JP2002142439A - リニアモータとその製造方法 - Google Patents
リニアモータとその製造方法Info
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- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来技術によるリニアモータは、電機子と可動
子間には漏れ磁束も多く、電流を多く流しても推力が小
さい問題点が多い。さらに、電機子と可動子の間に磁気
吸引力が一方向に働くため、可動子の支持機構に大きな
負担がかかり、構造に歪みが生じて様々な弊害を生じ
る。 【解決手段】磁性体で形成されたコアと該コアに巻回し
た巻線とを有する電機子と、該電機子と空隙を介して相
対移動可能に支持された可動子とを備えたリニアモータ
で、該可動子の移動方向に沿って所定ピッチでかつ可動
子を介して対向するように可動子の上下に設けられた磁
極歯と、これら磁極歯に隣接する磁極歯及び対向する磁
極歯が異極となるように励磁する巻線とを備え、可動
子，磁極歯，巻線によりリニアモータを構成し、前記巻
線を所定の制御回路に従って励磁することによって可動
子を相対的に往復移動させることを特徴とするリニアモ
ータ。
子間には漏れ磁束も多く、電流を多く流しても推力が小
さい問題点が多い。さらに、電機子と可動子の間に磁気
吸引力が一方向に働くため、可動子の支持機構に大きな
負担がかかり、構造に歪みが生じて様々な弊害を生じ
る。 【解決手段】磁性体で形成されたコアと該コアに巻回し
た巻線とを有する電機子と、該電機子と空隙を介して相
対移動可能に支持された可動子とを備えたリニアモータ
で、該可動子の移動方向に沿って所定ピッチでかつ可動
子を介して対向するように可動子の上下に設けられた磁
極歯と、これら磁極歯に隣接する磁極歯及び対向する磁
極歯が異極となるように励磁する巻線とを備え、可動
子，磁極歯，巻線によりリニアモータを構成し、前記巻
線を所定の制御回路に従って励磁することによって可動
子を相対的に往復移動させることを特徴とするリニアモ
ータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータとそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】特に、電機子に一つのコイルを巻回して向
かい合う磁極歯が互い違いになる磁極を上部と下部２ヶ
所に有するリニアモータ及びその製造方法に関する。
かい合う磁極歯が互い違いになる磁極を上部と下部２ヶ
所に有するリニアモータ及びその製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来のリニアモータは様々な構造のリニ
アモータが考えられている。しかし、従来のリニアモー
タは回転機を切り開いて直線駆動する構造のものが多く
用いられている。
アモータが考えられている。しかし、従来のリニアモー
タは回転機を切り開いて直線駆動する構造のものが多く
用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のリニアモータは
回転機を切り開いて直線駆動する構造のものであるた
め、電機子と可動子間の漏れ磁束が多く、励磁電流に対
するモータの推力が小さくモータ効率が悪い。さらに、
電機子と可動子の間に磁気吸引力が一方向に働くため、
可動子の支持機構に大きな負担がかかり、構造に歪みが
生じて様々な弊害を生じ実用化が困難であった。
回転機を切り開いて直線駆動する構造のものであるた
め、電機子と可動子間の漏れ磁束が多く、励磁電流に対
するモータの推力が小さくモータ効率が悪い。さらに、
電機子と可動子の間に磁気吸引力が一方向に働くため、
可動子の支持機構に大きな負担がかかり、構造に歪みが
生じて様々な弊害を生じ実用化が困難であった。
【０００５】本発明の一つの目的は、電機子と可動子間
を通る磁束の漏れを少なくして、電機子と可動子間に生
ずる一方向の磁気吸引力を小さくするリニアモータとそ
の製造方法を提供することにある。
を通る磁束の漏れを少なくして、電機子と可動子間に生
ずる一方向の磁気吸引力を小さくするリニアモータとそ
の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】磁性体で形成されたコア
と該コアに巻回した巻線とを有する電機子と、該電機子
と空隙を介して相対移動可能に支持された可動子とを備
えたリニアモータで、該可動子の移動方向に沿って所定
ピッチでかつ可動子を介して対向するように可動子の上
下に設けられた磁極歯と、これら磁極歯に隣接する磁極
歯及び対向する磁極歯が異極となるように励磁する巻線
とを備え、可動子，磁極歯，巻線によりリニアモータを
構成し、前記巻線を所定の制御回路に従って励磁するこ
とによって可動子を相対的に往復移動させることを特徴
とするリニアモータ。
と該コアに巻回した巻線とを有する電機子と、該電機子
