JPH0723979U - ボイスコイル型リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柔軟性を有するフレキシブル印刷配線板によ
り形成される給電線を内蔵することにより、設置スペー
スの減少を図る。 【構成】 それぞれ円筒状を成すサイド・ヨーク１１、
センタ・ヨーク１２および永久磁石１３により同軸円筒
状に構成される固定子２と、それぞれ円筒状を成す巻線
１４および巻枠１５により同軸円筒状に構成される可動
子３とにより構成され、センタ・ヨーク１２と永久磁石
１３およびサイド・ヨーク１１とにおいて、それぞれの
相対する面が構成する空隙２０内に給電線５を収納し、
給電線出力部２６を巻線１４に電気的に接続して給電線
入力部２５をサイド・ヨーク１１の外側円筒面の一部に
固着し、給電線５が可動子３と共に空隙２０内を矢印Ａ
方向あるいは矢印Ｂ方向に円滑に移動し得る構造に構成
する。

Description

【考案の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 本考案は、ハンドリング装置、キャッチング装置、検査装置（各種コンタクト プローブ類）、光学装置（各種ミラー類）、検出装置（各種センサ類）あるいは 記録装置（各種ペン類）等の移動に利用される小さな設置スペースに容易に設置 することを可能とするボイスコイル型リニアモータに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】 従来のボイスコイル型リニアモータの構造と設置方法とを、図７に示す一例に 基づいて説明する。 【０００３】 ボイスコイル型リニアモータ１は、それぞれ円筒状を成すサイド・ヨーク１１ 、センタ・ヨーク１２および永久磁石１３により同軸円筒状に構成される固定子 ２と、それぞれ円筒状を成す巻線１４および巻線保持部材１５により同軸円筒状 に構成される可動子３とにより構成される。 【０００４】 固定子２は、円筒状を成すセンタ・ヨーク１２と、センタ・ヨーク１２の周囲 に所定の間隔を隔て同軸円筒状に配置されるサイド・ヨーク１１と、サイド・ヨ ーク１１の内側円筒面に固着される円筒状を成す永久磁石１３とにより構成され 、センタ・ヨーク１２の外側円筒面にそれぞれ所定の間隙を隔て対向する、永久 磁石１３の内側円筒面とサイド・ヨーク１１の内側円筒面の一部とが形成する円 筒状を成す空隙２０を介して固定磁気回路を形成する。 【０００５】 可動子３は、前記固定磁気回路が形成する軸方向の一端に開口を有する円筒状 を成す空隙２０内を、センタ・ヨーク１２の一部を収納して軸方向に円滑に移動 し得る構造を有し、それぞれ円筒状を成す巻線１４および巻線保持部材１５によ り同軸円筒状に構成される。巻線保持部材１５には、負荷取付け部材４と柔軟性 を有するフレキシブル印刷配線板により形成される給電線５とが装着され、負荷 取付け部材４には、負荷６と軸受装置７の可動部８とが固着され、固定子２と軸 受装置７の固定部９とは、それぞれモータ取付け部材１０に固着される。 【０００６】 給電線５に所定の極性を有する電圧あるいは逆の極性を有する電圧を印加する ことにより可動子３および負荷６は、空隙２０内を負荷取付け部材４を介して軸 受装置７に支持された状態で、軸受装置７の可動部８と給電線５と共に矢印Ａ方 向あるいは矢印Ｂ方向に移動する。 【０００７】 一般に、ボイスコイル型リニアモータ１の可動子３を構成する巻線保持部材１ ５の一部には、電力を供給する端子あるいはコネクタと、負荷６を搭載あるいは 装着させる機構とが装備され、必要に応じて可動子３の支持装置あるいは軸受装 置７と、非通電時に可動子３を所定の位置に保持するコイルばね等とが装着され 、更に、サーボ制御運転に際しては位置検出装置を装着させる必要があり、その 配置が極めて煩雑に成る。 【０００８】 更に、前記端子あるいは前記コネクタには、巻線１４に電力を供給する給電線 ５の接続が必要と成る。給電線５は、可動子３の移動に伴い移動するので、その 移動に際してボイスコイル型リニアモータ１の負荷として作用する。負荷の作用 をより小さくするためには、可動子３の可動ストロークに対して極めて広い移動 スペースを要する問題点を有するものであった。 