JP4522106B2 - リニアモータ - Google Patents
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ている。固定子は、4つの永久磁石列のうち対応する1つの永久磁石列と対向する極歯面を端部に有する複数の極歯及び隣接する2つの極歯の間にスロットが形成されるように複数の極歯を相互に連結するヨークを備えた4つのコアと、4つのコアに対して装着されて複数の極歯を励磁する励磁巻線と有する電機子を備えている。そして、永久磁石列の運動方向の全長寸法が、励磁巻線が配置されるスロットの列の運動方向の全長寸法よりも長く、且つコアの運動方向の全長寸法よりも短くなるように構成され、コアに含まれる複数の極歯のうち運動方向の両端に位置する二つの端部側極歯の極歯面の形状が、コギング力の発生を低減するように定められている。本発明では、二つの端部側極歯の極歯面は、それぞれ永久磁石列と対向している状態において、運動方向に隣接する他の極歯から離れるに従って極歯面と永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に大きくなるように傾斜する第1の傾斜面部と、第1の傾斜面部から離れるに従って極歯面と永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に小さくなるように傾斜する第2の傾斜面部とを含んでいる。このようなシリンダ型リニアモータに本発明を適用すると、コギング力を小さくできるのに加えて、一つの巻線を4面にまたがるように巻き回すことで、コイルエンドを少なくでき、低発熱のシリンダ型リニアモータを得ることができる。
次に、凹部27の深さ寸法hを永久磁石列の永久磁石を配置するためのピッチτpで割った値(h/τp)を種々に変え、その他は本例と同様のシリンダ型リニアモータを作り、各シリンダ型リニアモータのコギング力を測定した。本試験では、ピッチτpの値を一定にし、深さ寸法hの値を変えて(h/τp)の値を種々に変えた。図4はその測定結果を示している。図4よりh/τp=0.1〜0.4とするとコギング力が低下するのが分かる。
3 固定子
9,11,13,15 永久磁石列
17 コア
19A〜19F 励磁巻線
21 ヨーク
23A〜23G 極歯
26 スロット
23b 第1の傾斜面部
23c 境界部
23d 第2の傾斜面部
Claims (13)
- 固定子に対して可動子が往復運動をするように構成され、
前記固定子及び可動子の一方は、前記可動子が前記往復運動をする運動方向に複数の永久磁石が列を成すように並んで構成された1以上の永久磁石列を有し、
前記固定子及び可動子の他方は、前記永久磁石列と対向する極歯面を端部に有する複数の極歯及び隣接する2つの前記極歯の間にスロットが形成されるように前記複数の極歯を相互に連結するヨークを備えたコアと、前記コアに対して設けられて前記複数の極歯を励磁する励磁巻線とを有する電機子を備え、
前記永久磁石列の前記運動方向の全長寸法が、前記励磁巻線が配置される前記スロットの列の前記運動方向の全長寸法よりも長く、且つ前記コアの前記運動方向の全長寸法よりも短くなるように構成され、
前記複数の極歯のうち前記運動方向の両端に位置する二つの端部側極歯の前記極歯面の形状が、コギング力の発生を低減するように定められているリニアモータであって、
前記二つの端部側極歯の前記極歯面は、それぞれ前記永久磁石列と対向している状態において、隣接する他の前記極歯から離れるに従って前記極歯面と前記永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に大きくなるように傾斜する第1の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部から離れるに従って前記極歯面と前記永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に小さくなるように傾斜する第2の傾斜面部とを含んでいることを特徴とするリニアモータ。 - 固定子に対して可動子が往復運動をするように構成され、
前記可動子は、該可動子が前記往復運動をする運動方向に複数の永久磁石が列を成すように並んで構成された複数の永久磁石列を有し、
前記固定子は、前記複数の永久磁石列のうち対応する1つの前記永久磁石列と対向する極歯面を端部に有する複数の極歯及び隣接する2つの前記極歯の間にスロットが形成されるように前記複数の極歯を相互に連結するヨークを備えた複数のコアと、前記複数のコアに対して装着されて前記複数の極歯を励磁する励磁巻線とを有する電機子を備え、
前記永久磁石列の前記運動方向の全長寸法が、前記励磁巻線が配置される前記スロットの列の前記運動方向の全長寸法よりも長く、且つ前記コアの前記運動方向の全長寸法よりも短くなるように構成され、
前記コアに含まれる前記複数の極歯のうち前記運動方向の両端に位置する二つの端部側極歯の前記極歯面の形状が、コギング力の発生を低減するように定められているリニアモータであって、
