WO2015132864A1 - Linear motor - Google Patents

Linear motor Download PDF

Info

Publication number
WO2015132864A1
WO2015132864A1 PCT/JP2014/055323 JP2014055323W WO2015132864A1 WO 2015132864 A1 WO2015132864 A1 WO 2015132864A1 JP 2014055323 W JP2014055323 W JP 2014055323W WO 2015132864 A1 WO2015132864 A1 WO 2015132864A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
linear motor
field
stroke
yoke
armature
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/055323
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
高野 透
Original Assignee
株式会社安川電機
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 株式会社安川電機 filed Critical 株式会社安川電機
Priority to PCT/JP2014/055323 priority Critical patent/WO2015132864A1/en
Publication of WO2015132864A1 publication Critical patent/WO2015132864A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion 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
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

Definitions

  • FIG. 3 shows a case where the linear motor 1 of the present embodiment is used in a vertically placed state, for example, arranged in the vertical direction.
  • the linear motor 1 is arranged so that the stroke direction of the mover 20 is substantially the vertical direction.
  • the yoke 2 is located below the field portion 22 at the lower end portion 2a of the yoke 2 so that the lower stroke end portion of the field portion 22 is close to the lower end portion 2a of the yoke 2.
  • the protrusion amount d1 from the stroke end on the side is set.

Abstract

[Problem] To make it possible to hold the shaft of a linear motor at a predetermined position when the linear motor is not activated, without requiring a shaft holding mechanism such as, for example, a spring. [Solution] A linear motor (1) has a stator (10) and a mover (20) and also has: a cylindrical armature portion (12) equipped with a plurality of coils (11) provided side by side in a stroke direction of the mover (20); a field portion (22) that is equipped with permanent magnets (21) disposed facing the inner circumferential surface of the armature portion (12) and is constructed so as to move relatively with respect to the armature portion (12) in the stroke direction; and a cylindrical yoke (2) having the armature portion (12) secured on the inner circumferential surface thereof and a projection amount (d1) set from a stroke end of the field portion (22) in the stroke direction so that the magnetic attraction occurring in the direction of attracting the field portion (22) toward the center side of the armature portion (12) becomes a predetermined magnitude or more while the mover (20) is being positioned within a moving range when the armature portion (12) is not activated.

