JP2000245130A - Moving-coil linear motor - Google Patents
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- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、対向するヨーク間
に形成された磁気空間内を可動子コイルが直線移動する
形式のリニアモータに関し、可動子コイルの最大電流値
の維持および永久磁石の熱減磁抑制により、最大推力を
向上させ得る可動コイル形リニアモータに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor in which a mover coil moves linearly in a magnetic space formed between opposing yokes, and maintains a maximum current value of the mover coil and heats a permanent magnet. The present invention relates to a moving coil linear motor capable of improving the maximum thrust by suppressing demagnetization.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、数10〜100cmといった比較
的長いストロークの範囲内で物体の位置決めを行うため
の駆動装置としては、例えば、特公昭58−49100
号や実開昭63−93783号公報によって開示されて
いるような可動コイル形リニアモータが使用されてい
る。この可動コイル形リニアモータについて図8を参照
して説明する。先ず、1はヨークであり鉄板のような強
磁性材料により、例えばU字あるいは平板を組立てて門
形に形成したものである。2は永久磁石で厚さ方向に着
磁し表面にNS磁極が交互に出現するようにヨーク1の
長手方向に配設固着し、さらに左右ヨーク1の内側対向
面にも磁気空間3を介して永久磁石2の異極同士が対向
するように配設されている。4は支持板で前記ヨーク1
と同様の強磁性材料からなり前記磁気空間3を確保する
ためにヨーク1の長手方向両端部に固着したものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a driving device for positioning an object within a relatively long stroke range of several tens to 100 cm, for example, Japanese Patent Publication No. 58-49100
And a moving coil type linear motor as disclosed in JP-A-63-93783. This moving coil type linear motor will be described with reference to FIG. First, reference numeral 1 denotes a yoke which is formed in a gate shape by assembling a U-shaped or flat plate using a ferromagnetic material such as an iron plate. Numeral 2 denotes a permanent magnet which is magnetized in the thickness direction and is arranged and fixed in the longitudinal direction of the yoke 1 so that NS magnetic poles appear alternately on the surface. The different poles of the permanent magnet 2 are arranged so as to face each other. 4 is a support plate for the yoke 1
The yoke 1 is made of the same ferromagnetic material and is fixed to both ends in the longitudinal direction of the yoke 1 in order to secure the magnetic space 3.
【0003】次ぎに、5はコイルとホルダ等を一体に備
えた可動子であり前記磁気空間3における磁束と巻線方
向が直交するような扁平の多相コイルによって形成して
いる。これは例えば3相コイルを永久磁石2の配設方向
に若干量ずらして並べ、磁極の方向を磁界検出素子(M
Rセンサ)等の手段を介して検出するようになし、単相
または3相の正弦波電流を通電して駆動とその方向を切
り替えるように構成されている。尚、可動子には図中点
線で示すテーブル6等が取り付けられることになり、こ
れの直線移動を利用することになる。[0003] Next, reference numeral 5 denotes a mover integrally provided with a coil, a holder and the like, which is formed by a flat multi-phase coil in which the magnetic flux in the magnetic space 3 and the winding direction are orthogonal. This means that, for example, three-phase coils are arranged with a slight shift in the direction in which the permanent magnets 2 are arranged, and the direction of the magnetic poles is changed to the magnetic field detecting element (M
(R sensor) or the like, and is configured to switch between driving and its direction by supplying a single-phase or three-phase sine wave current. A table 6 and the like indicated by a dotted line in the figure are attached to the mover, and a linear movement of the table 6 is used.
【0004】以上の構成により、コイル5に電流を流す
とコイル5の巻線方向が永久磁石2による磁束と直交し
ているので、コイル5はフレミングの左手の法則によ
り、ヨーク1の長手方向の駆動力を得ることになり、コ
イル5を一体に支持している可動子はヨーク1の長手方
向に移動する。次にコイル5に前記と逆方向の電流を流
すと、コイル5には前記と逆方向の駆動力が作用するか
ら可動子は前記と逆方向に移動する。従って、コイル5
への通電とその方向を選択し、且つその位置をMRセン
サで検知することにより可動子を所定位置に移動制御さ
せることが出来る。With the above configuration, when a current is applied to the coil 5, the winding direction of the coil 5 is orthogonal to the magnetic flux generated by the permanent magnet 2. Therefore, the coil 5 is moved in the longitudinal direction of the yoke 1 according to Fleming's left-hand rule. A driving force is obtained, and the mover integrally supporting the coil 5 moves in the longitudinal direction of the yoke 1. Next, when a current in the opposite direction is applied to the coil 5, a driving force in the opposite direction acts on the coil 5, so that the mover moves in the opposite direction. Therefore, the coil 5
The movable element can be controlled to move to a predetermined position by selecting the power supply and its direction and detecting the position with an MR sensor.
