KR20220124293A - 가동자 및 리니어 서보 모터 - Google Patents

가동자 및 리니어 서보 모터 Download PDF

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KR20220124293A
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사토히로 히라노
데츠야 우에다
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

가동자(1)는 가동 방향으로 분할된 코어(11)와, 코어(11)의 사이에 끼워진 자석(12)에 의해서 형성되고, 가동 방향으로 신장되는 코어 백(15)으로부터 복수의 티스(14)가 돌출되는 형상의 가동자 코어(40)와, 티스(14) 각각에 감겨진 코일(13)을 가지고, 자석(12)으로부터 코어(11)로 들어가는 자속은, 가동 방향의 방향 성분과, 코어 백(15)으로부터 티스(14)로 향하는 방향인 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하고 있고, 또한 코어(11)로부터 자석(12)으로 들어가는 자속은, 가동 방향의 방향 성분과, 티스(14)로부터 코어 백(15)으로 향하는 방향인 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하고 있다.

Description

가동자 및 리니어 서보 모터
본 개시는 자석이 매립된 코어를 구비한 가동자 및 리니어 서보 모터에 관한 것이다.
리니어 서보 모터는 가동 방향으로 신장되는 코어 백으로부터 티스가 돌출되는 형상의 가동자 코어와 코일로 가동자가 구성되어 있고, 자석 및 베이스로 고정자가 구성되어 있다. 가동자의 코일은 티스끼리의 사이이 간극인 슬롯에 배치되어 티스에 감겨진다.
리니어 서보 모터는 고정자에 자석을 마련하는 구조이면, 모터의 가동 거리를 길게 하기 위해서 고정자의 길이를 길게 하면, 자석의 수가 증가하여 코스트가 증대된다. 코스트의 증대를 방지하기 위해서, 단위 길이당 자석수를 줄이면, 가동자의 추력(推力)이 저하되어 버린다.
특허 문헌 1에는, 가동자 코어에 자석이 매립된 리니어 서보 모터가 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 개시되는 리니어 서보 모터는, 티스 중 고정자측의 부분에 폭확장(幅擴張) 부분을 마련함으로써, 티스를 통과하는 자속을 증가시키고 있다. 특허 문헌 1에 개시되는 리니어 서보 모터는, 고정자에는 자석을 배치하지 않기 때문에, 가동 거리를 길게 하는 것에 의한 코스트의 상승이 억제된다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 2018－183043호
특허 문헌 1에 개시되는 리니어 서보 모터는, 티스의 자계가 가동 방향에 대해서 수직이고 또한 고정자측을 향하고 있기 때문에, 가동자의 추력을 향상시키기 어려웠다.
본 개시는 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 티스의 자계를 가동 방향에 대해서 수직이고 또한 고정자측으로 하는 것보다도, 추력을 향상시킨 가동자를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 개시에 따른 가동자는, 가동 방향으로 분할된 코어와, 코어의 사이에 끼워진 자석에 의해서 형성되고, 가동 방향으로 신장되는 코어 백으로부터 복수의 티스가 돌출되는 형상의 가동자 코어와, 티스 각각에 감겨진 코일을 가진다. 자석으로부터 코어로 들어가는 자속은, 가동 방향의 방향 성분과, 코어 백으로부터 티스로 향하는 방향인 티스 선단(先端) 방향의 방향 성분을 포함하고 있다. 코어로부터 자석으로 들어가는 자속은, 가동 방향의 방향 성분과, 티스로부터 코어 백으로 향하는 방향인 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하고 있다.
본 개시에 따른 가동자는, 티스의 자계를 가동 방향에 대해서 수직이고 또한 고정자측으로 하는 것보다도, 추력을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 사시도이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 단면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 자석을 자화하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 자석을 자화하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 형태 2에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
도 8은 실시 형태 2에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 자석을 자화하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 3에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
도 10은 실시 형태 3에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 4에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
도 12는 실시 형태 5에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
도 13은 실시 형태 5의 변형예에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
도 14는 실시 형태 6에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다.
