JP2004229345A - リニアモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】推力を大きくし、高効率化し、しかも高信頼性を達成する。
【解決手段】互いに対向する歯部（１５）を有する各固定子コア（１）を上下に分割して永久磁石（１３）を介在させるとともに、各固定子コア（１）にコイル（１４）を装着し、分割された固定子コア（１）の歯部（１５）に対応して磁性部分（２３）と非磁性部分（２４）とが形成された移動子（２）を両固定子コア（１）の対向する歯部（１５）間に往復動可能に配置してある。
【選択図】 図５
【解決手段】互いに対向する歯部（１５）を有する各固定子コア（１）を上下に分割して永久磁石（１３）を介在させるとともに、各固定子コア（１）にコイル（１４）を装着し、分割された固定子コア（１）の歯部（１５）に対応して磁性部分（２３）と非磁性部分（２４）とが形成された移動子（２）を両固定子コア（１）の対向する歯部（１５）間に往復動可能に配置してある。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はリニアモータに関し、さらに詳細にいえば、移動子を往復動させることができるリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧縮機やポンプの駆動源として振動型のリニアモータを採用することが提案されている。このように圧縮機やポンプの駆動源として振動型のリニアモータを採用すれば、回転モータを駆動源とする場合に必要なクランク機構などを不要にすることができるので効率を高めることができる。
【０００３】
また、振動型のリニアモータとしては、一般に磁石可動型のもの、またはコイル可動型のものが採用されている。
【０００４】
図７は磁石可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【０００５】
この振動型リニアモータは、固定子コアの内部にコイルを収容しているとともに、固定子コアの所定位置に移動子の移動を許容するスリット（歯部）を形成している。そして、図７に門形に示された移動子本体の両脚部に永久磁石を装着し、この永久磁石をスリットに挿入している。なお、移動子の動作方向を矢印で示している。また、永久磁石は、移動子本体側がＳ極、反対側がＮ極である。ただし、磁極を逆に設定してもよい。
【０００６】
したがって、コイルに交流電流を供給することにより、固定子コアの歯部の磁極を周期的に反転させ、永久磁石と歯部との吸引力と反発力によって、移動子を往復運動させることができる。
【０００７】
図８はコイル可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【０００８】
この振動型リニアモータは、移動子の進入を許容する固定子コアの内部指定位置に永久磁石を装着している。そして、図８に門形に示された移動子本体の両脚部にコイルを装着している。なお、移動子の動作方向を矢印で示している。また、永久磁石は、コイルに近接する側がＮ極、反対側がＳ極である。ただし、磁極を逆に設定してもよい。
【０００９】
したがって、コイルに交流電流を供給することにより、コイルを鎖交する磁束とコイルに流れる電流とのフレミング力によって、移動子を往復運動させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
コイル可動型のものを採用した場合には、コイルの厚み、永久磁石の厚み、およびギャップが必要であるから、全体としてのギャップが大きくなり、空間中の磁束密度が低くなるので、エネルギー密度が低く推力が小さいという不都合がある。また、移動子のコイルヘの給電が困難であるという不都合がある。
【００１１】
磁石可動型のものを採用した場合には、ギャップが小さく、エネルギー密度が高いため推力が大きく高効率であるが、推力と直交する方向（半径方向）に作用する力（吸引力および反発力）が大きいため、圧縮機の駆動源とした場合には、ピストンとシリンダーとが接触し、摩耗するため信頼性が低下するという不都合がある。
【００１２】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、推力を大きくでき、高効率化でき、しかも高信頼性を達成することができるリニアモータを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１のリニアモータは、互いに対向する歯部を有する各固定子コアを上下に分割して永久磁石を介在させるとともに、各固定子コアにコイルを装着し、分割された固定子コアの歯部に対応して磁性部分と非磁性部分とが形成された移動子を両固定子コアの対向する歯部間に往復動可能に配置したものである。
【００１４】
請求項２のリニアモータは、各歯部は移動子の移動方向に所定の間隔をおいて配置された突極を含むものであり、移動子に形成された磁性部分と非磁性部分として、突極に対応して設定されているとともに、上側と下側とで互いに逆に設定されたものを採用するものである。
【００１５】
【作用】
