JPWO2013014780A1 - Linear motor - Google Patents

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Abstract

【課題】モータの全長を短くし、小型化及び軽量化を図る。【解決手段】複数の環状のコイル１１を軸方向に並設して形成された筒状のコイル組立体１２を有する電機子１０と、電機子１０の軸線上に軸方向に往復移動可能に設けられた直動軸２１、及び、直動軸２１に設けられた２つの永久磁石２３を含む永久磁石組立体２４を有する界磁２０と、を備え、電機子１０と界磁２０のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、可動子を固定子に対し往復移動させるリニアモータ１であって、コイル１１の個数をｎ、コイルの軸方向長さをＣ、永久磁石組立体２４の軸方向長さをＭとするとき、ストロークＳが少なくとも｜ｎ?Ｃ−Ｍ｜よりも大きくなるように設定されている。An object of the present invention is to reduce the overall length of a motor to reduce the size and weight. An armature having a cylindrical coil assembly formed by juxtaposing a plurality of annular coils in an axial direction, and provided on an axis of the armature so as to be reciprocally movable in the axial direction. And a field magnet 20 having a permanent magnet assembly 24 including two permanent magnets 23 provided on the linear motion shaft 21, and one of the armature 10 and the field magnet 20. Is a linear motor 1 in which the number of coils 11 is n, the axial length of the coils is C, and the axis of the permanent magnet assembly 24 When the direction length is M, the stroke S is set to be at least larger than | n? C-M |.

Description

開示の実施形態は、リニアモータに関する。   The disclosed embodiment relates to a linear motor.

特許文献１には、ｎ個のリング状コイルを軸方向に並設した固定子と、永久磁石を１個以上有する永久磁石組立体を備えた可動子とを有するシリンダ型のリニアモータにおいて、リング状コイルの軸方向長さをＣ、永久磁石組立体の軸方向長さをＭとしたとき、ストロークＳを（ｎ×Ｃ−Ｍ）以下とする技術が記載されている。   Patent Document 1 discloses a cylinder type linear motor having a stator in which n ring-shaped coils are arranged in parallel in the axial direction, and a mover having a permanent magnet assembly having one or more permanent magnets. Describes a technique in which the stroke S is (n × C−M) or less, where C is the axial length of the coil-like coil and M is the axial length of the permanent magnet assembly.

特許第４５５１１５７号公報Japanese Patent No. 4551157

上記従来技術のリニアモータでは、ストロークを確保するために（ｎ×Ｃ＞Ｍ）の関係とする必要がある。このため、次のような問題が生じる。   In the conventional linear motor, the relationship (n × C> M) needs to be satisfied in order to ensure the stroke. For this reason, the following problems arise.

例えば、三相交流同期のリニアモータとする場合、一般にコイル３個の軸方向長さ（３×Ｃ）と永久磁石の磁極間隔（τ）が略等しい構成となる。このとき、永久磁石の個数をＮ個とすると、ストロークを確保するために（ｎ／３＞Ｎ）の関係とする必要がある（但し、ｎはコイル数で３の倍数、Ｎは永久磁石数で自然数）。その結果、モータ全長は少なくとも推力寄与長さ（τ×Ｎ）にコイル３個の長さ（３×Ｃ）を加えた長さとなり、ストロークＳがコイル３個の長さ（３×Ｃ）よりも小さい場合には、モータ全長が（３×Ｃ−Ｓ）の長さだけ余分に長くなってしまう。このように、モータの全長が不要に長くなる結果、リニアモータが大型化し、重量や設置スペースが増大するという問題があった。   For example, in the case of a three-phase AC synchronous linear motor, generally, the axial length (3 × C) of three coils and the magnetic pole interval (τ) of the permanent magnet are substantially equal. At this time, if the number of permanent magnets is N, it is necessary to have a relationship of (n / 3> N) in order to secure a stroke (where n is the number of coils and a multiple of 3, and N is the number of permanent magnets). In natural numbers). As a result, the total length of the motor is at least the thrust contribution length (τ × N) plus the length of three coils (3 × C), and the stroke S is calculated from the length of three coils (3 × C). Is too small, the total length of the motor becomes extra long by (3 × C−S). As described above, the total length of the motor becomes unnecessarily long. As a result, there is a problem that the linear motor becomes larger and the weight and installation space increase.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、モータの全長を短くし、小型化及び軽量化を図ることができるリニアモータを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a linear motor capable of reducing the overall length of the motor and reducing the size and weight. is there.

