JP2004521589A - Linear stepper motor, magnetizing device and method - Google Patents

Linear stepper motor, magnetizing device and method Download PDF

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ロバート、 ジュニア プルフォード、
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トライ−テック インコーポレイテッド
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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    • HELECTRICITY
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Abstract

本発明は、リニアステッパーモータのシャフトを着磁する方法と、着磁装置(100)および該装置の製造方法とを提供する。1の好ましい実施態様では、リニアステッパーモータ(20)は、ステータ(32)と、ステータ(32)と磁気的に相互に作用する、軸線方向に伸びる筒状の永久磁石のシャフト(30)とを含み、シャフト(30)は、シャフト(30)の一部に沿った滑らかな表面を有し、該表面に軸線方向に交互に配置された半径方向のN極およびS極(34、36)が設けられている。本発明の別の好ましい実施態様では、回転運動を可能にするリニアステッパーモータ用シャフト(200)が提供される。本発明の別の好ましい実施態様では、直線運動する部材(314)がステータ(312)の外側にある、「内外反転」型モータ(300)が提供される。
【選択図】図1
The present invention provides a method of magnetizing a shaft of a linear stepper motor, a magnetizing device (100), and a method of manufacturing the device. In one preferred embodiment, the linear stepper motor (20) includes a stator (32) and an axially extending cylindrical permanent magnet shaft (30) that magnetically interacts with the stator (32). The shaft (30) has a smooth surface along a portion of the shaft (30) on which axially alternating radial north and south poles (34, 36) are provided. Is provided. In another preferred embodiment of the present invention, there is provided a shaft (200) for a linear stepper motor that allows for rotational movement. In another preferred embodiment of the present invention, there is provided an "inside-out" motor (300) wherein the linearly moving member (314) is outside the stator (312).
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的にはステッパーモータに関し、より具体的には、新規なリニアステッパーモータと、そのシャフトの着磁用装置と、使用方法および製造方法とに関するが、本発明はこれらに限定されない。
【背景技術】
【0002】
一部のリニアステッパーモータは、ねじ山を切ったナットおよび親ねじの使用のような機械的な手段によって、回転運動を直線運動に変換する。ステータ極での電磁エネルギーをシャフトの直線運動に直接変換する従来のリニアモータは、歯状の構造を用いるか、あるいは、比較的複雑なスライド/ステータ配置を有するのが典型的である。いずれの場合でも、かかるモータの製造は比較的高価で、前記モータの部品点数が多いのが典型的である。
【0003】
N極とS極とが交互に配置される滑らかなシャフトを有するリニアモータの製造には課題がある。1つの技法は、NおよびS磁石の筒状のセグメントを一緒に接合することである。しかし、前記技法は、時間がかかり、少し脆弱な構造になる。別の技法は、強磁性材料の筒を、交互に配置された一連のNおよびS極の磁気ストリップに直交する平板の上で転がすことである。この技法は、少し扱いにくく、得られる帯磁シャフトの磁気強度がかなり弱いという欠点がある。
【0004】
一部の従来のモータは以下の特許文献に説明されている。
【0005】
Chaiらに1975年2月18日に付与された、「可変磁気抵抗リニアステッパーモータ」と題する以下の特許文献1は、コイルとリニア部材とに歯状構造を有するモータを記載している。前記特許の新規性は、前記コイルの配置と、該コイルが駆動される手法とにあるとみられる。
【特許文献1】米国特許第3,867,676号明細書
【0006】
Matthiasらに1980年4月15日に付与された、「高性能ステッパーモータ」と題する以下の特許文献は、可変磁気抵抗リニアステッパーモータを部分的に記載しているが、該モータには、ステータおよびスライダの両方の内部に、漏れ磁束を減らすように非磁性材料が配置されている。
【特許文献2】米国特許第4,198,582号明細書
【0007】
Langleyに1981年8月25日に付与された、「可変磁気抵抗ステッパーモータ」と題する以下の特許文献3は、らせん状に歯が刻まれたステータおよびスライド構造を有し、前記歯のそれぞれの幅が予め定められた関係を有するモータの一部を記載している。
【特許文献3】米国特許第4,286,180号明細書
【0008】
オカモトに1983年10月4日に付与された、「リニアステッパーモータ」と題する以下の特許文献4は、ステータおよびスライダ上に歯状構造を有するリニアステッパーモータを記載している。巻線突極が、前記スライダ上に設けられている。前記特許の新規性は、前記ステータおよびスライダの間に配置されたローラおよびレールの並べ方にあるとみられる。
【特許文献4】米国特許第4,408,138号明細書
【0009】
Conradに1986年8月19日に付与された、「リニアおよび回転式のアクチュエータ」と題する以下の特許文献5は、可変磁気抵抗リニア/回転式モータを記載しているが、該モータは、アーマチュアがその表面の周りに半径方向に間隔を置いて並ぶ、軸線方向の歯の段を有する。ステータの巻線の選択的な駆動が、前記アーマチュアの直線運動か、回転運動か、直線運動と回転運動の両方かを提供する。
【特許文献5】米国特許第4,607,197号明細書
【0010】
Bartonに1986年11月11日に付与された、「読み/書きヘッド定位装置」と題する以下の特許文献6は、ステータおよびアーマチュアの向かい合った面上に歯状構造を有し、コイルが前記アーマチュア上に配置された可変磁気抵抗定位装置を記載している。
【特許文献6】米国特許第4,622,609号明細書
【0011】
アサノに1987年9月22日に付与された、「VR型リニアステッパーモータ」と題する以下の特許文献7は、ステータおよびスライダ上に歯状構造を有するモータを記載しているが、前記ステータ上の歯状構造はコイル巻線突極上にある。前記歯状構造は、該歯状構造の間に予め定められた関係がある。