【０００９】 【考案が解決しようとする課題】 解決しようとする問題点は、可動子３の一部に多くの部品が集中して装着され 、更に、ボイスコイル型リニアモータ１の設置にあたり、給電線５の移動スペー スをも考慮せねば成らない点である。 【００１０】 【課題を解決するための手段】 本考案のボイスコイル型リニアモータは、内部に給電線を装着し、かつ収納す ることを主要な特徴とし、一部に集中して装着される構成部材の分散を図り、更 に、ボイスコイル型リニアモータ周辺の給電線の移動スペースを無くすことを可 能にしたものである。 【００１１】 【作用】 本考案のボイスコイル型リニアモータは、固定磁気回路を形成するそれぞれ少 なくても一つ以上のヨークおよび永久磁石により同軸円筒状に構成される固定子 の、該固定磁気回路が形成する軸方向の一端に開口を有する円筒状を成す空隙内 の一部に給電線を収納する構造を有するものである。 【００１２】 図７に示す従来のボイスコイル型リニアモータ１のセンタ・ヨーク１２の外側 円筒面とサイド・ヨーク１１の内側円筒面の一部とが形成する空隙２０の部分の 軸方向の長さは、その部分に位置する永久磁石１３からの漏洩磁束を減少させる 目的から、センタ・ヨーク１２の外側円筒面と永久磁石１３の内側円筒面との隔 離距離である間隙の長さより長く構成され、図４および図５に示す本発明のボイ スコイル型リニアモータ１に装着する給電線５を収納するに十分な大きさを有す るものである。 【００１３】 図３に示す本考案のボイスコイル型リニアモータ１と同様な構造を有する従来 のボイスコイル型リニアモータにおいては、永久磁石１３の外側円筒面とサイド ・ヨーク１１の内側円筒面とが形成する空隙２０は、図４および図５に示す本発 明のボイスコイル型リニアモータ１に装着する給電線５を収納するに十分な大き さを有するものである。 【００１４】 即ち、従来のボイスコイル型リニアモータ１の形状、質量および寸法を変化さ せることなく、外部に装着されていた給電線５を、ボイスコイル型リニアモータ １の内部に収納することにより、可動子３への負荷６および軸受装置７等の装着 を容易にし、更に、総合的な設置スペースを極端に小さくするものである。 【００１５】 【実施例】 図１ないし図６に基づいて、本考案の一実施例を説明する。 【００１６】 図１、図２および図４は、本考案の第１の実施例を示すものである。図１は内 部構造を示す断面図であり、図２（ａ）は図１のＣ矢視図であり、図２（ｂ）は 図２（ａ）の底部の一部を示すものであり、図４は給電線を示すものである。 【００１７】 ボイスコイル型リニアモータ１は、それぞれ円筒状を成すサイド・ヨーク１１ 、センタ・ヨーク１２および永久磁石１３により同軸円筒状に構成される固定子 ２と、それぞれ円筒状を成す巻線１４および巻線保持部材１５により同軸円筒状 に構成される可動子３とにより構成される。 【００１８】 固定子２は、円筒状を成すセンタ・ヨーク１２と、センタ・ヨーク１２の周囲 に所定の間隔を隔て同軸円筒状に配置されるサイド・ヨーク１１と、サイド・ヨ ーク１１の内側円筒面に固着される円筒状を成す永久磁石１３とにより構成され 、センタ・ヨーク１２の外側円筒面にそれぞれ所定の間隙を隔て対向する、永久 磁石１３の内側円筒面とサイド・ヨーク１１の内側円筒面の一部とが形成する円 筒状を成す空隙２０を介して固定磁気回路を形成する。 【００１９】 給電線５は、渦巻状を成す柔軟性を有するフレキシブル印刷配線板により形成 され、内側端部は給電線出力部２６を構成し、巻線１４の端末を半田付け等によ り電気的に接続する目的を有する接続孔３０が設けられ、外側端部は給電線入力 部２５を構成し、外部より電力を供給するための電線を半田付け等により電気的 に接続する目的を有する導体２９と給電線入力部２５を固定子２を構成するサイ ド・ヨーク１１の外側円筒面の一部に給電線固定ねじ２７により固定するための 取付け孔２８とが設けられる。 【００２０】 給電線５は前述のように構成され、給電線出力部２６は、巻線保持部材１５の 一部に機械的あるいは接着剤等により固着され、給電線入力部２５は、サイド・ ヨーク１１の外側円筒面の一部に給電線固定ねじ２７により固定される。 