JPS5847826Y2

JPS5847826Y2 - リニアモ−タ

Info

Publication number: JPS5847826Y2
Application number: JP1978048956U
Authority: JP
Inventors: 孝夫菊地; 武裕吉村
Original assignee: 株式会社リコー
Priority date: 1978-04-15
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1983-10-31
Also published as: JPS54152917U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はヨーク上を移動する駆動コイルを備えたりニア
モータに関する。

従来のこの種のりニアモータはロングコイル型リニアモ
ータ或はボイスコイル型リニアモータ等と呼ばれ、第１
図に示すように構成されていた。

即ち、第１図のａはそのロングコイル型リニアモータの
横断面図、ｂはその縦Ａ−Ａ断面図である。

図において、固定子側は円盤状端面部１ａ、センターポ
ールｌｂ、円筒状側面部１Ｃから戊るヨーク１と、その
ヨーク１の円筒状側面部１Ｃの内周面に固定され、法線
方向に着磁されたマグネット２とで構成されている。

一方可動子側は、円筒中空状ボビン３と、そのボビン３
上に巻回された駆動コイル４から戒り、センターポール
１ｂとマグネット２との間の空間ｇ内をセンターポール
１ｂ上に沿って移動可能に構成されている。

このように構成されて、センターポール１ｂとマグネッ
ト２間の空間ｇ内に生じる均一磁界と駆動コイル４に流
す電流の大きさ及び方向により、矢印で示す左右方向に
可動子が直線上に駆動されるものである。

従って、可動子に負荷を機械的に接続しておけば、その
負荷を直線状に駆動することができる。

ところで、このように構成された従来のりニアモータに
おいては、マグネット２と駆動コイル４間のエアギャッ
プを駆動コイル４がマグネツ１−２に接触することなく
一定状態に保持する必要がある。

このためマグネット２とセンタ−ポール１ｂ間に形成さ
れるギャップｇの巾Ｌｇのある程度大きくして、駆動コ
イル４の移動に余裕を持たせれば、マグネット２と駆動
コイル４間のエアギャップを駆動コイル４がマグネット
２と接触することなく一定状態に保持することはさほど
困難で゛はないが、そのためにはマグネット２の厚みＬ
ｍも大きくする必要がある。

即ち、ギャップ内に発生する磁束密度を一定にして、ギ
ヤツブ巾Ｌｇを増加させるにはマグネット２の厚みＬｍ
もそれに比例して増加させる必要があり、ＬｍとＬｇは
比例関係におく必要がある。

従ってギャップｇの巾Ｌｇを大きくとるとマグネット２
も厚くなり、リニアモータ全体が大型になる欠点があっ
た。

一方、ギャップｇの巾Ｌｇを小さくすることによつてマ
グネット２の厚みＬｍも小さくして、全体構成を小型化
しようとすれば、円筒状に形成される駆動コイル３の円
筒表面が一定になるようにコイルを巻回し、マグネット
２と駆動コイル３間のエアギャップが常に一定状態を保
って、センターポール上に沿って移動し得るようにリニ
アモータを製造しなければならず、高い製造精度が要求
される欠点か−あった。

しかも、このような従来のりニアモータではヨークを変
形させる等して任意の曲線に沿って駆動コイルを移動さ
せるように構成することは製作上非常に困難であった。

このような点に鑑み、出願人は先に上記欠点を除去して
、ヨークに沿って移動する移動コイルの配置空間を広く
取ることによって、製造精度を落しても駆動効率に何ら
影響を与えることなく、構成簡単にして、小型軽量且つ
任意の曲線形状に沿って移動可能なりニアモータを提案
した。

即ち、その一例を第２図ａの横断面図及びｂの縦Ｃ−Ｃ
断面図で示すように、固定子Ｐ側を２個のマグネツ１−
５Ａ、５Ｂの同極同志を接続して２本の円弧状ヨーク４
Ａ、４Ｂを配設して構成する。

一方可動子Ｑ側はヨーク４Ａ上にボビン６を移動可能に
設け、そのボビン６上に駆動コイル７を巻回して構成す
る。

このように構成することにより、ヨーク４Ａ、４Ｂ間に
ほぼ均一な磁界が形成され、駆動コイル７に直流電流
を流すと、磁界と交鎖するコイル部分に流れる電流に応
じてスラスト（推進力）が発生し、可動子Ｑをヨーク４
Ａに沿って駆動する。

