JP2016073164A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリニアモータに係り、特に、可動子の永久磁石と電機子との間に相対的に水平移動するための推力を発生するものに好適なリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor, and more particularly to a linear motor suitable for generating a thrust for relatively moving horizontally between a permanent magnet and an armature of a mover.
可動子の永久磁石と電機子との間に相対的に水平移動するための推力を発生するリニアモータに関しては、特許文献1乃至3に記載されたものがある。
特許文献1には、可動子の進行方向に対して垂直に働く可動子と電機子間の全体の吸引力を零に相殺することで、可動子と電機子の磁極面間の吸引力を小さくすることができ、可動子の支持機構の負担を小さくすることができる旨記載されている。
In
また、特許文献2には、エアギャップを介して対向する複数の磁極対を1つのコイルで励磁する電磁石を含み、複数の磁極対がピッチPで直線状に並び、コイルの励磁により隣り合う磁極対の磁界の向きが逆向きとなるように構成された固定子と、ピッチPで等間隔に永久磁石が並べられ、隣り合う永久磁石の磁極の磁界の向きが逆向きである可動子と、を備えたリニアモータであって、エアギャップの間を可動子の永久磁石が移動するようにしたリニアモータが記載され、固定子と可動子間に働く磁気吸引力が永久磁石の両側面で相殺されるので、可動子の支持機構に与える負担が小さく、リニアモータの信頼性を高めるなどの効果があることが記載されている。
一方、特許文献3には、可動子の永久磁石を固定する磁石ケースを4軸構成にし、この4軸に構成された磁石ケースを連結部品で連結すると共に、各相の磁極の間及び磁極の端は磁極保持部品で挟み込む構成にし、上記磁極保持部品に設置された支持部品(ローラやローラ軸受或いはリニアガイド等から構成)で磁石ケースを保持することが記載されている。
On the other hand, in
しかしながら、特許文献1及び2に記載されているリニアモータは、永久磁石に対する磁極や鉄心及び磁極歯からなる磁性体が対称でないため、吸引力のアンバランスが生じていた。更に、磁極や鉄心及び磁極歯からなる磁性体の磁気飽和が生じた場合、巻線の磁束が永久磁石に直接作用し、吸引力が大きくなる問題があった。また、リニアモータの搬送物の大型化や、リニアモータを搭載した機器の生産性を向上するため大推力の用途が拡大し、大推力化による永久磁石と磁極の対向面積増大による吸引力の発生が問題になっていた。
However, in the linear motors described in
また、大推力化のため、リニアモータの巻線を複数配置した場合、巻線間のアンバランス(例えば、巻線の引き出し線の長さや製作誤差による線の長さ、巻線の連結部の接触抵抗等のばらつきなど)により、巻線間のアンバランスによる吸引力が生じ、可動子の変形などを生じさせ、可動子と磁極の接触などによる故障が生じていた。 Also, in order to increase the thrust, when multiple windings of a linear motor are arranged, imbalance between the windings (for example, the length of the lead wire of the winding, the length of the wire due to manufacturing errors, Due to variations in contact resistance and the like, an attractive force is generated due to imbalance between the windings, causing deformation of the mover, and failure due to contact between the mover and the magnetic pole.
一方、特許文献3には、可動子の永久磁石を固定する磁石ケースを磁極保持部品に設置された支持部品で保持することが記載されているが、磁石ケース(可動子)に変形などが生じた際の対策については、全く記載されていない。
On the other hand,
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、大推力を得られ、かつ、吸引力のアンバランスによる可動子の変形や動作時の反力などによって生じる故障を抑制し、信頼性の高い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 the above-mentioned points, and the object of the present invention is to obtain a large thrust and to suppress a failure caused by a deformation of the mover due to an unbalance of suction force or a reaction force during operation. The object is to provide a highly reliable linear motor.
本発明のリニアモータは、上記目的を達成するために、永久磁石又は磁性材を磁化方向を反転させつつ複数個並べて形成された可動子と、前記永久磁石又は磁性材を挟み込むように配置された第一の磁極歯及び第二の磁極歯、前記第一の磁極歯及び前記第二の磁極歯をつなぎ磁束の経路を形成する磁性体からなる磁極と、前記第一の磁極歯及び前記第二の磁極歯のそれぞれに巻回された巻線と、前記可動子を支持する支持部材とを備え、前記磁極を前記可動子の進行方向に複数個設置すると共に、前記支持部材は、前記複数個設置された磁極の前記可動子の進行方向両端部及び中心部に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the linear motor of the present invention is arranged so as to sandwich a mover formed by arranging a plurality of permanent magnets or magnetic materials while reversing the magnetization direction, and the permanent magnets or magnetic materials. A first magnetic pole tooth and a second magnetic pole tooth; a magnetic pole formed of a magnetic material that connects the first magnetic pole tooth and the second magnetic pole tooth to form a magnetic flux path; and the first magnetic pole tooth and the second magnetic pole tooth A plurality of magnetic poles arranged in the advancing direction of the mover, and the support member includes the plurality of the support members. The magnetic poles installed are disposed at both ends and a center of the moving element in the traveling direction.
