JP2023103600A - Linear motor and electric suspension device equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリニアモータ及びこれを備えた電動サスペンション装置に関する。 The present invention relates to a linear motor and an electric suspension device having the same.
リニアモータを備えたサスペンションとして、例えば特許文献1に記載の技術がある。
As a suspension provided with a linear motor, there is a technique described in
特許文献1に記載のサスペンションは、内周側に磁石を備えた有底筒状の外筒と、前記外筒に移動可能に挿入され、一端側が前記外筒から延出し、他端側の外周側に電機子を備えた中空の第1ロッドと、一端側が前記第1ロッドの内周側に摺動可能に嵌合され、他端側が前記外筒の底部に固定される第2ロッドと、により構成されている。第1ロッドの一端側の内周には、前記第2ロッドの外周との間に隙間部が形成されている。隙間部には、一端側が前記電機子と接続され、他端側が外部へ延びる配線が配されている。
The suspension described in
特許文献1のサスペンションは、内周側に磁石を備えた有底筒状の外筒と、前記外筒の内側に挿入された電機子が、相対的に駆動するリニアモータで構成している。リニアモータは、外周側に永久磁石と永久磁石の磁束を還流させる磁性体の外筒を有しており、その内側にコイルおよびティースからなる電機子を配置している。この構造では、薄肉化(径方向の寸法が小さい構造)が可能である永久磁石と磁性体からなる外筒とが配置され、径方向の寸法が大きいコイルとティースを配置することで、ギャップ面(永久磁石と電機子の対向面)を外周側に配置することが可能となり、大きな推力が得られる。
The suspension of
一般的に電機子はコイルの周りを囲うように磁性体のティースや磁路を構成するため、必然的に径方向の寸法が大きくなる。このため、電機子を外周側に配置した構造では、ギャップ面が内径側に配置されるため、ギャップ面の面積が小さくなり得られる推力が小さくなる。従って、外周側に永久磁石と永久磁石の磁束を還流させる磁性体の外筒を有し、その内側にコイルおよびティースからなる電機子を配置することで大きな推力が得られる。 In general, the armature consists of magnetic teeth and a magnetic path so as to surround the coil, so the dimension in the radial direction is inevitably large. For this reason, in a structure in which the armature is arranged on the outer peripheral side, the gap surface is arranged on the inner diameter side, so the area of the gap surface becomes small, and the thrust that can be obtained is small. Therefore, a large thrust force can be obtained by providing a permanent magnet and a magnetic outer cylinder for returning the magnetic flux of the permanent magnet on the outer peripheral side, and arranging an armature composed of a coil and teeth inside the permanent magnet.
しかしながら、電機子のコイルをU字状に囲う磁性体は、円盤形状をしており、内周側に行くほど磁性体における磁束の経路の断面積が小さくなるため、磁束の飽和が発生しやすく、磁束密度が高くなる。磁束密度は内周側に行くほど高くなり、磁性体中の磁束密度Bのべき乗で発生する損失が大きくなり、リニアモータの推力が減少し、電機子中央部の磁性体の温度が高くなるといった課題があった。 However, the magnetic material that surrounds the armature coil in a U-shape is disk-shaped, and the cross-sectional area of the magnetic flux path in the magnetic material decreases toward the inner circumference, so magnetic flux saturation is likely to occur. , the magnetic flux density increases. The magnetic flux density increases toward the inner circumference, and the loss generated by the power of the magnetic flux density B in the magnetic material increases, the thrust of the linear motor decreases, and the temperature of the magnetic material in the center of the armature increases. I had a problem.
本発明の目的は、上記課題を解決し、推力の低下、温度の上昇を抑制したリニアモータ及びこれを備えた電動サスペンション装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a linear motor that suppresses reduction in thrust and temperature rise, and an electric suspension device having the same.
上記目的を達成するために本発明は、ティース及び前記ティースに備えられたコイルを有する電機子と、前記電機子の外周側に備えられた永久磁石とを有し、前記電機子と前記永久磁石が相対的に移動するリニアモータであって、前記ティースには、前記ティースに流れる渦電流路の抵抗値を上げる高抵抗部を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has an armature having teeth and coils provided on the teeth, permanent magnets provided on the outer peripheral side of the armature, and the armature and the permanent magnets are provided. is relatively moved, wherein the teeth are provided with high resistance portions that increase the resistance value of the eddy current path flowing through the teeth.
