TW201320560A - 筒型線性馬達 - Google Patents

筒型線性馬達 Download PDF

Info

Publication number
TW201320560A
TW201320560A TW101115744A TW101115744A TW201320560A TW 201320560 A TW201320560 A TW 201320560A TW 101115744 A TW101115744 A TW 101115744A TW 101115744 A TW101115744 A TW 101115744A TW 201320560 A TW201320560 A TW 201320560A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
bearing
linear motor
cylindrical
axial direction
weight
Prior art date
Application number
TW101115744A
Other languages
English (en)
Inventor
Yosuke Takaishi
Haruyuki Hasegawa
Toru Katae
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of TW201320560A publication Critical patent/TW201320560A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2207/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to arrangements for handling mechanical energy
    • H02K2207/03—Tubular motors, i.e. rotary motors mounted inside a tube, e.g. for blinds
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/102—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

一種筒型線性馬達，具備有：電樞部10，具有：筒狀之框架11；筒狀之磁軛12，由內嵌在上述框架11之磁性體製成；複數之環狀之線圈13u、13v、13w，在上述磁軛12內，排列在軸方向；軸承支架16，被固定在上述框架11之兩端部；和軸承17，被上述軸承支架16保持；激磁部20，形成分段軸狀，具有：大直徑中間部，插穿在上述電樞部10內，在軸方向排列有複數之永久磁鐵22；和小直徑軸部24b，從上述大直徑中間部延伸到軸方向之兩側，插穿在上述軸承17；和摩擦構件19，被上述軸承支架16所保持之上述小直徑軸部24b插穿，在與上述小直徑軸部24b之間產生靜摩擦力。