Description

リニアモータLinear motor
 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、円筒状のヨークと、ヨークの内側に固定され複数のコイルを軸方向に並設したコイル組立体と、コイル組立体の内側に軸方向に相対移動可能に設けられたシャフトと、シャフトに固定され複数の永久磁石を軸方向に並設した永久磁石組立体と、を有するリニアモータが記載されている。 In Patent Document 1, a cylindrical yoke, a coil assembly fixed inside the yoke and a plurality of coils arranged in parallel in the axial direction, and a shaft provided inside the coil assembly so as to be relatively movable in the axial direction are disclosed. And a permanent magnet assembly having a plurality of permanent magnets arranged in parallel in the axial direction and fixed to the shaft.
特開2013-255313号公報JP 2013-255313 A
 上記従来技術のような構造のリニアモータでは、無通電時にシャフトを初期位置に戻したり、リニアモータを鉛直方向に沿って設置する場合には無通電時にシャフトの落下防止を図るために、バネ等を用いたシャフトの保持機構を設置する場合がある。 In the linear motor having the structure as in the above prior art, a spring or the like is used to return the shaft to the initial position when there is no current, or to prevent the shaft from dropping when there is no current when the linear motor is installed along the vertical direction. There is a case where a shaft holding mechanism is used.
 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、バネ等を用いたシャフトの保持機構を設置することなく無通電時にシャフトを所定の位置に保持可能なリニアモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a linear motor capable of holding a shaft in a predetermined position when no power is supplied without installing a shaft holding mechanism using a spring or the like. Objective.
 上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、固定子と可動子を有するリニアモータであって、前記可動子のストローク方向に並設された複数のコイルを備えた筒状の電機子部と、前記電機子部の内周面に対向して配置された永久磁石を備え、前記電機子部に対して前記ストローク方向に相対移動するように構成された界磁部と、前記電機子部が内周面に固定され、前記電機子部への無通電時に前記界磁部の移動範囲内に位置する状態で前記界磁部を前記電機子部の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力が所定の大きさ以上となるように前記ストローク方向における前記界磁部のストローク端部からの突出量が設定された、筒状のヨークと、を有するリニアモータが適用される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a linear motor having a stator and a mover, and having a cylindrical shape provided with a plurality of coils arranged in parallel in the stroke direction of the mover. An armature part, a field magnet part provided with a permanent magnet disposed opposite to an inner peripheral surface of the armature part, and configured to move relative to the armature part in the stroke direction; The armature portion is fixed to the inner peripheral surface, and is generated in a direction in which the field portion is pulled toward the center side of the armature portion in a state where the armature portion is positioned within the movement range of the field portion when no power is supplied to the armature portion. A linear motor having a cylindrical yoke in which an amount of protrusion of the field portion from the stroke end in the stroke direction is set so that the magnetic attraction force is equal to or greater than a predetermined magnitude is applied.
 また、本発明の別の観点によれば、固定子と可動子を有するリニアモータであって、筒状のヨークと、前記ヨークの内周面に固定され、前記可動子のストローク方向に並設された複数のコイルを備えた筒状の電機子部と、前記電機子部の内周面に対向して配置された永久磁石を備え、前記電機子部に対して前記ストローク方向に相対移動するように構成された界磁部と、前記電機子部への無通電時に、前記ヨークと前記界磁部との間に作用する磁気吸引力により前記可動子を前記界磁部の移動範囲内の所定位置に保持する手段と、を有するリニアモータが適用される。 According to another aspect of the present invention, a linear motor having a stator and a mover is fixed to a cylindrical yoke and an inner peripheral surface of the yoke, and is arranged in parallel in the stroke direction of the mover. And a permanent magnet disposed opposite to the inner peripheral surface of the armature portion, and relatively moves in the stroke direction with respect to the armature portion. When the energization is not applied to the field portion configured as described above and the armature portion, the mover is moved within the moving range of the field portion by a magnetic attraction force acting between the yoke and the field portion. And a linear motor having means for holding in place.
 本発明によれば、バネ等を用いたシャフトの保持機構を設置することなく無通電時にリニアモータのシャフトを所定の位置に保持できる。 According to the present invention, the shaft of the linear motor can be held at a predetermined position without energization without installing a shaft holding mechanism using a spring or the like.
実施形態に係るリニアモータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the linear motor which concerns on embodiment. ヨーク端部を界磁部のストローク端部に近接させることによる磁気吸引力の発生原理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the generation | occurrence | production principle of the magnetic attraction force by making a yoke edge part adjoin to the stroke edge part of a field part. 実施形態に係るリニアモータを鉛直方向に設置した場合の縦断面図である。It is a longitudinal section at the time of installing the linear motor concerning an embodiment in the perpendicular direction. ヨークの両端部が界磁部のストローク両端部に近接する変形例におけるリニアモータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the linear motor in the modification which the both ends of a yoke adjoin to the stroke both ends of a field part. 電機子部の寸法が界磁部の寸法より短い変形例におけるリニアモータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the linear motor in the modification whose dimension of an armature part is shorter than the dimension of a field part. 界磁部の寸法が電機子部の寸法とほぼ等しい変形例におけるリニアモータの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the linear motor in the modification in which the dimension of a field part is substantially equal to the dimension of an armature part.
 以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、リニアモータ等の構成の説明の便宜上、上下左右等の方向を適宜使用するが、リニアモータ等の各構成の位置関係を限定するものではない。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, for convenience of description of the configuration of the linear motor and the like, directions such as up and down, left and right are used as appropriate, but the positional relationship of each configuration of the linear motor and the like is not limited.
 <リニアモータの構成>
 図1を用いて、本実施形態に係るリニアモータ1の構成について説明する。図1に示すように、リニアモータ1はシリンダ型のリニアモータである。図1では、リニアモータ1を例えば水平方向に配置して横置き状態で使用する場合を一例として示している。リニアモータ1は、ヨーク2と、固定子10と、可動子20と、を有する。
<Configuration of linear motor>
The configuration of the linear motor 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the linear motor 1 is a cylinder-type linear motor. In FIG. 1, the case where the linear motor 1 is arrange | positioned in a horizontal direction, for example, and is used in a horizontal state is shown as an example. The linear motor 1 includes a yoke 2, a stator 10, and a mover 20.