【0005】この可動コイル形リニアモータによれば、
磁気回路部にセンターヨークがなく、しかも磁気空間内
で磁束が複数個の閉ループを構成し、磁路の一部に磁束
が集中しないようになっているので、長いストロークの
全域に亘って一様な磁束密度を発生させることが出来
る。さらに可動子の質量が小さく、コギングトルクも小
さいことから速応性の良好なリニアモータになるという
特徴を有している。According to this moving coil type linear motor,
There is no center yoke in the magnetic circuit part, and the magnetic flux forms a plurality of closed loops in the magnetic space, so that the magnetic flux does not concentrate on a part of the magnetic path, so it is uniform throughout the long stroke High magnetic flux density can be generated. Further, the mass of the mover is small and the cogging torque is also small, so that the linear motor has a feature of good responsiveness.
【0006】しかしながら、その反面狭い磁気空間3内
にコイル5が配置されているため自然対流による熱交換
や熱放散の効率が悪く、しかも発熱源であるコイル5が
可動子側に存在するため冷却手段が採りにくいという構
造上の問題がある。さらに、コイル5の発熱によりコイ
ル自体の電気抵抗値が上昇しジュール熱損失が増大する
ことから実効電力が減少する。このためコイル5に対す
る供給電力は、コイル発熱が実用上問題とならない程度
の値以下に制限して使用されている。また一方で、対向
する永久磁石2にもコイル5からの熱が伝達されて永久
磁石2の温度が上昇し熱減磁により発生磁束が減少す
る。以上のことから発生推力が減少するという性能上の
問題がある。However, since the coil 5 is arranged in the narrow magnetic space 3, the efficiency of heat exchange and heat dissipation by natural convection is low, and the coil 5, which is a heat source, is located on the mover side, so that cooling is not performed. There is a structural problem that it is difficult to take measures. Furthermore, the electric power of the coil itself increases due to the heat generated by the coil 5 and the Joule heat loss increases, so that the effective power decreases. For this reason, the power supplied to the coil 5 is limited to a value at which the heat generation of the coil does not cause a practical problem. On the other hand, the heat from the coil 5 is also transmitted to the opposing permanent magnet 2, the temperature of the permanent magnet 2 rises, and the generated magnetic flux decreases due to thermal demagnetization. From the above, there is a performance problem that the generated thrust is reduced.
【0007】そこで、コイルを冷却することが望まれ
る、例えば実開平4−34878号によれば固定ヨーク
の側面部に複数個の軸流ファンを設けてコイルを冷却す
ることが提案されている。Therefore, it is desired to cool the coil. For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-34878 proposes providing a plurality of axial fans on a side surface of a fixed yoke to cool the coil.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た実開平4−34878号の冷却手段では、軸流ファン
を設けることによってリニアモータの大型化と構造の複
雑化を招来する結果となる。通常、可動磁石形リニアモ
ータの場合はコイル側は動かないので、これを冷却する
手段は水冷または空冷でも比較的効率良く実施可能であ
るが、可動コイル形リニアモータの場合はコイル側が動
くことから効率的な冷却構造をとることは困難であっ
た。従って、可動コイル形リニアモータにあっては冷却
手段を備えていないのが実状である。However, in the cooling means disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-34878, the provision of an axial fan results in an increase in the size and the structure of the linear motor. Usually, in the case of a moving magnet type linear motor, the coil side does not move, so the means for cooling this can be implemented relatively efficiently with water cooling or air cooling, but in the case of a moving coil type linear motor, the coil side moves, It was difficult to take an efficient cooling structure. Therefore, the actual situation is that the moving coil linear motor does not include the cooling means.
【0009】そこで本発明は、上記した後者の従来技術
に関与しその問題点を解消するもので、コイルの空冷構
造を安価で簡易なものとすると共に効率的な効果が得ら
れるような空冷手段を備えた可動コイル形リニアモータ
を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention is concerned with the latter conventional technique described above and solves the problem. An air cooling means which makes the air cooling structure of the coil inexpensive and simple and which can obtain an efficient effect. It is an object of the present invention to provide a moving coil type linear motor provided with:
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、ヨークの長手
方向に複数個の永久磁石を交互に磁極が異なるように配
設し、磁石の表面に沿って形成された磁気空間内にコイ
ルを備えた可動子を前記永久磁石の配設方向に移動可能
に設けるようにした可動コイル形リニアモータにおい
て、前記永久磁石はヨークの長手方向に所定間隙をあけ
て配設し、前記ヨークの長手方向に通路を設け、前記永
久磁石間の間隙と前記通路とを連通し、前記通路にエア
ーを供給することによってエアーを磁気空間内に吹き付
け、前記コイルを冷却するようにした可動コイル形リニ
アモータである。According to the present invention, a plurality of permanent magnets are alternately arranged in the longitudinal direction of a yoke so that magnetic poles are different from each other, and a coil is placed in a magnetic space formed along the surface of the magnet. In a moving coil linear motor in which a movable element provided is provided so as to be movable in a direction in which the permanent magnet is disposed, the permanent magnet is disposed at a predetermined gap in a longitudinal direction of the yoke, and the permanent magnet is disposed in a longitudinal direction of the yoke. A moving coil type linear motor that provides a passage, communicates the gap between the permanent magnets and the passage, supplies air to the passage, blows air into the magnetic space, and cools the coil. is there.