Description

筒型線性馬達
本發明有關於筒型線性馬達。
筒型線性馬達具備有：電樞部，係在磁性體製之筒狀之磁軛(yoke)內具有在軸方向排列的複數組之U相、V相和W相之環狀之線圈而作為定子；激磁部，在插穿到上述電樞部內之軸於軸方向排列複數之永久磁鐵，使其包夾磁性體製之板狀之間隔物而成為N極間、S極間互相面對而作為轉子；和線性軸套(linear bushing)或滾珠軸套(ball bushing)等之軸承部，用來支持設在上述電樞部之兩端部之上述軸而成為可在軸方向自由直進移動。
上述筒型線性馬達當在加速動作中切斷電源時，或不能控制之亂轉時，或控制指令錯誤時，激磁部會衝撞在軸承部，會有使電樞部或激磁部破損之危險性。另外，在將筒型線性馬達縱向放置地使用之情況，當切斷電源時，激磁部由於本身之重量會落下而衝撞在軸承部。當該衝撞重複發生時，會發生摩擦破壞、疲勞破壞，因而造成筒型線性馬達之破損。
先前技術揭示有射出成形機(例如參照專利文獻1)，在使用線性馬達進行熔融之樹脂之射出動作之射出成形機中，具備有：金屬模型；料桶(barrel)，具有與該金屬模型之空隙連通之中空部，具備有加熱手段用來對該中空部所接收到之樹脂原料進行加熱使其熔融；螺旋推料桿(screw)， 插入到上述中空部，被驅動成向軸方向進退；線性馬達之轉子，具有連結到該螺旋推料桿之後端部之輸出軸，使上述輸出軸向軸方向動作，以將熔融之樹脂從上述中空部朝向金屬模型之空隙射出；安裝部，具有線性導引部(linear guide)用來支持和導引該線性馬達之轉子；和緩衝構件，由彈簧或胺基甲酸脂緩衝劑(urethane cushion)構成，分別安裝在行程極限(stroke limit)時上述線性馬達之轉子將衝撞的前後安裝部之2個位置之部位，用來吸收和減小由於上述線性馬達之轉子之衝撞所產生之衝擊力。
另外，揭示有線性馬達(例如參照專利文獻2)，在由定子和轉子構成之線性馬達中，定子由兼作軛鐵之殼體(case)，安裝在殼體之上下內壁面於軸方向並排之複數個之突極型之鐵心，及捲繞在該鐵心之各個之繞組構成，轉子由軛鐵和安裝在其兩側之複數之永久磁鐵，及用來將轉子之軸方向之移動傳達到外部之輸出軸構成，輸出軸貫穿設在殼體之貫穿孔而被引出到外部，在殼體之軸方向之端面之2個位置配置有由橡膠般的彈性體構成之2個緩衝構件，用來吸收轉子碰撞時之動能。
另外，揭示有線性馬達之制動機構(例如參照專利文獻3)，線性馬達形成具備有：定子，經由轉動構件將轉子支持成為可自由搖動；和導引構件，設在該定子之左右兩內側面和上述轉子之左右兩外側面之間，用來控制該轉子之搖動軌道；在此種線性馬達之構成中，接觸在上述定子之一方之內面側之導引構件形成為接觸在轉子和定子之部 分之旋轉半徑均相等，另外一方之導引構件形成為接觸在轉子和定子之部分之旋轉半徑分別不同，當轉子對定子相對移動時，利用滑動摩擦產生摩擦制動力。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-355868號公報[專利文獻2]日本專利特開平07-232642號公報(第3、4頁，圖1)[專利文獻3]日本專利特開昭62-193551號公報
但是，依照專利文獻1、2所揭示之先前技術時，將2個之緩衝構件配置在輸出軸之上下或左右之2個位置。因此，會有零件數目變多之問題。另外，當轉子先衝撞在2個之緩衝構件之任一個時，會對轉子和輸出軸施加彎曲力，會有對支持輸出軸之軸承施加偏負載之問題。另外，會有轉子只能停止在衝撞於緩衝構件之位置之問題。
另外，依照專利文獻3所揭示之先前技術時，為產生摩擦制動力，使用有一方和另外一方之2種導引(guide)構件。因此，會有零件數目變多之問題。另外，因為只對轉子之另外一方施加摩擦制動力，所以對轉子施加彎曲力，會有施加偏負載之問題。
本發明是針對上述之問題所形成者，其目的是以少零件數目，低成本，獲得在驅動時和制動時不會對轉子施加 彎曲力之筒型線性馬達。
為著解決上述問題，達成目的，本發明之特徵在於具備有：電樞部(armature)，具有：筒狀之框架(frame)；筒狀之磁軛(yoke)，由內嵌在上述框架之磁性體製成；複數之環狀之線圈，在上述磁軛內，排列在軸方向；軸承支架(holder)，被固定在上述框架之兩端部；和軸承，被上述軸承支架保持；和激磁部(field)，形成分段軸狀，具有：大直徑中間部，插穿在上述電樞部內，在軸方向排列有複數之永久磁鐵；和小直徑軸部，從上述大直徑中間部延伸到軸方向之兩側，插穿在上述軸承；和摩擦構件，被上述軸承支架所保持之小直徑軸部插穿，在與上述小直徑軸部之間產生靜摩擦力。
有關於本發明之筒型線性馬達具有以少零件數目，低成本，獲得在驅動時和制動時不會對激磁部(轉子)施加彎曲力之效果。
以下根據圖面詳細地說明有關於本發明之筒型線性馬達之實施形態。另外，不以本實施形態限定本發明。
實施形態1.
第1圖是表示有關於本發明之筒型線性馬達之實施形態1之縱向剖視圖，第2圖是第1圖之A部放大圖。
如第1圖和第2圖所示，實施形態1之筒型線性馬達 91具有：筒型之電樞部10，成為定子；和激磁部20，插穿配置在電樞部10內形成與電樞部10同軸而成為轉子，中間部形成大直徑之分段軸狀。
電樞部10具備有：筒狀之框架11，由鋁或樹脂等之非磁性體製成；筒狀之磁軛12，由內嵌在框架11之磁性體金屬製成；複數之環狀之U相線圈13u、V相線圈13v、W相線圈13w，在磁軛12內排列在軸方向；環狀絕緣板14，用來使U、V、W相線圈13u、13v、13w之間互相絕緣；筒狀之捲線軸(bobbin)15，捲繞有U、V、W相線圈13u、13v、13w(環狀絕緣板14和捲線軸15可以利用樹脂形成一體。)；軸承支架16，被固定在框架11之兩端部；和線性軸套或滾珠軸套等之軸承17，被軸承支架16保持。