 固定子10は、筒状の電機子部12を備えている。電機子部12は、可動子20のストローク方向(図1中左右方向)に並設された複数(この例では9)の環状のコイル11を有する。この電機子部12は、ヨーク2の内周面に固定されている。 The stator 10 includes a cylindrical armature portion 12. The armature portion 12 has a plurality (9 in this example) of annular coils 11 arranged in parallel in the stroke direction (left and right direction in FIG. 1) of the mover 20. The armature portion 12 is fixed to the inner peripheral surface of the yoke 2.
 可動子20は、界磁部22を備えている。界磁部22は、上記ストローク方向に並設された複数(この例では4)の永久磁石21と、磁性部材23と、を有する。永久磁石21は、電機子部12の内周面と磁気的空隙を空けて対向して配置されている。隣り合う2つの永久磁石21は、NSの磁極のうち一方の磁極が対向するように配置されている。磁性部材23は、隣り合う2つの永久磁石21の対向面の間に配置されている。これら永久磁石21及び磁性部材23の径方向中心部には、軸方向に貫通するシャフト5が設けられている。 The mover 20 includes a field portion 22. The field magnet portion 22 has a plurality (four in this example) of permanent magnets 21 and a magnetic member 23 arranged in parallel in the stroke direction. The permanent magnet 21 is arranged to face the inner peripheral surface of the armature portion 12 with a magnetic gap. Two adjacent permanent magnets 21 are disposed such that one of the NS magnetic poles faces the other. The magnetic member 23 is disposed between the opposing surfaces of two adjacent permanent magnets 21. A shaft 5 penetrating in the axial direction is provided at the radial center of the permanent magnet 21 and the magnetic member 23.
 シャフト5は、ヨーク2の軸方向一方側(図1中右側)及び他方側(図1中左側)の端部に設けられた負荷側ブラケット3及び反負荷側ブラケット4に、直動軸受6,7(例えば滑り軸受、転がり軸受、ボールスプライン等)を介して上記ストローク方向に移動自在に支持されている。これにより、界磁部22(可動子20)は、電機子部12(固定子10)に対して上記ストローク方向に相対移動するように構成されている。 The shaft 5 is connected to the load-side bracket 3 and the anti-load-side bracket 4 provided at the ends of one side (right side in FIG. 1) and the other side (left side in FIG. 1) of the yoke 2 with linear motion bearings 6 and 6. 7 (for example, a sliding bearing, a rolling bearing, a ball spline, etc.) is supported so as to be movable in the stroke direction. Thereby, the field part 22 (movable element 20) is comprised so that it may move relatively in the said stroke direction with respect to the armature part 12 (stator 10).
 ヨーク2は、磁性材料により筒状(例えば円筒状)に形成されている。なお、本実施形態では、ヨーク2がリニアモータ1のハウジングを兼ねた構成としているが、ヨーク2のさらに外周にハウジングを別に設けてもよい。 The yoke 2 is formed in a cylindrical shape (for example, a cylindrical shape) from a magnetic material. In this embodiment, the yoke 2 serves as the housing of the linear motor 1. However, a housing may be provided separately on the outer periphery of the yoke 2.
 図1に示すように、ヨーク2は、上記ストローク方向における一方側(図1中右側)の端部2aが界磁部22のストローク端部と近接するように、界磁部22のストローク端部からわずかに所定の突出量d1だけ突出するように形成されている。一方、ヨーク2の上記ストローク方向における他方側(図1中左側)の端部2bは、界磁部22のストローク端部から所定の突出量d2だけ突出するように形成されている。突出量d2は、突出量d1よりも大きく設定される。その結果、リニアモータ1は、ストローク(電機子部12)の中心位置Osとヨーク2の中心位置Oyとがストローク方向にずれた構成となっている。 As shown in FIG. 1, the yoke 2 has a stroke end portion of the field portion 22 such that an end portion 2 a on one side (right side in FIG. 1) in the stroke direction is close to the stroke end portion of the field portion 22. Is formed so as to protrude slightly by a predetermined protrusion amount d1. On the other hand, the end 2b on the other side (left side in FIG. 1) of the yoke 2 in the stroke direction is formed so as to protrude from the stroke end of the field portion 22 by a predetermined protrusion amount d2. The protrusion amount d2 is set larger than the protrusion amount d1. As a result, the linear motor 1 has a configuration in which the center position Os of the stroke (armature portion 12) and the center position Oy of the yoke 2 are shifted in the stroke direction.
 なお、上記「ストローク端部」とは、界磁部22がストローク方向一方側及び他方側に移動可能な範囲(以下「移動範囲」という)の端部をいう。本実施形態では、界磁部22の移動範囲は電機子部12のストローク方向の長さよりも僅かに長くなっている。 The “stroke end” refers to an end of a range in which the field portion 22 can move to one side and the other side in the stroke direction (hereinafter referred to as “movement range”). In the present embodiment, the moving range of the field part 22 is slightly longer than the length of the armature part 12 in the stroke direction.
 上記突出量d1は、電機子部12への無通電時に、界磁部22が移動範囲内(例えばストローク端部)に位置する状態で、ヨーク2と界磁部22との間で界磁部22を電機子部12(ヨーク2)の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力が所定の大きさ以上となるように、設定される。所定の大きさは、シャフト5と軸受6,7の摩擦力等に応じて界磁部22及びシャフト5が固定子10等に対して移動可能な大きさとなるように、決定される。 The protruding amount d1 is the field portion between the yoke 2 and the field portion 22 in a state where the field portion 22 is located within the movement range (for example, the stroke end portion) when the armature portion 12 is not energized. The magnetic attraction force generated in the direction in which 22 is pulled toward the center side of the armature portion 12 (yoke 2) is set to be a predetermined magnitude or more. The predetermined size is determined so that the field portion 22 and the shaft 5 are movable with respect to the stator 10 and the like according to the frictional force between the shaft 5 and the bearings 6 and 7.
 上記突出量d2は、電機子部12への通電時に、界磁部22が上記他方側(図1中左側)のストローク端部に位置する状態で、ヨーク2と界磁部22との間で界磁部22を電機子部12(ヨーク2)の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力がほぼ0となる(影響が無い程度に小さくなる)ように、設定される。 The protrusion d2 is between the yoke 2 and the field portion 22 in a state where the field portion 22 is located at the stroke end on the other side (left side in FIG. 1) when the armature portion 12 is energized. The magnetic attraction force generated in the direction in which the field portion 22 is pulled toward the center side of the armature portion 12 (yoke 2) is set to be substantially zero (small enough to have no effect).