本発明によれば、推力の低下、温度の上昇を抑制したリニアモータ及びこれを備えた電動サスペンション装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the linear motor which suppressed the fall of a thrust and the rise of a temperature, and an electric suspension apparatus provided with the same can be provided.
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Similar components are denoted by similar reference numerals, and similar descriptions are not repeated.
本発明の各種の構成要素は必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、一の構成要素が複数の部材から成ること、複数の構成要素が一の部材から成ること、或る構成要素が別の構成要素の一部であること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複すること、などを許容する。 The various constituent elements of the present invention do not necessarily have to be independent entities, and one constituent element may consist of a plurality of members, a plurality of constituent elements may consist of one member, a certain constituent element may part of a component, part of one component overlaps part of another component, and so on.
本実施例では、電動サンペンション装置に適用するリニアモータの例を説明する。図1は、本発明の実施例1に係るリニアモータの一例を示す模式図である。 In this embodiment, an example of a linear motor applied to an electric suspension device will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Example 1 of the present invention.
リニアモータは、筒状に形成された外筒の内部を電機子が往復動する。電機子が移動する軸方向をZ方向、Z方向と直交する方向をY方向、Z方向及びY方向と直交する方向をX方向とする。 A linear motor has an armature that reciprocates inside a cylindrical outer cylinder. The axial direction in which the armature moves is the Z direction, the direction perpendicular to the Z direction is the Y direction, and the direction perpendicular to the Z and Y directions is the X direction.
図1の模式図は、リニアモータ1をYZ平面で切り取った図である。図1のリニアモータ1は永久磁石5個に対し、コイル乃至ティースが6個配置される5極6スロット構成のリニアモータの例である。永久磁石とコイル、及びティースの組み合わせは一例であって、この組み合わせに限定されるものではない。例えば、7極6スロット、10極12スロット、8極9スロットなどどのような組み合わせでも同様の効果が得られれば適用可能である。
The schematic diagram of FIG. 1 is a diagram of the
コイル5とティース2(コア)で構成される電機子8は、磁性体で構成される外筒20の内側に設けられた永久磁石10の2次側の部材と相対的に直線駆動し、リニアモータ1を構成する。電機子8と2次側部材は、ロッド(図示しない)等を介してタイヤ側(図示しない)、車体側(図示しない)に接続され、車体側の振動を抑制する電動サスペンション装置を構成する。ここで、リニアモータ1のコイル5は通常、U相、V相、W相の3相のインバータ(図示しない)に接続され、3相の電流を制御することで、リニアモータ1が軸方向(Z方向)の推力を発生させ振動を抑制するものである。各相のコイル5に電流を流した際に、電流の変化の大きいコイルの近傍の磁性体に損失が発生する。本実施例のリニアモータ1は、中心部に貫通孔3が形成された中空で凸状の磁性体でティース2を構成し、それをZ方向に複数並べて電機子8が構成されている。
An
図2は、本発明の実施例1に係る電機子の外観斜視図である。図3は、本発明の実施例1に係るリニアモータをZ方向から見た正面図である。図4は、本発明の実施例1に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。図5は、本発明の実施例1に係るリニアモータ1をYZ平面で切り取った側面の模式図である。電機子8は、複数のコイル5及びティース2(コア)で構成される。ティース2は、軸方向(Z方向)の突出した突出部2aと、突出部2aから径方向外側(外周側)の延びた平板部2bを備えている。突出部2aの内周側には、軸方向(Z方向)に向かって貫通した貫通孔3が形成されている。
