JP2011160588A - リニアモータ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】渦電流の発生を抑制できるリニアモータを提供する。
【解決手段】リニアモータ1は、コイル7と、コイル7と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル7に対して軸CA方向に移動可能な磁石13と、コイル7と同心状に設けられた筒状の外ヨーク9と、を有する。外ヨーク9は、絶縁膜27b及び接着剤29を介在させつつ軸CA回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材19を有する。複数の板状部材19それぞれは、外ヨーク9の外周側ほど厚くなるように形成されている。
【選択図】図2
【解決手段】リニアモータ1は、コイル7と、コイル7と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル7に対して軸CA方向に移動可能な磁石13と、コイル7と同心状に設けられた筒状の外ヨーク9と、を有する。外ヨーク9は、絶縁膜27b及び接着剤29を介在させつつ軸CA回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材19を有する。複数の板状部材19それぞれは、外ヨーク9の外周側ほど厚くなるように形成されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、リニアモータ及びその製造方法に関する。
コイルと、コイルと同心状の環状に形成され、半径方向に磁化された磁石とを有するリニアモータが知られている。このようなリニアモータにおいては、磁石の磁束を効率的にコイルに鎖交させるために、コイルや磁石と同心状の筒状に形成され、コイル又は磁石に固定されるヨークが設けられている。なお、ヨークは、磁石の磁束を軸方向に通過させる。
磁石がヨークに対して移動すると渦電流が発生する。また、コイルの構成によっては、コイルがヨークに対して移動すると、コイルにより形成された磁界が移動して渦電流が発生する。そして、渦電流の発生は、発熱及び駆動効率の低下を招く。
本発明の目的は、渦電流の発生を抑制できるリニアモータ及びその製造方法を提供することにある。
本発明のリニアモータは、コイルと、前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、前記コイルと同心状に設けられた筒状のヨークと、を有し、前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている。
好適には、前記複数の板状部材は互いに同一の形状である。
好適には、筒状に形成され、外周面に前記磁石を保持し、前記コイルに対して軸方向に移動可能に挿通された保持部材を更に有し、前記ヨークは、前記保持部材に対して軸方向に移動可能に挿通されている。
好適には、前記ヨークは、前記コイルに対して固定されており、前記コイルの前記磁石とは反対側に配置され、前記コイルと同心状のコイル側筒状部と、前記コイルの、当該コイルの軸方向両側において前記磁石側に突出するコイル側コアと、を有し、前記複数の板状部材は、前記コイル側筒状部及び前記コイル側コアを構成している。
好適には、前記磁石に対して固定された磁石側ヨークを更に有し、前記磁石側ヨークは、前記磁石の前記コイルとは反対側に配置され、前記コイルと同心状の磁石側筒状部と、前記磁石の、前記コイルの軸方向両側において前記コイル側に突出する磁石側コアと、を有する。
本発明の他の観点のリニアモータは、コイルと、前記コイルの内周面又は外周面に対向し、前記コイルの半径方向に磁化され、前記コイルに対して前記コイルの軸方向に移動可能な磁石と、前記コイルの前記磁石とは反対側又は前記磁石の前記コイルとは反対側に設けられたヨークと、を有し、前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている。
本発明のリニアモータの製造方法は、コイルと、前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、ヨークとを有するリニアモータの製造方法であって、圧延により、面に沿う方向の一方側が他方側よりも薄い、強磁性を示す複数の板状部材を形成する工程と、前記複数の板状部材を、絶縁層を介在させつつ、薄い側を中心側に向けて円環状に積層して互いに固定し、前記ヨークを形成する工程と、を有する。
本発明によれば、渦電流の発生を抑制できる。
