JP2010041761A - Linear motor - Google Patents

Linear motor Download PDF

Info

Publication number
JP2010041761A
JP2010041761A JP2008198979A JP2008198979A JP2010041761A JP 2010041761 A JP2010041761 A JP 2010041761A JP 2008198979 A JP2008198979 A JP 2008198979A JP 2008198979 A JP2008198979 A JP 2008198979A JP 2010041761 A JP2010041761 A JP 2010041761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft member
coil unit
linear motor
magnetic body
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008198979A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Asao
利之 浅生
Akihiro Unno
旭弘 海野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THK Co Ltd
Original Assignee
THK Co Ltd
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 THK Co Ltd filed Critical THK Co Ltd
Priority to JP2008198979A priority Critical patent/JP2010041761A/en
Publication of JP2010041761A publication Critical patent/JP2010041761A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor which prevents a shaft member from flexing by attraction that works between a magnetic body and the shaft member, in a linear motor which includes a magnetic body for improving thrust. <P>SOLUTION: In the shaft member 1 of the linear motor, magnetic poles of N poles and S poles are formed alternately in its axial direction. It includes magnetic bodies 4 and 6 for improving thrust, at least either outside or inside a coil unit 3 which surrounds the shaft member 1. It includes a slide bearing 7, which guides the shaft member 1 to take a relatively rectilinear motion in the axial direction of the shaft member 1 to the coil unit 3, between the inside of the coil unit 3 and the outside of the shaft member 1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のマグネットを有する軸部材が軸部材を囲むコイルに対して相対的に直線運動するリニアモータに関する。   The present invention relates to a linear motor in which a shaft member having a plurality of magnets moves linearly relative to a coil surrounding the shaft member.

リニアモータの一種として、Ｎ極及びＳ極が軸線方向に交互に形成される軸部材の周囲をコイルユニットで囲んだロッドタイプ（シャフトタイプと呼ばれることもある）のリニアモータが知られている（特許文献１参照）。軸部材には、複数のマグネットが収容される。コイルユニットはＵ，Ｖ，Ｗ相からなる三相コイルユニットを複数組み合わせてなる。コイルユニットに三相交流電流を流すと、軸部材の軸線方向に移動する移動磁界が発生する。軸部材は移動磁界により推力を得て、コイルユニットに対して軸部材の軸線方向に直線運動する。   As a kind of linear motor, a rod type (sometimes referred to as a shaft type) linear motor is known in which the periphery of a shaft member in which N poles and S poles are alternately formed in the axial direction is surrounded by a coil unit ( Patent Document 1). A plurality of magnets are accommodated in the shaft member. The coil unit is formed by combining a plurality of three-phase coil units composed of U, V, and W phases. When a three-phase alternating current is passed through the coil unit, a moving magnetic field that moves in the axial direction of the shaft member is generated. The shaft member obtains thrust by the moving magnetic field and linearly moves in the axial direction of the shaft member with respect to the coil unit.

軸部材をコイルユニットに対して相対的に直線運動させるとき、コイルユニットと軸部材との非接触の状態を保つ必要がある。コイルユニットと軸部材が接触すると、コイルの破損を招いたり、コイルの絶縁を保てなくなったりするからである。コイルユニット側には軸部材の直線運動を案内する軸受が設けられる。この軸受には、コイルユニットと軸部材との間に磁気的なすきまを確保できるような案内が要求される。従来のリニアモータにおいては、コイルユニットの軸線方向の両端部に軸部材が直線運動するのを案内する一対のすべり軸受が設けられていた。そして、コイルユニットの内側と軸部材の外側との間に磁気的なすきまとして空間を空けていた。   When the shaft member is linearly moved relative to the coil unit, it is necessary to maintain a non-contact state between the coil unit and the shaft member. This is because when the coil unit and the shaft member are in contact with each other, the coil is damaged or the insulation of the coil cannot be maintained. A bearing for guiding the linear motion of the shaft member is provided on the coil unit side. This bearing is required to have a guide that can secure a magnetic clearance between the coil unit and the shaft member. In the conventional linear motor, a pair of plain bearings for guiding the linear movement of the shaft member is provided at both ends in the axial direction of the coil unit. A space is provided as a magnetic clearance between the inside of the coil unit and the outside of the shaft member.

ところで、リニアモータは減速機を介することなく軸部材を直接直線運動させるという特質を有する。このリニアモータの特質上、リニアモータには推力を向上させることが要請され、特に小型のリニアモータほどこの要請が強い。リニアモータの推力を向上させる手法として、コイルユニットの外側に筒状の磁性体を配置することが行われている。軸部材のマグネットから半径方向に磁性体に向かう磁力線が形成されるので、マグネットに発生する磁力線をコイルユニットの巻線に直交させることができる。マグネットの磁力線をコイルユニットの巻線に直交させることができれば、推力が向上する。しかも、コイルユニットの外側に筒状の磁性体を配置することで、磁性体の外側の空気中に漏れる磁束を低減することができ、マグネットに発生する磁束を効率よくコイルユニットに作用させることができる。
特開２００７−９７２９５号公報 By the way, a linear motor has the characteristic that a shaft member is directly linearly moved without using a reduction gear. Due to the characteristics of this linear motor, the linear motor is required to improve the thrust, and this requirement is particularly strong in smaller linear motors. As a method for improving the thrust of the linear motor, a cylindrical magnetic body is disposed outside the coil unit. Since the magnetic lines of force from the magnet of the shaft member toward the magnetic body in the radial direction are formed, the magnetic lines of force generated in the magnet can be orthogonal to the windings of the coil unit. If the magnetic field lines of the magnet can be orthogonal to the windings of the coil unit, the thrust is improved. Moreover, by arranging the cylindrical magnetic body outside the coil unit, the magnetic flux leaking into the air outside the magnetic body can be reduced, and the magnetic flux generated in the magnet can be efficiently applied to the coil unit. it can.
JP 2007-97295 A