請求項１のリニアモータであれば、互いに対向する歯部を有する各固定子コアを上下に分割して永久磁石を介在させるとともに、各固定子コアにコイルを装着し、分割された固定子コアの歯部に対応して磁性部分と非磁性部分とが形成された移動子を両固定子コアの対向する歯部間に往復動可能に配置しているので、エネルギー密度を高めて大推力を発生することができ、磁束が移動子を貫通する構成であるため半径方向カが小さく、高信頼性を達成することができ、しかも、主磁束を発生する永久磁石を移動させないため鉄損の発生が少なく、高効率化を達成することができる。
【００１６】
請求項２のリニアモータであれば、各歯部として移動子の移動方向に所定の間隔をおいて配置されたものを採用し、移動子に形成された磁性部分と非磁性部分として、突極に対応して設定されているとともに、上側と下側とで互いに逆に設定されたものを採用するのであるから、請求項１と同様の作用を達成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明のリニアモータの実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１はこの発明のリニアモータの一実施形態を示す上面図、図２は正面図、図３は斜視図、図４は移動子の斜視図である。
【００１９】
このリニアモータは、平面形状がほぼコ字状の１対の固定子コア１と、両固定子コア１の歯部間に往復動可能に位置する移動子２とを有するものである。このリニアモータは、固定子側に永久磁石を配置し、磁石力とリラクタンス力とを併用するようにしたハイブリッド型の可動鉄心形リニアモータである。
【００２０】
さらに説明する。
【００２１】
各固定子コア１は、電磁鋼板を積層してなるものであり、上下に分割してあるとともに、両分割部１１、１２どうしの中央部分間に永久磁石１３を介在させてある。そして、両分割部１１、１２の中央部分および永久磁石１３の対応部分を包囲するようにコイル１４を装着してある。また、各分割部１１、１２の各歯部１５は、所定距離だけ離れた状態で形成された１対の突極１６である。
【００２２】
移動子２は、全体が平板材からなっているとともに、非磁性体部分２５を介して両分割部１１、１２に対応する部分２１、２２に区分されており、しかも、各部分には、１対の突極１６と同時に正対する磁性体部分２３および磁性体部分２３どうしの間に位置する非磁性体部分２４とが設けられている。また、部分２１における磁性体部分２３および非磁性体部分２４の配置パターンと部分２２における磁性体部分２３および非磁性体部分２４の配置パターンとが互いに逆に設定されている。
【００２３】
上記の構成のリニアモータの作用を図５および図６を参照して説明する。
【００２４】
コイル１４に流す電流の向きを、両分割部１１、１２の外側において上向き、両分割部１１、１２の内側において下向きに設定すれば、図５中に破線および矢印で示すように磁束の流れが生じることになり、磁束の流れが生じている突極１６同士の間に磁性体部分２３が位置するように移動子２が移動される。
【００２５】
コイル１４に流す電流の向きを、両分割部１１、１２の外側において下向き、両分割部１１、１２の内側において上向きに設定すれば、図６中に破線および矢印で示すように磁束の流れが生じることになり、磁束の流れが生じている突極１６同士の間に磁性体部分２３が位置するように移動子２が移動される。
【００２６】
したがって、コイル１４に交流電流を流すことによって、移動子２を往復動させることができる。
【００２７】
以上には、各分割部における磁極面を１対の磁極面で構成しているが、１つの磁極面、または３つ以上の磁極面で構成することが可能である。そして、各磁極面、磁極面どうしの間隙などのサイズを任意に設定可能である。もちろん、磁極面の数、サイズなどに応じて移動子２の磁性体部分２３、非磁性体部分２４を設定する。
【００２８】
この構成のリニアモータを採用すれば、エネルギー密度を高めて大推力を発生することができ、磁束が移動子を貫通する構成であるため半径方向カが小さく、磨耗の可能性を大幅に低減して高信頼性を達成することができ、しかも、主磁束を発生する永久磁石を移動させないため鉄損の発生が少なく、高効率化を達成することができる。したがって、冷蔵庫やルームエアコン等用の圧縮機としてリニアモータを駆動源とする圧縮機を採用する場合に好適である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、エネルギー密度を高めて大推力を発生することができ、磁束が移動子を貫通する構成であるため半径方向カが小さく、高信頼性を達成することができ、しかも、主磁束を発生する永久磁石を移動させないため鉄損の発生が少なく、高効率化を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００３０】
請求項２の発明は請求項１と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のリニアモータの一実施形態を示す上面図である。
【図２】同上の正面図である。
【図３】同上の斜視図である。
【図４】移動子の斜視図である。
【図５】移動子の一方向への移動を説明する斜視図である。
【図６】移動子の反対方向への移動を説明する斜視図である。
【図７】磁石可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【図８】コイル可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 固定子コア ２ 移動子
