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JP2004072854A - Moving member for linear motor - Google Patents

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Publication number
JP2004072854A
JP2004072854A JP2002226811A JP2002226811A JP2004072854A JP 2004072854 A JP2004072854 A JP 2004072854A JP 2002226811 A JP2002226811 A JP 2002226811A JP 2002226811 A JP2002226811 A JP 2002226811A JP 2004072854 A JP2004072854 A JP 2004072854A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
linear motor
mover
annular body
motor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002226811A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Katsumi
勝見 健一
Takeshi Moriyama
森山 毅
Satoru Muranishi
村西 哲
Ikuma Nariyoshi
成吉 郁馬
Shinobu Ikeuchi
池内 忍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Electric Wire and Cable Co filed Critical Showa Electric Wire and Cable Co
Priority to JP2002226811A priority Critical patent/JP2004072854A/en
Publication of JP2004072854A publication Critical patent/JP2004072854A/en
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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving member for a linear motor capable of attaining desired precision by conducting reciprocating movement without any contact with a magnetic pole in which a coil forms a magnetic field in a movable range even if the coil is not regularly wound with a conductor in order. <P>SOLUTION: This moving member includes a cylindrical coil 1, an annular body 2 which is fixed so as to be brought into close contact with at least one end of the coil 1 and which uses an axis in common to the coil, a drive member 4 disposed at a position distant from the annular body 2 by a prescribed distance, and a jointing member 3 for jointing the annular body 2 with the drive member 4. A resin film layer 25 for retaining the coil 1 is provided on the inner periphery of the coil 1. The resin film layer 25 is constituted by forming a film formed made of, for example, polyimide resin into a cylindrical shape so as to meet the whole surface of the inner periphery of the coil 1, and is bonded to the inner periphery of the coil 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にリニアコンプレッサの駆動部に用いられるリニアモータに好適なリニアモータ用可動子に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3に従来から用いられているリニアモータを示す。図4は図3A部の断面図である。
図3において、円筒形の外ヨーク10と、この外ヨーク10より短い内ヨーク12とが同軸に配され、各一端部が同材料からなる連結ヨーク20により連結されている。外ヨーク10と内ヨーク12との間の空隙に、マグネット11及び円筒形のコイル1がそれぞれ対向して配設されている。
