JP3796100B2

JP3796100B2 - リニアモータ

Info

Publication number: JP3796100B2
Application number: JP2000167376A
Authority: JP
Inventors: 哲司植田; 仁夫富樫; 一比田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: JP2001352737A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はリニアモータに関し、特にたとえば放射状に配置される複数の固定子鉄心を容易に固定することができる固定筐体を備えるリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図７及び８に示される従来例において、リニアモータ１の固定子鉄心２を構成する複数の電磁鋼板による積層ブロック体を放射状に並べて保持する場合、この固定子鉄心２は、外面８角形とする筒状の内側ヨーク３とこの内側ヨーク３の各外面に密着して放射状に配置される８個の外側ヨーク４を含む。そして、この外側ヨーク４は凹形の薄板を積層した下ヨーク４ａとこの下ヨーク４ａの上に凹形を下向きにした上ヨーク４ｂを配置して構成されている。なお、外側ヨーク４の内部空間５には永久磁石６を配置固定すると共に上下方向に移動される可動コイル７が非磁性支持体８を介してシャフトに保持されている。
【０００３】
また、図９に示す他の従来例では、外側ヨーク４となる複数の積層ブロックを放射状に配列し、それらの間に略扇形をした柱状体４Ａを挟んで固定子鉄心２を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のいずれの従来例においても、固定子鉄心の構造が複雑で組立が面倒となり、また柱状体等を別途必要とする関係上、コスト的にも高くなるという問題がある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構成により組立精度の向上と軽量化を図ることができるリニアモータを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、外側ヨークとこの外側ヨークとの間に空隙を形成する内側ヨークを含む複数の固定子鉄心、これらの固定子鉄心に装着される励磁コイル、空隙に可動自在に配置される永久磁石、および固定子鉄心を収納保持する固定筐体を備えるリニアモータにおいて、固定筐体は筒状部とこの筒状部の端部に形成された環状部を有し、さらにこの環状部には固定子鉄心を位置決め保持する複数の凹部を放射状に設け、この凹部に固定子鉄心の下端部を挿入係止するようにしたことを特徴とする、リニアモータである。
【０００７】
【作用】
複数の固定子鉄心は、筒状部とこの筒状部の端部に形成される環状部で構成される固定筐体を用いて、この環状部に放射状に設けた複数の凹部に位置決め保持されるため組立が簡単かつ確実に行われる。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、固定筐体に対する固定子鉄心の位置決め固定が容易で簡単となり、組立精度が向上すると共に軽量化も可能となる。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴及び利点は、図面を参照して以下に行う実施例の詳細な説明により一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】
図１〜図３に示すこの発明の一実施例であるリニアモータ１０は、中心線Ｃ−Ｃの両側に４５°の間隔で放射状に配置される８個の固定子鉄心１２、これらの固定子鉄心１２に装着される励磁コイル１４、固定子鉄心１２の磁気空隙１６に可動自在に配置される永久磁石１８、および固定子鉄心１２を配置収納する固定筐体２０を含む。
【００１１】
各固定子鉄心１２は、電磁鋼板を積層した断面略コ字状の外側ヨーク２２、同じく電磁鋼板を積層した断面略Ｉ字状の内側ヨーク２４とで構成され、外側ヨーク２２の下辺端部２２ａに凹段部２６を設け、この凹段部２６に内側ヨーク２４の下端部２４ａを係合せしめている。
【００１２】
また、内側ヨーク２４の上端部２４ｂと外側ヨーク２２の上辺端部２２ｂの間に永久磁石１８を可動自在に配置するための磁気空隙１６を形成すると共に、外側ヨーク２２の上辺端部２２ｂと内側ヨーク２４とに段差２８を設けている。
【００１３】
さらに、内側ヨーク２４の上端部２４ｂと対向して磁気空隙１６を形成する外側ヨーク２２の上辺端部２２ｂには突出部３０を形成し、この突出部３０により磁束が内側ヨーク２４の上端部２４ｂに集中するようにしている。
【００１４】
そして、外側ヨーク２２の下辺端部２２ａに設けた凹段部２６には、さらに楔状コーナー部３２を有し、この凹段部２６に係合する内側ヨーク２４の下端部２４ａには楔状コーナー部３２に嵌合する突起部分３４とこの突起部分３４と反対側に突出傾斜段部３６を形成して、この下端部２４ａを断面略台形状としている。
【００１５】
一方、固定筐体２０は、ステンレス等の非磁性体で構成されるもので、外面が正８角形の筒状部２０ａとこの筒状部２０ａの一端部に連設される環状部２０ｂを有し、この環状部２０ｂには筒状部２０ａの正８角形の各一辺を起点とする８個の断面略Ｕ字状溝部３８が４５°の間隔で放射状に配置形成されている。なお、固定筐体２０を構成する筒状部２０ａと環状部ｂを一体形成してもよいが、この実施例では別体に形成して後で結合している。
【００１６】
そして、この固定筐体２０に対して固定子鉄心１２を組立る場合、先ず８個の固定子鉄心１２の下端部を固定筐体２０の環状部２０ｂに形成した８個のＵ字状溝部３８に夫々挿入して各Ｕ字状溝部３８の開口段部４０に係止具４２を螺子止め固定している。
【００１７】