前記二つの端部側極歯の前記極歯面は、それぞれ前記永久磁石列と対向している状態において、前記運動方向に隣接する他の前記極歯から離れるに従って前記極歯面と前記永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に大きくなるように傾斜する第1の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部から離れるに従って前記極歯面と前記永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に小さくなるように傾斜する第2の傾斜面部とを含んでいることを特徴とするシリンダ型のリニアモータ。 - 前記第1の傾斜面部と前記第2の傾斜面部とが連続して形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のリニアモータ。
- 前記第1の傾斜面部と前記第2の傾斜面部との間の境界部が位置する境界位置と前記境界部から見た前記第1の傾斜面の終点位置との間の長さ寸法が、前記境界位置と前記境界部から見た第2の傾斜面の終点位置との間の長さ寸法よりも長いことを特徴とする請求項3に記載のリニアモータ。
- 前記第1の傾斜面部及び第2の傾斜面部は、前記永久磁石列が位置する側に向かって凸部となるようにそれぞれ湾曲している請求項1または2に記載のリニアモータ。
- 前記第1の傾斜面部及び第2の傾斜面部は、前記永久磁石列が位置する側に向かって凹部となるようにそれぞれ湾曲している請求項1または2に記載のリニアモータ。
- 前記二つの端部側極歯の前記極歯面は、前記可動子が前記運動方向の両端に定まる停止位置にあるときに、前記永久磁石列の端部を越えて前記運動方向の外側に延び出る延長面部を有しており、
前記延長面部の前記運動方向の長さ寸法δは、前記永久磁石列の前記永久磁石を配置するためのピッチτpとの関係がδ/τp≧0.05となるように定められていることを特徴とする請求項3に記載のリニアモータ。 - 前記延長面部は、前記第2の傾斜面部がそのまま延長されて構成されている請求項7に記載のリニアモータ。
- 前記延長面部は、前記永久磁石列とほぼ平行になるように形成されている請求項7に記載のリニアモータ。
- 前記第1の傾斜面部の前記終点位置と前記第2の傾斜面部の前記終点位置とを結ぶ仮想水平線と該仮想水平線と直交し前記境界位置を通る仮想垂直線とを想定して、前記仮想水平線と前記仮想垂直線との交点と前記境界位置との間の距離をhとした場合に、前記永久磁石列の前記永久磁石を配置するためのピッチτpと前記距離hとの関係がh/τp=0.1〜0.4となるように前記第1及び第2の傾斜面部が形成されていることを特徴とする請求項4に記載のリニアモータ。
- 前記二つの端部側極歯の一方の前記極歯面の前記境界部と他方の前記極歯面の前記境界部との間の距離寸法LKと、前記永久磁石列の前記運動方向の全長寸法LMと、前記永久磁石列の前記永久磁石を配置するためのピッチτpとの関係が(LK−LM)/τp=0.25〜1.25となるように前記第1及び第2の傾斜面部が形成されていることを特徴とする請求項4に記載のリニアモータ。
- 前記コアは、前記運動方向と直交する方向に複数枚の鋼板が積層されて構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のリニアモータ。
- 軸線方向に往復動する直動軸、前記直動軸に固定された磁石取付部及び前記磁石取付部に固定され前記直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる4つの永久磁石列を有する可動子と、
前記4つの永久磁石列のうち対応する1つの前記永久磁石列と対向する極歯面を端部に有する複数の極歯及び隣接する2つの前記極歯の間にスロットが形成されるように前記複数の極歯を相互に連結するヨークを備えた4つのコアと、前記4つのコアに対して装着されて前記複数の極歯を励磁する励磁巻線とを有する電機子を備えた固定子とを具備し、
前記永久磁石列の前記運動方向の全長寸法が、前記励磁巻線が配置される前記スロットの列の運動方向の全長寸法よりも長く、且つ前記コアの前記運動方向の全長寸法よりも短くなるように構成され、
前記コアに含まれる前記複数の極歯のうち前記運動方向の両端に位置する二つの端部側極歯の前記極歯面の形状が、コギング力の発生を低減するように定められているシリンダ型リニアモータにおいて、
前記二つの端部側極歯の前記極歯面は、それぞれ前記永久磁石列と対向している状態において、前記運動方向に隣接する他の前記極歯から離れるに従って前記極歯面と前記永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に大きくなるように傾斜する第1の傾斜面部と、前記第1の傾斜面部から離れるに従って前記極歯面と前記永久磁石列との間の間隙寸法が徐々に小さくなるように傾斜する第2の傾斜面部とを含んでいることを特徴とするシリンダ型リニアモータ。
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