JP2009194991A - Linear motor an actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、精密位置決めシステムに用いるリニアモータと該リニアモータを用いたアクチュエータに係り、特に、小型化に起因した推力の低下を防止して高い推力を提供することができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to, for example, a linear motor used in a precision positioning system and an actuator using the linear motor, and in particular, has been devised so that high thrust can be provided by preventing reduction in thrust due to miniaturization. About things.
非接触駆動の可能なリニアモータは、例えば、精密位置決め装置の駆動機構として適している。その中でも、特に、シャフトタイプのリニアモータが昨今使用されるようになってきている。これはその取扱が容易であるためである。しかしながら、上記シャフトタイプのリニアモータの場合には次に示すような問題があった。 A linear motor capable of non-contact driving is suitable as a driving mechanism of a precision positioning device, for example. Among them, in particular, a shaft type linear motor has recently been used. This is because the handling is easy. However, the shaft type linear motor has the following problems.
まず、小型化に起因して推力が低いという問題があった。そもそもシャフトタイプのリニアモータを用いた電動アクチュエータの場合には、その形状及び消費エネルギの点において、エアーシリンダに比べて優れている。ところが、シャフタイプのリニアモータを小型化させるべく小径化させようとすると推力が大幅に減少してしまうという問題があった。これは、推力がリニアモータの断面積に略比例する関係にあるからであり、小径化によってその断面積が減少すると、それに伴って推力も大幅に減少してしまうことになるからである。その為、エアーシリンダの代替品になり得ないという現状があった。
又、シャフトタイプのリニアモータの場合には推力の変動が大きいという問題もあった。
First, there was a problem that the thrust was low due to the miniaturization. In the first place, an electric actuator using a shaft type linear motor is superior to an air cylinder in terms of its shape and energy consumption. However, there has been a problem in that the thrust is greatly reduced if the diameter of the shuff type linear motor is reduced in order to reduce the size. This is because the thrust is substantially proportional to the cross-sectional area of the linear motor, and when the cross-sectional area is reduced due to the reduction in diameter, the thrust is also greatly reduced. For this reason, there is a current situation that it cannot be a substitute for an air cylinder.
Further, in the case of a shaft type linear motor, there has been a problem that the fluctuation of thrust is large.
又、リニアモータを構成している永久磁石の内隣接する永久磁石界面近傍において磁界の急峻なピークをもつ不均一な磁界分布が発生してしまい、それが原因して精密位置決め制御が困難になってしまうという問題もあった。
因みに、上記不均一な磁界分布に関しては、例えば、特許文献1における図4の急峻な磁界分布例として示されている。
Incidentally, the non-uniform magnetic field distribution is shown as an example of the steep magnetic field distribution in FIG.
そこで、このような問題を解決するために、本件特許出願人は、特許文献2に開示されているようなリニアモータとアクチュエータを開発した。そこには外周部ヨークを備えたリニアモータとそのようなリニアモータを用いたアクチュエータが記載されている。
上記特許文献2に開示されているアクチュエータは、図5に示すような構成になっている。まず、固定子201があり、この固定子201はヨーク203を備えていて、このヨーク203の内周側には複数組(図に示すアクチュエータの場合は3組)の3相駆動コイル205が設置されている。上記3三相駆動コイル205は、U相コイル207、V相コイル209、W相コイル211から構成されている。上記ヨーク203の両端にはガイド部材213、215が設置されている。
The actuator disclosed in Patent Document 2 is configured as shown in FIG. First, there is a
上記3組の3相駆動コイル205の内周側には可動子217が、図中設置左右方向に移動可能な状態で収容・配置されている。この可動子217は、円筒形状をなす複数個(図に示すアクチュエータの場合には5個)の永久磁石219を軸方向に沿って積層・配置させた構成になっている。又、図5中左右両端に配置されている永久磁石219、219には夫々シャフト221、223が連結されている。上記シャフト221、223は上記ガイド部材213、215を貫通した状態で配置されている。
A
上記構成によると、円筒形状をなし長手方向に磁化された複数の永久磁石219の同極同士が頭を付き合わせた状態で接していて、又、三相駆動コイル205は3個の異なる位相のU相コイル207、V相コイル209、W相コイル211より構成されていて、又、三相駆動コイル205の外周部にはヨーク203が設けられているので、永久磁石219の接触界面のN極から出た磁束が他端の接触界面S極へ戻る磁束の磁気抵抗を下げることができ、それによって、三相駆動コイル207を通過する磁束密度を向上させることができる。そのためリニアモータの推力発生原理である三相駆動コイル207に流れる電流と直交する磁束の相互作用により力が発生するフレミングの左手の法則において、磁束密度を上げることにより小型でも高い推力を確保できる。
According to the above configuration, the same poles of the plurality of