이하에, 실시 형태에 따른 가동자 및 리니어 서보 모터를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 사시도이다. 도 2는 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 단면도이다. 리니어 서보 모터(10)는 가동자(1)와 고정자(2)를 가진다. 고정자(2)는 돌기(21)가 등간격으로 배치된 막대 모양이다. 가동자(1)는 고정자(2)의 돌기(21)의 배열 방향으로 이동한다. 즉, 고정자(2)의 돌기(21)의 배열 방향은, 가동자(1)의 가동 방향이기도 하다. 도 2에는, 가동자(1)의 가동 방향을 화살표 A로 나타내고 있다.
가동자(1)는 가동 방향으로 신장되는 코어 백(15)으로부터 복수의 티스(14)가 돌출되는 형상의 가동자 코어(40) 및 코일(13)을 가진다. 가동자 코어(40)는 가동 방향으로 분할된 코어(11)와, 코어(11)의 사이에 끼워진 자석(12)에 의해서 형성되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 코어 백(15)으로부터 티스(14)를 향하는 방향을 티스 선단 방향이라고 하고, 티스(14)로부터 코어 백(15)을 향하는 방향을 티스 근원 방향이라고 한다. 도 2에는, 티스 선단 방향을 화살표 B로 나타내고, 티스 근원 방향을 화살표 C로 나타내고 있다. 티스(14)는 가동자(1)의 가동 방향으로 복수 배열되어 있고, 각 티스(14)에 코일(13)이 감겨 있다. 코일(13)은 인접하는 두 개의 티스(14) 사이의 「슬롯」이라고 칭해지는 간극에 배치된다. 가동자(1)는 티스(14)의 배열 방향으로 이동한다. 즉, 가동자(1) 및 고정자(2)는, 티스(14)의 배열 방향과 돌기(21)의 배열 방향이 같은 방향이 되도록 설치된다.
가동자 코어(40)는 가동 방향에서의 슬롯(16)의 중앙부에서 코어(11)가 분할된 구조로 되어 있다. 슬롯(16)의 중앙부에서 코어(11)가 분할되어 있는 것에 의해, 코일(13)을 감고 나서 티스(14)를 배열시키는 것이 가능해지기 때문에, 티스(14)로의 코일(13)을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 가동자 코어(40)는 슬롯(16)의 부분에서 코어(11)가 분할되어 있지 않은 구조여도 된다. 코어(11)가 슬롯(16)의 부분에서 분할되지 않고 연결되어 있는 구조로 하는 것에 의해, 가동자 코어(40)의 부품 개수를 삭감시킬 수 있다.
코어(11)는 베이스부(111)와, 베이스부(111)로부터 돌출되는 돌출부(112)를 가진다. 베이스부(111)는 코어 백(15)의 일부분이며, 돌출부(112)는 티스(14)의 일부분이다.
코어(11) 중 돌출부(112)와 자석(12)과의 계면에 있어서, 자석(12)으로부터 코어(11)로 들어가는 자속은, 가동자(1)의 가동 방향의 방향 성분에 더하여, 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하고 있다. 또, 코어(11) 중 돌출부(112)와 자석(12)과의 계면에 있어서, 코어(11)로부터 자석(12)으로 들어가는 자속은, 가동자(1)의 가동 방향의 방향 성분에 더하여, 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하고 있다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 변형예를 나타내는 도면이다. 코어(11) 중 돌출부(112)뿐만이 아니라, 베이스부(111)에 있어서도, 자석(12)으로부터 코어(11)로 들어가는 자속이 가동 방향의 방향 성분과 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하고, 코어(11)로부터 자석(12)으로 들어가는 자속이 가동 방향의 방향 성분과 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하고 있어도 된다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 도 4에는, 실시 형태 1에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 자석(12)의 내부의 자속은, 티스 근원 방향으로 볼록한 곡선 모양이다.
도 5 및 도 6은, 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 자석을 자화하는 방법을 나타내는 도면이다. 우선, 도 5에 나타내는 것처럼, 요크 코어(31) 및 착자 코일(32)을 구비한 착자 요크(3)를, 티스(14)의 선단측에 배치하고, 착자 코일(32)을 자석(12)에 정면으로 마주하게 한다. 그리고, 도 6에 나타내는 것처럼, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향에 수직인 축을 중심으로 고리 모양의 착자 자계(4)를 발생시키는 것에 의해, 자석(12) 내부의 자속을, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스 근원 방향으로 볼록해지는 곡선 모양으로 할 수 있다.
