JP2005328586A

JP2005328586A - Linear motor

Info

Publication number: JP2005328586A
Application number: JP2004141886A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Fujinaga; 輝明藤永
Original assignee: IAI Corp
Current assignee: IAI Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP4557600B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear motor capable of enhancing assembling performance, facilitating positioning control and enhancing rigidity. <P>SOLUTION: The linear motor comprises a stator laminated and arranged with a plurality of permanent magnets, and a mover provided movably to the outer circumferential side of the stator. The stator is constituted by alternately laminating and arranging a first hollow permanent magnet magnetized radially outward from the center of its traverse section, and a second hollow permanent magnet magnetized from radially outward toward the center of its traverse section. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば、精密位置決めシステムに用いるリニアモータに係り、特に、固定子を中空形状をなしその横断面形状において中心から放射方向外方に向かって磁化された第１永久磁石と中空形状をなしその横断面形状において放射方向外方から中心に向かって磁化された第２永久磁石とを交互に積層・配置して構成することにより、組立性の向上、位置決め制御の容易化、剛性の向上を図ることができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to, for example, a linear motor used in a precision positioning system. In particular, the stator has a hollow shape, and a first permanent magnet and a hollow shape magnetized radially outward from the center in the cross-sectional shape thereof. None In the cross-sectional shape, the second permanent magnets magnetized from the outside in the radial direction toward the center are alternately stacked and arranged to improve assembly, facilitate positioning control, and improve rigidity It is related with what was devised so that it can plan.

非接触駆動が可能なリニアモータは、例えば、精密位置決め装置の駆動機構として好適である。この種のリニアモータを開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。 A linear motor capable of non-contact driving is suitable as a driving mechanism for a precision positioning device, for example. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose this type of linear motor.

特開２００４−８０８４８号公報JP 2004-80848 A 特開平１０−３１３５６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-313566

上記特許文献２に開示されているリニアモータの構成を図７及び図８に示す。図７はリニアモータの全体の構成を示す平面図であり、まず、固定子１０１がある。この固定子１０１の外周側には可動子１０３が移動可能な状態で取り付けられている。上記固定子１０１の図５中左端にはブラケット１０５が取り付けられている。 The configuration of the linear motor disclosed in Patent Document 2 is shown in FIGS. FIG. 7 is a plan view showing the overall configuration of the linear motor. First, the stator 101 is provided. A movable element 103 is attached to the outer peripheral side of the stator 101 in a movable state. A bracket 105 is attached to the left end of the stator 101 in FIG.

上記固定子１０１は、図８に示すような構成になっている。まず、パイプ１０７があり、このパイプ１０７内には中空状をなす永久磁石１０９が積層・配置されている。上記永久磁石１０９は、その軸方向一端がＳ極、軸方向他端がＮ極となっている。そして、これら複数個の永久磁石１０９を積層させる場合には、隣接する永久磁石１０９の同極同士が対面するような向きで積層させていくものであり、その結果、図８に示すように、Ｓ極とＮ極が交互に配置されることになる。 The stator 101 is configured as shown in FIG. First, a pipe 107 is provided, and a hollow permanent magnet 109 is laminated and disposed in the pipe 107. The permanent magnet 109 has an S pole at one end in the axial direction and an N pole at the other end in the axial direction. And when laminating | stacking these several permanent magnets 109, it laminates | stacks in the direction where the same pole of the adjacent permanent magnet 109 faces, As a result, as shown in FIG. S poles and N poles are alternately arranged.

上記複数個の永久磁石１０９の内周側にはセンターシャフト１１１が挿入・配置されている。上記センターシャフト１１１の一端には雄ねじ１１３が形成されていて、該雄ねじ１１３を介してブラケット１０５に螺合・接合されている。又、センターシャフト１１１の他端にも雄ねじ１１５が形成されており、該雄ねじ１１５にはナット１１７が螺合されている。又、上記ナット１１７の外周にはキャップ１１９が被冠・固定されている。 A center shaft 111 is inserted and arranged on the inner peripheral side of the plurality of permanent magnets 109. A male screw 113 is formed at one end of the center shaft 111 and is screwed and joined to the bracket 105 via the male screw 113. A male screw 115 is also formed at the other end of the center shaft 111, and a nut 117 is screwed into the male screw 115. A cap 119 is crowned and fixed on the outer periphery of the nut 117.