【0011】本発明は、ヨークの長手方向に複数個の永
久磁石を交互に磁極が異なるように配設し、磁石の表面
に沿って形成された磁気空間内にコイルを備えた可動子
を前記永久磁石の配設方向に移動可能に設けるようにし
た可動コイル形リニアモータにおいて、前記ヨークの磁
石配設面に長手方向に連続した凹溝を形成すると共に、
前記永久磁石は前記凹溝を覆うように所定間隙をあけて
配設し、前記凹溝にエアーを供給することによって前記
永久磁石間の間隙よりエアーを磁気空間内に吹き付け、
前記コイルを冷却するようにした可動コイル形リニアモ
ータである。According to the present invention, there is provided a movable element having a plurality of permanent magnets arranged alternately in the longitudinal direction of a yoke so that magnetic poles are different from each other, and having a coil in a magnetic space formed along the surface of the magnet. In the movable coil linear motor, which is provided so as to be movable in the direction in which the permanent magnets are provided, while forming a continuous groove in the longitudinal direction on the magnet mounting surface of the yoke,
The permanent magnet is disposed with a predetermined gap so as to cover the groove, and air is blown into the magnetic space from the gap between the permanent magnets by supplying air to the groove,
A moving coil type linear motor configured to cool the coil.
【0012】また、本発明は、ヨークの長手方向に複数
個の永久磁石を交互に磁極が異なるように配設し、磁石
の表面に沿って形成された磁気空間内にコイルを備えた
可動子を前記永久磁石の配設方向に移動可能に設けるよ
うにした可動コイル形リニアモータにおいて、前記永久
磁石はヨークの長手方向に所定間隙をあけて配設し、他
方、ヨークの磁石配設面ではない面に長手方向に連続し
密閉された通路を設けると共に、前記永久磁石間の間隙
と前記通路とを連絡する連通孔を形成し、前記通路にエ
アーを供給することによって前記連通孔を介してエアー
を磁気空間内に吹き付け、前記コイルを冷却するように
した可動コイル形リニアモータである。Further, the present invention provides a mover having a plurality of permanent magnets arranged alternately in the longitudinal direction of a yoke so that magnetic poles are different, and a coil provided in a magnetic space formed along the surface of the magnet. In the moving coil linear motor, the permanent magnets are provided so as to be movable in the direction in which the permanent magnets are provided.The permanent magnets are provided with a predetermined gap in the longitudinal direction of the yoke. In addition to providing a continuous and sealed passage in the longitudinal direction on the non-exposed surface, forming a communication hole that communicates the gap between the permanent magnets and the passage, and supplying air to the passage, through the communication hole, This is a moving coil type linear motor that blows air into a magnetic space to cool the coil.
【0013】ここで、上記通路は長手方向に連続した凹
溝を形成し、この凹溝を密封閉鎖することによって設け
たり、また長手方向に連続した凹形の部材を密閉するよ
うにして固着したり、また配管状のものによって設けた
りすることができる。上記可動コイル形リニアモータで
は、その永久磁石は対抗するヨークの両方にそれぞれ異
極が対向するように設けても良いし、片側だけに設けた
ものであってもよい。但し、所定間隔をあけて永久磁石
を配設しており、磁気回路的には隣り合う永久磁石間の
所定間隙をLg、交番磁界周期をLmとすると、例えば
LgはLm/3〜Lm/8とし、Lm/4以下とするこ
とが望ましい。冷却用エアーの通路となる凹溝あるいは
エアー通路等は、適宜上下に複数本設けることができ
る。尚、上記においてエアーはコイルを冷却すると記し
ているが、これは少なくともコイルを冷却することを意
味し、間接的に永久磁石他をも冷却することを妨げない
ものである。Here, the passage is formed by forming a continuous groove in the longitudinal direction and sealing the closed groove, or is fixed by sealing the concave member continuous in the longitudinal direction. Alternatively, it can be provided by a pipe-like material. In the moving coil linear motor, the permanent magnets may be provided so that different poles face both opposing yokes, or may be provided on only one side. However, permanent magnets are arranged at predetermined intervals, and in terms of a magnetic circuit, if a predetermined gap between adjacent permanent magnets is Lg and an alternating magnetic field period is Lm, for example, Lg is Lm / 3 to Lm / 8. And Lm / 4 or less is desirable. A plurality of grooves or air passages serving as passages for the cooling air may be provided above and below as appropriate. In the above, it is described that air cools the coil, but this means that at least the coil is cooled, and this does not prevent indirect cooling of the permanent magnet and the like.
