JP4647145B2 - Cylinder type linear synchronous motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動子が直線運動をするシリンダ形リニア同期モータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平11−332211号公報及び特開2000−262034号公報等には、出願人が提案した従来のシリンダ形リニア同期モータの構造が開示されている。従来のシリンダ形リニア同期モータでは、可動子の位置を光学的に検出するリニアスケールと呼ばれる高価な位置検出器を用いている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら光学的な位置検出器は価格が高く、シリンダ形リニア同期モータの価格を低減化することの障害になっていた。一般的なリニアモータでは、例えば特開2001−86729号公報等に示されるように、リニアレゾルバと呼ばれる可動子の直線移動を検出するレゾルバが使用されている。しかしながら出願人が知る限りにおいて、シリンダ形リニア同期モータでは、リニアレゾルバは採用されていない。これはもしシリンダ形リニア同期モータに、リニアレゾルバを採用すると、モータの軸線方向の寸法を長くしなければならないと考えられていたためである。
【0004】
本発明の目的は、モータの軸線方向の寸法を長くすることなく、可動子の位置検出にリニアレゾルバを用いることができるシリンダ形リニア同期モータを提供することにある。
【0005】
本発明の他の目的は、既存のモータよりも軸線方向寸法を短くすることができる、リニアレゾルバを備えたシリンダ形リニア同期モータを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とするシリンダ型リニア同期モータは、軸線方向に往復移動する直動軸及び前記直動軸に固定された可動子と、この可動子の外側に配置されて可動子との間に可動子を軸線方向に移動させる推力を発生させる固定子と、可動子を軸線方向に移動可能に支持する可動子支持構造と、可動子が直動軸を中心にして回動するのを阻止する1以上の回り止め構造と、可動子の位置を検出するリニアレゾルバとを具備している。
【0007】
可動子として、例えば軸線方向に往復移動する直動軸と、この直動軸に固定された磁石取付部と、磁石取付部に固定され直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる1以上の永久磁石列とを備えたものを用いることができる。なおこの場合、1つの永久磁石列を構成する複数の永久磁石は、物理的に組合せた複数の永久磁石であってもよいし、物理的に1つの磁性体が長手方向に交互にN極とS極とに着磁されて構成された複数の永久磁石でもよい。永久磁石列が複数列ある場合には、複数列の永久磁石列は周方向にほぼ等しい間隔をあけて配置するのが好ましい。但し、径方向の外面にN極またはS極が現れるように着磁された円環状永久磁石を用いて、永久磁石列の集合体を構成してもよい。
【0008】
また固定子は、例えば、巻線導体が環状に巻かれて形成され、軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線を備えたものを用いることができる。この場合、固定子は、可動子の永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及びこれら複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する2つの磁極部間に対応する環状巻線の少なくとも一部を受け入れるスロットを形成するように複数の磁極部が軸線方向に間隔をあけて配置されてなる固定子コアユニットを備えている。ここでスロットは、可動子に向かって開口する開口部と環状巻線の少なくとも一部を受け入れる巻線受け入れ部とを有している。
【0009】
リニアレゾルバは、位置検出信号を出力する検出コイルユニット及び可動子と一緒に変位して検出コイルユニットと鎖交する磁束を変化させる磁束変化発生部を備えている。検出コイルユニットは、位相が90°異なる検出信号を出力する2以上のコイルから構成することができる。また磁束変化発生部は、例えば検出コイルユニットの各コイルを流れる磁束の磁路の一部を構成する導磁性材料から構成することができる。
【0010】
1以上の回り止め構造は、直動軸または可動子に対して固定されて、直動軸の軸線と平行に延びる仮想平行線に沿って直動軸または可動子と一緒に直線移動する直線移動部材と、固定子と一緒に固定状態に置かれて直線移動部材の仮想平行線に沿う方向の移動を許容し直線移動部材の直動軸を中心とする回転動作を阻止するように直線移動部材を受け入れる直線移動部材受入部とを備えている。
【0011】
第1の発明においては、リニアレゾルバの磁束変化発生部を、直線移動部材と平行に配置した上で直線移動部材の移動範囲内で直線移動部材と一緒に移動するように直動軸または可動子に対して固定し、リニアレゾルバの検出コイルユニットを固定子と一緒に固定状態に置いている。このようにすると、直動軸と、回り止め機構の直線移動部材とレゾルバセンサの磁束変化発生部とが、それぞれ平行状態に配置されることになる。その結果、モータの軸線方向の寸法を長くすることなく、直動軸の移動範囲内に、リニアレゾルバを配置することができる。
【0012】
なお、固定子の軸線方向の両側に直動軸を支持する一対の軸受部をそれぞれ備えた一対のエンドブラケットが配置されている場合には、次のように構成すればよい。すなわち一方のエンドブラケットから外部に突出する直動軸の一方の端部にプレート部材を固定し、このプレート部材に磁束変化発生部及び直線移動部材を固定する。また直線移動部材受入部及び検出コイルユニットを一方のエンドブラケットに固定する。このようにすると簡単な構造で、回り止め機構とリニアレゾルバとを直動軸と平行な状態に配置することができる。
【0013】
上記では、直動軸の一方の端部にプレート部材を設けてこのプレート部材にリニアレゾルバ及び回り止め機構の可動部材を固定したが、可動子にこれらの可動子を固定するようにしてもよい。この場合には、モータの内側から外側に向かってリニアレゾルバの磁束変化発生部と回り止め機構の直線移動部材が突き出す構造となる。このような構造にすると、直動軸の一端をフリーな状態にすることができるので、直動軸と負荷との接続が容易になる。
【0014】
回り止め構造とは別にリニアレゾルバを設ける場合には、基本前提として、モータは固定子の軸線方向の両側に配置されて直動軸を支持する一対の軸受部をそれぞれ備えた一対のエンドブラケットを備えているものとする。そして回り止め構造は、可動子が直動軸を中心にして回動するのを阻止するために一対のエンドブラケットの一方側に設けられているものとする。このような場合においては、一対のエンドブラケットの他方に検出コイルユニットを固定する。
