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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearmotor.
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Verwandte Technik
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In den vergangenen Jahren wurde die Verwendung von Linearmotoren als Antriebsvorrichtung für eine Vielzahl von Arten von Industriemaschinen wie den Magnetkopfantriebsmechanismus einer OA-Maschine und einen Spindel-/Tischvorschubmechanismus einer Werkzeugmaschine vorgeschlagen. Bei diesem Typ von Linearmotor wurden verbreitet durch Anordnen mehrerer plattenförmiger Dauermagnete in ebener Form hergestellte Magnetplatten als Erregermagnetpole verwendet (siehe beispielsweise Patentschriften 1 und 2).
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US 2014 / 0 054 979 A1 offenbart einen Linearmotor, bei dem ein Anker des Linearmotors mehrere Kühlrohrspeicherlöcher umfasst, die entlang einer Längsrichtung eines Kerns ausgebildet sind, und mehrere Kühlrohre umfasst, die vertikal in den Kühlrohrspeicherlöchern gespeichert sind und eine mäanderförmige Form aufweisen. Die vertikal nebeneinander liegenden Kühlrohre sind so angeordnet, dass die Ein- und Auslässe der Kühlrohre abwechselnd parallel zu einem Kältemitteleinlass und einem Kältemittelauslass geschaltet sind, damit ein Kältemittel in umgekehrter Richtung fließen kann.
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CN 104 410 245 A offenbart einen kombinierten primären Permanentmagnet-Linear-Synchronmotor mit niedriger Schubschwankungsmatrix. Der Motor besteht aus mehreren unabhängigen primären Eisenkernen. Die Vielzahl unabhängiger Eisenkern-Primärteile ist am Boden der unabhängigen Eisenkern-Primärteile auf Sekundärteilen gemäß einer Form einer transversalen und longitudinalen m*n-Matrix angeordnet und steht mittels nichtmagnetischer Materialien als einstückig ausgebildeter Körper mit dem Sekundärteil in starrer Verbindung. Jeder unabhängige Eisenkern wird unabhängig von einer konzentrierten Wicklung angetrieben, und die Unabhängigkeit untereinander kann gewährleistet werden und jede unabhängige Eisenkernprimärart ist mit einer Spulenwicklung versehen.
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DE 198 52 762 A1 offenbart eine Wicklung einer elektrischen Maschine. Um das aktive Wicklungsmaterial zu erhöhen, wird eine elektrische Maschine vorgeschlagen mit einem Ständer und in vorzugsweise Nuten N des Ständers befindlichen Wicklungen, die insbesondere als Einschichtwicklung mit einer Polpaarzahl p ungleich 3 oder einem ganzzahligen Vielfachen von 3 ausgeführt sind, wobei die Wicklung wenigstens eines Stranges zumindest teilweise vorgefertigte Spulen aufweist, die insbesondere als Zahnspulen ausgebildet derart auf Pole des Ständers steckbar sind, dass in jeder Nut des Ständers höchstens eine Seite einer Spule liegt.
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- Patentschrift 1: JP 2000-217 334 A
- Patentschrift 2: JP 2016-92 842 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Wenn bei den vorstehend genannten Linearmotoren die Breite der Magnetplatte (die Breite in zu der Bewegungsrichtung des Läufers rechtwinkeligen Richtung) verbreitert wird, verringert sich die Biegesteifigkeit der Magnetplatte. In diesem Fall verformt sich die Magnetplatte aufgrund der Anziehungskraft des mit dem Läufer erzeugten Magnetfelds, und es wird schwierig, den Abstand zwischen dem Läufer und der Magnetplatte auf dem geeigneten Abstand zu halten.