マグネット11は外ヨーク10の周方向に沿って複数個に分割された永久磁石であり、外ヨーク10の内周面に適宜間隔をおいて配置されて強力な磁力で吸着され、さらに接着剤により固定されている。コイル1は、後述する支持筒15に組み込まれて一体とされ、マグネット11及び内ヨーク12に接触することなく移動自在な状態とされている。
【0003】
コイル1は、図4に示すように所定長の導線1Aをボビンに巻回したもので、非磁性金属あるいは樹脂により形成された支持筒15の側部に組み込まれて接着剤等により一体に固定されている。なお、コイル1が2組あるいは2組以上用いられる場合には、各コイルを支持筒15の側部に軸方向に直列に配置された状態で組み込まれて一体に固定される。
【0004】
支持筒15の一端に、その開口面を塞ぐキャップ21が連結されている。キャップ21の中央部に設けられた孔に駆動軸18が挿入配置され、溶接で固定されている。すなわち、コイル1を内蔵した支持筒15、キャップ21及び駆動軸18は、一体とされてリニアモータの可動子を構成している。
外ヨーク10の、図中上部の端面に端板10Aが配設され、その中央部に設けられた孔に、駆動軸18が摺動自在に挿通している。
支持筒15は、キャップ21の両側に配された2つのコイルスプリング19及び22により、内ヨーク12とマグネット11に対して常時離間(浮上)した状態で支持される。
【0005】
上記のように構成された従来のリニアモータは、例えば、駆動すべきコンプレッサのシリンダ30を外ヨーク10の端板10Aに溶接で固定し、駆動軸18をシリンダ30内に挿入しピストンとして取付けられて使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
すなわち、可動子を構成するコイル1は、図4に示すように螺旋状に密巻きされた導線1Aを樹脂で包覆して筒形に一体成型したものであるが、導線1Aが整然と整列巻きされているとは限らない。このためコイルを包覆している樹脂の内、外周面に凹凸が生じてしまい形状が不安定である。したがって可動子が可動領域で往復運動する際に内ヨーク12に接触するおそれがある。
なお、従来のコイル1として、フランジを有するボビンに導線を巻きつけ樹脂で包覆して一体化した構成のものもがあるが、全体構造が大型化し重量も大きくなり、また渦電流対策を講じる必要もあるという課題があった。
【0007】
本発明の目的は、コイルが可動領域で磁界を形成する磁極に接触することなく往復運動をなし得て所望の精度を維持し得るリニアモータ用可動子を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を採用する。
【0009】
〈構成1〉
螺旋状に巻回された導線を樹脂で包覆して筒形に成型してなるコイルと、上記コイルの端部に固定され、上記コイルと軸を共通にした環状体と、上記コイルから遠ざかる方向に、上記環状体から所定距離だけ離れた位置に配置された駆動部材と、上記環状体及び上記駆動部材を連結する連結部材と、上記コイルが可動領域で往復運動できるように上記駆動部材を可動支持する駆動軸とを備えたリニアモータ用可動子において、上記コイルの内周に、上記コイルを保持する樹脂フィルム層を設けたことを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0010】
コイル、環状体、連結部材及び駆動部材とが軸を共通にして一体となって可動子を構成し、電磁力により駆動されて所定の往復運動をする。
コイルは、電気コイルで、例えば、ソレノイド巻きされた筒形をなしており、横断面の形状は円形でも多角形でも構わない。コイルは一層巻きでも多層巻きでも構わない。
樹脂フィルム層は、コイル形状の安定化を図ると共に、渦電流の発生を抑え、コイルの軽量化、小型化を推進する。
【0011】
環状体は、コイルを補強すると共に駆動部材に取付けるものであり、コイルの端部全体に密着していても、部分的に密着していても構わない。環状体の材料は任意であり、金属や合成樹脂が使用できるが、磁界中に置かれるから、金属の場合はステンレス鋼やアルミニューム等の非磁性体が好ましい。環状体の横断面形状はコイルとほぼ一致する形状が好ましいが、環状体の外径をコイル外径より少し大きく選定すると、コイルが径方向に異常振動したときでも、環状体が先に周囲の壁に接触するから、コイルと周囲の壁との接触を防止して、短絡事故を防ぐ効果がある。
【0012】
駆動部材をコイルから遠ざかる方向に所定距離だけ離れた位置に配置したのは、駆動部材を磁界からなるべく遠い場所に配置するためである。
連結部材が筒形の場合は機械的強度を損なわない範囲で複数の透孔を設け、あるいは連結部材が筒形でない場合は複数本の棒状体からなることによって、渦電流の発生抑制と同時に、軽量化され、熱放散し易くなる。
【0013】
渦電流は、発熱とエネルギー損失の原因になるものと、コイルの運動を妨げる方向に電磁力を及ぼすものとがある。いずれか一方あるいは双方を効果的に抑制するように環状体と連結部材の材質と形状とを選定することが好ましい。
駆動部材は任意の手段により負荷に接続されて駆動力を外部に伝達する。
【0014】
〈構成2〉
構成1に記載のリニアモータ用可動子において、上記樹脂フィルム層はポリイミド樹脂からなることを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0015】
ポリイミド樹脂は電気絶縁性、耐熱性が良好で、機械的にも強じんであり、コイルの内周面に合致するように成形されてコイルを着実に保持する。
【0016】
〈構成3〉