실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터(10)는, 자석(12)으로부터 코어(11)로 들어가는 자속 및 코어(11)로부터 자석(12)으로 들어가는 자속의 방향이 가동 방향인 경우와 비교하면, 자석(12)으로부터 코어(11)를 경유하여 고정자(2)의 돌기(21)로 들어가는 자속과, 고정자(2)의 돌기(21)로부터 코어(11)를 경유하여 자석(12)으로 들어가는 자속이 증대된다. 이 때문에, 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터(10)는, 릴럭턴스 토크를 늘려, 가동자(1)의 추력을 향상시킬 수 있다.
또, 자석(12)이 가동 방향에 수직이고 또한 고정자(2)측의 방향이 되는 티스 선단 방향으로 자계를 발생시키는 경우는, 추력 향상을 위해서는, 티스(14)에 가동 방향의 치수가 큰 자석(12)을 배치할 필요가 있어, 티스(14)의 가동 방향의 치수가 커진다. 그러나, 티스(14)의 가동 방향의 치수가 커지면, 코일(13)의 설치 스페이스인 슬롯(16)이 좁아져, 추력 향상의 방해가 된다. 즉, 자석(12)이 티스 선단 방향으로 자계를 발생시키는 경우에는, 자석(12)으로부터 고정자(2)의 돌기로 들어가는 자속을 늘리면, 코일(13)이 발생시키는 자력이 약해져 버리기 때문에, 가동자(1)의 추력을 향상시키기 어렵다. 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터(10)는 티스(14)에 배치하는 자석(12)의 가동 방향의 치수를 크게 할 필요가 없기 때문에, 슬롯(16)이 좁아지지 않는다. 따라서 실시 형태 1에 따른 리니어 서보 모터(10)는, 코일(13)의 권수를 줄이지 않고, 릴럭턴스(reluctance) 토크를 늘려, 가동자의 추력을 향상시킬 수 있다.
또, 실시 형태 1에 따른 가동자(1)는, 티스(14)의 선단측으로부터 자석(12)을 착자하는 경우에, 착자 자계(4)의 방향과 자석(12)의 자화 방향이 동일한 방향이 되기 쉽기 때문에, 착자 자계(4) 중 자화 방향 성분이 커져, 자석(12)을 용이하게 착자시킬 수 있다.
또한, 자석(12)으로부터 코어(11)의 돌출부(112)로 들어가는 자속이 가동자(1)의 가동 방향의 방향 성분과 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하고, 코어(11)의 돌출부(112)로부터 자석(12)으로 들어가는 자속이 가동자(1)의 가동 방향의 방향 성분과 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하고 있으면 되고, 자석(12) 내부의 자속은 곡선 모양이 아니어도 된다.
실시 형태 2.
도 7은 실시 형태 2에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 도 7에는, 실시 형태 2에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 실시 형태 2에 따른 가동자(1)는, 코어 백(15)과 티스(14)에서 자석(12) 내부의 자속의 만곡(灣曲) 방향이 다르다. 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스(14)에서는, 자석(12) 내부의 자속은, 티스 선단 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 되어 있다. 한편, 코어 백(15)에서는, 자석(12) 내부의 자속은, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스 근원 방향으로 볼록한 곡선 모양으로 되어 있다.
도 8은 실시 형태 2에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 자석을 자화하는 방법을 나타내는 도면이다. 요크 코어(31) 및 착자 코일(32)을 구비한 착자 요크(3)에서, 티스(14)가 신장하는 방향에 있어서의 양방향으로부터 가동자(1)를 사이에 두고, 착자 코일(32)을 자석(12)에 정면으로 마주하게 한다. 그리고, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향에 수직인 축을 중심으로 고리 모양으로 착자 자계(4)를 발생시키는 것에 의해, 자석(12) 내부의 자속을, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스(14)에서의 자곡선(磁曲線)의 만곡의 방향과 코어 백(15)에서의 자곡선의 만곡의 방향을 역방향으로 할 수 있다.
실시 형태 2에 따른 가동자(1)는, 티스(14)의 선단측으로부터 자석(12) 전체를 착자하는 경우와 비교하여, 코어 백(15)의 자석(12)이 착자되기 쉽다. 따라서, 자석(12)의 자력을 높여 가동자(1)의 추력을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 3.