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、組立性の問題があった。すなわち、従来の固定子１０１は、長手方向に磁化された永久磁石１０９を大きな反発力が作用する同極を対面させた状態でパイプ１０７内に詰め込んでおり、その際、永久磁石１０９同士の大きな反発力が発生することになる。よって、組立時にはそのような大きな反発力に抗して組立なければならず、その結果、組立が困難になってしまうという問題があった。
又、位置決め制御性の点においても問題があった。すなわち、従来の固定子１０１の構成によると、隣接配置された永久磁石１０９、１０９の界面近傍で磁界の急峻なピークを持つことになり、その結果、軸方向に沿って不均一な磁界分布となってしまう。それが原因して精密位置決め制御が困難なものとなってしまうという問題があった。
さらに、別の問題として、固定子としての剛性が不足しているという問題があった。すなわち、従来の固定子１０１を構成している永久磁石１０９はその横断面形状が中空円形形状であり、又、固定子１０１の支持は軸方向の両端における支持のみである。その為、自重および可動子１０３の推力の反力により、固定子１０１が撓んでしまうことが懸念される。そして、そのような撓みが発生した場合には固定子１０１と可動子１０３が接触して損傷してまうことが懸念されると共に塵の噛み込みそれによる動作不良等が心配されていた。 The conventional configuration has the following problems.
First, there was an assembly problem. That is, in the conventional stator 101, the permanent magnet 109 magnetized in the longitudinal direction is packed in the pipe 107 in a state where the same pole where a large repulsive force acts faces each other. A repulsive force will be generated. Therefore, at the time of assembling, there is a problem that the assembling becomes difficult as a result of assembling against such a large repulsive force.
There was also a problem in terms of positioning controllability. That is, according to the configuration of the conventional stator 101, the magnetic field has a steep peak near the interface between the permanent magnets 109 and 109 arranged adjacent to each other. As a result, the magnetic field distribution is uneven along the axial direction. turn into. As a result, there has been a problem that precise positioning control becomes difficult.
Furthermore, another problem is that the rigidity as a stator is insufficient. That is, the permanent magnet 109 constituting the conventional stator 101 has a hollow circular shape in cross section, and the stator 101 is supported only at both ends in the axial direction. Therefore, there is a concern that the stator 101 may bend due to its own weight and the reaction force of the thrust of the mover 103. When such a deflection occurs, there is a concern that the stator 101 and the movable element 103 may come into contact with each other and be damaged, and there is a concern about malfunction due to the biting of dust.

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、組立容易で位置決め制御性も良好で、且つ、信頼性の高いリニアモータを提供することにある。 The present invention has been made based on such points, and an object thereof is to provide a linear motor that is easy to assemble, has good positioning controllability, and has high reliability.