 上記構成により、界磁部22が上記一方側(図1中右側)のストローク端部近傍に位置する状態(図1に示す状態)で、リニアモータ1の電源が遮断された場合に、ヨーク2と界磁部22との間で作用する磁気吸引力によって界磁部22をストローク方向他方側(図1中左側)に向けて移動させ、シャフト5を所定の位置(例えば初期位置等)に戻す等が可能となる。なお、上記と反対に、界磁部22が上記他方側(図1中左側)のストローク端部近傍に位置する状態で、リニアモータ1の電源が遮断された場合には、界磁部22を電機子部12の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力は生じない。 With the above configuration, when the power of the linear motor 1 is shut off in a state (state shown in FIG. 1) where the field portion 22 is located near the stroke end portion on the one side (right side in FIG. 1), the yoke 2 The field portion 22 is moved toward the other side in the stroke direction (left side in FIG. 1) by a magnetic attractive force acting between the shaft 5 and the field portion 22, and the shaft 5 is returned to a predetermined position (for example, an initial position). Etc. are possible. Contrary to the above, when the power of the linear motor 1 is shut off in a state where the field portion 22 is positioned near the stroke end on the other side (left side in FIG. 1), the field portion 22 is There is no magnetic attractive force that is generated in the direction in which the armature portion 12 is pulled toward the center.
 <磁気吸引力の発生原理>
 次に、図2を用いて、ヨーク2の端部2aを界磁部22のストローク端部に近接させることによる上記磁気吸引力の発生原理を説明する。図2に示すように、ヨーク2は、ストローク方向における一方側(図2中右側)の端部2aが界磁部22の一方側のストローク端部からわずかな突出量d1だけ突出している。界磁部22がストローク方向一方側に移動してストローク端部に近づくと、ヨーク2の端部2aの突出量d1が上述のように小さく設定されていることから、界磁部22の永久磁石21による磁束がストローク方向一方側の外方へ漏れ出た漏れ磁束Fが生じる。このため、界磁部22とヨーク2との間の磁気回路にストローク方向のアンバランスが発生し、上記漏れ磁束Fに起因して界磁部22を電機子部12の中心側(ヨーク2の中心側でもある)に引き込む方向に磁気吸引力が発生する。一方、界磁部22がストローク方向他方側(図2中左側)に移動してストローク端部に近づいても、上記突出量d2が上述のように大きく設定されていることから、界磁部22とヨーク2との間の磁気回路にストローク方向のアンバランスが発生せず、上記磁気吸引力は発生しない。
<Generation principle of magnetic attraction force>
Next, the principle of generation of the magnetic attraction force by bringing the end 2a of the yoke 2 close to the stroke end of the field magnet portion 22 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the yoke 2 has an end 2a on one side (right side in FIG. 2) in the stroke direction protruding from the stroke end on one side of the field portion 22 by a slight protrusion amount d1. When the field magnet part 22 moves to one side in the stroke direction and approaches the stroke end part, the projection amount d1 of the end part 2a of the yoke 2 is set small as described above. Leakage magnetic flux F is generated in which the magnetic flux from 21 leaks outward on one side in the stroke direction. For this reason, an imbalance in the stroke direction occurs in the magnetic circuit between the field portion 22 and the yoke 2, and the field portion 22 is moved to the center side of the armature portion 12 (of the yoke 2 due to the leakage magnetic flux F). A magnetic attractive force is generated in the direction of pulling in (which is also the center side). On the other hand, even when the field portion 22 moves to the other side in the stroke direction (left side in FIG. 2) and approaches the stroke end portion, the protrusion amount d2 is set large as described above. There is no unbalance in the stroke direction in the magnetic circuit between the yoke 2 and the yoke 2, and the magnetic attractive force is not generated.
 <リニアモータを縦置き配置とする場合>
 図3は、本実施形態のリニアモータ1を例えば鉛直方向に配置して縦置き状態で使用する場合を示している。図3に示す例では、リニアモータ1は、可動子20のストローク方向が実質的に鉛直方向となるように配置される。この場合、ヨーク2は、界磁部22の下方側のストローク端部がヨーク2の下方側の端部2aと近接するように、ヨーク2の下方側の端部2aの界磁部22の下方側のストローク端部からの突出量d1が設定される。
<When linear motor is placed vertically>
FIG. 3 shows a case where the linear motor 1 of the present embodiment is used in a vertically placed state, for example, arranged in the vertical direction. In the example shown in FIG. 3, the linear motor 1 is arranged so that the stroke direction of the mover 20 is substantially the vertical direction. In this case, the yoke 2 is located below the field portion 22 at the lower end portion 2a of the yoke 2 so that the lower stroke end portion of the field portion 22 is close to the lower end portion 2a of the yoke 2. The protrusion amount d1 from the stroke end on the side is set.
 上記突出量d1は、電機子部12への無通電時に、界磁部22が移動範囲内(例えばストローク下端部)に位置する状態で、界磁部22を電機子部12(ヨーク2)の中心側(すなわち鉛直方向上側)に引き込む方向に生じる磁気吸引力が所定の大きさ以上となるように、設定される。この場合における所定の大きさは、シャフト5及び界磁部22の重量や軸受6,7の摩擦力等に応じて、界磁部22及びシャフト5が固定子10等に対して所定の位置に保持されるように、決定される。このヨーク2の突出量d1以外の構成は、図1に示す構成と同様であるので説明を省略する。 The protrusion amount d1 is such that when the armature portion 12 is not energized, the field portion 22 is positioned within the movement range (for example, the lower end portion of the stroke) while the field portion 22 is positioned on the armature portion 12 (yoke 2). The magnetic attraction force generated in the direction of pulling in the center side (that is, the upper side in the vertical direction) is set so as to be a predetermined magnitude or more. The predetermined size in this case is such that the field portion 22 and the shaft 5 are positioned at predetermined positions with respect to the stator 10 and the like according to the weight of the shaft 5 and the field portion 22 and the frictional force of the bearings 6 and 7. It is determined to be retained. The configuration other than the protrusion amount d1 of the yoke 2 is the same as the configuration shown in FIG.
 上記構成により、リニアモータ1を縦置きとする場合には、界磁部22が下方側のストローク端部近傍に位置する状態(図3に示す状態)で、リニアモータ1の電源が遮断された場合に、ヨーク2と界磁部22との間で作用する磁気吸引力によって、界磁部22及びシャフト5の落下を防止することが可能となる。 With the above configuration, when the linear motor 1 is placed vertically, the power of the linear motor 1 is cut off in a state where the field portion 22 is positioned near the lower stroke end (the state shown in FIG. 3). In this case, it is possible to prevent the field portion 22 and the shaft 5 from falling due to the magnetic attractive force acting between the yoke 2 and the field portion 22.
 以上において、突出量d1が設定されたヨーク2と界磁部22とは、電機子部12への無通電時にヨーク2と界磁部22との間に作用する磁気吸引力により可動子20を界磁部22の移動範囲内の所定位置に保持する手段の一例に相当する。 In the above, the yoke 2 and the field portion 22 in which the projection amount d1 is set are used to move the mover 20 by the magnetic attractive force acting between the yoke 2 and the field portion 22 when the armature portion 12 is not energized. This corresponds to an example of means for holding the magnetic field portion 22 at a predetermined position within the moving range.
 <実施形態の効果>
 以上説明したように、本実施形態によれば、リニアモータ1が例えば水平方向に配置される場合には、ヨーク2と界磁部22との間で作用する磁気吸引力によって、無通電時に界磁部22やシャフト5を所定の位置(例えば初期位置)に戻すこと等が可能となる。また、リニアモータ1が例えば鉛直方向に配置される場合には、上記磁気吸引力によって、無通電時に界磁部22やシャフト5の落下を防止すること等が可能となる。そして、磁気吸引力を利用するので、バネ等を用いたシャフト5の保持機構を設置する必要が無い。したがって、リニアモータ1の体格を大型化することなく、無通電時にシャフト5を所定の位置に保持することができる。また、バネ等を用いた保持機構を備えたリニアモータと比べた場合、寿命部品であるバネが不要になり、且つ、設置スペースの削減及びモータ体格を小型化できるというメリットがある。
