JPH0833304A - ボイスコイル形リニアモータ - Google Patents

ボイスコイル形リニアモータ

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JPH0833304A
JPH0833304A JP18297494A JP18297494A JPH0833304A JP H0833304 A JPH0833304 A JP H0833304A JP 18297494 A JP18297494 A JP 18297494A JP 18297494 A JP18297494 A JP 18297494A JP H0833304 A JPH0833304 A JP H0833304A
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yoke
permanent magnet
linear motor
armature
voice coil
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JP18297494A
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Tadahiro Miyamoto
恭祐 宮本
Akihiko Maemura
前村  明彦
Kensho Iwabuchi
憲昭 岩渕
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】空隙磁束量は同じで、磁気飽和を起こさずにヨ
ークの断面積を従来の約半分にし、小型・軽量化を計
る。 【構成】外ヨーク11の内周面に、巻線ボビン17に互
いの巻方向を逆にしたコイル18a、18bを2個、永
久磁石15a、15bの極ピッチで軸方向に配置した電
機子20と、この電機子20の内径側に磁性体よりなる
内ヨーク12を設け、外ヨーク11と内ヨーク12端部
を側ヨーク13で連結したボイスコイル形リニアモータ
において、永久磁石15a、15bの2組の内、一方の
永久磁石の軸方向幅を1としたとき、他方の永久磁石の
軸方向幅を2とし、短い方をヨーク先端側に、長い方を
根元側に配置させ、前記電機子コイル18a、18bの
一方の軸方向幅を1としたとき、他方の軸方向幅を2と
し、短い方を外ヨーク11先端側に、長い方を根元側に
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイスコイル形リニア
モータの界磁構造とそれに伴う電機子巻線方式、また推
力軸端、固定構造に関する。
【0002】
【従来の技術】第1の従来例のボイスコイルリニアモー
タとして、外ヨークの内周面に永久磁石を取付けたもの
2組を、互いの極性を異ならせ、間隙をもたせて軸方向
に配置した界磁と、この界磁の内径側に、空隙を介し、
互いの巻方向を逆にした円筒状のコイルを2個、前記永
久磁石の極ピッチで軸方向に配置した電機子と、この電
機子の内径側に磁性体よりなる中央ヨークを設けたボイ
スコイル形リニアモータがある(例えば、特開昭61−
164459号 公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、永久磁石の作る磁束が全て一方向にヨークを通るた
め、磁路を飽和させないためには、ヨークの断面積を総
磁束量に対応するだけとる必要があった。本発明は、空
隙磁束量は同じで、磁気飽和を起こさずにヨークの断面
積を従来の約半分にし、小型・軽量化を計ることを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は、外ヨークの内周面に、互いの極性を異な
らせ間隙をもたせて軸方向に配置した2組の永久磁石を
取りつけた界磁と、この界磁の内径側に、空隙を介し、
巻線ボビンに互いの巻方向を逆にしたコイルを2個、前
記永久磁石の極ピッチで軸方向に配置した電機子と、こ
の電機子の内径側に磁性体よりなる内ヨークを設け、外
ヨークと内ヨーク端部を側ヨークで連結したボイスコイ
ル形リニアモータにおいて、前記永久磁石2組の内、一
方の永久磁石の軸方向幅を1としたとき、他方の永久磁
石の軸方向幅を2とし、短い方をヨーク先端側に、長い
方を根元側に配置させ、前記電機子巻線の一方の軸方向
幅を1としたとき、他方の軸方向幅を2とし、短い方を
ヨーク先端側に、長い方を根元側に配置する。
【0005】
【作用】上記手段により、永久磁石の作る磁束が左右に
2分岐され、ヨークの磁束密度を低減させ、磁気回路の
飽和を防ぎ、従来よりもヨークが薄くでき、電機子巻線
の作るアンペアターンは相殺されないものの、永久磁石
を厚くでき、ギャップも広くできる。従って、磁気装荷
と電気装荷が大きくとれるので、大きな推力が出せ、電
機子電流・電圧を低減でき、高効率化を計ることができ
る。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は、本発明の実施例を示す、断面図である。図
中番号11,12,13,14は全て強磁性材で、11
は、外ヨーク、12は内ヨーク、13は側ヨーク、、1
5a,15bは界磁用の永久磁石である。板状の強磁性
体よりなる外ヨーク11、11の内側には、同じ幅の3
個の永久磁石15a、15a、15bを、先端側の永久
磁石15bは内側をS極に、中央の永久磁石15aは内
側をN極に、根元側の永久磁石15aは内側をN極に着
磁して、軸方向に等ピツチで配置してある。すなわち、
永久磁石15bのS極と永久磁石15a、15aのN極
の幅の比を、1:2にしてある。永久磁石15a、15
a、15bの間には、非磁性体のスペーサ16、16を
設けてある。外ヨーク11、永久磁石15a、15a、
15bとスペーサ16、16で1組の界磁10を構成
し、この界磁10、10を対面させて配置する。界磁1
0、10間には、空隙を介し、内ヨーク12が間隙を持
って挿通する非磁性体よりなる中空のボビン17に、互
いの巻方向を逆にしたコイル18a,18bを巻回した
電機子20を配置してある。ここで、コイル18b,1
8aの巻回数の比は1:2で、軸方向の幅も1:2にな
っている。短いコイル18bを永久磁石15bに、長い
コイル18aを永久磁石15a、15aに対面させ、電
機子20を構成する。電機子20の内径側には、側ヨー
ク13の中央に固定した強磁性体よりなる内ヨーク12
を、空隙を介し、配置してある。電機子20の一端に
は、中央に内ヨーク12の一端が挿通する孔をもつ非磁
性体の端板14側を固定してある。側ヨーク13の両端
は外ヨーク11、11の一端で連結してあり、外ヨーク