１３ 永久磁石 １４ コイル
１５ 歯部 １６ 突極
２３ 磁性体部分 ２４ 非磁性体部分
【発明の属する技術分野】
この発明はリニアモータに関し、さらに詳細にいえば、移動子を往復動させることができるリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、圧縮機やポンプの駆動源として振動型のリニアモータを採用することが提案されている。このように圧縮機やポンプの駆動源として振動型のリニアモータを採用すれば、回転モータを駆動源とする場合に必要なクランク機構などを不要にすることができるので効率を高めることができる。
【０００３】
また、振動型のリニアモータとしては、一般に磁石可動型のもの、またはコイル可動型のものが採用されている。
【０００４】
図７は磁石可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【０００５】
この振動型リニアモータは、固定子コアの内部にコイルを収容しているとともに、固定子コアの所定位置に移動子の移動を許容するスリット（歯部）を形成している。そして、図７に門形に示された移動子本体の両脚部に永久磁石を装着し、この永久磁石をスリットに挿入している。なお、移動子の動作方向を矢印で示している。また、永久磁石は、移動子本体側がＳ極、反対側がＮ極である。ただし、磁極を逆に設定してもよい。
【０００６】
したがって、コイルに交流電流を供給することにより、固定子コアの歯部の磁極を周期的に反転させ、永久磁石と歯部との吸引力と反発力によって、移動子を往復運動させることができる。
【０００７】
図８はコイル可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【０００８】
この振動型リニアモータは、移動子の進入を許容する固定子コアの内部指定位置に永久磁石を装着している。そして、図８に門形に示された移動子本体の両脚部にコイルを装着している。なお、移動子の動作方向を矢印で示している。また、永久磁石は、コイルに近接する側がＮ極、反対側がＳ極である。ただし、磁極を逆に設定してもよい。
【０００９】
したがって、コイルに交流電流を供給することにより、コイルを鎖交する磁束とコイルに流れる電流とのフレミング力によって、移動子を往復運動させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
コイル可動型のものを採用した場合には、コイルの厚み、永久磁石の厚み、およびギャップが必要であるから、全体としてのギャップが大きくなり、空間中の磁束密度が低くなるので、エネルギー密度が低く推力が小さいという不都合がある。また、移動子のコイルヘの給電が困難であるという不都合がある。
【００１１】
磁石可動型のものを採用した場合には、ギャップが小さく、エネルギー密度が高いため推力が大きく高効率であるが、推力と直交する方向（半径方向）に作用する力（吸引力および反発力）が大きいため、圧縮機の駆動源とした場合には、ピストンとシリンダーとが接触し、摩耗するため信頼性が低下するという不都合がある。
【００１２】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、推力を大きくでき、高効率化でき、しかも高信頼性を達成することができるリニアモータを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１のリニアモータは、互いに対向する歯部を有する各固定子コアを上下に分割して永久磁石を介在させるとともに、各固定子コアにコイルを装着し、分割された固定子コアの歯部に対応して磁性部分と非磁性部分とが形成された移動子を両固定子コアの対向する歯部間に往復動可能に配置したものである。
【００１４】
請求項２のリニアモータは、各歯部は移動子の移動方向に所定の間隔をおいて配置された突極を含むものであり、移動子に形成された磁性部分と非磁性部分として、突極に対応して設定されているとともに、上側と下側とで互いに逆に設定されたものを採用するものである。
【００１５】
【作用】
請求項１のリニアモータであれば、互いに対向する歯部を有する各固定子コアを上下に分割して永久磁石を介在させるとともに、各固定子コアにコイルを装着し、分割された固定子コアの歯部に対応して磁性部分と非磁性部分とが形成された移動子を両固定子コアの対向する歯部間に往復動可能に配置しているので、エネルギー密度を高めて大推力を発生することができ、磁束が移動子を貫通する構成であるため半径方向カが小さく、高信頼性を達成することができ、しかも、主磁束を発生する永久磁石を移動させないため鉄損の発生が少なく、高効率化を達成することができる。
【００１６】
請求項２のリニアモータであれば、各歯部として移動子の移動方向に所定の間隔をおいて配置されたものを採用し、移動子に形成された磁性部分と非磁性部分として、突極に対応して設定されているとともに、上側と下側とで互いに逆に設定されたものを採用するのであるから、請求項１と同様の作用を達成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明のリニアモータの実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１はこの発明のリニアモータの一実施形態を示す上面図、図２は正面図、図３は斜視図、図４は移動子の斜視図である。