【0015】
上記第1の発明では、回り止め機構とリニアレゾルバとを別々のものとして設けているが、リニアレゾルバが回り止め機構の機能を果たすように構成することもできる。その場合には、リニアレゾルバの磁束変化発生部を回り止め構造の直線移動部材側に設け、リニアレゾルバの検出コイルユニットを回り止め構造の直線移動部材受入部側に設ける。例えば、磁束変化発生部を剛性のロッドとしてこのロッドで直線移動部材を構成してもよい。また具体的には、直線移動部材を一端が直線移動部材受入部側に開口する空洞部を有するパイプから構成し、直線移動部材受入部をこのパイプを受け入れるシリンダから構成することができる。そして磁束変化発生部は、パイプの空洞部内に配置されたロッド形状とし、検出コイルユニットをシリンダの中心部に位置し、パイプの空洞部内に入り且つロッド形状の磁束変化発生部を受け入れる筒状コイル構造体として構成することができる。このような構造を採用すると、1つの回り止め機構の内部に、シリンダレゾルバを配置することができる。
【0016】
また検出コイルユニットを他方のエンドブラケットに固定された軸受部の外側に同心的に配置することができる。この場合には、直動軸または可動子にリニアレゾルバの磁束変化発生部を固定する。検出コイルユニットを軸受部と同心的に配置すれば、検出コイルユニットを設けるために、直動軸を長くする必要がなくなる。そのため回り止め構造を利用しない場合でも、モータの軸線方向寸法を長くすることなく、リニアレゾルをモータに装着することができる。この場合には、回り止め機構を他方のエンドブラケットを利用して設けることができる。しかしレゾルバそのものは、回転方向の運動を許容できるので、検出コイルユニットを軸受部と同心的に配置する場合には、必ずしも回り止め機構を必要としない。
【0017】
回り止め構造を覆うように一方のエンドブラケットにカバー部材が設けられる場合には、次のようにしてリニアレゾルバを配置すると、モータの軸線方向寸法を長くする必要がなくなる。まずカバー部材にリニアレゾルバの検出コイルユニットを固定する。そしてカバー部材内に位置する直動軸の一端にリニアレゾルバの磁束変化発生部を固定する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態の一例を説明するために用いる本発明の前提となる出願人が先に提案したシリンダ形リニア三相同期モータ1の一部破断断面図である。なおこの図は、理解を容易にするために、図3のI−I線に沿って切断して展開した断面図である。図2は図1のモータの平面図であり、図3は図1のモータの左側面図である。これらの図において、このシリンダ形リニア三相同期モータ1のケース3は、非磁性材料(例えばアルミニューム)製のシリンダ形のフレーム5とアルミニューム製の一対のエンドブラケット7及び9とから構成されている。
【0019】
一対のリニア軸受11及び13には、直線往復運動可能に鉄製の直動軸15が支持されている。図1に示した状態は、直動軸15の負荷が接続される出力軸部15aが最も外側に突出した状態である。ケース3の内部に位置する直動軸15の部分には、磁性材料である鉄製の磁石取付体17が直動軸15と同心になるように固定されている。磁石取付体17が固定される直動軸15の部分には、軸線方向に延びる突条部が一体に形成されており、磁石取付体17の内周部には突条部が嵌合されるキー溝が形成されている。磁石取付体17は、基本的には円筒形または角筒形を成している。磁石取付け体17の外周面が、磁石取付部19を構成している。磁石取付部19は、直動軸15の軸線方向に延びるほぼ円筒形状を有しており、その外周には8個の円環状永久磁石21…が直動軸15に沿って直線状に並んで構成される6本の永久磁石列23が固定されている。この例では、直動軸15と、磁石取付体17と永久磁石列23とによって可動子25が構成されている。
【0020】
フレーム5の内周部には、固定子コアユニット27…が固定されている。固定子コアユニット27…は、フレーム5の内周側に固定された基部すなわちヨーク27a及び直動軸15の径方向において磁極面27が永久磁石21…によって形成される永久磁石列23と対向し且つ直動軸15の軸線方向に所定の間隔をあけて配置された複数の磁極部27b…を有している。なお固定子コアユニット27の構造については、公知であるので説明は省略する。各固定子コアユニット27の隣接する2つの磁極部27b間に形成されるスロットには、巻線導体を環状に巻回してなる励磁巻線を構成する環状巻線29…の一部がそれぞれ嵌合されている。なおこの例では、固定子コアユニット27…と環状巻線29…とにより固定子31が構成されている。
【0021】
固定子31の軸線方向の一方側に位置するエンドブラケット7には、直動軸15の軸線と平行に延びる2本の仮想平行線を中心としてエンドブラケット7を厚み方向(軸線方向)に貫通する2本の貫通孔33及び35が形成されている。図1では、2つの貫通孔33及び35が180°離れた位置に形成されているように示されているが、図3から分かるように、2つの貫通孔33及び35は、数十度の角度間隔をあけて並んでいる。一方の貫通孔33内には、リニアレゾルバ37の一部を構成する有底の筒体またはシリンダ39が嵌合されている。シリンダ39は、エンドブラケット7の外側に向かって開口しており、その底部(固定子31側に位置する壁部)に設けられた貫通孔には、検出コイルユニット41のコネクタ部43が嵌合されている。コネクタ部43から延びる複数の引出し線45は、フレーム5の外側に設けられた基板ケース47内に配置された回路基板49上の回路パターン中の電極に接続されている。この回路基板49上には、リニアレゾルバ37の信号処理回路を構成する電気部品が実装されている。基板ケース47には、外部接続用のコネクタが接続されている。
【0022】
検出コイルユニット41は、90°位相の異なる2つの位置検出信号を出力するように配線されて直線状に並べられた4つの環状のコイルを含む筒状コイル構造体51を備えている。リニアレゾルバ37は、検出コイルユニット41の筒状コイル構造体45の内部を軸線方向と平行な方向に変位するロッド形状の磁束変化発生部53を備えている。この磁束変化発生部53は、可動子25または直動軸15と一緒に変位して検出コイルユニット41のコイルと鎖交する磁束を変化させるように磁性体と非磁性体とが交互に並んだ構造を有している。磁束変化発生部53の基部は、固定キャップ55に固定されている。固定キャップ55及び磁束変化発生部53の主要部は、金属製のパイプ57の内部に収納されている。そしてこのパイプ57は、直動軸15の端部15aに固定されたプレート部材16に固定されている。パイプ57は、シリンダ39と筒状コイル構造体51との間に形成された円筒状の空間の内部を軸線方向と平行な方向に移動し得るように、その空間内に嵌合されている。