<Effect of embodiment>
As described above, according to the present embodiment, when the linear motor 1 is disposed, for example, in the horizontal direction, the magnetic attraction force acting between the yoke 2 and the field magnet portion 22 causes the field when no current is applied. It is possible to return the magnetic part 22 and the shaft 5 to a predetermined position (for example, an initial position). Further, when the linear motor 1 is arranged in the vertical direction, for example, the magnetic attraction force can prevent the field portion 22 and the shaft 5 from dropping when no current is applied. And since magnetic attraction force is utilized, it is not necessary to install the holding mechanism of the shaft 5 using a spring. Therefore, the shaft 5 can be held at a predetermined position when no power is supplied without increasing the size of the linear motor 1. Further, when compared with a linear motor provided with a holding mechanism using a spring or the like, there is an advantage that a spring which is a life component is not necessary, installation space can be reduced, and the motor size can be reduced.
 また、本実施形態では特に、ヨーク2のストローク方向における一方側の端部2aが、界磁部22のストローク方向における一方側のストローク端部と近接するように、突出量d1が設定される。これにより、界磁部22が一方側のストローク端部近傍に移動した際に、磁気回路のストローク方向のアンバランスが発生する確実性を高めることができ、その結果、ヨーク2と界磁部22との間で界磁部22を電機子部12(ヨーク2)の中心側に引き込む方向に磁気吸引力が発生する確実性を高めることができる。 Further, in the present embodiment, in particular, the protrusion amount d1 is set so that the one end portion 2a in the stroke direction of the yoke 2 is close to the one stroke end portion in the stroke direction of the field magnet portion 22. Thereby, when the field part 22 moves to the vicinity of the stroke end on one side, it is possible to improve the certainty that the imbalance in the stroke direction of the magnetic circuit occurs. As a result, the yoke 2 and the field part 22 can be improved. Thus, the certainty that the magnetic attractive force is generated in the direction in which the field portion 22 is pulled toward the center of the armature portion 12 (yoke 2) can be increased.
 また、本実施形態では特に、リニアモータ1のストローク方向が鉛直方向となるように設置された場合は、ヨーク2は、界磁部22の下方側のストローク端部がヨーク2の下方側の端部2aと近接するように、突出量d1が設定される。これにより、界磁部22が下方側のストローク端部近傍に移動した際に、界磁部22を上方側に引き上げるように磁気吸引力を発生させることができる。その結果、無通電時に界磁部22やシャフト5が落下するのを防止することができる。 In this embodiment, particularly, when the linear motor 1 is installed so that the stroke direction is the vertical direction, the yoke 2 has a lower stroke end of the field portion 22 at the lower end of the yoke 2. The protrusion amount d1 is set so as to be close to the portion 2a. Thereby, when the field part 22 moves to the vicinity of the lower stroke end part, a magnetic attractive force can be generated so as to pull the field part 22 upward. As a result, it is possible to prevent the field portion 22 and the shaft 5 from dropping when there is no energization.
 <変形例>
 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。
<Modification>
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)ヨークの両端部が界磁部のストローク両端部に近接する場合
 上記実施形態では、ヨーク2は、ストローク方向における一方側の端部2aが界磁部22の一方側のストローク端部に近接するように構成されたが、ヨーク2の両端部が界磁部22の両側のストローク端部に近接するように構成されてもよい。本変形例のリニアモータの一例を図4に示す。図4において図1と同一の部材については同一の符号を付して適宜説明を省略又は簡略化する。
(1) When both end portions of the yoke are close to both stroke end portions of the field portion In the above embodiment, the yoke 2 has one end portion 2a in the stroke direction at one stroke end portion of the field portion 22. Although it is configured to be close to each other, both end portions of the yoke 2 may be configured to be close to stroke end portions on both sides of the field magnet portion 22. An example of the linear motor of this modification is shown in FIG. 4, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
 図4に示すように、本変形例のリニアモータ1Aでは、ヨーク2は、ストローク方向における一方側(図4中右側)の端部2aに加えて、他方側(図4中左側)の端部2bについても、界磁部22のストローク端部と近接するように構成されている。つまり、ヨーク2は、一方側の端部2aが界磁部22のストローク端部からわずかに所定の突出量d1だけ突出すると共に、他方側の端部2bが界磁部22のストローク端部からわずかに所定の突出量d2だけ突出するように形成されている。 As shown in FIG. 4, in the linear motor 1 </ b> A of this modification, the yoke 2 has an end portion on the other side (left side in FIG. 4) in addition to the end portion 2 a on one side (right side in FIG. 4) in the stroke direction. 2b is also configured to be close to the stroke end of the field portion 22. That is, the yoke 2 has an end 2a on one side slightly projecting from the stroke end of the field portion 22 by a predetermined projection amount d1, and an end 2b on the other side from the stroke end of the field portion 22. It is formed so as to protrude slightly by a predetermined protrusion amount d2.
 上記突出量d1,d2は、電機子部12への無通電時に、界磁部22が移動範囲内(例えば一方側及び他方側のストローク端部)に位置する状態で、ヨーク2と界磁部22との間で界磁部22を電機子部12(ヨーク2)の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力が所定の大きさ以上となるように、設定される。一方側及び他方側の磁気吸引力の大きさを等しくする場合には突出量d1,d2は等しく設定され、磁気吸引力の大きさを異ならせる場合には突出量d1,d2も異なるように設定される。 The protrusions d1 and d2 are the same as the yoke 2 and the field portion when the armature portion 12 is not energized and the field portion 22 is located within the movement range (for example, the stroke end on one side and the other side). The magnetic attraction force generated in the direction in which the field magnet portion 22 is pulled to the center side of the armature portion 12 (yoke 2) is set to be greater than or equal to a predetermined magnitude. When the magnitudes of the magnetic attraction forces on one side and the other side are made equal, the projection amounts d1 and d2 are set to be equal, and when the magnitudes of the magnetic attraction forces are made different, the projection amounts d1 and d2 are also set to be different. Is done.
 本変形例によれば、界磁部22が一方側及び他方側のいずれのストローク端部近傍に移動した場合でも、磁気回路のストローク方向のアンバランスを発生させて、磁気吸引力により界磁部22を電機子部12の中心側に引き込むことができる。 According to this modification, even when the field portion 22 moves to the vicinity of either one of the stroke end portions on the one side or the other side, an unbalance in the stroke direction of the magnetic circuit is generated, and the field portion is generated by the magnetic attraction force. 22 can be pulled into the center side of the armature portion 12.