本発明によれば、大推力を得られ、かつ、吸引力のアンバランスによる可動子の変形や動作時の反力などによって生じる故障を抑制し、信頼性の高いリニアモータを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a high-reliability linear motor that can obtain a large thrust and suppress a failure caused by a deformation of the mover due to an unbalance of suction force or a reaction force during operation.
以下、図示した実施例に基づいて本発明のリニアモータを説明する。なお、各実施例において、同一の構成要素には同符号を使用し、同様の説明は繰り返さない。また、各実施例において、X方向、Y方向及びZ方向は、各図に示す通りの方向を表し、X方向、Y方向及びZ方向を、それぞれ左右方向、上下方向及び前後方向と呼称することがあるが、上下方向が重力方向と平行である必要はない。例えば、左右方向、前後方向、それ以外の方向が重力方向と平行であることを許容する。 The linear motor of the present invention will be described below based on the illustrated embodiments. In each embodiment, the same reference numerals are used for the same components, and the same description is not repeated. Further, in each embodiment, the X direction, the Y direction, and the Z direction represent directions as shown in the drawings, and the X direction, the Y direction, and the Z direction are referred to as the left-right direction, the up-down direction, and the front-rear direction, respectively. There is no need for the vertical direction to be parallel to the direction of gravity. For example, the horizontal direction, the front-rear direction, and other directions are allowed to be parallel to the direction of gravity.
図1乃至図6に、本発明のリニアモータの実施例1を示す。 1 to 6 show a first embodiment of a linear motor according to the present invention.
該図に示す如く、本実施例のリニアモータは、永久磁石(又は磁性材)3を磁化方向を反転させつつ複数個並べて形成された可動子5a及び5bと、永久磁石3を挟み込むように配置された第一の磁極歯である磁極歯1a、1d及び第二の磁極歯である磁極歯1b、1c、磁極歯1a、1b、1c、1dをつなぎ磁束の経路を形成する磁性体1eからなる磁極1と、磁極歯1a、1b、1c、1dのそれぞれに巻回された巻線2a、2b、2c、2dと、可動子5a及び5bを支持する第一の支持部材11a、第二の支持部材11b及び第三の支持部材11cとから概略構成されている。
As shown in the figure, the linear motor of the present embodiment is arranged so that the
更に、具体的に説明すると、本実施例の可動子5a及び5bは、永久磁石3と可動子ホルダー4から構成され、永久磁石3は磁石ホルダー4に固着されている。また、可動子5a及び5bの永久磁石3は、磁極1と対向する面に極ができるように配置されている。従って、永久磁石3の磁化方向は、X方向又は−X方向であり、隣り合う永久磁石3間で極性がN極とS極と交互になる。巻線2a、2b、2c、2dに電流を流すことにより、磁極歯1a、1b、1c及び1dに極が生じ、磁極歯1a、1b、1c及び1dの極と永久磁石3の極の相互作用にて、可動子5a及び5bはZ方向に駆動される。
More specifically, the
また、永久磁石3と磁極1のZ方向のピッチPによって構成されるリニアモータの相数が変わる。例えば、永久磁石3のZ方向のピッチPに対し、磁極1のピッチを2Pにすると単相駆動のリニアモータになる。
Further, the number of phases of the linear motor formed by the pitch P in the Z direction between the
このように、永久磁石3と磁極1のZ方向のピッチが変わることにより、リニアモータの相数が変わる。なお、本発明は、リニアモータの相数を限定するものでない。
Thus, the number of phases of the linear motor is changed by changing the pitch of the
