JP5345047B2 - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リニアモータに関し、さらに詳しくは、簡易な構成を有し、かつ小型化が可能な複数軸のリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor, and more particularly to a multi-axis linear motor that has a simple configuration and can be miniaturized.
近年では、複数軸を有するリニアモータが採用されている。従来の複数軸のリニアモータは、例えば、円筒状の磁性体からなる金属パイプの内径側に、円筒状に巻回したコイルを軸方向に複数個並べて構成される固定子と、この固定子の内側に空隙を介して対向配置される磁石を軸方向に複数個並べて構成される可動子とを有する円筒型リニアモータを備えており、このリニアモータを複数並べて構成されている。かかる構成を有する従来のリニアモータとして、特許文献1に記載される技術が知られている。
In recent years, linear motors having a plurality of axes have been adopted. A conventional multi-axis linear motor includes, for example, a stator configured by arranging a plurality of coils wound in a cylindrical shape in the axial direction on the inner diameter side of a metal pipe made of a cylindrical magnetic body, A cylindrical linear motor having a mover configured by arranging a plurality of magnets opposed to each other through an air gap in the axial direction is provided, and a plurality of the linear motors are arranged. As a conventional linear motor having such a configuration, a technique described in
しかしながら、従来のリニアモータでは、1つの可動子と1つの固定子とから成るモータユニットが複数かつ並列に配置されるので、リニアモータの組立作業に長時間を要し、また、部品点数が多いという課題がある。 However, in the conventional linear motor, since a plurality of motor units each composed of one mover and one stator are arranged in parallel, the assembly work of the linear motor takes a long time and the number of parts is large. There is a problem.
また、可動子の外径側に固定子が配置されるため、隣り合う可動子の距離を固定子の径方向の厚み以下に狭めることができず、小型化が難しいという課題がある。 In addition, since the stator is disposed on the outer diameter side of the mover, the distance between adjacent movers cannot be reduced below the thickness in the radial direction of the stator, and there is a problem that downsizing is difficult.
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成を有し、かつ小型化が可能な複数軸のリニアモータを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a multi-axis linear motor having a simple configuration and capable of being downsized.
上記目的を達成するため、この発明にかかるリニアモータは、固定子と、前記固定子に対して所定方向に駆動可能に配置される可動子とを備えるリニアモータであって、複数の前記可動子が単一の前記固定子に対して駆動方向を相互に平行に揃えつつ相互に独立して駆動可能に配置されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a linear motor according to the present invention is a linear motor including a stator and a mover disposed so as to be drivable in a predetermined direction with respect to the stator. Are arranged such that they can be driven independently of each other while the driving directions are aligned parallel to each other.
この発明にかかるリニアモータでは、複数の可動子が単一の固定子に対して駆動方向を相互に平行に揃えつつ相互に独立して駆動可能に配置される。かかる構成では、1つの可動子と1つの固定子とから成るモータユニットが複数かつ並列に配置される構成と比較して、複数軸を有するリニアモータが簡易に構成される利点がある。また、このリニアモータでは、複数の可動子が固定子の1つの面上に配置される。かかる構成では、隣り合う可動子間に固定子が位置しないので、可動子の配置間隔を狭め得る。これにより、製品を小型化できる利点がある。 In the linear motor according to the present invention, the plurality of movable elements are arranged so that they can be driven independently from each other while the driving directions are aligned parallel to each other with respect to the single stator. In such a configuration, there is an advantage that a linear motor having a plurality of axes can be easily configured as compared with a configuration in which a plurality of motor units each including a single mover and a single stator are arranged in parallel. In this linear motor, a plurality of movers are arranged on one surface of the stator. In such a configuration, since the stator is not positioned between adjacent movers, the arrangement interval of the movers can be narrowed. This has the advantage that the product can be miniaturized.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Further, the constituent elements of this embodiment include those that can be replaced while maintaining the identity of the invention and that are obvious for replacement. In addition, a plurality of modifications described in this embodiment can be arbitrarily combined within a range obvious to those skilled in the art.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1にかかるリニアモータを示す平面図である。図2および図3は、図1に記載したリニアモータを示すA−A視断面図(図2)およびB−B視断面図(図3)である。
1 is a plan view showing a linear motor according to a first embodiment of the present invention. 2 and 3 are an AA sectional view (FIG. 2) and a BB sectional view (FIG. 3) showing the linear motor shown in FIG.