激磁部20具備有：管(pipe)21，由能使磁通透過之不銹鋼(SUS304)或由鋁等之非磁性材料製成；複數之厚板狀或柱狀之永久磁鐵22，在管21內排列在軸方向；和磁性體金屬製之間隔物23，插入在相鄰之永久磁鐵22之間。永久磁鐵22配置成包夾間隔物23使N極、S極互相面對。
在管21之兩端部內嵌有分段軸24之大直徑部24a，分段軸24之小直徑軸部24b從管(大直徑中間部)21延伸到軸方向之兩側。成為轉子之激磁部20在管21之兩端部嵌合有分段軸24之大直徑部24a，全體形成使中央部變粗之分段軸狀。分段軸24之小直徑軸部24b被電樞部10之兩端部之軸承17支持成為可在軸方向自由直進移動。
筒型線性馬達91利用設在電樞部(定子)10之磁感測 器(sensor)(霍爾元件(Hall device))，檢測激磁部(轉子)20之磁極之位置，或利用線性編碼器(linear encoder)檢測激磁部20之移動位置，根據該檢測位置資訊變換對U、V、W相線圈13u、13v、13w之通電，沿著電樞部10在軸方向直線驅動激磁部20。
在軸承支架16之外端部保持有被小直徑軸部24b插穿之成為摩擦構件之油封或防塵封19。油封或防塵封19用來密封油脂或灰塵(dust)，和對小直徑軸部24b施加靜摩擦力。當筒型線性馬達91設置在鉛直方向之情況時，激磁部20雖將因重力落下，但是利用油封或防塵封19之靜摩擦力保持，可以防止由於自由落下造成破損。
第3圖表示當將實施形態1之筒型線性馬達設置在鉛直方向時，轉子(激磁部20)重量(自由落下負載)在0kgf至0.20kgf之範圍，往復驅動轉子所必要之必要有效推力之計算值。如第3圖所示，在轉子重量為0kgf時，摩擦構件(油封或防塵封)19之靜摩擦力在2N時之必要有效推力大於在1N時。但是，當轉子重量超過0.14kgf時，靜摩擦力在2N時之必要有效推力小於在1N時。這是因為利用靜摩擦力支持自由落下負載，可以減小損失。
第4圖表示當將實施形態1之筒型線性馬達設置在鉛直方向時，轉子重量為0.05kgf(0.49N)，使靜摩擦力從0N變化至2N時，往復驅動轉子(激磁部20)所必要之必要有效推力之計算值。如第4圖所示，摩擦構件19之靜摩擦力在0.9N附近時必要有效推力成為最小，成為高效率。
從第4圖所示之圖形(graph)可以明白，經由在轉子和定子之間產生轉子重量之1至3倍(0.49N至1.47N)程度之靜摩擦力，可以減小筒型線性馬達91之往復驅動之必要有效推力，可以更有效地驅動。將筒型線性馬達91設置成不是鉛直而是傾斜時，亦可獲得與上述同樣之效果。另外，當連接到轉子(激磁部20)之負載具有一定之重量時，成為在轉子和定子之間產生轉子之重量和負載之重量和之1至3倍程度之靜摩擦力。
實施形態1之筒型線性馬達91因為具備有摩擦構件(油封或防塵封)19，被軸承支架16所保持之小直徑軸部24b插穿，在與小直徑軸部24b之間產生靜摩擦力，所以零件數目變少，對小直徑軸部24b(激磁部20)不會施加彎曲力。另外，因為具備有油封或防塵封19，所以可以進行電樞部10之密封。
實施形態2.
第5圖是表示有關於本發明之筒型線性馬達之實施形態2之部分放大縱向剖視圖。如第5圖所示，實施形態2之筒型線性馬達92是使用滑動軸承17a用來代替實施形態1之筒型線性馬達91之軸承17和摩擦構件19，在與小直徑軸部24b之間產生轉子(激磁部20)之重量以上，而且為轉子之重量之3倍以下之靜摩擦力。
當連接到轉子(激磁部20)之負載具有一定之重量時，在與小直徑軸部24b之間產生轉子之重量和負載之重量和之1至3倍程度之靜摩擦力。實施形態2之筒型線性馬達 92之滑動軸承17a以外之部分，與實施形態1之筒型線性馬達91沒有不同。
依照實施形態2之筒型線性馬達92時，在水平設置以外之傾斜設置或鉛直設置狀態，可以減小往復驅動之必要有效推力，可以更有效地驅動。
10‧‧‧電樞部(定子)
11‧‧‧框架
12‧‧‧磁軛
13u‧‧‧U相線圈
13v‧‧‧V相線圈
13w‧‧‧W相線圈
14‧‧‧環狀絕緣板
15‧‧‧捲線軸
16‧‧‧軸承支架
17‧‧‧軸承
17a‧‧‧滑動軸承
19‧‧‧摩擦構件(油封、防塵封)
20‧‧‧激磁部(轉子)
21‧‧‧管
22‧‧‧永久磁鐵
23‧‧‧間隔物
24‧‧‧分段軸
24a‧‧‧大直徑部
24b‧‧‧小直徑軸部
91、92‧‧‧筒型線性馬達
第1圖是表示有關於本發明之筒型線性馬達之實施形態1之縱向剖視圖。
第2圖是第1圖之A部放大圖。
第3圖表示當將實施形態1之筒型線性馬達設置在鉛直方向時，轉子重量(自由落下負載)在0kgf至0.20kgf之範圍，往復驅動轉子所必要之必要有效推力之計算值。
第4圖表示當將實施形態1之筒型線性馬達設置在鉛直方向時，轉子重量為0.05kgf(0.49N)，使靜摩擦力從0N變化至2N時，往復驅動轉子所必要之必要有效推力之計算值。
第5圖是表示有關於本發明之筒型線性馬達之實施形態2之部分放大縱向剖視圖。
10‧‧‧電樞部(定子)
11‧‧‧框架
12‧‧‧磁軛
13u‧‧‧U相線圈
13v‧‧‧V相線圈
13w‧‧‧W相線圈
14‧‧‧環狀絕緣板
15‧‧‧捲線軸
16‧‧‧軸承支架
17‧‧‧軸承
19‧‧‧摩擦構件(油封、防塵封)
20‧‧‧激磁部(轉子)
21‧‧‧管
22‧‧‧永久磁鐵
23‧‧‧間隔物
24‧‧‧分段軸
24a‧‧‧大直徑部
24b‧‧‧小直徑軸部
91‧‧‧筒型線性馬達