【0014】本発明は、隣り合う永久磁石との間に所定
間隙を設けたことによって、この間隙からエアーを磁気
空間内に吹き付けてコイルを効率的に空冷できる。そし
て、エアー供給通路を凹溝あるいは密閉した凹溝等に形
成すれば、長尺のヨークであっても加工が極めて容易に
できヨーク長さに制約を受けない。よって、駆動距離が
10cm以上のヨークを有するリニアモータなど、特に
長尺のリニアモータに適している。以上によって、可動
コイル形リニアモータであっても簡単かつ安価な冷却手
段を備えることができ、コイル側の熱損失と磁石側の熱
減磁を共に減少させてリニアモータの高推力を達成し、
これを保持することができる。According to the present invention, by providing a predetermined gap between adjacent permanent magnets, air can be blown into the magnetic space from this gap to efficiently cool the coil. If the air supply passage is formed as a concave groove or a closed concave groove, processing can be extremely easily performed even with a long yoke, and the length of the yoke is not restricted. Therefore, it is particularly suitable for a long linear motor such as a linear motor having a yoke with a driving distance of 10 cm or more. As described above, even a moving coil type linear motor can be provided with a simple and inexpensive cooling means, reducing both the heat loss on the coil side and the heat demagnetization on the magnet side to achieve a high thrust of the linear motor,
This can be kept.
【0015】また、永久磁石間に間隙を持たせたこと
は、磁束分布を正弦波化することに作用し、その制御性
の向上にも役立っている。尚、隣り合う永久磁石間の所
定間隙Lgは、対向する永久磁石間における磁束量を有
効に発生させるために交番磁界周期Lmに対しLm/3
〜Lm/8の範囲内となしLm/4を目処に設定してい
る。交番磁界の周期が16〜100mmとすれば実用範
囲では4〜25mm程度が選択され得るが、リニアモー
タの占有面積や経済性の点から特に8〜15mm程度が
好ましい。しかしながら、磁石配設面に形成した凹溝か
らエアーを吹き出させる構造にあっては、冷却の効率も
考慮し吹き出し口にノズル機能を持たせる方が良い場合
もあるので、このときはLg=0.05〜5mm程度の
範囲内で設定しても良い。また、上記凹溝やエアー通路
と連通孔の数は状況によって適宜設定するもので、ヨー
クや磁石の大きさが大型のものになれば複数本設けるこ
とが効率的である。The provision of the gap between the permanent magnets has the effect of making the magnetic flux distribution sinusoidal, which also contributes to the improvement of controllability. The predetermined gap Lg between the adjacent permanent magnets is set to Lm / 3 with respect to the alternating magnetic field period Lm in order to effectively generate a magnetic flux amount between the opposing permanent magnets.
Lm / 8 is set within the range of ~ Lm / 8. If the period of the alternating magnetic field is 16 to 100 mm, about 4 to 25 mm can be selected in a practical range, but it is particularly preferably about 8 to 15 mm from the viewpoint of the occupation area of the linear motor and economy. However, in a structure in which air is blown out from the groove formed in the magnet arrangement surface, it is sometimes better to have a nozzle function in the blowout port in consideration of cooling efficiency. In this case, Lg = 0. It may be set within a range of about 0.05 to 5 mm. Also, the number of the above-mentioned concave grooves, air passages and communication holes is appropriately set depending on the situation, and it is efficient to provide a plurality of yoke and magnets if the size becomes large.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。図1は第1の実施例を示すリニアモ
ータの一部上面図、図2は図1のA−A断面図である。
図3は第2の実施例を示すリニアモータの一部上面図、
図4は図3のB−B断面図である。図5はエアー通路の
他の実施例を示す要部断面図である。図6は第3の実施
例を示すリニアモータの横断面図である。図7は第4の
実施例を示すリニアモータの一部上面図である。尚、こ
れらの図は構造の概略を示す簡略的な図であり実際の構
造は示していない。また、従来と同様の構成については
同一符号を付してその説明は省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial top view of a linear motor showing a first embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a partial top view of a linear motor showing a second embodiment,
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 5 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the air passage. FIG. 6 is a cross-sectional view of a linear motor according to a third embodiment. FIG. 7 is a partial top view of a linear motor showing a fourth embodiment. These drawings are simplified diagrams showing the outline of the structure, and do not show the actual structure. The same reference numerals are given to the same components as those in the related art, and the description thereof will be omitted.