도 9는 실시 형태 3에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 도 9에는, 실시 형태 3에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 도 9는 실시 형태 3에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 자석 내부의 자속의 방향을 나타내는 단면도이다. 실시 형태 3에 따른 가동자(1)는, 가동 방향으로 늘어놓여진 두 개의 자석편(12a, 12b)에 의해서 자석(12)이 구성되어 있다. 두 개의 자석편(12a, 12b) 각각의 내부의 자속은, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서 직선 모양이다. 가동 방향으로 늘어놓여진 두 개의 자석편(12a, 12b)으로 이루어지는 자석(12) 전체에서는, 내부의 자속은, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스 근원 방향으로 볼록한 굴곡선 모양이다.
자석(12)의 재료에 이용되는 강자성체는, 자기 이방성을 가지고, 자화되기 쉬운 방향과 자화되기 어려운 방향이 존재한다. 실시 형태 3에 따른 자석(12)은, 자석편(12a, 12b)의 내부에서는 자속이 만곡되어 있지 않기 때문에, 두 개의 자석편(12a, 12b) 각각을, 자화되기 쉬운 방향으로 착자함으로써, 자석(12) 전체에서는 내부의 자속을 굴곡선 모양으로 할 수 있다.
도 10은 실시 형태 3에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 변형예를 나타내는 도면이다. 도 10에는, 실시 형태 3의 변형예에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 실시 형태 3의 변형예에 따른 가동자(1)에서는, 자석(12)은 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향 각각에 두 개씩 늘어놓여진, 합 네 개의 자석편(12a, 12b, 12c, 12d)으로 구성되어 있다. 코어 백(15)에서는, 자석(12) 내부의 자속은, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스 선단 방향으로 볼록한 굴곡선 모양이다. 티스(14)에서는, 자석(12) 내부의 자속은, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향과 가동자(1)의 가동 방향이 이루는 평면을 포함하는 단면에 있어서, 티스 근원 방향으로 볼록한 굴곡선 모양이다.
자석(12)이 복수의 자석편으로 나누어져 있지 않은 경우에는, 자석(12) 내부에서 자속을 구부리도록 하면, 자화되기 어려운 방향으로 착자되는 부분이 존재해 버리기 때문에, 자석(12)의 자력을 높이는 것이 어려워진다. 실시 형태 3에 따른 가동자(1)는, 자화되기 쉬운 방향을 따라서 자화된 복수의 자석편(12a, 12b, 12c, 12d)이 늘어서는 것에 의해 자석(12) 내부에서 자속의 방향이 구부러지기 때문에, 자석(12)의 자력을 강하게 할 수 있다. 따라서, 실시 형태 3에 따른 가동자(1)는, 자석(12)이 복수의 자석편으로 나누어져 있지 않은 구조와 비교하여, 추력을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 4.
도 11은 실시 형태 4에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 실시 형태 4에 따른 가동자(1)는, 티스(14) 중, 끝에서 두 개째의 티스(14)만 자석(12)의 두께가 다르다. 구체적으로는, 끝에서 두 개째의 티스(14)의 자석(12)의 두께 L2는, 다른 티스(14)의 자석(12)의 두께 L1 보다도 얇게 되어 있다. 이 외는, 실시 형태 1에 따른 가동자(1)와 마찬가지이다.
가동자(1)의 이동에 의해, 고정자(2)의 돌기(21)와 자석(12)과의 위치 관계는, 주기적으로 변화한다. 고정자(2)의 돌기(21)와 자석(12)과의 위치 관계의 주기적인 변화에 따라, 자석(12)이 고정자(2)의 돌기(21)를 흡인하는 힘도 주기적으로 변화하여, 흡인력이 극대가 되는 개소를 자석(12)이 통과할 때에는 가동자(1)의 이동을 방해하는 저항력이 된다. 이 현상은, 일반적으로는 코깅(cogging)이라고 칭해지고 있다. 가동자(1)의 가동 방향의 끝의 티스(14)는, 가동 방향에 있어서의 편측에서만 다른 티스(14)와 인접하기 때문에, 코깅의 영향을 받기 쉽다. 실시 형태 4에 따른 가동자(1)는, 가동자(1)의 가동 방향의 끝에서 두 개째의 티스(14)의 자석(12)이 다른 티스(14)의 자석(12)보다도 얇게 되어 있기 때문에, 끝에서 두 개째의 티스(14)의 자석(12)이 발생시키는 자속은, 다른 티스(14)의 자석(12)이 발생시키는 자속보다도 약하다. 이 때문에, 실시 형태 4에 따른 가동자(1)의 가동 방향의 끝의 티스(14)는, 코깅의 영향을 받기 어렵게 되어 있다. 따라서, 실시 형태 4에 따른 가동자(1)는, 코깅을 저감하여, 에너지 절약을 도모할 수 있다.