Claims (6)

  1. 一種筒型線性馬達，其特徵在於包括：電樞部，具有：筒狀之框架；筒狀之磁軛，由內嵌在上述框架之磁性體製成；複數之環狀之線圈，在上述磁軛內，排列在軸方向；軸承支架，被固定在上述框架之兩端部；和軸承，被上述軸承支架保持；激磁部，形成分段軸狀，具有：大直徑中間部，插穿在上述電樞部內，在軸方向排列有複數個永久磁鐵；和小直徑軸部，從上述大直徑中間部延伸到軸方向之兩側，插穿在上述軸承；和摩擦構件，被上述軸承支架所保持之上述小直徑軸部插穿，在與上述小直徑軸部之間產生靜摩擦力。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之筒型線性馬達，其中，上述摩擦構件產生上述激磁部之重量以上且為重量之3倍以下之靜摩擦力。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之筒型線性馬達，其中，上述摩擦構件產生上述激磁部之重量及連接到該激磁部之負載之重量和以上且上述重量和之3倍以下之靜摩擦力。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之筒型線性馬達，其中，上述摩擦構件為油封或防塵封。
  5. 一種筒型線性馬達，包括：電樞部，具有：筒狀之框架；筒狀之磁軛，由內嵌在上述框架之磁性體製成；複數之環狀之線圈，在上述 磁軛內，排列在軸方向；軸承支架，被固定在上述框架之兩端部；和軸承，被上述軸承支架保持；和激磁部，形成分段軸狀，具有：大直徑中間部，插穿在上述電樞部內，在軸方向排列有複數之永久磁鐵；和小直徑軸部，從上述大直徑中間部延伸到軸方向之兩側，插穿在上述軸承；其中，上述軸承為滑動軸承，在與上述小直徑軸部之間產生為上述激磁部之重量以上且為激磁部之重量之3倍以下之靜摩擦力。
  6. 一種筒型線性馬達，包括：電樞部，具有：筒狀之框架；筒狀之磁軛，由內嵌在上述框架之磁性體製成；複數之環狀之線圈，在上述磁軛內，排列在軸方向；軸承支架，被固定在上述框架之兩端部；和軸承，被上述軸承支架保持；和激磁部，形成分段軸狀，具有：大直徑中間部，插穿在上述電樞部內，在軸方向排列有複數之永久磁鐵；和小直徑軸部，從上述大直徑中間部延伸到軸方向之兩側，插穿在上述軸承；其中，上述軸承為滑動軸承，在與上述小直徑軸部之間產生上述激磁部之重量及連接到該激磁部之負載之重量和以上且上述重量和之3倍以下之靜摩擦力。
TW101115744A 2011-11-04 2012-05-03 筒型線性馬達 TW201320560A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/075469 WO2013065180A1 (ja) 2011-11-04 2011-11-04 筒型リニアモータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201320560A true TW201320560A (zh) 2013-05-16