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、複数の環状のコイルを軸方向に並設して形成された筒状のコイル組立体を有する電機子と、前記電機子の軸線上に軸方向に往復移動可能に設けられた直動軸、及び、前記直動軸に設けられた少なくとも１つの永久磁石を含む永久磁石組立体を有する界磁と、を備え、前記電機子と前記界磁のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、前記可動子を前記固定子に対し往復移動させるリニアモータであって、前記コイルの個数をｎ、前記コイルの軸方向長さをＣ、前記永久磁石組立体の軸方向長さをＭとするとき、ストロークＳが少なくとも｜ｎ×Ｃ−Ｍ｜よりも大きくなるように設定されているリニアモータが適用される。   In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, an armature having a cylindrical coil assembly formed by arranging a plurality of annular coils in parallel in the axial direction, and the shaft of the armature A linear motion shaft provided on the wire so as to be capable of reciprocating in the axial direction, and a field having a permanent magnet assembly including at least one permanent magnet provided on the linear motion shaft, and the armature, A linear motor that reciprocally moves the mover relative to the stator with either one of the field magnets as a stator and the other as a mover, wherein the number of coils is n and the axial length of the coils is C, a linear motor in which the stroke S is set to be at least larger than | n × C−M |, where M is the axial length of the permanent magnet assembly, is applied.

本発明のリニアモータによれば、モータの全長を短くし、小型化及び軽量化を図ることができる。   According to the linear motor of the present invention, the overall length of the motor can be shortened, and the size and weight can be reduced.

実施形態のリニアモータの概略構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing a schematic structure of a linear motor of an embodiment. 比較例のリニアモータの概略構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the schematic structure of the linear motor of a comparative example. 本実施形態のリニアモータと比較例のリニアモータで、損失を同じとした場合におけるストロークと推力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the stroke and thrust in the case of making the loss the same with the linear motor of this embodiment, and the linear motor of a comparative example. エンコーダ部及び磁気遮蔽板を有する変形例におけるリニアモータの概略構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the schematic structure of the linear motor in the modification which has an encoder part and a magnetic shielding board.

以下、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、本実施形態のリニアモータ１はシリンダ型のリニアモータである。このリニアモータ１は、電機子１０と、界磁２０とを備えている。電機子１０は、複数（図１に示す例では６個）の環状のコイル１１を軸方向（図１中左右方向）に並設して形成された筒状のコイル組立体１２を有している。本実施形態では、リニアモータ１は三相交流モータであり、コイル組立体１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３つのコイル１１を少なくとも１組（図１に示す例では２組）有している。界磁２０は、電機子１０の軸線上に軸方向に往復移動可能に設けられた直動軸２１と、この直動軸２１にスペーサ２２を間に挟んで設けられた２つの永久磁石２３を含む永久磁石組立体２４とを有している。各永久磁石２３は、軸方向に磁化されている。   As shown in FIG. 1, the linear motor 1 of this embodiment is a cylinder type linear motor. The linear motor 1 includes an armature 10 and a field 20. The armature 10 has a cylindrical coil assembly 12 formed by juxtaposing a plurality (six in the example shown in FIG. 1) of annular coils 11 in the axial direction (left-right direction in FIG. 1). Yes. In this embodiment, the linear motor 1 is a three-phase AC motor, and the coil assembly 12 includes at least one set of three coils 11 corresponding to the U phase, V phase, and W phase (two sets in the example shown in FIG. 1). ) The field 20 includes a linear motion shaft 21 provided on the axis of the armature 10 so as to be capable of reciprocating in the axial direction, and two permanent magnets 23 provided on the linear motion shaft 21 with a spacer 22 interposed therebetween. Including a permanent magnet assembly 24. Each permanent magnet 23 is magnetized in the axial direction.