【0017】図1、図2において、ヨーク7は軟鋼のよ
うな強磁性材料の平板を左右に対向配置し、同じく平板
状の下部ヨーク73とから構成されており、対向するヨ
ーク間で磁石の表面に沿って磁気空間3を構成してい
る。尚、下部ヨーク73は一体ものでもまた別体を組み
立てたものでも良い。そして、左右ヨーク7の長手方向
の磁石配設面71には永久磁石、例えばNd―Fe―B
系異方性焼結磁石2をその極性が交互に異なるように隣
り合って配設固着し、尚かつ対向する磁石同士の極性が
異なるように配設固着している。磁気空間3内には上述
の従来技術と同様多相コイルからなる可動子5が装置さ
れており、この多相コイルに駆動回路(図示せず)から
の正弦波駆動電流を供給して直線移動(紙面上下方向)
させるようにした可動コイル形リニアモータである。
尚、永久磁石2と可動子5との間隔は図のように大きな
イメージではなく実際は0.02〜2mm程度の隙間を
保って設けられている。また、永久磁石や可動子の実施
態様は上記に限るものではない。In FIGS. 1 and 2, the yoke 7 is composed of a flat plate made of a ferromagnetic material such as mild steel and arranged on the left and right sides and a lower yoke 73 also having a flat plate shape. The magnetic space 3 is formed along the surface. In addition, the lower yoke 73 may be an integrated body or a separately assembled body. A permanent magnet, for example, Nd—Fe—B is provided on the magnet mounting surface 71 of the left and right yoke 7 in the longitudinal direction.
The anisotropic sintered magnets 2 are arranged and fixed adjacently so that their polarities are alternately different, and are further arranged and fixed so that the opposite magnets have different polarities. A mover 5 composed of a multi-phase coil is provided in the magnetic space 3 similarly to the above-described conventional technique, and a sine-wave driving current from a driving circuit (not shown) is supplied to the multi-phase coil to move linearly. (Vertical direction on paper)
This is a moving coil type linear motor.
The space between the permanent magnet 2 and the mover 5 is not a large image as shown in the figure, but is actually provided with a gap of about 0.02 to 2 mm. Further, the embodiments of the permanent magnet and the mover are not limited to the above.
【0018】さてこの実施例では、ヨーク7の磁石配設
面71に長手方向に連続した凹溝70が形成されてい
る。このような凹溝70はフライス加工により簡単且つ
安価に製造できる。さらにこの凹溝70を覆うように配
設面71には永久磁石2を所定間隔をあけて直接接着剤
で固着している。このときの間隔は交番磁界がより完全
な正弦波に近づくように選定できれば良いのだが、冷却
用エアーを効率的に吹き付けるという観点からすれば
0.数ミリ〜数ミリ程度のノズル状にすることも必要で
ある。よって、これらの条件を併せて考慮して間隔を選
定する。図示していない凹溝70の一端部にはエアー供
給口が設けられ、ここで凹溝70は冷却用エアーの供給
通路として構成される。従って、ヨーク7のエアー供給
通路の一端から装置の空圧駆動源やエアコンプレッサ等
によって冷却用エアーを供給すると、凹溝70を通って
永久磁石2を背面から冷却すると共に、エアーは磁石間
の間隙の開口72(図示は誇張して示している。)から
磁気空間3内に吹き出し可動子5を直接冷却することが
できる。In this embodiment, a concave groove 70 which is continuous in the longitudinal direction is formed on the magnet mounting surface 71 of the yoke 7. Such a groove 70 can be easily and inexpensively manufactured by milling. Further, the permanent magnets 2 are directly fixed to the disposing surface 71 with an adhesive at predetermined intervals so as to cover the concave grooves 70. The interval at this time may be selected so that the alternating magnetic field approaches a more complete sine wave, but from the viewpoint of efficiently blowing the cooling air, it is preferable to set the interval to 0.1 mm. It is necessary to form a nozzle having a size of several millimeters to several millimeters. Therefore, the interval is selected in consideration of these conditions. An air supply port is provided at one end of the not-shown groove 70, where the groove 70 is configured as a cooling air supply passage. Therefore, when cooling air is supplied from one end of the air supply passage of the yoke 7 by a pneumatic drive source or an air compressor of the apparatus, the permanent magnet 2 is cooled from the back through the concave groove 70, and the air is supplied between the magnets. The movable element 5 can be blown out from the opening 72 of the gap (shown in an exaggerated manner) into the magnetic space 3 to directly cool the movable element 5.