[リニアモータ]
このリニアモータ1は、複数軸を有するリニアモータであり、例えば、チップマウンターのヘッド部に適用される(図1〜図3参照)。リニアモータ1は、固定子2と、複数の可動子3と、ガイド部4とを備える。固定子2は、例えば、配列された複数の磁石(図示省略)から成り、リニアモータ1の二次側を構成する。この固定子2は、台座10に取り付けられて固定される。可動子3は、例えば、コイルから成り、リニアモータ1の一次側を構成する。この可動子3は、固定子2の磁極面21に対向して配置される。また、可動子3は、固定子2に対して所定方向にスライド変位できる。また、複数の可動子3が1つの固定子2に対して配置される。このとき、これらの可動子3が、駆動方向を相互に平行に揃えて配置され、また、相互に独立して駆動可能に配置される。ガイド部4は、可動子3の駆動方向(スライド方向)をガイドする手段であり、可動子3に連結されて配置される。
[Linear motor]
The
このリニアモータ1では、外部の制御装置(図示省略)から可動子3に電流が印加されると、固定子2が形成する磁界により、可動子3にローレンツ力が作用する。すると、可動子3が固定子2に対して所定方向にスライド変位する。これにより、リニアモータ1が駆動され、可動子3の変位がガイド部4を介して外部に出力される。また、各可動子3に対する電流が制御されることにより、各可動子3が相互に独立して駆動制御される(複数軸のリニアモータ)。
In this
[固定子および可動子の具体的構造]
例えば、この実施の形態1では、複数軸のリニアモータ1が以下のように構成されている(図1〜図3参照)。まず、固定子2が複数の磁石(図示省略)により構成されている。具体的には、複数の磁石が磁極を交互に反転させつつリニアモータの駆動方向に配列されることにより、平面的な磁極面21を有する固定子2が構成されている。また、固定子2が、矩形状の板状構造を有している。また、固定子2が、長尺な板状部材から成る台座10にネジ止めされて固定されている。このとき、固定子2の磁極面21が台座10の平面部中央に位置するように、固定子2が配置されている。したがって、台座10の両端部が固定子2の磁極面21の両側からリニアモータの駆動方向(磁石の配列方向)に突出している。また、この台座10の両端部に、ガイドレール11がそれぞれ敷設されている。これにより、一対のガイドレール11、11が固定子2をリニアモータの駆動方向の両側に配置されている。また、これらのガイドレール11、11が、リニアモータの駆動方向に延在している。
[Specific structure of stator and mover]
For example, in the first embodiment, a multi-axis
また、可動子3が、四角形に巻き廻して成るコイルにより構成されている。また、ガイド部4が、フレーム41と、一対のガイドブロック42、42とを有している。フレーム41は、両端部を屈曲させた長尺なコの字型形状を有している。ガイドブロック42は、固定子2のガイドレール11に係合するブロック部であり、フレーム41の端部にそれぞれ固定されている。そして、可動子3がフレーム41の中腹部内側に固定されて支持されることにより、可動子3とガイド部4とが連結されて一体化されている。そして、この可動子3を有するガイド部4が台座10に対して取り付けられている。このとき、可動子3が、その軸方向(フレーム41の長手方向)をリニアモータの駆動方向に向けて配置されている。また、可動子3が固定子2との間に隙間を空けつつ固定子2の磁極面21に対向して配置されている。また、ガイド部4のガイドブロック42、42が台座10のガイドレール11、11にそれぞれ係合している。これにより、可動子3がガイドレール11に沿ってスライド変位してリニアモータの駆動方向に往復移動できるように構成されている。
Moreover, the needle |
また、1つの固定子2に対して3つの可動子3が配置されている。また、これらの可動子3が、固定子2の磁極面21上にて、駆動方向を相互に平行に揃えつつ所定間隔を隔てて配置されている。また、これらの可動子3が、相互に独立してリニアモータの駆動方向にスライド可能となっている。また、これらの可動子3が、外部の制御装置(図示省略)にそれぞれ接続されることにより、相互に独立して駆動制御可能となっている。これにより、複数軸のリニアモータ1が構成されている。
In addition, three
なお、この実施の形態1では、3つの可動子3が1つの固定子2に設置されている(図1参照)。しかし、これに限らず、4つ以上の可動子3が1つの固定子2に設置されても良い(図示省略)。
In the first embodiment, three
[効果]
以上説明したように、このリニアモータ1では、複数の可動子3が単一の固定子2に対して駆動方向を相互に平行に揃えつつ相互に独立して駆動可能に配置される(図1〜図3参照)。かかる構成では、1つの可動子と1つの固定子とから成るモータユニットが複数かつ並列に配置される構成と比較して、複数軸を有するリニアモータが簡易に構成される利点がある。これにより、製品の組立時間が短縮化され、また、部品点数が低減される。
[effect]
As described above, in the
また、このリニアモータ1では、複数の可動子3が固定子2の1つの面(例えば、平面構造を有する固定子の片面)上に配置される(図1および図2参照)。かかる構成では、隣り合う可動子3、3間に固定子2が位置しないので、可動子3の配置間隔を狭め得る。これにより、製品を小型化できる利点がある。