また、リニアモータ１は、電機子１０の外周側に設けられた円筒状又は角筒状のモータフレーム２と、このモータフレーム２の軸方向一方側（図１中左側）及び他方側（図１中右側）の端部にそれぞれ設けられたブラケット３，４とを有している。これらブラケット３，４には、直動軸２１を軸方向に往復移動可能に支持する直動軸受５，６がそれぞれ設けられている。   The linear motor 1 includes a cylindrical or rectangular tube-shaped motor frame 2 provided on the outer peripheral side of the armature 10, and one side (left side in FIG. 1) and the other side (FIG. 1) of the motor frame 2 in the axial direction. Brackets 3 and 4 are provided at the ends of the middle right side). The brackets 3 and 4 are respectively provided with linear motion bearings 5 and 6 that support the linear motion shaft 21 so as to be capable of reciprocating in the axial direction.

このような構成であるリニアモータ１は、電機子１０と界磁２０のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、可動子を固定子に対し往復移動させる。   The linear motor 1 having such a configuration reciprocates the mover with respect to the stator, using either the armature 10 or the field 20 as a stator and the other as a mover.

ここで、コイル１１の個数をｎ（図１に示す例ではｎ＝６）、各コイル１１の軸方向長さをＣとした場合、コイル組立体１２の軸方向長さＫは「ｎ×Ｃ」（図１に示す例ではＫ＝６×Ｃ）となる。リニアモータ１では、このコイル組立体１２の軸方向長さＫと、永久磁石組立体２４の軸方向長さＭとが、略等しくなるように構成されている。そして、ストロークＳが少なくとも「ｎ×Ｃ−Ｍ」の絶対値である｜ｎ×Ｃ−Ｍ｜（≒０）よりも大きくなるように設定されている。すなわち、リニアモータ１は、図１中一点鎖線にて示すように、界磁２０の永久磁石２３を電機子１０のコイル１１の端面より軸方向外側に一定量（ストロークＳの半分）突出させ、界磁２０の永久磁石２３と電機子１０のコイル１１とが軸方向と垂直な方向（図１中上下方向）に重ならない範囲においても、可動子を往復移動させる構成となっている。   Here, when the number of coils 11 is n (n = 6 in the example shown in FIG. 1) and the axial length of each coil 11 is C, the axial length K of the coil assembly 12 is “n × C. (K = 6 × C in the example shown in FIG. 1). The linear motor 1 is configured such that the axial length K of the coil assembly 12 and the axial length M of the permanent magnet assembly 24 are substantially equal. The stroke S is set to be larger than at least | n × CM | (≈0), which is an absolute value of “n × CM”. That is, the linear motor 1 causes the permanent magnet 23 of the field 20 to protrude from the end face of the coil 11 of the armature 10 by a certain amount (half of the stroke S), as indicated by the one-dot chain line in FIG. Even in a range in which the permanent magnet 23 of the field magnet 20 and the coil 11 of the armature 10 do not overlap in the direction perpendicular to the axial direction (vertical direction in FIG. 1), the movable element is reciprocated.