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１によるリニアモータは、複数個の永久磁石を積層・配置してなる固定子と、上記固定子の外周側に移動可能に設置された可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記固定子は、中空形状をなしその横断面形状において中心から放射方向外方に向かって磁化された第１永久磁石と中空形状をなしその横断面形状において放射方向外方から中心に向かって磁化された第２永久磁石を交互に積層・配置して構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項２によるリニアモータは、請求項１記載のリニアモータにおいて、上記第１永久磁石と第２永久磁石は、その横断面形状において重力方向長さが水平方向長さより長く設定されていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるリニアモータは、請求項１又は請求項２記載のリニアモータにおいて、上記第１永久磁石と第２永久磁石はその外形が略矩形であることを特徴とするものである。
又、請求項４によるリニアモータは、請求項１〜請求項３の何れかに記載のリニアモータにおいて、上記第１永久磁石と第２永久磁石はボンド磁石であることを特徴とするものである。
又、請求項５によるリニアモータは、請求項１〜請求項４の何れかに記載のリニアモータにおいて、上記第１永久磁石と第２永久磁石の中空部にシャフトが挿入されていることを特徴とするものである。
又、請求項６によるリニアモータは、請求項５記載のリニアモータにおいて、上記シャフトの外表面を非磁性材料で被覆したことを特徴とするものである。
又、請求項７によるリニアモータは、請求項５記載のリニアモータにおいて、上記シャフトの材質が磁性材料であることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a linear motor according to claim 1 of the present invention includes a stator formed by laminating and arranging a plurality of permanent magnets, a mover installed movably on the outer peripheral side of the stator, The stator has a hollow shape and a first permanent magnet that is magnetized radially outward from the center in the cross-sectional shape, and radiates in the cross-sectional shape. The second permanent magnets magnetized from the outside in the direction toward the center are alternately stacked and arranged.
The linear motor according to claim 2 is the linear motor according to claim 1, wherein the first permanent magnet and the second permanent magnet are set such that the length in the direction of gravity is longer than the length in the horizontal direction in the cross-sectional shape thereof. It is characterized by this.
The linear motor according to claim 3 is the linear motor according to claim 1 or 2, wherein the first permanent magnet and the second permanent magnet have a substantially rectangular outer shape.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the linear motor according to any one of the first to third aspects, wherein the first permanent magnet and the second permanent magnet are bonded magnets. .
The linear motor according to claim 5 is the linear motor according to any one of claims 1 to 4, wherein a shaft is inserted into a hollow portion of the first permanent magnet and the second permanent magnet. It is what.
According to a sixth aspect of the present invention, in the linear motor according to the fifth aspect, the outer surface of the shaft is coated with a nonmagnetic material.
According to a seventh aspect of the present invention, in the linear motor according to the fifth aspect, the shaft is made of a magnetic material.