【特許文献7】米国特許第4,695,777号明細書
【0012】
Karidisに1987年12月8日に付与された、「半径方向極リニア磁気抵抗モータ」と題する以下の特許文献8は、滑らかな二重らせんステータシャフトと、半径方向極の積層およびスペーサの積層が交互に配置された滑らかな積層アーマチュアとを有するモータを記載している。この配置は、平衡磁束通路を可能にし、前記ステータおよびアーマチュアの表面をスライダ軸受面として利用する。
【特許文献8】米国特許第4,712,027号明細書
【0013】
Karidisらに1989年3月7日に付与された、「軸に本質的に直交する複数の閉ループ磁束通路を有するリニア・アクチュエータ」と題する以下の特許文献9は、上記の027特許に記載されたものに類似する可変磁気抵抗アクチュエータを記載している。
【特許文献9】米国特許第4,810,914号明細書
【0014】
Hindsに2000年1月18日に付与された、「リニアステッパーモータ」と題する以下の特許文献10は、上記の609特許に記載されたモータに類似する可変磁気抵抗ステッパーモータを記載している。本特許の新規性は、歯の形成方法にあるとみられる。
【特許文献10】米国特許第6,016,021号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
滑らかな帯磁面を有するリニアステッパーモータ用の永久磁石シャフトを提供することが、本発明の主要な目的である。
【0016】
部品点数が少なく、単純で、製造するのに経済的なリニアステッパーモータを提供することが、本発明のさらなる目的である。
【0017】
リニアステッパーモータ用の滑らかなシャフトを着磁する、迅速で経済的な方法を提供することが、本発明のさらなる目的である。
【0018】
リニアステッパーモータ用の滑らかなシャフトの着磁装置を提供することが、本発明の別の目的である。
【0019】
リニアステッパーモータ用の滑らかなシャフトの着磁装置であって、経済的に製造できるものを提供することが、本発明のさらなる目的である。
【0020】
従来のコイルがそれぞれボビンの周りに容易に巻かれているようなステッパーモータを提供することが、本発明の別の目的である。
【0021】
モータの電源が入っているか否か、あるいは、シャフトが直線的に運動しているか否かにかかわらず、いかなる位置でもいかなるときでも回転可能なシャフトを有するステッパーモータを提供することが、本発明の別の目的である。
【0022】
本発明の他の目的と、個別の特徴、部材およびこれらの有利な効果とは、以下の説明および添付する図面に説明されるか、あるいは以下の説明および添付する図面から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【0023】
本発明は、上記の目的を、1つの好ましい実施態様においては、ステータと、該ステータと磁気的に相互に作用をする、軸線方向に伸びる筒状の永久磁石のシャフトとを含むリニアステッパーモータであって、前記シャフトはその一部に沿った滑らかな表面を有し、軸線方向に交互に配置された半径方向のNおよびS極が前記滑らかな表面に設けられる、リニアステッパーモータを提供することによって達成する。本発明は、かかるモータのシャフトを着磁する方法と、着磁装置および該装置の製造方法とを提供する。本発明の別の好ましい実施態様では、回転運動ができるリニアステッパーモータ用シャフトが提供される。さらに別の好ましい実施態様では、直線運動する部材がステータの外側にある、「内外反転(inside−out)」型モータが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
同一または類似の部材には複数の図面を通じて一貫した符号を付してある図面を参照し、図面番号のかっこ書きの言及は、説明される単数または複数の部材が最もよくわかる図に読者を導くが、前記単数または複数の部材は他の図にも描かれている場合がある。
【0025】
図1は、本発明の第1の実施態様にしたがって製造されたリニアステッパーモータを示し、一般に符号20で表される。モータ20はシャフトまたはスライダ30を含み、該シャフト30は、滑らかな外周面(少なくともその一部が図に示される)を有し、一般に符号32で表されるステータに、該ステータに対する前記シャフトの軸線方向の前後運動のために挿入される。
【0026】
シャフト30は、その周囲に形成された、交互に配置された非突出極である複数のN極およびS極34および36を含み、その磁極は以下に説明するように形成される場合がある。シャフト30は、セラミックまたは希土類の磁性材料の中空の筒であることが好ましいが、前記シャフトは、中空でない場合、あるいは、強磁性その他の材料のコアと、該コアの周囲に配置された磁性材料の中空の筒とを有する場合がある。シャフト30は、例えば、いかなる所定の長さのシャフトでも製造可能な従来の押出法によって経済的に製造されてもよく、あるいは、前記シャフトは押し出されたストックから適当な長さに切断されてもよい。前記N極およびS極を含むシャフト30の少なくとも一部は分節化されておらず、単一材料部品で製造される。
【0027】
ステータ32は、シャフト30を取り囲み、従来の手法で第1の環状ボビン44および第2の環状ボビン46に巻かれている、第1の筒状のコイル40および第2の筒状のコイル42を含む。ボビン44および46は、Delrin(登録商標)のような電気的に絶縁性の材料から成る。第1の環状ボビン44と第2の環状ボビン46とは第1のスペーサ50で隔てられており、前記第2のボビンは第2のスペーサ54でモータ20のエンドプレートと隔てられている。第1のスペーサ50および第2のスペーサ54は、シャフト30の軸受面を提供する場合があり、その場合には、前記第1および第2のスペーサは、Delrin(登録商標)のような高潤滑性材料から成ることが好ましい。
【0028】
第1のボビン44は環状の極板60および62を隔てており、第2のボビン46は極板64および66を隔てている。鋼鉄のバンドが環状の極板60、62、64および66を取り囲み、環状の極板60、62、64および66と良好に電気的な接触をしており、環状の電磁回路を完成させる。環状の極板60、62、64および66は非突出極を有する。
【0029】
第1および第2のコイルが巻かれたボビンを従来方法で適当に駆動することにより、シャフト30は、図1で左右に漸増的にステップ単位で動くように作られる場合があると理解される。シャフト30の一方または両方の端が、(図に示されていない)別の装置の1または2以上の部材に取り付けられているか、あるいは、支えられている場合があることも理解される。
【0030】
モータ20は、1組の2相ステータセクションを有する、すなわち、前記モータは2個のコイルを有するものとして示されるが、他の配置も可能であることが理解される。例えば、さらなるステータセクションがモデュール方式で直列に追加され、2または3組以上の2相ステータセクションがより大きな出力のために提供される場合があることが理解される。
【0031】
図2はモータ20(図1)のいくつかの部材を示し、ステータ32を駆動するために用いられるコンダクタ70と、エンドプレート52に設けられた取り付け孔72とを示す。
【0032】
このように配置されると、(図1に)最小限の形状で示されたモータ20はたった11個の個別の部材で製造され、該部材は、主に、適当な接着剤か、モータ20の部材を一体に固定するために提供されることがある他の従来の手段かによって一体にされることがある。
【0033】
図3は、シャフト30(図1)の着磁装置を製造するのに用いることができるマンドレル100を示す。ここで、筒状のマンドレル100は、その外周に切削された複数の平行する筒状の溝110を有し、該溝はシャフト30の着磁に用いられる導線の直径に近似する幅を有する。マンドレル100は非磁性で非導電性の材料で製造されていて、溝110の間隔はシャフト30の極34および36の最終的な磁石の幅によって決定される。