しかし、コイルユニットの外側に筒状の磁性体を配置すると、内部のマグネットの吸引力によって軸部材が磁性体に吸引されてしまう。軸部材はコイルユニットの両端部に設けられる一対のすべり軸受で支持されている。軸部材に働く吸引力が原因で一対のすべり軸受間の軸部材が撓んでしまう。軸部材が筒状の磁性体の中心線上に位置する限り、軸部材に働く吸引力のバランスが崩れないので、軸部材が撓むことはない。しかし、軸部材がすべり軸受内で片寄り、筒状の磁性体の中心線からずれると、軸部材に働く周方向の吸引力の不均衡が発生し、これが原因で軸部材が撓んでしまう。推力を上げようとコイルの数を多くし、一対のすべり軸受間のスパンを長くすればするほど、軸部材が撓みやすくなる。このような軸部材の撓みは、軸部材が直線運動するときにコイルユニットの内側に擦るおそれを生じさせたり、すべり軸受内での軸部材の円滑な動きを阻害したりする。   However, when a cylindrical magnetic body is disposed outside the coil unit, the shaft member is attracted to the magnetic body by the attractive force of the internal magnet. The shaft member is supported by a pair of plain bearings provided at both ends of the coil unit. The shaft member between the pair of slide bearings is bent due to the suction force acting on the shaft member. As long as the shaft member is positioned on the center line of the cylindrical magnetic body, the balance of the attractive force acting on the shaft member is not lost, so the shaft member does not bend. However, when the shaft member is displaced in the slide bearing and deviates from the center line of the cylindrical magnetic body, an imbalance in the circumferential attractive force acting on the shaft member occurs, which causes the shaft member to bend. As the number of coils is increased to increase the thrust and the span between the pair of sliding bearings is lengthened, the shaft member is more easily bent. Such bending of the shaft member may cause the inner surface of the coil unit to be rubbed when the shaft member linearly moves, or hinders smooth movement of the shaft member in the slide bearing.

そこで、本発明は、推力を向上させるための磁性体を設けたリニアモータにおいて、磁性体と軸部材との間に働く吸引力によって軸部材が撓むのを防止できるリニアモータを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a linear motor that is provided with a magnetic body for improving thrust, and that can prevent the shaft member from being bent by an attractive force acting between the magnetic body and the shaft member. Objective.

ところで、ロッドタイプのリニアモータにおいては、コイルユニットの内部には軸部材が通されているので、コイルユニットの内部にコアが配置されることはなかった。したがって、ロッドタイプのリニアモータはコアレスのリニアモータであり、コア付のリニアモータほど推力を向上させることができないと考えられていた。   By the way, in the rod-type linear motor, since the shaft member is passed through the coil unit, the core is not disposed inside the coil unit. Therefore, the rod-type linear motor is a coreless linear motor, and it has been thought that the thrust cannot be improved as much as the linear motor with a core.

そこで本発明の他の目的は、コアレスのリニアモータであるにも係わらず、あたかもコア付のリニアモータのように推力を向上させることができるリニアモータを提供することにある。   Accordingly, another object of the present invention is to provide a linear motor that can improve thrust as if it were a coreless linear motor, although it is a coreless linear motor.

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、前記軸部材の周囲を囲むコイルユニットと、前記コイルユニットの外側に設けられる外側磁性体、及び前記コイルユニットの内側に設けられる内側磁性体の少なくとも一方と、前記コイルユニットの内側と前記軸部材の外側との間に配置され、前記軸部材が前記コイルユニットに対して前記軸部材の軸線方向に相対的に直線運動するのを案内するすべり案内部と、を備えるリニアモータである。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a shaft member in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction, a coil unit surrounding the shaft member, and the coil At least one of an outer magnetic body provided on the outer side of the unit and an inner magnetic body provided on the inner side of the coil unit; and between the inner side of the coil unit and the outer side of the shaft member, A linear motor comprising a slide guide for guiding linear movement relative to the coil unit in the axial direction of the shaft member.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータにおいて、前記リニアモータは、前記コイルユニットの内側に前記内側磁性体を備え、前記すべり案内部は、前記内側磁性体の内側と前記軸部材の外側との間に配置されることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the linear motor includes the inner magnetic body inside the coil unit, and the sliding guide portion includes an inner side of the inner magnetic body. It is arranged between the outside of the shaft member.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のリニアモータにおいて、前記すべり案内部の内周面には、前記軸部材の外周面に接触する複数の突起が設けられることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the linear motor according to the first or second aspect, the inner peripheral surface of the sliding guide portion is provided with a plurality of protrusions that contact the outer peripheral surface of the shaft member. And

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のリニアモータにおいて、前記複数の突起は、前記すべり案内部の内周面を一周し、前記すべり案内部の軸線方向に並べられる複数の円周突起を含むことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the linear motor according to any one of the first to third aspects, the plurality of protrusions go around the inner peripheral surface of the slip guide portion and extend in an axial direction of the slide guide portion. It includes a plurality of circumferential protrusions that are arranged.

請求項５に記載の発明は、Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、前記軸部材の周囲を囲むコイルユニットと、前記コイルユニットの内側に設けられる内側磁性体と、を備え、前記軸部材のマグネットに発生する磁力と前記コイルユニットに流す電流とによって、前記軸部材が前記コイルユニットに対して相対的に直線運動するリニアモータである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a shaft member in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction, a coil unit surrounding the shaft member, and an inner magnet provided inside the coil unit. A linear motor in which the shaft member linearly moves relative to the coil unit by a magnetic force generated in the magnet of the shaft member and a current flowing through the coil unit.

