可动线圈型线性马达制造技术

线性马达(1)的马达动子(10)形成为相对于包含马达中心轴线(1a)的铅直面(PV)、水平面(PH)对称的构造。在马达动子(10)的矩形筒状的可动线圈(11)的内侧空间配置的2个线性轴承(13、14)在马达中心轴线(1a)的左右侧对称配置，并使得轴承支承中心与马达中心轴线(1a)一致。马达动子(10)的推力发生部相对于马达中心轴线(1a)配置为上下对称，并使得其推力中心与马达中心轴线(1a)一致。由于马达动子重心、推力中心、轴承支承中心与马达中心轴线(1a)一致，因此能够实现高响应性的线性马达而不会使推力/动子质量的比率降低。

Movable coil linear motor

The motor driver (10) of the linear motor (1) is formed in a symmetrical configuration with respect to the vertical (PV) and horizontal (PH) planes containing the motor central axis (1a). The two linear bearings (13, 14) arranged in the inner space of the rectangular barrel-shaped movable coil (11) of the motor mover (10) are symmetrically arranged on the left and right sides of the motor central axis (1a), and the bearing support center is consistent with the motor central axis (1a). The thrust generating part of the motor driver (10) is arranged up and down symmetrically with respect to the motor central axis (1a), and makes the thrust center consistent with the motor central axis (1a). Since the center of gravity, thrust center and bearing support center of the motor are consistent with the central axis of the motor (1a), a linear motor with high responsiveness can be realized without reducing the thrust/rotor mass ratio.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可动线圈型线性马达
本专利技术涉及用于光学透镜等的定位的可动线圈型线性马达，特别是涉及能够以高响应以及高精度而进行定位的可动线圈型线性马达。
技术介绍
利用音圈马达以良好的响应性使透镜移动而进行对焦等动作的可动线圈型线性马达(线性致动器)得到广泛应用。在专利文献1所公开的线性致动器中，线性引导件、透镜安装用的框架、动子的位置检测用的传感器等部件以沿铅直方向排列的状态而组装于筒状的线圈组件的内侧，并形成为左右对称的构造。由此，使得进行直线往返移动的动子的重心与对该动子进行引导的线性引导件的中心一致而提高定位精度以及耐久性。在专利文献2所公开的线性马达中，第一端板部分、第二端板部分架设于马达动子的筒状线圈框架的上下边之间，由此提高了筒状线圈框架的刚性。由此，能够提高线性马达的共振频率，从而能够以高速、高精度对搭载于马达动子侧的移动对象物品进行定位。专利文献专利文献1：日本特开2008-35645号公报专利文献1：日本特开2014-117024号公报
技术实现思路
在专利文献1所记载的线性马达中，如上所述，各部件以沿铅直方向排列的状态而组装于筒状的线圈组件的内侧，并形成为左右对称的构造。由此，使得轴承支承中心(G)和推力中心(F)在动子重心(M)所处的铅直线上一致。然而，为了使各位置在铅直线上相同(相同的铅直坐标)，需要对构成部件的形状、构造、它们的布置等进行精心设计。例如，在使得线性引导件的轴承支承中心(G)和动子重心(M)在铅直方向上一致的情况下，为了使推力中心(F)的位置沿上下方向移动而与动子重心(M)一致，有时无法利用矩形筒状的驱动线圈的左右垂直边的整体作为推力发生部。另外，在使得轴承支承中心(G)和推力中心(F)一致的情况下，为了使动子重心(M)与上述位置一致，有时需要利用配重件在上下方向上对动子重心(M)进行调整。