と空隙を介して相対移動可能に支持された可動子とを備
えたリニアモータで、該可動子の移動方向に沿って所定
ピッチでかつ可動子を介して対向するように可動子の上
下に設けられた磁極歯と、これら磁極歯に隣接する磁極
歯及び対向する磁極歯が異極となるように励磁する巻線
とを備え、可動子，磁極歯，巻線によりリニアモータを
構成し、前記巻線を所定の制御回路に従って励磁するこ
とによって可動子を相対的に往復移動させることを特徴
とするリニアモータ。
【０００７】言い換えると、該リニアモータは電機子と
相対的に移動可能な可動子からなるリニアモータであっ
て、該リニアモータは更に前記電機子の一方の磁極に磁
気的に結合され、該可動子の移動方向に対し略垂直方向
に第１段及び第２段に分けて配列した一方の磁極歯列
と、前記可動子の他方の磁極に磁気的に結合され、該可
動子の移動方向に対し略垂直方向に第１段及び第２段に
分けて配列した他方の磁極配列とを有し、該一方に設け
た磁極配列の第１段の磁極歯と該他方に設けた磁極歯列
の第１段の磁極歯が該可動子の移動方向に対して交互に
配置され、該一方に設けた磁極配列の第２段の磁極歯と
該他方に設けた磁極歯列の第２段の磁極歯が該可動子の
移動方向に対して交互に配置され、該一方及び該他方の
第１段の磁極歯列と該一方及び該他方に設けた第２段の
磁極歯列の間に該可動子が配列された構成にすれば良
い。
相対的に移動可能な可動子からなるリニアモータであっ
て、該リニアモータは更に前記電機子の一方の磁極に磁
気的に結合され、該可動子の移動方向に対し略垂直方向
に第１段及び第２段に分けて配列した一方の磁極歯列
と、前記可動子の他方の磁極に磁気的に結合され、該可
動子の移動方向に対し略垂直方向に第１段及び第２段に
分けて配列した他方の磁極配列とを有し、該一方に設け
た磁極配列の第１段の磁極歯と該他方に設けた磁極歯列
の第１段の磁極歯が該可動子の移動方向に対して交互に
配置され、該一方に設けた磁極配列の第２段の磁極歯と
該他方に設けた磁極歯列の第２段の磁極歯が該可動子の
移動方向に対して交互に配置され、該一方及び該他方の
第１段の磁極歯列と該一方及び該他方に設けた第２段の
磁極歯列の間に該可動子が配列された構成にすれば良
い。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。また、図中において、同一符号
で示す構成要素は、同一物又は相当物である。
図面を用いて説明する。また、図中において、同一符号
で示す構成要素は、同一物又は相当物である。
【０００９】図１は本発明の一実施形態によるリニアモ
ータの基本構成図を示す。
ータの基本構成図を示す。
【００１０】図１（ａ）は、本発明の一実施形態による
リニアモータの基本構成であり、図２（ｂ）は、それら
の基本構成を多極化にした概略の一例を示す。
リニアモータの基本構成であり、図２（ｂ）は、それら
の基本構成を多極化にした概略の一例を示す。
【００１１】図１（ａ）において、５１は第一の対向部
を有するコアであり、５２は第二の対向部を有するコア
である。前記コア５１と前記コア５２には上部と下部の
磁極が互い違いになるように構成されている。
を有するコアであり、５２は第二の対向部を有するコア
である。前記コア５１と前記コア５２には上部と下部の
磁極が互い違いになるように構成されている。
【００１２】ここで、前記コア５１の上部磁極歯１１ａ
と下部磁極歯２１ｂを第一の対向部と定義し、前記コア
５２の下部磁極歯１２ｂと上部磁極歯２２ａを第二の対
向部と定義する。よって、（２ｎ−１）番目のコアは第
一の対向部、（２ｎ）番目のコアは第二の対向部になる
ように電機子を構成する（但し、ｎ＝１，２，３，…
…）。
と下部磁極歯２１ｂを第一の対向部と定義し、前記コア
５２の下部磁極歯１２ｂと上部磁極歯２２ａを第二の対
向部と定義する。よって、（２ｎ−１）番目のコアは第
一の対向部、（２ｎ）番目のコアは第二の対向部になる
ように電機子を構成する（但し、ｎ＝１，２，３，…
…）。
【００１３】また、図１（ａ）に示すように、前記コア
５１と前記コア５２には一つの巻線４が巻回されるが、
複数箇所に分割して巻回しても良い。
５１と前記コア５２には一つの巻線４が巻回されるが、
複数箇所に分割して巻回しても良い。
【００１４】可動子６は前記コア５１の第一の対向部に
挟持され、かつ、可動子が前記コア５２の第二の対向部
に挟持され、電機子とは相対移動することを特徴とする
リニアモータである。ここに、電機子はコアと巻線４か
らなり、可動子は永久磁石，磁性体，非磁性体からな
る。
挟持され、かつ、可動子が前記コア５２の第二の対向部
に挟持され、電機子とは相対移動することを特徴とする
リニアモータである。ここに、電機子はコアと巻線４か
らなり、可動子は永久磁石，磁性体，非磁性体からな
る。
【００１５】また、各対向部の上部磁極歯と下部磁極歯
の間に一定のギャップ８を設け、ギャップ８に前記可動
子を通すと、可動子が第一の対向部に挟持され、かつ、