【0023】
なおこの実施の形態で用いたリニアレゾルバ27は、株式会社アミテックがインダクトスケール(商標)の名称で販売しているものである。
【0024】
エンドブラケット7の貫通孔35の内部には、回り止め構造を構成する一対の筒状のベアリング59が嵌合されている。そして一対のベアリング59には、一端がプレート部材16に固定されたロッド部材61が軸線方向と平行な別の仮想平行線に沿って直線移動し得るように支持されている。この回り止め構造では、ベアリング59が直線移動部材受入部を構成しており、ロッド部材61が直線移動部材を構成している。
【0025】
プレート部材16は、直動軸15の一端15aにボルト63によって固定されている。プレート部材16には、負荷を接続するための4つのねじ孔65が形成されている。
【0026】
上記の例において、リニアレゾルバ27の機械的に強度を十分なものとして構成すれば、リニアレゾルバ27を回り止め構造として兼用することもできる。すなわちリニアレゾルバ27のみを用いて回り止めを図ることもできる。その場合には、上記例において、パイプ57が、直動軸15の軸線と平行に延びる仮想平行線に沿って直動軸15または可動子25と一緒に直線移動する直線移動部材を構成し、シリンダ39が固定子31と一緒に固定状態に置かれて、直線移動部材としてパイプ57の仮想平行線に沿う方向の移動を許容し、パイプ57の直動軸15を中心とする回転動作を阻止するようにパイプ57を受け入れる直線移動部材受入部を構成することになる。
【0027】
図4は、本発明の第2の実施の形態の断面図である。なお図1に示した実施の形体を構成する部分または部品と同じ部分または部品には、図1に付した符号の数に100を加えた数の符号を付してある。この実施の形態では、回り止め構造としてリニアレゾルバ137が兼用されている。具体的には、リニアレゾルバの磁束変化発生部を回り止め構造の直線移動部材になるように構成し、回り止め機構の直線移動部材受入部側にリニアレゾルバ137の検出コイルユニットが配置されている。この例では、リニアレゾルバ137のパイプ157を、モータ101の可動子125の磁石取付体117にパイプ固定部材118を用いて固定している。140は、リニアレゾルバ137をエンドブラケット107に取付ける取付け具である。この例によれば、エンドブラケット107から外部に突出する直動軸115をフリーな状態にすることができるので、直動軸115と負荷との接続が自由になる利点がある。
【0028】
図5は、本発明の第3の実施の形態の断面図である。なお図1に示した実施の形態を構成する部分または部品と同じ部分または部品には、図1に付した符号の数に200を加えた数の符号を付してある。この実施の形態では、図1乃至図4に示した実施の形態で用いたリニアレゾルバとは異なって、大型のリニアレゾルバを用いている。この例では、エンドブラケット207に検出コイルユニット251を固定している。検出コイルユニット251は、エンドブラケット207に固定された軸受部211の外側に同心的に配置されている。エンドブラケット207には、検出コイルユニット251の内側に筒状の空洞208が形成されている。この空洞208には、直動軸215に固定されるプレート部材216に固定されたリニアレゾルバの磁束変化発生部253が軸線方向に移動可能に配置されている。検出コイルユニット251を軸受部211と同心的に配置すれば、検出コイルユニット251を設けるために、直動軸215を長くする必要がなくなる。なおこの例では、直動軸215が回動することを許容しているため、回り止め構造を特に設けていない。
【0029】
図6は、本発明の第4の実施の形態の断面図である。なお図1乃至図5に示した実施の形態を構成する部分または部品と同じ部分または部品には、図1乃至図5に付した符号の数に300を加えた数の符号を付してある。この実施の形態では、一方のエンドブラケット307に回り止め構造が設けられている。そして他方のエンドブラケット309にリニアレゾルバ337を構成する検出コイルユニット351が設けられており、また磁束変化発生部を構成する筒体353が可動子に配置されている。
【0030】
図7は、本発明の第5の実施の形態の断面図である。なお図1乃至図5に示した実施の形態を構成する部分または部品と同じ部分または部品には、図1乃至図5に付した符号の数に400を加えた数の符号を付してある。この実施の形態では、回り止め構造を覆うように一方のエンドブラケット407にカバー部材402が設けられている。そしてカバー部材402にリニアレゾルバ437の検出コイルユニット451を固定している。そしてカバー部材402内に位置する直動軸415の一端にリニアレゾルバの磁束変化発生部451を固定している。
【0031】
【発明の効果】
本発明では、リニアレゾルバの磁束変化発生部を回り止め構造の直線移動部材側に設け、リニアレゾルバの検出コイルユニットを回り止め構造の直線移動部材受入部側に設けたので、直動軸を従来よりも長くすることなく、回り止め構造の構成を利用して、リニアレゾルバを配置することができる。したがって本発明によれば、モータの軸線方向寸法を長くすることなく、しかもモータの基本構造を大幅に変更することなく、リニアレゾルバを設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を説明するために用いる本発明の前提となる出願人が先に提案したシリンダ形リニア三相同期モータの一部破断断面図である。
【図2】図1のモータの平面図である。
【図3】図1のモータの左側面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態の断面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態の断面図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態の断面図である。
【図7】本発明の第5の実施の形態の断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダ形リニア三相同期モータ
15 直動軸
17 磁石取付体
21 円環状永久磁石
25 可動子
31 固定子
37 リニアレゾルバ
39 直線移動部材受入部
41 検出コイルユニット
53 磁束変化発生部