又、上記特許文献2に開示されているリニアモータとは別に、コア付コイルを用いることによってさらに大きな推力を得る改良が行われている。例えば、特許文献3、特許文献4、特許文献5には、シャフトタイプ(円筒タイプ)のリニアモータに関する改良された構成が開示されている。
上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、特許文献2に開示されているアクチュエータの場合には、ある程度の小型化を図ることは可能であるが、それでも十分な小型化が図られているとはいえず、さらなる小型化が要求されていた。又、それと同時に推力の確保も要求されていた。
又、特許文献3、特許文献4、特許文献5に開示されているリニアモータの場合には、構造が複雑であって小型化には適さないという問題があった、又、コア形成のためコイルを巻くことのできる領域が減少してしまうと共に、コア付構造に起因するいわゆる「コギング」が発生してしまうという問題があった。又、この場合にも有効な推力を十分確保できないといった問題があった。
The conventional configuration has the following problems.
First, in the case of the actuator disclosed in Patent Document 2, it is possible to reduce the size to some extent, but it cannot be said that the size is still sufficiently reduced, and further size reduction is required. It was. At the same time, it was required to secure thrust.
Further, in the case of the linear motors disclosed in
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、小径でも高い推力を持つリニアモータとそのようなリニアモータを使用したアクチュエータを提供することにある。 The present invention has been made based on such points, and an object thereof is to provide a linear motor having a small thrust and a high thrust and an actuator using such a linear motor.
上記課題を解決するべく本願発明の請求項1によるリニアモータは、磁石とコイルの間に透磁率の良好な材料からなるコアを挿入・配置したことを特徴とするものである。
又、請求項2によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コアは上記磁石と上記コイルの相対運動方向に沿って配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項3によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、円筒状の永久磁石の回りに環状のコイルが配置され、上記コアはそれら円筒状の永久磁石と環状のコイルの間に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項4によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コアは上記磁石が相対移動しても該磁石の近傍にあることを特徴とするものである。
又、請求項5によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コイルが固定側に配置され上記コア及び磁石が可動側に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項6によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コイルが可動側に配置され上記コア及び磁石が固定側に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項7によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、2磁極ピッチに3個のコイルを配置したことを特徴とするものである。
又、請求項8によるアクチュエータは、請求項1〜請求項7の何れかに記載のリニアモータを用いたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, a linear motor according to claim 1 of the present invention is characterized in that a core made of a material having good permeability is inserted and arranged between a magnet and a coil.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein the core is disposed along a relative movement direction of the magnet and the coil.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein an annular coil is disposed around the cylindrical permanent magnet, and the core is disposed between the cylindrical permanent magnet and the annular coil. It is characterized by being arranged.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein the core is in the vicinity of the magnet even when the magnet is relatively moved.
According to a fifth aspect of the present invention, the linear motor according to the first aspect is characterized in that the coil is disposed on the fixed side and the core and magnet are disposed on the movable side.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein the coil is disposed on the movable side and the core and magnet are disposed on the fixed side.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein three coils are arranged at a pitch of two magnetic poles.
An actuator according to claim 8 is characterized in that the linear motor according to any one of claims 1 to 7 is used.