以下、図面を参照して、本発明の複数の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態以降において、既に説明された実施形態の構成と同一又は類似する構成については、既に説明された実施形態の構成と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るリニアモータ1の軸CAに平行な断面図である。図2は、リニアモータ1を軸CA方向に見た正面図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係るリニアモータ1の軸CAに平行な断面図である。図2は、リニアモータ1を軸CA方向に見た正面図である。
リニアモータ1は、軸CA方向に駆動力を発揮するモータとして構成されている。すなわち、リニアモータ1は、固定子3と、固定子3に対して軸CA方向へ移動可能な可動子5とを有している。
固定子3は、コイル7A及び7B(以下、A、Bを省略することがある。)と、コイル7に固定された外ヨーク9と、不図示の部材を介して外ヨーク9と固定された内ヨーク11とを有している。可動子5は、磁石13A及び13B(以下、A、Bを省略することがある。)と、磁石13に固定された保持部材15とを有している。
2つのコイル7は、互いに同一の形状である。コイル7は、軸CAを中心とする概ね円形の環状に形成されている。コイル7の断面形状は、図1において模式的に示すように、例えば、矩形である。なお、2つのコイルは、互いに接続されていなくてもよいし、互いに接続されていてもよい。
外ヨーク9は、主として磁性体により形成されている。外ヨーク9は、軸CAを軸とする円筒状に形成されている。外ヨーク9の内周面とコイル7の外周面とは、樹脂(接着剤)等の固定部材により固定されている。
内ヨーク11は、主として磁性体により形成されている。内ヨーク11は、軸CAを軸とする円筒状に形成されている。
外ヨーク9と内ヨーク11とは、不図示の連結部材により互いに固定される。なお、連結部材は、リニアモータ1の一部として設けられるものであってもよいし、リニアモータ1により駆動される機器の一部として設けられるものであってもよい。
2つの磁石13は、互いに同一の形状である。磁石13は、軸CAを中心とする円形の環状に設けられている。磁石13の断面形状は、図1において模式的に示すように、例えば、矩形である。
磁石13の軸CA方向の大きさは、コイル7と概ね同等である。2つの磁石13の軸CA方向における間隔は、2つのコイル7の間隔と概ね同等である。磁石13の外周面は、コイル7の内周面と半径方向において比較的小さい間隔で対向する。
磁石13は、半径方向において磁化されている。2つの磁石13の磁極の向きは互いに逆方向である(図6参照)。
磁石13は、図2に示すように、複数の分割磁石17が軸CA回りに配列されることにより構成されている。複数の分割磁石17は、互いに同一の形状である。分割磁石17は、軸CA方向に見て、軸CAを中心とする円弧状に形成されている。なお、磁石13は、環状に一体形成されたものであってもよい。
保持部材15は、軸CAを軸とする円筒状に形成されている。保持部材15は、磁性体により構成されてもよいし、非磁性体により構成されてもよい。保持部材15の外周面には、複数の分割磁石17が樹脂(接着剤)等の固定部材により固定されている。
保持部材15及び磁石13は、コイル7に対して軸CA方向に移動可能に挿通されている。内ヨーク11は、保持部材15に対して軸CA方向に移動可能に挿通されている。内ヨーク11、保持部材15、磁石13、コイル7及び外ヨーク9は、軸CAを中心として、同心状に配置されている。
図2に示すように、外ヨーク9は、複数の板状部材19が軸CA回りに積層されることにより構成されている。複数の板状部材19は、互いに同一の形状である。板状部材19の平面形状は、例えば、一方向(軸CA方向、図2の紙面貫通方向)に長い矩形に形成されている。板状部材19は、外ヨーク9の外周側ほど厚くなるように形成されている。換言すれば、板状部材19の断面形状は概ねV字になっている。より具体的には、板状部材19は、両面が、軸CAから延びる2本の放射線N2に概ね一致するように形成されている。そして、複数の板状部材19は、放射線N2を挟んで対向し、互いに当接している。
外ヨーク9と同様に、内ヨーク11は、複数の板状部材21が軸CA回りに積層されることにより構成されている。複数の板状部材21は、互いに同一の形状である。板状部材21の平面形状及び断面形状は、板状部材19と同様(寸法除く)であり、説明は省略する。なお、1枚の板状部材19を挟む2本の放射線N2と、1枚の板状部材21を挟む2本の放射線N2とは、同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。換言すれば、板状部材19及び板状部材21の中心角は互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。