さらに、ストロークＳは、コイル１１の３個分の軸方向長さの１．６倍以下、すなわち「１．６×３×Ｃ」以下となるように設定されている。このストロークＳの設定範囲は、本願発明者等が永久磁石の軸方向長さ、外径、中空の有無、両端のポールピースの有無等を変更し、様々なモデルで解析、検討した結果、導き出されたものである。以下、図２及び図３を用いて本願発明者等が行ったシミュレーション結果の一例について説明する。   Further, the stroke S is set to be 1.6 times or less of the axial length of the three coils 11, that is, “1.6 × 3 × C” or less. The setting range of the stroke S was derived by the inventors of the present invention changing the axial length of the permanent magnet, the outer diameter, the presence / absence of a hollow, the presence / absence of pole pieces at both ends, and analyzing and examining various models. It has been. Hereinafter, an example of a simulation result performed by the present inventors will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図２に示すように、比較例としてのリニアモータ１′は、電機子１０′と、界磁２０とを備えている。電機子１０′は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３つのコイル１１を３組、すなわち９個のコイル１１を軸方向（図２中左右方向）に並設して形成された筒状のコイル組立体１２′を有している。またモータフレーム２′は、コイル１１の数が増えた分、上述したリニアモータ１のモータフレーム２よりも軸方向長さが長く形成されている。リニアモータ１′の界磁２０を含むその他の構成は、上述のリニアモータ１と同様である。   As shown in FIG. 2, a linear motor 1 ′ as a comparative example includes an armature 10 ′ and a field 20. The armature 10 'is a cylinder formed by arranging three sets of three coils 11 corresponding to the U phase, V phase, and W phase, that is, nine coils 11 in parallel in the axial direction (left and right direction in FIG. 2). A coil assembly 12 '. Further, the motor frame 2 ′ is formed to have a longer axial length than the motor frame 2 of the linear motor 1 described above, as the number of the coils 11 is increased. Other configurations including the field 20 of the linear motor 1 ′ are the same as those of the linear motor 1 described above.

このような構成であるリニアモータ１′では、ストロークＳが「ｎ×Ｃ−Ｍ」（≒３Ｃ）以下に設定されるのが通常である。すなわち、リニアモータ１′は、界磁２０の永久磁石２４と電機子１０のコイル１１とが軸方向と垂直な方向（図２中上下方向）に重なる範囲内でのみ可動子を往復移動させる。   In the linear motor 1 ′ having such a configuration, the stroke S is normally set to “n × C−M” (≈3 C) or less. That is, the linear motor 1 ′ reciprocates the mover only within a range in which the permanent magnet 24 of the field 20 and the coil 11 of the armature 10 overlap in the direction perpendicular to the axial direction (up and down direction in FIG. 2).

図３に、図１に示す本実施形態のリニアモータ１と、図２に示す比較例のリニアモータ１′における、損失を同じとした場合におけるストロークＳ（ｍｍ）と推力（Ｎ）の関係を示す。図３に示すように、損失を同じとした場合、リニアモータ１，１′で出力可能な推力の大きさはほぼ同じであることが分かる。また、比較例のリニアモータ１′では、永久磁石２３がコイル１１の端面（ストロークＳが±０．５×３Ｃの位置）より軸方向外側に突出すると推力が大幅に低下するが、本実施形態のリニアモータ１では、永久磁石２３のコイル端面からの突出量がコイル１１の３個分の軸方向長さ３Ｃの０．８倍となるまで推力の低下を抑制できることが分かる。したがって、適用ストローク範囲は３Ｃの１．６倍「１．６×３Ｃ」となり、特にストロークの短いモータに有効であると言える。   FIG. 3 shows the relationship between the stroke S (mm) and the thrust (N) when the loss is the same in the linear motor 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 and the linear motor 1 ′ of the comparative example shown in FIG. Show. As shown in FIG. 3, when the loss is the same, the magnitude of the thrust that can be output by the linear motors 1 and 1 'is substantially the same. Further, in the linear motor 1 ′ of the comparative example, the thrust is greatly reduced when the permanent magnet 23 protrudes axially outward from the end surface of the coil 11 (position where the stroke S is ± 0.5 × 3C). In the linear motor 1, it can be seen that the thrust reduction can be suppressed until the protruding amount of the permanent magnet 23 from the coil end surface becomes 0.8 times the axial length 3 </ b> C of the three coils 11. Therefore, the applicable stroke range is 1.6 times 3C “1.6 × 3C”, which is particularly effective for a motor having a short stroke.