FIG. 2 is an external perspective view of the armature according to Example 1 of the present invention. FIG. 3 is a front view of the linear motor according to Example 1 of the present invention as seen from the Z direction. FIG. 4 is a rear view of the linear motor according to the first embodiment of the present invention as seen from the Z direction. FIG. 5 is a schematic side view of the
電機子8のティース2(コア)には、内周側から外周側に延びるように配置したスリット7(切り込み)が設けられている。スリット7は、突出部2aから平板部2bに亘って形成されている。またスリット7は、後述するようにティース2(コア)に流れる渦電流路の抵抗値を上げる高抵抗部として機能する。本実施例ではスリット7の数は6本であるが、この本数に限定されるわけではない。スリットが少ないと損失抑制効果は小さいが、1本以上の本数があれば、抑制効果は得られる。
The teeth 2 (core) of the
図3乃至図4に示すように、突出部2aから平板部2bに亘って形成されたスリット7は、ティース2(コア)の内周側から設けられ、コイル5が見える深さまで深さがある。つまり、図5に示すように、ティース2の中心Oからコイル5が挿入されるティースの窪みの内周側面までの距離をRcとし、ティース2の中心Oからスリット7の最外周までの距離をRsとしたとき、距離RsがRcより大きくなるような関係にある(Rs>Rc)。つまり、スリット7からコイル5が見える状態になっている。このようにすることで、スリット7に冷却媒体(例えば冷却風、冷却油、冷却水、クーラントなど)を中央部の穴に封入または、一方向から流し込むことにより冷却媒体が直接、コイル5から熱を奪い、冷却することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図6は、6つのコイル5に3相交流を流した、ある瞬間の損失の分布を示す図である。ティース2(コア)では、外径側に向かって磁路面積が拡大するため、ティース2(コア)の外周側は磁束密度が低くなる。一方、ティース2(コア)の内周側は磁束密度が高くなる。ティース2(コア)を一体で形成した場合、磁束密度が高い内周側で渦電流による損失が大きくなる。図6に示すように、渦電流損失は、ティース2のコイル5が収まる内周側(紙面下側)に分布し、とくに、コイル5の中心側に高い損失の領域が発生する。
FIG. 6 is a diagram showing the distribution of loss at a certain moment when a three-phase alternating current is passed through six
そこで、本実施例では、渦電流路を分断するために、ティース2(コア)にスリット7を備えている。スリット7は、中心Oからティース2のコイル5が挿入される窪みの内周側の面までの距離Rcに対して、中心Oからスリット7の最外周位置までの距離Rsが大きくなるようにしている。スリット7は、磁性体であるティース2(コア)に流れる渦電流路の抵抗値を上げる高抵抗部となるので、渦電流による損失が高い領域での磁性体を分断することができ、損失抑制効果を高めることができる。
Therefore, in this embodiment, the teeth 2 (core) are provided with
図7は、磁界解析を用いたスリット7がある場合と、ない場合における渦電流損失の比率を比較する図である。図7では、縦軸に損失比、横軸に電機子8のZ方向位置(Z1~Z3)を示している。損失比は電機子8のZ方向位置に応じて変化するが、ティース2(コア)にスリット7を入れることで、損失が抑制され、本例では平均値で約30%程度の損失が抑制できている。
FIG. 7 is a diagram comparing the ratio of eddy current loss with and without the
本実施例によれば、ティース2(コア)にスリット7を備え、このスリット7は中心Oからティース2のコイル5が挿入される窪みの内周側の面までの距離Rcに対して、中心Oからスリット7の最外周位置までの距離Rsが大きくなるようにしているので、渦電流による損失抑制効果を高めることができる。
According to this embodiment, the teeth 2 (cores) are provided with
本発明の実施例2について説明する。図8は、本発明の実施例2に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図8の模式図は、リニアモータ1をYZ平面で切り取った図である。図9は、本発明の実施例2に係る電機子の外観斜視図である。図10は、本発明の実施例2に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。実施例1と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Example 2 of the present invention. The schematic diagram of FIG. 8 is a diagram of the
実施例2のリニアモータ1は、電機子(ティース2)の内周側から外周側に延びるように配置した6本のスリット7a(第1スリット)、外周側から内周側に延びるように配置した6本のスリット7b(第2スリット)が設けられている。電機子8の内周側の磁性体は、ティース2の円周の外周部から内周部に向かって磁束が集中する。つまり、磁束密度が外周部で疎、内周部で密になる。この磁束が密になる内周部にスリットを設けるのが効果的であるが、内周部は磁束が密になり、磁束の飽和が発生しやすい。この領域に多くのスリットを設けてしまうと、内周側の磁性体自体が減少し、さらに磁束の飽和が強まってしまう。
The