57 直線移動部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder type linear synchronous motor in which a mover moves linearly.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-332211 and 2000-262034 disclose the structure of a conventional cylinder type linear synchronous motor proposed by the applicant. A conventional cylinder-type linear synchronous motor uses an expensive position detector called a linear scale that optically detects the position of the mover.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the price of the optical position detector is high, which has been an obstacle to reducing the price of the cylinder type linear synchronous motor. In a general linear motor, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-86729, a resolver that detects linear movement of a mover called a linear resolver is used. However, as far as the applicant knows, a linear resolver is not employed in the cylinder type linear synchronous motor. This is because if the linear resolver is adopted for the cylinder type linear synchronous motor, it is considered that the axial dimension of the motor must be lengthened.
[0004]
An object of the present invention is to provide a cylinder-type linear synchronous motor that can use a linear resolver for detecting the position of a mover without increasing the axial dimension of the motor.
[0005]
Another object of the present invention is to provide a cylinder-type linear synchronous motor provided with a linear resolver that can be shorter in axial direction than an existing motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A cylinder type linear synchronous motor to be improved by the present invention includes a linear motion shaft that reciprocates in an axial direction, a mover fixed to the linear motion shaft, and a mover disposed outside the mover. A stator that generates thrust to move the mover in the axial direction, a mover support structure that supports the mover so as to be movable in the axial direction, and the mover that rotates about the linear motion axis One or more detent structures for blocking and a linear resolver for detecting the position of the mover are provided.
[0007]
As the mover, for example, a linear motion shaft that reciprocates in the axial direction, a magnet mounting portion fixed to the linear motion shaft, and a plurality of permanent magnets fixed to the magnet mounting portion and arranged in the axial direction of the linear motion shaft What provided the above permanent magnet row | line | column can be used. In this case, the plurality of permanent magnets constituting one permanent magnet array may be a plurality of physically combined permanent magnets, or one magnetic body may be alternately arranged with N poles in the longitudinal direction. A plurality of permanent magnets that are magnetized on the south pole may be used. When there are a plurality of permanent magnet rows, it is preferable that the plurality of permanent magnet rows are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. However, you may comprise the aggregate | assembly of a permanent magnet row | line | column using the annular | circular permanent magnet magnetized so that N pole or S pole may appear on the outer surface of radial direction.