構成1に記載のリニアモータ用可動子において、上記環状体は、金属からなり、円周方向の電気的連続性を絶つスリットを有する構造とされたことを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0017】
上記環状体は、マグネット、ヨークにより構成される磁極間あるいは磁極のごく近くで運動する。上記スリットはそのとき上記環状体の周方向に発生する渦電流を阻止するか、あるいは渦電流に対して高抵抗化する。上記スリットを部分的に空隙にしてもよいし、あるいはスリットに絶縁体を挟み込んでも構わない。スリットは複数設けてもよく、スリットの形状や幅は任意である。
【0018】
〈構成4〉
構成1に記載のリニアモータ用可動子において、上記駆動部材は、上記コイルの軸の延長線上に中心を持つ盤体と、上記盤体の中心に一端が固定されて上記コイルの軸方向の駆動力を外部に伝達する駆動軸とからなることを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0019】
コイルが軸方向に移動してその駆動力を出力する場合、コイルの軸の延長線上に駆動軸の一端を固定することが好ましい。駆動部材にコイルの軸の延長線上に中心を持つ盤体を設けたのは、その中心に駆動軸を固定するためである。コイルの横断面形状が真円ならば、盤体は円盤状であることが好ましい。
【0020】
〈構成5〉
構成1に記載のリニアモータ用可動子において、上記駆動部材は、弾性部材により支持されて上記コイルの軸方向の往復運動に対して復帰力を付与されていることを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0021】
他の部分に比べて機械的に強固な前記駆動部材に、弾性部材により弾性力を付与するようにした。前記駆動部材に、コイルスプリング等の弾性部材によりコイルの軸方向の往復運動に対する復帰力を付与すると、前記コイルを所定の振幅で共振させられる。
また、前記駆動部材を、2つの、ほぼ同一寸法の弾性部材により、両側からそれぞれ支持するようにすることにより、バランスよく支持することができる。
前記弾性部材は前記駆動部材に一端を固定されていてもよいし、単に接触しているだけでもよい。前記弾性部材としては、ばね定数の小さいコイルスプリングが好ましいが、任意形状の板ばねでもよい。環状体と駆動部材を、棒状の連結部材で連結して軽量化したので、弾性部材も小型軽量化できる効果がある。
【0022】
〈構成6〉
構成1に記載のリニアモータ用可動子において、上記環状体は、上記コイルの端面に固着された環状部と、上記コイルの端部内面方向に延長された筒部とを備えることを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0023】
環状部をコイルの端面に密着させてより強固に固着するために、環状部に筒部を設けた。筒部はコイル端部の巻き芯部分に配置され、コイルに環状部を固定するときの密着力を高める。
前記筒部は、前記コイルの軸方向の全長と比べて、その軸方向に充分に短い長さとされている。上記筒部は、上記コイルに上記環状部を固定するときの密着力を高めるが、短いほど軽量化が可能になる。また、コイルが軸方向に往復運動した際に筒部が磁極を構成する内ヨークに衝突しない程度の長さであることが必要である。故に、軸方向に充分に短い長さとする。具体的にはコイル全長の20%以下が好ましい。
【0024】
〈構成7〉 構成1に記載のリニアモータ用可動子において、上記コイルは、互いに軸を共通にして、当該軸方向に離間して配置された第1のコイル及び第2のコイルからなるものであることを特徴とするリニアモータ用可動子。
【0025】
1つのリニアモータ用可動子に、2個あるいはそれ以上のコイルが直列に設けられても構わない。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
図1は本発明に係るリニアモータ用可動子の一実施例を、リニアモータの磁極間に配置した状態で示している。図2は本発明の実施例に使用される環状体を示すもので、(a)は平面図、(b)は(a)のA−Aに沿う縦断面図、(c)は環状体の他の例を示す平面図である。
図1において、コイル1は、螺旋状に巻回された導線を、例えばエポキシ樹脂で包覆して円筒形に一体成型されている。このコイル1の内周に、樹脂フィルム層25が設けられている。樹脂フィルム層25は、例えばポリイミド樹脂からなるフィルムを、コイル1の内周全面に合致するように円筒状に成形してなるもので、コイル1の内周面に接着剤により接着されている。
【0027】
コイル1及び樹脂フィルム層25の一端部に、環状体2が密着するように配置されて接着剤により固定されている。
環状体2の一面に、図2(b)に示すように、筒部2Aが軸方向に突出する形で設けられている。筒部2Aは、コイル1及び樹脂フィルム層25の端部を嵌入させることができる外径を有しており、コイル1及び樹脂フィルム層25を環状体2に配置するときにコイル1の端部を嵌入保持する役割がある。また、筒部2Aは、コイル1が軸方向に往復運動した際に、磁極を構成する内ヨークに衝突しない程度の長さであることが必要である。 環状体2はコイル1及び樹脂フィルム層25の端部全体に密着していても部分的に密着していてもよい。
【0028】
また、環状体2は金属や合成樹脂により形成されるが、磁界中に置かれることから非磁性材料製であることが好ましい。環状体2は、ステンレス鋼あるいはアルミニュームのような非磁性金属からなる場合には、図2(a)に示すように周囲の1箇所を完全に切断したスリット2B、あるいは図2(c)に示すように一部切除してなるスリット2Cを有する構造とされて、円周方向の電気的連続性を絶ち渦電流の発生を抑制するようにされる。