无论在任何情况下，加速度、即推力/动子质量的比率都会降低，因此，对于高响应要求构成阻碍因素。另外，动子的透镜等的负荷安装部、以及对动子进行支承的线性引导件的轴承支承中心(G)处于在上下方向上偏离的位置。因此，严格而言，因负荷的质量而在轴承支承中心(G)与动子重心(M)之间产生上下方向的偏差。并且，在各部件组装于矩形筒状的线圈组件的内侧的情况下，有时线圈组件的尺寸变得较大而无法获得足够的刚性。例如，当利用在线圈组件与定子侧的永磁体之间所产生的推力而使透镜框架、传感器等可动部移动时，有时矩形筒状的线圈组件无法耐受推力而产生变形。若矩形筒状的线圈组件在可动部移动时产生变形，则动子的移动略微产生滞后，响应性有可能会降低。另外，若线圈组件的刚性不足，则线圈组件容易在驱动时产生共振。若线圈组件产生共振，则动子的定位响应性、定位精度有可能会降低。在专利文献2所记载的线性马达中，透镜安装部件等有限的部件配置于线圈组件的内侧，线性引导件配置于线圈组件的下侧，传感器等部件配置于线圈组件的上侧。由此，能够将加强用的端板安装于筒状的线圈组件。然而，为了对线圈组件进行加强，使各部件在线圈组件的内外侧排列于在铅直方向上偏离的位置。因此，无法高效地利用线圈组件的内部空间。另外，难以使轴承支承中心(G)以及推力中心(F)与动子重心(M)一致。鉴于上述问题，本专利技术的课题在于提供一种可动线圈型线性马达，该可动线圈型线性马达能够以良好的响应性对动子进行定位而不会使推力/动子质量的比率降低。另外，在上述课题的基础上，本专利技术的课题还在于提供一种可动线圈型线性马达，该可动线圈型线性马达能够通过确保动子刚性而以高响应以及高精度对动子进行定位。为了解决上述课题，本专利技术的可动线圈型线性马达具有：马达动子，其具备可动线圈、以及供移动对象的负荷部件安装的负荷安装部件；线性轴承，其在沿着马达中心轴线的方向上对所述马达动子进行引导；马达定子，其具备固定磁体，该固定磁体与所述可动线圈之间形成磁回路而产生使得所述马达动子沿着所述线性轴承移动的推力；以及马达框架，其供所述马达定子安装。所述可动线圈是横长的矩形筒状的线圈，配置为相对于包含所述马达中心轴线的铅直面以及水平面对称，所述线性轴承具备从所述可动线圈的内侧空间通过、且配置于相对于所述马达中心轴线而左右对称的位置的相同形状的左侧线性轴承以及右侧线性轴承，所述负荷安装部件是形成为上下以及左右均对称的形状的部件，所述负荷部件安装于其中心部位，该负荷安装部件在所述可动线圈的所述内侧空间配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称，所述马达定子具备：相同形状的上侧磁轭以及下侧磁轭；以及作为所述固定磁体的相同形状的上侧磁体以及下侧磁体，所述上侧磁体以相对于作为所述可动线圈的一条长边的线圈上边以一定的间隙对置的方式安装于所述上侧磁轭，所述下侧磁体以相对于作为所述可动线圈的另一条长边的线圈下边以一定的间隙对置的方式安装于所述下侧磁轭，所述上侧磁轭以及所述上侧磁体、和所述下侧磁轭以及所述下侧磁体，配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称。在本专利技术的可动线圈型线性马达中，利用矩形筒状的可动线圈的内侧空间对负荷安装部件以及线性轴承进行配置。由此，能够实现线性马达的紧凑化。另外，将2组线性轴承配置于相对于马达中心轴线而左右对称的位置，以使得负荷安装部件的中心与马达中心轴线一致、且使得线性轴承的轴承支承中心(G)在铅直方向上与马达中心轴线的位置一致。在此基础上，将推力发生部配置为相对于马达中心轴线而上下对称，使得其推力中心(F)在铅直方向上与马达中心轴线一致。由此，能够确保马达动子相对于马达中心轴线在上下方向以及左右方向上的对称性。另外，无需附加用于调整重心位置的配重件、且不会导致用于调整推力中心位置的推力发生部的利用率降低等，并能够使马达动子重心(M)、推力中心(F)以及轴承支承中心(G)与马达中心轴线一致。其结果，能够实现如下可动线圈型线性马达：能够以良好的响应性对动子进行定位而不会使推力/动子质量的比率降低。在本专利技术的可动线圈型线性马达中，优选地，所述上侧磁轭具备向作为沿着所述马达中心轴线的方向的一侧的第一侧开口的上侧凹部，所述上侧磁体安装于该上侧凹部的内部，所述下侧磁轭具备向所述第一侧开口的下侧凹部，所述下侧磁体安装于该下侧凹部的内部，所述可动线圈的所述线圈上边以相对于所述上侧磁体在上下方向上以一定的间隙对置的方式从所述第一侧插入于所述上侧凹部，所述可动线圈的所述线圈下边以相对于所述下侧磁体在上下方向上以一定的间隙对置的方式插入于所述下侧凹部。