[0008]
The stator includes, for example, a plurality of annular windings that are formed by winding a winding conductor in an annular shape, arranged at predetermined intervals in the axial direction, and arranged to surround the periphery of the mover. Things can be used. In this case, the stator has a plurality of magnetic pole portions opposed to the permanent magnet row of the mover with a predetermined gap, and a yoke that magnetically connects the plurality of magnetic pole portions, and between two adjacent magnetic pole portions. And a stator core unit in which a plurality of magnetic pole portions are arranged at intervals in the axial direction so as to form a slot for receiving at least a part of the annular winding corresponding to. Here, the slot has an opening that opens toward the mover and a winding receiving portion that receives at least a part of the annular winding.
[0009]
The linear resolver includes a detection coil unit that outputs a position detection signal and a magnetic flux change generator that is displaced together with the mover to change a magnetic flux interlinked with the detection coil unit. The detection coil unit can be composed of two or more coils that output detection signals whose phases differ by 90 °. Further, the magnetic flux change generation unit can be made of, for example, a magnetic conductive material that constitutes a part of the magnetic path of the magnetic flux flowing through each coil of the detection coil unit.
[0010]
The one or more detent structures are fixed to the linear motion shaft or mover, and linearly move along with the linear motion shaft or mover along a virtual parallel line extending parallel to the axis of the linear motion shaft. The linear moving member is placed in a fixed state together with the member and the stator so as to allow the linear moving member to move in the direction along the virtual parallel line and to prevent the rotational movement about the linear movement axis of the linear moving member. And a linearly moving member receiving portion for receiving.
[0011]
In the first aspect of the present invention, the linear changer has a magnetic flux change generating portion arranged in parallel with the linear moving member and then moves along with the linear moving member within the moving range of the linear moving member. The detection coil unit of the linear resolver is placed in a fixed state together with the stator. By doing so, the linear motion shaft, the linearly moving member of the detent mechanism, and the magnetic flux change generating portion of the resolver sensor are arranged in parallel. As a result, the linear resolver can be disposed within the movement range of the linear motion shaft without increasing the dimension of the motor in the axial direction.
[0012]
In addition, what is necessary is just to comprise as follows, when a pair of end brackets each provided with a pair of bearing part which supports a linear motion shaft are arrange | positioned at the both sides of the axial direction of a stator. That is, the plate member is fixed to one end portion of the linear motion shaft that protrudes from one end bracket to the outside, and the magnetic flux change generating portion and the linear moving member are fixed to the plate member. Further, the linear movement member receiving portion and the detection coil unit are fixed to one end bracket. In this way, the rotation prevention mechanism and the linear resolver can be arranged in a state parallel to the linear motion shaft with a simple structure.
[0013]
In the above description, a plate member is provided at one end of the linear motion shaft, and the linear resolver and the movable member of the rotation preventing mechanism are fixed to the plate member. However, these movable members may be fixed to the movable member. . In this case, the magnetic flux change generation part of the linear resolver and the linear movement member of the rotation preventing mechanism protrude from the inside to the outside of the motor. With such a structure, one end of the linear motion shaft can be made free, and the linear motion shaft and the load can be easily connected.
[0014]
When a linear resolver is provided separately from the non-rotating structure, as a basic premise, the motor is provided with a pair of end brackets each provided with a pair of bearing portions that are arranged on both sides in the axial direction of the stator and support the linear motion shaft. It shall be provided. The rotation preventing structure is provided on one side of the pair of end brackets in order to prevent the mover from rotating about the linear motion shaft. In such a case, the detection coil unit is fixed to the other of the pair of end brackets.
[0015]
In the first invention, the rotation preventing mechanism and the linear resolver are provided separately, but the linear resolver can also be configured to fulfill the function of the rotation preventing mechanism. In that case, the magnetic flux change generation part of the linear resolver is provided on the linear movement member side of the rotation preventing structure, and the detection coil unit of the linear resolver is provided on the linear movement member receiving part side of the rotation prevention structure. For example, the linear movement member may be configured with this rod using the magnetic flux change generating portion as a rigid rod. More specifically, the linear moving member can be constituted by a pipe having a hollow portion whose one end is open to the linear moving member receiving portion side, and the linear moving member receiving portion can be constituted by a cylinder that receives the pipe. The magnetic flux change generating portion is a rod-shaped coil disposed in the hollow portion of the pipe, the detection coil unit is located in the center of the cylinder, enters the hollow portion of the pipe, and receives the rod-shaped magnetic flux change generating portion. It can be configured as a structure. When such a structure is employed, a cylinder resolver can be disposed inside one rotation stop mechanism.