【0034】
図4は、マンドレル100の溝110に連続的に配置された導線150を示す。
【0035】
図5は導線150の電流通路を示し、図5に示されるほぼ完全な環のそれぞれは1個の溝110での導線150の1回の巻きを表す。隣接する前記導線の巻きでの導線150の矢印によって表される電流は逆向きであることに留意する。
【0036】
図6は、溝110に配置された導線100が筒状の中空のポッティング装置の中に配置されている、マンドレル100を示す。このステップでは、エポキシ素材のような適当なポッティング合成物が、マンドレル100の外面とポッティング装置200との間にできた環210に注ぎ込まれる。固化の後、前記ポッティング合成物は溝110内で導線150の位置を保持する。
【0037】
図7は一般に符号300で表される完成した着磁装置を示す。装置300は、ポッティング合成物310の外部コーティングを有するマンドレル100と、該マンドレル100から伸びる導線150の末端とを含む。中心穴320はマンドレル100を貫いて穿孔または拡張されて、導線150を前記マンドレルの内面に近づけるか、所要の場合には、図7に示すとおり部分的に露出させる。
【0038】
モータ20(図1)のシャフト30が装置300に挿入され、高レベルの直流が導線150に流されて、選択された長さにわたって、交互に配置されたNおよびS極34および36を着磁する。たった1回の短時間の直流バーストだけが必要で、それは広範囲の電圧でかまわないので、かかる配置はシャフト30を着磁する経済的で迅速な方法を提供し、磁性材料に応じて、ほぼいかなる長さの着磁でも提供できる。
【0039】
モータ20(図1)は多数の重要な特徴を有する。例えば、モータ20はブラシレスで、磁気的に共役した2相のアーク非発生設計で、長い動作寿命があり、永久に帯磁した出力シャフト30を有する。モータ20は従来のステッパーモータドライブで駆動され、分解能および精度を高めるためにマイクロステップ化できる。シャフト30は唯一の可動部品で、モータ20が通電されていないときを含めて、いかなるときでも、いかなる直線位置でも、360°連続的または断続的にいずれかの方向に回転することができる。回転運動から直線運動への効率損失を伴う変換はない。摩耗する親ねじ、ボールねじまたはボールベアリングはなく、潤滑材も不要である。モータ20は、いかなる設置方向でも作動でき、(特に電源入力が低いかゼロのときには)逆駆動可能である、すなわち、シャフト30は該シャフトと環状極板64および66との間の磁力を圧倒することにより動かすことができる。モータ20の性能は、デューティサイクルが短いほど向上し、真空環境用に製造することが容易にできる、すなわち、真空中にガスを排出しない材料で製造されるが、潤滑材がないことがこの特徴に寄与している。シャフト30が中空のときには、電気、光およびまたは液体等のラインを貫通させることができる。
【0040】
図8は本発明の第2の実施態様にしたがうリニアステッパーモータ用シャフトを示し、一般に符号200で表される。シャフト200は該シャフトの直線運動および回転運動の両方を可能にする磁化パターンがその表面に形成される。このパターンは、シャフト30(図1)のN極およびS極に類似する、直線的なステップ動作のための交互に配置されたN極およびS極210および212からなる。さらに、マンドレル100(図3および4)の電気導線150(図5)のループ反転(loop−back)パターンのために磁気が非常に弱いか磁極がないセクションのシャフト200に追加された、長手方向に伸びる少なくとも1対のN極およびS極220および222が用意される。これは、直線運動専用に正常に着磁されたシャフトの「デッドバンド(dead band)」領域を利用する。
【0041】
(図に示されていない)ステータ組立体がシャフト200を部品とするモータを完成するためには、典型的な缶詰積層(can−stack)スタイルのステータセクションがステータ32(図1)にモデュラー式で(軸線方向に直列に)付加される。これが直線運動中にシャフト200の回転を可能にし、あるいは、シャフト200をその位置で固定する(lock)ために追加の力を発生させる。もちろん、シャフト200の直線運動および回転運動の両方が同時に行われる場合もある。
【0042】
図9は本発明の第3の実施態様にしたがって製造されたリニアモータを示し、該モータは一般に符号300で表される。モータ300は、その表面に内部のステータ312が固定的に配置されている金属の基礎部材310を有し、かつ、前記ステータの周りに配置された筒状の中空のシャフト314を有する。ねじ切りされたシャフト320は、(図には示されない)他の構成部分との係合のために、中空のシャフト314の上端から突き出ている。もちろん、その他の係合手段も提供される場合があるが、正確な係合手段は本発明の一部になっていない。モータ300は、シャフト30およびステータ32の相対的な位置が逆になっていることを除いて、モータ20(図1)と類似する。
【0043】
図10はモータ300の構成をより明確に示す。中空のシャフト314はステータ312の外側を直線的に動く。追加の2相のステータセクションは軸線方向に積層されて力を増強させる。モータ20(図1)に関して以上に説明した部材に付け加えて、モータ300は2つのスリーブベアリング330および332を含む。金属の基礎部材310は支持を提供するのみならず、モータ300からの熱を除去する役割もを果たす。
【0044】
図11は中空のシャフト314を示し、これが交互に配置されたN極およびS極340および342で軸線方向に帯磁していることを示す。
【0045】
図12〜15は、中空のシャフト314を着磁するための構成部分を示すが、該構成部分は、シャフト30(図1および3〜5)を着磁するための構成部分に類似する。中空でないコアの銅線350(図14および15)は、適当な間隔と平行関係とを提供するためにその外周に加工された溝354を有する筒状の非導電性のマンドレル352(図12および13)に特別なパターンで巻かれている。より大きな溝360(図12および13)がマンドレル352の長さに沿って加工され、溝360は溝354より深いので、導線350のループ反転セクションを収容できる。その後、マンドレル352は非導電性のエポキシまたはこれに類する材料でコーティングを施され、それから、前記マンドレルの外径が最終加工されて、中空のシャフト(図11)が前記マンドレルの上を摺動することを可能にする。図12の矢印は、中空のシャフト314の中に交互配置のN極およびS極340および342(図11)を生成する導線350の電流の方向を表す。
【0046】
上記の本発明の実施態様では、個々の部材および/またはその特徴は特定の実施態様に必ずしも限定されず、適用可能な場合には、交換可能で、特に示されていないときであっても、いずれかの選択された実施態様において利用することができることが認められる。
【0047】
「より上の」、「より下の」、「より内の」、「より外の」、「内向きに」、「外向きに」、「垂直な」、「水平な」等のような用語は、ここで用いられるときには、添付する図面に示されたそれぞれの部材の位置を指し、本発明はかかる位置には必ずしも限定されない。
【0048】
したがって、以上の説明に列挙され、以上の説明に開示され、あるいは以上の説明から明らかにされた目的は、効率的に達成されることが理解されるとともに、上記の構成および方法においてある種の変更が本発明の範囲から逸脱することなく行われる場合があるから、以上の説明に含まれ、あるいは、添付する図面に示されるすべての事項は例示としてのみ解釈されるべきであって、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【0049】