【００１９】
このリニアモータは、平面形状がほぼコ字状の１対の固定子コア１と、両固定子コア１の歯部間に往復動可能に位置する移動子２とを有するものである。このリニアモータは、固定子側に永久磁石を配置し、磁石力とリラクタンス力とを併用するようにしたハイブリッド型の可動鉄心形リニアモータである。
【００２０】
さらに説明する。
【００２１】
各固定子コア１は、電磁鋼板を積層してなるものであり、上下に分割してあるとともに、両分割部１１、１２どうしの中央部分間に永久磁石１３を介在させてある。そして、両分割部１１、１２の中央部分および永久磁石１３の対応部分を包囲するようにコイル１４を装着してある。また、各分割部１１、１２の各歯部１５は、所定距離だけ離れた状態で形成された１対の突極１６である。
【００２２】
移動子２は、全体が平板材からなっているとともに、非磁性体部分２５を介して両分割部１１、１２に対応する部分２１、２２に区分されており、しかも、各部分には、１対の突極１６と同時に正対する磁性体部分２３および磁性体部分２３どうしの間に位置する非磁性体部分２４とが設けられている。また、部分２１における磁性体部分２３および非磁性体部分２４の配置パターンと部分２２における磁性体部分２３および非磁性体部分２４の配置パターンとが互いに逆に設定されている。
【００２３】
上記の構成のリニアモータの作用を図５および図６を参照して説明する。
【００２４】
コイル１４に流す電流の向きを、両分割部１１、１２の外側において上向き、両分割部１１、１２の内側において下向きに設定すれば、図５中に破線および矢印で示すように磁束の流れが生じることになり、磁束の流れが生じている突極１６同士の間に磁性体部分２３が位置するように移動子２が移動される。
【００２５】
コイル１４に流す電流の向きを、両分割部１１、１２の外側において下向き、両分割部１１、１２の内側において上向きに設定すれば、図６中に破線および矢印で示すように磁束の流れが生じることになり、磁束の流れが生じている突極１６同士の間に磁性体部分２３が位置するように移動子２が移動される。
【００２６】
したがって、コイル１４に交流電流を流すことによって、移動子２を往復動させることができる。
【００２７】
以上には、各分割部における磁極面を１対の磁極面で構成しているが、１つの磁極面、または３つ以上の磁極面で構成することが可能である。そして、各磁極面、磁極面どうしの間隙などのサイズを任意に設定可能である。もちろん、磁極面の数、サイズなどに応じて移動子２の磁性体部分２３、非磁性体部分２４を設定する。
【００２８】
この構成のリニアモータを採用すれば、エネルギー密度を高めて大推力を発生することができ、磁束が移動子を貫通する構成であるため半径方向カが小さく、磨耗の可能性を大幅に低減して高信頼性を達成することができ、しかも、主磁束を発生する永久磁石を移動させないため鉄損の発生が少なく、高効率化を達成することができる。したがって、冷蔵庫やルームエアコン等用の圧縮機としてリニアモータを駆動源とする圧縮機を採用する場合に好適である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明は、エネルギー密度を高めて大推力を発生することができ、磁束が移動子を貫通する構成であるため半径方向カが小さく、高信頼性を達成することができ、しかも、主磁束を発生する永久磁石を移動させないため鉄損の発生が少なく、高効率化を達成することができるという特有の効果を奏する。
【００３０】
請求項２の発明は請求項１と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のリニアモータの一実施形態を示す上面図である。
【図２】同上の正面図である。
【図３】同上の斜視図である。
【図４】移動子の斜視図である。
【図５】移動子の一方向への移動を説明する斜視図である。
【図６】移動子の反対方向への移動を説明する斜視図である。
【図７】磁石可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【図８】コイル可動型の振動型リニアモータの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 固定子コア ２ 移動子
１３ 永久磁石 １４ コイル
１５ 歯部 １６ 突極
２３ 磁性体部分 ２４ 非磁性体部分
Claims (2)
- 互いに対向する歯部（１５）を有する各固定子コア（１）を上下に分割して永久磁石（１３）を介在させるとともに、各固定子コア（１）にコイル（１４）を装着し、分割された固定子コア（１）の歯部（１５）に対応して磁性部分（２３）と非磁性部分（２４）とが形成された移動子（２）を両固定子コア（１）の対向する歯部（１５）間に往復動可能に配置してあることを特徴とするリニアモータ。