以上述べたように、本願発明の請求項1によるリニアモータによると、磁石とコイルの間に透磁率の良好な材料からなるコアを挿入・配置したことを特徴とする構成になっているので、まず、磁石から発生した磁束はN極からS極へ還流するが、その際、従来のように、コイルを通過して最外周のヨークまで行ってから戻ってくるのではなく、近くの磁束をよく通すコアへ入り還流できるので、磁気抵抗を大幅に下げることができ、より小径の磁石でも高い磁束密度が得られる。
又、コイルから発生した磁束も近くにあるコアへ入り還流できるので、磁気抵抗を大幅に下げることができ、より高い磁束密度を得られる。
又、請求項2によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コアは上記磁石と上記コイルの相対運動方向に沿って配置されていることを特徴とする構成になっているので、推力発生によりコイルと磁石は軸方向に相対運動するが、コアも同じ相対運動方向に配置されているので、磁石やコイルから発生した磁束の向きも軸方向となり、それによって、磁束対の作用力を効率よく推力として用いることができる。
又、請求項3によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、円筒状の永久磁石の回りに環状のコイルが配置され、上記コアはそれら円筒状の永久磁石と環状のコイルの間に配置されていることを特徴とする構成になっているので、本発明によるリニアモータの推力発生原理を理想的に満足するものであり、又、小型化(小径化)や低コスト化にも有利な形状である。
又、請求項4によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コアは上記磁石が相対移動しても該磁石の近傍にあることを特徴とする構成になっているので、コイルと磁石が相対運動をしても磁石の近傍には常にコアを配することができ、それも略同一距離、同一質量のコアを配することができるので、コイルと磁石が相対運動しても磁石がコアを吸引している力の変動、すなわち、「コギング」は殆ど発生しないものである。
又、請求項5によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コイルが固定側に配置され上記コア及び磁石が可動側に配置されていることを特徴とする構成になっているので、コイルと磁石が相対運動をしても磁石の近傍には常にコアを配することができ、コイルと磁石が相対運動しても磁石がコアを吸引している力の変動、すなわち、「コギング」は殆ど発生しないものである。
又、請求項6によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、上記コイルが可動側に配置され上記コア及び磁石が固定側に配置されていることを特徴とする構成になっているので、この場合にも、コイルと磁石が相対運動をしても磁石の近傍には常にコアを配することができ、コイルと磁石が相対運動しても磁石がコアを吸引している力の変動、すなわち、「コギング」は殆ど発生しないものである。
又、請求項7によるリニアモータは、請求項1記載のリニアモータにおいて、2磁極ピッチに3個のコイルを配置したことを特徴とする構成になっているので、三相駆動によってより滑らかな駆動を可能にすることができるものである。
又、請求項8によるリニアモータは、請求項1〜請求項7の何れかに記載のリニアモータを用いたことを特徴とする構成になっているので、小型であって高い推力を備えたアクチュエータを提供することができる。
As described above, according to the linear motor according to claim 1 of the present invention, since the core made of a material having good permeability is inserted and arranged between the magnet and the coil, First, the magnetic flux generated from the magnet flows back from the N pole to the S pole. At that time, instead of passing through the coil to the outermost yoke and returning to the outermost yoke, the magnetic flux near the magnetic pole is returned. Since it can enter and recirculate into a core that passes well, the magnetic resistance can be greatly reduced, and even with a smaller diameter magnet, a high magnetic flux density can be obtained.
In addition, since the magnetic flux generated from the coil can enter and return to a nearby core, the magnetic resistance can be greatly reduced, and a higher magnetic flux density can be obtained.
