JP2018148760A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
【課題】 固定子と可動子との間に作用する磁気吸引力の影響が充分に小さくされたリニアモータを提供する。【解決手段】 可動子12に、コア20に巻回されたコイルが配設され、固定子10に、それと向かい合うようにして可動子を駆動するための第1永久磁石18が配列されたリニアモータにおいて、固定子に、第1永久磁石とは別の永久磁石である第2永久磁石24を配列し、可動子に、さらに別の永久磁石である第3永久磁石26を、第2永久磁石と向かい合い、かつ、第2永久磁石との間で磁気反発力を発生させるようにして配設する。その磁気反発力によって、第1永久磁石とコアとの間に発生する磁気吸引力の少なくとも一部が相殺される。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor in which the influence of a magnetic attraction force acting between a stator and a mover is sufficiently reduced. SOLUTION: A linear motor in which a coil wound around a core 20 is arranged on a mover 12, and a first permanent magnet 18 for driving a mover facing the stator 10 is arranged on the stator 10. In the stator, the second permanent magnet 24, which is a permanent magnet different from the first permanent magnet, is arranged, and on the mover, the third permanent magnet 26, which is another permanent magnet, is used as the second permanent magnet. They are arranged so as to face each other and generate a magnetic repulsive force with the second permanent magnet. The magnetic repulsive force cancels at least a part of the magnetic attractive force generated between the first permanent magnet and the core. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、固定子と可動子との一方に永久磁石を、他方にコイルを含んで構成されるリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor including a permanent magnet in one of a stator and a mover and a coil in the other.
コアに巻回されたコイルと永久磁石との一方が固定子に配列され、他方が可動子に配設されたリニアモータでは、固定子と可動子との間の磁気吸引力の影響が問題とされており、例えば、下記特許文献に記載されたリニアモータでは、可動子に対して互いに反対方向に磁気吸引力を働かせることでその磁気吸引力の影響を排除しようとしている。 In the linear motor in which one of the coil wound around the core and the permanent magnet is arranged in the stator and the other is arranged in the mover, the influence of the magnetic attractive force between the stator and the mover is a problem. For example, in the linear motor described in the following patent document, an attempt is made to eliminate the influence of the magnetic attraction force by applying a magnetic attraction force in opposite directions to the mover.
しかしながら、上記特許文献に記載されたリニアモータでは、可動子に対しては、反対方向の磁気吸引力がある程度相殺されるものの、可動子を挟んで向かいあう固定子の2つの部分の各々には、磁気吸引力は依然として作用することになり、磁気吸引力の影響を排除するという点では、上記特許文献に記載されたリニアモータは、必ずしも充分であるとは言えない。
本発明は、そのような観点からなされたものであり、固定子と可動子との間に作用する磁気吸引力の影響が充分に小さくされたリニアモータを提供することを課題とする。
However, in the linear motor described in the above-mentioned patent document, although the magnetic attraction force in the opposite direction is offset to some extent with respect to the mover, each of the two portions of the stator facing each other with the mover interposed therebetween The magnetic attraction force still acts, and the linear motor described in the above patent document is not necessarily sufficient in terms of eliminating the influence of the magnetic attraction force.
The present invention has been made from such a viewpoint, and an object of the present invention is to provide a linear motor in which the influence of the magnetic attractive force acting between the stator and the mover is sufficiently reduced.
上記課題を解決するために、本発明のリニアモータは、
一方向に延び、コアに巻回されたコイルと永久磁石との一方が配列された固定子と、
その固定子に沿って前記一方向に移動し、前記コイルと前記永久磁石との前記一方と向かい合うようにして前記コイルと前記永久磁石との他方が配設された可動子と
を備えたリニアモータであって、
前記永久磁石を第1永久磁石とした場合において、前記固定子に、前記第1永久磁石とは別の永久磁石である第2永久磁石が前記一方向に配列され、前記可動子に、前記第1永久磁石とは別の永久磁石である第3永久磁石が、前記第2永久磁石と向かい合い、かつ、前記第2永久磁石との間で磁気反発力を発生させるようにして配設される。
In order to solve the above problems, the linear motor of the present invention is
A stator that extends in one direction and in which one of a coil wound around a core and a permanent magnet is arranged;
A linear motor comprising: a mover that moves in the one direction along the stator and has the other of the coil and the permanent magnet disposed so as to face the one of the coil and the permanent magnet. Because
When the permanent magnet is a first permanent magnet, a second permanent magnet, which is a permanent magnet different from the first permanent magnet, is arranged in the one direction on the stator, and the movable element has the first permanent magnet. A third permanent magnet, which is a permanent magnet different from the one permanent magnet, is disposed so as to face the second permanent magnet and generate a magnetic repulsive force with the second permanent magnet.