図3は、図2の領域IIIの拡大図である。
板状部材19は、例えば、磁性体により形成された板状の本体部19aと、絶縁体により形成され、本体部19aの主面又は表面全体に成膜された絶縁膜19bとを有している。磁性体は、例えば、珪素鋼であり、絶縁体は、例えば、セラミックや樹脂である。板状部材19(本体部19a)の厚さは、例えば、0.1mm〜0.5mmである。絶縁膜19bの厚さは、例えば、0.1μm〜5μmである。
複数の板状部材19は、例えば、主面(互いの対向面)に配置された接着剤23により接着されている。接着剤23は、例えば、絶縁性の樹脂により形成されており、また、板状部材19の主面の全面に亘って配置されている。
図4は、このような板状部材19の形成方法を説明する模式図である。
板状部材19の本体部19aは、圧延により形成される。例えば、圧延は、板状の鋼材25が2つのローラ101の間を通過することにより行われる。鋼材25は、概ね一様の厚さを有するとともに本体部19aの最も厚い部分以上の厚さを有している。また、2つのローラ101間の隙間は、本体部19a断面形状に対応した形状となっている。すなわち、ローラ101間の隙間は、ローラ101の回転軸の一方側ほど狭くなるように形成されている。このようなローラ101を用いた圧延により、本体部19aが形成される。
なお、圧延は、熱間圧延でもよいし、冷間圧延でもよい。1つの鋼材25から1枚の本体部19aが形成されてもよいし、1つの鋼材25から複数の本体部19aが形成されてもよい。絶縁膜19bは、圧延された本体部19aの表面に均一に形成される。絶縁膜19bが設けられた鋼材が圧延されて板状部材19が形成されてもよい。
板状部材21の構成、接着方法、及び、形成方法は、板状部材19と同様であり、説明を省略する。
図5は、図1の領域Vを拡大して示す模式的な断面図である。
コイル7は、線材35が軸CA回りに複数回巻かれることにより構成されている。線材35は、例えば、銅等の導電性の材料が樹脂等の非導電性の材料により被覆されて構成されている。また、線材35の断面形状は、概ね矩形状に形成されている。すなわち、線材35は、いわゆる平角線である。線材35の断面において、長手方向及び短手方向の径は適宜に設定されてよい。
線材35は、線材35により形成される輪が軸CA方向及び半径方向において配列されるように巻かれている。すなわち、線材35は、整列巻きされている。また、線材35は、平角線の一平面を同一方向(軸CA)に向けて巻かれている。従って、線材35により形成される輪と輪との間には、隙間が殆ど生じない。なお、図5では、線材35により形成される輪の軸CA方向の位置が、内側と外側とで一致する場合を例示しているが、当該位置は内側と外側とでずれていてもよい。線材35の巻き回数は適宜に設定されてよい。
図6は、リニアモータ1の動作を説明する図である。具体的には、図1の紙面上方側部分を示している。
リニアモータ1では、磁石13により磁界が形成される。具体的には、磁石13A及び13Bは、半径方向に磁化されるとともに、磁化の方向が互いに逆向きであるから、矢印y1で示すように、一方の磁石13(図6では磁石13A)から出た磁力線は外ヨーク9を通過して他方の磁石13(図6では磁石13B)に入る。また、矢印y2で示すように、他方の磁石13(図6では磁石13B)から出た磁力線は内ヨーク11を通過して一方の磁石13(図6では磁石13A)に入る。なお、保持部材15が磁性体により形成されている場合には、矢印y3で示すように、保持部材15においても内ヨーク11と同様に磁力線が通過する。
矢印y1で示す磁力線は、コイル7を半径方向へ通過する。従って、コイル7に電力を供給すると、フレミングの左手の法則により、コイル7には、磁石13に対する、軸CA方向の推力が生じる。なお、本実施形態では、コイル7は固定子3を構成することから、矢印y4で示すように、磁石13が軸CA方向へ移動することになる。