Family

ID=47087595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101115744A TW201320560A (zh) 2011-11-04 2012-05-03 筒型線性馬達

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5042397B1 (zh)
TW (1) TW201320560A (zh)
WO (1) WO2013065180A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI613880B (zh) * 2013-03-26 2018-02-01 山洋電氣股份有限公司 線性馬達及其單元
CN107896020A (zh) * 2017-12-20 2018-04-10 宝龙电子集团有限公司 一种驱动马达

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015132864A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 株式会社安川電機 リニアモータ
JP6458334B1 (ja) 2018-02-02 2019-01-30 株式会社東京精密 リニア駆動機構及び形状測定機
CN112217367B (zh) * 2019-07-09 2022-07-19 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种组合式直线电机端盖

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07336993A (ja) * 1994-06-08 1995-12-22 Oriental Motor Co Ltd リニアパルスモータ
JP2008245399A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Mitsubishi Electric Corp シャフト型リニアモータの電機子、シャフト型リニアモータ、及びシャフト型リニアモータの電機子の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI613880B (zh) * 2013-03-26 2018-02-01 山洋電氣股份有限公司 線性馬達及其單元
CN107896020A (zh) * 2017-12-20 2018-04-10 宝龙电子集团有限公司 一种驱动马达
CN107896020B (zh) * 2017-12-20 2024-04-12 浙江宝龙机电有限公司 一种驱动马达

Also Published As

Publication number Publication date
JP5042397B1 (ja) 2012-10-03
JPWO2013065180A1 (ja) 2015-04-02
WO2013065180A1 (ja) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI491147B (zh) 筒型線性馬達
TW201320560A (zh) 筒型線性馬達
EP2403118A2 (en) Actuator
CN102349222B (zh) 直线振荡电动机
JP2014117149A (ja) リニアドライブ装置ならびにピストンポンプ装置
CN101951114B (zh) 一种永磁悬浮支承圆筒型直线电机
JP6964638B2 (ja) 電動サスペンション装置
JP2016154436A (ja) リニアモータを有するピペット装置
JP2007130712A (ja) 加工装置
CN103986301B (zh) 高动态动磁式的直线旋转一体式二自由度电机
JPWO2007063729A1 (ja) スプライン一体型リニアモータ
CN101976989B (zh) 一种主动磁浮支承圆筒型直线电机
JPWO2007111031A1 (ja) モータ及び駆動制御装置
JP5525416B2 (ja) リニアアクチュエータ
WO2007113670A3 (en) Linear electric motors
JP2010284719A (ja) 打ち抜き装置
JP2009029040A (ja) 型締装置
WO2012121173A1 (ja) 成形機
CN215662971U (zh) 用于驱动直线运动执行机构的驱动装置
JP4773302B2 (ja) 型締装置
WO2011145359A1 (ja) リニアモータ
JP2012175850A (ja) 円筒リニアモータ
KR102241514B1 (ko) 선형 시스템의 디텐트력 및 정추력 평가 방법
JP7158661B2 (ja) 縦型リニアアクチュエータ
JP2004282957A (ja) 電動シリンダ