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Zur Lösung wurde auch eine Erhöhung der Anzahl an Schrauben zur Befestigung der Magnetplatte an dem Maschinenmontageelement zur Unterdrückung einer Verformung der Magnetplatte vorgenommen. Es existiert beispielsweise eine Konfiguration, bei der nicht nur an beiden Enden in der Richtung der Breite der Magnetplatte, sondern auch in ihrem mittleren Teil eine Schraube hinzugefügt wird. Da im Falle der Festlegung einer derartigen Konfiguration der Dauermagnet nicht am äußeren Rand der hinzugefügten Schrauben vorgesehen ist, entsteht ein Bereich, der nicht zur Schubkraft des Läufers beiträgt. Da jedoch der an dem Läufer erzeugte Magnetfluss auf das Ende des am äußeren Rand der hinzugefügten Schraube vorgesehenen Dauermagneten fokussiert ist, tritt dahingehend ein Problem auf, dass das Ende des Dauermagneten dazu tendiert, sich zu entmagnetisieren. Entmagnetisierung bezeichnet eine dauerhafte Schwächung des Magnetismus des Dauermagneten.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearmotor bereitzustellen, durch den eine Entmagnetisierung der Dauermagnete am äußeren Rand eines Bereichs unterdrückt werden kann, der nicht zur Schubkraft des Läufers beiträgt. Die Aufgabe wird gelöst mittels des Linearmotors gemäß Anspruch 1. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in dem abhängigen Anspruch angegeben.
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Ein erster Aspekt ist ein Linearmotor (beispielsweise der später beschriebene Linearmotor 1), der umfasst: eine Magnetplatte (beispielsweise die später beschriebene Magnetplatte 10), auf der Dauermagnete (beispielsweise der später beschriebene Dauermagnet 12) unterschiedlicher Polarität abwechselnd entlang einer Bewegungsrichtung angeordnet sind; und einen Läufer (beispielsweise den später beschriebenen Läufer 20), der einen Kern (beispielsweise den später beschriebenen Kern 21), der als Hauptkörper dient, und eine Spule (beispielsweise die später beschriebene Spule 22) aufweist, die an dem Kern befestigt ist, wobei mittels der zwischen der Magnetplatte und dem Läufer erzeugten Schubkraft eine relative Bewegung der Magnetplatte und des Läufers entlang einer Anordnungsrichtung der Dauermagnete veranlasst wird, wobei die Magnetplatte einen schubkraftfreien Bereich (beispielsweise den später beschriebenen schubkraftfreien Bereich D2) aufweist, der sich entlang einer Anordnungsrichtung der Dauermagnete erstreckt und nicht zur Schubkraft beiträgt; und der Kern des Läufers zumindest mehrere Hauptzähne umfasst, an denen die Spule befestigt ist, wobei die Hauptzähne nicht in einem Bereich vorgesehen sind, der dem schubkraftfreien Bereich der Magnetplatte gegenüberliegt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt kann bei dem unter dem ersten Aspekt beschriebenen Linearmotor eine Konfiguration hergestellt werden, bei der der Kern des Läufers mehrere der Hauptzähne und einen Zusatzzahn umfasst, der zwischen den Hauptzähnen vorgesehen ist, die nebeneinander liegen, und die Hauptzähne nicht in einem Bereich vorgesehen sind, der dem schubkraftfreien Bereich der Magnetplatte gegenüberliegt.
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Gemäß einem dritten Aspekt kann bei dem unter dem ersten Aspekt beschriebenen Linearmotor eine Konfiguration hergestellt werden, bei der der Kern des Läufers mehrere der Hauptzähne und einen Zusatzzahn umfasst, der zwischen den Hauptzähnen vorgesehen ist, die nebeneinander liegen; und die Hauptzähne und die Zusatzzähne nicht in einem Bereich vorgesehen sind, der dem schubkraftfreien Bereich der Magnetplatte gegenüberliegt.
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Gemäß einem vierten Aspekt kann bei dem unter dem ersten Aspekt beschriebenen Linearmotor eine Konfiguration hergestellt werden, bei der der Kern des Läufers nur mehrere der Hauptzähne umfasst, und die Hauptzähne nicht in einem Bereich vorgesehen sind, der dem schubkraftfreien Bereich der Magnetplatte gegenüberliegt.
