JPS62118750A - リニアモ−タ - Google Patents

リニアモ−タ

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Publication number
JPS62118750A
JPS62118750A JP25737485A JP25737485A JPS62118750A JP S62118750 A JPS62118750 A JP S62118750A JP 25737485 A JP25737485 A JP 25737485A JP 25737485 A JP25737485 A JP 25737485A JP S62118750 A JPS62118750 A JP S62118750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil frame
coil
magnetic flux
magnetic
yoke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25737485A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazutsugu Hayashi
和嗣 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP25737485A priority Critical patent/JPS62118750A/ja
Publication of JPS62118750A publication Critical patent/JPS62118750A/ja
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、リニアモータに関するものである。
〔背景技術〕
リニアモータの推力を増大する従来の手段は、つぎのよ
うなものであったが、いずれも欠点があった。すなわち
、空隙を小さくし磁気抵抗を小さくして空隙の磁束密度
を大きくする手段は、空隙の距離が0.1〜0.2 m
vsが限度であり、これよりも小さくすると組立性が悪
くなりコストが高くなる。
またコイルに通電する励磁電流を大きくしたり、コイル
のターン数を増大する手段は、前者の場合発熱を伴うの
で冷却のため小型化できず、後者はコイルの質量や慣性
モーメントが大きくなるため加速性能が良くならない。
エネルギ積の大きい希土類などの永久磁石を用いる手段
は、磁石材料が高くなるためコスト高になる。
コイル枠の全体または円筒状部に磁性材料(鉄など)を
用いて空隙を小さくする手段は、可動コイルのインダク
タンス分および慣性モーメントが大となり、入力電圧に
対する遅れが大きく加速性能が低下する。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、加速性能の低下の少ない高推力が容
易に得られるリニアモータを提供することである。
〔発明の開示〕
この発明は、一方向に移動自在に配置されたコイル枠と
、このコイル枠の移動方向と直角な方向に対向配置され
てその対向側に片方の磁極面を有する永久磁石と、この
永久磁石の他の磁極面と前記コイル枠を介して前記永久
磁石と反対側とに配設されて前記永久磁石とともに前記
コイル枠に磁束を貫通させる閉磁路を形成する一対のヨ
ークと、前記コイル枠に設けられて前記コイル枠の移動
方向に直交するとともに前記磁束に鎖交する直交成分を
有するコイルと、このコイルの少なくとも前記直交成分
に設けられた磁束収束ヨークと、前記永久磁石の前記コ
イル枠に対向する磁極面を覆うように設けられた集磁ヨ
ークとを備えたものである。
この発明によれば、永久磁石のコイルを通る磁束は、コ
イルの磁束収束ヨークにより永久磁石の集磁ヨークで磁
束が集中し空隙を介してコイルの直交成分に鎖交するた
め、磁気効率がよくなり、高推力が容易に得られる。す
なわち、従来のように空隙を小さくする必要がないため
、構造が複雑化しない。励磁電流やコイルターン数を増