The linear motor according to claim 2 is the linear motor according to claim 1, wherein the core is arranged along the relative movement direction of the magnet and the coil. The coil and magnet move relative to each other in the axial direction due to thrust generation, but since the core is also arranged in the same relative movement direction, the direction of the magnetic flux generated from the magnet and coil also becomes the axial direction. Can be efficiently used as thrust.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein an annular coil is disposed around the cylindrical permanent magnet, and the core is disposed between the cylindrical permanent magnet and the annular coil. The arrangement is characterized by the fact that it is ideally satisfied with the principle of thrust generation of the linear motor according to the present invention, and is advantageous for downsizing (smaller diameter) and cost reduction. Shape.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein the core is in the vicinity of the magnet even when the magnet is relatively moved. Even if the magnet makes relative motion, a core can always be placed near the magnet, and a core with the same distance and the same mass can also be placed. Fluctuation of the force attracting the core, that is, “cogging” hardly occurs.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to the first aspect, wherein the coil is disposed on the fixed side and the core and magnet are disposed on the movable side. Even if the coil and the magnet move relative to each other, the core can always be arranged near the magnet, and even if the coil and the magnet move relative to each other, the fluctuation of the force with which the magnet attracts the core is called “cogging”. "Hardly occurs.
According to a sixth aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the coil is disposed on the movable side, and the core and magnet are disposed on the fixed side. In this case as well, even if the coil and the magnet move relative to each other, the core can always be arranged near the magnet, and even if the coil and the magnet move relative to each other, the fluctuation of the force with which the magnet attracts the core That is, “cogging” hardly occurs.
According to a seventh aspect of the present invention, the linear motor according to the first aspect is characterized in that three coils are arranged at two magnetic pole pitches. Can be made possible.
Further, since the linear motor according to claim 8 is configured to use the linear motor according to any one of claims 1 to 7, the actuator is small and has high thrust. Can be provided.
以下図1乃至図3を参照して本発明の第1の実施の形態を説明する。図1は本実施の形態によるアクチュエータを示す縦断面図であり、まず、固定子1があり、この固定子1はハウジング3を備えていて、このハウジング3は中空円筒形状をなしていて、その両端にはガイド部材5、7が取り付けられている。上記ハウジング3の内周側には複数組(図に示すアクチュエータの場合は3組)の三相駆動コイル9が設置されている。上記三相駆動コイル9は、U相コイル11、V相コイル13、W相コイル15から構成されている。上記三相駆動コイル9の内周側にはコア17が設置されている。上記コア17は透磁率の良好な材料、例えば、軟鉄やニッケル系材料から構成されている。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an actuator according to the present embodiment. First, there is a stator 1, which has a