【0029】
環状体2の外面に、円筒状の連結部材3を介して駆動部材4が配設されている。
環状体2、連結部材3及び駆動部材4は、溶接あるいはボルト、ナットの締め付け等の周知方法により相互に固定されている。
連結部材3は、環状体2の周囲に沿う円筒形であって、構成部分の削減を図るために機械的強度を損なわない範囲で、周囲数箇所に、任意の大きさの透孔を有するように構成されている。あるいは、連結部材3は、複数本の棒状体を、環状体2の周囲に沿って立設するように構成されてもよい。このように連結部材3は渦電流の発生抑制と同時に軽量化され、熱放散し易くなるように構成されていることが好ましい。
【0030】
駆動部材4はコイル1の軸の延長線上に中心を持つ盤体4Aにより構成されている。この盤体4Aの中心に、コイルの軸方向の駆動力を外部に伝達する駆動軸5が配設されている。駆動軸5は、その一端が駆動部材4の盤体4Aと環状体2とを挿通しており、盤体4Aに溶接で固定されている。
駆動部材4は金属や合成樹脂により形成されるが、磁界近傍に置かれることからステンレス鋼あるいはアルミニュームのような非磁性材料製であることが好ましい。
コイル1、環状体2、連結部材3、駆動部材4及び駆動軸5が一体となって可動子が構成され、これが下記の磁界を形成する磁極間に組み込まれ電磁力により駆動されて所定の運動をする。
【0031】
図1に上記磁極及び可動子の取付け状況を示している。
図1において、円筒形の外ヨーク10と、この外ヨーク10より短い内ヨーク12とが同軸に配され、各一端部において同材料からなる連結ヨーク20により連結されている。外ヨーク10と内ヨーク12との間の空隙に、マグネット11及びコイル1がそれぞれ対向配設されている。
マグネット11は複数個に分割されており、外ヨーク10の内周面に適宜間隔をおいて配置され強力な磁力で吸着されている。コイル1は、磁界を形成するマグネット11及び内ヨーク12により形成される空隙9内に、相互に接触することなく移動自在な状態で配置される。
【0032】
上記構成の可動子は、環状体2及び駆動部材4の両面にそれぞれ配されたコイルスプリング19と22とにより、マグネット11及び内ヨーク12に対して常時離間(浮上)した状態で支持されるが、2つのコイルスプリング19、22による挟圧力を適宜バランスさせることにより位置決めも行われる。コイルスプリング19及び22としては、互いに同一寸法である方が挟圧力をバランスさせ易いので好ましい。また、2つのコイルスプリング19、22により、コイル1の軸方向の往復運動に対して復帰力が付与され、コイル1を所定の振幅で共振させられる。コイルスプリング19、22は、環状体2及び駆動部材4に対して一端が固定されてもよく、単に当接しているだけでもよい。
上記のように構成されたリニアモータ用可動子は、例えば、駆動すべきコンプレッサのシリンダ30を外ヨークの端板10Aに溶接で固定し、駆動軸5をシリンダ30内に挿入しピストンとして取付けられて使用される。
【0033】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、コイルの内周に樹脂フィルム層を設けたことにより、導線が整然と整列巻きされていないコイルであっても、コイルが可動領域で磁界を形成する磁極に接触することなく往復運動をなし得て所望の精度を維持し得る。また、十分な強度で軽量化、小型化ができると共に、渦電流の発生も最小限とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリニアモータ用可動子の一実施例を示す一部切欠縦断面図である。
【図2】本発明の実施例に使用されるコイル及び同コイルの一端に固定された環状体を示すもので、(a)は平面図、(b)は(a)のA−Aに沿う縦断面図、(c)は環状体の他の例を示す平面図である。
【図3】従来のリニアモータ用可動子を示す縦断面図である。
【図4】図2A部を具体的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
1  コイル
2  環状体
3  連結部材
4  駆動部材
5  駆動軸
9  空隙 10 外ヨーク
11 マグネット
12 内ヨーク
19、22 コイルスプリング
25 樹脂フィルム層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear motor mover particularly suitable for a linear motor used in a drive section of a linear compressor.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a conventional linear motor. FIG. 4 is a sectional view of FIG. 3A part.
In FIG. 3, a cylindrical outer yoke 10 and an inner yoke 12 shorter than the outer yoke 10 are coaxially arranged, and one end of each is connected by a connecting yoke 20 made of the same material. In a gap between the outer yoke 10 and the inner yoke 12, a magnet 11 and a cylindrical coil 1 are disposed to face each other.
