JPS626863Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、物体を予め設定された範囲内の任意
の位置に移動させるための、可動コイル型リニア
モータの構造に関するものである。

従来長いモータストロークを得るリニアモータ
として特開昭55−83453号公報、特開昭55−
106074号公報に開示されているリニアモータがあ
り、第１図Ａにその構成を示し、同図Ｂに同図Ａ
のＸ−Ｘ断面を示す。

同図において、可動コイル型リニアモータは平
板状で厚み方向に着磁されかつ着磁方向が互いに
反対方向になる様に交互に（図に示す様に長手方
向に）複数個並べられた永久磁石片１Ａ，１Ｂ、
前記永久磁石片１Ａ，１Ｂを片面に接着により保
持している２組の互いに平行な平板状のヨーク
２、上記永久磁石片１Ａ，１Ｂと対向して置かれ
た平板状のセンターヨーク３およびヨーク２とセ
ンターヨーク３を両端で固定しているサイドヨー
ク４から構成され、上記永久磁石片１Ａ，１Ｂと
センターヨーク３の間の空隙５に一様な磁束密度
を生ずる様にした磁気回路Ｍと、上記空隙５内を
磁束と直角方向に運動でき、かつ１つのコイルボ
ビン６上に上記永久磁石片１Ａ，１Ｂのほぼ半分
の巻線巾を有する２つの巻線部分７Ａ，７Ｂを有
する可動コイル８、可動コイル８を保持し、ガイ
ドローラ９でヨーク２上に設けられている溝を案
内に水平方向に滑動可能なスライダ１０によつて
構成されている。

この方式のモータは移動中常に一定磁束密度中
にある巻線部分のみに電流が印加され、可動コイ
ル８はモータストローク中常に一定な力を受ける
様に駆動される。

しかしこの様なモータにおいて一方向にモータ
を駆動しようとした場合、移動中推力を発生する
コイルが交互に切換えられ、推力点が駆動方向に
対し前後に変化し、モータの可動部に対し重心の
回りに回転運動を生じさせる様な外力として作用
する。第２図にリニアモータ可動部を簡単なモデ
ルで表わし、上記現象を説明する。図において２
１はモータ可動部、２２は可動コイル、２３はコ
イル巻線部Ａ、２４はコイル巻線部Ｂ、２５Ａ，
２５Ｂは余圧ローラ、２６は固定ローラー、２７
Ａ，２７Ｂは余圧バネである。又図中Ｇはモータ
可動部重心、Ａはコイル巻線部Ａの推力点、Ｂは
コイル巻線部Ｂの推力点、Ｆはモータ推力、Ｍは
モータ可動部質量、αは加速度である。

Ａ点に推力（Ｆ）が発生するとＧに働く慣性力
（Ｍα）とによつて、２点Ｇ，Ａに偶力が働き、
余圧バネ２７Ａ，２７Ｂを変位させ１つの安定状
態に達する。又Ｂ点に推力が切り変ると、２点
GBに偶力が働き、先の安定状態とは異なる安定
状態に達する。その結果一方向にのみ駆動した場
合においても、２つの安定状態を交互に行き来
し、モータ可動部は振動する。特に高速で高精度
な位置決め制御を実行しようとした場合には、こ
れが発振現象を引き起す原因の１つとなる。

上記の欠点を除くことは、スライド系のローラ
２５Ａ，２５Ｂに加える余圧を高くする事によつ
て可能であるが、ローラの寿命、スライドの硬度
等製造上、信頼性上種々の問題が生じる。

本考案は可動コイル型リニアモータの可動コイ
ル部の構造を改善することにより、上述した様な
欠点を除くことを目的としている。

第３図は本考案の一実施例を示す。磁気回路部
構成は従来例と同じであるが、可動コイル１１は
１つのコイルボビン１３上に３つのコイル巻線部
分１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを有する。コイル巻線
部１２Ａは永久磁石片（第１図）１Ａ，１Ｂの巾
のほぼ半分の巻線巾を有しかつコイルボビン１３
の中央に配置されている。コイル巻線部１２Ｂ，
１２Ｃはそれぞれコイル巻線巾１２Ａの半分（永
久磁石片１Ａ，１Ｂの幅のほぼ1/4）の巻線巾を
有し、かつコイル巻線部１２Ａを真中にその両端
に巻線部１２Ａに隣接して配置され、更にコイル
巻線部１２Ｂ，１２Ｃはそれぞれ巻線方向が反対
方向になる様に電気的に直列に結線されている。

