JPH06189518A - リニアモータ - Google Patents

リニアモータ

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JPH06189518A
JPH06189518A JP43A JP33820892A JPH06189518A JP H06189518 A JPH06189518 A JP H06189518A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 33820892 A JP33820892 A JP 33820892A JP H06189518 A JPH06189518 A JP H06189518A
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housing
coil
magnet
yoke
magnetic
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Minoru Ogusu
実 小楠
Akira Hara
晃 原
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Foster Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ムービングマグネットタイプのリニアモータ
に関し、磁気抵抗を少なく、ストローク長を大きく確保
でき、構造が簡単で、低コストで、磁気振動が発生しに
くく、放熱効果が高いリニアコイルモータを提供する。 【構成】 中空円筒状の磁性体のハウジング20、半径
方向に着磁された第1のマグネット29、円筒状のヨー
ク28、第1のマグネットと着磁方向が逆の第2のマグ
ネット30、ハウジング間に磁気回路が形成され、この
磁気回路の磁気ギャップに配設される第1のコイル31
及び第2のコイル32に電流を流すと、これらコイルに
作用する力の反作用として、ヨークに推力が発生し、ヨ
ークとこのヨークが固着され、ハウジングの中心軸上
に、ハウジング内を軸方向に移動可能に配設されたスピ
ンドル27とが移動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ムービングマグネット
タイプのリニアモータに関し、更に詳しくは、振動キャ
ンセラー用アクチュエータ,電子ミシン,変位計,計測器
のペン駆動源,振動を用いて選別を行なう選別器の駆動
源等に好適なリニアモータに関する。
【0002】
【従来の技術】ムービングコイル型のリニアモータとし
て、実公平 1-171578 号公報に開示されたものがある。
【0003】図4は実公平 1-171578 号公報に記載され
たリニアモータの構成図である。図において、1は中空
円筒状のサイドヨーク、2はサイドヨークの内壁面に対
して、外筒面が一定の間隔を持って配設される中空円筒
状のセンターヨークである。
【0004】サイドヨーク1の内壁面には、第1及び第
2のコイル3,4が所定の間隔を持って設けられてい
る。又、センターヨークの外筒面には、第1のコイル3
に対向する第3のコイル5と、第2のコイル4に対向す
る第4のコイル6とが設けられている。
【0005】7はサイドヨーク1の内筒面とセンターヨ
ーク2の外筒面との間の空間で、軸方向に移動可能に支
持された非磁性体の可動子である。第1のコイル3と第
3のコイル5との間の可動子8の円筒部には、実質的に
は可動子の8の円筒面を構成する第1のマグネット9
が、第2のコイル4と第4のコイル6との間の可動子8
の円筒部には、実質的には可動子8の円筒面を構成し、
第1のマグネット9とは着磁方向が逆の第2のマグネッ
ト10がそれぞれ設けられている。
【0006】そして、図において、破線で示すように、
第1のコイル3→第1のマグネット9→第3のコイル5
→センターヨーク2→第4のコイル6→第2のマグネッ
ト10→第2のコイル4→サイドヨーク1を経由して一
巡する磁束流を有する磁気回路が形成されている。
【0007】次に、上記構成の作動を説明する。図に示
すような磁気極性になるように第1のコイル3,第2の
コイル4,第3のコイル5及び第4のコイル6に電流を
流すと、第1〜第4のコイル3〜6に発生する推力の反
作用によって、可動子8が矢印A方向に移動する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成のリ
ニアモータには、下記のような問題点がある。 磁気回路の磁気ギャップが2ヵ所あり、磁気ギャッ
プの長さが長く、しかも、第1及び第2のマグネット
9,10はサイドヨーク1及びセンターヨーク2に対し
て空間を介して配設されているので、磁気抵抗が大き
い。
【0009】 可動子8の支持は、片持ちであり、可
動子8のストロークを長くできない。 可動子8の内部に配設される第3のコイル5及び第
4のコイル6へ電流を供給するリード線の引出し方法が
難しく、又、コイルが4つ必要であり、マグネット9,
10が設けられる可動子8は樹脂等で成形する必要が有
り、構造が複雑となり、コストも高くなる。
【0010】 第2のマグネット10は可動子8の支
持点より距離が離れているので、磁気振動を発生しやす
い。 第3のコイル5及び第4のコイル6は、可動子8の
内部に設けられているので、放熱が難しい。