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Gemäß einem fünften Aspekt kann bei dem unter einem unter dem ersten bis vierten Aspekt beschriebenen Linearmotor der schubkraftfreie Bereich der Magnetplatte ein Bereich sein, in dem der Dauermagnet nicht vorgesehen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Linearmotor bereitzustellen, durch den eine Entmagnetisierung eines Dauermagneten in der Nähe eines Bereichs unterdrückt werden kann, der nicht zur Schubkraft eines Läufers beiträgt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufriss eines Linearmotors 1 gemäß eines ersten Beispiels zeigt, das nicht von den Ansprüchen umfasst ist, aber einem besseren Verständnis der Erfindung dient;
- 2 ist eine Schnittansicht des Linearmotors 1 gemäß dem ersten Beispiel;
- 3 ist eine Draufsicht eines Läufers 20 des Linearmotors 1 gemäß dem ersten Beispiel;
- 4A ist eine Schnittansicht, die der Linie I-I in 3 entspricht;
- 4B ist eine Schnittansicht, die der Linie II-II in 3 entspricht;
- 5 ist eine Schnittansicht eines Öffnungsbereichs S2 eines Läufers 20A gemäß einer Ausführungsform;
- 6A ist eine Schnittansicht eines Aufnahmebereichs S1 eines Läufers 20B gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
- 6B ist eine Schnittansicht eines Öffnungsbereichs S2 des Läufers 20B gemäß der weiteren Ausführungsform.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die der vorliegenden Offenbarung beiliegenden Zeichnungen sämtlich schematische Diagramme sind und dass die Form jedes Teils, der Maßstab, die Längen-/Breitenabmessungsverhältnisse, etc. zum leichteren Verständnis, etc. verändert oder übertrieben sind. Zudem wird in den Zeichnungen auf die Schraffur verzichtet, die Querschnitte von Elementen, etc. anzeigt, wo dies sinnvoll erscheint.
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In der vorliegenden Offenbarung, etc. schließen Begriffe, die die Form, die geometrischen Gegebenheiten und entsprechende Erstreckungen beschreiben, beispielsweise Begriffe wie „parallel“ und „Richtung“, zusätzlich zu den strengen Bedeutungen dieser Begriffe die Bandbreite einer Erstreckung, die als im Wesentlichen parallel betrachtet wird, und eine Bandbreite ein, die allgemein als diese Richtung betrachtet wird. In der vorliegenden Offenbarung, etc. ist die der Bewegungsrichtung eines Läufers 20 in dem Linearmotor 1 entsprechende Richtung als X-Richtung (X1-X2) definiert, die der Richtung Breite (des kurzen Endes) des Linearmotors 1 entsprechende Richtung ist als Y-Richtung (Y1-Y2) definiert, und die der Richtung der Stärke entsprechende Richtung ist als Z-Richtung (Z1-Z2) definiert. Zusätzlich gelten ähnliche Definitionen auch für ein Maschinenmontageelement 30, an dem der Linearmotor 1 installiert ist.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Aufriss des Linearmotors 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist eine Schnittansicht des Linearmotors 1. 2 zeigt einen Querschnitt in einer zu der Y-Z-Ebene des Linearmotors 1 parallelen Ebene. Es ist darauf hinzuweisen, dass 2 eher das äußere Erscheinungsbild als den Querschnitt einer Schraube zeigt und dass auf die Darstellung von Außengewindenuten, Innengewindenuten, etc. verzichtet wurde. 3 ist eine Draufsicht eines Läufers 20. 4A ist eine Schnittansicht, die der Linie I-I in 3 entspricht. 4B ist eine Schnittansicht, die der Linie II-II in 3 entspricht.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Linearmotor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mehrere Magnetplatten 10 und den Läufer 20. Die Magnetplatten 10 sind Erregermagnetpole, in denen (später beschriebene) Dauermagnete 12 unterschiedlicher Polarität abwechselnd entlang der Bewegungsrichtung des Läufers 20 (der X-Richtung) angeordnet sind. Die Magnetplatte 10 erzeugt im Zusammenwirken mit dem Läufer 20 eine Antriebskraft zum Veranlassen einer linearen Bewegung des Läufers 20. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Magnetplatte 10 die Platte 11, den Dauermagneten 12 und eine Verbindungsschicht 13.