可動子が前記第二の対向部に挟持された構造を形成す
る。上記により、本実施形態のリニアモータ各対向部の
上部磁極歯と下部磁極歯の間ギャップには磁束が上部と
下部の磁極歯間を交番して上下に流れる電機子を形成
し、ギャップを通して可動子が相対移動する構造にな
る。
の間に一定のギャップ８を設け、ギャップ８に前記可動
子を通すと、可動子が第一の対向部に挟持され、かつ、
可動子が前記第二の対向部に挟持された構造を形成す
る。上記により、本実施形態のリニアモータ各対向部の
上部磁極歯と下部磁極歯の間ギャップには磁束が上部と
下部の磁極歯間を交番して上下に流れる電機子を形成
し、ギャップを通して可動子が相対移動する構造にな
る。
【００１６】図２に、本実施形態のリニアモータの磁束
が流れる概念と積層鋼板により組み立てられた概略図を
示す。
が流れる概念と積層鋼板により組み立てられた概略図を
示す。
【００１７】上記のような構成にすれば、図２（ａ）に
示すように電機子３の各対向部の上部磁極歯（１１ａ，
２２ａ）と下部磁極歯（２１ｂ，１２ｂ）の間のギャッ
プには磁束が上部と下部の磁極歯間を交番して上下に流
れる電機子３を形成し、ギャップを通して可動子６が相
対移動する構造になる。
示すように電機子３の各対向部の上部磁極歯（１１ａ，
２２ａ）と下部磁極歯（２１ｂ，１２ｂ）の間のギャッ
プには磁束が上部と下部の磁極歯間を交番して上下に流
れる電機子３を形成し、ギャップを通して可動子６が相
対移動する構造になる。
【００１８】また、本実施形態のリニアモータでは、可
動子６と上部磁極歯(１１ａ，22ａ)に働く吸引力と可動
子６と下部磁極歯（２１ｂ，１２ｂ）に働く吸引力の大
きさはほぼ同じであり、かつ、吸引力が働く方向は反対
であるので、全体の吸引力は小さくなる。このため、可
動子６と電機子３の磁極歯間の吸引力を小さくすること
ができ、支持機構の負担を小さくできる。
動子６と上部磁極歯(１１ａ，22ａ)に働く吸引力と可動
子６と下部磁極歯（２１ｂ，１２ｂ）に働く吸引力の大
きさはほぼ同じであり、かつ、吸引力が働く方向は反対
であるので、全体の吸引力は小さくなる。このため、可
動子６と電機子３の磁極歯間の吸引力を小さくすること
ができ、支持機構の負担を小さくできる。
【００１９】図２（ｂ）において、電機子３は積層鋼板
からなり、前記第一の対向部と第二の対向部が交互に複
数個配置された構造である。また、電機子３の巻線４が
配置されるコア部と可動子６が挟持される対向部を有す
る磁極部を積層鋼板により分割製作して組み立てること
を示す。
からなり、前記第一の対向部と第二の対向部が交互に複
数個配置された構造である。また、電機子３の巻線４が
配置されるコア部と可動子６が挟持される対向部を有す
る磁極部を積層鋼板により分割製作して組み立てること
を示す。
【００２０】図３は本発明のリニアモータにおける配置
の実施形態概略図を示す。
の実施形態概略図を示す。
【００２１】ここで、図３では、電機子３を２個直列に
並べることを示す。Ａ相，Ｂ相間には電気角９０°の位
相差を持たせて巻線の励磁を切換えることで進行磁界が
発生し、可動子６が相対移動する。
並べることを示す。Ａ相，Ｂ相間には電気角９０°の位
相差を持たせて巻線の励磁を切換えることで進行磁界が
発生し、可動子６が相対移動する。
【００２２】本発明のリニアモータを複数個並列に配列
し、複数個の可動子を一体化しても同様である。
し、複数個の可動子を一体化しても同様である。
【００２３】リニアモータの電機子３を複数個並べ、極
ピッチをＰとするとき、隣り合う相異なる電機子３の磁
極歯とのピッチは（ｋ・Ｐ＋Ｐ／Ｍ）｛（ｋ＝０，１，
２，…），（Ｍ＝２，３，４，…）｝｛ここに、ｋは隣
り合う電機子３の配置可能範囲で自由に選べる数、Ｍは
モータの相数｝とする。
ピッチをＰとするとき、隣り合う相異なる電機子３の磁
極歯とのピッチは（ｋ・Ｐ＋Ｐ／Ｍ）｛（ｋ＝０，１，
２，…），（Ｍ＝２，３，４，…）｝｛ここに、ｋは隣
り合う電機子３の配置可能範囲で自由に選べる数、Ｍは
モータの相数｝とする。
【００２４】なお、本発明の実施形態として、1相，２
相リニアモータについて説明したが、３相，４相，５相
等の多相リニアモータとして利用することができる。
相リニアモータについて説明したが、３相，４相，５相
等の多相リニアモータとして利用することができる。
【００２５】図１９は本発明の電機子を３相配置する一
つの実施形態を示す。
つの実施形態を示す。
【００２６】図１９において、下ハウジング１２０ｂに
各相の電機子ユニットが所定の間隔に収納されるように
凸部１２７を付けることによって、各相の電機子組み立
てが簡単になる。逆に、電機子ユニットに凸部を持たせ
前記下ハウジング１２０ｂに凹部又は溝を設けて同じ機
能を果たす。電機子コアは積層鋼板によるものでもむく
でも、モールドしたものでも良い。
各相の電機子ユニットが所定の間隔に収納されるように
凸部１２７を付けることによって、各相の電機子組み立
