JPS62178151A

JPS62178151A - リニアモ−タ

Info

Publication number: JPS62178151A
Application number: JP1950786A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Yamazaki; 山崎　勝年
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1987-08-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は可動磁石型のリニアモータに関する。

〔発明の概要〕

本発明は、可動磁石型のリニアモータにおいて、固定子
の磁気回路を可動磁石に対して磁気的に平衡するように
構成することによシ、可動磁石及び固定子間の磁気吸引
力を除去して、安価な軸受機栖を使用することができる
ようにすると共に、可動部を軽量化して加速性を改善し
たものである。

〔従来の技術〕

従来のリニアモータとして、第５図及び第６図に示すよ
うなコイル可動型リニアモータが知られている。

第５図及び第６図において、（１ン及び（２ンはそれぞ
れ厚さ方向に着出された磁石であって、両端が曲げられ
たヨーク（３）及び（４）の内側に極性を揃えて取付け
られる。ヨーク（５）及び（６）は可動コイル（７）が
巻装された？ビン（８）に挿通されると共に、ヨーク（
３）及び（４）と一体化されて横長の「日」の字状に形
成される。αυは摺動基板であって、その下面に保持部
材（９）を介してコイル（７）が取付けられる。摺動基
板αυの両側には摺動軸受−及びα１が設けられて、案
内軸α４及びαりが係合される。

上記構成において、コイル（７ンに通電することによシ
、コイル（７）を流れる゛電流と磁石（１）　、　（２
）の磁束とが鎖交して、コイル（７）、従って摺動基板
αジが龜方向又はｂ方向に移動する。このようなリニア
モータは、例えば元ディスクプレーヤにおける光学ピッ
クアップの移動装置等に用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のリニアモータにおいては、磁石（１）　
、　（２）とヨーク（５）　、　（６）とで形成される
ギャップ中にコイル（７）が置かれるため、ギャップ長
ｔｇと磁石（１）　、　（２）の厚さｔｍとが近似して
、ギャップの磁束密度が磁石（１）、（２）の残留磁束
密度の１／３〜１７４程度にしかならず、磁石（１）、
（２）の持っている起出力を充分に活かすことができな
い。従って、形状に対して推力が小さいという問題があ
った。

また、コイル（７）に流れる電流によシ発生する磁束が
、ヨーク（３）　、　（５）及び（４）　、　（６）で
形成される低リラクタンスの閉磁路を流れるため、コイ
ル（７）の自己インダクタンスが高くなる。このため、
高速動作を行おうとすると、電流が流れにくくなシ、推
力が低下して応答性が悪くなるという問題があった。

更に、可動コイル型であるため、コイル（７）が巻装さ
れたボビン（８）が原則的に他の部材と非接触とされ、
通電によりコイルけ）に発生した熱の放牧が良くないと
いう問題があった。

このような問題点を解消するため、本出願人は特願昭６
０−２４１１４４号において、可動磁石型のリニアモー
タを既に提案している。

まず、第７図及び第８図を参照しながら、既提案のＩＪ
　ニアモータの構成例について説明する。

既提案のＩＪ　ニアモータの構成例は、第７図に示すよ
うに、可動部（１）と固定部■とによｐ可動磁石型とな
っている。

可動部四は、厚さ方向に着伍された磁石（ハ）及び翰が
板状のヨーク翰の下面に互に逆の極性で固着されると共
に、ヨーク翰の両側にローラ（リニアゲールベアリング
）（財）、−１翰が配設されて構成される。

固定部■は、コイル０乃が巻装されたＨ字状のヨーク０
埠と、これと同一形状のヨーク競とから主として構成さ
れる。両ヨーク０埠及び（至）がその間に適宜のギャッ
プ（ロ）及び（ト）を設けて基板（至）の上面に配設さ
れると共に、基板（ロ）の両側には案内部材（ロ）及び
（至）が配設される。この案内部材（ロ）及び（至）に
可動部−〇ローラ（財）、■及び（ホ）が係合されて、
第８図に示すように、可動部（イ）の磁石Ｑ℃及び器が
それぞれ適宜のギャップ（社）及び弼を介して固定部（
ト）のヨーク０■と対向し、磁石Ｑ１）→ギャップ（２
）→ヨーク０■→ギャップ（ハ）→磁石四→ヨーク翰→
磁石ｅルという磁路が形成される。

