JP2001231244A

JP2001231244A - リニアモータ用シャフト

Info

Publication number: JP2001231244A
Application number: JP2000034069A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Takebe; 浩太郎武部
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で寸法精度が高いリニアモータ用
シャフトを提供する。【解決手段】ＡｌあるいはＳＵＳ等の非磁性金属から
成るスリーブ１１の内壁１１ａ側に、外周面のそれぞれ
がＮ極あるいはＳ極に着磁された円弧状のボンド磁石か
ら成る磁極片１２ａ，１２ｂを、上記互いに隣接する磁
極同士が異なるように順次埋設してリニアモータ用シャ
フトを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータのス
テータとして用いられるリニアモータ用シャフトに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤの光ヘッドやプリンタの印字ヘッド
などの直線運動を要求される部品を移送する移送機構と
して、リニアモータが多く使用されている。図４
（ａ），（ｂ）は、従来のリニアモータの概略を示す図
で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図である。リニ
アモータ２０は、ステータ部である円筒状のガイドシャ
フト２１と、このガイドシャフト２１に嵌合支持され、
上記ガイドシャフト２１の長手方向に往復運動する可動
部であるスライダー２２とから構成される。スライダー
２２は、図４（ｂ）に示すように、上面に光ヘッド等の
直線上を移送する部品Ｓを搭載するための平板状のステ
ージ２３と、このステージ２３の下方に設けられた駆動
部２４とから成り、この駆動部２４内には、ガイドシャ
フト２１の長手方向に沿って配列されたそれぞれにコイ
ル２５が巻かれた複数のボビン２６が設けられている。
なお、図４（ｃ）に示すように、上記ガイドシャフト２
１はボビン２６に巻かれた各コイル２５を貫通するよう
に配置されている。また、スライダー２２のガイドシャ
フト２１の外周部近傍には、図示しない磁気センサが配
置されている。

【０００３】ガイドシャフト２１は、例えば、図５
（ａ）に示すように、Ｍｎ−Ａｌ焼結体から成る中空円
筒状の磁性体で、外周部の長手方向には、図５（ｂ）に
示すような、互いに隣接する磁極同士が異なる着磁パタ
ーンが所定のピッチＰで着磁されている。また、この径
方向に関しては、図５（ｃ）に示すように、駆動用の着
磁パターンＰＡと位置検出用の着磁パターンＰＢとが、
約１８０度の区間にそれぞれ着磁されている。なお、セ
ンサレスのリニアモータの場合には、上記着磁パターン
ＰＢは不用である。リニアモータ２０は、周知のよう
に、スライダー２２に設けられた複数個のコイル２５の
それぞれに所定の通電パターンの電流を流し、上記コイ
ル２５がガイドシャフト２１の磁性体から推力を受ける
ことにより、スライダー２２をガイドシャフト２１の長
手方向に移動させる。このとき、磁気センサにより、位
置検出用の着磁パターンＰＢを読み取り、スライダー２
２の位置をフィードバック制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記Ｍｎ−
Ａｌの円筒形磁性体は、通常、粉体冶金法の１つである
熱間押し出し法により形成され、その後所定の磁化パタ
ーンに着磁される。しかしながら、これをガイドシャフ
ト２１として使用するためには、例えば軸受けの内，外
輪などの中空部品を研削するセンタレス研磨を行ってそ
の外周面を仕上げ加工する必要があるため、製作工程が
多くなり高価であった。また、Ｍｎ−Ａｌ磁性体等の焼
結体は一般に硬くて脆く加工性がよくないので、外周面
の寸法精度が十分でないといった問題点があった。

【０００５】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、簡単な構成で寸法精度が高いリニアモータ用シ
ャフトを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のリニアモータ用シャフトは、スリーブ状のシャフトの
内壁に、互いに隣接する磁極同士が異なる、スリーブ状
または円弧状の複数個の磁石を上記スリーブの長手方向
に渡って配設して構成したものである。