- 各歯部（１５）は移動子（２）の移動方向に所定の間隔をおいて配置された突極（１６）を含み、移動子（２）に形成された磁性部分（２３）と非磁性部分（２４）とは、突極（１６）に対応して設定されているとともに、上側と下側とで互いに逆に設定されている請求項１に記載のリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003010935A JP3975442B2 (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003010935A JP3975442B2 (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004229345A true JP2004229345A (ja) | 2004-08-12 |
| JP3975442B2 JP3975442B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=32899990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003010935A Expired - Fee Related JP3975442B2 (ja) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3975442B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013034360A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-14 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | リニアモータ |
| WO2014044496A3 (en) * | 2012-09-19 | 2014-07-24 | Asml Netherlands B.V. | Method of calibrating a reluctance actuator assembly, reluctance actuator and lithographic apparatus comprising such reluctance actuator |
| KR101917109B1 (ko) | 2018-01-19 | 2018-11-09 | 국방과학연구소 | 수직응력 전자기형 구동기 및 그것의 자기회로 모델링 방법 |
| CN110071616A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-07-30 | 北京理工大学 | 一种直线式磁通量压缩发电机构及包括其的发电机 |
-
2003
- 2003-01-20 JP JP2003010935A patent/JP3975442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013034360A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-14 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | リニアモータ |
| WO2014044496A3 (en) * | 2012-09-19 | 2014-07-24 | Asml Netherlands B.V. | Method of calibrating a reluctance actuator assembly, reluctance actuator and lithographic apparatus comprising such reluctance actuator |
| JP2015536125A (ja) * | 2012-09-19 | 2015-12-17 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | リラクタンスアクチュエータアセンブリの較正方法、リラクタンスアクチュエータ、リラクタンスアクチュエータを備えるリソグラフィ装置 |
| US10372045B2 (en) | 2012-09-19 | 2019-08-06 | Asml Netherlands B.V. | Method of calibrating a reluctance actuator assembly, reluctance actuator and lithographic apparatus comprising such reluctance actuator |
| KR101917109B1 (ko) | 2018-01-19 | 2018-11-09 | 국방과학연구소 | 수직응력 전자기형 구동기 및 그것의 자기회로 모델링 방법 |
| CN110071616A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-07-30 | 北京理工大学 | 一种直线式磁通量压缩发电机构及包括其的发电机 |
| CN110071616B (zh) * | 2019-05-28 | 2020-07-28 | 北京理工大学 | 一种直线式磁通量压缩发电机构及包括其的发电机 |
Also Published As
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|---|---|
| JP3975442B2 (ja) | 2007-09-12 |
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