以上説明した実施形態のリニアモータ１では、ストロークＳが少なくとも｜ｎ×Ｃ−Ｍ｜よりも大きくなるように設定されている。すなわち、ストロークＳを「ｎ×Ｃ−Ｍ」以下に設定し、界磁２０の永久磁石２３と電機子１０のコイル１１とが軸方向と垂直な方向に重なる範囲内でのみ可動子を往復移動させていた従来のリニアモータとは異なり、本実施形態のリニアモータ１では、界磁２０の永久磁石２３を電機子１０のコイル１１の端面より軸方向外側に一定量突出させ、界磁２０の永久磁石２３と電機子１０のコイル１１とが軸方向と垂直な方向に重ならない範囲においても、可動子を往復移動させる。   In the linear motor 1 of the embodiment described above, the stroke S is set to be at least larger than | n × CM |. That is, the stroke S is set to “n × C−M” or less, and the mover is reciprocated only within a range where the permanent magnet 23 of the field magnet 20 and the coil 11 of the armature 10 overlap in the direction perpendicular to the axial direction. Unlike the conventional linear motor, the linear motor 1 of the present embodiment projects the permanent magnet 23 of the field 20 by a certain amount outward in the axial direction from the end face of the coil 11 of the armature 10. Even in a range where the permanent magnet 23 and the coil 11 of the armature 10 do not overlap in the direction perpendicular to the axial direction, the mover is reciprocated.

これにより、同じストロークを得るのに従来構造と比べて電機子１０のコイル１１の個数を少なくすることができる。その結果、リニアモータ１の全長を短くすることが可能となり、モータの小型化及び軽量化を図ることができる。また、電機子１０のコイル１１が少なくなる分、モータの設置スペースが小さくなり、そのスペースを他の目的に使用することができる。   Thereby, in order to obtain the same stroke, the number of coils 11 of the armature 10 can be reduced as compared with the conventional structure. As a result, the overall length of the linear motor 1 can be shortened, and the motor can be reduced in size and weight. Further, since the coil 11 of the armature 10 is reduced, the installation space for the motor is reduced, and the space can be used for other purposes.

また、本実施形態では特に、電機子１０と界磁２０が「ｎ×Ｃ≒Ｍ」、すなわち、コイル組立体１２と永久磁石組立体２４の軸方向長さが略等しくなるように構成されている。このような構成においては、ストロークＳを｜ｎ×Ｃ−Ｍ｜以下に設定していた従来のリニアモータでは「ストロークＳ≒０」となりストロークを確保することができないが、本実施形態のリニアモータ１では、界磁２０の永久磁石２３を電機子１０のコイル１１の端面より軸方向外側に一定量突出させて可動子を往復移動させるため、ストロークを確保することができる。   In the present embodiment, the armature 10 and the field 20 are particularly “n × C≈M”, that is, the axial lengths of the coil assembly 12 and the permanent magnet assembly 24 are substantially equal. Yes. In such a configuration, the stroke S cannot be ensured with the conventional linear motor in which the stroke S is set to be equal to or smaller than | n × C−M |, but the stroke cannot be secured. 1, the permanent magnet 23 of the field magnet 20 protrudes a certain amount outward from the end face of the coil 11 of the armature 10 in the axial direction to move the mover back and forth, so that the stroke can be ensured.

また、図３に示すシミュレーション結果に示すように、「ｎ×Ｃ＞Ｍ」の関係を満たす構成であるリニアモータ１′において永久磁石２３をコイル１１の端面より軸方向外側に突出させて可動子を往復移動させる場合、永久磁石２３がコイル端面より突出すると推力が大幅に低下するが、「ｎ×Ｃ≒Ｍ」の関係を満たす構成である本実施形態のリニアモータ１においては、永久磁石２３のコイル端面からの突出量がコイル１１の３個分の軸方向長さ３Ｃの０．８倍となるまで推力の低下を抑制できる。したがって、推力低下を抑制しつつ、モータの小型化及び軽量化を図ることができる。   Further, as shown in the simulation result shown in FIG. 3, in the linear motor 1 ′ having a configuration satisfying the relationship “n × C> M”, the permanent magnet 23 is projected outward in the axial direction from the end face of the coil 11. When the permanent magnet 23 protrudes from the end face of the coil, the thrust is greatly reduced. However, in the linear motor 1 of the present embodiment having a configuration satisfying the relationship of “n × C≈M”, the permanent magnet 23 The reduction in thrust can be suppressed until the amount of protrusion from the coil end face becomes 0.8 times the axial length 3C of the three coils 11. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the motor while suppressing a reduction in thrust.