 (2)電機子部の寸法が界磁部の寸法より短い場合
 上記実施形態では、電機子部12のストローク方向の長さが界磁部22より長い場合を一例として説明したが、界磁部22より短い構成としてもよい。本変形例のリニアモータの一例を図5に示す。図5において図1等と同一の部材については同一の符号を付して適宜説明を省略又は簡略化する。
(2) When the dimension of an armature part is shorter than the dimension of a field part In the said embodiment, although the case where the length of the stroke direction of the armature part 12 was longer than the field part 22 was demonstrated as an example, a field part A configuration shorter than 22 may be used. An example of the linear motor of this modification is shown in FIG. In FIG. 5, the same members as those in FIG. 1 and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
 図5に示すように、本変形例のリニアモータ1Bでは、界磁部22は、ストローク方向(図5中左右方向)に並設された複数(この例では4)の永久磁石21と、各永久磁石21の間に配置された複数(この例では3)の磁性部材23と、を有する。電機子部12は、ストローク方向に並設された複数(この例では3)の環状のコイル11を有する。電機子部12は、界磁部22よりもストローク方向の寸法が短く構成されている。 As shown in FIG. 5, in the linear motor 1 </ b> B of this modification, the field magnet portion 22 includes a plurality of (4 in this example) permanent magnets 21 arranged in parallel in the stroke direction (left and right direction in FIG. 5), A plurality of (three in this example) magnetic members 23 disposed between the permanent magnets 21. The armature part 12 has a plurality (three in this example) of annular coils 11 arranged in parallel in the stroke direction. The armature portion 12 is configured to have a shorter dimension in the stroke direction than the field portion 22.
 ヨーク2は、ストローク方向における両端部2a,2bが界磁部22のストローク両端部と近接するように構成されている。前述の図4と同様に、突出量d1,d2は、電機子部12への無通電時に、界磁部22が移動範囲内(例えば一方側及び他方側のストローク端部)に位置する状態で、ヨーク2と界磁部22との間で界磁部22を電機子部12(ヨーク2)の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力が所定の大きさ以上となるように、設定される。 The yoke 2 is configured such that both end portions 2a and 2b in the stroke direction are close to both stroke end portions of the field magnet portion 22. Similar to FIG. 4 described above, the protrusion amounts d1 and d2 are determined when the field portion 22 is located within the movement range (for example, the stroke end portions on one side and the other side) when the armature portion 12 is not energized. The magnetic attraction force generated between the yoke 2 and the field portion 22 in the direction in which the field portion 22 is pulled toward the center of the armature portion 12 (yoke 2) is set to a predetermined magnitude or more. .
 本変形例によれば、界磁部22が一方側及び他方側のいずれのストローク端部近傍に移動した場合でも、磁気回路のストローク方向のアンバランスを発生させて、磁気吸引力により界磁部22を電機子部12の中心側に引き込むことができる。 According to this modification, even when the field portion 22 moves to the vicinity of either one of the stroke end portions on the one side or the other side, an unbalance in the stroke direction of the magnetic circuit is generated, and the field portion is generated by the magnetic attraction force. 22 can be pulled into the center side of the armature portion 12.
 (3)界磁部の寸法が電機子部の寸法とほぼ等しい場合
 以上では、電機子部12と界磁部22とでストローク方向の長さが異なる場合を一例として説明したが、これらの長さがほぼ等しい構成としてもよい。本変形例のリニアモータの一例を図6に示す。図6において図1等と同一の部材については同一の符号を付して適宜説明を省略又は簡略化する。
(3) When the dimension of the field part is substantially equal to the dimension of the armature part In the above, the case where the armature part 12 and the field part 22 have different lengths in the stroke direction has been described as an example. It is good also as a structure with substantially equal. An example of the linear motor of this modification is shown in FIG. In FIG. 6, the same members as those in FIG. 1 and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified as appropriate.
 図6に示すように、本変形例のリニアモータ1Cでは、界磁部22のストローク方向の寸法が、電機子部12のストローク方向の寸法と実質的に等しい。つまり、このリニアモータ1Cでは、界磁部22を電機子部12の端面よりストローク方向外方に一定量突出させつつ界磁部22を往復移動させる。このようなリニアモータ1Cは、要求されるストロークが比較的小さな場合に好適である。 As shown in FIG. 6, in the linear motor 1 </ b> C of this modification, the dimension of the field part 22 in the stroke direction is substantially equal to the dimension of the armature part 12 in the stroke direction. That is, in the linear motor 1 </ b> C, the field portion 22 is reciprocated while protruding the field portion 22 from the end face of the armature portion 12 by a certain amount outward in the stroke direction. Such a linear motor 1C is suitable when a required stroke is relatively small.
 本変形例によれば、同じストロークを得るのに従来の一般的な構造(電機子部を界磁部より長くする構造)と比べて電機子部12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1C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、部品点数が少なくなるので、コストを削減することができる。 According to this modification, the number of the coils 11 of the armature part 12 can be reduced as compared with the conventional general structure (structure in which the armature part is longer than the field part) to obtain the same stroke. . As a result, the overall length of the linear motor 1C can be shortened, and the motor can be reduced in size and weight. In addition, since the number of parts is reduced, the cost can be reduced.
 (4)その他
 以上では、リニアモータの界磁部22を可動子とし、電機子部12を固定子とした場合を説明したが、反対に界磁部22を固定子とし、電機子部12を可動子としてもよい。
(4) Others In the above description, the case where the magnetic field portion 22 of the linear motor is a mover and the armature portion 12 is a stator has been described. Conversely, the field portion 22 is a stator and the armature portion 12 is It may be a mover.
 なお、以上の説明における「等しい」とは、厳密な意味ではない。すなわち、「等しい」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に等しい」という意味である。 Note that “equal” in the above description does not have a strict meaning. In other words, “equal” means that “tolerance and error in manufacturing are allowed by design and is“ substantially equal ”.
 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、上記実施形態や各変形例は、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 above-described embodiment and each modification are implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
 1,1A,1B,1C        リニアモータ
 2      ヨーク
 2a,2b  端部
 10     固定子
 11     コイル
 12     電機子部
 20     可動子
 21     永久磁石
 22     界磁部
 d1,d2  突出量
1, 1A, 1B, 1C Linear motor 2 Yoke 2a, 2b End 10 Stator 11 Coil 12 Armature 20 Mover 21 Permanent magnet 22 Field part d1, d2 Projection amount