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Die Platte 11 ist ein plattenförmiges Metallelement. Die Platte 11 weist, wie in 2 gezeigt, eine erste Fläche F1, die als Fläche auf einer Seite Z1 dient, und eine zweite Fläche F2 auf, die als Fläche auf einer Seite Z2 dient. Die erste Fläche F1 ist eine Oberfläche auf einer Seite, auf der mehrere der Dauermagnete 12 angeordnet sind. Die zweite Fläche F2 ist eine Oberfläche auf einer Seite, die an dem (später beschriebenen) Maschinenmontageelement 30 befestigt ist. Die Platte 11 wird beispielsweise von einem geschichteten Körper aus einer Platte aus Siliciumstahl, unlegiertem Stahl, üblichem gewalzten Formstahl oder dergleichen gebildet.
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Bei dem Linearmotor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind fünf der Platten 11 (der Magnetplatten 10) entlang der Bewegungsrichtung des Läufers 20 (der X-Richtung) angeordnet, wie in 1 gezeigt. Auf der ersten Fläche F1 jeder Platte 11 sind jeweils acht der Dauermagnete 12 angeordnet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Magnetplatten 10 in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Läufers 20 in einem geringfügig schrägen (geneigten) Zustand angeordnet sein können. Zudem sind die Anzahl, die Form, etc. der Magnetplatten 10 nicht auf die Beispiele gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschränkt und werden entsprechend den Spezifikationen, etc. des Linearmotors 1 geeignet eingestellt.
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Die Platte 11 umfasst im mittleren Teil in der Y-Richtung gestufte Bohrungen 110, und in den Richtungen Y1 und Y2 jeweils die Enden, wie in 2 gezeigt. Die gestufte Bohrung 110 ist eine Bohrung, in die bei der Befestigung der Platte 11 an dem Maschinenmontageelement 30 die (später beschriebene) Schraube 131 eingesetzt wird. Es ist darauf hinzuweisen, dass lediglich die gestufte Bohrung 110 und die Schraube 120, die am weitesten auf der Seite Y2 vorgesehen sind, mit Bezugszeichen versehen sind.
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Der Dauermagnet 12 ist ein Element, das ein Magnetfeld erzeugt, und über die Verbindungsschicht 13 auf der ersten Fläche F1 der Platte 11 angeordnet, wie in 2 gezeigt. Als Dauermagnete 12 sind entlang der Bewegungsrichtung des Läufers 20 (der X-Richtung) abwechselnd N-Pol-Dauermagnete 12 und S-Pol-Dauermagnete 12 auf der ersten Fläche F1 der Platte 11 angeordnet. Die Verbindungsschicht 13 ist eine Schicht, die die Platte 11 und den Dauermagneten 12 verbindet, und wird beispielsweise von einem Klebstoff gebildet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind acht der Dauermagnete 12 in einem Muster von 4 (in der Y-Richtung) · 2 (in der X-Richtung) auf einer Platte 11 angeordnet, wie in 1 gezeigt. Diese Dauermagnete 12 sind nicht in einem Randbereich der in dem mittleren Teil in der Y-Richtung vorgesehenen Schraube 120 vorgesehen. Der Grund hierfür ist, dass bei der Installation an dem Maschinenmontageelement 30 auf der Seite Z1 der Schraube 120 ein Freiraum zum Einsetzen eines Werkzeugs in die Schraube erforderlich ist.
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In der Magnetplatte 10 sind auf der Seite Y1 und der Seite Y2 (nachstehend auch als „Schubkraftbereich D1“ bezeichnete) Bereiche, die zur Schubkraft des Läufers 20 beitragen, so ausgebildet, dass der Randbereich der in dem mittleren Teil in der Y-Richtung vorgesehenen Schraube 120 zwischen ihnen angeordnet ist. In diesem Schubkraftbereich D1 sind jeweils vier der Dauermagnete 12 in einem Muster von 2
(in der Y-Richtung) · 2 (in der X-Richtung) angeordnet. Der Schubkraftbereich D1 erstreckt sich in der Anordnungsrichtung der Dauermagnete 12 (der X-Richtung), wie in 1 gezeigt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Anzahl, die Form der Anordnung, etc. der in dem Schubkraftbereich D1 angeordneten Dauermagnete 12 nicht auf das Beispiel gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschränkt sind und entsprechend den Spezifikationen, etc. des Linearmotors 1 geeignet eingestellt werden.