以上述べたように本願発明の請求項１によるリニアモータは、複数個の永久磁石を積層・配置してなる固定子と、上記固定子の外周側に移動可能に設置された可動子と、を具備してなるリニアモータにおいて、上記固定子は、中空形状をなしその横断面形状において中心から放射方向外方に向かって磁化された第１永久磁石と中空形状をなしその横断面形状において放射方向外方から中心に向かって磁化された第２永久磁石を交互に積層・配置して構成されているので、まず、組立性が大幅に向上したものである。すなわち、隣接する永久磁石はその磁化の向きが逆向きとなっており、永久磁石同士を積層・配置するときに吸引力が生じ、その結果、従来問題になっていた反発力の発生もなく容易に精度よく積層・配置することができるものである。
又、永久磁石の磁化の向きを中心から放射方向外方又はその逆向きとし長手方向に対して直交する方向となっているので、磁力線は永久磁石の表面近傍では表面に略直交する方向となり、その結果、永久磁石の積層方向に略一様な磁束密度分布とすることができ、それによって、可動子に作用する推力も略均一となり、推力制御が容易化され、高精度な位置決めが容易となった。
又、重力方向の長さを水平方向の長さより長くした場合には、それによって、撓み剛性を向上させることができる。
又、固定子側の断面形状を略矩形とした場合には、断面積を増加させなくても撓み剛性を向上させることが可能になる。
又、永久磁石としてボンド磁石を使用した場合には、中空矩形形状の永久磁の加工も容易となる。
又、永久磁石の内周側にシャフトを挿入・配置させた場合には、例えば、永久磁石のみから固定子を構成する場合に比べると、高価な永久磁石材料を多量に使用することもないので、コストの低減を図ることができると共に必要な剛性の確保も可能になった。
又、シャフトを磁性材料とした場合には、組立時に永久磁石がシャフトに吸着することになり、十分な接着強度が得られると共に組立が容易化されるものである。
又、シャフトの表面に非磁性材料からなる被覆部を設けた場合には、それによっても、組立作業性をさらに向上させることができる。すなわち、そのような被覆部がない場合には、永久磁石をシャフトに挿入して所定位置まで滑らせていくときに磁気吸引力のために滑り難いことが予想されるが、被覆部を設けた場合にはそのようなことがなくなるものである。 As described above, the linear motor according to claim 1 of the present invention comprises a stator formed by laminating and arranging a plurality of permanent magnets, and a mover installed movably on the outer peripheral side of the stator. In the linear motor, the stator has a hollow shape and a first permanent magnet that is magnetized radially outward from the center in the cross-sectional shape thereof, and has a hollow shape and a radial direction in the cross-sectional shape. Since the second permanent magnets magnetized from the outside toward the center are alternately stacked and arranged, first, the assemblability is greatly improved. In other words, the magnetization directions of adjacent permanent magnets are reversed, and an attractive force is generated when the permanent magnets are stacked and arranged. As a result, there is no repulsive force that has been a problem in the past. Can be stacked and arranged with high accuracy.
In addition, since the direction of magnetization of the permanent magnet is outward in the radial direction from the center or vice versa, and is perpendicular to the longitudinal direction, the lines of magnetic force are substantially perpendicular to the surface near the surface of the permanent magnet, As a result, it is possible to obtain a substantially uniform magnetic flux density distribution in the direction in which the permanent magnets are laminated, thereby making the thrust acting on the mover substantially uniform, facilitating thrust control, and facilitating highly accurate positioning. became.
Further, when the length in the direction of gravity is longer than the length in the horizontal direction, it is possible to improve the bending rigidity.
Further, when the cross-sectional shape on the stator side is substantially rectangular, it is possible to improve the flexural rigidity without increasing the cross-sectional area.
In addition, when a bonded magnet is used as the permanent magnet, it is easy to process the hollow rectangular permanent magnet.
In addition, when the shaft is inserted and arranged on the inner peripheral side of the permanent magnet, for example, a large amount of expensive permanent magnet material is not used as compared with the case where the stator is constituted by only the permanent magnet. Thus, the cost can be reduced and the necessary rigidity can be secured.
When the shaft is made of a magnetic material, the permanent magnet is attracted to the shaft at the time of assembly, so that sufficient adhesive strength can be obtained and the assembly is facilitated.
Further, when a coating portion made of a nonmagnetic material is provided on the surface of the shaft, the assembly workability can be further improved. That is, when there is no such covering portion, it is expected that the permanent magnet is not slippery due to the magnetic attractive force when the permanent magnet is inserted into the shaft and is slid to a predetermined position. In some cases, this is not the case.

以下、図１乃至図５を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態によるリニアモータの一部の構成を示す断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。まず、固定子１があり、この固定子１はその両端が支持された状態になっている。上記固定子１は、シャフト３と、このシャフト３の外周に施された被覆部５と、この被覆部５の外周に積層・配置された複数個の第１永久磁石７、第２永久磁石９とから構成されている。上記シャフト３と被覆部５は、例えば、被覆された異形鋼管であり、具体的には、例えば、亜鉛メッキ鋼管や塩ビ被覆鋼管等である。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing a part of the configuration of the linear motor according to the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. First, there is a stator 1, and this stator 1 is in a state where both ends thereof are supported. The stator 1 includes a shaft 3, a covering portion 5 provided on the outer periphery of the shaft 3, and a plurality of first permanent magnets 7 and second permanent magnets 9 stacked and arranged on the outer periphery of the covering portion 5. It consists of and. The shaft 3 and the covering portion 5 are, for example, coated deformed steel pipes, and specifically, are, for example, galvanized steel pipes, PVC-coated steel pipes, and the like.