矢印y1で示す磁力線は、コイル7Aを通過するときとコイル7Bを通過するときとで、半径方向の向きが逆である。図6では、矢印y1で示す磁力線が、コイル7Aにおいては内周側から外周側へ通過し、コイル7Bにおいては外周側から内周側へ通過する場合を例示している。従って、コイル7A及びコイル7Bに対して円周方向において逆向きの電力を供給することにより、コイル7A及びコイル7Bにおいて、磁石13に対する、軸CA方向の同一の向きの推力が生じる。また、コイル7A及び7Bに交流電力を供給すれば、交流電力の周波数で双方向の推力が交互に生じる。図6では、コイル7Aにおいて紙面手前側への電力が供給され、コイル7Bにおいて紙面奥手側への電力が供給され、磁石13が矢印y4で示す向きへ移動する場合を例示している。
以上の実施形態によれば、リニアモータ1は、コイル7と、コイル7と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル7に対して軸CA方向に移動可能な磁石13と、コイル7と同心状に設けられた筒状の外ヨーク9と、を有する。外ヨーク9は、絶縁膜19b及び接着剤23を介在させつつ軸CA回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材19(又は本体部19a)を有する。複数の板状部材19それぞれは、外ヨーク9の外周側ほど厚くなるように形成されている。
従って、磁石13が外ヨーク9に対して移動することにより外ヨーク9において生じる可能性のある渦電流は、絶縁膜19b及び接着剤23により、軸CA回りの経路が遮断され、発生が抑制される。その一方で、複数の板状部材19は、軸CAに平行に延びるとともに、軸CAに対して放射状に配置されているから、図6において矢印y1で示す磁力線の経路は遮断されず、磁力線を効率的にコイル7に通過させることができる。
ここで、仮に、板状部材19が一様な厚さであるとすると、外ヨーク9は、内周の長さと外周の長さとが異なるから、外ヨーク9の外周側においては、複数の板状部材19間に隙間が生じる。その結果、図6において矢印y1で示す磁力線の経路も減じられる。しかし、板状部材19は外ヨーク9の外周側ほど厚くなるように形成されていることから、そのような不都合が生じることが抑制される。また、複数の板状部材19は互いに同一の形状である。従って、製造コストが縮小される。
なお、外ヨーク9について本実施形態の作用及び効果を述べたが、内ヨーク11についても、同様の作用及び効果が奏される。
また、リニアモータ1は、筒状に形成され、外周面に磁石13を保持し、コイル7に対して軸CA方向に移動可能に挿通された保持部材15を更に有する。内ヨーク11は、保持部材15に対して軸CA方向に移動可能に挿通されている。
一般に、内ヨークは磁石を保持し、可動子を構成しており、可動子の軽量化のために内ヨークを小さくすると、内ヨークを通過可能な磁束が減り、磁気飽和が生じやすくなる。しかし、本実施形態では、磁石13を保持する部材(15)と、磁石13の磁気経路を構成する部材(11)とが別部材として設けられていることから、可動子5の軽量化と磁気飽和の抑制とを両立できる。
本実施形態のリニアモータ1の製造方法は、コイル7と、コイル7と同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、コイル7に対して軸CA方向に移動可能な磁石13と、外ヨーク9とを有するリニアモータ1の製造方法であって、圧延により、面に沿う方向の一方側が他方側よりも薄い、強磁性を示す複数の板状部材19(又は本体部19a)を形成する工程と、複数の板状部材19を、絶縁膜19b及び接着剤23を介在させつつ、薄い側を中心側に向けて円環状に積層して互いに固定し、外ヨーク9を形成する工程とを有する。従って、上述した好適な外ヨーク9が簡便に製造される。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態のリニアモータ301の図1に対応する断面図である。
図7は、第2実施形態のリニアモータ301の図1に対応する断面図である。
第1実施形態のリニアモータ1は、磁石13を保持する保持部材15と、保持部材15に挿通される内ヨーク11とを有していたのに対し、第2実施形態のリニアモータ301は、磁石13を保持する内ヨーク311を有している。
内ヨーク311は、磁石13を保持する機能と、磁束を通過させるヨークとしての機能とを兼ねている。内ヨーク311は、磁石13とともに可動子305を構成し、外ヨーク9及びコイル7により構成される固定子303に対して軸CA方向に移動する。
ここで、内ヨーク311は、磁石13に対して移動しないから、磁石13の磁界による渦電流は発生しない。また、2つのコイル7は、図6を参照して説明したように、互いに逆向きに電圧が印加されるから、2つのコイル7の形成する磁界は相殺される。従って、内ヨーク311においては、リニアモータ301の駆動による渦電流は発生しにくい。