The magnet 11 is a permanent magnet divided into a plurality of pieces along the circumferential direction of the outer yoke 10, is disposed at an appropriate interval on the inner circumferential surface of the outer yoke 10, is attracted by a strong magnetic force, and is further bonded by an adhesive. Fixed. The coil 1 is incorporated in a support cylinder 15 described later and is integrated therewith, and is in a movable state without contacting the magnet 11 and the inner yoke 12.
[0003]
As shown in FIG. 4, the coil 1 is formed by winding a conductive wire 1A having a predetermined length around a bobbin, and is incorporated into a side portion of a support cylinder 15 formed of a non-magnetic metal or resin and integrally fixed with an adhesive or the like. Have been. When two or more sets of the coils 1 are used, the coils are incorporated and fixed integrally in a state where they are arranged in series in the axial direction on the side of the support tube 15.
[0004]
One end of the support cylinder 15 is connected to a cap 21 for closing the opening surface. The drive shaft 18 is inserted into a hole provided in the center of the cap 21 and fixed by welding. That is, the support cylinder 15 having the coil 1 built therein, the cap 21 and the drive shaft 18 are integrated to form a mover of the linear motor.
An end plate 10A is provided on the upper end surface of the outer yoke 10 in the drawing, and a drive shaft 18 is slidably inserted into a hole provided at the center thereof.
The support cylinder 15 is supported by the two coil springs 19 and 22 arranged on both sides of the cap 21 in a state of being always separated (floating) from the inner yoke 12 and the magnet 11.
[0005]
In the conventional linear motor configured as described above, for example, the cylinder 30 of the compressor to be driven is fixed to the end plate 10A of the outer yoke 10 by welding, and the drive shaft 18 is inserted into the cylinder 30 and attached as a piston. Used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional techniques as described above have the following problems to be solved.
That is, as shown in FIG. 4, the coil 1 constituting the mover is formed by encapsulating a spirally wound conductor 1A with a resin and integrally molding it into a cylindrical shape. Not necessarily. For this reason, irregularities are formed on the outer peripheral surface of the resin covering the coil, and the shape is unstable. Therefore, the movable element may come into contact with the inner yoke 12 when reciprocating in the movable area.
As the conventional coil 1, there is also a coil 1 having a structure in which a conductor is wound around a bobbin having a flange, and the coil is covered with a resin so as to be integrated. However, the overall structure becomes large and heavy, and measures against eddy current are taken. There was a problem that it was necessary.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a linear motor mover capable of performing a reciprocating motion without contacting a magnetic pole forming a magnetic field in a movable region and maintaining a desired accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration to achieve the above object.
[0009]
<Configuration 1>
A coil formed by covering a spirally wound conductive wire with a resin and molding it into a cylindrical shape, an annular body fixed to the end of the coil and having a common axis with the coil, and moving away from the coil Direction, a driving member disposed at a position separated from the annular body by a predetermined distance, a connecting member connecting the annular body and the driving member, and the driving member so that the coil can reciprocate in a movable region. What is claimed is: 1. A movable element for a linear motor, comprising: a movable shaft having a drive shaft for movably supporting, wherein a resin film layer for holding the coil is provided on an inner periphery of the coil.
[0010]
The coil, the annular body, the connecting member, and the driving member form a mover integrally with a common axis, and are driven by electromagnetic force to perform a predetermined reciprocating motion.
The coil is an electric coil, for example, has a cylindrical shape wound by a solenoid, and may have a circular or polygonal cross section. The coil may be single-layered or multi-layered.
The resin film layer stabilizes the shape of the coil, suppresses the generation of eddy currents, and promotes the weight and size of the coil.
[0011]
The annular body reinforces the coil and is attached to the driving member. The annular body may be in close contact with the entire end of the coil or may be in close contact with a part thereof. The material of the annular body is arbitrary, and a metal or a synthetic resin can be used. However, in the case of a metal, a nonmagnetic material such as stainless steel or aluminum is preferable because it is placed in a magnetic field. The cross-sectional shape of the annular body is preferably substantially the same as that of the coil. Since it comes into contact with the wall, it has an effect of preventing contact between the coil and the surrounding wall, thereby preventing a short circuit accident.
[0012]
The driving member is arranged at a position separated by a predetermined distance in a direction away from the coil, in order to arrange the driving member as far as possible from the magnetic field.
When the connecting member is cylindrical, a plurality of through holes are provided within a range that does not impair the mechanical strength, or when the connecting member is not cylindrical, by forming a plurality of rods, at the same time as suppressing the generation of eddy current, Lighter weight and easier heat dissipation.