請求項６に記載の発明は、請求項２又は５に記載のリニアモータにおいて、前記内側磁性体は前記軸部材を囲む筒形状に形成されることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the linear motor according to the second or fifth aspect, the inner magnetic body is formed in a cylindrical shape surrounding the shaft member.

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のリニアモータにおいて、前記コイルユニットは、前記軸部材の軸線方向に並べられる複数の相別コイルを有し、前記内側磁性体は、前記複数の相別コイルそれぞれの内側に設けられる分割磁性体を有することを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the linear motor according to the sixth aspect, wherein the coil unit includes a plurality of phased coils arranged in an axial direction of the shaft member, and the inner magnetic body includes the plurality of the inner magnetic bodies. It has the division | segmentation magnetic body provided inside each of each phase coil.

コイルユニットの内側と軸部材の外側との間にすべり案内部を介在させることで、吸引力によって軸部材が外側磁性体及び内側磁性体の少なくとも一方に引き付けられても、軸部材が撓むのを防止することができる。また、すべり案内部を介在させることで、コイルユニットと軸部材との間の磁気的なすきまをすべり軸受自体によって確保できる。したがって、磁気的なすきまを小さくできると同時に絶縁も確保することができる。   By interposing the slip guide between the inside of the coil unit and the outside of the shaft member, the shaft member bends even if the shaft member is attracted to at least one of the outer magnetic body and the inner magnetic body by an attractive force. Can be prevented. Further, by interposing the sliding guide portion, a magnetic clearance between the coil unit and the shaft member can be secured by the sliding bearing itself. Therefore, the magnetic clearance can be reduced and insulation can be ensured at the same time.

コイルユニットの内側に内側磁性体を配置することで、内側磁性体がコイルユニットの磁気回路の一部を形成するようになる。したがって、コアレスのコイルユニットでありながらあたかもコア付のコイルユニットのようにコイルユニットの磁束を向上させることができ、ひいてはリニアモータの推力を向上させることができる。   By disposing the inner magnetic body inside the coil unit, the inner magnetic body forms part of the magnetic circuit of the coil unit. Therefore, although it is a coreless coil unit, it is possible to improve the magnetic flux of the coil unit as if it were a core-attached coil unit, and consequently improve the thrust of the linear motor.

添付図面に基づいて本発明のリニアモータの一実施形態を詳細に説明する。
図１ないし図３は、本発明の第一の実施形態のリニアモータを示す。図１に示されるように、軸部材であるロッド１はハウジング２を貫通する。ロッド１は軸線方向に直交する断面が円形であり、棒状に細長く伸びる。ハウジング２の軸線方向に直交する断面は四角形である（図３参照）。ハウジング２もロッド１の軸線方向に細長く伸びる。ハウジング２の軸線方向の長さはロッド１の長さよりも短い。ロッド１には、軸線方向に交互にＮ極及びＳ極が形成されるよう複数のマグネットが収容される。ハウジング２には、ロッド１を囲むコイルユニット３が収容される。コイルユニット３は複数の相別コイル３ａ〜３ｃを軸線方向に重ねてなる。相別コイル３ａ〜３ｃはＵ相，Ｖ相及びＷ相のコイルからなる。Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の三つのコイルで一組の三相コイルが構成される。複数の三相コイルをロッド１の軸線方向に重ねることでコイルユニット３が構成される。コイルユニット３に三相交流電流を流すと、ロッド１の軸線方向に移動磁界が発生し、ハウジング２に対してロッド１がその軸線方向に相対的に直線運動する。このリニアモータは、例えば電子部品を基板に実装する部品実装装置のヘッドに組み込まれる一軸のアクチュエータとして使用される。 An embodiment of a linear motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 show a linear motor according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the rod 1 that is a shaft member passes through the housing 2. The rod 1 has a circular cross section perpendicular to the axial direction, and is elongated in a rod shape. The cross section orthogonal to the axial direction of the housing 2 is a quadrangle (see FIG. 3). The housing 2 also extends elongated in the axial direction of the rod 1. The length of the housing 2 in the axial direction is shorter than the length of the rod 1. A plurality of magnets are accommodated in the rod 1 so that N poles and S poles are alternately formed in the axial direction. The housing 2 accommodates a coil unit 3 surrounding the rod 1. The coil unit 3 is formed by overlapping a plurality of phase-specific coils 3a to 3c in the axial direction. The phase-specific coils 3a to 3c include U-phase, V-phase, and W-phase coils. A set of three-phase coils is composed of three coils of U-phase, V-phase and W-phase. The coil unit 3 is configured by overlapping a plurality of three-phase coils in the axial direction of the rod 1. When a three-phase alternating current is passed through the coil unit 3, a moving magnetic field is generated in the axial direction of the rod 1, and the rod 1 moves linearly relative to the housing 2 in the axial direction. This linear motor is used, for example, as a uniaxial actuator incorporated in a head of a component mounting apparatus that mounts electronic components on a substrate.

図４に示されるように、ハウジング２には、コイルユニット３、外側磁性体であるアウタースリーブ４、内側磁性体であるインナースリーブ６、すべり案内部であるすべり軸受７が組み込まれる。アウタースリーブ４はコイルユニット３の外側に配置され、インナースリーブ６はコイルユニット３の内側に配置される。すべり軸受７はインナースリーブ６のさらに内側に配置される。ハウジング２の最も内側に配置されるすべり軸受７がロッド１を支持すると共に、ロッド１が直線運動するのを案内する。   As shown in FIG. 4, the housing 2 incorporates a coil unit 3, an outer sleeve 4 that is an outer magnetic body, an inner sleeve 6 that is an inner magnetic body, and a slide bearing 7 that is a slide guide portion. The outer sleeve 4 is disposed outside the coil unit 3, and the inner sleeve 6 is disposed inside the coil unit 3. The slide bearing 7 is disposed further inside the inner sleeve 6. A plain bearing 7 disposed on the innermost side of the housing 2 supports the rod 1 and guides the rod 1 to move linearly.