また、本実施形態では特に、界磁２０は、軸方向に磁化された永久磁石２３により形成された永久磁石組立体２４を有している。これにより、永久磁石２３により生じる磁束の向きを軸方向とすることができるので、軸方向と垂直な方向に磁化された永久磁石を界磁２０に用いる場合（すなわち磁束の向きが軸方向と垂直である場合）に比べて、永久磁石２３をコイル１１の端面から突出させて、永久磁石２３とコイル１１とが軸方向と垂直な方向に重ならない範囲となる際に、推力に寄与する磁束の減少を抑え、推力の低下を抑制することができる。   In the present embodiment, the field magnet 20 has a permanent magnet assembly 24 formed by a permanent magnet 23 magnetized in the axial direction. As a result, the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 can be set to the axial direction. Therefore, when the permanent magnet magnetized in the direction perpendicular to the axial direction is used for the field 20 (that is, the direction of the magnetic flux is perpendicular to the axial direction). When the permanent magnet 23 protrudes from the end surface of the coil 11 and the permanent magnet 23 and the coil 11 are in a range that does not overlap in the direction perpendicular to the axial direction, the magnetic flux that contributes to the thrust is compared. The decrease can be suppressed, and the decrease in thrust can be suppressed.

なお、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。   In addition, it is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range which does not deviate from the meaning and technical idea. Hereinafter, such modifications will be described.

（１）リニアモータがエンコーダ部及び磁気遮蔽板を有する場合
本変形例のリニアモータ１Ａは、電機子１０及び界磁２０並びにモータフレーム２等を有するモータ電磁部７の一方側に、可動子の位置を検出するエンコーダ部３０を有している。(1) When the linear motor has an encoder part and a magnetic shielding plate The linear motor 1A of the present modification has a mover on one side of the motor electromagnetic part 7 having the armature 10, the field 20, the motor frame 2, etc. An encoder unit 30 for detecting the position is included.

エンコーダ部３０は、この例では磁気式のリニアエンコーダとして構成されている。このエンコーダ部３０は、スケール取付軸３４（図４中左側）に設けられ、磁気パターンが形成されたスケール３１と、スケール３１に設けられた磁気パターンによる磁界を検出するセンサ３２と、エンコーダカバー３３とを有している。   In this example, the encoder unit 30 is configured as a magnetic linear encoder. The encoder unit 30 is provided on a scale mounting shaft 34 (left side in FIG. 4), a scale 31 on which a magnetic pattern is formed, a sensor 32 that detects a magnetic field by the magnetic pattern provided on the scale 31, and an encoder cover 33. And have.

一方、モータ電磁部７においては、直動軸２１における永久磁石組立体２４の一方側端面に磁気遮蔽板４０が設けられている。この磁気遮蔽板４０は、鉄等の強磁性体で構成された板状部材であり、直動軸２１の外周面よりモータフレーム２の内周面近傍まで半径方向に沿って延設されている。さらに、磁気遮蔽板４０には、非磁性材であるスケール取付軸３４が設けられ、モータ電磁部７の界磁２０より発生する磁界がエンコーダ部３０に及ぼす影響を抑制する。リニアモータ１Ａの他の構成は、前述のリニアモータ１と同様である。   On the other hand, in the motor electromagnetic unit 7, a magnetic shielding plate 40 is provided on one end face of the permanent magnet assembly 24 in the linear motion shaft 21. The magnetic shielding plate 40 is a plate-like member made of a ferromagnetic material such as iron, and extends in the radial direction from the outer peripheral surface of the linear motion shaft 21 to the vicinity of the inner peripheral surface of the motor frame 2. . Furthermore, the magnetic shielding plate 40 is provided with a scale mounting shaft 34 which is a nonmagnetic material, and suppresses the influence of the magnetic field generated from the field 20 of the motor electromagnetic unit 7 on the encoder unit 30. Other configurations of the linear motor 1A are the same as those of the linear motor 1 described above.