[0013]
Eddy currents cause heat generation and energy loss, and others exert an electromagnetic force in a direction that hinders the movement of the coil. It is preferable to select the material and shape of the annular body and the connecting member so as to effectively suppress one or both of them.
The driving member is connected to a load by any means and transmits driving force to the outside.
[0014]
<Configuration 2>
2. The mover for a linear motor according to Configuration 1, wherein the resin film layer is made of a polyimide resin.
[0015]
The polyimide resin has good electrical insulation and heat resistance, is mechanically strong, and is formed to conform to the inner peripheral surface of the coil to hold the coil steadily.
[0016]
<Configuration 3>
2. The mover for a linear motor according to Configuration 1, wherein the annular body is made of metal and has a slit that cuts off electrical continuity in a circumferential direction.
[0017]
The annular body moves between magnetic poles constituted by magnets and yokes or very close to the magnetic poles. The slit prevents eddy currents generated in the circumferential direction of the annular body at that time, or increases the resistance to the eddy currents. The slit may be partially void, or an insulator may be interposed between the slits. A plurality of slits may be provided, and the shape and width of the slit are arbitrary.
[0018]
<Configuration 4>
In the linear motor mover according to Configuration 1, the driving member includes a board having a center on an extension of the axis of the coil, and an end fixed to the center of the board to drive the coil in the axial direction. A mover for a linear motor, comprising a drive shaft for transmitting a force to the outside.
[0019]
When the coil moves in the axial direction and outputs its driving force, it is preferable to fix one end of the drive shaft on an extension of the axis of the coil. The reason why the drive member is provided with a disk having a center on the extension of the axis of the coil is to fix the drive shaft at the center. If the cross-sectional shape of the coil is a perfect circle, the disk is preferably disk-shaped.
[0020]
<Configuration 5>
2. The linear motor movable element according to claim 1, wherein the driving member is supported by an elastic member to apply a return force to the axial reciprocation of the coil. Child.
[0021]
An elastic force is applied to the driving member, which is mechanically stronger than the other parts, by an elastic member. When a return force against the axial reciprocation of the coil is applied to the driving member by an elastic member such as a coil spring, the coil is resonated at a predetermined amplitude.
In addition, the drive member is supported from both sides by two elastic members having substantially the same dimensions, so that the drive member can be supported in a well-balanced manner.
One end of the elastic member may be fixed to the driving member, or may be merely in contact with the driving member. As the elastic member, a coil spring having a small spring constant is preferable, but a leaf spring of any shape may be used. Since the annular member and the driving member are connected by the rod-shaped connecting member to reduce the weight, the elastic member can be reduced in size and weight.
[0022]
<Configuration 6>
The movable body for a linear motor according to Configuration 1, wherein the annular body includes an annular portion fixed to an end surface of the coil, and a tubular portion extending in an inner surface direction of the end of the coil. Mover for linear motor.
[0023]
A tubular portion was provided on the annular portion in order to make the annular portion closely adhere to the end face of the coil and firmly fix it. The tubular portion is disposed at the winding core portion at the end of the coil, and enhances the adhesion when the annular portion is fixed to the coil.
The tubular portion has a length sufficiently shorter in the axial direction than the entire length of the coil in the axial direction. The tubular portion enhances the adhesion when the annular portion is fixed to the coil, but the shorter the tubular portion, the lighter the weight. Further, it is necessary that the length of the cylindrical portion does not collide with the inner yoke constituting the magnetic pole when the coil reciprocates in the axial direction. Therefore, the length is set to be sufficiently short in the axial direction. Specifically, 20% or less of the entire length of the coil is preferable.
[0024]
<Structure 7> In the mover for a linear motor according to Structure 1, the coil includes a first coil and a second coil which have a common axis and are spaced apart in the axial direction. A mover for a linear motor.
[0025]
Two or more coils may be provided in series for one linear motor mover.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a mover for a linear motor according to the present invention in a state where it is arranged between magnetic poles of the linear motor. 2A and 2B show an annular body used in the embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view, FIG. 2B is a longitudinal sectional view along AA in FIG. 2A, and FIG. It is a top view showing other examples.
In FIG. 1, a coil 1 is formed into a cylindrical shape by covering a spirally wound conductor with, for example, epoxy resin. A resin film layer 25 is provided on the inner periphery of the coil 1. The resin film layer 25 is formed by molding a film made of, for example, a polyimide resin into a cylindrical shape so as to match the entire inner peripheral surface of the coil 1, and is adhered to the inner peripheral surface of the coil 1 with an adhesive.