そこで、第1実施形態の内ヨーク11は、磁石13による渦電流を抑制するために複数の板状部材21により形成されていたのに対し、第2実施形態の内ヨーク311は、複数の板状部材21によっては形成されていない。内ヨーク311は、例えば、環状に一体形成された磁性体により、又は、円弧状に一体形成され、環状に配列された複数の磁性体により、構成されている。
以上の第2実施形態によれば、外ヨーク9に関して、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、外ヨーク9において、渦電流の発生を抑制しつつ、磁束を効率的に通過させることができる。
なお、第1実施形態は、可動子を軽量化できるメリットがあり、第2実施形態は、内ヨークの構成を簡素にできるメリットがある。用途に応じていずれかの形態が選択されてよい。
(第3実施形態)
図8は、第3実施形態に係るリニアモータ401の図1に対応する断面図である。
図8は、第3実施形態に係るリニアモータ401の図1に対応する断面図である。
第1実施形態のリニアモータ1は、2組のコイル7及び磁石13を有したのに対し、第3実施形態のリニアモータ401は、1組のコイル7及び磁石13を有している。また、第3実施形態の内ヨーク411は、第2実施形態の内ヨーク311と同様に、磁石13を保持している。
従って、第3実施形態においては、外ヨーク409は、第1実施形態と同様に、磁石13の磁界による渦電流の発生が抑制されることが望ましい。また、内ヨーク411は、コイル7の磁界による渦電流の発生が抑制されることが望ましい。
さらに、第3実施形態のリニアモータ401の外ヨーク409及び内ヨーク411は、外コア409b及び内コア411bを有しており、これにより、動作原理が第1実施形態のリニアモータ1と相違する。具体的には、以下のとおりである。
外ヨーク409は、円筒状に形成された外筒状部409aと、外筒状部409aの、軸CA方向両側において、内側(磁石13側)へ突出する外コア409bとを有している。外コア409bは、軸CA回りに環状に延びる突条に形成されている。コイル7は、外コア409b間に嵌合している。
外ヨーク409は、第1実施形態の外ヨーク9と同様に、外ヨーク9の外周側ほど厚く形成された複数の板状部材419が軸CA回りに積層されることにより構成されている。ただし、板状部材419の平面形状は、矩形部分と、外コア409bとなる突出部分とを有する形状となっている。
内ヨーク411は、円筒状に形成された内筒状部411aと、内筒状部411aの、軸CA方向両側において、内側(磁石13側)へ突出する内コア411bとを有している。内コア411bは、軸CA回りに環状に延びる突条に形成されている。
内ヨーク411の構成は、外ヨーク409の構成と同様である。すなわち、内ヨーク411は、内ヨーク411の外周側ほど厚く形成された複数の板状部材421が軸CA回りに積層されることにより構成されている。板状部材421の平面形状は、矩形部分と、内コア411bとなる突出部分とを有する形状となっている。
コイル7は、磁石13よりも軸CA方向において大きく形成されている。外コア409b及び内コア411bは、軸CA方向の大きさが互いに概ね同等になるように形成されている。2つの内コア411bの中心間距離L2は、2つの外コア409bの中心間距離L1よりも大きく設定されている。
図9(a)及び図9(b)は、第3実施形態のリニアモータ401の動作を説明する断面図(図8の紙面上方側部分に相当する図)である。図9(a)は、リニアモータ401が中立位置にあるときを示している。図9(b)は、可動子405が固定子403に対して紙面左側へ駆動された状態を示している。
中立位置(図9(a))においては、コイル7の軸CA(図9では不図示。図8参照)方向の中心位置と、磁石13の軸CA方向の中心位置とは一致している。また、内コア411bの軸CA方向の中心位置は、外コア409bの軸CA方向の中心位置よりも軸CA方向の外側にずれている。
リニアモータ401においては、磁石13により、矢印y11で示す磁界が形成される。具体的には、磁石13のN極から出た磁力線は、コイル7を半径方向に貫通し、外筒状部409aを軸CA方向両側へ進み、外コア409bを通過する。そして、当該磁力線は、内コア411bに入り、内筒状部411aを軸CA方向中央側へ進み、磁石13のS極に入る。
従って、コイル7に電流が流されると、第1実施形態と同様に、フレミングの左手の法則により、図9の紙面左右方向(軸CAの方向)の力が生じる。例えば、図9のコイル7の断面において紙面手前側から紙面奥手側へ電流が流れるときには、図9(b)に示すように、可動子405を固定子403に対して紙面左側へ移動させる力が生じる。なお、矢印y13は、相対移動の方向を示している。
