネツトが対向しているボイス
コイル型リニアDCモータが知られている。

しかしながら、このボイスコイル型リニアDC
モータは、磁気回路が複雑なことから、ストロー
クの長い大型のものを得る場合には、非常に高価
になることから、一般には、小型のものにしか採
用されていないのが現況である。

ストロークの長いリニアDCモータとするには、
電機子と対向する界磁マグネツトを単極構成とす
るのではなく、界磁マグネツトをＮ極、Ｓ極の磁
極を交互に複数個設けると共に、電機子の形状も
変える必要がある。

すなわち、ストロークの長いリニアDCモータ
を得るには、多極マグネツトと複数の電機子コイ
ルを設ける必要がある。

尚、このような形状のリニアDCモータとして
は、現在、ほとんど市場に出回つているものはな
い。

しかるにこの形式の多くのものは、フラツト形
の磁束不均一形となつている。

この磁束不均一形とした場合、推力に寄与しな
い導体部が多く存在して、銅損が増え、効率的で
ない。

また多くの多極・多コイル型リニアDCモータ
を長寿命化するにはブラシレスモータ構造とする
必要がある。

このような観点からすると、多極・多コイル型
の磁束不均一形リニアDCブラシレスモータは、
推力に寄与しない無効導体部がほとんどないトロ
イダル巻線方式を採用するのが望ましい。

しかるに、従来のトロイダル巻線方式を採用し
た磁束均一形リニアDCブラシレスモータは、非
常に量産性に乏しく、また位置検知素子の配設も
やつかいで、更にまた各相の電機子コイルを通電
駆動するための駆動回路を合理的に内蔵すること
ができないものとなつていた。

〔本考案の課題〕

本考案の課題は、長ストローク及び大きな推力
が得られ、しかも駆動回路を合理的に内蔵できる
磁束均一形リニアDCブラシレスモータを安価且
つ容易に量産できるようにすることにある。

〔考案の課題達成手段〕

かかる本願考案の課題は、筒状の磁束均一形の
リニアDCブラシレスモータ本体にその軸線方向
に沿つてシヤフトを往復直線運動自在に支持し、
該シヤフトの外周部にその軸線方向に沿つて隣接
する磁極が異極となるように軸線方向の着磁幅が
等しく形成されたＮ極、Ｓ極の磁極をＰ個（Ｐは
Ｎ極、Ｓ極の両磁極を合わせた数で、２以上の整
数）備えて形成した界磁マグネツトを設け、該界
磁マグネツトと対向する上記リニアDCブラシレ
スモータ本体側に上記シヤフトと同心状に非磁性
体からなる筒体を固定して該筒体と上記リニア
DCブラシレスモータ本体間にステータ電機子収
納用空間部を形成し、両端部に鍔を有する非磁性
体ボビンの上記界磁マグネツトの一磁極幅以下の
幅に形成された凹部にリング状に電機子コイルを
巻装すると共に上記ボビンに上記電機子コイルの
ための位置検知素子及び駆動回路用の電気部品を
取り付けて位置検知素子及び駆動回路用の電気部
品付きリング状電機子コイルユニツトを形成し、
上記ステータ電機子収納用空間部内に軸線方向に
沿つて上記リング状電機子コイルユニツトを順治
挿入積層配置してコアレス構造のステータ電機子
を形成したことを特徴とする磁束均一形のリニア
DCブラシレスモータを提供することによつて達
成できる。

〔考案の実施例〕

第１図は本考案の側縦断面図、第２図は同主要
部の分解図、第３図は同一部拡大縦断面図を示
す。

以下、この第１図乃至第３図を参照して本考案
の一実施例を説明する。

２は磁性体でできた円筒状の磁束均一形リニア
DCブラシレスモータ１の本体で、この本体２の
両開口端内周部には、ゴム部材等からなる可動子
の当接時のシヨツクをやわらげるシヨツク吸収部
材３−１，３−２を装備している。該シヨツク吸
収部材３−１，３−２の中心部には、後記するシ
ヤフト５を軸線方向に滑らかに案内するために、
オイルレスメタル軸受等の軸受６を設けてもよい
が、後記する固定鍔７にオイルレスメタル等の軸
受８を形成する場合には、省略して差し支えな
い。