そこで、実施例2では、電機子の磁性体(ティース2)の内周側から外周側に延びるように配置したスリット7a(第1スリット)、および外周側から内周側に延びるように配置したスリット7b(第2スリット)を効率よく配置することで、より損失抑制効果を高めている。スリットを配置するパターンは、図10のものに限定されるわけではないが、内周側から外周側に延びるように配置したスリット7aと外周側から内周側に延びるように配置したスリット7b(第2スリット)を均等に、交互に設ける方が効果的に損失を抑制できる。
Therefore, in Example 2, the
ここで、図10に示すように、内周側のコアの中心軸側から外周側(コイルや永久磁石側)に向かって延びるように配置したスリット7a(第1スリット)の深さをLiとし、ティースの外周側から内周側に延びるように配置したスリット7b(第2スリット)の深さをLoとし、内周側から外周側までの径方向長さ(径方向の厚さ)をLtとしたとき、Lt≦Li+Loの関係とすることにより、中心軸に対して同一半径にある磁性体の円周面が必ずスリットによって分断されることになる。換言すると、スリット7a(第1スリット)とスリット7b(第2スリット)とは周方向において一部が重なるように配置されている。
Here, as shown in FIG. 10, Li is the depth of the
図11は、比較例に係るリニアモータをZ方向から見た正面図である。図11では、リニアモータ1のティース2の内周側から外周側に延びるように配置した6本のスリット7a(第1スリット)、外周側から内周側に延びるように配置した6本のスリット7b(第2スリット)が入っている。比較例では、スリットの内外周の長さの総和が、ティースの径方向の厚さLtより短く、つまりLt>Li+Loとなっている。換言すると、スリット7a(第1スリット)とスリット7b(第2スリット)とは周方向において重ならないように配置されている。通常、磁束はティース2の外周側から面に直交するように流入する。したがって、この磁束に対し、Lt>Li+Loであると、図11において、例えば、D~D’で示した範囲の部分のように、流入した磁束を受ける面が円周上に1つに繋がってしまう面が生じる。すなわち、D~D’で示した範囲が渦電流路を形成する。このため、D~D’の面での損失が大きくなり、スリットによる損失抑制効果が減少してしまう。つまり、ティース2の内外からスリットを入れる場合、各スリットの長さLi、Loと、ティースにおける径方向の厚さLtの関係を、Lt≦Li+Loとすることが効果的である。
FIG. 11 is a front view of a linear motor according to a comparative example viewed from the Z direction. In FIG. 11, six
実施例2によれば、実施例1に効果に加え、スリットによる損失抑制効果をより高めることができる。 According to the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the loss suppressing effect of the slits can be further enhanced.
本発明の実施例3について説明する。図12は、本発明の実施例3に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図12の模式図は、リニアモータ1をYZ平面で切り取った図である。図13は、本発明の実施例3に係る電機子の外観斜視図である。図14は、本発明の実施例3に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。実施例1、2と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Example 3 of the present invention. The schematic diagram of FIG. 12 is a diagram of the
実施例3のリニアモータ1は、電機子の磁性体(ティース2)の内周側から6本のスリット7a(第1スリット)、外周側から12本のスリット7b(第2スリット)を設けている。このとき、内周側のティース2(コア)の中心軸側から外周側(コイルや永久磁石側)に向かって延びるように配置したスリット7a(第1スリット)の数をSiとし、ティース2(コア)の外周側から内周側に延びるように配置したスリット7b(第2スリット)の数をSoとしたとき、So≧Siの関係にある。電機子の磁性体、つまりティース2の外周部は磁束が疎になる。スリットの本数が増えると磁路断面積が減少し、磁束が密になっていくため磁束の飽和が発生しやすくなる。つまり、磁束のその領域のスリットは数を多くすることが可能であり、磁束が疎になる外周側のスリット数Soを、内周側のスリット数Siより多くするのが効果的である。また、スリットの幅は渦電流の損失効果を得る場合は細く、冷却効果を得る場合は太くすることでより効率的に、狙った効果が得られる。また、スリット本数を増加させることにより表面積が増大し、冷却性能が大きく向上する。
The
実施例3によれば、電機子の外周側および電機子の内周側の磁束の粗密に合わせて、スリットの幅を考慮し、多くのスリットを入れることで、電機子の表面積を大きくすることが可能となり、冷却効果が向上するとともに、損失抑制効果も得ることができる。 According to the third embodiment, the surface area of the armature is increased by inserting many slits in consideration of the width of the slits according to the density of the magnetic fluxes on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the armature. is possible, the cooling effect is improved, and the loss control effect can also be obtained.