添付する特許請求の範囲は、ここに説明された本発明の一般的な特徴および具体的な特徴のすべてと、言語の問題として、この間に該当すると言われるかもしれない本発明の範囲のすべての意見とにわたることを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明の第1の実施態様にしたがって製造されたリニアステッパーモータの側面の部分断面図。
【図2】図1に記載のモータの後面の立面図。
【図3】図1に記載のモータのシャフトを着磁装置を製造するための溝付きマンドレルの等大透視図。
【図4】図3に記載のマンドレル溝に導線が挿入されている状態を示す等大透視図。
【図5】導線に流れる直流の通路を示す等大模式図。
【図6】図3に記載のマンドレルがポッティング装置に挿入されている状態を示す部分断面等大透視図。
【図7】図1に記載のモータのシャフトを着磁するための着磁装置の等大透視図。
【図8】本発明の第2の実施態様にしたがうシャフトを示す等大透視図。
【図9】本発明の第3の実施態様にしたがって製造されたリニアモータの頂面図。
【図10】図9に記載のモータの側面の部分断面図。
【図11】図9に記載のモータの可動部材の側面の等大透視図。
【図12】図9に記載のモータの筒状の可動部材を着磁するためのマンドレルの側面図。
【図13】図12に記載のマンドレルの上面図。
【図14】図12に記載のマンドレルに利用される導線の模式図。
【図15】図14に記載の導線の上面図。
【符号の説明】
【0051】
20、300 モータ
30、200、314 シャフト
32、312 ステータ
34、36、210、212、340、342 軸線方向に交互に配置されたN極およびS極
100、352 マンドレル
150、350 導線
220、222 長手方向に伸びるN極およびS極
310 ポッティング合成物
【Technical field】
[0001]
The present invention relates generally to stepper motors, and more particularly, but not exclusively, to novel linear stepper motors, devices for magnetizing their shafts, and methods of use and manufacture. .
[Background Art]
[0002]
Some linear stepper motors convert rotary motion into linear motion by mechanical means such as the use of threaded nuts and lead screws. Conventional linear motors that directly convert electromagnetic energy at the stator poles into linear motion of the shaft typically use toothed structures or have relatively complex slide / stator arrangements. In any case, the manufacture of such motors is relatively expensive and typically involves a large number of parts.
[0003]
There is a problem in manufacturing a linear motor having a smooth shaft in which N poles and S poles are alternately arranged. One technique is to join cylindrical segments of N and S magnets together. However, said technique is time consuming and results in a slightly fragile structure. Another technique is to roll a cylinder of ferromagnetic material on a flat plate orthogonal to a series of alternating north and south magnetic strips. This technique has the disadvantage that it is a bit cumbersome and the magnetic strength of the resulting magnetized shaft is rather weak.
[0004]
Some conventional motors are described in the following patent documents.
[0005]
U.S. Pat. No. 6,064,067 issued to Chai et al. On Feb. 18, 1975, entitled "Variable Reluctance Linear Stepper Motor", describes a motor having a toothed structure in a coil and a linear member. The novelty of the patent appears to be the arrangement of the coils and the manner in which the coils are driven.
[Patent Document 1] US Pat. No. 3,867,676
The following patent, entitled "High-Performance Stepper Motor", issued to Matthias et al. On April 15, 1980, describes, in part, a variable reluctance linear stepper motor, which includes a stator. A non-magnetic material is arranged inside both the slider and the slider so as to reduce the leakage magnetic flux.
[Patent Document 2] US Pat. No. 4,198,582 [0007]
U.S. Pat. No. 6,064,067, issued to Langley on Aug. 25, 1981, entitled "Variable Magnetoresistive Stepper Motor", has a stator and slide structure with spirally toothed teeth, each of said teeth. A part of the motor whose width has a predetermined relationship is described.
[Patent Document 3] US Patent No. 4,286,180
U.S. Pat. No. 6,074,867 issued to Okamoto on Oct. 4, 1983, entitled "Linear Stepper Motor", describes a linear stepper motor having a toothed structure on a stator and slider. Winding salient poles are provided on the slider. The novelty of the patent appears to be the arrangement of the rollers and rails located between the stator and slider.