この場合には、シヨツク吸収部材３の軸受６部
を透孔４にしておくと良い。いずれか一方の軸受
６または８を設ければ足りるためである。

上記シヤフト５は磁性体からなり、その両端部
は軸受６または８によつてシヤフト５を軸線方向
に移動自在に支持する。シヤフト５にはラジアル
配向着極にＮ極、Ｓ極の磁極を有するリング状の
界磁々極９−１，……，９−４からなる界磁マグ
ネツト９を固設して、該界磁マグネツト９とシヤ
フト５とで可動子を構成している。該界磁マグネ
ツト９と微少なラジアルギヤツプ１０を介して、
シヤフト５と同心状にアルミニウムやプリント基
板等の絶縁円筒１１を固定している。該絶縁円筒
１１の両端部は、それぞれシヨツク吸収部材３−
１，３−２に固定している。上記絶縁円筒１１を
設けることで、該絶縁円筒１１と本体２間に電機
子収納空隙部１２を形成している。該電機子収納
空隙部１２には、モータ１のいずれか一方のシヨ
ツク吸収部材３−１と固定鍔７若しくはシヨツク
吸収部材３−２と固定鍔７を本体１に固定する前
に開放された上記空隙部１２に少なくとも一端が
リング状に形成されたコイルユニツト１３を順次
挿入積層配置してステータ電機子１４を形成して
いる。上記コイルユニツト１３は、例えば第２図
（第１図及び第３図をも参照）に示すように、リ
ング状の電機子コイル１８巻装用のリング状ボビ
ン本体１４にホールICやホール素子等の磁電変
換素子からなる位置検知素子１６を収納するため
の凹部１７をその透孔部１９の内面部に形成して
いる。

上記ボビン本体１８の両端には、それぞれラジ
アル方向に伸びる鍔２０−１，２０−２を形成
し、上記鍔２０−１には、更に軸方向に伸びる鍔
２１を形成し、該鍔２１と２０−１とにより電機
子コイル１８に通電駆動するための駆動回路形成
用電気回路部品２３，……，２６を収納配設する
ための収納用凹部２２を形成している。

以上のようにボビン本体１５、凹部１７，２
２、鍔２０−１，２０−２，２１、透孔部１９及
び本体１５、鍔２０−１及び２０−２とで形成さ
れる電機子コイル収納部２８を備えてユニツトコ
イルボビン２９を形成している。該ユニツトコイ
ルボビン２９の電機子コイル収納部２８に導線２
７を多数ターン巻いて第２図に示すようなリング
状に形成した電機子コイル２７を本体１５の外周
部に形成している。上記電気回路部品２３，…
…，２６及び位置検知素子１６は、中央部に透孔
３０を形成したリング状のプリント配線基板３１
を、上記鍔２０−１に図示しない手段によつて固
定することで上記収納用凹部２３に収納配設して
いる。この場合、位置検知素子１６は、上記凹部
１７に収納できるように配設する。このため、上
記プリント配線基板３１を上記凹部２３に収納す
ることで、位置検知素子１６を上記凹部１７に収
納配設している。尚、上記プリント配線基板３１
には、図示しないプリント配電用の導電パターン
が形成されている。この導電パターンには、位置
検知素子１６の端子、電機子コイル１８の端子及
び電気回路部品２３，……，２６の端子が半田付
けされて電気的に接続されると共に、この導電パ
ターンの他のコイルユニツトボビン２９に装着さ
れたプリント配線基板３１の導体部と電気的に接
続され、上記電気回路部品２３，……，２６に通
電するための通電制御回路を固定鍔７内の通電制
御回路収納部３２内に内蔵している。