本発明の実施例4について説明する。図15は、本発明の実施例4に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図15の模式図は、リニアモータ1をYZ平面で切り取った図である。図16は、本発明の実施例4に係る電機子の外観斜視図である。図17は、本発明の実施例4に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。実施例1乃至3と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
A fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Example 4 of the present invention. The schematic diagram of FIG. 15 is a diagram of the
実施例4のリニアモータ1は、電機子8の磁性体(ティース2)の内周側から外周側に向かって延びるように配置した6本のスリット7a(第1スリット)、外周側から内周側に向かって延びるように配置した6本のスリット7b(第2スリット)が設けている。電機子8の磁性体(ティース2)の内周側から延びる6本のスリット7a(第1スリット)は深さ方向(径方向外側)に並行に設けられている。一方で、電機子8の磁性体(ティース2)の外周側から延びる6本のスリット7b(第2スリット)は、深さ方向(径方向内側)に向かって細くなる形状をしている。つまり、外周側に行くほどスリット7b(第2スリット)の幅が広くなる。
The
これは、電機子8のティース2に流れる磁束が、外周側で疎になるため、外周側に行くにしたがって磁束密度が低くなる。このため、外周側に行くほどスリットの幅が広くなるスリット7b(第2スリット)を、磁性体(ティース2)の外周側から設けることにより、スリット開口部を大きくすることができる。
This is because the magnetic flux flowing through the
実施例4によれば、冷却効果が高まる一方、スリットを設けることによる磁路断面積減少の影響を少なくすることができ、効率よく冷却をすることが可能となる。 According to the fourth embodiment, while the cooling effect is enhanced, the influence of the magnetic path cross-sectional area reduction due to the provision of the slits can be reduced, enabling efficient cooling.
本実施例の応用例を図18および図19に示す。図18は、本発明の実施例4の応用例に係る電機子の外観斜視図である。図19は、本発明の実施例4の応用例に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。 An application example of this embodiment is shown in FIGS. 18 and 19. FIG. FIG. 18 is an external perspective view of an armature according to an application example of Example 4 of the present invention. FIG. 19 is a rear view of a linear motor according to an application example of Embodiment 4 of the present invention, viewed from the Z direction.
応用例のリニアモータ1は、電機子8の磁性体(ティース2)の内周側に6本のスリット7a(第1スリット)、内周側から外周側に向かって幅が広がるスリット7b(第2スリット)を6本設けている。応用例では、スリット7a(第1スリット)及びスリット7b(第2スリット)のそれぞれに高熱伝導部材9が挿入されている。電機子8の磁性体は、一般的に鉄で構成されている。高熱伝導部材9としては、鉄より熱伝導率が高い部材、例えば銅等を用いる。また、同以外の磁性材を用いるようにしても良い。
The
応用例によれば、軸方向(Z方向)の熱伝達がよくなり、コイル5の発生する熱を効率よく分散できる。さらに、スリットによる損失抑制効果も期待できるため、損失が小さく、局所的な熱の上昇を抑制することができる。
According to the application example, the heat transfer in the axial direction (Z direction) is improved, and the heat generated by the
本発明の実施例5について説明する。図20は、本発明の実施例5に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図20の模式図は、リニアモータ1をYZ平面で切り取った図である。図21は、本発明の実施例5に係る電機子の外観斜視図である。図22は、本発明の実施例5に係るリニアモータ1をYZ平面で切り取った側面の模式図である。実施例1乃至4と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
A fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Example 5 of the present invention. The schematic diagram of FIG. 20 is a diagram of the
実施例5のリニアモータ1は、電機子8の磁性体(ティース2)の内周側から外周側に延びるように配置したスリット7a(第1スリット)を6本、電機子8の磁性体の外周面側、つまりティース2の外周面側に、ティース2の周方向に沿って延びるように配置した2本のスリット7c(第3スリット)を設けたものである。スリット7a,7cは、軸方向(Z方向)に並んだティース2毎に設けられている。ティース2の外周側の先端に周方向にスリット7c(第3スリット)を設けることで、ティース2の外周部での損失も抑制できる。さらに、ティース先端にスリット7c(第3スリット)を設けることで、ギャップの軸方向の磁束密度分布の成分において高次成分が含まれ、脈動低減効果も期待できる。
The
ここで、実施例5では、電機子8(ティース2)の内周と外周の間の距離(リング状の電機子8の厚さ)に対して、スリット7c(第3スリット)の深さとスリット7a(第1スリット)の深さの合計は、電機子8(ティース2)の内周と外周の間の距離(リング状の電機子8の厚さ)よりも大きくしている。この場合、周方向のスリット7c(第3スリット)と内周側から延びたスリット7a(第1スリット)が電機子(ティース2)の内部で連通する。
Here, in Example 5, the depth of the
従って、実施例5によれば、例えば冷却媒体が軸方向(内径側から設けたスリット)から流入し、ティース(周方向スリット)からギャップ面に流出するとともに、流入側と逆側(Z方向の逆側)から流出することにより、冷却効果を高めることができる。さらに、電機子8の内部を全体的に冷却することが可能となり、温度分布を抑制できる。
Therefore, according to the fifth embodiment, for example, the cooling medium flows in from the axial direction (slits provided from the inner diameter side), flows out from the teeth (circumferential slits) to the gap surface, and flows on the side opposite to the inflow side (in the Z direction). The cooling effect can be enhanced by flowing out from the opposite side). Furthermore, the inside of the
図23および図24に、実施例5の応用例を示す。図23は、本発明の実施例5の応用例に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図24は、本発明の実施例5の応用例に係る電機子の外観斜視図である。 23 and 24 show an application example of the fifth embodiment. FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to an application example of Example 5 of the present invention. FIG. 24 is an external perspective view of an armature according to an application example of Example 5 of the present invention.