大しないため、小型化できるとともに慣性モーメントを
小さくでき加速性能を向上できる。高価な永久磁石を用
いなくとも従来よりも大きい推力が得られる。コイル枠
の一部にのみ磁束収束ヨークが設けられているため、コ
イルのインダタンス分が小さく電流の立上りがよく加速
性能がよい。
実施例 この発明の第1の実施例を第1図ないし第3図に基づい
て説明する。すなわち、このリニアモータは、一方向に
移動自在に配置されたコイル枠lと、このコイル枠1の
移動方向と直角な方向に対向配置されてその対向側に片
方の磁極面NまたはSを有する永久磁石2a〜2dと、
この永久磁石2a〜2dの他の磁極面SまたはNと前記
コイル枠1を介して前記永久磁石2a〜2dと反対側と
に配設されて前記永久磁石2a〜2dとともに前記コイ
ル枠1に磁束を貫通させる閉磁路を形成する一対のヨー
ク3.4と、前記コイル枠1に設けられて前記コイル枠
lの移動方向に直交するとともに前記磁束φに鎖交する
直交成分5.8を有するコイル6.7と、このコイル6
.7の少なくとも前記直交成分5,8に設けられた磁束
収束ヨーク9.10と、前記永久磁石2の前記コイル枠
1に対向する磁極面NまたはSを覆うように設けられた
集磁ヨーク13とを備えている。
前記コイル枠1は、加速性能を良くするため、合成樹脂
、セラミック等の非磁性かつ非導電性の材料で一体成形
または接合手段により筒状に形成されている。このコイ
ル枠1の一端部に可動軸14が設けられ、可動軸14が
軸受15に支持されて、コイル枠1が軸方向(矢印)に
移動自在となっている。
前記コイル6.7は、平面的にみて矩形に形成され、か
つコイル面が前記コイル枠1の外周面に沿うように埋込
まれ、前記直交成分5,8はコイル枠lの移動方向と直
交するすなわち、コイル枠1の周方向に延びる。
前記磁束収束ヨーク9.toは前記コイル6゜7の前記
直交成分5.8に対向して前記コイル枠1の内周側に埋
込まれている。
前記集磁ヨーク13は、前記永久磁石23〜2dの前記
コイル6.7に対向する内周側の磁極面N。
Sに磁極面N、Sを覆うように取付けられている。
前記永久磁石2a〜2dは、それぞれ折曲状態で円弧板
状をなし、厚さすなわち径方向に着磁されて、内周面お
よび外周面に磁極面N、Sを形成している。とくに各永
久磁石2a〜2dの磁極面N、Sは相互に閉磁路を形成
するため、第2図のように互いに磁極面N、Sを異なら
せている。すなわち、磁極面Nについてみると、永久磁
石2aは外周面に、永久磁石2bは内周面に、永久磁石
2cは内周面に、永久磁石2dは外周面にそれぞれ形成
されている。これらの永久磁石2a〜2dは前記ヨーク
3の内周面に取付けられるが、永久磁石’la、’lb
の組および永久磁石2c、2dの組がそれぞれ径方向に
対向し、組同志は軸方向に配列されている。
前記一対のヨーク3,4のうち、ヨーク3は外筒をなし
、ヨーク4は内筒をなして相互に同軸に配置されている
。なお、ヨーク3.4は軸方向端部で連接されてもよい
が、径方向に対向する永久磁石2a〜2dにより閉磁路
を形成するため連接されなくてもよい。
第3図は永久磁石23〜2dによる磁束Φの一部を示し
ている。すなわち、磁束Φはいずれも永久磁石2a〜2
dの磁極面N、Sの集磁ヨーク13゜コイル2a〜2d
の直交成分5.8および磁束収束ヨーク9,10を通っ
てヨーク31,4間を通過する。またヨーク3.4では
それぞれ周方向および径方向に隣接する永久磁石2a〜
2dの磁極面N、Sが反対であることにより相互に磁束
が流れる。この結果、ヨーク3,4と永久磁石2a〜2
dは閉磁路を構成することとなる。またコイル6゜7の
直交成分5,8を通過する磁束は、磁束収束ヨーク9,
10および集磁ヨーク13により、直交成分5,8に集
中して鎖交する。
このリニアモータの動作について、説明する。
すなわち、コイル6.7に励磁電流を通電すると、各コ
イル6.7の直交成分5.8が磁束Φに鎖交するため、
ローレンツ力によりコイル枠1を軸方向に駆動する。こ
の場合、各コイル6.7の直交成分5.5および8,8
は互いに反対向きに励磁電流が流れるが、直交成分5.