[Patent Document 4] US Patent No. 4,408,138
U.S. Pat. No. 5,093,867, issued to Conrad on Aug. 19, 1986, entitled "Linear and Rotary Actuator," describes a variable reluctance linear / rotary motor, wherein the motor is an armature. Has axial tooth steps radially spaced around its surface. The selective actuation of the stator windings provides for linear, rotational, or both linear and rotational movement of the armature.
[Patent Document 5] US Patent No. 4,607,197
U.S. Pat. No. 6,026,028, issued Nov. 11, 1986 to Barton, entitled "Read / Write Head Localization", has a toothed structure on opposing faces of a stator and an armature, wherein a coil is provided on the armature. A variable reluctance localization device arranged above is described.
[Patent Document 6] US Patent No. 4,622,609
U.S. Pat. No. 6,074,839 issued to Asano on September 22, 1987, entitled "VR Type Linear Stepper Motor", describes a motor having a toothed structure on a stator and a slider. Are located on the coil winding salient poles. The tooth structures have a predetermined relationship between the tooth structures.
[Patent Document 7] US Patent No. 4,695,777
U.S. Pat. No. 6,064,067 issued to Karidis on Dec. 8, 1987, entitled "Radial Polar Linear Magnetoresistive Motor", discloses a smooth double helical stator shaft with a radial pole stack and spacer stack. A motor having alternating smooth laminated armatures is described. This arrangement allows for a balanced flux path and utilizes the stator and armature surfaces as slider bearing surfaces.
[Patent Document 8] US Patent No. 4,712,027
U.S. Pat. No. 6,037,028 issued to Mar. 7, 1989 on Mar. 7, 1989, entitled "Linear Actuator with Multiple Closed-Loop Flux Paths Essentially Orthogonal to the Axis," A variable reluctance actuator similar to that is described.
[Patent Document 9] US Patent No. 4,810,914
U.S. Pat. No. 6,073,867, issued to Hinds on Jan. 18, 2000, entitled "Linear Stepper Motor", describes a variable reluctance stepper motor similar to the motor described in the '609 patent. The novelty of this patent appears to be the method of forming the teeth.
[Patent Document 10] US Patent No. 6,016,021 [Disclosure of the Invention]
[Problems to be solved by the invention]
[0015]
It is a primary object of the present invention to provide a permanent magnet shaft for a linear stepper motor having a smooth magnetized surface.
[0016]
It is a further object of the present invention to provide a linear stepper motor with a reduced number of parts, which is simple and economical to manufacture.
[0017]
It is a further object of the present invention to provide a quick and economical method of magnetizing a smooth shaft for a linear stepper motor.
[0018]
It is another object of the present invention to provide a smooth shaft magnetizer for a linear stepper motor.
[0019]
It is a further object of the present invention to provide a smooth shaft magnetizer for a linear stepper motor that can be manufactured economically.
[0020]
It is another object of the present invention to provide a stepper motor in which conventional coils are each easily wound around a bobbin.
[0021]
It is an object of the present invention to provide a stepper motor having a shaft rotatable at any position and at any time, regardless of whether the motor is powered on or whether the shaft is moving linearly. For another purpose.
[0022]
Other objects and individual features, members and their advantageous effects of the present invention will be described in the following description and accompanying drawings, or will be apparent from the following description and accompanying drawings.
[Means for Solving the Problems]
[0023]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention addresses the above-identified object in one preferred embodiment with a linear stepper motor comprising a stator and an axially extending cylindrical permanent magnet shaft that magnetically interacts with the stator. A linear stepper motor wherein the shaft has a smooth surface along a portion thereof and wherein axially alternating radial north and south poles are provided on the smooth surface. Achieved by. The present invention provides a method of magnetizing a shaft of such a motor, a magnetizing device, and a method of manufacturing the device. In another preferred embodiment of the present invention, there is provided a shaft for a linear stepper motor capable of rotational movement. In yet another preferred embodiment, there is provided an "inside-out" type motor wherein the linearly moving member is outside the stator.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0024]
Referring to the drawings, where identical or similar parts are numbered consistently throughout the several figures, reference to parentheses in the drawing numbers will direct the reader to the figure in which the described element or parts are best understood. However, the member or members may be depicted in other figures.
[0025]
FIG. 1 shows a linear stepper motor manufactured according to a first embodiment of the present invention, and is generally designated by the reference numeral 20. The motor 20 includes a shaft or slider 30 that has a smooth outer peripheral surface (at least a portion of which is shown in the figure) and that a stator, generally designated by the reference numeral 32, Inserted for axial back and forth movement.
[0026]
Shaft 30 includes a plurality of alternating non-protruding north and south poles 34 and 36 formed therearound, the magnetic poles of which may be formed as described below. The shaft 30 is preferably a hollow cylinder made of a ceramic or rare earth magnetic material, but the shaft is not hollow, or a core made of ferromagnetic or other material, and a magnetic material disposed around the core. And a hollow cylinder. The shaft 30 may be economically manufactured, for example, by conventional extrusion methods that can manufacture shafts of any given length, or the shaft may be cut from extruded stock to the appropriate length. Good. At least a portion of the shaft 30, including the north and south poles, is not segmented and is made of a single material part.
[0027]
The stator 32 surrounds the shaft 30 and includes a first cylindrical coil 40 and a second cylindrical coil 42 wound around the first annular bobbin 44 and the second annular bobbin 46 in a conventional manner. Including. Bobbins 44 and 46 are comprised of an electrically insulating material such as Delrin®. The first annular bobbin 44 and the second annular bobbin 46 are separated by a first spacer 50, and the second bobbin is separated from the end plate of the motor 20 by a second spacer 54. The first spacer 50 and the second spacer 54 may provide a bearing surface for the shaft 30, in which case the first and second spacers may have a high lubrication, such as Delrin®. Preferably, it is made of a conductive material.
[0028]
First bobbin 44 separates annular plates 60 and 62 and second bobbin 46 separates plates 64 and 66. A steel band surrounds the annular plates 60, 62, 64 and 66 and makes good electrical contact with the annular plates 60, 62, 64 and 66 to complete the annular electromagnetic circuit. The annular plates 60, 62, 64 and 66 have non-protruding poles.