すべり軸受７、インナースリーブ６、コイルユニット３、アウタースリーブ４は組み合わされた状態で射出成形の金型にインサートされる。金型に成形材料を射出することによって、これらをハウジング２に一体に成形することができる。ハウジング２には機械的強度が高いこと、絶縁性が高いこと、熱伝導性の良いことが要求される。これらの要求を満足するために、ハウジング２の成形材料には、ガラスエポキシ等の熱可塑性樹脂、又は絶縁性の金属酸化物粒子を充填材として熱可塑性樹脂に混合したものが用いられる。   The sliding bearing 7, the inner sleeve 6, the coil unit 3, and the outer sleeve 4 are inserted into an injection mold in a combined state. By injecting the molding material into the mold, these can be molded integrally with the housing 2. The housing 2 is required to have high mechanical strength, high insulation, and good thermal conductivity. In order to satisfy these requirements, the molding material of the housing 2 is a thermoplastic resin such as glass epoxy or a mixture of insulating metal oxide particles as a filler in a thermoplastic resin.

図５及び図６は、すべり軸受７、インナースリーブ６、コイルユニット３、アウタースリーブ４を組み立てた状態を示す。上述のように、コイルユニット３はロッド１の軸線方向に重ねられた複数の相別コイル３ａ〜３ｃからなる。相別コイル３ａ〜３ｃは導線を螺旋状に巻いたものである。複数の円環状の相別コイル３ａ〜３ｃはその軸線が一致するように一列に配列される。隣接する相別コイル３ａ〜３ｃ間には、相別コイル３ａ〜３ｃ同士を絶縁させるために絶縁材として樹脂製のスペーサ８，９（図６参照）が介在される。   5 and 6 show a state in which the slide bearing 7, the inner sleeve 6, the coil unit 3, and the outer sleeve 4 are assembled. As described above, the coil unit 3 includes a plurality of phase-specific coils 3 a to 3 c that are stacked in the axial direction of the rod 1. The phase-specific coils 3a to 3c are formed by winding a conductive wire in a spiral shape. The plurality of annular phase-separated coils 3a to 3c are arranged in a line so that their axes coincide. Between the adjacent phase-specific coils 3a to 3c, resin spacers 8 and 9 (see FIG. 6) are interposed as insulating materials in order to insulate the phase-specific coils 3a to 3c from each other.

コイルユニット３の外側に配置されるアウタースリーブ４は、コイルユニット３の軸線方向の長さと略等しい。アウタースリーブ４は、コイルユニット３の軸線方向に細長く伸びる分割アウタープレート４ａをコイルユニット３の周方向に一定間隔で並べたものである。複数の分割アウタープレート４ａを周方向に並べることでアウタースリーブ４が全体として筒形状に形成される。分割アウタープレート４ａ間にはすきまが空いている。アウタースリーブ４を円筒形状に形成した場合、Ｎ極及びＳ極が交互に形成されるロッド１をアウタースリーブ４内で直線運動させると、アウタースリーブ４内に渦電流が発生する。分割アウタープレート４ａ間にすきまを空けることによって、渦電流を分断し、渦電流を小さくすることができる。アウタースリーブ４の材質は珪素鋼、鉄等の軟質磁性材料である。コイルユニット３との絶縁を保つために、コイルユニット３とアウタースリーブ４との間には絶縁紙等の絶縁材が介在される。   The outer sleeve 4 disposed outside the coil unit 3 is substantially equal to the length of the coil unit 3 in the axial direction. The outer sleeve 4 is formed by arranging divided outer plates 4 a elongated in the axial direction of the coil unit 3 at regular intervals in the circumferential direction of the coil unit 3. By arranging the plurality of divided outer plates 4a in the circumferential direction, the outer sleeve 4 is formed in a cylindrical shape as a whole. There is a gap between the divided outer plates 4a. When the outer sleeve 4 is formed in a cylindrical shape, an eddy current is generated in the outer sleeve 4 when the rod 1 in which the N pole and the S pole are alternately formed is linearly moved in the outer sleeve 4. By providing a gap between the divided outer plates 4a, the eddy current can be divided and the eddy current can be reduced. The material of the outer sleeve 4 is a soft magnetic material such as silicon steel or iron. In order to maintain insulation from the coil unit 3, an insulating material such as insulating paper is interposed between the coil unit 3 and the outer sleeve 4.

コイルユニット３の外側にアウタースリーブ４を配置することで、ロッド１のマグネットに発生する磁力線をコイルユニット３の巻線に直交させることができ、またアウタースリーブ４の外側に漏れる磁束を少なくすることができる。マグネットに発生する磁束が効率よくコイルユニット３に作用するので、リニアモータの推力を向上させることができる。   By arranging the outer sleeve 4 outside the coil unit 3, the magnetic lines of force generated in the magnet of the rod 1 can be made orthogonal to the winding of the coil unit 3, and the magnetic flux leaking outside the outer sleeve 4 can be reduced. Can do. Since the magnetic flux generated in the magnet acts on the coil unit 3 efficiently, the thrust of the linear motor can be improved.