실시 형태 5.
도 12는 실시 형태 5에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 도 12에는, 실시 형태 5에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 또, 도 12에는, 방향성 전자 강판의 자화 용이 방향을 하얀 화살표로 나타내고 있다. 실시 형태 5에 따른 가동자(1)는, 코어(11)가 방향성 전자 강판으로 구성되어 있다. 코어(11)는 자석(12)에 접촉하는 자석 접촉부(11a)와, 코어(11)끼리를 연결하는 코어 연결부(11b)를 구비한다. 코어(11) 중 자석 접촉부(11a)에 있어서의 방향성 전자 강판의 자화 용이 방향은, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향이다.
자석 접촉부(11a)에서는, 티스 선단 방향 및 티스 근원 방향으로 방향성 전자 강판의 자화가 용이하기 때문에, 자석(12)으로부터 코어(11)로 들어가는 자속은, 티스(14)의 선단측에 전해지기 쉬워진다. 따라서, 코어(11)에 자화 용이 방향이 없는 경우와 비교하면, 고정자(2)의 돌기(21)로 들어가는 자속이 증대하기 때문에, 가동자(1)의 추력이 향상한다. 마찬가지로, 코일(13)이 발생시키는 자속도 고정자(2)의 돌기(21)로 들어가기 쉬워지기 때문에, 가동자(1)의 추력이 향상된다.
또, 자석(12)을 착자할 때에도, 착자 코일(32)이 발생시키는 자속이 자석(12)을 통과하기 쉽기 때문에, 자석(12)을 용이하게 착자할 수 있다.
실시 형태 5에 따른 가동자(1)는, 자석(12)이 발생시키는 자속 및 코일(13)이 발생시키는 자속 모두가 고정자(2)의 돌기(21)로 들어가기 쉽기 때문에, 추력을 향상시킬 수 있다.
도 13은 실시 형태 5의 변형예에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 도 13에는 실시 형태 5의 변형예에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 또, 도 13에는, 방향성 전자 강판의 자화 용이 방향을 하얀 화살표로 나타내고 있다. 실시 형태 5의 변형예에 따른 가동자(1)에서는, 코어(11) 중, 코어 연결부(11b)의 자화 용이 방향은, 가동자(1)의 가동 방향으로 되어 있다. 코어 연결부(11b)의 자화 용이 방향이 가동자(1)의 가동 방향이기 때문에, 코일(13)로의 통전시에 발생하는 자속이 코어 연결부(11b)를 통과하기 쉬워진다. 코일(13)로의 통전시에 발생하는 자속이 코어 연결부(11b)를 통과하기 쉬운 것에 의해, 코일(13)이 발생시키는 자속이 고정자(2)의 돌기(21)로 들어가기 쉬워지기 때문에, 가동자(1)의 추력을 향상시킬 수 있다.
실시 형태 6.
도 14는 실시 형태 6에 따른 리니어 서보 모터의 가동자의 단면도이다. 도 14에는, 실시 형태 6에 따른 가동자(1)의 자석(12) 내부의 자속의 방향을 화살표로 나타내고 있다. 실시 형태 6에 따른 가동자(1)는, 가동 방향에 있어서의 자석(12)의 치수가, 티스(14)의 선단측에서는 짧게 되어 있다. 코어(11)와 자석(12)과의 계면은, 가동 방향에 대해서 비스듬하게 기울어 있다. 이 때문에, 코어(11)와 자석(12)과의 계면의 면적은, 코어(11)와 자석(12)과의 계면이 가동 방향에 대해서 수직인 경우보다도 넓게 되어 있다. 따라서, 코어(11)와 자석(12)과의 계면이 가동 방향에 대해서 수직인 경우와 비교하면, 자석(12)으로부터 코어(11)로 들어가는 자속이 많아져, 가동자(1)의 추력이 향상된다.