従って、負荷を可動子Ｑに直結しておけば円弧状ヨーク
４Ａに沿って駆動可能なりニアモータが得られる。

このようにして、２本のヨークと２個のマグネットを用
いるだけの簡単な構成で固定子側が構成され、また可動
子側もボビン上にコイルを巻回しただけで良いので、構
成が簡単社つ小型化可能となり、しかもヨーク形状は任
意の曲線形状を取り得るので、任意の曲線形状に沿って
移動可能なりニアモータを一応は得ることか゛できる。

しかし、上記のように構成されたりニアモータでは、磁
界と交鎖するコイル部分が一部分のみなので゛発生トル
クが小さく駆動効率があまり良くない欠点か゛ある。

従来、第４図に示すように一対の平行に延びた突出部２
１Ａ、２１Ｂを有し基部２ＩＣで連結したヨーク
２１と、前記突出部２１Ａ、２１Ｂの間に配置され
る突出部２２Ａを有するヨーク２２と、ヨーク２１の基
部２１Ｃとヨーク２２の基部２２Ｃとを結ぶ側面形状
がＣ形の永久磁石２３とで固定子を構成し、前記ヨーク
２２の突出部２２Ａに駆動コイル２４を移動可能に巻回
したりニアモータが提案された。

ところがこのリニアモータでは、実質的にヨークを３本
並べて用いた形になり、突出部２１Ａと突出部２２Ａ
との間、ならびに突出部２１Ｂと突出部２２Ａとの間
にそれぞれ空間を形成する必要があるため、モータの小
型化ならびに軽量化などが難しい。

本考案は、更にこの点をも改良して、小型軽量にして所
望の直線及び曲線状に配設されたヨークに沿って効率良
く駆動可能なりニアモータを提供することを目的とする
。

この目的を遠戚するため、本考案は２個のマグネットの
同極同志を互に２本の直線または曲線状に形成されたヨ
ークで平行に接続し、その２本のヨークにまたがってヨ
ーク上を移動可能に駆動コイルを巻回し、その駆動コイ
ルに流す原流の方向及び大きさを制御することによりヨ
ークに沿って駆動コイルが移動し得るようにリニアモー
タを構成したことを特徴とする。

以下、本考案の一実施例を第３図を参照して説明する。

第３図は本考案の一実施例に係るリニアモータの概略構
成図を示すもので、ａはその横断面図、ｂはその縦Ｃ−
Ｃ断面図である。

図において、８Ａ、８Ｂは直線状に形成された２本のヨ
ーク、９Ａ、９Ｂは２個のマグネットである。

２本のヨーク８Ａ、８Ｂは２個のマグネツｌ−９Ａ、９
Ｂの同極同志を互に接続して平行に配設する。

例えば、マグネツｈ９Ａ、９Ｂｃｒ′）Ｎ極上に
はヨーク８Ａの両端部を固定し、Ｓ極上にはヨーク９Ｂ
の両端部を固定して、固定子Ｐを構成する。

ヨーク９Ａ及びヨーク９Ｂ上には夫々ヨーりに沿って
移動可能に樹脂等摩擦係数の小さい非磁性材から成るボ
ビン１０及び１１を設ける。

ボビン１０及びボビン１１上にはボビン１０からポ゛ビ
ン１１へ、ボピ゛ン′１１からボピ゛ン１０へと８の字
状に順次駆動コイル１２を巻回し、この駆動コイル１２
によりボビン１０．１１を一体的に移動し得る如く固定
し、可動子Ｑを構成する。

尚、第３図ａの１３はボビン１０からボビン１１へ、及
びボビン１１からボビン１０へと巻回される駆動コイル
１２の交鎖部分を示す。

このように構成される結果、固定子Ｐ側のヨーク８Ａ、
８Ｂ間にヨーク８Ａから８Ｂに向う一様な磁束が発生し
、均一磁界が形成される。

従って、駆動コイル１２に電流を流せば、磁界と交鎖す
るコイル部分を流れる電流と磁界の相互作用によりスラ
スト（推進力）が発生し、負荷を可動子Ｑと機械的に結
合しておけば、負荷を直線状ヨークに沿って駆動可能な
りニアモータを得ることができる。