てが簡単になる。逆に、電機子ユニットに凸部を持たせ
前記下ハウジング１２０ｂに凹部又は溝を設けて同じ機
能を果たす。電機子コアは積層鋼板によるものでもむく
でも、モールドしたものでも良い。
【００２７】図４は、前記平板状の可動子を円筒型可動
子にした実施形態を示す。
子にした実施形態を示す。
【００２８】図４において、軸３５に強磁性体３６と非
磁性体３７を交互に取り付けた組み合わせとする。ま
た、永久磁石を使用しても良い。また、図４は可動子の
形状に合わせて電機子のコア形状の自由度が高いことを
表している。
磁性体３７を交互に取り付けた組み合わせとする。ま
た、永久磁石を使用しても良い。また、図４は可動子の
形状に合わせて電機子のコア形状の自由度が高いことを
表している。
【００２９】図５は、本発明の実施形態によるリニアモ
ータの断面図を示す。
ータの断面図を示す。
【００３０】図５において、支持機構１４は電機子３側
に、支持機構１５は可動子６側に設けられ相対移動する
可動子６を支持する機構である。よって、可動子６は、
支持機構１４，１５に支持されてトンネルを通るように
ギャップ８を通して相対移動する。
に、支持機構１５は可動子６側に設けられ相対移動する
可動子６を支持する機構である。よって、可動子６は、
支持機構１４，１５に支持されてトンネルを通るように
ギャップ８を通して相対移動する。
【００３１】図６は本発明のリニアモータにおける他の
実施形態の断面図を示す。
実施形態の断面図を示す。
【００３２】図６において、図６（ｂ）第２対向部５２
は図６（ａ）第１対向部５１を裏返したものであり、お
互いを重ねれば図６（ｃ）のようになる。コアの内部に
は設けた複数の貫通穴１０１は第１対向部５１と第２対
向部５２を複数個積層した場合、重なった部分のお互い
の貫通穴が揃える位置に存在する。よって、貫通穴１０
１のを有効に使って、ボルト，リベット等を用いてかし
めすれば良い。
は図６（ａ）第１対向部５１を裏返したものであり、お
互いを重ねれば図６（ｃ）のようになる。コアの内部に
は設けた複数の貫通穴１０１は第１対向部５１と第２対
向部５２を複数個積層した場合、重なった部分のお互い
の貫通穴が揃える位置に存在する。よって、貫通穴１０
１のを有効に使って、ボルト，リベット等を用いてかし
めすれば良い。
【００３３】図７は本発明のリニアモータにおける他の
実施形態の断面図を示す。
実施形態の断面図を示す。
【００３４】図７において、コアの基本形状は図６で示
したものと似ているが、複数の貫通穴１０１を設けるた
めにコアの外側にアーム１０２を出っ張らした構造であ
る。図６と同じく、図７（ｂ）の第２対向部５２は図７
（ａ）第１対向部５１を裏返したものであり、お互いを
重ねれば図７(ｃ)のようになる。複数の貫通穴１０１は
第１対向部５１と第２対向部５２を複数個積層した場
合、重なった部分のお互いの貫通穴が揃える位置に存在
する。
したものと似ているが、複数の貫通穴１０１を設けるた
めにコアの外側にアーム１０２を出っ張らした構造であ
る。図６と同じく、図７（ｂ）の第２対向部５２は図７
（ａ）第１対向部５１を裏返したものであり、お互いを
重ねれば図７(ｃ)のようになる。複数の貫通穴１０１は
第１対向部５１と第２対向部５２を複数個積層した場
合、重なった部分のお互いの貫通穴が揃える位置に存在
する。
【００３５】また、図６と図７で示した貫通穴を部分的
に組み合わせた構造でも良い。
に組み合わせた構造でも良い。
【００３６】図８と図９は本発明のリニアモータにおけ
る分割コアの実施形態の概略を示す。
る分割コアの実施形態の概略を示す。
【００３７】図８において、図８(ａ)は可動子を挟む上
部磁極歯１１ａと下部磁極歯２１ｂであり、図８（ｂ）
は巻線の心に当るコア１２５であり、図８（ｃ）はそれ
らを組み合わせたものを示す。
部磁極歯１１ａと下部磁極歯２１ｂであり、図８（ｂ）
は巻線の心に当るコア１２５であり、図８（ｃ）はそれ
らを組み合わせたものを示す。
【００３８】図９において、上部磁極歯１１ａと下部磁
極歯２１ｂには間欠的に長が違うコア５５ａ積層して、
コア１２５には凹部を持つように間欠的に長が違うコア
55ｂ積層して、上部と下部のコアが接する部分に凹凸を
持たせる構造にして組み合わせた場合を示す。
極歯２１ｂには間欠的に長が違うコア５５ａ積層して、
コア１２５には凹部を持つように間欠的に長が違うコア
55ｂ積層して、上部と下部のコアが接する部分に凹凸を
持たせる構造にして組み合わせた場合を示す。
【００３９】上部と下部のコアが接する部分に凹凸を持
たせる場合、上下方向，左右方向にも押さえる構造にし
ても良いし、その一実施形態として図９（ｅ）に示す。
たせる場合、上下方向，左右方向にも押さえる構造にし
ても良いし、その一実施形態として図９（ｅ）に示す。
【００４０】また、分割した上部磁極歯１１ａ，下部磁
極歯２１ｂ，コア１２５各々の積層鋼板のかしめの方法
の一つとして、図８（ｂ）に示すように鋼板にへこみ１
３０を持たせたものを積層させ最終的に圧力をかけてか
しめする方法もある。また、リベット，溶接，接着材等
でかしめても良い。
極歯２１ｂ，コア１２５各々の積層鋼板のかしめの方法
の一つとして、図８（ｂ）に示すように鋼板にへこみ１
３０を持たせたものを積層させ最終的に圧力をかけてか
しめする方法もある。また、リベット，溶接，接着材等
でかしめても良い。
【００４１】ここで、分割コアにおける巻線作業の長所
について述べる。前記電機子の巻線が配置されるコア部
と前記可動子が挟持される対向部を有する磁極部のコア
を一体化して製作したものに前記巻線４を配置する場
合、コア部の積厚方向に巻数分通す必要がある．しか
し、前記電機子の巻線が配置されるコア部と前記可動子
が挟持される対向部を有する磁極歯部のコアを分割して
製作すれば、巻線４は図１５に示すように簡単に入れる
ことが出来る。
について述べる。前記電機子の巻線が配置されるコア部
と前記可動子が挟持される対向部を有する磁極部のコア
を一体化して製作したものに前記巻線４を配置する場
合、コア部の積厚方向に巻数分通す必要がある．しか
し、前記電機子の巻線が配置されるコア部と前記可動子
が挟持される対向部を有する磁極歯部のコアを分割して
製作すれば、巻線４は図１５に示すように簡単に入れる
ことが出来る。
【００４２】図１０は本発明のリニアモータにおける電
機子の組み立て分解図を示す。
機子の組み立て分解図を示す。
【００４３】図１０において、第１対向部５１と第２対
向部５２の間にダクト１１０を配置したものであり、貫
通穴１０１には固定具１０７を通してかしめする構造で
ある。ここに、固定具１０７はボルト，リベット，ピン
等を用いても良い。また、ダクト１１０には可動子６が
電機子に対して相対移動が自由自在になる構造にして、
更に、可動子の支持する軸受けの機能を持たせる。
向部５２の間にダクト１１０を配置したものであり、貫
通穴１０１には固定具１０７を通してかしめする構造で
ある。ここに、固定具１０７はボルト，リベット，ピン
等を用いても良い。また、ダクト１１０には可動子６が
電機子に対して相対移動が自由自在になる構造にして、
更に、可動子の支持する軸受けの機能を持たせる。
【００４４】図１１は本発明のリニアモータにおけるダ
クト１１０の組み合わせを示す。
クト１１０の組み合わせを示す。
【００４５】図１１において、上部ダクト１０９と下部
ダクト１０８ａ、又は１０８ｂを組み合わせて、ダクト
１１０ａ，ダクト１１０ｂの形状にした一の実施形態を
示す。上部ダクト１０９は非磁性体にし、下部ダクト１
０８ａ，１０８ｂは非磁性体、強磁性体どちらでも良
い。
ダクト１０８ａ、又は１０８ｂを組み合わせて、ダクト
１１０ａ，ダクト１１０ｂの形状にした一の実施形態を
示す。上部ダクト１０９は非磁性体にし、下部ダクト１
０８ａ，１０８ｂは非磁性体、強磁性体どちらでも良
い。
【００４６】図１２から図１５は本発明のリニアモータ
における分割コア他の実施形態を示す。
における分割コア他の実施形態を示す。
【００４７】図１２は図７で示したコアの基本形状を分
割コアにして積層鋼板にした他の実施形態を示す。
割コアにして積層鋼板にした他の実施形態を示す。
【００４８】図１２において、上下のコアを組み合わせ
る時には図９で示す方法は共通である。
る時には図９で示す方法は共通である。
【００４９】図１３は図１２に示した積層鋼板を磁性体
のむくで作った場合の形状を示す。
のむくで作った場合の形状を示す。
【００５０】図１３において、貫通穴１０１はコア内側
に設けても良いし、又はアーム１０２を付けて貫通穴１
０１を設けても良い。又、コア内部貫通穴１０１とアー
ム１０２に設けた貫通穴らは用途に合わせて、部分的に
組み合わせて使っても良い。上下コアの固定は図１４に
示す固定具を用いるか、溶接，接着材等を用いる方法で
も良い。
に設けても良いし、又はアーム１０２を付けて貫通穴１
０１を設けても良い。又、コア内部貫通穴１０１とアー
ム１０２に設けた貫通穴らは用途に合わせて、部分的に
組み合わせて使っても良い。上下コアの固定は図１４に
示す固定具を用いるか、溶接，接着材等を用いる方法で
も良い。
【００５１】図１４は上部のコアと下部のコアに固定具
で噛み合わせた実施形態を示す。
で噛み合わせた実施形態を示す。
【００５２】図１４において、上部コアには固定具１０
５ａ，下部コアには穴１５０ｂを設けて噛み合わせる構
造にしたものである。ここに、固定具１０５ａとしては
ボルト，ビス，ピン，リベット等を用いる。
５ａ，下部コアには穴１５０ｂを設けて噛み合わせる構
造にしたものである。ここに、固定具１０５ａとしては
ボルト，ビス，ピン，リベット等を用いる。
【００５３】図１５は上部コアと下部コアに巻線４を組
み立てた本発明の他の実施形態を示す。
み立てた本発明の他の実施形態を示す。
【００５４】図１５において、コア５は図５に示すコア
５と同じ構成要素であり、巻線４から発生する磁束のコ
アとして作用し、上部の磁極歯１１ａと下部磁極歯２１
ｂの有効磁路にもなる。また、コア５の間に挟まってい
るダクト１０８は非磁性体でも磁性体でも良い。図１５
（ｃ）は固定具１０７を用いて図１５（ａ）と図１５
（ｂ）の部分を組み合わせた一つの実施形態を示す。
５と同じ構成要素であり、巻線４から発生する磁束のコ
アとして作用し、上部の磁極歯１１ａと下部磁極歯２１
ｂの有効磁路にもなる。また、コア５の間に挟まってい
るダクト１０８は非磁性体でも磁性体でも良い。図１５
（ｃ）は固定具１０７を用いて図１５（ａ）と図１５
（ｂ）の部分を組み合わせた一つの実施形態を示す。
【００５５】図１６は本発明のリニアモータにおける電
機子をモールド化した実施形態を示す。
機子をモールド化した実施形態を示す。
【００５６】図１６は巻線と積層鋼板，むく等によるコ
アを分割して組み立てた電機子をモールドしたイメージ
を示す。電機子３は積層鋼板，巻線，支持機構（図示せ
ず）を含めてモールドしたものである。また、電機子３
は図３に示すように電機子を直列に配置して、Ａ相，Ｂ
相の各々を個別にモールドしても良いし、多相を纏めて
モールドしても良い。また、電機子を並列に配置して、
Ａ相，Ｂ相の各々を個別にモールドしても良いし、多相
を纏めてモールドしても良い。
アを分割して組み立てた電機子をモールドしたイメージ
を示す。電機子３は積層鋼板，巻線，支持機構（図示せ
ず）を含めてモールドしたものである。また、電機子３
は図３に示すように電機子を直列に配置して、Ａ相，Ｂ
相の各々を個別にモールドしても良いし、多相を纏めて
モールドしても良い。また、電機子を並列に配置して、
Ａ相，Ｂ相の各々を個別にモールドしても良いし、多相
を纏めてモールドしても良い。
【００５７】電機子３の形状はコアの形状に合わせて、
角材状，円筒状等が可能であり、可動子６も同じく角材
状、図４に示すような円筒状等が可能である。
角材状，円筒状等が可能であり、可動子６も同じく角材
状、図４に示すような円筒状等が可能である。
【００５８】また、上記に述べた分割コアによる組み合
わせの実施形態以外でも、一部だけを採用する組み合わ
せによるものでも良い。各図で示すリニアモータの各々
の構成要素は図番に関係なく跨って組み合わせにしても
良いし、それらの組み合わせをモールドすることも可能
である。
わせの実施形態以外でも、一部だけを採用する組み合わ
せによるものでも良い。各図で示すリニアモータの各々
の構成要素は図番に関係なく跨って組み合わせにしても
良いし、それらの組み合わせをモールドすることも可能
である。
【００５９】図１７は本発明のリニアモータにおいて、
上下のハウジングを用いて組み立てる一つの実施形態を
示す。
上下のハウジングを用いて組み立てる一つの実施形態を
示す。
【００６０】図１７において、コア上部ハウジング１２
０ａと下部ハウジング１２０ｂは固定具１２１を用いて
組み立てしている。ここに、固定具１２１としては、ボ
ルト，リベット，ピン等でも良い。また、接着材，溶接
等による組み立ても可能である。
０ａと下部ハウジング１２０ｂは固定具１２１を用いて
組み立てしている。ここに、固定具１２１としては、ボ
ルト，リベット，ピン等でも良い。また、接着材，溶接
等による組み立ても可能である。
【００６１】図１７（ａ）は巻線がコアの左右に収納さ
れたものであり、図１７（ｂ）と図１７（ｃ）は巻線が
コアの上下に収納されたものの概略を示す。
れたものであり、図１７（ｂ）と図１７（ｃ）は巻線が
コアの上下に収納されたものの概略を示す。
【００６２】図１７（ｃ）に示すように、上部ハウジン
グ１２０ａ片方だけ用いて、下部のコア１２５と固定さ
れたアーム１２６に固定具１２１を用いて組み立てるこ
とも可能である。
グ１２０ａ片方だけ用いて、下部のコア１２５と固定さ
れたアーム１２６に固定具１２１を用いて組み立てるこ
とも可能である。
【００６３】図１８は本発明のリニアモータにおける可
動子製造の一つの実施形態を示す。
動子製造の一つの実施形態を示す。
【００６４】図１８において、可動子６は支持機構１５
と支持部材６１からはしご型の枠に磁極を備えて一体化
することを示す。可動子６ａは永久磁石付可動子を示
し、可動子６ｂはリラクタンス型可動子を示す。前記支
持機構１５は図５に示す支持機構１４と相対的に支持さ
れ往復移動する。
と支持部材６１からはしご型の枠に磁極を備えて一体化
することを示す。可動子６ａは永久磁石付可動子を示
し、可動子６ｂはリラクタンス型可動子を示す。前記支
持機構１５は図５に示す支持機構１４と相対的に支持さ
れ往復移動する。
【００６５】以上では、本発明のリニアモータは、前記
電機子が固定的に支持され、前記可動子が移動すること
について説明したが、前記可動子が固定的に支持され、
前記電機子が移動することも可能である。
電機子が固定的に支持され、前記可動子が移動すること
について説明したが、前記可動子が固定的に支持され、
前記電機子が移動することも可能である。
【００６６】以上説明したように、本発明の実施形態に
よれば、リニアモータは有効磁束の磁気回路の磁路が短
くなり、磁極歯の漏れ磁束を少なくすることにより、モ
ータ効率を良くし高出力化を可能にした。
よれば、リニアモータは有効磁束の磁気回路の磁路が短
くなり、磁極歯の漏れ磁束を少なくすることにより、モ
ータ効率を良くし高出力化を可能にした。
【００６７】また、本実施形態のリニアモータでは、可
動子６と上部磁極歯に働く吸引力と可動子と下部磁極歯
に働く吸引力の大きさは同じであり、かつ、吸引力が働
く方向は反対であるので、全体の吸引力は小さくなる。
このため、可動子６と電機子３の磁極歯間の吸引力を小
さくすることができ、支持機構の負担を小さくできる。
動子６と上部磁極歯に働く吸引力と可動子と下部磁極歯
に働く吸引力の大きさは同じであり、かつ、吸引力が働
く方向は反対であるので、全体の吸引力は小さくなる。
このため、可動子６と電機子３の磁極歯間の吸引力を小
さくすることができ、支持機構の負担を小さくできる。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、例えば、電機子と可動
子間を通る磁束の漏れを少なくし、電機子と可動子間に
生ずる一方向の磁気吸引力を小さくできる。
子間を通る磁束の漏れを少なくし、電機子と可動子間に
生ずる一方向の磁気吸引力を小さくできる。
【図１】本発明のリニアモータの基本構成。
【図２】本発明のリニアモータの磁束流れと積層鋼板に
より構成した組み立て概略。
より構成した組み立て概略。
【図３】本発明のリニアモータにおける配置の実施形態
の概略。
の概略。
【図４】本発明の可動子における他の実施形態。
【図５】本発明のリニアモータの断面図。
【図６】本発明のリニアモータにおける他の実施形態
（その１）の断面図。
（その１）の断面図。
【図７】本発明のリニアモータにおける他の実施形態
（その２）の断面図。
（その２）の断面図。
【図８】本発明の電機子における分割コアの他の実施形
態（その１）。
態（その１）。
【図９】本発明の電機子における分割コアの他の実施形
態（その２）。
態（その２）。
【図１０】本発明の電機子の組み立て分解図。
【図１１】本発明のリニアモータにおけるダクトの組み
合わせ。
合わせ。
【図１２】本発明の電機子における分割コアの他の実施
形態（その３）。
形態（その３）。
【図１３】本発明の電機子における分割コアの他の実施
形態（その４）。
形態（その４）。
【図１４】本発明の電機子における分割コアの他の実施
形態（その５）。
形態（その５）。
【図１５】本発明の電機子における分割コアの他の実施
形態（その６）。
形態（その６）。
【図１６】本発明の電機子をモールド化した実施形態。
【図１７】本発明のハウジングを用いて組み立てる実施
形態。
形態。
【図１８】本発明の可動子製造の実施形態。
【図１９】本発明のリニアモータにおける３相配置する
実施形態。
実施形態。
１，２…磁極、３…電機子、４…巻線（電機子側）、５
…コア、６…可動子、１１ａ…磁極１の上部磁極歯、１
２ｂ…磁極１の下部磁極歯、２１ｂ…磁極２の下部磁極
歯、２２ａ…磁極２の上部磁極歯。
…コア、６…可動子、１１ａ…磁極１の上部磁極歯、１
２ｂ…磁極１の下部磁極歯、２１ｂ…磁極２の下部磁極
歯、２２ａ…磁極２の上部磁極歯。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 41/02 Ｈ０２Ｋ 41/02 Ｃ (72)発明者 長沼 良一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 豊田 浩 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 牧 晃司 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AA09 AB01 AC03 AC06 AC07 5H615 AA01 BB01 PP01 PP02 PP06 PP12 QQ02 QQ19 SS05 SS16 SS18 SS19 SS20 SS44 5H641 BB06 BB14 BB18 BB19 GG02 GG03 GG04 GG06 GG11 HH02 HH03 HH04 HH05 HH07 HH10 HH12 HH13 HH14 HH16 HH20 JA02 JA09
Claims (6)
- 【請求項１】磁性体で形成されたコアと該コアに巻回し
た巻線とを有する電機子と、該電機子と空隙を介して相
対移動可能に支持された可動子とを備えたリニアモータ
で、該可動子の移動方向に沿って所定ピッチでかつ可動
子を介して対向するように可動子の上下に設けられた磁
極歯と、これら磁極歯の隣接する磁極歯及び対向する磁
極歯が異極となるように励磁する巻線とを備え、可動
子，磁極歯，巻線によりリニアモータを構成し、前記巻
線を所定の制御回路に従って励磁することによって可動