[0016]
Further, the detection coil unit can be arranged concentrically outside the bearing portion fixed to the other end bracket. In this case, the magnetic flux change generation part of the linear resolver is fixed to the linear motion shaft or the mover. If the detection coil unit is arranged concentrically with the bearing portion, it is not necessary to lengthen the linear motion shaft in order to provide the detection coil unit. Therefore, even when the non-rotating structure is not used, the linear resole can be mounted on the motor without increasing the axial dimension of the motor. In this case, the detent mechanism can be provided using the other end bracket. However, since the resolver itself can permit movement in the rotational direction, when the detection coil unit is disposed concentrically with the bearing portion, a detent mechanism is not necessarily required.
[0017]
When a cover member is provided on one end bracket so as to cover the non-rotating structure, it is not necessary to increase the axial dimension of the motor if the linear resolver is arranged as follows. First, the detection coil unit of the linear resolver is fixed to the cover member. And the magnetic flux change generation | occurrence | production part of a linear resolver is fixed to the end of the linear motion shaft located in a cover member.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a partially broken cross-sectional view of a cylinder-type linear three-phase
[0019]
A pair of
[0020]
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
A pair of
[0025]
The
[0026]
In the above example, if the mechanical strength of the
[0027]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the second embodiment of the present invention. Note that the same parts or parts as the parts or parts constituting the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the number of reference numerals in FIG. 1 plus 100. In this embodiment, a
[0028]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a third embodiment of the present invention. The same parts or parts as the parts or parts constituting the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the number of reference numerals in FIG. 1 plus 200. In this embodiment, unlike the linear resolver used in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, a large linear resolver is used. In this example, the
[0029]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the fourth embodiment of the present invention. The same parts or parts as the parts or parts constituting the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are numbered by adding 300 to the number of numerals given in FIGS. . In this embodiment, one
[0030]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the fifth embodiment of the present invention. The same parts or parts as the parts or parts constituting the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 to 5 plus 400. . In this embodiment, a
[0031]
【The invention's effect】
In the present invention, since the magnetic flux change generating part of the linear resolver is provided on the linear moving member side of the non-rotating structure and the detection coil unit of the linear resolver is provided on the linear moving member receiving part side of the non-rotating structure, the linear motion shaft is conventionally used. The linear resolver can be arranged by utilizing the structure of the non-rotating structure without making it longer. Therefore, according to the present invention, the linear resolver can be installed without increasing the axial dimension of the motor and without significantly changing the basic structure of the motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken sectional view of a cylinder-type linear three-phase synchronous motor previously proposed by the applicant as a premise of the present invention used for explaining an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the motor of FIG.
FIG. 3 is a left side view of the motor of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記可動子の外側に配置されて前記可動子との間に前記可動子を前記軸線方向に移動させる推力を発生させる固定子と、
前記可動子を前記軸線方向に移動可能に支持する可動子支持構造と、
前記可動子が前記直動軸を中心にして回動するのを阻止する1以上の回り止め構造と、
前記可動子の位置を検出するリニアレゾルバとを具備し、
前記リニアレゾルバが、位置検出信号を出力する検出コイルユニット及び前記可動子と一緒に変位して前記検出コイルユニットと鎖交する磁束を変化させる磁束変化発生部を備えており、
前記1以上の回り止め構造が、前記直動軸または前記可動子に対して固定されて、前記直動軸の軸線と平行に延びる仮想平行線に沿って前記直動軸または前記可動子と一緒に直線移動する直線移動部材と、前記固定子と一緒に固定状態に置かれて前記直線移動部材の前記仮想平行線に沿う方向の移動を許容し前記直線移動部材の前記直動軸を中心とする回転動作を阻止するように前記直線移動部材を受け入れる直線移動部材受入部とを備えているシリンダ型リニア同期モータであって、
前記リニアレゾルバの前記磁束変化発生部が、前記直線移動部材と平行に配置されて前記直線移動部材の移動範囲内で前記直線移動部材と一緒に移動するように前記直動軸または前記可動子に対して固定され、前記リニアレゾルバの前記検出コイルユニットが前記固定子と一緒に固定状態に置かれていることを特徴とするシリンダ型リニア同期モータ。A linear motion shaft that reciprocates in the axial direction and a mover fixed to the linear motion shaft;
A stator that is arranged outside the mover and generates a thrust force that moves the mover in the axial direction between the mover;
A mover support structure for supporting the mover movably in the axial direction;
One or more detent structures for preventing the mover from rotating about the linear motion axis;
A linear resolver for detecting the position of the mover;
The linear resolver includes a detection coil unit that outputs a position detection signal, and a magnetic flux change generation unit that changes the magnetic flux interlinked with the detection coil unit by being displaced together with the mover.
The one or more detent structures are fixed to the linear movement shaft or the mover, and together with the linear movement shaft or the mover along a virtual parallel line extending parallel to the axis of the linear movement shaft. A linearly moving member that moves linearly, and a fixed movement together with the stator, allowing the linearly moving member to move in a direction along the virtual parallel line and centering on the linear movement axis of the linearly moving member A cylinder type linear synchronous motor comprising a linearly moving member receiving portion for receiving the linearly moving member so as to prevent the rotational movement.