上記第１永久磁石７、第２永久磁石９は中空状をなしている。又、上記第１永久磁石７は、図３に示すように、
中心から放射方向外方へ向かって磁化されていて、中空内表面がＳ極、外表面がＮ極となっている。一方、第２永久磁石９は、その逆で、図４に示すように、放射方向外方から中心へ向かって磁化されていて、内表面がＮ極、外表面がＳ極となっている。このような第１永久磁石７と第２永久磁石９が交互に積層・配置されている。 The first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are hollow. Further, the first permanent magnet 7 is, as shown in FIG.
Magnetized outward from the center in the radial direction, the hollow inner surface is the south pole and the outer surface is the north pole. On the other hand, as shown in FIG. 4, the second permanent magnet 9 is magnetized from the outside in the radial direction toward the center, and the inner surface is an N pole and the outer surface is an S pole. Such first permanent magnets 7 and second permanent magnets 9 are alternately stacked and arranged.

上記固定子１は、その横断面形状をみると、図２に示すように、矩形形状となっている。すなわち、上記シャフト３の横断面形状、上記第１永久磁石７、第２永久磁石９の横断面形状が共に矩形形状をなしている。又、重力方向の長さＬ１が水平方向の長さＬ２に対して長く設定されている。このように、固定子１の横断面形状を矩形形状とすると共に重力方向の長さＬ１が水平方向の長さＬ２に対して長く設定することにより固定子１の剛性、特に、重力方向の曲げ剛性を高めているものである。 The stator 1 has a rectangular shape as shown in FIG. That is, the cross-sectional shape of the shaft 3 and the cross-sectional shapes of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are both rectangular. Further, the length L1 in the gravitational direction is set longer than the length L2 in the horizontal direction. Thus, by making the cross-sectional shape of the stator 1 a rectangular shape and setting the length L1 in the gravitational direction to be longer than the length L2 in the horizontal direction, the rigidity of the stator 1, particularly the bending in the gravitational direction. It has increased rigidity.

又、上記第１永久磁石７、第２永久磁石９は、磁性材料と樹脂とを混合して成型したボンド磁石から構成されている。これは上記第１永久磁石７、第２永久磁石９が中空状であって矩形形状をなしていることに鑑み、その加工性を高めるためである。
The first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are composed of bonded magnets formed by mixing a magnetic material and a resin. This is for improving the workability in view of the fact that the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are hollow and rectangular.

上記固定子１の外周側には可動子１１が、図１中矢印ａで示す方向に移動可能な状態で配置されている。上記可動子１１は、可動子ベース１３と、この可動子ベース１３の内周側に配置され駆動位相が１２０°異なる３種類のコイル１５（Ｕ相）、１７（Ｖ相）、１９(Ｗ相）から構成されている。上記３種類のコイル１５（Ｕ相）、１７（Ｖ相）、１９(Ｗ相）は二段にわたって設置されている。又、固定子１と可動子１１との間には空隙２１が設けられている。
尚、この実施の形態では、コイル１５（Ｕ相）、１７（Ｖ相）、１９(Ｗ相）側を可動子１１とし、第１永久磁石７、第２永久磁石９側を固定子１としたが、その逆の構成でも良い。すなわち、コイルベース１３を支持すると共にシャフト３の両端の支持を外せば、コイル１５（Ｕ相）、１７（Ｖ相）、１９(Ｗ相）側が固定子、第１永久磁石７、第２永久磁石９側が可動子となる。 A mover 11 is arranged on the outer peripheral side of the stator 1 so as to be movable in a direction indicated by an arrow a in FIG. The mover 11 includes a mover base 13 and three types of coils 15 (U-phase), 17 (V-phase), and 19 (W-phase) disposed on the inner peripheral side of the mover base 13 and having a drive phase of 120 °. ). The three types of coils 15 (U phase), 17 (V phase), and 19 (W phase) are installed in two stages. Further, a gap 21 is provided between the stator 1 and the movable element 11.
In this embodiment, the coils 15 (U-phase), 17 (V-phase), and 19 (W-phase) sides are the mover 11, and the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 side are the stator 1. However, the reverse configuration may be used. That is, if the coil base 13 is supported and both ends of the shaft 3 are removed, the coils 15 (U-phase), 17 (V-phase) and 19 (W-phase) sides are the stator, the first permanent magnet 7 and the second permanent. The magnet 9 side is a mover.