このように、リニアモータ401は、いわゆるコアレスモータの機能を有する。さらに、リニアモータ401は、磁界による吸引力を利用する、いわゆるコア付きモータの機能も有する。具体的には、以下のとおりである。
コイル7に電流が流されると、いわゆる右ねじの法則に従って、矢印y12で示す磁界が形成される。例えば、図9のコイル7の断面において紙面手前側から紙面奥手側へ電力が流れるときには、磁力線が、内筒状部411a(コイル7内側)を紙面左側へ進み、外筒状部409a(コイル7外側)を紙面右側へ進む磁界が形成される。
このとき、矢印y12で示す磁界により、紙面右側においては、外コア409bにN極が、内コア411bにS極が形成され、紙面左側においては、内コア411bにN極が、外コア409bにS極が形成される。
一方、磁石13により形成される、矢印y11で示す磁界によっては、紙面両側において、外コア409bにN極が、内コア411bにS極が形成されている。
従って、紙面右側においては、磁石13の磁界によっても、コイル7の磁界によっても、外コア409bにN極が、内コア411bにS極が形成される。その結果、外コア409bと内コア411bとの間で吸引力が生じる。
一方、紙面左側の各コアにおいては、磁石13の磁界及びコイル7の磁界によって形成される磁極は互いに異種となり、各コアにおける磁極としての機能は低下する。その結果、見掛け上、磁石13の磁界による吸引力と、コイル7の磁界による吸引力とは打ち消し合う。
そして、紙面右側において生じる吸引力は、紙面左側において生じる吸引力よりも大きくなる。この吸引力の差により、可動子405は、固定子403に対して、紙面右側の外コア409b及び内コア411bを吸着させる方向(紙面左側)、すなわち、外コア409bの軸CA方向の中心位置と、内コア411bの軸CA方向の中心位置とを一致させる方向に移動する。
コイル7に流れる電流の向きを逆にすれば、同様の原理により、可動子405は固定子403に対して反対方向へ移動する。また、コイル7に流れる電流を増減すれば、フレミングの法則に従う力が増減するとともに、紙面右側の吸引力と紙面左側の吸引力との差が増減し、リニアモータ401の推力が増減される。
なお、いわゆるコア付きモータにおいては、磁石13がコイル7よりも軸CA方向において大きく形成されるとともに、内コア411bは設けられない。そして、外コア409bに形成された磁極は、磁石13に対して反発力又は吸引力を生じる。すなわち、いわゆるコア付きモータは、本実施形態と同様に、電磁石の吸引力を利用可能であるが、本実施形態とは構成及び作動原理が相違する。
以上の第3実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、外ヨーク409及び内ヨーク411において、渦電流の発生を抑制しつつ、磁束を効率的に通過させることができる。
さらに、外コア409b及び内コア411bを設けることにより、フレミングの法則に基づく駆動力に加えて、電磁石の吸着力に基づく駆動力を得ることができる。また、外ヨーク409及び内ヨーク411は、板状部材419及び421を積層して構成されることから、外コア409b及び内コア411bの形成が容易である。
例えば、一体形成された磁性体により外ヨーク409を構成する場合、外筒状部409aの内周面は、軸CA方向の両側に外コア409bが位置することから、軸CA方向に延びるワイヤーで整形することなどが難しい。一方、本実施形態の場合、積層前の板状部材419を整形することにより外筒状部409aの内周面を整形することができ、加工が容易である。
(第4実施形態)
図10は、第4実施形態に係るリニアモータ501の図1に対応する断面図である。
図10は、第4実施形態に係るリニアモータ501の図1に対応する断面図である。
第1実施形態では、コイル7は外ヨーク9及び内ヨーク11に対して固定されて固定子3を構成し、磁石13は可動子5を構成した。これに対し、第4実施形態では、磁石13が外ヨーク509及び内ヨーク11に対して固定されて固定子503を構成し、コイル7が可動子を構成している。
従って、第4実施形態においては、コイル7の磁界による渦電流の発生が抑制されることが望ましい。特に、内ヨーク11における渦電流の発生が抑制されることが望ましい。そこで、内ヨーク11は、第1実施形態と同様に、複数の板状部材21により構成されている。
なお、外ヨーク509は、軸CA方向の一方側が塞がれた筒状に形成されており、例えば、一体形成された磁性体により、又は、所定の形状に一体形成されて組み合わされた複数の磁性体により、構成されている。