上記コア17の内周側には可動子21が図1中左右方向に移動可能な状態で収容・配置されている。この可動子21は、円筒形状をなす複数個(この実施の形態の場合には10個)の永久磁石23を軸方向に沿って積層・配置させた構成になっている。又、左右両端の永久磁石23、23にはそれぞれシャフト25、27が連結されている。
本実施の形態の場合には、従来のヨークに相当するコア17を三相駆動コイル9と永久磁石23との間に配置する構造、すなわち、三相駆動コイル9と永久磁石23との間に透磁率の良好な材料からなるコア17を挿入することにより推力の向上を図るようにしているものである。
A
In the case of the present embodiment, a structure in which a core 17 corresponding to a conventional yoke is disposed between the three-
ところで、本実施の形態における推力発生の原理は従来方式と異なり、「同一方向の磁束対は反発し、逆方向の磁束対は吸引する」という原理を採用している。すなわち、永久磁石23より発生される磁束と三相駆動コイル9に電流を流すことにより発生する磁束とによって磁束対を生じさせ、それをより効率的に作用させるために、永久磁石23と三相駆動コイル9との間に透磁率の良好な材料からなるコア17を設置し、そのコア17内に両磁束を導入して磁束対の吸引又は反発を生じさせてその作用力を推力とするものである。
By the way, the principle of thrust generation in the present embodiment is different from the conventional method, and adopts the principle that “a magnetic flux pair in the same direction repels and a magnetic flux pair in the opposite direction attracts”. That is, in order to generate a magnetic flux pair by the magnetic flux generated from the
ここで、推力発生の原理を図2を参照して具体的に説明する。図2(a)〜図2(e)は図1に示すアクチュエータに使用されているリニアモータの要部を抽出して示す図であり、円筒状をなすリニアモータの要部断面の上半分のみを示している。円筒状の永久磁石23は軸方向に磁化されており、隣接する永久磁石23、23同士は同じ極を突き合せている。永久磁石23のN極から出た磁束はすぐ外側にあるコア17を通り永久磁石23の他端のS極に戻る。したがって、永久磁石23直上のコア17には軸方向に沿ってN極からS極に向かう磁束が生成される。したがって、突き合された多くの永久磁石23により永久磁石23の直上のコア17中に1個の磁石ピッチにて右向き磁束、左向き磁束が交互に生成されることになる。
Here, the principle of thrust generation will be specifically described with reference to FIG. 2 (a) to 2 (e) are diagrams showing an extracted main part of the linear motor used in the actuator shown in FIG. 1, and only the upper half of the cross section of the main part of the cylindrical linear motor is shown. Is shown. The cylindrical
三相駆動コイル9は2磁極ピッチに3個のコイル、すなわち、U相コイル11、V相コイル13、W相コイル15を配置して3相駆動とすることによって滑らかな駆動ができる構成になっている。すなわち、1磁極ピッチを電気角180度(2磁極ピッチを360度)とすると1磁極ピッチの2/3の長さのU相コイル11、V相コイル13、W相コイル15の3相コイルを並べて、夫々120度位相差を持たせて駆動させることにより滑らかな推力を発生させることができるようになっている。
尚、図2の各電気角におけるU相コイル11、V相コイル13、W相コイル15に流す電流は図3に示すようなものである。
The three-
The currents flowing through the
さて、図2(a)に示す「電気角120°」においては、図3に示すように、U相コイル11は「+電流」、W相コイル15は「−電流」、V相コイル13「電流0」である。これは図2(a)においてU相コイル11は紙面上方向に電流を流しており、W相コイル15紙面下方向に電流を流している状態である。そして、U相コイル11より右向き磁束が生成されると共にW相コイル15により左向き磁束がコア17内に生成される。これらのコイル磁束は何れも永久磁石23により生成される磁束と向きが逆であり永久磁石23により生成される磁束との対で吸引し合うことになる。すなわち、図2(a))に図示した位置に移動し留まる。又、電気角を増やしていくと、図3に示すように、V相コイル13の電流は「+方向」に上がっていき、V相コイル13の右側の永久磁石23により生成される磁束とは同一方向対で反発し、左側の永久磁石23により生成される磁束とは逆方向対で吸引するので、永久磁石23は図中右方向の推力を受ける。又、U相電流は下がっていくので、永久磁石23の右方向移動が容易になり、永久磁石23は図上右方向に移動していく。
2A, as shown in FIG. 3, the
そして、「電気角150°」まで移動した時の様子を図2(b)に示す。そして、さらに電気角が進むとU相コイル11の電流は「0」まで減少し、V相コイル13及びW相コイル15により図2(c)に示す「電気角180°」の位置に移動する。このように、三相駆動コイル9は2磁極ピッチに3個のコイル、すなわち、U相コイル11、V相コイル13、W相コイル15を配置して3相駆動とする構成になっているので滑らかな駆動が可能である。
同様に、「電気角180°」〜「電気角240°」までの移動の様子を、図2(c)〜図2(e)に示す。
FIG. 2B shows a state when the electric angle is moved to “electrical angle 150 °”. When the electrical angle further advances, the current of the
Similarly, the state of movement from “electrical angle 180 °” to “electrical angle 240 °” is shown in FIGS.