在该情况下，优选地，所述可动线圈的线圈框架具备：矩形筒状的线圈引导部，线圈卷线卷绕于该线圈引导部；以及相同形状的左侧支柱部和右侧支柱部，它们在上述线圈引导部的所述第一侧的部位将该线圈引导部的线圈引导部上边与线圈引导部下边之间连结起来，所述左侧支柱部以及所述右侧支柱部从所述线圈引导部上边以及所述线圈引导部下边以规定量向所述第一侧伸出，所述右侧支柱部以及所述左侧支柱部配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称。这样，固定磁体的磁回路形成为向沿着马达中心轴线的一个方向开口的状态，因此，磁轭、磁体等磁回路构成部件未配置于可动线圈的磁回路的开口侧。因此，为了提高可动线圈的刚性，可以在可动线圈的线圈框架上形成将其线圈上边和线圈下边连结起来的加强用的支柱部。另外，还可以将线圈框架的左侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可动线圈型线性马达，其中，所述可动线圈型线性马达具有：马达动子，其具备可动线圈、以及供移动对象的负荷部件安装的负荷安装部件；线性轴承，其在沿着马达中心轴线的方向上对所述马达动子进行引导；马达定子，其具备固定磁体，该固定磁体与所述可动线圈之间形成磁回路而产生使得所述马达动子沿着所述线性轴承移动的推力；以及马达框架，其供所述马达定子安装，所述可动线圈是横长的矩形筒状的线圈，配置为相对于包含所述马达中心轴线的铅直面以及水平面对称，所述线性轴承具备从所述可动线圈的内侧空间通过、且配置于相对于所述马达中心轴线而左右对称的位置的相同形状的左侧线性轴承以及右侧线性轴承，所述负荷安装部件是形成为上下以及左右均对称的形状的部件，所述负荷部件安装于其中心部位，该负荷安装部件在所述可动线圈的所述内侧空间配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称，所述马达定子具备：相同形状的上侧磁轭以及下侧磁轭；以及作为所述固定磁体的相同形状的上侧磁体以及下侧磁体，所述上侧磁体以相对于作为所述可动线圈的一条长边的线圈上边以一定的间隙对置的方式安装于所述上侧磁轭，所述下侧磁体以相对于作为所述可动线圈的另一条长边的线圈下边以一定的间隙对置的方式安装于所述下侧磁轭，所述上侧磁轭以及所述上侧磁体、和所述下侧磁轭以及所述下侧磁体，配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可动线圈型线性马达，其中，所述可动线圈型线性马达具有：马达动子，其具备可动线圈、以及供移动对象的负荷部件安装的负荷安装部件；线性轴承，其在沿着马达中心轴线的方向上对所述马达动子进行引导；马达定子，其具备固定磁体，该固定磁体与所述可动线圈之间形成磁回路而产生使得所述马达动子沿着所述线性轴承移动的推力；以及马达框架，其供所述马达定子安装，所述可动线圈是横长的矩形筒状的线圈，配置为相对于包含所述马达中心轴线的铅直面以及水平面对称，所述线性轴承具备从所述可动线圈的内侧空间通过、且配置于相对于所述马达中心轴线而左右对称的位置的相同形状的左侧线性轴承以及右侧线性轴承，所述负荷安装部件是形成为上下以及左右均对称的形状的部件，所述负荷部件安装于其中心部位，该负荷安装部件在所述可动线圈的所述内侧空间配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称，所述马达定子具备：相同形状的上侧磁轭以及下侧磁轭；以及作为所述固定磁体的相同形状的上侧磁体以及下侧磁体，所述上侧磁体以相对于作为所述可动线圈的一条长边的线圈上边以一定的间隙对置的方式安装于所述上侧磁轭，所述下侧磁体以相对于作为所述可动线圈的另一条长边的线圈下边以一定的间隙对置的方式安装于所述下侧磁轭，所述上侧磁轭以及所述上侧磁体、和所述下侧磁轭以及所述下侧磁体，配置为相对于所述铅直面以及所述水平面对称。2.根据权利要求1所述的可动线圈型线性马达，其中，所述上侧磁轭具备向作为沿着所述马达中心轴线的方向的一侧的第一侧开口的上侧凹部，所述上侧磁体安装于该上侧凹部的内部，所述下侧磁轭具备向所述第一侧开口的下侧凹部，所述下侧磁体安装于该下侧凹部的内部，所述可动线圈的所述线圈上边以相对于所述上侧磁体在上下方向上以一定的间隙对置的方式从所述第一侧插入于所述上侧凹部，所述可动线圈的所述线圈下边以相对于所述下侧磁体在上下方向上以一定的间隙对置的方式插入于所述下侧凹部，所述可动线圈具备线圈框架，该线圈框架具备：矩形筒状的线圈引导部，线圈卷线卷绕于该线圈引导部；以及相同形状的左侧支柱部以及右侧支...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山利喜，
申请(专利权)人：谐波传动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP