JPS5847828Y2 - リニアモ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はヨークに沿って移動可能な可動子を備えたりニ
アモータに関する。

一般に、この種の従来のりニアモータは、第１図ａの斜
視図及びｂの正面図に示すように、固定子１は、２個の
マグネツ）ｌａ、ｌｂの同極同志を２本の平行ヨークＩ
Ｃ，ｌｄで接続して構成し、また、可動子２は、このヨ
ーク１Ｃ上にボビン２ａを移動可能に嵌合し、そのボビ
ン２ａ上にコイル２ｂを巻回して構成し、コイル２ｂに
所定の電流を流すことにより、その電流とヨーク間に発
生する磁束との相互作用により、可動子２をヨーク１Ｃ
に沿って駆動し得るように構成していた。

このように、従来のりニアモータは、２本のヨークＩＣ
，ｌｄを′直線状に形成し、これをマグネットｌａ、ｌ
ｂを挾んでヨーク間が一定間隔になるように平行に配設
して固定子１を構成していたため、ヨークＩＣ，ｌａ間
の磁束密度がマグネット付近は密に、そのマグネットか
ら遠ざかる中央部は疎に形成され、ヨーク間の磁束密度
が一定に形成されなかった。

このため、可動子２を所定の速度でヨーク１Ｃ上を駆動
させる場合、場所毎の磁束密度を考慮して、コイル２ｂ
に流す電流を制御しなければならず、その制御が非常に
複雑であった。

また、この種の従来のりニアモータでは、可動子２を所
定の速度に駆動制御する場合に、コイル２ｂに流す電流
のみで制御していたため、複雑高価な電流制御回路を必
要とする欠点があった。

本考案は、上記の点に鑑みなされたものであって、複雑
高価な電流制御回路を一切用いることなく、所定の駆動
制御を行い得るリニアモータを提供することを目的とす
る。

この目的を達成するために、本考案は、リニアモータの
固定子を構成する２本のヨーク間隔を可動子の移動に応
じて、可変に構成したことを特徴とする。

以下、本考案の実施例を第２図乃至第５図を参照して説
明する。

第２図は、本考案によるリニアモータの構成例で、ａは
その正面図すはその要部斜視図である。

３は固定ヨーク、４ ａ 、４ ｂはその固定ヨーク３
を支持する磁性材で構成された支持部である。

５は偏心回転ヨークで、その要部構成図を第２図Ｃで示
すように、円筒形に構成されたヨーク端部に回転軸５
ａ 、５ ｂを有し、磁性材から戊るヨーク支持部６
ａ 、６ ｂで、回転自在に支承されている。

回転軸５ａは、更にヨーク支持部６ａを貫通して、パル
スモータ或いはサーボモータ等の回転モータ７に接続さ
れており、モータ７を回転することにより、ヨーク５が
偏心回転されるように構成されている。

８ａ ８ｂは電磁石或は永久磁石から成るマグネットで
そのＮ極側はヨーク支持部４ａ、４ｂに接続されており
、またそのＳ極側はヨーク支持部６ａ、６ｂに接続され
ている。

マグネツ１−８ａ、８ｂを永久磁石で構成する場合希土
類マグネットを使用すると効率が良い。

固定子１０は以上の通り構成されている。

一方可動子９は、固定ヨーク３上に移動自在に嵌合され
たボビン９ａと、そのボビン上に巻回されたコイル９ｂ
とから構成されている。

本実施例のりニアモータは、このように構成されている
ので、ヨーク３，５を軸方向に眺めた第３図ａ、ｌ）の
説明図に示すように、ヨーク３とヨーク５の間隔ｌを、
モータ７によって偏心ヨーク５を回転させることにより
、その回転位置に応じて、例えば第３図ａの１１或いは
第３図すの１２と云うように変えてヨーク間磁束密度を
変化させることができる。

従って、例えば、可動子９の位置の如何にかかわらず、
常にそのコイルと鎖交する磁束密度を一定にしたい場合
には、ヨークに沿った各位置毎のヨーク間隔を計算して
求めておく一方、可動子ａの移動経路に沿って一定間隔
にスリットが刻まれたスリット板を配置し、そのスリッ
ト板から可動子９の移動に応じてパルスを取り出し、こ
のパルスにより、記憶装置に、上記計算結果に基づいて
予め記憶した所定パターンのパルス数を発生させ、パル
スモータで構成されるモータ７を回転させれば、コイル
に鎖交する磁束密度を一定にすることができるので、可
動子に発生する推力は電流のみに比例し、その電流制御
回路が簡単になる。

また、このとき記憶装置に、可動子９が所定の位置に応
じて所定の磁束密度が得られるように、ヨークに沿って
所定パルス数を発生するパルス数パターンを記憶してお
き、可動子９の一定量移動毎にスリット板から取り出さ
れるパルスに応じて記憶装置から得られる所定数のパル
スに依って偏心ヨーク５を回転させ、ヨーク間隔を調節
して可動子コイル９ｂに鎖交する磁束密度を所定の値に
制御すれば、コイル９ｂに流す電流値を一定にしたまま
で可動子９を所定の速度に駆動制御することができる。