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Überdies ist in dem Randbereich der vorstehend erwähnten Schraube 120 ein schubkraftfreier Bereich D2 ausgebildet, der nicht zur Schubkraft des Läufers 20 beiträgt. Der schubkraftfreien Bereich D2 ist ein Bereich, in dem die Dauermagnete 12 nicht vorgesehen sind. Der schubkraftfreie Bereich D2 erstreckt sich ähnlich wie der Schubkraftbereich D1 ebenfalls in der Anordnungsrichtung der Dauermagnete 12 (der X-Richtung).
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Das Maschinenmontageelement 30 ist beispielsweise eine Position, an der der Linearmotor 1 als Antriebsvorrichtung beispielsweise des Magnetkopfantriebsmechanismus einer OA-Maschine und eines Spindel-/Tischvorschubmechanismus einer Werkzeugmaschine installiert ist. Obwohl das Maschinenmontageelement 30 bei der vorliegenden Ausführungsform als plattenförmiges Element dargestellt ist, weist es in der Wirklichkeit eine Form auf, die von der zu installierenden Maschine abhängt.
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In dem Maschinenmontageelement 30 ist an einer Position, die der gestuften Bohrung 110 der Platte 11 entspricht, (einer Position, an der sich die beiden Mitten überlagern) eine Schraubenbohrung 310 vorgesehen, wie in 2 gezeigt. Die Schraubenbohrung 310 weist an einer inneren Umfangsfläche ein Innengewinde auf, das mit dem Außengewinde der in die gestufte Bohrung 110 der Platte 11 (der Magnetplatte 10) eingesetzten Schraube 120 verschraubt werden kann.
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Der Läufer 20 erzeugt im Zusammenwirken mit der Magnetplatte 10 eine Antriebskraft zum Veranlassen einer linearen Bewegung des Läufers 20. Der Läufer 20 umfasst einen Kern 21, der als Hauptkörper dient, und eine Spule 22, wie in den 1 und 2 gezeigt. Der Kern 21 ist ein Element, das als Hauptkörper des Läufers 20 dient. Der Kern 21 ist beispielsweise als Struktur konfiguriert, die durch Aufeinanderschichten mehrerer aus einem magnetischen Material bestehenden Platten hergestellt wird. Die Spule 22 ist ein um (später beschriebene) Hauptzähne 211 des Kerns 21 gewickelter Draht. Der Spule 22 wird von einer externen Stromversorgungsvorrichtung elektrischer Strom in Form von Wechselstrom zugeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird auf die Darstellung von Kabeln, etc. zur Zufuhr von elektrischem Strom zu der Spule 22 des Läufers 20 verzichtet.
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Der Kern 21 umfasst in einer Oberfläche auf der Seite Z2 eine Nut 210, wie in den 1 und 2 gezeigt. Die Nut 210 ist ein Bereich, der von der Oberfläche auf der Seite Z2 des Kerns 21 zu seiner Seite Z1 in einer invers konkaven Form eingerückt ist. Die Nut 210 erstreckt sich entlang der X-Richtung des Kerns 21. In der Nut 210 gemäß dem vorliegenden Beispiel sind (später beschriebene) Zusatzzähne 212 so vorgesehen, dass sie in deren Erstreckungsrichtung (der X-Richtung) quer über die Nut 210 verlaufen.