このように、上記実施例では２本のヨーク８Ａ。

８Ｂ上に夫々ボビン１０．１１を配設し、それらのボビ
ン−Ｌに駆動コイル１２を８の字状に巻回して可動子を
形成したので、２個のボビンが駆動コイル１２により一
体的に固定され、各ボビンを連結する部材が不要になる
。

また、先に出願人が提案した第２図に示した如きリニア
モータに比べて、ヨーク上を移動方向に同−巾で２倍の
駆動コ２イルを巻回することかで゛き、スラスト（推進
力）が２倍になる。

また発生スラストを同一どした場合には、移動方向の
コイル巾を半分にすることができるので、一定長さのヨ
ーク−ヒを駆動される可動子の駆動範囲がその分だけ広
がる。

更にまた、発生スラスト及び移動方向コイル巾を同一と
した場合には、ヨーク間に形成される磁界強度を半分に
することができ、ヨーク及びマグネットで構成される固
定子側体積を半分に構成することができ、リニアモータ
を小型化することができる。

以上は、直線状に形成された２本のヨークを２個のマグ
ネットの同極同志を接続して平行に配設された固定子を
用いてリニアモータを構成した例について述べたが、２
本のヨークは任意の曲線形状にしても、ヨーク間には均
一磁界が形成されるので、曲線状に形成されたヨークを
用いれば、その曲線に沿って駆動可能なりニアモータを
得ることができる。

尚、上記実施例では、駆動コイルを２本のヨーク上に設
けられた２個のボビン上に順次８の字状に巻回して構成
したが、２個のボビンの一方を最初に巻回し、次いで他
方を巻回するように構成しても良い。

但しその場合には２個のボビンを一体的に移動するよう
に連結部材を設ける必要がある。

また、固定子側に用いるマグネットは永久磁石、電磁石
いずれでも良い。

更にまた、ヨークの断面形状は角形、円形、楕円形等任
意の形状に構成して良い。

以上の通り、本考案によれば、２個のマグネットの同極
同志を互に２本の直線または曲線に形成されたヨークで
平行に接続し、その２本のヨークにまたがってヨーク上
を移動可能に駆動コイルを巻回してリニアモータを構成
したので、従来のりニアモータのように狭い空間内を駆
動コイルが移動するように構成する必要なく駆動コイル
の配置空間を広く取れるので、各部品の製造精度をあま
り高くする必要なく、製造が容易になる。

また、固定子を２本のヨークと２個のマグネットを用い
ただけの簡単な構成で、小型軽量にして所望の直線及び
曲線に沿って移動可能なりニアモータが得られる。

更にまた、２本のヨークにまたがってヨーク上を移動可
能に駆動コイルを巻回したのでスラスト（推進力）が増
し、効率の良いリニアモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のりニアモータの概略構成図で、ａはその
横断面図、ｂはその縦Ｃ−Ｃ断面図、第２図は出願人が
先に提案したりニアモータの概略構成図、ａはその横断
面図、ｂはその縦Ｃ−Ｃ断面図、第３図は本考案の一実
施例に係るリニアモタの概略構成図で、ａはその横断面
図、ｂはその縦Ｃ−Ｃ断面図、第４図は従来提案された
りニアモータの斜視図である。８Ａ、８Ｂ・・・・・・ヨーク、９Ａ、９Ｂ・・・・・
・マクネット、１０．１１・・・・・・ボビン、１２・
・・・・・駆動コイル、Ｐ・・・・・・固定子、Ｑ・・
・・・・可動子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）２個のマグネットと、該２個のマグネットの同極
同志を互に接続して直線または曲線状に平行に配設され
た２本のヨークと、該２本のヨークにまたがってヨーク
上を移動可能に８の字状に巻回された駆動コイルとから
成るリニアモータ。
（２）実用新案登録請求の範囲第１項記載において、前
記マグネットを電磁石で構成したことを特徴とするりニ
アモータ。