また、可動子９にホール素子のような磁束密度検出素子
を取り付けておき、可動子コイル９ｂに鎖交する磁束密
度が所定の値になるように、可動子９の移動に応じて偏
心ヨーク５を回転させ、ヨーク間隔を制御しても、コイ
ル９ｂに流す電流値を一定状態に保持したままで、可動
子９を所定の速度に駆動制御することができる。

ところで、可動子９はヨーク３上を摺動させるようにし
ても良いが、摩擦係数を小さくして、駆動特性を改善す
るために、第４図の要部構成図に示すように、固定ヨー
ク３に沿ってガイドロッド１１．１２を配設し、このガ
イドロッド１１．１２に沿って滑らかに移動し得るよう
に、オイルレスベアリング等で構成される支持部１３．
１４を設け、この支持部１３．１４と可動子９を一体に
モールドしてキャノツジ５を構成すれば、更に駆動効率
の良いリニアモータが得られる。

尚、可動子９は、ヨーク３に移動可能に嵌合されたボビ
ンと、そのボビン上に巻回したコイルとで構成したが、
実際に推力を発生する部分にヨーク間に介在するコイル
部分だけなので、可動子を、ヨーク間に配設される基板
と、その基板上に移動方向と直角に配設された導体と、
ヨークに沿って配設されたガイドにより移動可能に支持
される支持部とから構成しても良い。

また、可動子９の位置の如何にかがわらず、そのコイル
に鎖交する磁束密度を一定にする場合は、第５図に示す
ように、偏心ヨーク５に代えて、ヨーク１６を回転軸１
７上に螺旋状の凸部１８を設けて構威し、可動子９の移
動に応じて回転軸１５を回転させ、可動子９付近のヨー
ク間隔のみを狭くして、その磁束密度のみを密にすれば
効率の良いリニアモータが得られる。

また、固定ヨーク３及び可動子９の断面形状は、円形に
限らず、楕円形、角形等任意の形状に構成し得る。

以上の記載の通り、本考案によれば、リニアモータの固
定子を構成する二本のヨーク間隔を可動子の移動に応じ
て可変となるように構成したので、ヨーク間磁束密度を
所定の値に調節することができ、複雑高価な電流制御回
路を一切用いることなく、可動子を所定の速度に駆動制
御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のりニアモータの構成図で、ａはその斜視
図、ｂはその正面図、第３図は本考案によるリニアモー
タの構成図で、ａはその正面図、ｂはその要部斜視図、
Ｃはその偏心ヨーク５の要部構成図、第３図は本考案に
よるリニアモータ固定子のヨーク間隔が可変となること
を説明するための説明図、第４図は本考案によるリニア
モータ可動子部分の構成図、第５図は本考案による他の
実施例を示すリニアモータの構成図である。 ３・・・・・・固定ヨーク、４ ａ 、４ ｂ・・・・
・・ヨーク固定支持部、５・・・・・・偏心ヨーク、５
ａ・・・・・・回転軸、６ ａ 、６ ｂ・・・・・・
偏心ヨーク回転支持部、７・・・・・・回転モータ、８
ａ、８ｂ・・・・・・マグネット、９・・・・・・可動
子、９ａ・・・・・・ボビン、９ｂ・・・・・・コイル
、１０・・・・・・固定子、１１．１２・・・・・・ガ
イドロッド、１３．１４・・・・・・支持部、１５・・
・・・・キャリッジ、１６．１７・・・・・・螺旋ヨー
ク、１７・・・・・・回転軸、１８・・・・・・螺旋状
凸部。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）２個のマグネットと、該２個のマグネットの同極
   同志を接続するように配設された２本のヨークとから成
   る固定子と、上記ヨーク間に移動可能に保持され、該移
   動方向と直角に配設された電流通路部を有する可動子と
   から戒るリニアモータにおいて、上記２本のヨークの一
   方はモータにより回転される回転軸を有し、該回転軸の
   回転角位置に応じて、上記２本のヨークの他方との間隔
   が可変となるように構成されていることを特徴とするノ
   ニアモータ。
2. （２）実用新案登録請求の範囲第１項記載において、前
   記２本のヨークの一方は回転モータにより回転される回
   転軸を有し、該回転軸を偏心軸に持つ偏心回転円筒によ
   り構成されていることを特徴とするりニアモータ。
3. （３）実用新案登録請求の範囲第１項記載において、前
   記可動子は前記２本のヨークの他方に移動可能に嵌合さ
   れたボビンと該ボビン上に巻回されたコイルとから構成
   されていることを特徴とするノニアモータ。