Claims (5)

  1.  固定子と可動子を有するリニアモータであって、
     前記可動子のストローク方向に並設された複数のコイルを備えた筒状の電機子部と、
     前記電機子部の内周面に対向して配置された永久磁石を備え、前記電機子部に対して前記ストローク方向に相対移動するように構成された界磁部と、
     前記電機子部が内周面に固定され、前記電機子部への無通電時に前記界磁部の移動範囲内に位置する状態で前記界磁部を前記電機子部の中心側に引き込む方向に生じる磁気吸引力が所定の大きさ以上となるように前記ストローク方向における前記界磁部のストローク端部からの突出量が設定された、筒状のヨークと、
    を有することを特徴とするリニアモータ。
    A linear motor having a stator and a mover,
    A cylindrical armature portion including a plurality of coils arranged in parallel in the stroke direction of the mover;
    A permanent magnet disposed opposite to the inner peripheral surface of the armature portion, and a field portion configured to move relative to the armature portion in the stroke direction;
    The armature portion is fixed to the inner peripheral surface, and the field portion is pulled in the center side of the armature portion in a state where the armature portion is positioned within the movement range of the field portion when no power is supplied to the armature portion. A cylindrical yoke in which the amount of protrusion from the stroke end of the field portion in the stroke direction is set so that the magnetic attraction force generated is greater than or equal to a predetermined magnitude;
    The linear motor characterized by having.
  2.  前記ヨークは、
     前記ストローク方向における一方側の端部が前記界磁部の前記ストローク方向における一方側のストローク端部と近接するように、前記突出量が設定される
    ことを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。
    The yoke is
    2. The linear amount according to claim 1, wherein the protruding amount is set so that one end portion in the stroke direction is close to one stroke end portion in the stroke direction of the field magnet portion. motor.
  3.  前記リニアモータは、
     前記ストローク方向が鉛直方向となるように設置され、
     前記ヨークは、
     前記界磁部の下方側のストローク端部が前記ヨークの下方側の端部と近接するように、前記突出量が設定される
    ことを特徴とする請求項2に記載のリニアモータ。
    The linear motor is
    It is installed so that the stroke direction is the vertical direction,
    The yoke is
    3. The linear motor according to claim 2, wherein the protrusion amount is set so that a lower stroke end portion of the field magnet portion is adjacent to a lower end portion of the yoke.
  4.  前記ヨークは、
     前記ストローク方向における他方側の端部が前記界磁部の前記ストローク方向における他方側のストローク端部と近接するように、前記突出量が設定される
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のリニアモータ。
    The yoke is
    The protrusion amount is set so that the other end portion in the stroke direction is close to the other stroke end portion in the stroke direction of the field magnet portion. A linear motor as set forth in claim 1.
  5.  前記界磁部は、
     前記ストローク方向の寸法が前記電機子部の前記ストローク方向の寸法と等しい
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリニアモータ。
    The field part is
    5. The linear motor according to claim 1, wherein a dimension in the stroke direction is equal to a dimension in the stroke direction of the armature portion.
PCT/JP2014/055323 2014-03-03 2014-03-03 Linear motor WO2015132864A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/055323 WO2015132864A1 (en) 2014-03-03 2014-03-03 Linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/055323 WO2015132864A1 (en) 2014-03-03 2014-03-03 Linear motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015132864A1 true WO2015132864A1 (en) 2015-09-11