【０００７】請求項２に記載のリニアモータ用シャフト
は、上記磁石を、樹脂バインダに磁性粉を分散させた磁
石組成物を成形して作製したものである。

【０００８】請求項３に記載のリニアモータ用シャフト
は、上記磁性粉を希土類合金としたものである。

【０００９】請求項４に記載のリニアモータ用シャフト
は、上記磁性粉を、異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金としたも
のである。

【００１０】請求項５に記載のリニアモータ用シャフト
は、スリーブ状のシャフトの内壁に、互いに隣接する磁
極同士が異なるように着磁された、スリーブ状または円
弧状または半円状の長尺磁石を配設して構成したもので
ある。

【００１１】請求項６に記載のリニアモータ用シャフト
は、上記長尺磁石をスリーブとほぼ同一の長さとしたも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図１（ａ），（ｂ）は本実
施の形態に係わるリニアモータ用シャフトの構成を示す
図で、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は横断面図であ
る。本実施の形態のリニアモータ用シャフト１０は、Ａ
ｌあるいはＳＵＳ等の非磁性金属から成るスリーブ１１
の内壁１１ａ側に円弧状の駆動用磁石１２を配設したも
ので、この駆動用磁石１２は、外周面がＮ極の磁極片１
２ａと外周面がＳ極に着磁された磁極片１２ｂとを、ス
リーブ１１の内壁１１ａの長手方向に渡って交互に直列
に配設して作製される。上記円弧状の磁極片１２ａ，１
２ｂは、周長がスリーブ１１の内壁１１ａの半周程度の
長さを有し、かつ外周の曲率がスリーブ１１の内周の曲
率と同じである。上記円弧状の磁極片１２ａ，１２ｂの
作製方法について説明する。はじめに、例えば、Ｓｍ−
Ｆｅ−Ｎ合金等の希土類合金の粉末（磁性粉）をナイロ
ン等のバインダと混練した樹脂磁石組成物のペレットを
作製し、これを射出成形あるいは圧縮成形により、図２
（ａ）に示すような、円弧状のボンド磁石の長尺体１２
Ｌを得る。次に、上記長尺体１２Ｌを着磁装置により円
弧の頂点の方向Ｘ（図２の破線で示す矢印の方向）に、
その外周面の磁極がＮ極あるいはＳ極になるように着磁
する。その後、上記着磁された長尺体１２Ｌを所定のピ
ッチＰと同じ長さの複数の磁極片に切断することによ
り、外周面がそれぞれがＮ極あるいはＳ極であるボンド
磁石の磁極片１２ａ，１２ｂを得る。なお、ボンド磁石
は、可撓性に富み加工性もよいので、上記長尺体１２Ｌ
からは容易に複数の磁極片１２ａ，１２ｂを切断して得
ることができる。

【００１３】上記スリーブ１１は非磁性材料であるの
で、リニアモータ用シャフト１０の磁化パターンは、上
記磁極片１２ａ，１２ｂの配列で決定される。したがっ
て、スリーブ１１の内壁１１ａ側に、上記ピッチＰと同
じ長さのボンド磁石磁極片１２ａ，１２ｂを、互いに隣
接する磁極同士が異なるように順次埋設して駆動用磁石
１２とすれば、長手方向に対して、上記図５（ｂ）に示
すような従来の磁化パターンと同様の磁化パターンを有
するリニアモータ用シャフト１０を作製することができ
る。また、本実施の形態のリニアモータ用シャフト１０
は、Ｍｎ−Ａｌ磁石よりも高磁力の異方性Ｓｍ−Ｆｅ−
Ｎボンド磁石を用いているので、磁化パターンを急峻に
でき、ピッチの細かい磁化パターンを必要とするリニア
モータ用シャフトにも対応可能である。また、リニアモ
ータ用シャフト１０の外周部を構成するスリーブ１１
は、加工性に優れたＡｌあるいはＳＵＳ等の金属材料か
ら成るので、スリーブ１１の外周面の仕上げ精度を向上
させることができ、リニアモータの走行性を安定させる
ことができる。更に、金属性のスリーブ１１は汎用性が
あるため安価であるので、リニアモータ用シャフト１０
の製造コストを低減することができる。