Moreover, in this
また、このリニアモータ1では、可動子3の駆動方向を規制するガイド部4が備えられ、且つ、このガイド部4が可動子3を保持すると共に固定子2に対して可動子3の駆動方向にスライド可能に配置される(図1および図3参照)。かかる構成では、可動子3の駆動方向が簡易な構成にて適正に規制される利点がある。
Further, the
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2にかかるリニアモータを示す平面図である。図5および図6は、図4に記載したリニアモータを示すC−C視断面図(図5)およびD−D視断面図(図6)である。これらの図において、実施の形態1のリニアモータ1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4 is a plan view showing a linear motor according to the second embodiment of the present invention. 5 and 6 are a CC cross-sectional view (FIG. 5) and a DD cross-sectional view (FIG. 6) showing the linear motor shown in FIG. In these drawings, the same components as those of the
上記した実施の形態1のリニアモータ1では、複数の可動子3が単一の固定子2に対して配置される(図1〜図3参照)。これに対して、この実施の形態2のリニアモータ1では、複数の可動子3が一対の固定子2、2に挟み込まれて配置される(図4〜図6参照)。すなわち、複数の可動子3が、一対の固定子2、2に挟み込まれて配置されると共に、駆動方向を相互に平行に揃えつつ相互に独立して駆動可能に配置される。かかる構成では、単一の固定子から成る構成と比較して、可動子3を駆動するための磁界が一対の固定子2、2により増強される。これにより、リニアモータ1の性能が向上する利点がある。
In the
例えば、この実施の形態2では、一対の固定子2、2が磁極面21を対向させて配置されている(図4〜図6参照)。また、これらの固定子2、2の両端部に締結板22がそれぞれ挟み込まれており、これらの締結板22、22により、対向する固定子2、2の間隔が確保されている。なお、図4〜図6では、台座10が省略されている。
For example, in the second embodiment, the pair of
また、ガイド部4が、シャフト43と、一対のガイド44、44とにより構成されている。シャフト43は、磁性体から成る長尺な棒状部材である。一対のガイド44は、シャフト43を軸方向に摺動可能に保持する軸受けである。ガイド44は、ガイドホルダ45を介して、一対の固定子2、2の端部(リニアモータの駆動方向の端部)に挟み込まれて保持されている。また、ガイド44が固定子2の両端部にそれぞれ配置されている。
Further, the
また、ガイド部4のシャフト43が可動子3に挿入されて可動子3を保持することにより、シャフト43と可動子3とが一体化されている。そして、このシャフト43が一対のガイド44により軸方向に摺動可能に保持されている。このとき、可動子3の軸方向がリニアモータの駆動方向に向くように、シャフト43の軸方向が設定されている。これにより、可動子3がリニアモータの駆動方向にスライド変位可能に配置されている。また、可動子3が、各固定子2、2との間に隙間を空けつつ各固定子2、2の磁極面21に対向して配置されている。
Further, the
また、一対の固定子2、2間に3つの可動子3が配置されている。また、これらの可動子3が、固定子2の磁極面21上にて、駆動方向を相互に平行に揃えつつ所定間隔を隔てて配置されている。また、これらの可動子3(シャフト43)が各固定子2、2の磁極面21、21に対して等距離に配置されている。また、これらの可動子3が、相互に独立してリニアモータの駆動方向にスライド可能となっている。また、これらの可動子3が、外部の制御装置(図示省略)にそれぞれ接続されることにより、相互に独立して駆動制御可能となっている。これにより、複数軸のリニアモータ1が構成されている。
Three
なお、この実施の形態2では、3つの可動子3が一対の固定子2、2間に設置されている(図4参照)。しかし、これに限らず、4つ以上の可動子3が一対の固定子2、2間に設置されても良い(図示省略)。
In the second embodiment, three
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3にかかるリニアモータを示す平面図である。図8は、図7に記載したリニアモータを示すE−E視断面図である。図9は、図7に記載したリニアモータの変形例を示す断面図である。これらの図において、実施の形態1、2のリニアモータ1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 7 is a plan view showing a linear motor according to a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line EE showing the linear motor described in FIG. 7. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the linear motor shown in FIG. In these drawings, the same components as those of the