【0011】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、磁気抵抗を少なく、ストローク長を
大きく確保でき、構造が簡単で、低コストで、磁気振動
が発生しにくく、放熱効果が高いリニアコイルモータを
提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項1記載の発明は、中空円筒状の磁性体のハウジング
と、該ハウジングの中心軸上に、前記ハウジング内を軸
方向に移動可能に配設され、前記ハウジングの両端面で
支持されたスピンドルと、該スピンドルに固着され、外
筒面が前記ハウジングの内筒面と空間を介して対向する
円筒状のヨークと、該ヨークの外筒面上に取付けられ、
半径方向に着磁された第1のマグネットと、前記ヨーク
の外筒面上に、前記第1のマグネットと前記ヨークの軸
方向に間隔を持って隣り合うように取付けられ、前記第
1のマグネットと着磁方向が逆の第2のマグネットと、
前記ハウジングの内筒面上で、前記第1のマグネットの
対向部に設けられた第1のコイルと、前記ハウジングの
内筒面上で、前記第2のマグネットの対向部に設けられ
た第2のコイルとからなるものである。
【0013】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明における第1及び第2のコイルは、前記ハウジング内
に配設される中空円筒状のボビンの外筒面上に巻回さ
れ、前記第1及び第2のコイルと前記ハウジング内筒面
との空間には、熱伝導性の高い物質を介在させたもので
ある。
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の発明における物質は、磁性流体である。
【0015】
【作用】請求項1記載の発明のリニアモータにおいて、
ハウジング,第1のマグネット,ヨーク,第2のマグネッ
ト,ハウジング間に磁気回路が形成され、この磁気回路
の磁気ギャップに配設される第1のコイル及び第2のコ
イルに電流を流すと、これらコイルに作用する力の反作
用として、ヨークに推力が発生し、ヨークとこのヨーク
が固着され、ハウジングの中心軸上に、ハウジング内を
軸方向に移動可能に配設されたスピンドルとが移動す
る。
【0016】請求項2記載の発明のリニアモータにおい
て、第1及び第2のコイルとハウジングの内筒面との間
の空間に介在している熱伝導性の高い物質は、第1及び
第2のコイルより発生する熱をスームズにハウジングに
伝達する。
【0017】請求項3記載の発明のリニアモータにおい
て、第1及び第2のコイルとハウジングとの間の空間に
介在している磁性流体は、第1及び第2のコイルより発
生する熱をスームズにハウジングに伝達するとともに、
磁気回路の磁束損失を小さくする。
【0018】
【実施例】次に図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例の断面図、図2は図1にお
ける右側面図、図3は図1におけるボビン近傍の拡大構
成図である。
【0019】先ず、図1及び図2において、20は両方
の端面が開放された中空円筒状で、磁性体を用いて作ら
れたハウジングである。このハウジング20の一方の開
放された端面にはフロントカバー21が、他方の開放さ
れた端面には、リアカバー22がそれぞれ、ねじ23,
24を用いて取付けられている。
【0020】フロントカバー21及びリアカバー22の
中央部には、それぞれ穴21a,22aが穿設され、こ
れらの穴21a,22aには、ベアリング25,26を介
してスピンドル27がハウジング20の軸方向に移動可
能に配設されている。
【0021】28はスピンドル27に固着され、外筒面
がハウジング20の内筒面と空間を介して対向する円筒
状のヨークである。このヨーク28の外筒面上には、半
径方向に着磁 (ハウジング20の内筒面側が S極) され
た第1のマグネット29と、この第1のマグネット29
にヨーク28の軸方向に間隔を持って隣り合うように取
付けられ、第1のマグネット29と着磁方向が逆 (ハウ
ジング20の内筒面側が N極) の第2のマグネット30
とが設けられている。
【0022】35は非磁性体で作られ、ハウジング20
の内筒面近傍に配設される中空円筒状のボビンである。
このボビン35のハウジング20の内筒面に対向する円
筒面上には、第1のマグネット29の対向部に設けられ
た第1のコイル31と、第2のマグネット30の対向部
に設けられた第2のコイル32とが設けられている。
【0023】よって、図1に示すように、ハウジング2
0→第1のコイル31→第1のマグネット29→ヨーク
28→第2のマグネット30→第2のコイル32を経由
して一巡する磁束流を有する磁気回路が形成されてい
る。
【0024】次に、図3を用いて、ボビン35の更に詳
しい説明を行なう。ボビン35のハウジング20の内筒
面に対向する円筒面上には、第1のコイル31が巻回さ
れる第1の凹部36と、第2のコイル32が巻回される
第2の凹部37と、第1の凹部36の第2の凹部37と
反対側の円筒面に形成され、ヨーク28の外部より第1
のコイル31へ電流を供給するリード線38が配設され
る第1の小溝39と、第2の凹部37の第1の凹部36
と反対側の円筒面に形成され、ヨーク28の外部より第
2のコイル32へ電流を供給するリード線40が配設さ