磁石なυ及び翰の大部分がヨーク０１）に対向すると共
に、その先端部がギャツｆ＠、（ト）を越えてヨークＧ
′３と対向する状態において、コイル０）に電流Ｉを通
じると、この電流工が磁石Ｑη及び（２）の磁束と鎖交
することによシ、可動部（７）は力Ｆを受けて矢印で示
す方向に移動する。このとき、可動部（１）の移動に伴
なって、ヨーク０埠を通る磁束の変化は略一定となシ、
磁石（２］）　、　Ｈとヨーク０望との間には、Ｆ＝Ｎ
ＩＢＬ　　　　　　　　　・・・・・一定の力Ｆが発生
することになる。ここに、Ｎはコイル０力の巻数、Ｂは
磁石Ｑυ、四の磁束、ＬＦｉ磁石■１）５（２）とヨー
ク（イ）との対向長である。また電流Ｉの方向を逆にす
れば、力Ｆの方向を逆にすることができる。

次に、第９図及び第１０図を参照しながら、既提案のリ
ニアモータの他の構成例について説明する。

両図において、＠υは可動磁石であって、断面コ字状の
上側ヨーク（６）の下面に固着される。コイル（４４，
）及び（４４□）がそれぞれ巻装されたヨーク（４５，
）及び（４５２）が、その間に適宜のギャップ（９）を
設けて、断面コ字状の下側ヨーク１７）の上面に配設さ
れる。

第１０図に示すように、磁石いυ及び上側ヨーク−は摺
動基板Ｉに取付けられ、その両側の摺動軸受叩及びＱ３
が案内軸α４及び（ト）に係合される。磁石＠ηとヨー
ク０′ｊとがギャツ７°＠３を介して対向すると共に、
上側ヨーク（６）の両端部（４２ｍ）及び（４２ｂ）が
下側ヨーク６７１の両端部（４７ｍ）及び（４７ｂ）と
それぞれギャップ（４８ｍ）及び（４８ｂ）を介して対
向するように配設される。このギャップ（４８ｍ）を通
って一方の磁路が形成されると共に、ギャップ（４８ｂ
）を通って他方の磁路が対称に形成される。

前述の構成例と同様の原理により、本構成例の８石Ｕη
は矢印Ｃの方向に移動可能である。

上述のような既提案のリニアモータは磁石の磁束を有効
に利用しておシ、形状に比べて大きな推力が得られる。

また、コイルが基板乃至は固定側ヨークに機械的に結合
されているため、放熱性が良くなっている。

ところが、上述のような構成では、可動部と固定部との
間に磁気的吸引力が発生する。この吸引力が軸受に対し
て大きな負荷となるため、大きな負荷に耐える高価な軸
受を使用しなければならないという問題があった。

また、可動部に鉄系のヨークりまたは□□□が使用され
るため、可動部の重量が大きくなって加速性が良くない
という問題があった。

かかる問題点に鑑み、本発明の目的は、可動部及び固定
部間の磁気的吸引力を除去すると共に、加速性が改善さ
れたリニアモータを提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、厚さ方向に着磁された可動磁石と、各一端が
整列対向するように連結された複数のヨークと、この複
数のヨークにそれぞれ巻装された複数のコイルとを備え
、可動磁石が複数のヨークの各一端と等距離を保ちなが
ら整列対向するように配設されたリニアモータである。

〔作用〕

かかる構成によれば、可動磁石と複数のヨークとが磁気
的に平衡し、両者間に磁気的吸引力が発生しないと共に
、可動部が軽量化されて加速性が改善される。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照しながら、本発明による
リニアモータの一実施例について説明する。

本発明の一実施例の構成を第１図及び第２図に示す。

両図において、６ηは可動磁石であって、例えば平板状
に成形されたフェライトが厚さ方向ＫＮＳされており、
ポリカーゼネート、ＡＢＳ等の合成樹脂もしくはアルミ
ニウム等の軽金属のような非磁性材の保持部材６つに、
接着、嵌合等により固定される。この保持部材■は摺動
基板αηにねじ留め等により結合される。摺動基板αη
の両側の銅系焼結合金製もしくは合成樹脂製の摺動軸受
（１２Ｃ）及び（１３Ｃ）が案内軸α４及び叫に係合さ
れる。

コイル０υ及び輪がそれぞれヨーク輪及び−に巻装され
、両ヨーク−及び（財）は、各端面が整列対向するよう
に、断面コ字状のヨーク輪の両端部（６５ａ）及び（６
５ｂ）の内面にねじ留め等によシ固定される。

同様に、コイル（ハ）及び（ハ）がそれぞれ巻装された
ヨークｆ３及び１７４が、ヨーク輪及び−との間にそれ
ぞれギャツｆ−及び−を設けて、ヨーク曽の両端部（６
５ｍ）及び（６５ｂ）に固定される。