本実施例は、12個の磁極1でリニアモータを構成した例であり、可動子5a及び5bの進行方向に磁極1が12個併設されている。そして、12個の磁極1の一方の端部に第一の支持部材11aが、もう一方の端部に第二の支持部材11bが配置され、12個の磁極1の中間部(中心部)に第三の支持部材11cが配置されている。
The present embodiment is an example in which a linear motor is configured by 12
第一の支持部材11a、第二の支持部材11b及び第三の支持部材11cには、可動子5a及び5bを支持するための第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cがそれぞれ設けられ、この第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cは、可動子5a及び5bの幅方向(Y方向)両端部で支持する位置の第一の支持部材11a、第二の支持部材11b及び第三の支持部材11cに設けられ、可動子5a及び5bは、該可動子5a及び5bの幅方向両端部を挟み込むように第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cで支持されている。
The
なお、第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cは、ローラ、リニアガイド或いはすべり軸受けのいずれか1つから成るが、可動子5a及び5bを支持することができれば、その方法は問わない。
The
次に、可動子5a及び5bを支持する第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cの配置について図3を用いて説明する。図3は、第一の支持部材11aに設置された第一の支持部品10aの配置についての例である。
Next, the arrangement of the
該図に示す如く、左右(X方向)の可動子5a及び5bは、それぞれ、第一の支持部材11aに設けられた第一の支持部品10aで、可動子5a及び5bの幅方向両端部を左右から挟み込むように保持されている。
As shown in the figure, the left and right (X direction)
リニアモータの大推力化のために、永久磁石3と磁極1の対向面積を増やすことが効果的であるが、個々の永久磁石3と磁極1の対向面積を増やした結果、最端部の磁極1間のZ方向の間隔が長くなり、可動子5a及び5bに撓みが生じてしまう。
In order to increase the thrust of the linear motor, it is effective to increase the facing area between the
そこで、本実施例では、上述した如く、一方の磁極1の端部の第一の支持部品10aを第一の支持点とし、もう一方の磁極1の端部の第二の支持部品10bを第二の支持点とした場合、第一の支持点と第二の支持点の間の中心部に、第三の支持点(第三の支持部品10c)を設けることで、可動子5a及び5bの変形(撓み)を抑制するようにしたものである。
Therefore, in this embodiment, as described above, the
図4を用いて、2つの可動子5a及び5bの永久磁石3に働く力について説明する。図4は、第二の支持部材11bに設置された第二の支持部品10bで支持された可動子5a及び5bの永久磁石3に働く力についての例である。
The force which acts on the
該図に示すように、可動子5aの永久磁石3の表裏に対向するように、磁極歯1aと磁極歯1bが配置されている。磁極歯1aには巻線2aが巻かれ、磁極歯1bには巻線2bが巻かれている。磁極歯1aと磁極歯1bは同一形状であるが、巻線2aと巻線2bの電気抵抗のアンバランスなどによって、巻線2aと巻線2bの電流に差が生じた場合、永久磁石3がX方向の吸引力を受ける。可動子5bの永久磁石3についても同様である。更に、可動子5aの永久磁石3の左側(−X側)には巻線2aがある。一方、可動子5aの永久磁石3の右側(+X側)には、巻線2b、磁極歯1cに巻かれている巻線2c及び磁極歯1dに巻かれている巻線2dが存在するため、この巻線2aと巻線2b、巻線2c及び巻線2dとの左右アンバランスによっても吸引力が生じる。
As shown in the figure,
磁極1に磁気飽和が生じない比較的小さな電流値では、磁極歯1a、1b、1c及び1dは、磁極歯1a、1b、1c及び1dをつなぐ磁性体1eにより閉磁路を構成しているため、巻線2aと巻線2b、巻線2c及び巻線2dとの左右アンバランスの影響は小さいが、磁極1に磁気飽和が生じた場合、左右アンバランスの影響が大きくなり、永久磁石3への吸引力が大きくなる。この影響により可動子5a及び5bの変形などが大きくなる。
At a relatively small current value at which magnetic saturation does not occur in the
そこで、本実施例では、磁極1の一方の端部の第一の支持部品10aを第一の支持点、もう一方の磁極1の端部の第二の支持部品10bを第二の支持点とした場合、第一の支持点と第二の支持点の間の中心部に、第三の支持点(第三の支持部品10c)を設けることで、上述した影響による可動子5a及び5の変形を抑制するようにしたものである。
Therefore, in this embodiment, the