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、本実施の形態の場合には、小径の永久磁石23でも高い磁束密度が得られる。すなわち、本実施の形態の場合には、永久磁石23から発生した磁束はN極からS極へ還流するが、その際、従来のように、コイルを通過して最外周のヨークまで行ってから戻ってくるのではなく、近くの磁束をよく通す材料からなるコア17へ入り還流できるので、磁気抵抗を大幅に下げることができる。それによって、より小径の永久磁石23でも高い磁束密度が得られるものである。又、三相駆動コイル9から発生した磁束も近くにあるコア17へ入り還流できるので、磁気抵抗を大幅に下げることができ、より高い磁束密度を得られる。そして、それによって、より高い推力を得ることができるものである。
又、本実施の形態の場合には、推力発生により三相駆動コイル9と永久磁石23は軸方向(図1中左右方向)に相対運動するが、コア17についても同じ相対運動方向(軸方向)に配置されているので、永久磁石23や三相駆動コイル9から発生した磁束の向きも軸方向(紙面左右方向)となり、それによって、磁束対の作用力を効率よく推力として用いることができる。
又、本実施の形態によるリニアモータを用いたアクチュエータの場合には、円柱状の永久磁石23は軸方向に磁化されており、隣接する永久磁石23、23はお互いに同極同士が接している。又、三相駆動コイル9は永久磁石23と同軸であり環状に配されている。又、コア17も永久磁石23と同軸であって三相駆動コイル9と永久磁石23の間に配されている。このような構成は本実施の形態によるリニアモータの推力発生原理を理想的に満足するものであり、又、小型化(小径化)や低コスト化にも有利な形状である。
又、コアを用いる一般のリニアモータの場合は、永久磁石による吸引力の変動、すなわち、「コギング」による推力変動が大きな問題となっていた。本実施の形態の場合にはそのような「コギング」をなくすことができる。すなわち、三相駆動コイル9とコア17は固定子1側にあり、永久磁石23は可動子21側にあり、コア17を永久磁石23の移動範囲より軸方向(図上左右方向に)に沿って長く設置しているので、三相駆動コイル9と永久磁石23が相対運動をしても永久磁石23の近傍には常にコア17を配置することができ、且つ、略同一距離であって同一質量のコア17を配置することができる。したがって、三相駆動コイル9と永久磁石23が相対運動しても永久磁石23がコア17を吸引している力の変動、すなわち、「コギング」は殆ど発生しないものである。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, in the case of the present embodiment, a high magnetic flux density can be obtained even with the small-diameter
In the case of the present embodiment, the three-
In the case of the actuator using the linear motor according to the present embodiment, the cylindrical
In the case of a general linear motor using a core, fluctuations in attractive force due to permanent magnets, that is, fluctuations in thrust due to “cogging” have been a major problem. In this embodiment, such “cogging” can be eliminated. That is, the three-
次に、図4を参照して本発明の第2の実施の形態を説明する。図4は本実施の形態によるアクチュエータの構成を示す縦断面図である。まず、固定子101があり、この固定子101はハウジング103を備えている。このハウジング103は中空円筒形状をなしていて、その両端にはガイド部材105、107が取り付けられている。上記ハウジング103の内周側には複数組(この実施の形態の場合には三組)の三相駆動コイル109が設置されている。上記三相駆動コイル109は、U相コイル111、V相コイル113、W相コイル115とから構成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the actuator according to the present embodiment. First, there is a
又、上記3組の三相駆動コイル9の内周側には可動子121が図4中左右方向に移動可能な状態で収容・配置されている。この可動子121は、円筒形状をなす複数個(この実施の形態の場合には18個)の永久磁石123を軸方向に沿って積層・配置させた構成になっている。又、左右両端の永久磁石123、123には夫々端栓125、127が連結されている。又、上記複数個の永久磁石123の外周側には中空円筒形状をなすコア117が設置されている。
Further, a
すなわち、この第2の実施の形態の場合には、永久磁石123とコア117を可動子121側に配置し、永久磁石123とコア117を相対運動させない構成としている。それによって、コア117と永久磁石123の吸引力の変動ひいては「コギング」の発生をなくすことができるものである。つまり、永久磁石123とコア117は共に可動子121側にあって、永久磁石123とコア117が相対運動しないために、「コギング」は発生しないものである。
又、三相駆動コイル109側にコア117がないために、三相駆動コイル109側の固定子101を永久磁石123の相対移動範囲以上に長くする必要はなく、軸方向に沿って短い固定子101を構成することができるものである。
さらに、永久磁石123の相対移動距離(ストローク)を長くするためには、永久磁石123をその分だけ長くすれば良く、容易にストロークを長くすることができる。
その他、前記第1の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
又、この第2の実施の形態の場合には、永久磁石123とコア117を可動子121側とし、三相駆動コイル109を固定子101側として説明したが、永久磁石123とコア117を固定側とし、三相駆動コイル109を可動側としても同様の効果を奏することができる。
That is, in the case of the second embodiment, the
Further, since there is no
Furthermore, in order to lengthen the relative movement distance (stroke) of the
In addition, the same effects as in the case of the first embodiment can be obtained.