上記構成において、コイル１５（Ｕ相）、１７（Ｖ相）、１９(Ｗ相）に適宜の方向に電流を流すことにより、矢印ａ方向の駆動力が発生し、それによって、可動子１１が矢印ａの何れかの方向に移動することになる。 In the above-described configuration, a driving force in the direction of arrow a is generated by causing a current to flow through the coils 15 (U-phase), 17 (V-phase), and 19 (W-phase) in an appropriate direction. It will move in either direction of arrow a.

以上、この実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、組立性が大幅に向上したものである。すなわち、第１永久磁石７と第２永久磁石９はその磁化の向きが共に積層方向と直交方向であり逆向きとなっており、それら第１永久磁石７と第２永久磁石９を交互に積層・配置するようにしているので、永久磁石同士を積層・配置するときに吸引力が生じ、その結果、従来問題になっていた反発力の発生もなく容易に精度よく積層・配置することができる。
又、この実施の形態の場合には、第１永久磁石７と第２永久磁石９の磁化の向きを中心から放射方向外方又はその逆向きとしている。つまり、シャフト３の長手方向に対して直交する方向となっている。よって、磁力線は第１永久磁石７、第２永久磁石９の表面近傍では表面に略直交する方向となり、その結果、第１永久磁石７と第２永久磁石９の積層方向に略一様な磁束密度分布とすることができる（但し、磁石積層界面近傍は除く）。そして、コイル１５（Ｕ相）、１７（Ｖ相）、１９(Ｗ相）側に作用する推力も略均一となり、推力制御が容易化され、高精度な位置決めが容易となった。 As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
First, the assemblability is greatly improved. That is, the magnetization directions of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are both perpendicular to and opposite to the lamination direction, and the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are alternately laminated. -Since it is arranged, an attractive force is generated when the permanent magnets are laminated and arranged, and as a result, it is possible to easily and accurately laminate and arrange without the occurrence of repulsive force, which has been a problem in the past. .
Further, in the case of this embodiment, the magnetization directions of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are made radially outward from the center or vice versa. That is, the direction is orthogonal to the longitudinal direction of the shaft 3. Accordingly, the lines of magnetic force are in a direction substantially perpendicular to the surface near the surfaces of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9, and as a result, the magnetic flux is substantially uniform in the stacking direction of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9. It can be a density distribution (however, the vicinity of the magnet lamination interface is excluded). The thrust acting on the coils 15 (U-phase), 17 (V-phase), and 19 (W-phase) sides is also substantially uniform, thrust control is facilitated, and high-precision positioning is facilitated.

ここで、上記磁束密度分布に関して図５を参照して説明する。図５は本実施の形態における固定子１の構成と対応させながら、軸方向に沿った磁束密度分布を示した図であり、図中線図Ａが本実施の形態の場合であり、これに対して、線図Ｂが従来の場合である。本実施の形態の場合には、線図Ａに示すように、第１永久磁石７と第２永久磁石９との境界部において反転するものの、軸方向に沿って略均一な磁束密度分布となっている。これに対して、従来の場合には、
線図Ｂに示すように、永久磁石同士の境界部において急峻なピークを持つことになり、その結果、軸方向に沿って不均一な磁束密度分布となってしまう。それが原因して精密位置決め制御が困難なものとなってしまうことについては、発明が解決しようとした課題の項目で述べた通りである。 Here, the magnetic flux density distribution will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing the magnetic flux density distribution along the axial direction while corresponding to the configuration of the stator 1 in the present embodiment, and the diagram A in the figure is the case of the present embodiment. On the other hand, the diagram B is a conventional case. In the case of the present embodiment, as shown in the diagram A, the magnetic flux density distribution is substantially uniform along the axial direction although it is reversed at the boundary between the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9. ing. On the other hand, in the conventional case,
As shown in the diagram B, a steep peak is present at the boundary between the permanent magnets, resulting in a non-uniform magnetic flux density distribution along the axial direction. The reason why the precise positioning control becomes difficult due to this is as described in the item of the problem to be solved by the invention.