図5を用いて、本実施例の可動子5a及び5bを支持する第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cの配置について説明する。図5は、説明のためリニアモータの上面をXZ面で切り取って示すものであり、本図を用いて、左側の可動子5aの第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cの配置について説明する。
The arrangement of the
該図に示す如く、12個並んだ磁極1の手前側(−Z側)に第一の支持部品10aを有する第一の支持部材11aが設置されていると共に、磁極1の奥側(Z側)に第二の支持部品10bを有する第二の支持部材11bが設置され、かつ、本実施例では、第一の支持部材11a及び第二の支持部材11bの間の中心部に、第三の支持部品10cを有する第三の支持部材11cが配置され、それぞれの第一の支持部材11aと第二の支持部材11b及び第三の支持部材11cで可動子5aを支持している。
As shown in the figure, a
上述した如く、巻線2間のアンバランスなどにより生じた吸引力によって可動子5aが変形した際に、第三の支持部品10cを有する第三の支持部材11cがない場合、第一の支持部品10aと第二の支持部品10bから離れた吸引力発生点のモーメントが大きくなり、可動子5aの変形量が最も大きくなる。第一の支持部品10aと第二の支持部品10bから離れた吸引力発生点は、第一の支持部品10aと第二の支持部品10bのZ方向の中間点(中心点)であり、第三の支持部品10cの位置になる。
As described above, when the
従って、第一の支持部品10aと第二の支持部品10bのZ方向の中間点に、第三の支持部品10cを配置することにより、効果的に可動子5aの変形を抑制できる。
Therefore, the deformation of the
なお、図5においては、可動子5aのY方向に複数存在する上側の支持部品について説明したが、片方に限定されるわけではなく、下側の支持部品についても同様である。
In FIG. 5, the plurality of upper support parts existing in the Y direction of the
図6を用いて、巻線2a、2b、2c及び2dと第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cの関係を説明する。図6は、第二の支持部材11bに設置された第二の支持部品10bについての例である。
The relationship between the
該図に示す如く、巻線2a、2b、2c及び2dのY方向の幅Lwに対し、Y方向に並んだ第二の支持部品10bの間隔をLpとした場合、Lw≦Lpとすることにより、巻線2a、2b、2c及び2dと干渉することなく、第二の支持部品10bを配置できる(第一の支持部品10a及び第三の支持部品10cについても同様である)。従って、磁極1の間隔を広げることなく、第二の支持部品10bを配置できる効果がある(第一の支持部品10a及び第三の支持部品10cについても同様である)。
As shown in the figure, when the interval between the
このように、本実施例の構成によれば、大推力を得られ、かつ、吸引力のアンバランスによる可動子5a及び5bの変形や動作時の反力などによって生じる故障を抑制し、信頼性の高いリニアモータを得ることができる。
Thus, according to the configuration of the present embodiment, a large thrust can be obtained, and failures caused by the deformation of the
図7乃至図9に、本発明のリニアモータの実施例2を示す。 7 to 9 show a second embodiment of the linear motor of the present invention.
図7に示す如く、本実施例のリニアモータは、12個の磁極1の一方の端部に第一の支持部品10aを備えた第一の支持部材11a及びもう一方の端部に第二の支持部品10bを備えた第二の支持部材11bが配置され、また、12個の磁極1のZ方向の中心部に、第三の支持部品10cを備えた第三の支持部材11cが配置されている。
As shown in FIG. 7, the linear motor according to the present embodiment includes a
そして、本実施例では、各磁極1の間から巻線2a、2b、2c及び2dの引き出し部2eが出ていると共に、2つの可動子5a及び5bのZ方向端部で、可動子5a及び5bが連結部材12により連結されている。
In the present embodiment, the
更に、本実施例では、図7及び図8に示す如く、第一の支持部品10aを備えた第一の支持部材11aと第三の支持部品10cを備えた第三の支持部材11cの間に、第四の支持部品10dを備えた第四の支持部材11dが、第二の支持部品10bを備えた第二の支持部材11bと第三の支持部品10cを備えた第三の支持部材11cの間に、第五の支持部品10eを備えた第五の支持部材11eが、それぞれ配置されている。即ち、複数個設置された磁極1の可動子5a及び5bの進行方向両端部と中心部に配置された第一、第二及び第三の支持部材11a、11b及び11cのそれぞれの間に、更に第四、第五の支持部材11d、11eが配置されていることになる。
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