その後、各固定子鉄心１２の内側ヨーク２４の下端部２４ａに形成される突出傾斜段部３６それぞれに当具４４を当接すると共に、固定筐体２０の筒状部２０ａに螺子４５で固定されたリング体４６に螺合される円筒形状の大ねじ４７で当具４４を内側ヨーク２４の突出傾斜段部３６に向けて押圧し、さらに、当具４４に螺合される小ねじ４９で直接内側ヨーク２４の突出傾斜段部３６を押圧することにより、内側ヨーク２４を外側ヨーク２２に対して押圧固定する。最後に、外側ヨーク２２の上辺端部２２ｂに押えリング４８を嵌め込んで、この押えリング４８を図示されない４本の取付け螺子を用いて環状部２０ｂに設けられた螺子孔５０に螺合すれば一連の組立作業が終了する。
【００１８】
なお、当具４４を介して内側ヨーク２４を外側ヨーク２２に対して押圧固定したが、リング体４６に螺合されるねじにより直接内側ヨーク２４を外側ヨーク２２に対して押圧固定してもよい。
【００１９】
上述の構成により、固定子鉄心１２、特に外側ヨーク２２は固定筐体２０に対して径方向の精度が保証されて組立ることができる。すなわち、外側ヨーク２２の上辺端部２２ｂは押えリング４８により、また外側ヨーク２２の下辺端部２２ａの凹段部２６には内側ヨーク２４の下端部２４ａに対する当具４４により二方向の押える力で確実に保持される。
【００２０】
また、図４〜図５に示す他の実施例においては、各固定子鉄心１２を構成する外側ヨーク２２の側面（底面）に角形突起部１２ａを設けている。また、固定筐体２０の環状部２０ｂには先に説明した実施例における断面略Ｕ字状溝部３８の代わりに８個の角形挿入孔５２を４５°の間隔で放射状に配置形成したものである。その他の構成については、先の実施例と差異はないので、対応部分に同一番号を付して説明は省略する。なお、固定子鉄心１２の空隙１６に配置される永久磁石は図示省略している。
【００２１】
従って、固定子鉄心１２を構成する外側ヨーク２２の角形突起部１２ａを固定筐体２０の環状部２０ｂに形成された角形挿入孔５２に嵌合すると、外側ヨーク２２は固定筐体２０に形成される正８角形の筒状部２０ａの外面に接触して確実に位置決め保持される。
【００２２】
次に、一連の組立手順が図６の（ａ）〜（ｄ）に示されている。この組立手順に示される固定子鉄心１２は、図４で説明したように側面（底面）に角形突起部１２ａを設けたものを使用し、また、固定筐体２０は筒状部２０ａを円筒形としその一端部に連設した環状部２０ｂには固定子鉄心１２に設けた角形突起部１２ａを位置決め固定するために角形挿入孔５２を設けたものを使用している。そして、筒状部２０ａの他端部の環状段部には固定子鉄心１２に当接す外面正８角形状の円板体５４が螺子止めされている。
【００２３】
また、固定子鉄心１２の下端部に設けた角形突起部１２ａが固定筐体２０の環状部２０ｂに設けた角形挿入孔５２に嵌合されて位置決め保持されるので、先の実施例で説明した係止具４２は必要としない。そして、内側ヨーク２４の各端面に当具（図示されず）を介してリング体４６をねじで押圧固定することにより、内側ヨーク２４が外側ヨーク２２に固定されと共に外側ヨーク２２の上辺端部２２ｂに押えリング４８を嵌め込み、この押えリング４８を図示されない４本の取付け螺子を環状部２０ｂに設けた螺子孔５０に螺合すれば一連の組立作業が終了する。これらの点を除けば先に説明した実施例の構成と同じにつき該当部分に同一番号を付してその説明を省略する。
【００２４】
なお、固定子鉄心１２の磁気空隙１６に可動自在に配置される各永久磁石１８は、中心線Ｃ−Ｃに設けられる駆動軸（シャフト）に固定される、例えばプラスチック製支持部材に保持される。
【００２５】
上述の各構成において、このリニアモータ１０の励磁コイル１４に交流電流を通電すると、励磁コイル１４を流れる電流により外側ヨーク２２の内側面と内側ヨーク２４の外側面、つまり固定子鉄心１２の磁気空隙１６を含む磁気回路に磁束が流れる。そして、磁束が固定子鉄心１２の磁気空隙１６を横断することにより、この励磁コイル１４により誘起された磁束が各永久磁石１８から出る磁束と相互作用して可動体である永久磁石１８には推力が発生し、この推力は支持部材を介して駆動軸（シャフト）に伝えられ、シャフトが交流電流の周波数に同期して往復動する。
【００２６】
以上説明したように、この発明によるリニアモータは、位置決め凹部を有する固定筐体を使用することにより外側ヨークと内側ヨークで構成される固定子鉄心の組立作業を容易にしかも精度よく行うことができる。また、構造も簡単となるので軽量でコストも安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例であるリニアモータの中心線Ｃ−Ｃを含む要部断面せる図解図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線に相当する平面的な図解図である。
【図３】図２における固定子鉄心の一部を含むＡ矢視で示す図解図である。
【図４】図１に相当する他の実施例の要部図解図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ線に相当する平面的な図解図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は固定筐体に対する８個の固定子鉄心の組立手順を示す斜面図である。
【図７】従来例の要部断面図である。
【図８】図６のＸ−Ｙ線に相当する要部図解図である。
【図９】他の従来例の要部断面図である。
【符号の説明】
１０ …リニアモータ
１２ …固定子鉄心
１２ａ …角形突起部
１４ …励磁コイル
１６ …磁気空隙
１８ …永久磁石
２０ …固定筐体
２０ａ…筒状部
２０ｂ…環状部
２２ …外側ヨーク
２４ …内側ヨーク
３８ …Ｕ字状溝部（凹部）
４２ …係止具
４４ …当具
４６ …リング体
４７ …円筒形状の大ねじ
４８ …押えリング
４９ …小ねじ
５２ …角形挿入孔（凹部）