応用例では、ティース2の外周側から周方向に設けたスリット7c(第3スリット)と、ティース2の外周側から内周側に設け軸方向(Z方向)に貫通させたスリット7b(第2スリット)と、ティース2の内周側から外周側に設け軸方向(Z方向)に貫通させたスリット7a(第1スリット)とを設け、各スリットが電機子8(ティース2)内で連通している。
In the application example, a
応用例によれば、スリット7a、7b、7cを電機子8内で連通させることにより、電機子8の内部を均一に冷却させることができるとともに、損失の発生も均一化することができ、局所的な温度上昇を抑制できる。各スリットは均一に入れるのが好ましいが、周方向に入れたスリットは高調波の抑制を考慮して軸方向の位置を変えることも可能である。
According to the application example, by connecting the
本発明の実施例6について説明する。図25は、本発明の実施例6に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図26は、本発明の実施例6に係る電機子の外観斜視図である。図27は、本発明の実施例6に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。実施例1乃至5と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 A sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 25 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Example 6 of the present invention. FIG. 26 is an external perspective view of an armature according to Example 6 of the present invention. FIG. 27 is a rear view of the linear motor according to the sixth embodiment of the present invention as seen from the Z direction. The same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the first to fifth embodiments, and detailed description thereof will be omitted.
電機子8は凸形状のティース2を移動方向((軸方向(Z方向))に複数並べ、ティース2の中央部に貫通孔3が備えられている。また、ティース2は周方向に分割部7dによって6分割されており、その隣接する部位は接触している。この場合でも、接触面間で接触抵抗(電気的に抵抗が高い部位)が発生するため、損失抑制効果が期待できる。すなわち、分割部7dは、ティース2(コア)に流れる渦電流路の抵抗値を上げる高抵抗部となるので、渦電流による損失を低減できる。換言すると、高抵抗部はティース2を複数に分割して形成している。
The
また、図26に示すように、凸形状したティース2の突出した部分(図のAおよびB)のみを物理的に分断しても構わない。実施例6によれば、このようにすることで、周方向に分割した6つの部位を連結保持できる。図6に示したように、損失はコイル5の外周側、に発生しているため、コイル5に接触している面のみを分断しても、十分な効果が得られる。
Also, as shown in FIG. 26, only the protruding portions (A and B in the drawing) of the
実施例6の応用例を図28乃至図30を用いて説明する。図28は、本発明の実施例6の応用例1に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図29は、本発明の実施例6の応用例1に係る電機子の外観斜視図である。図30は、本発明の実施例6の応用例1に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。
An application example of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 28 to 30. FIG. FIG. 28 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Application Example 1 of Example 6 of the present invention. FIG. 29 is an external perspective view of an armature according to
応用例1では、凸形状したティース2に貫通孔3が形成されていない。ティース2は周方向に分割部7dによって6分割されており、その隣接する部位は接触している。このような場合も同様の効果が得られる。また、図26と同様に、凸形状したティース2の突出した部分(図のAおよびB)のみを物理的に分断しても構わない。
In the application example 1, the through-
また、応用例2を図31乃至図33を用いて説明する。図31は、本発明の実施例6の応用例2に係るリニアモータの一例を示す模式図である。図32は、本発明の実施例6の応用例2に係る電機子の外観斜視図である。図33は、本発明の実施例6の応用例2に係るリニアモータをZ方向から見た背面図である。
Application Example 2 will be described with reference to FIGS. 31 to 33. FIG. FIG. 31 is a schematic diagram showing an example of a linear motor according to Application Example 2 of Example 6 of the present invention. FIG. 32 is an external perspective view of an armature according to
応用例2は応用例1と同様、凸形状したティース2に貫通孔3が形成されていない。応用例2では、凸形状したティース2にスリット7が形成されている。スリットは、ティース2の内周側から設け、外周側に設けることも可能である。このようにすることで電機子の磁性体を一体で構成し、スリットを設けることが可能となり、構造上、剛性の高い電機子を構成できる。