ここで、第一の支持部材11a、第二の支持部材11b、第三の支持部材11c、第四の支持部材11d及び第五の支持部材11eの第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eと巻線2a、2b、2c及び2dの関係を、図6に示したLw≦Lpとすることにより、巻線2a、2b、2c及び2dと第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eの干渉をなくし、磁極1間に第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eを配置できる。
Here, the
このように、複数の磁極1との間に第一の支持部材11a、第二の支持部材11b、第三の支持部材11c、第四の支持部材11d及び第五の支持部材11eを配置することで、磁極1の間隔を広げずに第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eを配置できるため、第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eを多く設置しても、リニアモータの体格が大きくなることはない。
In this way, the
更に、磁極1間の第一の支持部材11a、第二の支持部材11b、第三の支持部材11c、第四の支持部材11d及び第五の支持部材11eを磁性体とすることにより、磁路を拡大することができ、磁極1の磁気飽和を緩和できるため吸引力を低減することが可能となる。
Further, by using the
また、第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eを、磁極歯1a、1b、1c及び1dをつなぐ磁性体1eの内側に配置することで、第一の支持部品10a、第二の支持部品10b、第三の支持部品10c、第四の支持部品10d及び第五の支持部品10eの破損時の部品の飛散防止やリニアモータに突起部を作らなくて済む利点があり、また、小型のリニアモータを構成できる。
The
図9に、上述した第四の支持部品10dを備えた第四の支持部材11dの構成例を示す。
FIG. 9 shows a configuration example of the
該図に示す如く、第四の支持部材11dは、上側及び下側に、それぞれ4個の第四の支持部品10dを備えていると共に、第四の支持部材11dには、巻線2a、2b、2c及び2dの引き出し線を保持する溝13が設けられ、巻線2a、2b、2c及び2dの引き出し線を溝13で保持することにより、電磁力によって巻線2a、2b、2c及び2dに働く力による巻線2a、2b、2c及び2dの損傷を低減でき、リニアモータの信頼性を向上できる。
As shown in the figure, the
次に、本実施例による効果を、図10乃至図11を用いて説明する。 Next, the effects of this embodiment will be described with reference to FIGS.
上述した如く、12個の磁極1の両端部及び磁極1間に、第一の支持部材11a、第二の支持部材11b、第三の支持部材11c、第四の支持部材11d及び第五の支持部材11eが配置され、12個の磁極1を貫通するように可動子5a及び5bが配置されている。可動子5a及び5bは、Z方向の両端部で連結部材12で連結されており、−X方向側の可動子5aにおいては、可動子5aの−X方向側に巻線2aがあり、X方向側に巻線2b、2c及び2dがある。
As described above, the
従って、X方向の巻線2b、2c及び2dの数がアンバランスになり、可動子5aから見てX方向への吸引力が発生する。可動子5bから見た場合は、可動子5bのX方向側に巻線2dがあり、−X方向側に巻線2a、2b及び2cがある。よって、吸引力は−X方向に働く。つまり、可動子5a及び5bから見て可動子5a及び5bの進行方向の中心軸22側に吸引力が働くこととなる。従って、可動子5a及び5bから見て可動子5a及び5bの進行方向の中心軸22側に支持部品を配置することが効果的である。
Therefore, the number of
図11(a)は、磁極の範囲21のZ方向の両側に、第一の支持部品10a及び第二の支持部品10bを設けた場合であり、この場合は、可動子5a及び5bの進行方向の中心軸22側に吸引力20が働く。そこで、磁極1の範囲21の中央部に第三の支持部品10cを設けることで、図11(b)に示すように、可動子5a及び5bの進行方向の中心軸22側への吸引力20に対する変形を抑制できる。
FIG. 11A shows a case where the
ところで、可動子5a及び5bは、可動子5a及び5bの進行方向の中心軸22側への吸引力20によって、可動子5a及び5bの端部が可動子5a及び5bの進行方向の中心軸22と反対側に広がろうとする。そこで、図11(c)に示すように、可動子5a及び5bの端部に連結部材12を設置することで、可動子5a及び5bの中央部の変位も抑制できるため、可動子5a及び5bと磁極歯1a、1b、1c及び1dの接触を防止できる。
By the way, the end portions of the
このように構成しても、実施例1と同様な効果を得ることができる。 Even if comprised in this way, the effect similar to Example 1 can be acquired.
図12に、本発明のリニアモータの実施例3を示す。 FIG. 12 shows a third embodiment of the linear motor of the present invention.