Further, in the case of the second embodiment, the
尚、本発明は前記第1、第2の実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記第1、第2の実施の形態の場合には、円筒形状のアクチュエータを例に挙げて説明したが、必ずしも円筒形状である必要はなく、例えば、角柱状でも同様の効果を奏することができる。
又、コアの材料である透磁率の良好な材料については、一般に軟鉄やニッケル系材料が挙げられるが、その透磁率が大きければ特に限定はされない。
さらに、透磁率の良好な材料からなるコアは永久磁石と三相駆動コイルの間にあればよく、前記第1、第2の実施の形態では、三相駆動コイル側に組込んだ例、永久磁石側
に組込んだ例を挙げたが、それらに限定されるものではない。
The present invention is not limited to the first and second embodiments.
First, in the case of the first and second embodiments, a cylindrical actuator has been described as an example. However, it is not always necessary to have a cylindrical shape. For example, the same effect can be obtained even in a prismatic shape. Can do.
In addition, materials having good magnetic permeability that are core materials generally include soft iron and nickel-based materials, but are not particularly limited as long as the magnetic permeability is large.
Furthermore, the core made of a material having good magnetic permeability may be provided between the permanent magnet and the three-phase drive coil. In the first and second embodiments, an example in which the core is incorporated on the three-phase drive coil side, Although the example incorporated in the magnet side was given, it is not limited to them.
本発明は、リニアモータと該リニアモータを用いるアクチュエータに係り、特に、小型化に起因した推力の低下を防止して高い推力を提供することができるように工夫したものに関し、例えば、精密位置決めシステムに使用するリニアモータと該リニアモータを用いるアクチュエータに好適である。 The present invention relates to a linear motor and an actuator using the linear motor, and more particularly to a device devised to prevent a reduction in thrust due to miniaturization and to provide high thrust, for example, a precision positioning system. It is suitable for the linear motor used for the actuator and the actuator using the linear motor.
1 固定子
3 ハウジング
5 ガイド
7 ガイド
9 三相駆動コイル
11 U相コイル
13 V相コイル
15 W相コイル
17 コア
21 可動子
23 永久磁石
25 シャフト
27 シャフト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
上記コアは上記磁石と上記コイルの相対運動方向に沿って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,
The linear motor, wherein the core is disposed along a relative movement direction of the magnet and the coil.
円筒状の永久磁石の回りに環状のコイルが配置され、上記コアはそれら円筒状の永久磁石と環状のコイルの間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 1,
An annular coil is arranged around a cylindrical permanent magnet, and the core is arranged between the cylindrical permanent magnet and the annular coil.
上記コアは上記磁石が相対移動しても該磁石の近傍にあることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
The linear motor according to claim 1, wherein the core is in the vicinity of the magnet even when the magnet is relatively moved.
上記コイルが固定側に配置され上記コア及び磁石が可動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 1,
A linear motor characterized in that the coil is arranged on the fixed side and the core and magnet are arranged on the movable side.
上記コイルが可動側に配置され上記コア及び磁石が固定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 1,
A linear motor characterized in that the coil is arranged on the movable side and the core and magnet are arranged on the fixed side.
2磁極ピッチに3個のコイルを配置したことを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
A linear motor characterized in that three coils are arranged at two magnetic pole pitches.
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