11、11の他端は開口してある。この開口側には、電
機子20の一端に設けた端板14側を配置してある。電
機子20は、軸方向に移動自在に軸受け(図示せず)で
支持してあり、軸方向に移動するようにしてある。中央
の永久磁石15aの作る磁束は、内ヨーク12−永久磁
石15b−外ヨーク11を通り中央の永久磁石15aに
帰還する。根元側の永久磁石15aの作る磁束は、内ヨ
ーク12−側ヨーク13−外ヨーク11を通り根元側の
永久磁石15aに帰還する。コイル18aの作る磁束
は、コイル18bの作る磁束の倍であり、大部分はギャ
ップ部で消費されるが、極く僅かであるが下記の磁路を
循環する。コイル18aの作る磁束は、永久磁石15a
−外ヨーク11−側ヨーク13−内ヨーク12を通り、
コイル18aに帰還する。コイル18bの作る磁束は、
コイル18aの作る磁束の半分であり、向きも反対であ
るから、打ち消されてなくなる。電機子20のコイル1
8a、18bに励磁電流を流すと、電機子20に推力が
生じる。励磁電流を正負に切り替えることにより、電機
子20が往復動する。図2は、本発明の第2の実施例で
あり、実施例の界磁部の磁気吸引力に対する強度を上げ
るため、外ヨーク11、11、内ヨーク12の一端は側
ヨーク13で連結し、他端は非磁性体の端板21で連結
し、箱形の界磁構造とする。ボビン17の界磁10、1
0と対向しない側面には、図3に示すように、軸方向に
平行させて、一対の非磁性体のスラスト板19、19を
固定してある。スラスト板19の端部には、ボビン17
の軸方向に直交させて、L字形のフランジ27を片側も
しくは両側に設けてある。このフランジ27は、箱形の
界磁10、10の側面の開口部から外に出るようにして
ある。図4は、本発明の第3の実施例であり、実施例お
よび第2の実施例の界磁部の永久磁石15a、15b
を、電機子20を挟んで、15c、15c、15c、1
5c、15d、15dに分割して設けたものである。分
割した磁石の極性は、対面するもの同士異極性にしてあ
る。このようにすることにより、磁束の集中度合いを高
めることができる。なお、実施例および第2、3の実施
例では、電機子20を移動するようにしてあるが、界磁
10を移動するようにしてもよい。
【0007】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、界
磁およびコイルの作る磁束が、ヨークの左右に分岐する
ので、ヨークの磁路断面積を小さくでき、よって、磁気
装荷および電気装荷が従来技術に比べ大きくなり、高効
率と高推力化でき、消費電力も節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す側断面図
【図2】本発明の第2の実施例を示す側断面図
【図3】本発明の第2の実施例に用いるボビンの斜視図
【図4】本発明の第3の実施例を示す部分側断面図
【符号の説明】
10 界磁 11 外ヨーク 12 内ヨーク 13 側ヨーク 14、21 端板 15a、15b、15c、15d 永久磁石 16 スペーサ 17 ボビン 18a、18b コイル 19 スラスト板 20 電機子 27 フランジ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外ヨークの内周面に、互いの極性を異な
    らせ間隙をもたせて軸方向に配置した2組の永久磁石を
    取りつけた界磁と、この界磁の内径側に、空隙を介し、
    巻線ボビンに互いの巻方向を逆にしたコイルを2個、前
    記永久磁石の極ピッチで、軸方向に配置した電機子と、
    この電機子の内側に磁性体よりなる内ヨークを設け、外
    ヨークと内ヨーク端部を側ヨークで連結したボイスコイ
    ル形リニアモータにおいて、 前記永久磁石2組の内、一方の永久磁石の軸方向幅を1
    としたとき、他方の永久磁石の軸方向幅を2とし、前記
    電機子巻線の一方の軸方向幅を1としたとき、他方の軸
    方向幅を2とし、永久磁石およびコイルを、短い方をヨ
    ーク先端側に、長い方を根元側に配置したことを特徴と
    するボイスコイル形リニアモータ。
  2. 【請求項2】 前記外ヨークと内ヨークの他端に、非磁
    性部材の端板を設けた請求項1記載のボイスコイル形リ
    ニアモータ。
  3. 【請求項3】 前記巻線ボビンに、非磁性板をL字に曲
    げたフランジを固定し、前記界磁の開口部からフランジ
    を外側に出した請求項2記載のボイスコイル形リニアモ
    ータ
  4. 【請求項4】 前記永久磁石を前記コイルを挟んで、上
    下に分割した請求項1ないし3いずれか1項に記載のボ
    イスコイル形リニアモータ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6856049B2 (en) 2002-05-24 2005-02-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Voice coil linear actuator, apparatus using the actuator, and method for manufacturing the actuator
KR100899468B1 (ko) * 2007-02-23 2009-05-27 가부시끼가이샤 도시바 리니어 액츄에이터 및 리니어 액츄에이터를 이용한 부품보유 지지 장치, 다이 본더 장치
JP2014050306A (ja) * 2012-09-04 2014-03-17 Toshiba Mach Co Ltd センターヨーク型リニア同期モータ
CN113258743A (zh) * 2021-06-03 2021-08-13 哈尔滨工业大学 非接触式电磁激振器

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KR100899468B1 (ko) * 2007-02-23 2009-05-27 가부시끼가이샤 도시바 리니어 액츄에이터 및 리니어 액츄에이터를 이용한 부품보유 지지 장치, 다이 본더 장치
JP2014050306A (ja) * 2012-09-04 2014-03-17 Toshiba Mach Co Ltd センターヨーク型リニア同期モータ
CN113258743A (zh) * 2021-06-03 2021-08-13 哈尔滨工业大学 非接触式电磁激振器

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