本発明のリニアモータによれば、固定子と可動子との間に、第1永久磁石とコアとの間に発生する磁気吸引力と、第2永久磁石と第3永久磁石との間に発生する磁気反発力(斥力)とが作用するため、磁気吸引力による影響を小さくすることが可能となる。つまり、当該リニアモータ自体や、当該リニアモータが採用される装置の剛性を低くすることができるのである。 According to the linear motor of the present invention, the magnetic attraction force generated between the first permanent magnet and the core and the second permanent magnet and the third permanent magnet are generated between the stator and the mover. Since the magnetic repulsive force (repulsive force) acts, it is possible to reduce the influence of the magnetic attractive force. That is, the rigidity of the linear motor itself and the apparatus in which the linear motor is employed can be reduced.
以下、本発明を実施するための形態として、実施例であるリニアモータを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明のリニアモータは、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。 Hereinafter, as a mode for carrying out the present invention, a linear motor as an example will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the linear motor of this invention can be implemented with the various form which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art besides the following Example.
[A]実施例のリニアモータの構成
実施例のリニアモータは、図1に示すように、一方向に延びる固定子10と、その固定子10に沿って一方向に移動可能な可動子12とを含んで構成されている。ちなみに、図では、一方向、すなわち、可動子12の移動方向を、白抜き矢印で示している。
[A] Configuration of Linear Motor of Example As shown in FIG. 1, the linear motor of the example includes a
固定子10は、間隔を隔てて互いに対向する1対の対向部14と、それら対向部14を下部において繋ぐ連結部16とを有する溝形(チャンネル形)のものとされている。言い換えれば、断面形状において、上方に開口するコ字状のものとされている。可動子12は、1対の対向部14の間を移動するようにされている。つまり、本リニアモータは、いわゆるT型リニアモータとされている。
The
図1におけるIIAの断面を模式的に示す図2(a)およびIIBの断面を模式的に示す図
2(b)を参照しつつ説明すれば、1対の対向部14の各々の中間には、それぞれが可動子12を駆動させるための永久磁石である複数の第1永久磁石18が、一方向に配列されている。それら第1永久磁石18に対向するように、可動子12には、それぞれが電磁鋼板を積層してなる3つのコア20と、それらコア20にそれぞれ巻回された3つのコイル22が配設されている。
Referring to FIG. 2 (a) schematically showing the cross section of IIA in FIG. 1 and FIG. 2 (b) schematically showing the cross section of IIB, A plurality of first
第1永久磁石18は、図2(a)に示すように、配列方向において、極性が交互に反対となるように、言い換えれば、N極,S極が交互に並ぶように、配列されており、3つのコイル22に3相交流の電流を供給することによって、可動子12は、一方向に移動する。つまり、本リニアモータは、3相のリニアモータとされている。
As shown in FIG. 2A, the first
一方で、固定子10の1対の対向部14の各々には、第1永久磁石18を上下に挟むようにして、第1永久磁石18とは別の永久磁石である第2永久磁石24が、2列に配列されている。そして、可動子12には、それら第2永久磁石24と向かい合うように、第3永久磁石26が、コイル22を上下に挟むようにして左右1対ずつ配設されている。
On the other hand, each of the pair of
図2(b)に示すように、左側の対向部14に配列された第2永久磁石24は、それらのいずれもがN極を内側に向けるようにして配列されており、逆に、右側の対向部14に配列された第2永久磁石24は、それらのいずれもがS極を内側に向けるようにして配列されている。それに対して、左側の対向部14の第2永久磁石24と向かい合う第3永久磁石26、すなわち、可動子12の左側に配設された第3永久磁石26は、N極を外側に向けるようにして配設され、右側の対向部14の第2永久磁石24と向かい合う第3永久磁石26、すなわち、可動子12の右側に配列された第3永久磁石26は、S極を外側に向けるようにして配設されている。つまり、本リニアモータでは、第2永久磁石24と第3永久磁石26とが、同じ極どうしが向かい合うようにされているのである。
As shown in FIG. 2 (b), the second
なお、一方向における第2永久磁石24の配列ピッチと第1永久磁石18の配列ピッチとは、同じとされており(図においてPで示すピッチである。)、かつ、一方向において、第2永久磁石24と第1永久磁石18とが同じ位置に位置するように、それぞれが配列されている。
Note that the arrangement pitch of the second
[B]実施例のリニアモータの作用