れる第2の小溝41とが形成されている。
【0025】そして、第1のコイル31,第2のコイル
32とハウジング20の内筒面との間の空間には、熱伝
導性の高い物質が充填されている。本実施例では、磁性
流体42を充填した。
【0026】次に、上記構成の作動を説明する。リード
線38,40を用いて第1のコイル31及び第2のコイ
ル32に電流を流すと、磁気回路の磁気ギャップに配設
されている第1のコイル31及び第2のコイル32に発
生する推力の反作用によって、ヨーク28及びスピンド
ル27が図1において矢印方向に移動する。
【0027】上記構成によれば、 磁気回路の磁気ギャップがコイル31,32とマグネ
ット29,30との間の1ヵ所であり、2ヵ所ある従来
例よりも磁気ギャップの距離が短く、しかも、第1及び
第2のマグネットはマグネット自身の磁気吸着力でヨー
ク28に直に取付けられているので、磁気抵抗が遙かに
小さくなっている。
【0028】 可動子であるスピンドル27はハウジ
ング20の両端面のカバー21,22に設けられている
ベアリング25,26によって両持ち支持されているの
で、スピンドル27のストロークを長くすることが可能
である。
【0029】 第1のコイル31及び第2のコイル3
2は、固定側であるハウジング20の内筒面にボビン3
5を用いて取付けられているので、リード線38,40
の引出しも容易である。
【0030】更に、コイル及びマグネットはそれぞれ2
つですみ、マグネット29,30は自身の磁気吸着力に
よって、ヨーク28に取付けられているので、構造が簡
単で、コストも安くなる。
【0031】 第1のマグネット29及び第2のマグ
ネット30は、それぞれベアリング25,26の近傍に
配置されるので、磁気振動も発生しにくい。 第1のコイル31及び第2のコイル32で発生する
熱は、磁性流体42を介してハウジング20へスームズ
に伝達されるので、放熱性が良好となる。
【0032】 第1のコイル31,第2のコイル32と
ハウジング20の内筒面との間の空間に磁性流体を充填
することにより、磁気回路の磁束損失を小さくすること
ができる。
【0033】本発明は、上記実施例に限るものではな
い。例えば、第1のコイル31,第2のコイル32とハ
ウジング20の内筒面との間の空間に充填する物質は、
磁性流体に限定するものでなく、他に、樹脂又は接着剤
に磁性体 (粉末) を混入したもの,熱伝導性の高い材料
(例えば、アルミ粉) を含む樹脂或いは接着剤,熱伝導率
の高い樹脂或いは接着剤等であってもよい。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁気
抵抗を少なく、ストローク長を大きく確保でき、構造が
簡単で、低コストで、磁気振動が発生しにくく、放熱効
果が高いリニアコイルモータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の断面図である。
【図2】図1における右側面図である。
【図3】図1におけるボビン近傍の拡大構成図である。
【図4】実公平 1-171578 号公報に記載されたリニアモ
ータの構成図である。
【符号の説明】
20 ハウジング 27 スピンドル 28 ヨーク 29 第1のマグネット 30 第2のマグネット 31 第1のコイル 32 第2のコイル 35 ボビン 42 磁性流体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空円筒状の磁性体のハウジング(2
    0)と、 該ハウジング(20)の中心軸上に、前記ハウジング
    (20)内を軸方向に移動可能に配設され、前記ハウジ
    ング(20)の両端面で支持されたスピンドル(27)
    と、 該スピンドル(27)に固着され、外筒面が前記ハウジ
    ング(20)の内筒面と空間を介して対向する円筒状の
    ヨーク(28)と、 該ヨーク(28)の外筒面上に取付けられ、半径方向に
    着磁された第1のマグネット(29)と、 前記ヨーク(28)の外筒面上に、前記第1のマグネッ
    ト(29)と前記ヨーク(28)の軸方向に間隔を持っ
    て隣り合うように取付けられ、前記第1のマグネット
    (29)と着磁方向が逆の第2のマグネット(30)
    と、 前記ハウジング(20)の内筒面上で、前記第1のマグ
    ネット(29)の対向部に設けられた第1のコイル(3
    1)と、 前記ハウジング(20)の内筒面上で、前記第2のマグ
    ネット(30)の対向部に設けられた第2のコイル(3
    2)と、 からなることを特徴とするリニアモータ。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2のコイル(31)(3
    2)は、前記ハウジング(20)内に配設される中空円
    筒状のボビン(35)の外筒面上に巻回され、 前記第1及び第2のコイル(31)(32)と前記ハウ
    ジング(20)内筒面との空間には、熱伝導性の高い物
    質を介在させたことを特徴とする請求項1記載のリニア
    モータ。
  3. 【請求項3】 前記物質は、 磁性流体(42)であることを特徴とする請求項1又は
    2記載のリニアモータ。
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