Family

ID=54054706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/055323 WO2015132864A1 (en) 2014-03-03 2014-03-03 Linear motor

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2015132864A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11346468A (en) * 1998-05-29 1999-12-14 Mikuni Corp Actuator
JP2000224827A (en) * 1999-02-03 2000-08-11 Denso Corp Electromagnetic type linear actuator
JP2005065446A (en) * 2003-08-19 2005-03-10 Norio Miyauchi One-stroke linear stepping motor and struck member launcher using the same
WO2007034195A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-29 Ricardo Uk Ltd. Linear actuator
JP5042397B1 (en) * 2011-11-04 2012-10-03 三菱電機株式会社 Cylindrical linear motor
JP2013022666A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd Linear actuator, and boring device
JP2013255313A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Yaskawa Electric Corp Linear motor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11346468A (en) * 1998-05-29 1999-12-14 Mikuni Corp Actuator
JP2000224827A (en) * 1999-02-03 2000-08-11 Denso Corp Electromagnetic type linear actuator
JP2005065446A (en) * 2003-08-19 2005-03-10 Norio Miyauchi One-stroke linear stepping motor and struck member launcher using the same
WO2007034195A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-29 Ricardo Uk Ltd. Linear actuator
JP2013022666A (en) * 2011-07-19 2013-02-04 Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd Linear actuator, and boring device
JP5042397B1 (en) * 2011-11-04 2012-10-03 三菱電機株式会社 Cylindrical linear motor
JP2013255313A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Yaskawa Electric Corp Linear motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10399122B2 (en) Vibration motor
WO2015040834A1 (en) Electromagnetic relay
JP5997960B2 (en) Linear actuator
JP5927063B2 (en) Linear actuator and tube assembly method for linear actuator
TWI500238B (en) Mover and linear motor
WO2013014780A1 (en) Linear motor
JP5384144B2 (en) Axial gap type motor
JP2014027739A (en) Linear actuator
WO2015132864A1 (en) Linear motor
EP3642855B1 (en) Electromagnetic system
JP2008259330A (en) Actuator
KR20170062889A (en) Surface permanent magnet synchronous motor
JP5673438B2 (en) Rotor structure of rotating electrical machine
JP5927266B2 (en) Linear actuator
JP5627475B2 (en) Switch operating mechanism
JP4872053B2 (en) solenoid
JP2015173580A (en) linear motor
JP6414094B2 (en) Galvano scanner
JP5845607B2 (en) Method for manufacturing linear drive device and linear drive device
JP2007195349A (en) Linear motor
JP5965963B2 (en) Linear actuator
JP6036131B2 (en) Negative operating electromagnetic brake device, control method and control device, and drive device
KR101256166B1 (en) low noise solenoid device
JP2014096902A (en) Hollow rotor
JP5346199B2 (en) Linear actuator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14884392

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14884392

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP