(57)【要約】【課題】本発明は、可動軸の一部の軸径を他よりも小径とし、この小径部分に従来よりも肉厚のマグネットを設け、マグネットの磁束密度の向上を得ることを目的とする。【解決手段】本発明による円筒型リニアモータは、固定子(13)を有する筒状ケーシング(1)内に直動自在に設けられた可動軸(11)の中央部の第１可動軸(20)を他よりも小径とし、この第１可動軸(20)の外周面(11a)にマグネット(12)を設けることにより、従来よりも肉厚のマグネット(12)を設け、必要とする磁束密度を得る構成である。【選択図】図１
2010288418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケーシング(1)の内壁(2A)に筒状ボビン(8)を介して設けられた複数のステータ巻線(9)を有する固定子(13)と、前記固定子(13)の軸心に形成された長手中空孔(10)内に直動自在に設けられた可動軸(11)と、前記筒状ケーシング(1)の両端に設けられ前記可動軸(11)を直動自在に保持するための一対の第１、第２軸受(3,4)と、前記可動軸(11)の外周に設けられた複数のマグネット(12)と、を備えた円筒型リニアモータにおいて、
前記可動軸(11)は、第１可動軸(20)と、前記第１可動軸(20)の両端に位置する凹凸部(21,22)を介して接続される一対の第２可動軸(23,24)と、よりなり、前記第１可動軸(20)の第１軸径(D1)は前記第２可動軸(23,24)の第２軸径(D2)よりも小であり、前記各マグネット(12)は前記第１可動軸(20)の外周面(11a)に設けられていることを特徴とする円筒型リニアモータ。
【請求項２】
前記第１可動軸(20)の両端に形成された一対の凹部(25,26)と、前記各第２可動軸(23,24)の内端に形成された凸部(27,28)と、を備え、前記各凹部(25,26)に前記凸部(27,28)が嵌入していることを特徴とする請求項１記載の円筒型リニアモータ。
【請求項３】
前記筒状ケーシング(1)は、前記固定子(13)を有する筒状ケーシング本体(2)と、前記筒状ケーシング本体(2)の一端(2a)に固定部材(7)を介して接続され前記第１軸受(3)を有する第１筒体(5)と、前記筒状ケーシング(1)の他端(2b)に嵌め込み式に設けられ前記第２軸受(4)を有する第２筒体(6)と、からなることを特徴とする請求項１又は２記載の円筒型リニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒型リニアモータに関し、特に、可動軸の一部の軸径を他よりも小径とし、この小径部分に従来よりも肉厚のマグネットを設け、マグネットの磁束密度の向上を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のリニアモータとしては、例えば、特許文献１に開示された三相リニアモータがあるが、この固定子側にマグネットが設けられ、可動子側に巻線が設けられることにより、可動子が往復直線動作を行う構成であるが、例えば、精密装置に用いるための直径１０ミリのリニアモータの構成を得ることは困難であった。
【０００３】
そのため、実際には、直径１０ミリのリニアモータとして、図４及び図５に示される構成が採用されていた。
すなわち、図４において符号１で示されるものは全体形状が筒形をなす筒状ケーシングであり、この筒状ケーシング１は、その中央に位置する筒状ケーシング本体２と、この筒状ケーシング本体２の一端２ａと他端２ｂに設けられ第１、第２軸受３，４を有する第１、第２筒体５，６と、より構成されている。
前記第１筒体５は、ピン又は取付ねじ等からなる固定部材７を介して前記一端２ａに接続され、前記第２筒体６は、前記他端２ｂ内に嵌め込み式に接続されている。
【０００４】
前記筒状ケーシング本体２の内壁２Ａには、多数の仕切壁８ａを有する長手筒状をなす筒状ボビン８が設けられ、この筒状ボビン８の各仕切壁８ａ間には三相のステータ巻線９が設けられている。
【０００５】
前記筒状ボビン８の内側に形成された長手中空孔１０内には、前記各軸受３，４に直動自在に支持された可動軸１１が矢印Ａに沿って移動できるように設けられており、この可動軸１１の外周面１１ａには、所定数のマグネット１２が貼着により設けられている。