In Application Example 2, similarly to Application Example 1, through-
本発明の実施例7について説明する。図34は、本発明の実施例7に係るリニアモータを搭載した電動サスペンション装置の構成図である。電動サスペンション装置100は、ティース2とコイル5で構成された電機子の内側にインナーロッド90が接続され、インナーロッド90の端部には、ロッドエンド30、インナーチューブ60が配置される。例えば、ロッドエンド30にはタイヤ側のサスペンションのリンクが結合される。また、電機子の外周側には、ギャップをもって対向する永久磁石10と、永久磁石10外周側に磁性体で構成される外筒20が設けられる。外筒20には、ばね止め50が接続され、圧縮されたばね40が配置される。タイヤ側に接続された電機子と車体側に接続された2次側部材(永久磁石10や外筒20など)は相対的に直線運動をし、インナーチューブ摺動部材80で支持される。また、外筒20には、ロッド支持部材70が結合され、ロッド支持部材70に、例えば、ベアリングやすべり軸受などが設けられ、可動部が相対的に直線運動できるように構成されている。
A seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 34 is a configuration diagram of an electric suspension device equipped with a linear motor according to
実施例7のリニアモータには、上述した実施例1乃至6の何れかを適用すると良い。実施例7によれば、実施例1乃至6の作用効果を備えた電動サスペンション装置を提供することができる。
〔各実施例に共通する説明〕
本発明は電機子の中心軸側で生じる磁束の集中による渦電流損失を低減するものである。上述した各実施例においては、渦電流路を分断、渦電流路の経路を長くするために磁性体に設けたスリットを用いて説明したが、渦電流路を分断するものであれば、切り込みやスリットに限定されるものではない。例えば、高抵抗部材を挿入する方法、スリットのような隙間はないが部品を分割する方法等、接触抵抗によりティース(コア)に高抵抗部が生じれば同様の効果が得られる。つまり、切り込みやスリットの幅がゼロであっても、2つの部材が接触する際に生じる接触抵抗などの高抵抗部が存在しても構わない。また、その深さも本実施例では効果的な切り込みやスリットの深さを例として記載したが、切り込みやスリットが貫通し、電機子中央部の損失な大きな部位の磁性体が周方向に分割されていても構わない。
Any one of the above-described first through sixth embodiments may be applied to the linear motor of the seventh embodiment. According to the seventh embodiment, it is possible to provide an electric suspension device having the effects of the first to sixth embodiments.
[Description common to each embodiment]
The present invention reduces eddy current loss due to concentration of magnetic flux generated on the central axis side of the armature. In each of the above-described embodiments, slits provided in the magnetic material are used to divide the eddy current path and lengthen the path of the eddy current path. It is not limited to slits. For example, a method of inserting a high resistance member, a method of dividing a part without a gap such as a slit, etc., and the like can be obtained if a high resistance portion is generated on the teeth (core) due to contact resistance. That is, even if the width of the cut or slit is zero, there may be a high resistance portion such as contact resistance generated when two members come into contact with each other. In this embodiment, the effective depth of the cuts and slits has been described as an example. It doesn't matter if
1…リニアモータ、2…ティース、2a…突出部、2b…平板部、3…貫通孔、5…コイル、7、7a、7b、7c…スリット、8…電機子、9…高熱伝導部材、10…永久磁石、20…外筒、30…ロッドエンド、40…ばね、50…ばね止め、60… インナーチューブ、70…ロッド支持部材、80…インナーチューブ摺動部材、90…インナーロッド、100…電動サスペンション装置
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記ティースには、前記ティースに流れる渦電流路の抵抗値を上げる高抵抗部を備えたことを特徴とするリニアモータ。 A linear motor comprising: an armature having teeth and coils provided on the teeth; and a permanent magnet provided on an outer peripheral side of the armature, wherein the armature and the permanent magnets move relative to each other. ,
A linear motor, wherein the teeth are provided with high resistance portions that increase a resistance value of an eddy current path flowing through the teeth.