第４図Ａ，Ｂ，Ｃは可動コイル１３が右方向に
移動する様に駆動する場合について説明する図で
ある。第４図Ａに示す位置から第４図Ｂに示す位
置まで永久磁石片１Ａ，１Ｂの巾の半分の距離を
移動する間は巻線部１２Ａに、次の第４図Ｂから
第４図Ｃの位置まで永久磁石片１Ａ，１Ｂの巾の
半分の距離を移動する間は巻線部１２Ｂ（巻線部
１２Ｃと直列に結合）に電流を流す。この時コイ
ル巻線部１２Ｂと１２Ｃは異なる磁極（異なる極
性の永久磁石片１Ａ，１Ｂ）の磁束中にある。し
かし巻線方向が互いに反対方向であるため、発生
力は同一方向で２つのコイル巻線部の発生力の和
となり、コイル巻線部１２Ａの発生力と同一にな
る。この後の移動についても同様に巻線部１２Ａ
と巻線部１２Ｂに交互に電流を流してモータを駆
動する。又巻線部１２Ａと１２Ｂに流す電流の向
きは永久磁石片１Ａ，１Ｂの磁束によつて可動コ
イル１３が右方向に力を受けるべく図示してない
がコイル巻線部１２Ａと同１２Ｂとの間、および
同１２Ａと同１２Ｃとの間に位置する処に磁気検
出素子等を配置し、特開昭55−106074号公報に示
された例のように適切に切換えられる。

コイル巻線部１２Ａによつて駆動される時の推
力点はコイル巻線部１２Ａの中心（コイルボビン
１３の中心）、コイル巻線部１２Ｂ，１２Ｃによ
つて駆動される時の推力点は２つのコイル巻線部
間の中央（コイルボビン１３の中心）となり、共
に同一の位置即ち可動コイル１１の中心となる。

従つてモータストローク中どの位置にあつて
も、モータの推力点は常に可動コイルの中心にあ
り、制御回路と結合し位置決め動作を行わせた場
合にも、常に安定な動作を行うことが出来る。

以上本考案の趣旨を逸脱しない範囲においての
変形は可能であり、以上の記述が本発明の範囲を
限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは従来方式の可動コイル型リニアモー
タの構成を示す図面、第１図Ｂは第１図ＡのＸ−
Ｘ断面図、第２図はリニアモータ可動部を簡単な
モデルで示した図、第３図は本考案による可動コ
イル型リニアモータの可動コイルの構成を示す図
面、第４図Ａ，Ｂ，Ｃは本考案の可動コイル型リ
ニアモータの駆動方法を示す図面である。 図において１Ａ，１Ｂは永久磁石、２はヨー
ク、３はセンターヨーク、４はサイドヨーク、５
は空隙、６はコイルボビン、７Ａ，７Ｂはコイル
巻線部、８は可動コイル、９はガイドローラ、１
０はスライダ、１１は可動コイル、１２Ａ，１２
Ｂ，１２Ｃはコイル巻線部、１３はコイルボビ
ン、２１はモータ可動部、２２は可動コイル、２
３，２４はコイル巻線部、２５Ａ，２５Ｂは余圧
ローラー、２６は固定ローラー、２７Ａ，２７Ｂ
は余圧バネである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 厚み方向に着磁され、かつ各々着磁方向が異な
   る様に交互に長手方向に配置された永久磁石片を
   片面に有するヨーク、上記永久磁石片と対向して
   配置されたセンターヨークおよび前記ヨークとセ
   ンターヨークを保持するサイドヨークから構成さ
   れ、前記永久磁石片とセンターヨークの間の空隙
   に一様な磁束密度を生ずるようにした磁気回路
   と、上記空隙内を磁束と直角方向に運動でき、か
   つ、コイルボビン上に前記永久磁石片の幅のほぼ
   半分を巻線幅とする１つの巻線部と前記永久磁石
   片の幅のほぼ1/4を巻線幅とする２つの巻線部を
   有し、前記永久磁石片の幅のほぼ半分の巻線幅を
   持つ巻線部の両端に前記永久磁石片の幅のほぼ1/
   ４の巻線巾を持つ巻線部を隣接して配置し、かつ
   前記永久磁石片のほぼ1/4を巻線幅とする２つの
   巻線部を互いに巻線方向が逆になる様に直列に結
   線した可動コイルによつて構成された可動コイル
   型リニアモータ。