[0027]
The annular body 2 is disposed so as to be in close contact with one end of the coil 1 and the resin film layer 25, and is fixed by an adhesive.
As shown in FIG. 2B, a cylindrical portion 2A is provided on one surface of the annular body 2 so as to protrude in the axial direction. The cylindrical portion 2 </ b> A has an outer diameter to which the ends of the coil 1 and the resin film layer 25 can be fitted, and when the coil 1 and the resin film layer 25 are arranged on the annular body 2, the end of the coil 1. Has a role of fitting and holding. Further, the cylindrical portion 2A needs to be long enough not to collide with the inner yoke constituting the magnetic pole when the coil 1 reciprocates in the axial direction. The annular body 2 may be in close contact with the entire end of the coil 1 and the resin film layer 25 or may be in close contact with the entire end.
[0028]
The annular body 2 is formed of a metal or a synthetic resin, but is preferably made of a non-magnetic material because it is placed in a magnetic field. When the annular body 2 is made of a non-magnetic metal such as stainless steel or aluminum, a slit 2B in which one peripheral portion is completely cut as shown in FIG. As shown in the drawing, a structure having a slit 2C partially cut away is provided so that electrical continuity in the circumferential direction is interrupted and generation of eddy current is suppressed.
[0029]
A driving member 4 is provided on the outer surface of the annular body 2 via a cylindrical connecting member 3.
The annular body 2, the connecting member 3, and the driving member 4 are fixed to each other by a well-known method such as welding or fastening bolts and nuts.
The connecting member 3 has a cylindrical shape along the periphery of the annular body 2 and has through holes of an arbitrary size at several places around the periphery within a range that does not impair the mechanical strength in order to reduce the number of components. Is configured. Alternatively, the connecting member 3 may be configured so that a plurality of rod-like bodies are erected along the circumference of the annular body 2. As described above, it is preferable that the connecting member 3 is configured to be reduced in weight at the same time as the generation of the eddy current and to be easily dissipated.
[0030]
The driving member 4 is constituted by a board 4A having a center on an extension of the axis of the coil 1. At the center of the board 4A, a drive shaft 5 for transmitting the drive force in the axial direction of the coil to the outside is provided. One end of the drive shaft 5 is inserted through the board 4A of the drive member 4 and the annular body 2, and is fixed to the board 4A by welding.
The driving member 4 is formed of a metal or a synthetic resin, but is preferably made of a non-magnetic material such as stainless steel or aluminum because it is placed near a magnetic field.
The coil 1, the annular body 2, the connecting member 3, the driving member 4, and the driving shaft 5 are integrated to form a mover, which is incorporated between magnetic poles forming a magnetic field described below and driven by an electromagnetic force to perform a predetermined motion. do.
[0031]
FIG. 1 shows how the magnetic poles and the mover are mounted.
In FIG. 1, a cylindrical outer yoke 10 and an inner yoke 12 shorter than the outer yoke 10 are coaxially arranged and connected at one end by a connecting yoke 20 made of the same material. In the gap between the outer yoke 10 and the inner yoke 12, the magnet 11 and the coil 1 are disposed to face each other.
The magnet 11 is divided into a plurality of parts, and is arranged on the inner peripheral surface of the outer yoke 10 at appropriate intervals and is attracted by a strong magnetic force. The coil 1 is disposed in a gap 9 formed by a magnet 11 and an inner yoke 12 that form a magnetic field, and is movable without contacting each other.
[0032]
The mover having the above configuration is supported by the coil springs 19 and 22 disposed on both surfaces of the annular body 2 and the driving member 4 in a state of being always separated (floating) from the magnet 11 and the inner yoke 12. Positioning is also performed by appropriately balancing the clamping force between the two coil springs 19 and 22. It is preferable that the coil springs 19 and 22 have the same dimensions as each other, because the clamping pressure can be easily balanced. The two coil springs 19 and 22 apply a restoring force to the axial reciprocation of the coil 1 and resonate the coil 1 with a predetermined amplitude. One end of each of the coil springs 19 and 22 may be fixed to the annular body 2 and the driving member 4 or may simply be in contact with each other.