次に、本変形例の効果について説明する。本変形例のように直動軸２１における永久磁石組立体２４のエンコーダ部３０側に磁気遮蔽板４０を設ける場合、磁気遮蔽板４０は、磁気遮蔽効果を大きくするために、永久磁石組立体２４になるべく近い位置に、モータフレーム２の内周面との隙間がなるべく小さくなるように設けるのが好ましい。   Next, the effect of this modification will be described. When the magnetic shielding plate 40 is provided on the encoder unit 30 side of the permanent magnet assembly 24 in the linear motion shaft 21 as in this modification, the magnetic shielding plate 40 has a permanent magnet assembly 24 in order to increase the magnetic shielding effect. It is preferable to provide as close as possible the gap with the inner peripheral surface of the motor frame 2 as small as possible.

このとき、例えば図２に示すようなストロークＳを「ｎ×Ｃ−Ｍ」以下に設定する従来のリニアモータ１′では、磁気遮蔽板を永久磁石組立体２４の端面近傍に設けようとした場合には、永久磁石組立体２４の端面より少なくともストロークＳ分離れた位置に設ける必要があり、永久磁石組立体２４に近い位置に設けることができない。   At this time, for example, in the conventional linear motor 1 ′ in which the stroke S as shown in FIG. 2 is set to “n × C−M” or less, the magnetic shielding plate is provided near the end face of the permanent magnet assembly 24. In this case, it is necessary to provide at least a stroke S from the end face of the permanent magnet assembly 24, and it cannot be provided at a position close to the permanent magnet assembly 24.

これに対し、本変形例においては、電機子１０のコイル組立体１２と界磁２０の永久磁石組立体２４の軸方向長さが略等しくなるように構成されているため、図４に示すように、磁気遮蔽板４０を永久磁石組立体２４の端面よりストロークＳ／２分離れた位置に設けることができる。これにより、磁気遮蔽効果を大きくすることができる。   On the other hand, in the present modification, the axial lengths of the coil assembly 12 of the armature 10 and the permanent magnet assembly 24 of the field magnet 20 are configured to be substantially equal, as shown in FIG. In addition, the magnetic shielding plate 40 can be provided at a position separated from the end face of the permanent magnet assembly 24 by the stroke S / 2. Thereby, a magnetic shielding effect can be enlarged.

（２）その他
以上では、コイル組立体１２と永久磁石組立体２４の軸方向長さが略等しくなるように構成されたリニアモータを説明したが、必ずしも等しくする必要はない。例えば図２に示すような「ｎ×Ｃ＞Ｍ」となるようなリニアモータ１′において、界磁２０の永久磁石２３を電機子１０のコイル１１の端面より軸方向外側に一定量（ストロークＳの半分）突出させて用いてもよい。但し、この場合には推力低下が許容範囲内となるようにストロークＳを設定する必要がある。(2) Others In the above description, the linear motors configured so that the axial lengths of the coil assembly 12 and the permanent magnet assembly 24 are substantially equal have been described. For example, in a linear motor 1 ′ such as “n × C> M” as shown in FIG. 2, the permanent magnet 23 of the field 20 is set to a certain amount (stroke S) on the axially outer side from the end face of the coil 11 of the armature 10. Half) and may be used by protruding. However, in this case, it is necessary to set the stroke S so that the thrust drop is within the allowable range.