コイルユニット３の内側に配置されるインナースリーブ６は、複数の分割磁性体である複数の分割インナースリーブ６ａから構成される。複数の分割インナースリーブ６ａは複数の相別コイル３ａ〜３ｃの内側に設けられる。すなわち各分割インナースリーブ６ａは各相別コイル３ａ〜３ｃの内側に設けられる。分割インナースリーブ６ａは円筒形状に形成される。分割インナースリーブ６ａの外径は相別コイル３ａ〜３ｃの内径に等しく、分割インナースリーブ６ａの内径はすべり軸受７の外径に等しい。分割インナースリーブ６ａの軸線方向の長さは相別コイル３ａ〜３ｃの軸線方向の長さよりも短い。分割インナースリーブ６ａ間にはすきまが空けられる。このすきまはスペーサ９（図６参照）によって埋められる。インナースリーブ６の材質は珪素鋼、鉄等の軟質磁性材料である。コイルユニット３との絶縁を保つために、コイルユニット３とインナースリーブ６との間には絶縁紙等の絶縁材が介在される。   The inner sleeve 6 disposed inside the coil unit 3 includes a plurality of divided inner sleeves 6a that are a plurality of divided magnetic bodies. The plurality of divided inner sleeves 6a are provided inside the plurality of phase-specific coils 3a to 3c. That is, each divided inner sleeve 6a is provided inside each phase-specific coil 3a-3c. The divided inner sleeve 6a is formed in a cylindrical shape. The outer diameter of the divided inner sleeve 6 a is equal to the inner diameter of the separate coils 3 a to 3 c, and the inner diameter of the divided inner sleeve 6 a is equal to the outer diameter of the slide bearing 7. The length in the axial direction of the divided inner sleeve 6a is shorter than the length in the axial direction of the separate coils 3a to 3c. A gap is provided between the divided inner sleeves 6a. This gap is filled with a spacer 9 (see FIG. 6). The material of the inner sleeve 6 is a soft magnetic material such as silicon steel or iron. In order to maintain insulation from the coil unit 3, an insulating material such as insulating paper is interposed between the coil unit 3 and the inner sleeve 6.

コイルユニット３の内側に筒状のインナースリーブ６を配置することで、コアレスのリニアモータでありながらあたかもコア付のリニアモータのようにインナースリーブ６が磁気回路の一部を形成するようになる。したがって、コイルユニット３の磁束を向上させることができ、ひいてはリニアモータの推力を向上させることができる。上述のアウタースリーブ４だけでもリニアモータの推力を向上させることができる。インナースリーブ６を併用することで更なるリニアモータの推力の向上を図ることができる。   By disposing the cylindrical inner sleeve 6 inside the coil unit 3, the inner sleeve 6 forms a part of the magnetic circuit as if it were a coreless linear motor but a cored linear motor. Therefore, the magnetic flux of the coil unit 3 can be improved, and as a result, the thrust of the linear motor can be improved. The thrust of the linear motor can be improved with only the outer sleeve 4 described above. By using the inner sleeve 6 in combination, the thrust of the linear motor can be further improved.

各分割インナースリーブ６ａを各相別コイル３ａ〜３ｃの内側に設けることで、各分割インナースリーブ６ａが各相別コイル３ａ〜３ｃの磁気回路を形成するので、各相別コイル３ａ〜３ｃのみの磁束を向上させることができる。したがって、隣の相別コイル３ａ〜３ｃの磁束が悪影響するのを防止できる。さらに、分割インナースリーブ６ａを周方向に分割されない筒状に形成することで、相別コイル３ａ〜３ｃの内側に分割インナースリーブ６ａを組み込む作業が容易になる。   By providing each divided inner sleeve 6a inside each phase-specific coil 3a-3c, each divided inner sleeve 6a forms a magnetic circuit of each phase-specific coil 3a-3c, so that only each phase-specific coil 3a-3c is provided. Magnetic flux can be improved. Therefore, it is possible to prevent the magnetic fluxes of the adjacent phase-specific coils 3a to 3c from being adversely affected. Furthermore, by forming the divided inner sleeve 6a into a cylindrical shape that is not divided in the circumferential direction, the work of incorporating the divided inner sleeve 6a inside the phase-specific coils 3a to 3c is facilitated.

インナースリーブ６の内側には、すべり軸受７が配置される。すべり軸受７には、摺動性の良い樹脂製の軸受が用いられる。図７に示されるように、すべり軸受７は円筒形状に形成される。すべり軸受７の軸線方向の長さは、コイルユニット３の軸線方向の長さに等しいか、コイルユニット３の軸線方向の長さ以上である。すべり軸受７の外径はインナースリーブ６の内径に等しい。すべり軸受７の内周面には、すべり軸受７の内周面を一周する複数の円周突起１０が形成される。複数の円周突起１０はすべり軸受７の軸線方向に一定のピッチで形成される。円周突起１０の断面形状はロッド１に向かって凸の曲線、例えば円弧に形成される。円周突起１０の内径はロッド１の外径に等しい。図８に示されるように、ロッド１とすべり軸受７とは円周突起１０の断面の頂点１０ａで接触する。   A slide bearing 7 is disposed inside the inner sleeve 6. As the slide bearing 7, a resin bearing having a good sliding property is used. As shown in FIG. 7, the slide bearing 7 is formed in a cylindrical shape. The length of the plain bearing 7 in the axial direction is equal to the length of the coil unit 3 in the axial direction or is equal to or longer than the length of the coil unit 3 in the axial direction. The outer diameter of the slide bearing 7 is equal to the inner diameter of the inner sleeve 6. A plurality of circumferential protrusions 10 are formed on the inner peripheral surface of the slide bearing 7 so as to go around the inner peripheral surface of the slide bearing 7. The plurality of circumferential protrusions 10 are formed at a constant pitch in the axial direction of the slide bearing 7. The cross-sectional shape of the circumferential protrusion 10 is formed into a convex curve toward the rod 1, for example, an arc. The inner diameter of the circumferential protrusion 10 is equal to the outer diameter of the rod 1. As shown in FIG. 8, the rod 1 and the plain bearing 7 are in contact with each other at a vertex 10 a of the cross section of the circumferential protrusion 10.