子を相対的に往復移動させることを特徴とするリニアモ
ータ。 - 【請求項２】前記電機子と前記可動子からなるリニアモ
ータの製造方法において、前記電機子と前記可動子との
相対移動方向に対して上下方向または左右方向に前記電
機子の磁性体を複数に分割製作し、前記電機子の巻線を
コアの一部に収納し前記分割製作したコアとを一体化す
るリニアモータの製造方法。 - 【請求項３】前記電機子と前記可動子からなるリニアモ
ータの製造方法において、前記可動子は支持機構と支持
部材からなるはしご型の枠に磁極を備えて一体化するリ
ニアモータの製造方法。 - 【請求項４】請求項１から１１において、前記リニアモ
ータの前記電機子を複数個並べ、極ピッチをＰとすると
き、隣り合う相異なる電機子の磁極歯とのピッチを（ｋ
・Ｐ＋Ｐ／Ｍ）｛（ｋ＝０，１，２，…），（Ｍ＝２，
３，４，…）｝｛ここに、ｋは隣り合う電機子の配置可
能範囲で自由に選べる数、Ｍはモータの相数｝とするこ
とを特徴とするリニアモータ。 - 【請求項５】前記リニアモータは前記電機子が固定的に
支持され、前記可動子が移動することを特徴とするリニ
アモータ。 - 【請求項６】前記リニアモータは前記可動子が固定的に
支持され、前記電機子が移動することを特徴とするリニ
アモータ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342375A JP3945149B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | リニアモータとその製造方法 |
| US09/796,618 US6548920B2 (en) | 2000-11-06 | 2001-03-02 | Linear motor and method of producing the same |
| TW090127434A TW561670B (en) | 2000-11-06 | 2001-11-05 | Linear motor and method of producing the same |
| KR1020037006164A KR100552646B1 (ko) | 2000-11-06 | 2001-11-06 | 선형모터 및 그것을 제조하는 방법 |
| DE60109636T DE60109636T2 (de) | 2000-11-06 | 2001-11-06 | Linearmotoren und verfahren zur herstellung |
| EP01979028A EP1332543B1 (en) | 2000-11-06 | 2001-11-06 | Linear motor and method of producing the same |
| CNB018182976A CN100409547C (zh) | 2000-11-06 | 2001-11-06 | 线性电机以及它的制造方法 |
| PCT/JP2001/009689 WO2002037651A2 (en) | 2000-11-06 | 2001-11-06 | Linear motor and method of producing the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342375A JP3945149B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | リニアモータとその製造方法 |
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|---|---|
| JP2002142439A true JP2002142439A (ja) | 2002-05-17 |
| JP3945149B2 JP3945149B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=18816945
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000342375A Expired - Lifetime JP3945149B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | リニアモータとその製造方法 |
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| WO (1) | WO2002037651A2 (ja) |
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| KR20210008041A (ko) | 2018-06-12 | 2021-01-20 | 캐논 가부시끼가이샤 | 리니어 모터, 반송장치, 및 생산장치 |
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