前記ティースの中心から前記コイルが挿入される前記ティースの窪みの内周側面までの距離をRcとし、前記ティースの中心から前記高抵抗部の最外周までの距離をRsとしたとき、Rs>Rcの関係にあることを特徴とするリニアモータ。 In claim 1,
When the distance from the center of the tooth to the inner peripheral side surface of the recess of the tooth into which the coil is inserted is Rc, and the distance from the center of the tooth to the outermost periphery of the high resistance portion is Rs, Rs>Rc A linear motor characterized by having a relationship of
前記ティースは中心部に貫通孔を備えたことを特徴とするリニアモータ。 In claim 2,
A linear motor, wherein each of the teeth has a through hole at its center.
前記ティースは移動方向に複数備えたことを特徴とするリニアモータ。 In claim 3,
A linear motor, wherein a plurality of said teeth are provided in the moving direction.
前記高抵抗部はスリットであることを特徴とするリニアモータ。 In claim 1,
A linear motor, wherein the high resistance portion is a slit.
前記スリットは、前記ティースの内周側から外周側に延びるように配置した第1スリットであることを特徴とするリニアモータ。 In claim 5,
The linear motor, wherein the slit is a first slit arranged to extend from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the tooth.
前記ティースの外周側から内周側に延びるように配置した第2スリットを備えたことを特徴とするリニアモータ。 In claim 6,
A linear motor, comprising: a second slit arranged to extend from an outer peripheral side to an inner peripheral side of the teeth.
前記第1スリット及び前記第2スリットはそれぞれ複数備え、
前記第2スリットは、隣り合う前記第1スリットの間に位置させたことを特徴とするリニアモータ。 In claim 7,
A plurality of the first slits and the second slits are provided,
A linear motor, wherein the second slit is positioned between the adjacent first slits.
前記第1スリットの深さをLiとし、前記第2スリットの深さをLoとし、前記ティースの内周側から外周側までの径方向長さをLtとしたとき、Lt≦Li+Loの関係にあることを特徴とするリニアモータ。 In claim 7 or 8,
When Li is the depth of the first slit, Lo is the depth of the second slit, and Lt is the radial length from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the tooth, there is a relationship of Lt≦Li+Lo. A linear motor characterized by:
前記第1スリットの数をSiとし、前記第2スリットの数をSoとしたとき、So≧Siの関係にあることを特徴とするリニアモータ。 In claim 7 or 8,
A linear motor, wherein the number of said first slits is Si and the number of said second slits is So, wherein a relationship of So≧Si is satisfied.
前記第2スリットは、内周側から外周側に向かって幅が広がることを特徴とするリニアモータ。 In claim 7 or 8,
The linear motor, wherein the width of the second slit increases from the inner peripheral side to the outer peripheral side.
前記第1スリット及び前記第2スリットには、鉄より熱伝導率が高い部材を挿入したことを特徴とするリニアモータ。 In claim 11,
A linear motor, wherein a member having a higher thermal conductivity than iron is inserted into the first slit and the second slit.
前記ティースの外周面に、周方向に延びるように配置した第3スリットを備えたことを特徴とするリニアモータ。 In claim 6,
A linear motor, comprising a third slit extending in a circumferential direction on an outer peripheral surface of the tooth.
前記第1スリットの深さと、前記第3スリットの深さの合計は、前記ティースの内周と外周の間の距離によりも大きくしたことを特徴とするリニアモータ。 In claim 13,
A linear motor, wherein the sum of the depth of the first slit and the depth of the third slit is larger than the distance between the inner circumference and the outer circumference of the tooth.
前記第1スリットと、前記第3スリットとは、前記ティースの内部で連通していることを特徴とするリニアモータ。 In claim 14,
A linear motor, wherein the first slit and the third slit communicate with each other inside the teeth.
前記ティースの外周面に、周方向に延びるように配置した第3スリットを備え、
前記第1スリット、前記第2スリット、前記第3スリットは、前記ティースの内部で連通していることを特徴とするリニアモータ。 In claim 7,
A third slit arranged to extend in the circumferential direction is provided on the outer peripheral surface of the tooth,
A linear motor, wherein the first slit, the second slit, and the third slit communicate with each other inside the teeth.
前記高抵抗部は、前記ティースを複数に分割して形成したことを特徴とするリニアモータ。 In claim 1,
A linear motor, wherein the high resistance portion is formed by dividing the tooth into a plurality of pieces.
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| JP2022004213A JP2023103600A (en) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | Linear motor and electric suspension device equipped with the same |
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-
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- 2022-01-14 JP JP2022004213A patent/JP2023103600A/en active Pending
- 2022-10-26 WO PCT/JP2022/039883 patent/WO2023135894A1/en not_active Ceased
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