In the linear motor mover configured as described above, for example, the cylinder 30 of the compressor to be driven is fixed to the end plate 10A of the outer yoke by welding, and the drive shaft 5 is inserted into the cylinder 30 and attached as a piston. Used.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the resin film layer is provided on the inner periphery of the coil, even if the coil is not wound in an orderly manner, the coil contacts the magnetic pole forming the magnetic field in the movable region. The desired accuracy can be maintained without reciprocating motion. Further, the weight and size can be reduced with sufficient strength, and the generation of eddy current can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway longitudinal sectional view showing one embodiment of a linear motor mover according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a coil used in an embodiment of the present invention and an annular body fixed to one end of the coil, where FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is along AA in FIG. FIG. 6C is a longitudinal sectional view, and FIG. 7C is a plan view showing another example of the annular body.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a conventional mover for a linear motor.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view specifically showing the portion of FIG. 2A.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 coil 2 annular body 3 connecting member 4 drive member 5 drive shaft 9 gap 10 outer yoke 11 magnet 12 inner yokes 19, 22 coil spring 25 resin film layer

Claims (7)

螺旋状に巻回された導線を樹脂で包覆して筒形に成型してなるコイルと、
前記コイルの端部に固定され、前記コイルと軸を共通にした環状体と、
前記コイルから遠ざかる方向に、前記環状体から所定距離だけ離れた位置に配置された駆動部材と、
前記環状体及び前記駆動部材を連結する連結部材と、
前記コイルが可動領域で往復運動できるように前記駆動部材を可動支持する駆動軸と
を備えたリニアモータ用可動子において、
前記コイルの内周に、前記コイルを保持する樹脂フィルム層を設けたことを特徴とするリニアモータ用可動子。
A coil formed by covering a spirally wound conductor with a resin and molding it into a cylindrical shape,
An annular body fixed to an end of the coil and having a common axis with the coil;
A driving member disposed in a direction away from the coil and at a predetermined distance from the annular body;
A connecting member that connects the annular body and the driving member;
A linear motor mover comprising: a drive shaft that movably supports the drive member so that the coil can reciprocate in a movable region.
A mover for a linear motor, wherein a resin film layer holding the coil is provided on an inner periphery of the coil.
請求項1に記載のリニアモータ用可動子において、
前記樹脂フィルム層はポリイミド樹脂からなることを特徴とするリニアモータ用可動子。
The mover for a linear motor according to claim 1,
A mover for a linear motor, wherein the resin film layer is made of a polyimide resin.
請求項1に記載のリニアモータ用可動子において、
前記環状体は、金属からなり、円周方向の電気的連続性を絶つスリットを有する構造とされたことを特徴とするリニアモータ用可動子。
The mover for a linear motor according to claim 1,
The movable body for a linear motor, wherein the annular body is formed of a metal and has a slit for cutting off electrical continuity in a circumferential direction.
請求項1に記載のリニアモータ用可動子において、
前記駆動部材は、前記コイルの軸の延長線上に中心を持つ盤体と、前記盤体の中心に一端が固定されて前記コイルの軸方向の駆動力を外部に伝達する駆動軸とからなることを特徴とするリニアモータ用可動子。
The mover for a linear motor according to claim 1,
The drive member includes a board having a center on an extension of the axis of the coil, and a drive shaft having one end fixed to the center of the board and transmitting an axial drive force of the coil to the outside. A mover for a linear motor, characterized in that:
請求項1に記載のリニアモータ用可動子において、
前記駆動部材は、弾性部材により支持されて前記コイルの軸方向の往復運動に対して復帰力を付与されていることを特徴とするリニアモータ用可動子。
The mover for a linear motor according to claim 1,
The movable member for a linear motor, wherein the driving member is supported by an elastic member to apply a return force to the axial reciprocation of the coil.
請求項1に記載のリニアモータ用可動子において、
前記環状体は、前記コイルの端面に固着された環状部と、前記コイルの端部内面方向に延長された筒部とを備えることを特徴とするリニアモータ用可動子。
The mover for a linear motor according to claim 1,
The movable body for a linear motor, wherein the annular body includes an annular portion fixed to an end surface of the coil and a tubular portion extending in a direction toward an inner surface of an end of the coil.
請求項1に記載のリニアモータ用可動子において、
前記コイルは、互いに軸を共通にして、当該軸方向に離間して配置された第1のコイル及び第2のコイルからなるものであることを特徴とするリニアモータ用可動子。
The mover for a linear motor according to claim 1,
The movable element for a linear motor, wherein the coil is composed of a first coil and a second coil which are arranged so as to have a common axis and to be separated from each other in the axial direction.
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