該図に示す本実施例は、可動子5a及び5bの幅方向(Y方向)の上下両端部を支持している第一の支持部品10aの間の中間部に、第一の支持部材11aに設けられている別の第一の支持部品10a´が設置されているものである。即ち、図3に示した実施例1の構成に加え、第一の支持部品10aの間の中間部に、別の第一の支持部品10a´を設置したものである。
In the present embodiment shown in the figure, the
つまり、永久磁石3と磁極歯1a、1b、1c及び1dの対向面積の増加に伴い、図12に示すXY面内での可動子5a及び5bの撓みや変形が生じる。そこで、本実施例では、可動子5a及び5bのY方向の上下両端を支持する第一の支持部品10aの間の中間部に、別の第一の支持部品10a´を設けて、XY面内での可動子5a及び5bの撓みや変形を抑制するようにしたものである。
That is, as the opposing area of the
このように構成しても、実施例1と同様な効果を得ることができることは勿論、XY面内での可動子5a及び5bの撓みや変形を抑制することができる。
Even if it comprises in this way, the effect similar to Example 1 can be acquired, and the bending and deformation | transformation of the needle |
図13乃至図15に、本発明のリニアモータの実施例4を示す。該図に示す本実施例は、図12に示した実施例3の変形例である。 13 to 15 show a linear motor according to a fourth embodiment of the present invention. The present embodiment shown in the figure is a modification of the third embodiment shown in FIG.
即ち、本実施例では、可動子5a及び5bのY方向の上下両端を支持する第一の支持部品10aの間に、2つの別の第一の支持部品10a´を設けて、4ヶ所で可動子5a及び5bを支持して、XY面内での可動子5a及び5bの撓みや変形を抑制するようにしたものである。
That is, in this embodiment, two other
また、本実施例では、上述した実施例と同様に、12個並んだ磁極1の両端部及び12個並んだ磁極1の中心部に第一の支持部品10a、第二の支持部品10a及び第三の支持部品10cを備えた第一の支持部材11a、第二の支持部材11b及び第三の支持部材11cを設けているが、これら第一の支持部材11a、第二の支持部材11b及び第三の支持部材11cを含む複数の支持部材が、12個並んだ磁極1の間に、磁極1と交互に配置されて支持部品で可動子5a及び5bを支持するように構成されている。
In the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, the
このような本実施例の構成とすることにより、実施例1と同様な効果を得ることができることは勿論、可動子5a及び5bの変形を抑制でき、可動子5a及び5bを磁極歯1a、1b、1c及び1dの接触などによる交渉を低減できる。
By adopting such a configuration of the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, and of course, it is possible to suppress the deformation of the
なお、本実施例では、Y方向の両端を支持する第一の支持部品10aの間に2つの別の第一の支持部品10a´と、12個並んだ磁極1の両端部及び12個並んだ磁極1の中心部に第一の支持部品10a、第二の支持部品10b及び第三の支持部品10cと、12個並んだ磁極1の間全てに、磁極1と支持部材を交互に設けた構成について説明したが、例えば、12個並んだ磁極1間に断続して支持部品を備えた支持部材を配置しても良いし、磁極1を3つ毎に支持部品を備えた支持部材を配置するなど、任意に保持部品を備えた支持部材を選ぶことができる。
In the present embodiment, two other
図16乃至図17に、本発明のリニアモータの実施例5を示す。図16は、第一の支持部材11aに設置された第一の支持部品10aについての例、図17は、第三の支持部材11cに設置された第三の支持部品10cについての例である。
16 to 17 show a fifth embodiment of the linear motor of the present invention. 16 shows an example of the
図16に示す本実施例のリニアモータにおける可動子5a及び5bは、永久磁石3と、永久磁石3を固着する部分の第一の磁石ホルダー4aと、この第一の磁石ホルダー4aに固着され、第一の支持部品10aに接触する部分の第二の磁石ホルダー4bとで構成され、第一の支持部品10aに接触する部分の第二の磁石ホルダー4bを、より厚くすることで可動子5a及び5bの変形を抑制できるようにしている。
The
これにより、可動子5a及び5bの断面形状は、上下(Y方向)の第二の磁石ホルダー4b、第一の磁石ホルダー4aとそれをつなぐ永久磁石3とでH字形状となり、巻線2a、2b、2c及び2dと磁極1とが干渉することなく、リニアモータを構成できる。
Thereby, the cross-sectional shapes of the
また、可動子5a及び5bを支持する第一の支持部品10aの形状を段つき形状とすることで、可動子5a及び5bのY方向の抑制も可能になり、可動子5a及び5bのY方向への振動や変位による巻線2a、2b、2c及び2dと可動子5a及び5bの接触を防止できる。特に、H字形状の可動子5a及び5bの場合、第一の支持部品10aに接触する部分の第二の磁石ホルダー4bの厚さをX方向に厚くしていくと、可動子5a及び5bのY方向への振動や変位により、巻線2a、2b、2c及び2dと可動子5a及び5bが接触し、巻線2a、2b、2c及び2dの絶縁層の破損や、場合によっては地絡が生じる場合がある。可動子5a及び5bを支持する第一の支持部品10aの形状を段つき形状とすることで、可動子5a及び5bの動作が安定し、可動子5a及び5bのZ方向以外の変位を小さくできる利点がある。また、第一の支持部品10aの形状又は可動子5a及び5bの第一の支持部品10aとの接触部をV字状にすることでも、可動子5a及び5bの動作を安定させることができる。
In addition, by making the shape of the
本実施例における磁極1間に配置した磁性体で形成された第三の支持部品11cの設置領域について、図17を用いて説明する。
An installation region of the
図17では、磁極1間に配置した第三の支持部品11cを磁性体で形成したもので、第三の支持部品11cを磁性体で形成することにより、磁路を拡大することができ、磁極1の磁気飽和を緩和できる。この場合は、巻線2a、2b、2c及び2dにより生じた磁束を効果的に永久磁石3に鎖交させるため、巻線2a、2b、2c及び2dの外周側に磁性体を配置するのが好ましい。巻線2a、2b、2c及び2dの外周側領域23は、永久磁石3を挟み込むように配置した巻線2a、2b、2c及び2dの外周側に配置することにより、漏れ磁束を低減できる効果がある。