5および8,8に鎖交する磁束Φの向きもそれぞれ反対
のため同方向にローレンツ力が作用することとなる。な
お、コイル枠lの移動の位置を制御する場合は、たとえ
ばコイル6.7の電流の方向を異ならせて駆動力の方向
が反対になるようにしてその駆動力の均衡によりコイル
枠1を停止状態にし、一方のコイル6または7の励磁電
流を断つことにより一方向に駆動させるようにする。
このように構成したため、このリニアモータは、従来と
比較して、容易に高い推力が得られる。すなわち、コイ
ル6.7の直交成分5.8に対応して磁束収束ヨーク9
,10を設け、コイル6.7に対向する永久磁石2a〜
2dの磁極面NまたはSに集磁ヨーク13を設けたこと
により、磁極面N、Sに出入りする磁束Φは集磁ヨーク
13および磁束収束ヨーク9.lOに集中する。この磁
束Φの集中部分にコイル6.7の直交成分5.8が鎖交
するため、鎖交数が増加し、大きいローレンツ力が得ら
れるのである。したがって、従来のように、空隙を小さ
くする必要がな(、励磁電流を大きくすることなく、コ
イルターン数を増加することがなく、また磁性材料を高
価にする必要がない。またコイル枠1の一部に磁束収束
ヨーク9゜10を設け、コイル枠1の全体を磁性材料で
構成していないため、コイル6.7のインダクタンス分
が小さく、電流の立上りが良く加速性能がよい。
この実施例の変形例として、図示しないが、コイル枠1
を導電材料で構成すると、渦電流により加速性能は前記
より劣るが、ダンピング特性が良くなりコイル枠1の動
作の安定度を高めることができる。また磁束収束ヨーク
9.10はコイル6゜7の直交成分5.8のみに設けた
が、コイル6゜7に沿って形成したものでも、従来に比
較して十分に高い推力が得られるものである。さらに磁
束収束ヨーク9.10はコイル6.7の内側に設けたが
外側または両方に設けてもよい。
この発明の第2の実°施例を第4図および第5図に示す
。すなわち、このリニアモータは、第1の実施例におい
て、永久磁石2a〜2dをヨーク4の外周側に設け、集
磁ヨーク13をその磁極面N。
Sのコイル枠1側に設けたものである。その他の構成お
よび作用効果は第1の実施例と同様である。
なお、変形例として、対向する永久磁石2a。
2b同志および永久磁石2c、2d同志はそれぞれ一体
に形成されてもよい。
この発明の第3の実施例を第6図ないし第8図に示す。
すなわち、このリニアモータは、第1の実施例において
、ヨーク4の外周面にさらに永久磁石2′a〜2′dを
付加するとともに、その磁極面N、Sのコイル枠l側に
集磁ヨーク13′を設けたものである。この実施例によ
れば、コイル6.7の直交成分5,8に鎖交する磁束密
度がさらに大きくなり、高推力が得られるほか、第1の
実施例と同様である。
この発明の第4の実施例を第9図および第10図に示す
。すなわち、このリニアモータは、第1の実施例におい
て、一対のヨーク3,4が平板形であり、ヨーク4は連
接用の側板22を有し、ヨーク3は側板22の上端に当
接する。また永久磁石2a〜2dは一対省略しているが
、永久磁石2a。
2b、集磁ヨーク13.コイル枠lも平板形である。し
たがって、コイル6も平面矩形であり、磁束収束ヨーク
9.10も同様に平板形となる。このリニアモータの磁
束Φの流れ、動作および作用効果ともに第1の実施例と
同様である。
なお、この実施例の変形例として、ヨーク4側に前記永
久磁石2a、2bを設け、その磁極面N。
Sに集磁ヨーク13を設けてよい。
この発明の第5の実施例を第1)図および第12図に示
す。すなわち、このリニアモータは、第4の実施例にお
いて、ターフ4にも永久磁石2′a。
2’bおよび集磁ヨーク13′を設けたもので、第1の
実施例に対する第3の実施例に対応している。
なお、前記各実施例の永久磁石2a〜2d等は通常の磁
石材料を用いているが、希土類等のエネルギ積の大きい
ものを用いてもよいものである。
〔発明の効果〕
この発明によれば、永久磁石のコイルを通る磁束は、コ
イルの磁束収束ヨークにより永久磁石の集磁ヨークで磁
束が集中し空隙を介してコイルの直交成分に鎖交するた
め、磁気効率がよくなり、高推力が容易に得られる。す
なわち、従来のように空隙を小さくする必要がない−た
め、構造が複雑化しない。励磁電流やコイルターン数を
増大しないため、小型化できるとともに慣性モーメント
を小さくでき加速性能を向上できる。高価な永久磁石を
用いなくとも従来よりも大きい堆力が得られる。コイル
枠の一部にのみ磁束収束ヨークが設けられているため、
コイルのインダタンス分が小さく電流の立上りがよく加
速性能がよいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例の半断面斜視図、第2
図はその分解斜視図、第3図は磁束の流れを示す半断面
斜視図、第4図は第2の実施例の半断面斜視図、第5図
はその分解斜視図、第6図は第3の実施例の半断面斜視
図、第7図はその分解斜視図、第8図はコイル枠に可動
軸を連結した快態の斜視図、第9図は第4の実施例の半
断面斜視図、第10図はその分解斜視図、第1)図は第
5の実施例の半断面斜視図、第12図はその分解斜視図
である。 l・・・コイル枠、2a〜2d・・・永久磁石、3.4
・・・一対のヨーク、5.8・・・直交成分、6.7・
・・コイル、9.IO・・・磁束収束ヨーク、13・・
・!l磁ヨーク 1・−コイル枠 5.8−、li交基竹 第 1  図 j 第3図 第10図 す 第1)図 手続補正書(帥 1. 羽生の)じ云 昭和60年特許願第257374号 2、発明の名称 リニアモータ 3、補正をする者 事イ牛との関係  出願人 4、代理人 5、補正命令の日付 自発補正 (1)明細書第9頁第7行目、「はうにする。」とある
を「ようにすることもできる。」と訂正する。 (2)明細書第1)頁第18〜19行目、「永久は石2
a〜2dは一対省略しているが、」とあるを削除する。 (3)明細書第12頁第14行目、「2a〜2d等」と
あるをr2a 〜2d、  2 ’ a、  2 ’ 
b等」と訂正する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一方向に移動自在に配置されたコイル枠と、この
    コイル枠の移動方向と直角な方向に対向配置されてその
    対向側に片方の磁極面を有する永久磁石と、この永久磁
    石の他の磁極面と前記コイル枠を介して前記永久磁石と
    反対側とに配設されて前記永久磁石とともに前記コイル
    枠に磁束を貫通させる閉磁路を形成する一対のヨークと
    、前記コイル枠に設けられて前記コイル枠の移動方向に
    直交するとともに前記磁束に鎖交する直交成分を有する
    コイルと、このコイルの少なくとも前記直交成分に設け
    られた磁束収束ヨークと、前記永久磁石の前記コイル枠
    に対向する磁極面を覆うように設けられた集磁ヨークと
    を備えたリニアモータ。
  2. (2)前記一対のヨークは同心配置された内筒および外
    筒からなり、前記コイル枠はその間に遊嵌される筒状体
    をなす特許請求の範囲第(1)項記載のリニアモータ。
  3. (3)前記一対のヨークは互いに側板で連接された平板
    であり、前記コイル枠はその間に位置する平板である特
    許請求の範囲第(1)項記載のリニアモータ。
  4. (4)前記コイル枠は導電性を有する特許請求の範囲第
    (1)項記載のリニアモータ。
JP25737485A 1985-11-15 1985-11-15 リニアモ−タ Pending JPS62118750A (ja)

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JP25737485A JPS62118750A (ja) 1985-11-15 1985-11-15 リニアモ−タ

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JPS62118750A true JPS62118750A (ja) 1987-05-30

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JP (1) JPS62118750A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4912343A (en) * 1988-08-31 1990-03-27 Aura Systems, Inc. Electromagnetic actuator
US5309050A (en) * 1988-08-31 1994-05-03 Aura Systems, Inc. Ferromagnetic wire electromagnetic actuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4912343A (en) * 1988-08-31 1990-03-27 Aura Systems, Inc. Electromagnetic actuator
US5309050A (en) * 1988-08-31 1994-05-03 Aura Systems, Inc. Ferromagnetic wire electromagnetic actuator

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