【0019】次に、図3及び図4は第2の実施例を示す
ものである。この例は磁石配設面ではない面に通路を設
けた例であって、具体的にはヨークの背面86側に凹溝
80を設け、これにふた部材85をシール部材を介して
密封的に閉鎖してエアー供給通路を構成したものであ
る。エアー通路の他の実施例としては例えば図5に示す
ものでも良い。この例では断面凹状で長さのある箱形部
材88を溶接などの手段でヨーク8に密封固着したもの
である。また他にはパイプ状の配管を付設するような構
造も考えられる。本例の磁石配設面81には永久磁石2
の交番磁界がより完全な正弦波に近づくように隣同士の
間隙Lgを8〜15mm内で選択し永久磁石2を直接固
着している。そして、この間隙の開口82には上記エア
ー通路(凹溝80)と貫通する連通孔84(例えばφ
0.05〜5mm程度)をそれぞれの開口の間に、ある
いは場合によっては1、2段飛ばすなどして設けてい
る。尚、連通孔は円形に限るものではなく例えば細長い
スリット状のものでも良い。Next, FIGS. 3 and 4 show a second embodiment. This example is an example in which a passage is provided on a surface other than the magnet disposition surface. Specifically, a concave groove 80 is provided on the back surface 86 side of the yoke, and a lid member 85 is hermetically sealed via a seal member. The air supply passage is closed. As another embodiment of the air passage, for example, the one shown in FIG. 5 may be used. In this example, a box-shaped member 88 having a concave cross section and a length is hermetically fixed to the yoke 8 by means such as welding. In addition, a structure in which a pipe-shaped pipe is additionally provided is also conceivable. The permanent magnet 2 is provided on the magnet arrangement surface 81 of this example.
The permanent magnet 2 is directly fixed by selecting the gap Lg between the adjacent magnets within a range of 8 to 15 mm so that the alternating magnetic field approaches a perfect sine wave. The opening 82 of the gap has a communication hole 84 (for example, φ
(Approximately 0.05 to 5 mm) is provided between the openings, or in some cases, by skipping one or two steps. Note that the communication hole is not limited to a circular shape, and may be, for example, an elongated slit shape.
【0020】従って、この実施例でもヨーク7の一端か
ら冷却用エアーを供給すると、密封された凹溝80のエ
アー通路と連通孔84を通って磁石間の間隙開口82か
ら磁気空間3内に冷却エアーが吹き出し可動子5のコイ
ルを直接冷却することができる。尚、本実施例の場合は
永久磁石の背面に凹溝が無い分上記実施例よりも磁束分
布の乱れが少なく制御性は安定している。また貫通孔よ
り真横から冷却エアーを可動子に吹き付けるので、長手
方向に沿った空気の流れよりも冷却の効率がより向上す
る。また、冷却の効率は落ちるが他の実施例としては、
下部ベース83の下面に凹溝を設け、この凹溝をふた部
材などによって閉塞すると共に、磁気空間に連通する連
通孔を長手方向に複数個形成し、冷却エアーを下部から
吹き出させて可動子コイルを冷却するようにしてもよ
い。Therefore, also in this embodiment, when the cooling air is supplied from one end of the yoke 7, the cooling air flows into the magnetic space 3 from the gap opening 82 between the magnets through the air passage of the sealed groove 80 and the communication hole 84. The air blows out and the coil of the mover 5 can be directly cooled. In this embodiment, since there is no groove on the back surface of the permanent magnet, the magnetic flux distribution is less disturbed than in the above embodiment, and the controllability is stable. Further, since cooling air is blown to the mover from right beside the through hole, the cooling efficiency is more improved than the flow of air along the longitudinal direction. Also, although the efficiency of cooling decreases, as another embodiment,
A concave groove is provided on the lower surface of the lower base 83, and the concave groove is closed by a lid member or the like, and a plurality of communication holes communicating with the magnetic space are formed in the longitudinal direction. May be cooled.
【0021】図6は第3の実施例を示すものであるが、
この例のヨークはセンターヨークを備えた可動コイル形
リニアモータの例であって、冷却用エアーの供給通路を
構成する凹溝70をセンターヨーク側にも設け、しかも
凹溝の数を並列に2個設けたものである。ヨーク及び永
久磁石が大型化したときにはこのようにして冷却能力を
高めてやることが考えられる。FIG. 6 shows a third embodiment.
The yoke of this example is an example of a moving coil type linear motor having a center yoke. A groove 70 constituting a cooling air supply passage is also provided on the center yoke side, and the number of grooves is two in parallel. Are provided. It is conceivable to increase the cooling capacity in this way when the size of the yoke and the permanent magnet increases.