In FIG. 17, the
なお、上述した本発明の各実施例においては、磁極1が12個並んだ場合のリニアモータを用いて説明したが、本発明のリニアモータは、この磁極数に限定されるものではない。
In each of the embodiments of the present invention described above, the linear motor in the case where 12
また、上述した本発明の各実施例においては、可動子が2段で構成された場合について説明したが、2つ以上の巻線のアンバランスを解消するものであり、3段以上の可動子構成や可動子が1段の場合においても同様の効果が得られる。 Further, in each of the above-described embodiments of the present invention, the case where the mover is configured in two stages has been described. However, the unbalance of two or more windings is eliminated, and the mover having three or more stages is used. The same effect can be obtained even when the structure and the mover are one stage.
また、上述した各実施例にリニアモータは、射出成型機やプレス機等の直線駆動システム、或いは電力用の開閉装置の操作器として使用することができる。 Further, the linear motor in each of the above-described embodiments can be used as a linear drive system such as an injection molding machine or a press machine, or as an operating device for a power switchgear.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、さまざまな変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。実施例の構成の一部について、構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. It is possible to add, delete, and replace the configuration of a part of the configuration of the embodiment.
1…磁極、1a、1b、1c、1d…磁極歯、1e…磁極歯をつなぐ磁性体、2a、2b、2c、2d…巻線、2e…巻線引き出し部、3…永久磁石、4…磁石ホルダー、4a…第一の磁石ホルダー、4b…第二の磁石ホルダー、5a、5b…可動子、10a…第一の支持部品、10b…第二の支持部品、10c…第三の支持部品、10d…第四の支持部品、10e…第五の支持部品、10a´…別の第一の支持部品、11a…第一の支持部材、11b…第二の支持部材、11c…第三の支持部材、11d…第四の支持部材、11e…第五の支持部材、12…連結部材、13…溝、20…吸引力、21…磁極の範囲、22…可動子の中心方向の中心軸、23…巻線の外周側領域。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記磁極を前記可動子の進行方向に複数個設置すると共に、前記支持部材は、前記複数個設置された磁極の前記可動子の進行方向両端部及び中心部に配置されていることを特徴とするリニアモータ。 A mover formed by arranging a plurality of permanent magnets or magnetic materials while reversing the magnetization direction, and first and second magnetic pole teeth arranged so as to sandwich the permanent magnets or magnetic materials, the first A magnetic pole made of a magnetic material that connects the second magnetic pole teeth and the second magnetic pole teeth to form a path of magnetic flux, a winding wound around each of the first magnetic pole teeth and the second magnetic pole teeth, and A support member for supporting the mover,
A plurality of the magnetic poles are installed in the moving direction of the mover, and the support members are arranged at both ends and a center of the moving poles in the moving direction of the mover. Linear motor.
前記各支持部材には、それぞれ前記可動子を支持する支持部品が設けられていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
Each of the support members is provided with a support component that supports the mover.
前記支持部材は、磁性体から成ることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 2,
The linear motor is characterized in that the support member is made of a magnetic material.
前記支持部品は、前記可動子の幅方向両端部で支持する位置の前記各支持部材に設けられていると共に、前記可動子は、該可動子の幅方向両端部を挟み込むように前記支持部品で支持されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 2,
The support component is provided on each support member at a position to be supported at both ends in the width direction of the mover, and the mover is supported by the support component so as to sandwich the both ends in the width direction of the mover. A linear motor characterized by being supported.