[0029]
It is understood that by appropriately driving the bobbins on which the first and second coils are wound in a conventional manner, the shaft 30 may be made to move stepwise incrementally from side to side in FIG. . It is also understood that one or both ends of the shaft 30 may be attached to or supported by one or more members of another device (not shown).
[0030]
The motor 20 has a set of two-phase stator sections, ie, the motor is shown as having two coils, but it is understood that other arrangements are possible. For example, it is understood that additional stator sections may be added in series in a modular fashion, with two or more sets of two-phase stator sections being provided for greater output.
[0031]
FIG. 2 shows several components of the motor 20 (FIG. 1), showing a conductor 70 used to drive the stator 32 and a mounting hole 72 provided in the end plate 52.
[0032]
When arranged in this manner, the motor 20, shown in a minimal form (in FIG. 1), is manufactured with only 11 individual components, which are mainly made of a suitable glue or a motor 20. May be integrated by other conventional means that may be provided to secure the members together.
[0033]
FIG. 3 shows a mandrel 100 that can be used to manufacture a magnetizing device for the shaft 30 (FIG. 1). Here, the cylindrical mandrel 100 has a plurality of parallel cylindrical grooves 110 cut on the outer periphery thereof, and the grooves have a width approximating the diameter of a conductive wire used for magnetizing the shaft 30. Mandrel 100 is made of a non-magnetic, non-conductive material and the spacing of grooves 110 is determined by the final magnet width of poles 34 and 36 of shaft 30.
[0034]
FIG. 4 shows the conductor 150 that is continuously arranged in the groove 110 of the mandrel 100.
[0035]
FIG. 5 shows the current path of the conductor 150, each of the substantially complete rings shown in FIG. 5 representing one turn of the conductor 150 in one groove 110. Note that the currents represented by the arrows in conductor 150 in the adjacent windings of the conductor are in opposite directions.
[0036]
FIG. 6 shows the mandrel 100 in which the conductor 100 located in the groove 110 is located in a tubular hollow potting device. In this step, a suitable potting compound, such as an epoxy material, is poured into an annulus 210 formed between the outer surface of the mandrel 100 and the potting device 200. After solidification, the potting composition retains the position of the conductor 150 in the groove 110.
[0037]
FIG. 7 shows a completed magnetizing device, generally designated by the reference numeral 300. Apparatus 300 includes a mandrel 100 having an outer coating of potting compound 310 and a distal end of a lead 150 extending from mandrel 100. The center hole 320 is drilled or expanded through the mandrel 100 to bring the wire 150 closer to the inner surface of the mandrel or, if necessary, partially expose it as shown in FIG.
[0038]
The shaft 30 of the motor 20 (FIG. 1) is inserted into the device 300 and a high level of direct current is passed through the conductor 150 to magnetize alternating north and south poles 34 and 36 over a selected length. I do. Such an arrangement provides an economical and quick way of magnetizing the shaft 30, since only one short DC burst is required, which can be a wide range of voltages, and depending on the magnetic material, almost any It can be provided with a magnetized length.
[0039]
Motor 20 (FIG. 1) has a number of important features. For example, motor 20 is a brushless, magnetically conjugated, two-phase, arc-free design, has a long operating life, and has a permanently magnetized output shaft 30. The motor 20 is driven by a conventional stepper motor drive and can be microstepped to increase resolution and accuracy. The shaft 30 is the only moving part and can rotate in any direction, at any time, even when the motor 20 is not energized, in any linear position, either 360 ° continuously or intermittently. There is no conversion with loss of efficiency from rotary motion to linear motion. There are no lead screws, ball screws or ball bearings to wear, and no lubrication is required. The motor 20 can operate in any orientation and can be reverse driven (especially when power input is low or zero), ie, the shaft 30 overwhelms the magnetic force between the shaft and the annular plates 64 and 66. Can be moved. The performance of the motor 20 improves with shorter duty cycles and can be easily manufactured for vacuum environments, i.e., manufactured from materials that do not emit gas into a vacuum, but without lubrication. Has contributed. When the shaft 30 is hollow, it can penetrate lines such as electricity, light and / or liquid.
[0040]
FIG. 8 shows a shaft for a linear stepper motor according to a second embodiment of the present invention, generally designated by the reference numeral 200. Shaft 200 has a magnetized pattern formed on its surface that allows both linear and rotational movement of the shaft. This pattern consists of alternating north and south poles 210 and 212 for linear stepping, similar to the north and south poles of shaft 30 (FIG. 1). In addition, a longitudinally-added section of shaft 200 with very weak or no magnetic pole due to a loop-back pattern of electrical leads 150 (FIG. 5) of mandrel 100 (FIGS. 3 and 4). At least a pair of north and south poles 220 and 222 are provided. This utilizes the "dead band" region of a normally magnetized shaft dedicated to linear motion.
[0041]
In order for the stator assembly (not shown) to complete the motor with the shaft 200 as a component, a typical can-stack style stator section is modularized into the stator 32 (FIG. 1). (In series in the axial direction). This allows for rotation of the shaft 200 during linear motion, or creates additional force to lock the shaft 200 in place. Of course, both the linear movement and the rotational movement of the shaft 200 may be performed simultaneously.
[0042]
FIG. 9 shows a linear motor manufactured according to a third embodiment of the present invention, which is generally designated by the reference numeral 300. The motor 300 has a metal base member 310 on the surface of which a stator 312 inside is fixedly arranged, and has a hollow cylindrical shaft 314 arranged around the stator. A threaded shaft 320 protrudes from the upper end of hollow shaft 314 for engagement with other components (not shown). Of course, other engagement means may be provided, but the exact engagement means is not part of the present invention. Motor 300 is similar to motor 20 (FIG. 1) except that the relative positions of shaft 30 and stator 32 are reversed.
[0043]
FIG. 10 shows the configuration of the motor 300 more clearly. The hollow shaft 314 moves linearly outside the stator 312. Additional two-phase stator sections are stacked axially to enhance the force. In addition to the components described above with respect to motor 20 (FIG. 1), motor 300 includes two sleeve bearings 330 and 332. The metal base member 310 not only provides support but also serves to remove heat from the motor 300.