実施例のリニアモータの作用を説明する前提として、一般的なリニアモータの作用について説明する。図3(a)に示すように、実施例のリニアモータもそうであるが、一般的なリニアモータでは、可動子12のコア20と、固定子10に配列された第1永久磁石18のうちのコア20と向かい合うものとの間に、磁気吸引力(図では、白抜き矢印で示している)が作用する。この磁気吸引力は、コイル22に通電されてない場合にも生じる力である。
[B] Operation of Linear Motor of Embodiment As a premise for explaining the operation of the linear motor of the embodiment, the operation of a general linear motor will be described. As shown in FIG. 3A, the linear motor of the embodiment is also the same, but in the general linear motor, the
一般的に、当該リニアモータが搭載される装置では、固定子が、基体30に固定支持され、可動子12が、当該リニアモータによって移動させられる移動体32に固定支持される。移動体32は、基体30に設けられたガイドによって案内されて、一方向に移動可能とされている。詳しく言えば、図3(a)では、基体30にはガイドとしての1対のレール34が敷設されており、1対のレール34の各々と係合する1対のスライド36が移動体32に設けられている。つまり、それらレール34,スライド36を含んで構成されるガイド機構を介して、移動体32は基体30に対して移動可能とされている。
In general, in an apparatus in which the linear motor is mounted, the stator is fixedly supported on the
上記ガイド機構は、比較的強固なものとされているが、例えば、図に示すように固定子10が連結部16において基体30に固定支持されているような場合には、上述の磁気吸引力によって、1対の対向部14の各々が、図の2点鎖線で示すように、内側に傾くことが予想される。その傾きを防止しようとすれば、例えば、図における左側の部分に2点鎖線で示すように、対向部14に対して、ステー40を設けたり、或いは、図における右側の部分に2点鎖線で示すように、対向部14自身の厚みを大きくするといった配慮が必要となる。また、当該装置の組み付けにおいて、磁気吸引力の作用により、その組み付けの作業性は悪いものとなる。
The guide mechanism is relatively strong. For example, when the
上記磁気吸引力の影響に配慮して、実施例のリニアモータでは、上述の第2永久磁石24,第3永久磁石26が設けられている。実施例のリニアモータでは、図3(b)に黒塗り矢印で示すように、第2永久磁石24と第3永久磁石26との間に磁気反発力(いわゆる斥力である)が発生し、その磁気反発力は、上述の磁気吸引力の少なくとも一部を相殺するように作用する。
Considering the influence of the magnetic attraction force, the linear motor of the embodiment is provided with the second
上記磁気反発力の作用によって、実施例のリニアモータでは、固定子10自体の剛性、また、基体30が固定子10を固定支持するための構造の剛性を、比較的低いものとすることが可能となる。ひいては、当該リニアモータの小型化,当該リニアモータが搭載される装置の小型化を実現することができ、その装置の組み付けの作業を容易化することが可能となるのである。
By the action of the magnetic repulsive force, in the linear motor of the embodiment, the rigidity of the
なお、実施例のリニアモータでは、第2永久磁石24の配列ピッチと第1永久磁石18の配列ピッチとが等しくされていることから、可動子12の位置に応じた上記磁気吸引力と上記磁気反発力とのバランスの変動が、小さく押えられている。
In the linear motor of the embodiment, since the arrangement pitch of the second
[C]変形例
上記実施例のリニアモータは、固定子10に、可動子12の駆動用の永久磁石である第1永久磁石18が配列され、コア20およびコイル22が可動子12に配設されているが、本発明は、コアおよびコイルが固定子に配列され、それらコアおよびコイルと対向するように駆動用の永久磁石が可動子に配列されているリニアモータにも適用可能である。
[C] Modified Example In the linear motor of the above embodiment, the first
また、上記実施例のリニアモータは、固定子10が1対の対向部14を有して可動子12がそれら対向部14の間を移動するリニアモータ、すなわち、いわゆるT型のリニアモータであるが、本発明は、そのようなリニアモータではなく、例えば、固定子に単に一列に、可動子駆動用の永久磁石、或いは、コアおよびコイルが配列され、可動子の片側に、それらと向かい合うように、コアおよびコイル、或いは、可動子駆動用の永久磁石が配設されたようなモータ、すなわち、いわゆるF型のリニアモータにも適用可能である。
The linear motor of the above embodiment is a so-called T-type linear motor in which the
上記実施例のリニアモータは、固定子10の1つの対向部14において、第1永久磁石18を挟むようにして第2永久磁石24が2列に配列され、可動子12において、それら2列の第2永久磁石24と向かいあうように、上下に2つの第3永久磁石26が配設されていたが、本発明のリニアモータは、いずれかの列の第2永久磁石24を排除し、その排除した列の第2永久磁石24と向かい合っていた2つの第3永久磁石26を排除してもよい。具体的には、実施例のリニアモータでは、1対の対向部14の下端側に連結部16が配置されているため、下方側の列の第2永久磁石24を排除し、かつ、下方側の第3永久磁石26を排除しても、1対の対向部14が内側に傾くことを、ある程度充分に抑制することが可能である。
In the linear motor of the above-described embodiment, the second