前記支持部品は、前記第一の磁極歯及び前記第二の磁極歯をつなぎ磁束の経路を形成する前記磁性体の内側に配置されていることを特徴とするリニアモータ The linear motor according to claim 4,
The linear motor is characterized in that the support component is arranged inside the magnetic body that connects the first magnetic pole teeth and the second magnetic pole teeth to form a magnetic flux path.
前記支持部品は、ローラ、リニアガイド或いはすべり軸受けのいずれか1つから成ることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 4,
The linear motor according to claim 1, wherein the support component is one of a roller, a linear guide, and a sliding bearing.
前記第一の磁極歯及び前記第二の磁極歯のそれぞれに巻回された前記巻線の幅をLw、前記可動子の幅方向両端部で支持する位置の前記各支持部材に設けられている前記支持部品の幅方向間隔をLpとしたときに、Lw≦Lpの関係であることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 4,
The width of the winding wound around each of the first magnetic pole teeth and the second magnetic pole teeth is Lw, and is provided on each of the support members at a position to be supported at both ends in the width direction of the mover. A linear motor having a relationship of Lw ≦ Lp, where Lp is the interval in the width direction of the support component.
前記複数個設置された磁極の前記可動子の進行方向両端部と中心部に配置された前記支持部材のそれぞれの間に、更に支持部材が少なくとも1つ配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
A linear motor in which at least one support member is further arranged between each of the plurality of magnetic poles arranged in the direction of travel of the mover and the support members arranged at the center. .
前記複数個設置された磁極の前記可動子の進行方向両端部と中心部のそれぞれの間に配置された前記支持部材に、前記巻線の引き出し線を保持する溝が設けられていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 8, wherein
A groove for holding a lead wire of the winding is provided in the support member disposed between both end portions and a center portion of the mover in the moving direction of the plurality of magnetic poles. A linear motor.
前記可動子の進行方向が略平行になるように少なくとも2つの前記可動子が併設され、かつ、2つの前記可動子は、該可動子の進行方向の端部が連結部材で連結されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
At least two of the movable elements are provided side by side so that the moving directions of the movable elements are substantially parallel, and the two movable elements are connected to each other in the moving direction by a connecting member. A linear motor characterized by
前記可動子の幅方向両端部を支持している前記支持部品の間に、前記各支持部材に設けられている別の支持部品が少なくとも1つ設置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 4,
A linear motor, wherein at least one other support component provided on each of the support members is installed between the support components supporting both ends of the movable element in the width direction.
前記可動子の進行方向両端部に配置された前記支持部材の間に、前記支持部材を備えた前記支持部材と前記磁極が交互又は断続的に、或いは3個の前記磁極毎に前記支持部材が配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 11,
The support member provided with the support member and the magnetic pole are alternately or intermittently between the support members disposed at both ends of the mover in the traveling direction, or the support member is provided for every three magnetic poles. A linear motor characterized by being arranged.
前記可動子は、永久磁石と、該永久磁石を固着する第一の磁石ホルダーと、該第一の磁石ホルダーに固着され、前記支持部品に接触支持する第二の磁石ホルダーとから成り、前記可動子は、その断面形状がH字形状を成していることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 4,
The movable element includes a permanent magnet, a first magnet holder that fixes the permanent magnet, and a second magnet holder that is fixed to the first magnet holder and supports the support component in contact with the movable magnet. The child is a linear motor characterized in that its cross-sectional shape is H-shaped.
前記可動子は、永久磁石と、該永久磁石を固着する第一の磁石ホルダーと、該第一の磁石ホルダーに固着され、前記支持部品に接触支持する第二の磁石ホルダーとから成り、前記可動子を支持する前記支持部品が、段つき形状を成していることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 4,
The movable element includes a permanent magnet, a first magnet holder that fixes the permanent magnet, and a second magnet holder that is fixed to the first magnet holder and supports the support component in contact with the movable magnet. A linear motor characterized in that the support component for supporting a child has a stepped shape.
前記可動子は、永久磁石と、該永久磁石を固着する第一の磁石ホルダーと、該第一の磁石ホルダーに固着され、前記支持部品に接触支持する第二の磁石ホルダーとから成り、前記可動子を支持する前記支持部品の形状又はその接触部がV字状を成していることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 4,
The movable element includes a permanent magnet, a first magnet holder that fixes the permanent magnet, and a second magnet holder that is fixed to the first magnet holder and supports the support component in contact with the movable magnet. A linear motor characterized in that the shape of the support component for supporting the child or the contact portion thereof is V-shaped.
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