ロッド１の軸線方向の直線運動はすべり軸受７によって案内される。ロッド１はすべり軸受７の円周突起１０に接触し、又は油膜を挟んで接触しながら、すべり軸受７内をすべり運動する。コイルユニット３とロッド１との間にコイルユニット３の軸線方向の全長に渡って伸びるすべり軸受７を配置することで、ロッド１がアウタースリーブ４及びインナースリーブ６に吸引されても、ロッド１が撓むのを防止することができる。また、コイルユニット３とロッド１との間にすべり軸受７を介在させることで、コイルユニット３とロッド１との間の磁気的なすきまをすべり軸受７自体によって確保することができる。すべり軸受７の厚みを薄くすることで磁気的なすきまを小さくすることができ、推力を向上させることができる。しかも、樹脂は空気よりも絶縁性が高いので、コイルユニット３とロッド１との間を確実に絶縁することができる。   The linear movement of the rod 1 in the axial direction is guided by the sliding bearing 7. The rod 1 slides in the slide bearing 7 while making contact with the circumferential protrusion 10 of the slide bearing 7 or with an oil film interposed therebetween. Even if the rod 1 is attracted to the outer sleeve 4 and the inner sleeve 6 by arranging the plain bearing 7 extending over the entire length in the axial direction of the coil unit 3 between the coil unit 3 and the rod 1, the rod 1 It is possible to prevent bending. Further, by interposing the slide bearing 7 between the coil unit 3 and the rod 1, a magnetic clearance between the coil unit 3 and the rod 1 can be secured by the slide bearing 7 itself. By reducing the thickness of the slide bearing 7, the magnetic clearance can be reduced and the thrust can be improved. Moreover, since the resin has higher insulation than air, the coil unit 3 and the rod 1 can be reliably insulated.

すべり軸受７の内周面の全体がロッド１の外周面に接触していると、ロッド１がすべり軸受７に対して直線運動するときの摩擦抵抗が大きくなる。すべり軸受７の内周面に円周突起１０を設けることで、すべり軸受７とロッド１との接触面積を小さくすることができ、ロッド１がすべり軸受７に対して直線運動するときの摩擦抵抗を小さくすることができる。円周突起１０はすべり軸受７の内周面を一周しているので、ロッド１が半径方向に位置ずれするのを防止することができる。   When the entire inner peripheral surface of the slide bearing 7 is in contact with the outer peripheral surface of the rod 1, the frictional resistance when the rod 1 linearly moves with respect to the slide bearing 7 increases. By providing the circumferential protrusion 10 on the inner peripheral surface of the slide bearing 7, the contact area between the slide bearing 7 and the rod 1 can be reduced, and the friction resistance when the rod 1 moves linearly with respect to the slide bearing 7. Can be reduced. Since the circumferential protrusion 10 goes around the inner peripheral surface of the slide bearing 7, it is possible to prevent the rod 1 from being displaced in the radial direction.

図９はロッド１の斜視図を示す。ロッド１は、例えばステンレス等の非磁性材からなるパイプ１１を有する。パイプ１１の中空空間には、円柱状の複数のマグネット１２（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように積層される。マグネット１２の間には、例えば鉄等の磁性体からなるポールシュー１３（磁極ブロック）が介在される。ポールシュー１３を介在させることで、マグネット１２が形成する磁界を正弦波に近づけることができる。   FIG. 9 shows a perspective view of the rod 1. The rod 1 has a pipe 11 made of a nonmagnetic material such as stainless steel. In the hollow space of the pipe 11, a plurality of columnar magnets 12 (segment magnets) are stacked such that the same poles face each other. A pole shoe 13 (magnetic pole block) made of a magnetic material such as iron is interposed between the magnets 12. By interposing the pole shoe 13, the magnetic field formed by the magnet 12 can be brought close to a sine wave.

図１０は、リニアモータの作動原理図を示す。パイプ１１の中空空間には、界磁マグネットとして、円盤状の複数のマグネット１２（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように、すなわちＮ極とＮ極が、Ｓ極とＳ極とが対向するように、積層される。マグネット１２間にはポールシュー１３（図９参照）が介在される。ロッド１の周囲には、ロッド１を囲むコイルユニット３が設けられる。コイルユニット３は、Ｕ・Ｖ・Ｗ相からなる三相コイルを複数組み合わせたものである。コイルユニット３に１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、ロッド１の軸線方向に移動する移動磁界が発生する。ロッド１は、移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さと同一の速さで直線運動を行なう。   FIG. 10 shows an operation principle diagram of the linear motor. In the hollow space of the pipe 11, a plurality of disk-shaped magnets 12 (segment magnets) are opposed to each other as the field magnets, that is, the N pole and the N pole are opposed to the S pole and the S pole. To be stacked. A pole shoe 13 (see FIG. 9) is interposed between the magnets 12. A coil unit 3 surrounding the rod 1 is provided around the rod 1. The coil unit 3 is a combination of a plurality of three-phase coils composed of U, V, and W phases. When a three-phase current having a phase difference of 120 ° is applied to the coil unit 3, a moving magnetic field that moves in the axial direction of the rod 1 is generated. The rod 1 obtains a thrust by the moving magnetic field and performs a linear motion at the same speed as the moving magnetic field.