以上の第4実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、内ヨーク11において、渦電流の発生を抑制しつつ、磁束を効率的に通過させることができる。
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
上述の複数の実施形態は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第1実施形態の保持部材と内ヨークとを設ける構成は、第3実施形態に適用されてよい。
リニアモータは、電磁石の吸引力及び反発力のみを利用するコア付きモータであってもよい。また、リニアモータは、コイルと環状の磁石とが同心状に配置されたいわゆるボイスコイルモータに限定されない。磁石は、コイルの内周又は外周に対して、全周に亘って対向する必要はない。すなわち、磁石は、環状である必要はない。ヨークも同様である。例えば、磁石は矩形に形成されてもよいし、ヨークはU字状に形成されてもよい。
リニアモータが、ボイスコイルモータである場合、コイル、磁石及びヨークは、軸方向に見て円形のもの(円筒含む)に限定されない。例えば、軸方向に見て矩形や楕円形であってもよい。なお、本願では、環状及び筒状の語は、所定の軸を囲む形状をいい、軸方向に見て円形であるものに限定されないものとする。また、同心状の語は、中心(軸)が完全に一致する状態に限定されず、一方の環(筒)内に他方の環(筒)が位置する状態をいうものとする。
磁石は、コイルの内側に配置されてもよいし、コイルの外側に配置されてもよい。また、磁石及びコイルのいずれが固定子又は可動子であってもよい。可動子及び固定子は、いずれが内周側又は外周側に配置されてもよい。磁石は、N極及びS極のいずれがコイルに対向してもよい。
複数の強磁性を示す板状部材を有するヨークは、第1実施形態のように内ヨーク及び外ヨークの双方であってもよいし、第2実施形態のように外ヨークだけであってもよいし、第4実施形態のように内ヨークだけであってもよい。
複数の板状部材は、接着剤以外の方法により互いに固定されてもよい。例えば、かしめやボルトにより固定されてもよい。複数の板状部材が所定の部材に固定されることにより、複数の板状部材が間接的に互いに固定されてもよい。
実施形態では、図3を参照して説明したように、本体部19aの表面にコーティングされた絶縁膜19bと、複数の板状部材19を接着する接着剤23とが別個に設けられた。しかし、接着剤として機能し得る樹脂により絶縁膜19bを形成し、接着剤23を省略してもよい。逆に、本体部19a同士は、接着剤23によって絶縁されるから、本体部19aのみにより板状部材19が形成されてもよい。
ヨークの製造方法は,平面形状が整形された複数の板状部材を積層する方法に限定されない。ヨークは、複数の板状部材の積層体を整形することにより製造されてもよい。
ヨークの一部のみが複数の板状部材により構成されてもよい。例えば、第3実施形態において、筒状部のみが板状部材により構成され、コアは、環状に一体形成された磁性体、若しくは、円弧状に一体形成され、環状に配列された複数の磁性体により構成されてもよい。
1…リニアモータ、7…コイル、9…外ヨーク、13…磁石、19…板状部材、19b…絶縁膜(絶縁層)、23…接着剤(絶縁層)。
Claims (7)
- コイルと、
前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、
前記コイルと同心状に設けられた筒状のヨークと、
を有し、
前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、
前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている
リニアモータ。 - 前記複数の板状部材は互いに同一の形状である
請求項1に記載のリニアモータ。 - 筒状に形成され、外周面に前記磁石を保持し、前記コイルに対して軸方向に移動可能に挿通された保持部材を更に有し、
前記ヨークは、前記保持部材に対して軸方向に移動可能に挿通されている
請求項1又は2に記載のリニアモータ。 - 前記ヨークは、前記コイルに対して固定されており、
前記コイルの前記磁石とは反対側に配置され、前記コイルと同心状のコイル側筒状部と、
前記コイルの、当該コイルの軸方向両側において前記磁石側に突出するコイル側コアと、
を有し、
前記複数の板状部材は、前記コイル側筒状部及び前記コイル側コアを構成している
請求項1又は2に記載のリニアモータ。 - 前記磁石に対して固定された磁石側ヨークを更に有し、