従って、前述の筒状ケーシング１、筒状ボビン８及びステータ巻線９によって筒状をなす固定子１３が形成されている。
【０００６】
前述の構成において、前記ステータ巻線９に対して、所定の三相駆動信号を印加することにより、前記各マグネット１２との周知の磁気作用によって可動軸１１は矢印Ａの方向に沿う往復直線移動を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２０９１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の円筒型リニアモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、可動軸１１の軸径は、その全長にわたり同一径であり、各軸受の内径によってこの軸径が決まり、マグネットの内径は軸受の内径及び可動軸の外径と動寸法であった。
そのため、筒状ボビンの内面と可動軸の外周面との間の空隙が極めて小さくなり、可動軸の外周面に取付けるマグネットの径方向の肉厚を厚くすることが困難で、薄いマグネットに対しては充分な着磁を行うことが可能で、必要とする磁束密度が得られず、１０ミリ径の小型リニアモータにおいては、十分なトルクを得ることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による円筒型リニアモータは、筒状ケーシングの内壁に筒状ボビンを介して設けられた複数のステータ巻線を有する固定子と、前記固定子の軸心に形成された長手中空孔内に直動自在に設けられた可動軸と、前記筒状ケーシングの両端に設けられ前記可動軸を直動自在に保持するための一対の第１、第２軸受と、前記可動軸の外周に設けられた複数のマグネットと、を備えた円筒型リニアモータにおいて、前記可動軸は、第１可動軸と、前記第１可動軸の両端に位置する凹凸部を介して接続される一対の第２可動軸と、よりなり、前記第１可動軸の第１軸径は前記第２可動軸の第２軸径よりも小であり、前記各マグネットは前記第１可動軸の外周面に設けられている構成であり、また、前記第１可動軸の両端に形成された一対の凹部と、前記各第２可動軸の内端に形成された凸部と、を備え、前記各凹部に前記凸部が嵌入している構成であり、また、前記筒状ケーシングは、前記固定子を有する筒状ケーシング本体と、前記筒状ケーシング本体の一端に固定部材を介して接続され前記第１軸受を有する第１筒体と、前記筒状ケーシングの他端に嵌め込み式に設けられ前記第２軸受を有する第２筒体と、からなる構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による円筒型リニアモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、筒状ケーシングの内壁に筒状ボビンを介して設けられた複数のステータ巻線を有する固定子と、前記固定子の軸心に形成された長手中空孔内に直動自在に設けられた可動軸と、前記筒状ケーシングの両端に設けられ前記可動軸を直動自在に保持するための一対の第１、第２軸受と、前記可動軸の外周に設けられた複数のマグネットと、を備えた円筒型リニアモータにおいて、前記可動軸は、第１可動軸と、前記第１可動軸の両端に位置する凹凸部を介して接続される一対の第２可動軸と、よりなり、前記第１可動軸の第１軸径は前記第２可動軸の第２軸径よりも小であり、前記各マグネットは前記第１可動軸の外周面に設けられていることにより、各マグネットの厚さを従来よりも厚くすることができ、十分な磁束密度を得ることにより、従来よりもトルクを向上させることができる。
また、前記第１可動軸の両端に形成された一対の凹部と、前記各第２可動軸の内端に形成された凸部と、を備え、前記各凹部に前記凸部が嵌入していることにより、マグネットを設ける第１可動軸の軸径を他の第２可動軸の軸径より小とすることができ、前述の効果を得ることができる。
また、前記筒状ケーシングは、前記固定子を有する筒状ケーシング本体と、前記筒状ケーシング本体の一端に固定部材を介して接続され前記第１軸受を有する第１筒体と、前記筒状ケーシングの他端に嵌め込み式に設けられ前記第２軸受を有する第２筒体と、からなることにより、マグネットを設けた後の可動軸の筒状ケーシング内への取付けが極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による円筒型リニアモータを示す断面図である。