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に具現化できる。例えば上記実施形態では、ロッド１を移動磁界に同期して動作させるリニア同期モータに本発明を適用した例について説明したが、本発明はＮ極及びＳ極が交互に形成されるロッドの周囲をコイルユニットで覆う構成のリニアモータであれば、リニア同期モータに限られずリニアステッピングモータにも適用することができる。リニアステッピングモータは、二相、三相等の多相のコイルの励磁電流を切り替えることで、Ｎ極及びＳ極が交互に形成されたロッドを多相のコイルに対して所定のステップ量ずつ相対的に直線運動させるモータである。リニアステッピングモータは与えられたパルス数に比例した量だけ直線運動する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not change the summary of this invention, it can be embodied in various embodiment. For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the linear synchronous motor that operates the rod 1 in synchronization with the moving magnetic field has been described. However, the present invention is arranged around the rod in which N poles and S poles are alternately formed. If it is a linear motor of the structure covered with a coil unit, it can apply not only to a linear synchronous motor but to a linear stepping motor. A linear stepping motor switches the excitation current of a multi-phase coil such as two-phase or three-phase so that a rod in which N poles and S poles are alternately formed is relative to the multi-phase coil by a predetermined step amount. It is a motor that makes a linear motion. The linear stepping motor moves linearly by an amount proportional to the given number of pulses.

ハウジングは断面が四角形に限らず、丸型や楕円形でもよい。   The housing is not limited to a square cross section, and may be round or oval.

すべり軸受の内周面に形成される突起は、すべり軸受の内周面を一周していなくても途中で分断されていてもよい。また、突起はすべり軸受の内周面の周方向に細長く伸びてなくてもすべり軸受の内周面の軸線方向に伸びていてもよい。突起は溝のように伸びていなくても、すべり軸受の内周面に分散された複数の点のように形成されてもよい。   The protrusion formed on the inner peripheral surface of the slide bearing may be divided in the middle even if it does not go around the inner peripheral surface of the slide bearing. In addition, the protrusions may extend in the axial direction of the inner peripheral surface of the slide bearing even if they do not extend in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the slide bearing. The protrusion may not be extended like a groove but may be formed like a plurality of points distributed on the inner peripheral surface of the slide bearing.

アウタースリーブ及びインナースリーブの一方を省略してもよい。   One of the outer sleeve and the inner sleeve may be omitted.

また、すべり軸受、インナースリーブ、コイルユニット、アウタースリーブの成形方法は射出成形に限らず、樹脂を流し込んで固めてもよい。   Further, the molding method of the slide bearing, the inner sleeve, the coil unit, and the outer sleeve is not limited to the injection molding, and the resin may be poured and hardened.

本発明の第一の実施形態のリニアモータの斜視図（一部断面図を含む）1 is a perspective view (including a partial cross-sectional view) of a linear motor according to a first embodiment of the present invention. 上記リニアモータの側面図（一部断面を含む）Side view of the linear motor (including a partial cross section) 上記リニアモータのロッドの軸線方向からみた正面図Front view seen from the axial direction of the rod of the linear motor リニアモータの内部構造を示す斜視図Perspective view showing internal structure of linear motor すべり軸受、インナースリーブ、コイルユニット及びアウタースリーブの組み立てた状態の斜視図（一部断面を含む）A perspective view of a slide bearing, inner sleeve, coil unit and outer sleeve in an assembled state (including a partial cross section) すべり軸受、インナースリーブ、コイルユニット及びアウタースリーブの組み立てた状態の側面図（一部断面を含む）Side view of slide bearing, inner sleeve, coil unit and outer sleeve in an assembled state (including partial cross section) すべり軸受の斜視図（一部断面を含む）Sliding bearing perspective view (including partial cross section) すべり軸受とロッドとの接触状態を示す断面図Sectional view showing contact state between slide bearing and rod ロッドの斜視図（一部断面を含む）Rod perspective view (including partial cross section) リニアモータの作動原理を示す図Diagram showing the principle of operation of a linear motor

符号の説明Explanation of symbols

１…ロッド（軸部材），２…ハウジング，３…コイルユニット，３ａ〜３ｃ…相別コイル，４…アウタースリーブ（外側磁性体），６…インナースリーブ（内側磁性体），６ａ…分割インナースリーブ，７…すべり軸受（すべり案内部），１０…円周突起，１２…マグネット

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rod (shaft member), 2 ... Housing, 3 ... Coil unit, 3a-3c ... Separate coil, 4 ... Outer sleeve (outer magnetic body), 6 ... Inner sleeve (inner magnetic body), 6a ... Split inner sleeve 7 ... Slide bearing (slide guide) 10 ... Circular projection 12 ... Magnet

Claims (7)

Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、
前記軸部材の周囲を囲むコイルユニットと、
前記コイルユニットの外側に設けられる外側磁性体、及び前記コイルユニットの内側に設けられる内側磁性体の少なくとも一方と、
前記コイルユニットの内側と前記軸部材の外側との間に配置され、前記軸部材が前記コイルユニットに対して前記軸部材の軸線方向に相対的に直線運動するのを案内するすべり案内部と、を備えるリニアモータ。 A shaft member in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction;
A coil unit surrounding the shaft member;
At least one of an outer magnetic body provided outside the coil unit and an inner magnetic body provided inside the coil unit;
A slip guide portion disposed between the inside of the coil unit and the outside of the shaft member, and guiding the shaft member to linearly move relative to the coil unit in the axial direction of the shaft member; A linear motor comprising 前記リニアモータは、前記コイルユニットの内側に前記内側磁性体を備え、
前記すべり案内部は、前記内側磁性体の内側と前記軸部材の外側との間に配置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 linear motor includes the inner magnetic body inside the coil unit,
The linear motor according to claim 1, wherein the sliding guide portion is disposed between an inner side of the inner magnetic body and an outer side of the shaft member. 前記すべり案内部の内周面には、前記軸部材の外周面に接触する複数の突起が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein a plurality of protrusions that contact the outer peripheral surface of the shaft member are provided on the inner peripheral surface of the sliding guide portion. 前記複数の突起は、前記すべり案内部の内周面を一周し、前記すべり案内部の軸線方向に並べられる複数の円周突起を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のリニアモータ。   The plurality of protrusions include a plurality of circumferential protrusions that make a round on the inner peripheral surface of the sliding guide portion and are arranged in the axial direction of the sliding guide portion. Linear motor. Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材と、
前記軸部材の周囲を囲むコイルユニットと、
前記コイルユニットの内側に設けられる内側磁性体と、を備え、
前記軸部材のマグネットに発生する磁力と前記コイルユニットに流す電流とによって、前記軸部材が前記コイルユニットに対して相対的に直線運動するリニアモータ。 A shaft member in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately formed in the axial direction;
A coil unit surrounding the shaft member;
An inner magnetic body provided inside the coil unit,
A linear motor in which the shaft member linearly moves relative to the coil unit by a magnetic force generated in a magnet of the shaft member and a current flowing through the coil unit. 前記内側磁性体は前記軸部材を囲む筒形状に形成されることを特徴とする請求項２又は５に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 2, wherein the inner magnetic body is formed in a cylindrical shape surrounding the shaft member. 前記コイルユニットは、前記軸部材の軸線方向に並べられる複数の相別コイルを有し、
前記内側磁性体は、前記複数の相別コイルそれぞれの内側に設けられる分割磁性体を有することを特徴とする請求項６に記載のリニアモータ。
The coil unit has a plurality of phase-specific coils arranged in the axial direction of the shaft member,
The linear motor according to claim 6, wherein the inner magnetic body has a divided magnetic body provided inside each of the plurality of phase-specific coils.
JP2008198979A 2008-07-31 2008-07-31 Linear motor Withdrawn JP2010041761A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008198979A JP2010041761A (en) 2008-07-31 2008-07-31 Linear motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008198979A JP2010041761A (en) 2008-07-31 2008-07-31 Linear motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010041761A true JP2010041761A (en) 2010-02-18

Family

ID=42013728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008198979A Withdrawn JP2010041761A (en) 2008-07-31 2008-07-31 Linear motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010041761A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2390990A1 (en) * 2010-05-25 2011-11-30 Nti Ag Linear motor
JP2013055816A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Sanyo Denki Co Ltd Electric machine
CN103769614A (en) * 2012-10-19 2014-05-07 财团法人工业技术研究院 Telescopic shaft assembly
US20160326253A1 (en) * 2013-12-27 2016-11-10 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Method for purifying antibody having low isoelectric point
WO2017047388A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-23 Ｋｙｂ株式会社 Linear motor and linear actuator provided with same
WO2018047216A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-15 富士機械製造株式会社 System for controlling stop position when servo off for linear drive device
CN113447352A (en) * 2021-06-28 2021-09-28 陕西大工旭航电磁科技有限公司 Electromagnetic loading novel medium strain rate impact tensile test system and test method thereof
CN117879296A (en) * 2024-03-11 2024-04-12 比亚迪股份有限公司 Linear motor and electromagnetic suspension

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2390990A1 (en) * 2010-05-25 2011-11-30 Nti Ag Linear motor
JP2013055816A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Sanyo Denki Co Ltd Electric machine
CN103769614A (en) * 2012-10-19 2014-05-07 财团法人工业技术研究院 Telescopic shaft assembly
CN103769614B (en) * 2012-10-19 2016-04-06 财团法人工业技术研究院 telescopic shaft assembly
US20160326253A1 (en) * 2013-12-27 2016-11-10 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Method for purifying antibody having low isoelectric point
WO2017047388A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-23 Ｋｙｂ株式会社 Linear motor and linear actuator provided with same
WO2018047216A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-15 富士機械製造株式会社 System for controlling stop position when servo off for linear drive device
CN113447352A (en) * 2021-06-28 2021-09-28 陕西大工旭航电磁科技有限公司 Electromagnetic loading novel medium strain rate impact tensile test system and test method thereof
CN117879296A (en) * 2024-03-11 2024-04-12 比亚迪股份有限公司 Linear motor and electromagnetic suspension

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010041761A (en) Linear motor
JP5766748B2 (en) Linear actuator
TW201334371A (en) Electric machine
US9059626B2 (en) Electric machine with linear mover
TWI481160B (en) A linear stepping motor and manufacturing method thereof
WO2020079869A1 (en) Cylindrical linear motor
US20160087515A1 (en) Linear-rotary actuator
JP2009065755A (en) Vibrating-type motor and vibrating-type compressor using the same
KR100694673B1 (en) Linear Motor using Cylindrical Permanent Magnet
JP5525416B2 (en) Linear actuator
JP5589507B2 (en) Mover and stator of linear drive unit
JP2008259373A (en) Linear motor
JP2012019613A (en) Linear motor
JP2007068326A (en) Linear motor unit and method of combining same
JP2010098880A (en) Cylindrical linear motor
JP2013138592A (en) Linear motor including magnet member and manufacturing method of magnet member
JP6415029B2 (en) Electromagnetic induction device
JP2004056864A (en) Linear motor
JP2007209089A (en) Linear motor
JP4972442B2 (en) Permanent magnet arrangement structure of direct acting motor
JP6121784B2 (en) Brushless DC motor, lens barrel and imaging device
JP2009194991A (en) Linear motor an actuator
JP7240569B2 (en) Cylindrical linear motor
JP7252834B2 (en) Cylindrical linear motor
JP2017093171A (en) Coreless linear motor, coreless linear motor armature and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111004