このようなコイルユニツト１３同士の電気的接
続方法については、種々の最適なものを採用すれ
ば足りるので、その他の実施例についての説明は
省略する。

以上のようにボビン２９（あるいは本体１５）
に装着した位置検知素子１６によつて、界磁マグ
ネツト９の各磁極９−１，……，９−４を検出す
ることで、複数の電機子コイル１８に駆動回路を
介して所定方向の通電が行なわれる。

このことによつて、フレミングの左手の法則に
よつてシヤフト５と界磁マグネツト９からなる可
動子が所定方向に移動する。そして位置検知素子
１６の電源極性を反転するなどして、上記可動子
を反対方向に駆動することができる。

このように操作することで、可動子は、軸線方
向に往復運動をなす。

従つて、シヤフト５の往復直線運動に連動し
て、他の装置等の被可動物体が合理的に駆動され
る。

〔本考案の効果〕

本考案のリニアDCブラシレスモータによれば、
位置検知素子及び駆動回路内蔵形のリニアDCブ
ラシレスモータをストロークの長いものから短い
ものまで、容易且つ安価に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例としての本考案の側縦断面
図、第２図はコイルユニツトと界磁マグネツトの
説明図、第３図はコイルユニツトの部分拡大図で
ある。 １……リニアDCブラシレスモータ、２……本
体、３−１，３−２……シヨツク吸収部材、４…
…透孔、５……シヤフト、６……軸受、７……固
定鍔、８……軸受、９……界磁マグネツト、９−
１，……，９−４……界磁々極、１０……ラジア
ルギヤツプ、１１……絶縁円筒、１２……電機子
収納空隙部、１３……コイルユニツト、１４……
ステータ電機子、１５……リング状ボビン本体、
１６……位置検知素子、１７……位置検知素子収
納凹部、１８……電機子コイル、１９……透孔
部、２０−１，２０−２，２１……鍔、２２……
駆動回路形成用電気回路部品収納用凹部、２３，
……，２６……駆動回路形成用電気回路形成用電
気部品、２７……導線、２８……電機子コイル収
納部、２９……ユニツトコイルボビン、３０……
透孔、３１……プリント配線基板、３２……通電
制御回路内蔵部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 下記構成要素〜を備えて形成した磁束均
   一形のリニアDCブラシレスモータ。 筒状の磁束均一形のリニアDCブラシレス
   モータ本体にその軸線方向に沿つてシヤフト
   を往復直線運動自在に支持していること。 該シヤフトの外周部にその軸線方向に沿つ
   て隣接する磁極が異極となるように軸線方向
   の着磁幅が等しく形成されたＮ極、Ｓ極の磁
   極をＰ個（ＰはＮ極、Ｓ極の両磁極を合わせ
   た数で、２以上の整数）備えて形成した界磁
   マグネツトを設けていること。 該界磁マグネツトと対向する上記リニア
   DCブラシレスモータ本体側に上記シヤフト
   と同心状に非磁性体からなる筒体を固定して
   該筒体と上記リニアDCブラシレスモータ本
   体間にステータ電機子収納用空間部を形成し
   ていること。 両端部に鍔を有する非磁性体ボビンの上記
   界磁マグネツトの一磁極幅以下の幅に形成さ
   れた凹部にリング状に電機子コイルを巻装す
   ると共に上記ボビンに上記電機子コイルのた
   めの位置検知素子及び駆動回路用の電気部品
   を取り付けて位置検知素子及び駆動回路用の
   電気部品付きリング状電機子コイルユニツト
   を形成していること。 上記ステータ電機子収納用空間部内に軸線
   方向に沿つて上記リング状電機子コイルユニ
   ツトを順治挿入積層配置してコアレス構造の
   ステータ電機子を形成していること。 (2) 上記電機子コイルユニツトは、上記ボビンの
   軸線方向の端部にプリント配線基板を配設し、
   該プリント配線基板に上記電気回路部品を装着
   したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第(1)項記載の磁束均一形リニアDCブラシレス
   モータ。