前記磁石側ヨークは、
前記磁石の前記コイルとは反対側に配置され、前記コイルと同心状の磁石側筒状部と、
前記磁石の、前記コイルの軸方向両側において前記コイル側に突出する磁石側コアと、
を有する
請求項4に記載のリニアモータ。 - コイルと、
前記コイルの内周面又は外周面に対向し、前記コイルの半径方向に磁化され、前記コイルに対して前記コイルの軸方向に移動可能な磁石と、
前記コイルの前記磁石とは反対側又は前記磁石の前記コイルとは反対側に設けられたヨークと、
を有し、
前記ヨークは、絶縁層を介在させつつ前記コイルの軸回りに積層的に配列された、強磁性を示す複数の板状部材を有し、
前記複数の板状部材それぞれは、前記ヨークの外周側ほど厚くなるように形成されている
リニアモータ。 - コイルと、前記コイルと同心状の環状に設けられ、半径方向に磁化され、前記コイルに対して軸方向に移動可能な磁石と、ヨークとを有するリニアモータの製造方法であって、
圧延により、面に沿う方向の一方側が他方側よりも薄い、強磁性を示す複数の板状部材を形成する工程と、
前記複数の板状部材を、絶縁層を介在させつつ、薄い側を中心側に向けて円環状に積層して互いに固定し、前記ヨークを形成する工程と、
を有するリニアモータの製造方法。
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JP2010021321A JP2011160588A (ja) | 2010-02-02 | 2010-02-02 | リニアモータ及びその製造方法 |
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JP2017189017A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 東芝機械株式会社 | リニアモータ |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0454478U (ja) * | 1990-09-11 | 1992-05-11 | ||
JP2001251835A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Cryodevice Inc | リニア振動アクチュエータ |
JP2004320933A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可動磁石型リニアモータ |
JP2005150305A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Smc Corp | 電磁アクチュエータ |
JP2007104878A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Nippon Soken Inc | ステータコア及びそれを用いた回転電機 |
-
2010
- 2010-02-02 JP JP2010021321A patent/JP2011160588A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0454478U (ja) * | 1990-09-11 | 1992-05-11 | ||
JP2001251835A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Cryodevice Inc | リニア振動アクチュエータ |
JP2004320933A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 可動磁石型リニアモータ |
JP2005150305A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Smc Corp | 電磁アクチュエータ |
JP2007104878A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Nippon Soken Inc | ステータコア及びそれを用いた回転電機 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017189017A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 東芝機械株式会社 | リニアモータ |
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