この実施の形態3のリニアモータ1では、隣り合う可動子3、3の間に磁性体5が配置される(図7および図8参照)。かかる構成では、磁性体5が隣り合う可動子3、3の間の相互誘導を抑制するための遮蔽部材として機能する。これにより、各可動子3、3の独立かつ適正な駆動制御が確保される利点がある。特に、かかる構成では、可動子間に磁性体が配置されていない構成と比較して、隣り合う可動子3、3の間隔を狭めることができる。これにより、リニアモータ1をさらに小型化できる利点がある(図9参照)。
In the
例えば、この実施の形態3では、磁性体5が、鉄製の板状部材により構成されている。また、3つの可動子3の間に1つずつ磁性体5が配置されて、隣り合う可動子3、3間が仕切られている。また、各磁性体5、5が一対の固定子2、2により保持されている。これにより、隣り合う可動子3、3の間の相互誘導が磁性体5により抑制されている。
For example, in this
以上のように、この発明にかかるリニアモータは、簡易な構成を有し、かつ小型化が可能な複数軸を構成できる点で有用である。 As described above, the linear motor according to the present invention is useful in that it has a simple configuration and can form a plurality of shafts that can be miniaturized.
1 リニアモータ、2 固定子、21 磁極面、22 締結板、3 可動子、4 ガイド部、41 フレーム、42 ガイドブロック、43 シャフト、44 ガイド、45 ガイドホルダ、5 磁性体、10 台座、11 ガイドレール
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記固定子に対して所定方向に駆動可能に配置される可動子と、
前記可動子の駆動方向に沿った方向に延在するとともに、前記駆動方向に沿った前記固定子の両側に敷設されたガイドレールと、
前記駆動方向に前記固定子を跨ぐように設けられて前記駆動方向にスライド可能に前記ガイドレールに係合し、前記固定子との対向面に前記可動子を保持して前記可動子の駆動方向を前記所定方向に規制するガイド部と、を備え、
前記ガイドレールおよび前記ガイド部が、単一の前記固定子に対して前記駆動方向と垂直な方向に並べて複数設けられることで、それぞれの前記ガイド部に保持された前記可動子同士が、前記固定子の1つの面上において単一の前記固定子に対して駆動方向を相互に平行に揃えつつ相互に独立して駆動可能に配置されることを特徴とするリニアモータ。 A stator,
A mover arranged to be drivable in a predetermined direction with respect to the stator ;
A guide rail extending in a direction along the driving direction of the mover and laid on both sides of the stator along the driving direction;
The drive direction of the mover is provided so as to straddle the stator in the drive direction, engages with the guide rail so as to be slidable in the drive direction, and holds the mover on a surface facing the stator. A guide portion for restricting in a predetermined direction,
A plurality of the guide rails and the guide portions are arranged in a direction perpendicular to the driving direction with respect to the single stator, so that the movable elements held by the respective guide portions are fixed to each other. A linear motor characterized in that it is arranged so that it can be driven independently of each other on one surface of the child while aligning the driving directions in parallel with each other.
The linear motor according to claim 1, wherein a magnetic body is disposed between the adjacent movers.
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