Claims

磁性鋼板を積層した外側ヨークと前記外側ヨークとの間に空隙を形成する磁性鋼板を積層した内側ヨークを含む複数の固定子鉄心、前記固定子鉄心に装着される励磁コイル、前記空隙に可動自在に配置される永久磁石、および前記固定子鉄心を収納保持する固定筐体を備えるリニアモータにおいて、
前記固定筐体は筒状部とこの筒状部の端部に形成される環状部を有し、さらに前記環状部には前記固定子鉄心を位置決め保持する複数の凹部を放射状に設け、前記各凹部に前記各固定子鉄心の下端部を挿入係止するようにしたことを特徴とする、リニアモータ。
前記固定筐体は非磁性体で形成する、請求項１記載のリニアモータ。
前記凹部は収納溝を含む、請求項１または２記載のリニアモータ。
前記凹部は挿入孔を含む、請求項１または２記載のリニアモータ。
前記固定子鉄心には前記挿入孔に嵌合する突起部を形成する、請求項４記載のリニアモータ。
前記固定筐体の前記筒状部の他端側に、さらに前記固定子鉄心の端部を押圧係止する係止手段を設けた、請求項１ないし５のいずれかに記載のリニアモータ。
前記係止手段はリング体と取付け螺子を含む、請求項６記載のリニアモータ。