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Der Kern 21 ist in der Y-Z-Ebene in einen Aufnahmebereich S1 und einen Öffnungsbereich S2 unterteilt, wie in 3 gezeigt. Der Aufnahmebereich S1 ist ein Bereich, in dem mehrere Hauptzähne 211 und Zusatzzähne 212 ausgebildet sind, wie in 4A gezeigt. Die Hauptzähne 211 sind Zähne, in die die Spule 22 gewickelt ist. Die Zusatzzähne 212 sind Zähne, die zwischen benachbarten Hauptzähnen 211 vorgesehen sind. Die Hauptzähne 211 und die Zusatzzähne 212 sind abwechselnd ausgebildet. Der Aufnahmebereich S1 des Kerns 21 liegt dem Schubkraftbereich D1 der Magnetplatte 10 in der Richtung Z1 gegenüber, wie in 2 gezeigt.
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Der Öffnungsbereich S2 ist ein Bereich, der dem schubkraftfreien Bereich D2 der Magnetplatte 10 gegenüberliegt, und ist in der vorstehend erwähnten Nut 210 ausgebildet. In dem Öffnungsbereich S2 sind keine Hauptzähne 211 ausgebildet, und es sind nur die Zusatzzähne 212 ausgebildet, wie in FIG.
4B gezeigt. Anders ausgedrückt sind die Hauptzähne 211 nur in dem Aufnahmebereich S1 auf der Seite Y1 und dem Aufnahmebereich S1 auf der Seite Y2 ausgebildet. Überdies verlaufen die Zusatzzähne 212 von dem Aufnahmebereich S1 auf der Seite Y1 quer über den Öffnungsbereich S2 und erstrecken sich bis zu dem Aufnahmebereich S1 auf der Seite Y2.
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Wie in 2 gezeigt, sind der Öffnungsbereich S2 des Läufers 20 und der schubkraftfreie Bereich D2 der Magnetplatte 10 bei einer Konfiguration des Läufers 20 und der Magnetplatte 10 als Linearmotor 1 so eingestellt, dass sich die Mitten in der Y-Richtung im Wesentlichen decken. Überdies ist die Breite W1 des Öffnungsbereichs S2 des Läufers 20 so eingestellt, dass sie breiter als die Breite W2 des schubkraftfreien Bereichs D2 der Magnetplatte 10 ist. Der Grund hierfür ist, dass, wenn das Ende des Öffnungsbereichs S2 des Läufers 20 so angeordnet ist, dass es das Innere des schubkraftfreien Bereichs D2 der Magnetplatte 10 in der Y-Richtung vorspannt, der von dem Läufer 20 erzeugte Magnetfluss zu einer Fokussierung auf das Ende der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 tendiert. Aus diesem Grund ist es in einem Zustand, in dem die beiderseitigen Mitten des Öffnungsbereichs S2 des Läufers 20 und des schubkraftfreien Bereichs D2 der Magnetplatte 10 im Wesentlichen zusammenstimmen, vorzuziehen, dass die Breite W1 des Öffnungsbereichs S2 so eingestellt wird, dass sie zumindest mit der Breite W2 des schubkraftfreien Bereichs D2 übereinstimmt, und noch bevorzugter wird sie breiter als die Breite W2 des schubkraftfreien Bereichs D2 gehalten. Das Verhältnis der Breite W1 des Öffnungsbereichs S2 zur Breite W2 des schubkraftfreien Bereichs D2 ist beispielsweise vorzugsweise auf einen Bereich von 1,1 bis 1,0 eingestellt.
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Werden Ein-Phasen-Wechselstrom oder Drei-Phasen-Wechselstrom als elektrischer Strom an die Spule 22 des wie vorstehend beschrieben konfigurierten Läufers 20 angelegt, wirken eine Anziehungskraft und eine Abstoßungskraft zwischen dem von der Spule 22 erzeugten Magnetfluss (dem sich verlagernden Magnetfeld) und dem Magnetfeld der Magnetplatte 10, und auf den Läufer 20 wird von der Komponente die Schubkraft in seiner Bewegungsrichtung (der X-Richtung) aufgebracht. Mittels dieser Schubkraft bewegt sich der Läufer 20 linear entlang der X-Richtung, in der die Dauermagnete 12 der Magnetplatte 10 angeordnet sind, wie in 1 gezeigt.