【００２１】 可動子３は、固定子２が形成する空隙２０内を、柔軟性を有するフレキシブル 印刷配線板により形成される給電線５と共に、給電線入力部２５の導体２９に所 定の極性を有する電圧あるいは逆の極性を有する電圧を印加することにより、矢 印Ａ方向あるいは矢印Ｂ方向に移動する。 【００２２】 図３および図５は、本考案の第２の実施例を示すものである。図３（ａ）は内 部構造を示す断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の底部を示すものであり、 図５は給電線の装着状態を示す斜視図である。 【００２３】 ボイスコイル型リニアモータ１は、それぞれ円筒状を成すサイド・ヨーク１１ 、センタ・ヨーク１２および永久磁石１３により同軸円筒状に構成される固定子 ２と、それぞれ円筒状を成す巻線１４および巻線保持部材１５により同軸円筒状 に構成される可動子３とにより構成される。サイド・ヨーク１１は、円筒状を成 す部材と固定子２の底部を形成する円板状を成す部材とにより構成される。 【００２４】 固定子２は、センタ・ヨーク１２および永久磁石１３の外側円筒面と、サイド ・ヨーク１１の内側円筒面とが構成する開口１９を有する円筒状を成す空隙２０ を介して、サイド・ヨーク１１、センタ・ヨーク１２および永久磁石１３により 固定磁気回路を形成する。 【００２５】 給電線５は、帯状を成す柔軟性を有するフレキシブル印刷配線板により形成さ れ、一方の端部は給電線出力部２６を構成し、巻線１４の端末を半田付け等によ り電気的に接続する目的を有する接続孔３０が設けられ、他方の端部は給電線入 力部２５を構成し、外部より電力を供給するための電線等を電気的に接続する目 的を有する導体２９と給電線入力部２５を固定子２の底部に固定するための取付 け孔２８とが設けられる。 【００２６】 給電線５は前述のように構成され、永久磁石１３の外周に形成される空隙２０ 内に渦巻状に設置される。給電線出力部２６は、巻線保持部材１５の一部に機械 的あるいは接着剤等により固着され、給電線入力部２５は、サイド・ヨーク１１ を構成する円板状を成す部材の一部を貫通して、前記円板状を成す部材の外側に 電気的に絶縁して、給電線固定ねじ２７により固定される。 【００２７】 可動子３は、固定子２が形成する空隙２０内を、渦巻状に配置された柔軟性を 有するフレキシブル印刷配線板により形成される給電線５と共に、給電線入力部 ２５の導体２９に所定の極性を有する電圧あるいは逆の極性を有する電圧を印加 することにより、矢印Ａ方向あるいは矢印Ｂ方向に移動する。 【００２８】 図６は、本考案の第３の実施例を示すものであり、図１に示す本考案の第１の 実施例を示すボイスコイル型リニアモータ１の空隙２０に収納する給電線５に、 ばね３５を装着し、サイド・ヨーク１１の一部を構成する円板状を成す部材３１ の一部にコネクタ３２を装着したボイスコイル型リニアモータ１の内部構造を示 すものである。 【００２９】 給電線５は、渦巻状を成す柔軟性を有するフレキシブル印刷配線板により形成 される。給電線５の内側端部は、巻線保持部材１５の一部に機械的あるいは接着 剤等により固着され、接続孔３０には巻線１４の端末４０が半田付け等により電 気的に接続される。給電線５の外側端部は、取付け孔３４を介して固定ねじ３８ によりばね３５と共に部材３１に固定され、接続孔３３にはコネクタ３２の端子 ３７が半田付けにより電気的に接続される。ばね３５は、給電線５の全面に接着 剤等により固着され、取付け孔３６を介して固定ねじ３８により給電線５と共に 、取付け孔３９により部材３１に固定され、給電線５を矢印Ａ方向に保持する作 用をする。 【００３０】 一般に、複数の部材により形成されるサイド・ヨーク１１およびセンタ・ヨー ク１２は、それぞれ圧入あるいはねじ等により機械的および磁気的に接続して構 成するが、通常、磁気特性の良い金属の焼結あるいはロストワックス等により一 体的に形成される。 【００３１】 図１に示す永久磁石１３、図７に示す永久磁石１３および図６に使用する永久 磁石は半径方向に着磁され、通常複数の永久磁石をサイド・ヨーク１１の内側円 筒面に接着剤等により固着し、円筒状に構成される。図３に示す永久磁石１３は 軸方向に着磁される。 【００３２】 可動子３は、通常、巻線保持部材１５に線材を所定数巻いて巻線１４を形成し て構成されるが、自己融着線により形成された巻線１４を各種合成樹脂によりイ ンサート成型し、巻線１４と巻線保持部材１５とを一体的に形成し構成し得るも のである。 