[0044]
FIG. 11 shows a hollow shaft 314, which is axially magnetized with alternating north and south poles 340 and 342.
[0045]
12-15 show components for magnetizing hollow shaft 314, which are similar to components for magnetizing shaft 30 (FIGS. 1 and 3-5). Solid core copper wire 350 (FIGS. 14 and 15) has a cylindrical non-conductive mandrel 352 (FIGS. 12 and 15) having grooves 354 machined around its circumference to provide the proper spacing and parallelism. 13) is wound in a special pattern. A larger groove 360 (FIGS. 12 and 13) is machined along the length of the mandrel 352, and the groove 360 is deeper than the groove 354, so that it can accommodate the loop inversion section of the conductor 350. Thereafter, the mandrel 352 is coated with a non-conductive epoxy or similar material, and then the outer diameter of the mandrel is finalized and the hollow shaft (FIG. 11) slides over the mandrel. Make it possible. The arrows in FIG. 12 represent the direction of the current in conductor 350 that creates alternating north and south poles 340 and 342 (FIG. 11) in hollow shaft 314.
[0046]
In the embodiments of the invention described above, the individual members and / or features thereof are not necessarily limited to a particular embodiment, and where applicable, are interchangeable, even when not specifically indicated, It will be appreciated that it can be used in any selected embodiment.
[0047]
Terms such as “above”, “below”, “inside”, “outside”, “inward”, “outward”, “vertical”, “horizontal”, etc. As used herein, refers to the location of each member shown in the accompanying drawings, and the invention is not necessarily limited to such locations.
[0048]
Therefore, it is understood that the objects enumerated in the above description, disclosed in the above description, or clarified from the above description can be efficiently achieved, and a certain kind of structure and method described above can be used. Since changes may be made without departing from the scope of the invention, all matter contained in the above description or shown in the accompanying drawings should be interpreted as illustrative only and not limiting. Should not be interpreted in any meaningful way.
[0049]
It is intended that the following claims cover all of the general and specific features of the invention described herein, as well as those of the scope of the invention, which may be said to fall between them as a matter of language. It is intended to be an opinion.
[Brief description of the drawings]
[0050]
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of a linear stepper motor manufactured according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an elevation view of a rear surface of the motor shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an isometric view of a grooved mandrel for manufacturing a device for magnetizing the shaft of the motor shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an isometric view showing a state where a conductor is inserted into the mandrel groove shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an isometric schematic view showing a path of a direct current flowing through a conductor.
FIG. 6 is a partially transparent perspective view showing a state in which the mandrel shown in FIG. 3 is inserted into a potting device.
FIG. 7 is an isometric view of a magnetizing device for magnetizing the shaft of the motor shown in FIG. 1;
FIG. 8 is an isometric view showing a shaft according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a top view of a linear motor manufactured according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial sectional view of the side surface of the motor shown in FIG. 9;
11 is an isometric perspective view of a side surface of a movable member of the motor shown in FIG. 9;
FIG. 12 is a side view of a mandrel for magnetizing the cylindrical movable member of the motor shown in FIG.
FIG. 13 is a top view of the mandrel shown in FIG. 12;
FIG. 14 is a schematic view of a conductor used for the mandrel shown in FIG. 12;
FIG. 15 is a top view of the conductor shown in FIG. 14;
[Explanation of symbols]
[0051]
20, 300 Motor 30, 200, 314 Shaft 32, 312 Stator 34, 36, 210, 212, 340, 342 N-pole and S-pole 100, 352 alternately arranged in the axial direction Mandrel 150, 350 Conductor 220, 222 Longitudinal N-pole and S-pole 310 potting compound extending in the direction

Claims (26)

ステータと、該ステータと磁気的に相互に作用する、軸線方向に伸びる筒状の永久磁石のシャフトとを含み、前記シャフトの一部に沿った滑らかな表面を有し、該表面に軸線方向に交互に配置された半径方向のN極およびS極が設けられている、リニアステッパーモータ。A shaft of a cylindrical permanent magnet extending in the axial direction, magnetically interacting with the stator, having a smooth surface along a portion of the shaft, the surface being axially A linear stepper motor having alternately arranged north and south poles in the radial direction. 前記シャフトは前記ステータを貫いて同軸的に伸びる、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the shaft extends coaxially through the stator. 前記シャフトは前記ステータを同軸的に取り囲む、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the shaft coaxially surrounds the stator. 前記シャフトが回転できるように、少なくとも1対の長手方向に伸びるN極およびS極が、少なくとも半径方向の磁気が弱いか磁極がない前記滑らかな表面に形成されている、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。2. The method of claim 1, wherein at least one pair of longitudinally extending north and south poles are formed on the smooth surface with at least weak or no magnetic poles so that the shaft can rotate. Linear stepper motor. 前記シャフトの前記一部は中空である、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the part of the shaft is hollow. 前記シャフトの前記一部は中空でないコアを有する、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the portion of the shaft has a solid core. 前記コアは強磁性材料から成る、請求項6に記載のリニアステッパーモータ。7. The linear stepper motor according to claim 6, wherein the core is made of a ferromagnetic material. 前記コアは非磁性材料から成る、請求項6に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 6, wherein the core is made of a non-magnetic material. 前記ステータは、該ステータの部材を相互に隔て、かつ、前記シャフトの軸受面として機能する、高潤滑性材料の環状ディスクを含む、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the stator includes an annular disk of a highly lubricating material that separates the members of the stator from each other and functions as a bearing surface of the shaft. 