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Die vorstehend erläuterte Schubkraft wird von der Anziehungskraft und Abstoßungskraft erzeugt, die zwischen dem von dem Aufnahmebereich S1 des Kerns 21 (des Läufers 20) in dem Schubkraftbereich D1 der Magnetplatte 10 erzeugten Magnetfluss (nach unten zeigender durchgehender Pfeil) und dem Magnetfeld der Magnetplatte 10 wirken, wie in 2 gezeigt. Andererseits sind in dem schubkraftfreien Bereich D2 der Magnetplatte 10 keine Dauermagnete 12 vorgesehen, und die zur Erzeugung eines Magnetflusses erforderlichen Hauptzähne 211 sind in dem Öffnungsbereich S2 des Kerns 21 nicht ausgebildet. Aus diesem Grund ist der an der Spule 22 erzeugte Magnetfluss zwischen dem schubkraftfreien Bereich D2 und dem Öffnungsbereich S2 im Vergleich zu dem zwischen dem Schubkraftbereich D1, in dem Hauptzähne 211 ausgebildet sind, und dem Aufnahmebereich S1 schwach, und daher wirkt zwischen dem von der Spule 22 erzeugten Magnetfluss und dem Magnetfeld der Magnetplatte 10 keine Anziehungskraft und Abstoßungskraft; deshalb wird an dem Läufer 20 fast keine Schubkraft erzeugt.
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Das Phänomen eines fast vollständigen Fehlens der zwischen dem vorstehend erwähnten schubkraftfreien Bereich D2 und dem Öffnungsbereich S2 erzeugten Schubkraft kann ähnlich auch zwischen dem Öffnungsbereich S2 und dem Kern einer herkömmlichen Konfiguration auftreten, bei der die Hauptzähne 211 und Zusatzzähne 212 in dem gesamten Bereich vorgesehen sind. Da bei dem Kern mit einer derartigen herkömmlichen Konfiguration der von dem Läufer 20 erzeugte Magnetfluss auf die Enden der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 fokussiert ist, werden die auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 jedoch entmagnetisiert.
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Bei der Konfiguration gemäß dem vorliegenden Beispiel konzentriert sich andererseits der an dem Läufer 20 (dem Öffnungsbereich S2 des Kerns 21) erzeugte Magnetfluss kaum auf die Enden der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12, wie in 2 gezeigt. 2 zeigt den an dem Kern mit der herkömmlichen Konfiguration, bei dem die Hauptzähne 211 und die Zusatzzähne 212 in dem gesamten Bereich vorgesehen sind, erzeugten Magnetfluss durch den gestrichelten Pfeil; bei der Magnetplatte 10 und dem Kern 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform konzentriert sich der Magnetfluss gemäß der gestrichelten Linie wie in der Darstellung jedoch kaum auf die auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Enden der Dauermagnete 12. Daher ist bei dem vorstehend erwähnten Linearmotor 1 gemäß dem vorliegenden Beispiel eine Unterdrückung der Entmagnetisierung der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 möglich.
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(Ausführungsform)
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5 ist eine Schnittansicht eines Öffnungsbereichs S2 eines Läufers 20A gemäß einer Ausführungsform. 5 entspricht einem Querschnitt entlang der Linie II-II gemäß 3. Bei der Ausführungsform sind mit dem ersten Beispiel übereinstimmenden Abschnitten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, und ansonsten wird auf redundante Erläuterungen verzichtet.
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Wie in 5 gezeigt, sind in dem Öffnungsbereich S2 eines Kerns 21A des Läufers 20A gemäß der Ausführungsform weder Hauptzähne 211 noch Zusatzzähne 212 ausgebildet, und es ist nur die Spule 22 vorhanden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Konfiguration des Aufnahmebereichs S1 des Kerns 21A mit dem ersten Beispiel übereinstimmt (siehe 4A), obwohl dies nicht dargestellt ist. Wenn der Aufnahmebereichs S1 des Kerns 21A auf diese Weise von den mehreren Hauptzähnen 211 und Zusatzzähnen 212 gebildet wird, kann für den Öffnungsbereich S2 eine Konfiguration vorgesehen sein, bei der weder Hauptzähne 211 noch Zusatzzähne 212 ausgebildet sind.