【図２】図１の可動軸の要部を示す断面図である。
【図３】図２の要部を示す拡大断面図である。
【図４】従来の円筒型リニアモータを示す断面図である。
【図５】図４の可動軸を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、可動軸の一部の軸径を他よりも小径とし、この小径部分に従来よりも肉厚のマグネットを設け、マグネットの磁束密度の向上を得るようにした円筒型リニアモータを提供することを目的とする。
【実施例】
【００１３】
以下、図面と共に本発明による円筒型リニアモータの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明する。
図１において符号１で示されるものは全体形状が筒形をなす筒状ケーシングであり、この筒状ケーシング１は、その中央に位置する筒状ケーシング本体２と、この筒状ケーシング本体２の一端２ａと他端２ｂに設けられ第１、第２軸受３，４を有する第１、第２筒体５，６と、より構成されている。
前記第１筒体５は、ピン又は取付ねじ等からなる固定部材７を介して前記一端２ａに接続され、前記第２筒体６は、前記他端２ｂ内に嵌め込み式に接続されている。
【００１４】
前記筒状ケーシング本体２の内壁２Ａには、多数の仕切壁８ａを有する長手筒状をなす筒状ボビン８が設けられ、この筒状ボビン８の各仕切壁８ａ間には三相のステータ巻線９が設けられている。
【００１５】
前記筒状ボビン８の内側に形成された長手中空孔１０内には、可動軸１１が前記各軸受３，４を介して矢印Ａの方向に沿って直動自在に設けられており、この可動軸１１の外周面１１ａには、所定数のマグネット１２が貼着により設けられている。
従って、前述の筒状ケーシング１、筒状ボビン８及びステータ巻線９によって筒状をなす固定子１３が形成されている。
【００１６】
前記可動軸１１は、その中央に位置する第１可動軸２０と、この第１可動軸２０の両端に位置する凹凸部２１，２２を介して接続された一対の第２可動軸２３，２４により構成されている。
前記各凹凸部２１，２２は、前記第１可動軸２０の両端に形成された一対の凹部２５，２６と、前記各第２可動軸２３，２４の各内端に形成された各凸部２７，２８と、からなり、前記各凹部２５，２６に各凸部２７，２８が嵌入していることにより構成されている。
【００１７】
前記第１可動軸２０の第１軸径Ｄ１は、前記各第２可動軸２３，２４の第２軸径Ｄ２よりも小、すなわち、小径の軸によって構成されている。
従って、前記第１可動軸２０の外周面１１ａと前記筒状ボビン８の前記長手中空孔１０を形成するための内周面８ｂとの間の空隙３０は、従来例の図４の構成における空隙３０ａに対して前記第１可動軸２０が小径化された分だけ拡大している。
そのため、前記マグネット１２の肉厚は、図４の従来例におけるマグネット１２の肉厚よりも約２倍位の肉厚を確保することができ、必要とする磁束密度を確保しつつ前記筒状ケーシング１の外径ＤＧを従来と同じ、例えば、１０ミリを確保することができる。
【００１８】
次に、前述の構成において、前記ステータ巻線９に対して、所定の三相駆動信号を印加することにより、前記各マグネット１２との周知の磁気作用によって可動軸１１は矢印Ａの方向に沿う往復直線移動を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、円筒型リニアモータのみではなく、回転型モータにおいても、回転軸の一部に小径部を設けることにより、ロータのヨーク又はマグネットを大型化させてトルクアップを得ることに適用可である。
【符号の説明】
【００２０】
１  筒状ケーシング
２  筒状ケーシング本体
２ａ  一端
２ｂ  他端
３，４  第１，第２軸受
５  第１筒体
６  第２筒体
２Ａ  内壁
８  筒状ボビン
９  ステータ巻線
１０  長手中空孔
１１  可動軸
１２  マグネット
２０  第１可動軸
２１，２２  凹凸部
２３，２４  第２可動軸
２５，２６  凹部
２７，２８  凸部
Ｄ１  第１軸径
Ｄ２  第２軸径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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