【0022】図7は第4の実施例を示すものである。上
記してきた実施例はいずれも対向するヨークのそれぞれ
に永久磁石を設け、磁気空間を介して異極が対向するよ
うに配設固着しているが、本例は片側のヨークのみに永
久磁石を配設したものである。この場合コイルの巻き
方、ヨーク形状、永久磁石の磁力や形状について考慮す
ることによって上記と同様の可動コイル形リニアモータ
を機能させることができる。図では両側のヨークに凹溝
90と連通孔94を設けているが、これを片側のヨーク
9Rだけに設け、片側からだけ冷却エアーを吹き付ける
ようにしても良く、これらの実施例に限定されることな
く色々な組み合わせが考えられる。以上、上記してきた
各実施例によれば、コイルの発熱と永久磁石の温度上昇
を共に抑えることができるので、大電流を流すことも可
能となりリニアモータの高推力化を達成できる。FIG. 7 shows a fourth embodiment. In each of the embodiments described above, a permanent magnet is provided in each of the opposed yokes, and the permanent magnets are disposed and fixed so that the opposite poles face each other via the magnetic space.In this embodiment, the permanent magnet is provided only in one yoke. It is arranged. In this case, a moving coil type linear motor similar to the above can be made to function by taking into account the winding method of the coil, the yoke shape, and the magnetic force and shape of the permanent magnet. In the figure, the concave grooves 90 and the communication holes 94 are provided in the yokes on both sides. However, these may be provided only in the yoke 9R on one side, and cooling air may be blown from only one side, and the present invention is limited to these embodiments. Various combinations can be considered without any. As described above, according to each of the above-described embodiments, both the heat generation of the coil and the temperature rise of the permanent magnet can be suppressed, so that a large current can be supplied, and the thrust of the linear motor can be increased.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、可動コイ
ル形リニアモータにおいて、所定間隙をあけた永久磁石
の配設と、この間隙に連絡する冷却用エアーの供給通路
とを組み合わせて構成したものである。これによって3
0cm以上の長尺ヨークであってもエアー供給通路の加
工が極めて容易かつ安価に構成できる。具体的には、こ
の凹溝を磁石配設面に形成した場合は、所定間隙をあけ
て配設した永久磁石により凹溝の大部分を直接覆うよう
にした。他方、凹溝を背面等に形成した場合は、この凹
溝を塞いで通路となし、所定間隙をあけて配設した永久
磁石の間に連通孔を形成した。これらの例により磁束分
布が正弦波化されて制御性が向上し、かつ冷却用エアー
が間隙から磁気空間内に供給され可動コイルを直接冷却
すると共に永久磁石の温度上昇を抑えることが出来る。
よって、コイル側の熱損失と磁石側の熱減磁を共に減少
させてリニアモータに供給する電流に制限を加えること
なく高推力を出すことができる。またリニアモータの適
用範囲の拡大が可能となる。As described above, the present invention provides a moving coil type linear motor in which a permanent magnet with a predetermined gap is provided and a cooling air supply passage communicating with the gap. Things. This gives 3
Even with a long yoke of 0 cm or more, processing of the air supply passage can be extremely easily and inexpensively configured. Specifically, when the concave groove is formed on the magnet mounting surface, most of the concave groove is directly covered by the permanent magnet disposed with a predetermined gap. On the other hand, when the groove was formed on the back surface or the like, the groove was closed to form a passage, and a communication hole was formed between the permanent magnets arranged with a predetermined gap. According to these examples, the magnetic flux distribution is converted into a sine wave to improve controllability, and cooling air is supplied into the magnetic space from the gap to directly cool the movable coil and suppress a rise in the temperature of the permanent magnet.
Therefore, it is possible to reduce both the heat loss on the coil side and the heat demagnetization on the magnet side, and to provide a high thrust without limiting the current supplied to the linear motor. Further, the application range of the linear motor can be expanded.
【図1】本発明の第1の実施例を示すリニアモータの一
部上面図である。FIG. 1 is a partial top view of a linear motor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図3】本発明の第2の実施例を示すリニアモータの一
部上面図である。FIG. 3 is a partial top view of a linear motor showing a second embodiment of the present invention.
【図4】図3のB−B断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3;
【図5】エアー通路の他の実施例を示す要部断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view of a main part showing another embodiment of the air passage.
【図6】本発明の第3の実施例を示すリニアモータの横
断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a linear motor according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第4の実施例を示すリニアモータの一
部上面図である。FIG. 7 is a partial top view of a linear motor showing a fourth embodiment of the present invention.
【図8】従来の可動コイル形リニアモータの一例を示す
上面図である。FIG. 8 is a top view showing an example of a conventional moving coil type linear motor.