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Da sich auch bei dem Läufer 20A gemäß der Ausführungsform der von dem Läufer 20A (dem Öffnungsbereich S2 des Kerns 21A) erzeugte Magnetfluss kaum auf die Enden der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 konzentriert, ist es möglich, die Entmagnetisierung der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 zu unterdrücken.
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(Weitere Ausführungsform)
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6A ist eine Schnittansicht eines Aufnahmebereichs S1 eines Läufers 20B gemäß einer weiteren Ausführungsform. 6A entspricht einem Querschnitt entlang der Linie I-I in 3. 6B ist eine Schnittansicht eines Öffnungsbereichs S2 des Läufers 20B gemäß der weiteren Ausführungsform. 6B entspricht einem Querschnitt entlang der Linie II-II in 3.
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Wie in 6A gezeigt, sind gemäß der weiteren Ausführungsform nur die mehreren Hauptzähne 211 in dem Aufnahmebereich S1 des Kerns 21B des Läufers 20B ausgebildet, und die Zusatzzähne 212 sind nicht ausgebildet. Überdies sind, wie in 6B gezeigt, die Hauptzähne 211 nicht in dem Öffnungsbereich S2 des Kerns 21B des Läufers 20B gemäß der weiteren Ausführungsform ausgebildet, und nur die Spule 22 ist vorhanden. Wird der Aufnahmebereich S1 des Kerns 21 in dieser Weise nur von den Hauptzähnen 211 gebildet, kann der Öffnungsbereich S2 in einer Konfiguration ausgestaltet sein, in der keine Hauptzähne 211 ausgebildet sind.
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Da sich auch bei dem Läufer 20B gemäß der weiteren Ausführungsform der von dem Läufer 20B (dem Öffnungsbereich S2 des Kerns 21B) erzeugte Magnetfluss kaum auf die auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Enden der Dauermagnete 12 konzentriert, ist es möglich, eine Entmagnetisierung der auf beiden Seiten des schubkraftfreien Bereichs D2 angeordneten Dauermagnete 12 zu unterdrücken.
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(Modifizierte Beispiele)
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Das erste Beispiel zeigt einen Linearmotor, bei dem die gleichen Zusatzzähne 212 als Aufnahmebereich S1 in dem Öffnungsbereich S2 ausgebildet sind, wie in 4B gezeigt; es besteht jedoch keine diesbezügliche Einschränkung. Der Bereich, in dem Zusatzzähne 212 ausgebildet sind oder nicht, kann sich in der X-Richtung des Kerns 21 überlagern. Im Zusammenhang mit dem ersten Beispiel ist ein Linearmotor erläutert, bei dem der Öffnungsbereich S2 des Läufers 20 in der Y-Richtung in der Mitte vorgesehen ist; es besteht jedoch keine diesbezügliche Einschränkung. Der Öffnungsbereich S2 des Läufers 20 kann an mehreren Stellen in der Y-Richtung vorgesehen sein.
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Im Zusammenhang mit dem ersten Beispiel ist ein Linearmotor erläutert, bei dem die Magnetplatte 10 als feste Seite und der Läufer 20 als Antriebsseite definiert ist; es besteht jedoch keine diesbezügliche Einschränkung. Bei dem Linearmotor 1 kann die Magnetplatte 10 als Antriebsseite und der Läufer 20 als feste Seite definiert sein (ähnliches gilt für die Ausführungsform und weitere Ausführungsform).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linearmotor;
- 10
- Magnetplatte;
- 11
- Platte;
- 12
- Dauermagnet;
- 20, 20A, 20B
- Läufer;
- 21, 21A, 21B
- Kern;
- 22
- Spule;
- 30
- Maschinenmontageelement;
- 210
- Nut;
- 211
- Hauptzahn;
- 212
- Zusatzzahn;
- D1
- Schubkraftbereich;
- D2
- schubkraftfreier Bereich;
- S1
- Aufnahmebereich;
- S2
- Öffnungsbereich