The magnetic flux change generating portion of the linear resolver is arranged in parallel with the linear moving member and is moved to the linear movement shaft or the mover so as to move together with the linear moving member within a moving range of the linear moving member. A cylinder-type linear synchronous motor characterized in that the detection coil unit of the linear resolver is fixed together with the stator.
一方の前記エンドブラケットから外部に突出する前記直動軸の一方の端部にはプレート部材が固定されており、
前記磁束変化発生部及び前記直線移動部材が前記プレート部材に固定されており、
前記直線移動部材受入部及び前記検出コイルユニットが前記一方のエンドブラケットに固定されている請求項1に記載のシリンダ型リニア同期モータ。A pair of end brackets each provided with a pair of bearing portions for supporting the linear motion shaft are disposed on both sides of the stator in the axial direction,
A plate member is fixed to one end of the linear motion shaft that protrudes outward from one of the end brackets,
The magnetic flux change generation part and the linear movement member are fixed to the plate member,
The cylinder-type linear synchronous motor according to claim 1, wherein the linear movement member receiving portion and the detection coil unit are fixed to the one end bracket.
前記可動子の外側に配置されて前記可動子との間に前記可動子を前記軸線方向に移動させる推力を発生させる固定子と、
前記可動子を前記軸線方向に移動可能に支持する可動子支持構造と、
前記可動子が前記直動軸を中心にして回動するのを阻止する1以上の回り止め構造と、
前記可動子の位置を検出するリニアレゾルバとを具備し、
前記リニアレゾルバが、位置検出信号を出力する検出コイルユニット及び前記可動子と一緒に変位して前記検出コイルユニットと鎖交する磁束を変化させる磁束変化発生部を備えており、
前記1以上の回り止め構造が、前記直動軸または前記可動子に対して固定されて、前記直動軸の軸線と平行に延びる仮想平行線に沿って前記直動軸または前記可動子と一緒に直線移動する直線移動部材と、前記固定子と一緒に固定状態に置かれて前記直線移動部材の前記仮想平行線に沿う方向の移動を許容し前記直線移動部材の前記直動軸を中心とする回転動作を阻止するように前記直線移動部材を受け入れる直線移動部材受入部とを備えているシリンダ型リニア同期モータであって、
前記リニアレゾルバの前記磁束変化発生部が前記直線移動部材側に設けられ、前記リニアレゾルバの前記検出コイルユニットが前記直線移動部材受入部側に設けられていることを特徴とするシリンダ型リニア同期モータ。A linear motion shaft that reciprocates in the axial direction and a mover fixed to the linear motion shaft;
A stator that is arranged outside the mover and generates a thrust force that moves the mover in the axial direction between the mover;
A mover support structure for supporting the mover movably in the axial direction;
One or more detent structures for preventing the mover from rotating about the linear motion axis;
A linear resolver for detecting the position of the mover;
The linear resolver includes a detection coil unit that outputs a position detection signal, and a magnetic flux change generation unit that changes the magnetic flux interlinked with the detection coil unit by being displaced together with the mover.
The one or more detent structures are fixed to the linear movement shaft or the mover, and together with the linear movement shaft or the mover along a virtual parallel line extending parallel to the axis of the linear movement shaft. A linearly moving member that moves linearly, and a fixed movement together with the stator, allowing the linearly moving member to move in a direction along the virtual parallel line and centering on the linear movement axis of the linearly moving member A cylinder type linear synchronous motor comprising a linearly moving member receiving portion for receiving the linearly moving member so as to prevent the rotational movement.
A cylinder type linear synchronous motor characterized in that the magnetic flux change generating part of the linear resolver is provided on the linear moving member side, and the detection coil unit of the linear resolver is provided on the linear moving member receiving part side. .
前記磁束変化発生部は前記パイプの前記空洞部内に配置されたロッド形状を有しており、
前記検出コイルユニットは、前記シリンダの中心部に位置し、前記パイプの前記空洞部内に入り且つ前記ロッド形状の磁束変化発生部を受け入れる筒状コイル構造体として構成されている請求項3に記載のシリンダ型リニア同期モータ。The linear moving member is composed of a pipe having a hollow portion having one end opened on the linear moving member receiving portion side, and the linear moving member receiving portion is composed of a cylinder for receiving the pipe,
The magnetic flux change generating portion has a rod shape disposed in the hollow portion of the pipe,
The said detection coil unit is located in the center part of the said cylinder, and is comprised as a cylindrical coil structure which enters the said cavity part of the said pipe, and receives the said rod-shaped magnetic flux change generation | occurrence | production part. Cylinder type linear synchronous motor.
一方の前記エンドブラケットから外部に突出する前記直動軸の一方の端部にはプレート部材が固定されており、
前記パイプが前記プレート部材に固定され、
前記シリンダが前記一方のエンドブラケットに固定されている請求項4に記載のシリンダ型リニア同期モータ。A pair of end brackets each provided with a pair of bearing portions for supporting the linear motion shaft are disposed on both sides of the stator in the axial direction,
A plate member is fixed to one end of the linear motion shaft that protrudes outward from one of the end brackets,
The pipe is fixed to the plate member;
The cylinder type linear synchronous motor according to claim 4, wherein the cylinder is fixed to the one end bracket.