1:ヨーク 2:永久磁
石 3:磁気空間 4:支持板 5:可動子 6:テーブ
ル等 7、8、9:ヨーク 70、80、90:凹溝 71、81:磁石配設面 72、82:間隙
開口 73、83:下部ベース 84、94:連通
孔 85:ふた部材 88:凹箱
部材1: Yoke 2: permanent magnet 3: magnetic space 4: support plate 5: mover 6: table, etc. 7, 8, 9: yokes 70, 80, 90: concave groove 71, 81: magnet mounting surface 72, 82: Gap opening 73, 83: Lower base 84, 94: Communication hole 85: Lid member 88: Recessed box member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H609 BB03 BB08 PP02 PP04 PP06 PP07 PP09 QQ02 QQ11 QQ16 QQ20 RR27 RR33 RR35 RR46 RR69 5H641 BB06 GG03 GG05 GG07 GG26 GG28 HH02 HH05 HH06 HH13 HH14 JB04 JB09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference)
Claims (5)
交互に磁極が異なるように配設し、磁石の表面に沿って
形成された磁気空間内にコイルを備えた可動子を前記永
久磁石の配設方向に移動可能に設けるようにした可動コ
イル形リニアモータにおいて、前記永久磁石はヨークの
長手方向に所定間隙をあけて配設し、前記ヨークの長手
方向に通路を設け、前記永久磁石間の間隙と前記通路と
を連通し、前記通路にエアーを供給することによってエ
アーを磁気空間内に吹き付け、前記コイルを冷却するこ
とを特徴とする可動コイル形リニアモータ。1. A movable element having a coil provided in a magnetic space formed along a surface of a magnet, wherein a plurality of permanent magnets are alternately arranged in a longitudinal direction of a yoke so that magnetic poles are different from each other. Wherein the permanent magnet is disposed at a predetermined gap in the longitudinal direction of the yoke, and a passage is provided in the longitudinal direction of the yoke. A moving coil type linear motor, wherein a gap between the coil and the passage is communicated, and air is blown into the magnetic space by supplying air to the passage to cool the coil.
交互に磁極が異なるように配設し、磁石の表面に沿って
形成された磁気空間内にコイルを備えた可動子を前記永
久磁石の配設方向に移動可能に設けるようにした可動コ
イル形リニアモータにおいて、前記ヨークの磁石配設面
に長手方向に連続した凹溝を形成すると共に、前記永久
磁石は前記凹溝を覆うように所定間隙をあけて配設し、
前記凹溝にエアーを供給することによって前記永久磁石
間の間隙よりエアーを磁気空間内に吹き付け、前記コイ
ルを冷却することを特徴とする可動コイル形リニアモー
タ。2. A permanent magnet comprising: a plurality of permanent magnets arranged alternately in a longitudinal direction of a yoke so that magnetic poles thereof are different; and a movable element having a coil in a magnetic space formed along a surface of the magnet. In the moving coil type linear motor which is provided so as to be movable in the disposing direction, a concave groove continuous in the longitudinal direction is formed on the magnet disposing surface of the yoke, and the permanent magnet covers the concave groove. Arranged with a predetermined gap,
A moving coil type linear motor, wherein air is blown into a magnetic space from a gap between the permanent magnets by supplying air to the concave groove to cool the coil.
交互に磁極が異なるように配設し、磁石の表面に沿って
形成された磁気空間内にコイルを備えた可動子を前記永
久磁石の配設方向に移動可能に設けるようにした可動コ
イル形リニアモータにおいて、前記永久磁石はヨークの
長手方向に所定間隙をあけて配設し、他方、ヨークの磁
石配設面ではない面に長手方向に連続し密閉された通路
を設けると共に、前記永久磁石間の間隙と前記通路とを
連絡する連通孔を形成し、前記通路にエアーを供給する
ことによって前記連通孔を介してエアーを磁気空間内に
吹き付け、前記コイルを冷却することを特徴とする可動
コイル形リニアモータ。3. A permanent magnet comprising a plurality of permanent magnets arranged alternately in the longitudinal direction of a yoke so that magnetic poles are different from each other, and a movable element having a coil in a magnetic space formed along a surface of the magnet. In the moving coil linear motor provided so as to be movable in the disposing direction, the permanent magnet is disposed with a predetermined gap in the longitudinal direction of the yoke, while the permanent magnet is disposed on a surface other than the magnet disposing surface of the yoke. In addition to providing a passage that is continuous and sealed in the direction, a communication hole that connects the gap between the permanent magnets and the passage is formed, and air is supplied to the passage so that air is supplied through the communication hole to the magnetic space. A moving coil type linear motor, wherein the moving coil is cooled by blowing the air into the inside.
成し、該凹溝を密封閉鎖することによって設けたことを
特徴とする請求項3記載の可動コイル形リニアモータ。4. The moving coil linear motor according to claim 3, wherein the passage is formed by forming a continuous groove in a longitudinal direction and sealingly closing the groove.
交番磁界周期をLmとしたとき、LgはLm/3〜Lm
/8としたことを特徴とする請求項1乃至4記載の可動
コイル形リニアモータ。5. A predetermined gap between adjacent permanent magnets is Lg,
Assuming that the alternating magnetic field period is Lm, Lg is Lm / 3 to Lm.
5. The moving coil linear motor according to claim 1, wherein the ratio is / 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04731099A JP3835946B2 (en) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | Moving coil linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
| JP2000245130A true JP2000245130A (en) | 2000-09-08 |
| JP3835946B2 JP3835946B2 (en) | 2006-10-18 |
Family
ID=12771730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
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-
1999
- 1999-02-25 JP JP04731099A patent/JP3835946B2/en not_active Expired - Lifetime
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