【００１４】なお、上記実施の形態では、長尺体１２Ｌ
を着磁した後に切断したが、長尺体１２ＬをピッチＰと
同じ長さの複数の磁極片に切断した後着磁を行ってもよ
い。また、図３（ａ）に示すように、円弧状の所定の長
さＱの長尺体１２ｃに、交互にＮ極あるいはＳ極に外周
面を着磁した磁石を複数個、スリーブ１１の内壁１１ａ
側に固着してもよい。また、図３（ｂ）に示すように、
スリーブ１１と同一の長さの長尺体１２Ｚに、交互にＮ
極あるいはＳ極に外周面を着磁して形成した磁石をスリ
ーブ１１の内壁１１ａ側に固着してもよい。また、ボン
ド磁石を構成する磁性粉としては、異方性Ｓｍ−Ｆｅ−
Ｎ合金に限るものではなく、例えば、Ｓｍ−Ｃｏ合金等
の他の高磁力を有す磁性粉を用いてもよい。なお、駆動
用磁石１２は円弧状に限らず、スリーブ状として形成し
てもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、スリーブ状のシャフトの内壁に、互いに
隣接する磁極同士が異なる、スリーブ状または円弧状の
複数個の磁石を上記スリーブの長手方向に渡って配設し
て構成したので、簡単な構成で寸法精度が高いリニアモ
ータ用シャフトを得ることできる。

【００１６】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記磁石を、樹脂バインダに磁性粉を分散させた磁石組成
物を成形して作製したので、安価で加工性のよい磁石を
得ることができる。請求項３に記載の発明によれば、上
記磁性粉を、希土類合金とすることにより、ボンド磁石
の磁力を高めたので、磁化パターンを急峻にでき、ピッ
チの細かい磁化パターンを必要とするリニアモータ用シ
ャフトにも対応できる。請求項４に記載の発明によれ
ば、上記磁性粉を、異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金としたの
で、ボンド磁石の磁力を確実に高めることができる。

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、スリーブ
状のシャフトの内壁に、互いに隣接する磁極同士が異な
るように着磁された、スリーブ状または円弧状もしくは
半円状の長尺磁石を配設して構成したので、簡単な構成
で寸法精度が高いリニアモータ用シャフトを得ることで
きる。また、請求項６に記載の発明によれば、上記長尺
磁石をスリーブとほぼ同一の長さとしたので、磁石片配
列することなくリニアモータ用シャフトを作製すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わるリニアモータ用
シャフトの構成を示す図である。

【図２】本実施の形態に係わる磁極片の形状以上を示
す図である。

【図３】本実施の形態に係わるリニアモータ用シャフ
トの他の構成を示す図である。

【図４】従来のリニアモータの構成を示す図である。

【図５】従来のリニアモータ用シャフトの構成を示す
図である。

【符号の説明】

１０リニアモータ用シャフト、１１スリーブ、１１
ａスリーブの内壁、１２駆動用磁石、１２Ｌ，１２
ｃ，１２ｚ長尺体、１２ａ，１２ｂ磁極片。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スリーブ状のシャフトの内壁に、互いに
隣接する磁極同士が異なる、スリーブ状または円弧状の
複数個の磁石を上記スリーブの長手方向に渡って配設し
て成ることを特徴とするリニアモータ用シャフト。
【請求項２】上記磁石は、樹脂バインダに磁性粉を分
散させた磁石組成物を成形して成ることを特徴とする請
求項１記載のリニアモータ用シャフト。
【請求項３】上記磁性粉は、希土類合金であることを
特徴とする請求項２記載のリニアモータ用シャフト。
【請求項４】上記磁性粉は、異方性Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合
金であることを特徴とする請求項３記載のリニアモータ
用シャフト。
【請求項５】スリーブ状のシャフトの内壁に、互いに
隣接する磁極同士が異なるように着磁された、スリーブ
状または円弧状もしくは半円状の長尺磁石を配設して成
ることを特徴とするリニアモータ用シャフト。
【請求項６】上記長尺磁石はスリーブとほぼ同一の長
さであることを特徴とする請求項５記載のリニアモータ
用シャフト。