前記可動子にはパイプ固定部材が固定され、
前記パイプ固定部材に前記パイプが固定され、
前記シリンダが前記一方のエンドブラケットに固定されている請求項4に記載のシリンダ型リニア同期モータ。A pair of end brackets each provided with a pair of bearing portions for supporting the linear motion shaft are disposed on both sides of the stator in the axial direction,
A pipe fixing member is fixed to the mover,
The pipe is fixed to the pipe fixing member,
The cylinder type linear synchronous motor according to claim 4, wherein the cylinder is fixed to the one end bracket.
前記可動子の外側に配置されて前記可動子との間に前記可動子を前記軸線方向に移動させる推力を発生させる固定子と、
前記可動子を前記軸線方向に移動可能に支持する可動子支持構造と、
前記固定子の前記軸線方向の両側に配置されて前記直動軸を支持する一対の軸受部をそれぞれ備えた一対のエンドブラケットと、
前記可動子が前記直動軸を中心にして回動するのを阻止するために前記一対のエンドブラケットの一方側に設けられた回り止め構造と、
前記可動子の位置を検出するリニアレゾルバとを具備し、
前記リニアレゾルバが、位置検出信号を出力する検出コイルユニット及び前記可動子と一緒に変位して前記検出コイルユニットと鎖交する磁束を変化させる磁束変化発生部を備えたシリンダ型リニア同期モータであって、
前記一対のエンドブラケットの他方に前記検出コイルユニットが固定され、
前記検出コイルユニットは前記他方のエンドブラケットに固定された前記軸受部の外側に同心的に配置され、
前記直動軸または前記可動子に前記リニアレゾルバの前記磁束変化発生部が固定されていることを特徴とするシリンダ型リニア同期モータ。A linear motion shaft that reciprocates in the axial direction and a mover fixed to the linear motion shaft;
A stator that is arranged outside the mover and generates a thrust force that moves the mover in the axial direction between the mover;
A mover support structure for supporting the mover movably in the axial direction;
A pair of end brackets each provided with a pair of bearing portions disposed on both sides of the stator in the axial direction to support the linear motion shaft;
A detent structure provided on one side of the pair of end brackets to prevent the mover from rotating about the linear motion shaft;
A linear resolver for detecting the position of the mover;
The linear resolver is a cylinder type linear synchronous motor including a detection coil unit that outputs a position detection signal and a magnetic flux change generator that changes a magnetic flux interlinked with the detection coil unit by being displaced together with the mover. And
The detection coil unit is fixed to the other of the pair of end brackets,
The detection coil unit is concentrically disposed outside the bearing portion fixed to the other end bracket,
The cylinder-type linear synchronous motor, wherein the magnetic flux change generating portion of the linear resolver is fixed to the linear motion shaft or the mover.
前記可動子の外側に配置されて前記可動子との間に前記可動子を前記軸線方向に移動させる推力を発生させる固定子と、
前記可動子を前記軸線方向に移動可能に支持する可動子支持構造と、
前記固定子の前記軸線方向の両側に配置されて前記直動軸を支持する一対の軸受部をそれぞれ備えた一対のエンドブラケットと、
前記可動子が前記直動軸を中心にして回動するのを阻止するために前記一対のエンドブラケットの一方側に設けられた回り止め構造と、
前記可動子の位置を検出するリニアレゾルバとを具備し、
前記リニアレゾルバが、位置検出信号を出力する検出コイルユニット及び前記可動子と一緒に変位して前記検出コイルユニットと鎖交する磁束を変化させる磁束変化発生部を備えたシリンダ型リニア同期モータであって、
前記回り止め構造を覆うように前記一方のエンドブラケットに固定されたカバー部材を備え、
前記カバー部材に前記リニアレゾルバの前記検出コイルユニットが固定され、前記カバー部材内に位置する前記直動軸の一端に前記リニアレゾルバの前記磁束変化発生部が固定されていることを特徴とするシリンダ型リニア同期モータ。A linear motion shaft that reciprocates in the axial direction and a mover fixed to the linear motion shaft;
A stator that is arranged outside the mover and generates a thrust force that moves the mover in the axial direction between the mover;
A mover support structure for supporting the mover movably in the axial direction;
A pair of end brackets each provided with a pair of bearing portions disposed on both sides of the stator in the axial direction to support the linear motion shaft;
A detent structure provided on one side of the pair of end brackets to prevent the mover from rotating about the linear motion shaft;
A linear resolver for detecting the position of the mover;
The linear resolver is a cylinder type linear synchronous motor including a detection coil unit that outputs a position detection signal and a magnetic flux change generator that changes a magnetic flux interlinked with the detection coil unit by being displaced together with the mover. And
A cover member fixed to the one end bracket so as to cover the detent structure;
The cylinder, wherein the detection coil unit of the linear resolver is fixed to the cover member, and the magnetic flux change generation portion of the linear resolver is fixed to one end of the linear motion shaft located in the cover member. Type linear synchronous motor.
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