又、この実施の形態では、固定子１側の断面形状を略矩形とし、且つ、重力方向の長さを水平方向の長さより長くしているので、それによって、断面積を増加させなくても撓み剛性を向上させることが可能になった。そして、固定子１と可動子１の接触による動作不良、塵の噛み込みによる動作不良等を防止することができ、可動子１１の動作も円滑なものとなった。
又、本実施の形態では第１永久磁石７と第２永久磁石９としてボンド磁石を使用しており、よって、中空矩形形状の第１永久磁石７と第２永久磁石９の加工も容易である。
又、本実施の形態の場合には、第１永久磁石７と第２永久磁石９の内周側にシャフト３を挿入・配置させているので、例えば、永久磁石のみから固定子を構成する場合に比べると、高価な永久磁石材料を多量に使用することもないので、コストの低減を図ることができると共に必要な剛性の確保も可能になった。
又、シャフト３は、磁性材料である異形鋼管製であるので、組立時に第１永久磁石７と第２永久磁石９がシャフト３に吸着することになり、十分な接着強度が得られると共に組立が容易化されるものである。
又、本実施の形態におけるシャフト３はその表面に被覆部５が設けられているので、例えば、そのような被覆部５がないと第１永久磁石７と第２永久磁石９をシャフト３に挿入して所定位置まで滑らせていくときに磁気吸引力のために滑り難いことが予想されるが、この実施の形態の場合にはそのようなこともない。 In this embodiment, the cross-sectional shape on the stator 1 side is substantially rectangular and the length in the direction of gravity is longer than the length in the horizontal direction, so that it is not necessary to increase the cross-sectional area. It has become possible to improve the flexural rigidity. Further, malfunction due to contact between the stator 1 and the mover 1, malfunction due to dust biting, and the like can be prevented, and the operation of the mover 11 is also smooth.
Further, in the present embodiment, bond magnets are used as the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9, so that the processing of the hollow rectangular first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 is easy. .
Further, in the case of the present embodiment, the shaft 3 is inserted and arranged on the inner peripheral side of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9, so that, for example, a stator is composed only of permanent magnets. Compared to the above, since a large amount of expensive permanent magnet material is not used, the cost can be reduced and the necessary rigidity can be secured.
Further, since the shaft 3 is made of a deformed steel pipe, which is a magnetic material, the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are attracted to the shaft 3 at the time of assembly, so that sufficient adhesive strength can be obtained and the assembly can be performed. It will be facilitated.
Further, since the shaft 3 in the present embodiment is provided with the covering portion 5 on the surface thereof, for example, if there is no such covering portion 5, the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 are inserted into the shaft 3. Thus, it is expected that it is difficult to slide due to the magnetic attractive force when sliding to a predetermined position, but this is not the case in this embodiment.

次に、図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態の場合には、前記第１の実施の形態における第１永久磁石７と第２永久磁石９の間に非磁性材料かるなる中空部材５１を介在させたものである。それによって、第１永久磁石７と第２永久磁石９の厚みを薄くしてコストの低減を図ることができるものである。
尚、その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであるので、同一部分には同一符号を付してある。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the second embodiment, a hollow member 51 made of a nonmagnetic material is interposed between the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 in the first embodiment. Thereby, the thickness of the first permanent magnet 7 and the second permanent magnet 9 can be reduced to reduce the cost.
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions.

尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。例えば、シャフト３を磁性材料から構成するか否か、非磁性材料の被覆を施すか否か、等については適宜選択すれば良い。その他各部の寸法、個数等についてもこれを限定するものではない。 The present invention is not limited to the first and second embodiments. For example, whether or not the shaft 3 is made of a magnetic material or whether or not a nonmagnetic material is coated may be selected as appropriate. In addition, the dimensions, the number, and the like of each part are not limited.

本発明は、固定子を中空形状をなしその横断面形状において中心から放射方向外方に向かって磁化された第１永久磁石と中空形状をなしその横断面形状において放射方向外方から中心に向かって磁化された第２永久磁石とを交互に積層・配置して構成することにより、組立性の向上、位置決め制御の容易化、剛性の向上を図ることができるように工夫したものに関し、例えば、精密位置決めシステムに用いるリニアモータに好適である。 In the present invention, the stator has a hollow shape and a first permanent magnet which is magnetized radially outward from the center in its cross-sectional shape, and has a hollow shape and has a cross-sectional shape from the radially outward to the center. For example, it is possible to improve the assembling property, facilitate the positioning control, and improve the rigidity by alternately laminating and arranging the second permanent magnets magnetized in this way. Suitable for linear motors used in precision positioning systems.

本発明の第１の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す断面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is sectional drawing which shows the structure of a linear motor. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention, and is II-II sectional drawing of FIG. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１永久磁石の側面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a side view of a 1st permanent magnet. 本発明の第１の実施の形態を示す図で、第２永久磁石の側面図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention and is a side view of a 2nd permanent magnet. 本発明の第１の実施の形態における磁束密度分布と従来の磁束密度分布を比較して示す図である。It is a figure which compares and shows the magnetic flux density distribution in the 1st Embodiment of this invention, and the conventional magnetic flux density distribution. 本発明の第２の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す断面図である。It is a figure which shows the 2nd Embodiment of this invention, and is sectional drawing which shows the structure of a linear motor. 従来例を示す図で、リニアモータの構成を示す平面図である。It is a figure which shows a prior art example, and is a top view which shows the structure of a linear motor. 従来例を示す図で、リニアモータの固定子の断面図である。It is a figure which shows a prior art example, and is sectional drawing of the stator of a linear motor.

Explanation of symbols

１固定子
３シャフト
５被覆部
７第１永久磁石
９第２永久磁石
１１可動子
１３可動子ベース
１５コイル１５（Ｕ相）
１７コイル（Ｖ相）
１９コイル(Ｗ相）
２１間隙

1 Stator 3 Shaft 5 Cover 7 First Permanent Magnet 9 Second Permanent Magnet 11 Movable Element 13 Movable Element Base 15 Coil 15 (U Phase)
17 Coil (V phase)
19 Coil (W phase)
21 gap

Claims

A stator formed by laminating and arranging a plurality of permanent magnets;
A mover installed movably on the outer periphery of the stator;
In a linear motor comprising:
The stator is hollow and has a first permanent magnet magnetized radially outward from the center in the cross-sectional shape, and a hollow magnet is magnetized from radially outward to the center in the cross-sectional shape. A linear motor, wherein the second permanent magnets are alternately stacked and arranged.

The linear motor according to claim 1,
The linear motor characterized in that the first permanent magnet and the second permanent magnet have a length in the direction of gravity longer than a length in the horizontal direction in the cross-sectional shape thereof.

In the linear motor according to claim 1 or 2,
A linear motor characterized in that the first permanent magnet and the second permanent magnet have substantially rectangular outer shapes.

In the linear motor according to any one of claims 1 to 3,
The linear motor, wherein the first permanent magnet and the second permanent magnet are bonded magnets.

In the linear motor according to any one of claims 1 to 4,
A linear motor, wherein a shaft is inserted into a hollow portion of the first permanent magnet and the second permanent magnet.

The linear motor according to claim 5,
A linear motor characterized in that the outer surface of the shaft is coated with a nonmagnetic material.

The linear motor according to claim 5,
A linear motor characterized in that the shaft is made of a magnetic material.