上記実施例のリニアモータでは、複数の第2永久磁石24が一方向に配列されていたが、1本の長い第2永久磁石が配置されていてもよい。このような態様も、第2永久磁石が一方向に配列された一態様と考えることができる。また、上記実施例のリニアモータでは、一方向に比較的長い第3永久磁石26が配設されていたが、比較的短い複数の第3永久磁石を一方向に複数並ぶように配設してもよい。
In the linear motor of the above embodiment, the plurality of second
10:固定子 12:可動子 14:対向部 16:連結部 18:第1永久磁石 20:コア 22:コイル 24:第2永久磁石 26:第3永久磁石 30:基体 32:移動体 34:レール 36:スライド 40:ステー DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Stator 12: Movable element 14: Opposing part 16: Connection part 18: 1st permanent magnet 20: Core 22: Coil 24: 2nd permanent magnet 26: 3rd permanent magnet 30: Base | substrate 32: Moving body 34: Rail 36: Slide 40: Stay
Claims (7)
その固定子に沿って前記一方向に移動し、前記コイルと前記永久磁石との前記一方と向かい合うようにして前記コイルと前記永久磁石との他方が配設された可動子と
を備えたリニアモータであって、
前記永久磁石を第1永久磁石とした場合において、前記固定子に、前記第1永久磁石とは別の永久磁石である第2永久磁石が前記一方向に配列され、前記可動子に、前記第1永久磁石とは別の永久磁石である第3永久磁石が、前記第2永久磁石と向かい合い、かつ、前記第2永久磁石との間で磁気反発力を発生させるようにして配設されたリニアモータ。 A stator that extends in one direction and in which one of a coil wound around a core and a permanent magnet is arranged;
A linear motor comprising: a mover that moves in the one direction along the stator and has the other of the coil and the permanent magnet disposed so as to face the one of the coil and the permanent magnet. Because
When the permanent magnet is a first permanent magnet, a second permanent magnet, which is a permanent magnet different from the first permanent magnet, is arranged in the one direction on the stator, and the movable element has the first permanent magnet. A third permanent magnet, which is a permanent magnet different from the one permanent magnet, faces the second permanent magnet and is arranged so as to generate a magnetic repulsive force with the second permanent magnet. motor.
前記1対の対向部の各々に、前記第2永久磁石が配列され、それぞれが前記第3永久磁石として機能する1対の第3永久磁石が、それら1対の対向部の各々に配列された前記第2永久磁石と向かい合うようにして、前記可動子に配設された請求項1または請求項2に記のリニアモータ。 The stator includes a pair of opposed portions opposed to each other with a space therebetween, and the movable element is configured to move between the pair of opposed portions.
The second permanent magnets are arranged in each of the pair of opposed portions, and a pair of third permanent magnets each functioning as the third permanent magnet are arranged in each of the pair of opposed portions. The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is disposed on the movable element so as to face the second permanent magnet.
前記第3永久磁石が、前記可動子に、前記第2永久磁石の各々の列と向かい合うように、前記コイルと前記第1永久磁石との前記他方を挟むようにして配設された請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載のリニアモータ。 The second permanent magnets are arranged in two rows with the stator sandwiching the one of the coil and the first permanent magnet,
The third permanent magnet is disposed on the mover so as to sandwich the other of the coil and the first permanent magnet so as to face each row of the second permanent magnet. Item 4. The linear motor according to any one of Items 3.
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