互に対向するヨーク輪及び−並びに（ハ）及びｆ４の中
間に高さ方向に関して整列して磁石６ηが配され、この
磁石６υの両側に、例えば０．５ｍの適宜の等距離のギ
ヤツブ岐及び−がそれぞれ形成されて、磁石（財）→ギ
ャップー→ヨーク輪→ヨーク輸→ヨーク（財）→ギャッ
プ（財）→磁石Ｑ）］）という磁路が構成される。

４個のコイル６Ｎ）、（至）、ｎ及び（２）は、各コイ
′ルの電流工がそれぞれ所定の向きに流れるように、直
列に接続される。

第２図に示すようＫ、各コイルＯ］）〜（２）に矢印■
の向きに電流が流れるとき、同図の極性に配された磁石
Ｑ５１）は矢印Ｆの方向に移動する。また、電流の向き
が反転すれば、＠　；５＄１）の移動方向も反転する。

本実施例によれば、可動磁石のυが、その厚さ方向及び
高さ方向に関して磁気的に平衡するように、互に対向す
るヨーク嚇、−間及びヨーク（ハ）、（ハ）間に配設さ
れるため、磁石０５１）と各ヨークＱ〜り４間に磁気的
吸引力が発生せず、銅系焼結合金製もしくは合成樹脂製
の低価格の軸受を採用することができる。

また、可動部はヨークを使用しないため、格段に軽量化
され、加速性が向上する。

なお、本実施例とは逆に、コイルを可動側とすると共に
、磁石を固定側とし、両者を磁気的に平衡させた構成と
することも原理的には可能である。

しかしながら、この場合は可動部の軽量化が不充分であ
ると共に、コイルの放熱性が低下する等の難点があり、
現実的ではない。

次に、第３図及び第４図を参照しながら、本発明の他の
実施例について説明する。

本発明の他の実施例の構成を第３図及び第４図に示す。

この両図において、第１図及び第２図に対応する部分に
は同一の符号を付して重複説明を省略する。

両図において、り１は長方形の枠状のヨークであって、
その長手方向の側壁（７０ｍ）及び（７０ｂ）の内面に
、ヨーク（６３Ｈ）　、　（６４Ｈ）　、　（７３Ｈ）
及び（７４Ｈ）が前述のヨーク−〜ケ尋と同様に配設さ
れる。そして、前述の実施例と同様に、磁石（５１Ｈ）
が、その厚さ方向及び高さ方向に関して磁気的に平衡す
るように、互いに対向するヨーク（６３Ｈ）　、　（６
４Ｈ）間及び（７３Ｈ）　、　（７４Ｈ）間に配設され
る。

本実施例のヨーク（至）は、底部がないため、占積率が
改善される。例えば、本実施例のヨーク（１’０と、前
述の実施例のヨーク−との全高を等しくした場合、本実
施例の磁石（５１Ｈ）及びヨーク（６３Ｈ）〜（７４Ｈ
）の高さ即ち有効長は、前述の実施例の磁石φη及びヨ
ーク輪〜Ｉ７４の高さ即ち有効長よシも大となり、有効
長の増大に比例して発生推力も増大する。

なお、本実施例の場合、第３図に示されるように、ヨー
ク（６３１１）等の端面がコイルβＤ等の巻回軸に関し
て非対称であっても、何ら支障はない。

〔発明の効果〕

以上詳述のように、本発明によれば、可動缶石が整列対
向する複数の固定ヨークと等距離を保ちながら整列対向
するので、両者は磁気的に平衡し、両者間に磁気的吸引
力が発生することがなく、また、可動部が軽量化されて
加速性が改善されたリニアモータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明によるＩＪ　＝アモータの一
実施例の構成を示す断面図及び要部の分解斜視図、第３
図及び第４図は本発明の他の実施例の構成を示す断面図
及び要部の分解斜視図、第５図及び第６図は従来のリニ
アモータの構成例を示す斜視図及び断面図、第７図及び
第８図は既提案によるリニアモータの構成例を示す分解
斜視図及び断面図、第９図及び第１０図は既提案による
リニアモータの他の構成例を示す斜視図及び断面図であ
る。（５１）　、　（５１Ｈ）は可動缶石、旬、−２（ハ）
、（至）はコイル、（６３）、　（６３Ｈ）　、　（６
４）　、　（６４Ｈ）　、　（７３）　、　（７３Ｈ）
　、　（７４）　。（７４Ｈ）はヨークである。

Claims

【特許請求の範囲】厚さ方向に着磁された可動磁石と、各一端が整列対向するように連結された複数のヨークと
、該複数のヨークにそれぞれ巻装された複数のコイルとを
備え、上記可動磁石が上記複数のヨークの上記各一端と等距離
を保ちながら整列対向するように配設されたことを特徴
とするリニアモータ。