また以上では、電機子１０が６個のコイル１１を有し、界磁２０が２個の永久磁石２３を有する構成としたが、このコイル１１及び永久磁石２３の数は一例であり、適宜変更してもよい。例えば、最も簡素な構成としては、電機子１０がＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３つのコイル１１を１組（コイル１１は３個）有し、界磁２０が３個のコイル１１の軸方向長さと略等しい長さである１つの永久磁石２３を有する構成としてもよい。この場合にも上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above description, the armature 10 has six coils 11 and the field 20 has two permanent magnets 23. However, the numbers of the coils 11 and the permanent magnets 23 are examples, and may be changed as appropriate. May be. For example, in the simplest configuration, the armature 10 has one set of three coils 11 (three coils 11) corresponding to the U phase, V phase, and W phase, and the field 20 has three coils 11. It is good also as a structure which has the one permanent magnet 23 which is the length substantially equal to the axial direction length. In this case as well, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。   In addition to those already described above, the methods according to the above-described embodiments and modifications may be used in appropriate combination.

その他、一々例示はしないが、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。   In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.

１ リニアモータ
２ モータフレーム
１０ 電機子
１１ コイル
１２ コイル組立体
２０ 界磁
２１ 直動軸
２３ 永久磁石
２４ 永久磁石組立体
３０ エンコーダ部
３４ スケール取付軸
４０ 磁気遮蔽板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear motor 2 Motor frame 10 Armature 11 Coil 12 Coil assembly 20 Field magnet 21 Linear motion shaft 23 Permanent magnet 24 Permanent magnet assembly 30 Encoder part 34 Scale mounting shaft 40 Magnetic shielding board

Claims (5)

複数の環状のコイルを軸方向に並設して形成された筒状のコイル組立体を有する電機子と、
前記電機子の軸線上に軸方向に往復移動可能に設けられた直動軸、及び、前記直動軸に設けられた少なくとも１つの永久磁石を含む永久磁石組立体を有する界磁と、を備え、
前記電機子と前記界磁のいずれか一方を固定子、他方を可動子として、前記可動子を前記固定子に対し往復移動させるリニアモータであって、
前記コイルの個数をｎ、前記コイルの軸方向長さをＣ、前記永久磁石組立体の軸方向長さをＭとするとき、ストロークＳが少なくとも｜ｎ×Ｃ−Ｍ｜よりも大きくなるように設定されている
ことを特徴とするリニアモータ。An armature having a cylindrical coil assembly formed by juxtaposing a plurality of annular coils in the axial direction;
A linear motion shaft provided on the axis of the armature so as to be capable of reciprocating in the axial direction, and a field having a permanent magnet assembly including at least one permanent magnet provided on the linear motion shaft. ,
A linear motor that reciprocally moves the mover relative to the stator with either the armature or the field as a stator and the other as a mover,
When the number of the coils is n, the axial length of the coils is C, and the axial length of the permanent magnet assembly is M, the stroke S is at least larger than | n × C−M |. Linear motor characterized by being set. 前記電機子及び前記界磁は、
（ｎ×Ｃ≒Ｍ）となるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。The armature and the field are
The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is configured to satisfy (n × C≈M). 前記永久磁石は、
軸方向に磁化されている
ことを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。The permanent magnet is
The linear motor according to claim 2, wherein the linear motor is magnetized in an axial direction. 前記電機子の外周側に設けられたモータフレームの一方側に位置し、前記可動子の位置を検出する磁気式のエンコーダ部と、
前記直動軸における前記永久磁石組立体の一方側端面近傍に位置し、前記直動軸の外周面より前記モータフレームの内周面近傍まで半径方向に沿って延設された磁気遮蔽板と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のリニアモータ。A magnetic encoder unit which is located on one side of a motor frame provided on the outer peripheral side of the armature and detects the position of the mover;
A magnetic shielding plate located in the vicinity of one end face of the permanent magnet assembly in the linear motion shaft and extending in the radial direction from the outer peripheral surface of the linear motion shaft to the vicinity of the inner peripheral surface of the motor frame; The linear motor according to claim 2, further comprising: 前記電機子の前記コイル組立体が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３つの前記コイルを少なくとも１組有する三相交流モータであり、
前記ストロークＳは、（１．６×３×Ｃ）以下となるように設定されている
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のリニアモータ。The coil assembly of the armature is a three-phase AC motor having at least one set of three coils corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase;
5. The linear motor according to claim 2, wherein the stroke S is set to be equal to or less than (1.6 × 3 × C).
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