또, 티스(14)는 선단부에 있어서 가동 방향에 있어서의 자석(12)의 치수가 짧게 되어 있는 분만큼, 코어(11)의 치수는 길게 되어 있고, 티스(14)에 있어서의 코어(11)의 체적은, 코어(11)와 자석(12)과의 계면이 수직인 경우와 비교하여 크게 되어 있다. 이 때문에, 코어(11)가 자기 포화하기 어려워져 있어, 자석(12) 또는 코일(13)로부터 코어(11)를 통해서 고정자(2)의 돌기(21)로 들어가는 자속을 늘릴 수 있어, 가동자(1)의 추력을 향상시킬 수 있다.
또, 자석(12)은 티스(14)의 선단측이 가는 테이퍼 형상으로 되어 있기 때문에, 고정자(2)의 돌기(21)에 흡인되어도, 코어(11)로부터 빠지기 어렵다. 따라서, 가동자(1)의 강도 및 내구성을 높일 수 있다.
이상의 실시 형태에 나타낸 구성은, 내용의 일례를 나타내는 것이며, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.
1: 가동자 2: 고정자
3: 착자 요크 4: 착자 자계
10: 리니어 서보 모터 11: 코어
11a: 자석 접촉부 11b: 코어 연결부
12: 자석 12a, 12b, 12c, 12d: 자석편
13: 코일 14: 티스
15: 코어 백 16: 슬롯
21: 돌기 31: 요크 코어
32: 착자 코일 40: 가동자 코어
111: 베이스부 112: 돌출부

Claims (9)

  1. 가동 방향으로 분할된 코어와, 상기 코어의 사이에 끼워진 자석에 의해서 형성되고, 상기 가동 방향으로 신장되는 코어 백으로부터 복수의 티스가 돌출되는 형상의 가동자 코어와, 상기 티스 각각에 감겨진 코일을 가지고,
    상기 자석으로부터 상기 코어로 들어가는 자속은, 상기 가동 방향의 방향 성분과, 상기 코어 백으로부터 상기 티스로 향하는 방향인 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하고 있고, 또한 상기 코어로부터 상기 자석으로 들어가는 자속은, 상기 가동 방향의 방향 성분과, 상기 티스로부터 상기 코어 백으로 향하는 방향인 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가동자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 자석 중, 적어도 상기 티스의 부분에서는,
    상기 자석 중 상기 코어로 향해서 자속이 나오는 부분은, 상기 가동 방향의 방향 성분과, 상기 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하는 방향으로 자화되어 있고,
    상기 코어로부터 자속이 들어가는 부분은, 상기 가동 방향의 방향 성분과 상기 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하는 방향으로 자화되어 있는 것을 특징으로 하는 가동자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 자석 중 상기 코어 백의 부분에서는,
    상기 자석 중 상기 코어로 향해서 자속이 나오는 부분은, 상기 가동 방향의 방향 성분과 상기 티스 근원 방향의 방향 성분을 포함하는 방향으로 자화되어 있고,
    상기 자석 중 상기 코어로부터 자속이 들어가는 부분은, 상기 가동 방향의 방향 성분과 상기 티스 선단 방향의 방향 성분을 포함하는 방향으로 자화되어 있는 것을 특징으로 하는 가동자.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 자화 용이한 방향을 가지는 복수의 자석편으로 나누어져 있는 것을 특징으로 하는 가동자.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 티스 중, 끝에서 두 개째인 상기 티스에 배치되는 상기 자석은, 끝에서 두 개째 이외의 상기 티스에 배치되는 상기 자석보다도, 상기 가동 방향의 치수가 작은 것을 특징으로 하는 가동자.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 자화 용이한 방향을 가지는 방향성 전자 강판으로 구성되어 있고,
    상기 티스의 부분의 상기 방향성 전자 강판의 자화 용이한 방향은, 상기 티스 선단 방향 및 상기 티스 근원 방향인 것을 특징으로 하는 가동자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 코어는 상기 코어 백의 부분에서는, 상기 방향성 전자 강판의 자화 용이한 방향이 상기 가동 방향인 것을 특징으로 하는 가동자.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 티스의 선단부에서의 상기 가동 방향의 치수가 큰 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 가동자.
  9. 복수의 돌기가 배열된 막대 모양의 고정자와,
    상기 가동 방향이 상기 돌기의 배열 방향과 동일한 방향이 되도록 상기 고정자에 대향하게 배치된 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 가동자를 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 서보 모터.
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