前記シャフトの少なくとも前記一部は単一材料部品からなる、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein at least the portion of the shaft comprises a single material part. 前記シャフトは、前記リニアステッパーモータが駆動されているか否かにかかわらず、いずれの方向にも連続的にまたは断続的に360°回転することができる、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the shaft can rotate continuously or intermittently 360 ° in any direction regardless of whether the linear stepper motor is driven. 前記少なくとも1対の長手方向に伸びるN極およびS極は、前記シャフトが直線運動中に回転しないように固定することができる、請求項4に記載のリニアステッパーモータ。5. The linear stepper motor of claim 4, wherein the at least one pair of longitudinally extending north and south poles can be fixed so that the shaft does not rotate during linear motion. 前記シャフトは逆駆動可能である、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the shaft is drivable in a reverse direction. いかなる設置方向でも作動することができる、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, which can operate in any installation direction. 前記ステータはモデュラー式のステータの層を有する、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the stator has a modular stator layer. 前記ステータは従来方法で巻かれたコイルを有する、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the stator has a coil wound in a conventional manner. ベアリングを含まない、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the linear stepper motor does not include a bearing. 親ねじおよびボールねじを含まない、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein the linear stepper motor does not include a lead screw and a ball screw. どの部品にも潤滑材を必要としない、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, wherein no lubricant is required for any of the parts. 回転運動を直線運動に変換することを必要としない、請求項1に記載のリニアステッパーモータ。The linear stepper motor according to claim 1, which does not require converting rotary motion to linear motion. 軸線方向に伸びる筒状の滑らかなシャフトの一部の外周に設けられる、軸線方向に交互に配置されるN極およびS極に着磁する着磁装置であって、非磁性で非導電性の材料から成る中空の筒状のマンドレルと該マンドレルの外面に設けられた平行な外周の通路に配置された導線と、
該導線の位置を固定するために前記マンドレルを取り囲むポッティング合成物と、
前記マンドレルを中心で軸線方向に貫いて設けられた中心穴とを含み、
前記中心穴は前記導線を露出または、ほぼ露出しており、前記中心穴は軸線方向に挿入された前記シャフトの前記一部を受け入れる大きさを有する、着磁装置。
A magnetizing device provided on an outer periphery of a part of a cylindrical smooth shaft extending in an axial direction and magnetizing N-poles and S-poles alternately arranged in an axial direction, comprising a non-magnetic and non-conductive magnet. A hollow cylindrical mandrel made of a material, and a conductive wire disposed in a parallel outer peripheral passage provided on an outer surface of the mandrel,
A potting compound surrounding the mandrel to fix the position of the wire;
A central hole provided through the mandrel in the axial direction about the center,
The magnetizing device, wherein the center hole exposes or substantially exposes the conductive wire, and the center hole has a size to receive the part of the shaft inserted in the axial direction.
前記導線は、隣接する導線に流れる直流電流の方向が逆向きになるように、前記通路に配置されている、請求項21に記載の装置。22. The apparatus of claim 21, wherein the wires are arranged in the passage such that the direction of DC current flowing in adjacent wires is reversed. リニアステッパーモータ用の軸線方向に伸びる筒状の滑らかなシャフトの一部軸線方向に交互配置のN極およびS極を設ける方法であって、
(a)非磁性材料でできた中空の筒状のマンドレルと該マンドレルの外面に設けられた平行な外周の通路に配置された導線と該導線の位置を固定するために前記マンドレルを取り囲むポッティング合成物と前記マンドレルを中心で軸線方向に貫いて設けられた中心穴であって、前記導線を露出またはほぼ露出し、軸線方向に挿入された前記シャフトの前記一部を受け入れる大きさを有する中心穴とを含む、着磁装置を用意すること、
(b)前記中心穴に前記シャフトの前記一部を挿入すること、
(c)前記通路の隣接する導線に流れる直流電流の方向が逆向きになるように、前記通路に配置される前記導線を通じて直流電流を供給することを含む、前記軸線方向に交互配置のN極およびS極を設ける方法。
A method of providing N-poles and S-poles alternately arranged in a part of the axial direction of a cylindrical smooth shaft extending in the axial direction for a linear stepper motor,
(A) A hollow cylindrical mandrel made of a non-magnetic material, a conductor disposed in a parallel outer peripheral passage provided on an outer surface of the mandrel, and a potting composition surrounding the mandrel to fix the position of the conductor. A central hole extending axially about an object and the mandrel, the central hole being sized to expose or substantially expose the conductor and to receive the portion of the shaft inserted axially; Providing a magnetizing device, including:
(B) inserting the part of the shaft into the center hole;
(C) N poles alternately arranged in the axial direction, including supplying a direct current through the conductor disposed in the passage such that the direction of the direct current flowing in the conductor adjacent to the passage is reversed. And providing a south pole.
前記平行な外周の通路の隣接する導線に流れる直流電流の方向が逆向きになるように、前記通路に配置される前記導線を用意することを含む、前記請求項23に記載の方法。24. The method of claim 23, comprising providing the conductors disposed in the parallel outer circumferential passages such that the direction of DC current flowing in adjacent conductors of the passages is reversed. 軸線方向に伸びる筒状の滑らかなシャフトの外周の一部を取り囲むように設けられる、軸線方向に交互配置のN極およびS極を着磁する着磁装置の製造方法であって、
非磁性材料でできた筒状のマンドレルの外面に設けられた複数の平行な外周の通路を用意すること、
前記平行な外周の通路に導線を配置すること、
前記導線の位置を固定するために、前記マンドレルを取り囲むポッティング合成物を用意すること、
前記マンドレルを中心で軸線方向に貫いて設けられ、前記導線を露出またはほぼ露出している中心穴であって、前記軸線方向に挿入されたシャフトの部分を受け入れる大きさを有する中心穴を形成することを含む、着磁装置の製造方法。
A method of manufacturing a magnetizing device for magnetizing N-poles and S-poles alternately arranged in an axial direction, provided to surround a part of the outer periphery of a cylindrical smooth shaft extending in an axial direction,
Providing a plurality of parallel peripheral passages provided on the outer surface of a cylindrical mandrel made of a non-magnetic material,
Arranging a conducting wire in the parallel outer peripheral passage;
Providing a potting compound surrounding the mandrel to fix the position of the conductor;
A central hole extending axially about the mandrel and exposing or substantially exposing the conductor, the central hole being sized to receive a portion of the shaft inserted axially; And a method of manufacturing a magnetized device.
隣接する導線に流れる直流電流の方向が逆向きになるように、前記通路に配置される前記導線を用意することを含む、請求項25に記載の方法。26. The method of claim 25, comprising providing the conductors disposed in the passage such that the direction of DC current flowing in adjacent conductors is reversed.
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