【００３３】 【考案の効果】 本考案のボイスコイル型リニアモータ１は、内部に可動子３と共に移動する給 電線５を装着し、かつ収納したものであり、下記のような効果が得られる。 （１） 可動子３に装着される負荷６、軸受装置７、位置検出装置および可動子 ３の保持用ばね等の配置の自由度が増大する。 （２） 本考案の給電線５に、ばね３５を装着することにより、前記可動子３の 保持用ばねが不要と成る。 （３） 可動子３への負荷６の装着と固定が容易に成る。 （４） 負荷６の形状、寸法および種類等の規制が減少する。 （５） ボイスコイル型リニアモータ１の設置スペースが減少する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本考案のボイスコイル型リニアモータの第１の
実施例を示す断面図である。 【図２】図１の矢視図である。図２（ａ）は、図１のＣ
矢視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の底部の一部
を示すものである。 【図３】本考案のボイスコイル型リニアモータの第２の
実施例を示す断面図である。図３（ａ）は、内部構造を
示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ｂ）の底部を
示すものである。 【図４】本考案のボイスコイル型リニアモータの第１の
実施例の給電線の形状説明図である。 【図５】本考案のボイスコイル型リニアモータの第２の
実施例の給電線の形状説明図である。 【図６】本考案のボイスコイル型リニアモータの第３の
実施例を示す斜視図である。 【図７】従来のボイスコイル型リニアモータの構造と設
置方法との説明を目的とした断面図である。 【符号の説明】 １ ボイスコイル型リニアモータ ２ 固定子 ３ 可動子 ４ 負荷取付け部材 ５ 給電線 ６ 負荷 ７ 軸受装置 ８ 可動部 ９ 固定部 １０ モータ取付け部材 １１ サイド・ヨーク １２ センタ・ヨーク １３ 永久磁石 １４ 巻線 １５ 巻線保持部材 １９ 開口 ２０ 空隙 ２５ 給電線入力部 ２６ 給電線出力部 ２７ 給電線固定ねじ ２８ 取付け孔 ２９ 導体 ３０ 接続孔 ３１ 部材 ３２ コネクタ ３３ 接続孔 ３４ 取付け孔 ３５ ばね ３６ 取付け孔 ３７ 端子 ３８ 固定ねじ ３９ 取付け孔 ４０ 端末

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 固定磁気回路を形成するそれぞれ少なく
   ても一つ以上のヨークおよび永久磁石により同軸円筒状
   に構成される固定子と、該固定磁気回路が形成する軸方
   向の一端に開口を有する円筒状を成す空隙内を、該開口
   を介して前記固定子の一部を収納し、軸方向に移動し得
   る構造を有するそれぞれ円筒状を成す巻線および巻線保
   持部材により同軸円筒状に構成される可動子とから成る
   ボイスコイル型リニアモータにおいて、柔軟性を有する
   フレキシブル印刷配線板により形成される給電線を前記
   空隙の一部に収納し、該給電線の一端を前記巻線保持部
   材の一部に電気的に絶縁させ固着して前記巻線に電気的
   に接続し、前記給電線の他の一端を前記可動子の周囲に
   配置された前記ヨークの一部を貫通して前記ヨークの外
   側の一部に電気的に絶縁させ固着することを特徴とする
   ボイスコイル型リニアモータ。 【請求鋼２】 請求項１の給電線の一部にばねを装着
   し、前記空隙の一部に前記給電線と共に収納し、該ばね
   の一端を前記可動子の一部に、前記ばねの他の一端を前
   記空隙を形成する固定子の一部にそれぞれ固着し、ある
   いはどちらか一方を固着することを特徴とする請求項１
   のボイスコイル型リニアモータ。 【請求項３】 請求項１および請求項２の給電線の一端
   を前記可動子の一部に電気的に絶縁させ固着して前記巻
   線に電気的に接続し、前記給電線の他の一端を前記可動
   子の周囲に配置された前記ヨークを貫通して前記ヨーク
   に装着されたコネクタに電気的に接続することを特徴と
   する請求項１および請求項２のボイスコイル型リニアモ
   ータ。