JP5413635B2 - 円筒ｍｍ型リニアモータとその可動子製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、中空円筒型ヨークにマグネットを所定のピッチ・角度で位置決め・固定する円筒ＭＭ（ムービングマグネット）型リニアモータとその可動子製造方法に関する。

第１の従来技術は、「可動磁石型リニアモータに関し、特にたとえば固定子鉄心の磁気空隙に配置される可動磁石体を軸方向に変位せしめる可動磁石型リニアモータに関する」ものであって、「可動磁石体の強度を大きくして推力の向上を図る共に、渦電流損も低減することができる、可動磁石型リニアモータを提供すること」を目的としており、「可動磁石体は、中心に軸部を設け周辺に複数の保持片を筒状に配置する磁石保持枠、この保持枠の各保持片間に取り付けられる複数個の磁石片、および磁石保持枠の少なくとも一端に取り付けられて各磁石片を支持するホルダを備え」ている（例えば、特許文献１参照）。

図１３は第１の従来技術における可動磁石体の斜面図、図１４は第１の従来技術における図１３において磁石片を除く分解斜面図である。図において、２２は可動磁石体、２４は軸部、２６は円板部、２８ は保持片、３０は磁石保持枠、３２は磁石片、３４はネジ、３６はリング状ホルダ、３８は溝部である。なお、本図面に付した符号は、第１の従来技術（特許文献１）に記載された符号を用いて記載している。

図１３において、可動磁石体２２は、「中心に軸部２４を貫通した円板部２６を有しかつこの円板部２６の周縁部より等間隔で軸部２４を取り囲むように平行に延びる８本の保持片２８、２８、…を一体形成した円筒状の磁石保持枠３０と、相隣る一対の保持片２８および２８の間にそれぞれ挿入保持される８個の磁石片３２，３２…と、各保持片２８の端部にネジ３４等により固定されて各磁石片３０を支持するリング状ホルダ３６とにより構成されている。」

図１４において、磁石保持枠３０は非磁性金属体で構成されると共に、「各保持片２８の両側および円板部２６には各磁石片３２の３辺を挿入する一連の溝部３８がコ字状に形成されている。また、各磁石片３２は断面が弧状に形成されると共に、半径方向に逆向きの磁化ベクトルを有する一対の永久磁石片３２ａおよび３２ｂをいずれも軸方向に並べて突合せ状態で接合して構成されている。」

第２の従来技術は、円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、可動子である中空円筒状のヨークに圧入した多数のピンと、冶具とを用いて、マグネットの配置および接着をしているものもある。
図１５は第２の従来技術におけるマグネット位置決め治具の概略図、図１６は図１５におけるマグネット接着の概略図である。図において、１７はヨーク、１８はマグネット、１９はピン、２０はベース冶具、２１はシャフト冶具である。
図１５において、先ず、軸方向および円周方向に所定のピッチで多数の穴が加工された中空円筒状のヨーク１７の内側に突出するように、多数のピン１９を圧入する。次に、シャフト治具２１が圧入されたベース治具２０を所定の位置にセットして、前述したヨーク１７を軸方向に移動しながらシャフト治具２１に沿ってベース治具２０にセットし、図示しないボルト等で固定する。
図１６において、半径方向に着磁された円弧状のマグネット１８を、図示するように、ピン１９およびシャフト治具２１に突き当てながらヨーク１７の内径にマグネット１８を接着する（マグネット１８には、ヨーク１７との接着面に予め接着剤が塗布されている）。よって、マグネット１８は、軸方向はピン１９に、円周方向はシャフト治具２１によって位置決めされるものである。
なお、マグネット１８の接着後は、ベース治具２０から、図示しないボルト等で固定していたヨーク１７を取り外し、中空円筒状のヨーク１７に、圧入された多数のピン１９および接着された円弧状のマグネット１８が残る形で可動子が完成するのである。
特開２０００−２２８８５５号公報（第３頁、図３，４）

第１の従来技術は、磁石片３２を位置決め固定するために、複数の保持片を有する円筒状の磁石保持枠３０と、磁石片３２の３辺を挿入する一連の溝部３８がコ字状にかつ両側に形成された保持片２８および円板部２６と、各保持片２８の端部にネジ３４等により固定されて各磁石片３０を支持するリング状ホルダ３６と、を必要とするため、ヨークを構成する部材が複数であって複雑であるため、可動子の製造工程における組立時間が増し、円筒ＭＭ型リニアモータ自体の高コスト化につながるという問題があった。また、構成する部材にも溝部３８等の加工が必要であるため、材料加工費が高くなるという問題もあった。
第２の従来技術は、半径方向に着磁された円弧状のマグネット１８を、中空円筒状のヨーク１に対して軸方向および円周方向に位置決めおよび接着するために、中空円筒状のヨーク１７へ多数の穴を加工した上、その穴に多数のピン１９を圧入し、更にシャフト冶具２１、ベース冶具２０といった専用冶具を用いる必要があったため、ヨーク１７自体の材料加工費が高くなる上、可動子の製造工程における組立作業時間が増し、円筒ＭＭ型リニアモータ自体の高コスト化につながるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ヨークへの複雑な加工や多数の穴加工、ピンの圧入作業、専用冶具の使用をすることなく、マグネットを所定の位置に容易に位置決めすることができ、可動子の製造工程における組立作業時間の短縮および可動子の信頼性または汎用性向上、更には円筒ＭＭ型リニアモータ自体の低コスト化を図ることができる円筒ＭＭ型リニアモータとその可動子製造方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のような構成としたのである。
請求項１記載の発明は、界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備え、前記可動子が、中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めするための突起を有する、複数のリング状スペーサと、を備えた円筒ＭＭ型リニアモータにおいて、前記可動子は、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みが、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段積み重なって構成され、各段における前記組みでは、前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数である複数の前記突起のそれぞれと、が周方向に沿って交互に組み合わされることで円環状結合体が構成されており、各円環状結合体では、前記リング状スペーサの前記突起の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットがそれぞれ密着することで、当該突起と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成されるとともに、当該突起の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面が前記ヨークの内周面に密着しているものである。
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記ヨークが、その軸方向に複数分割されたものであって、前記可動子は、複数の前記ヨークのうちの１つの前記ヨークと、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みが、前記ヨークの軸方向に複数段積み重なって構成されるものである。
また、請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記リング状スペーサが、前記円弧状マグネットを位置決め搭載する面に段差を有するものである。
また、請求項４記載の発明は、請求項１に記載の発明における前記リング状スペーサが、前記円弧状マグネットを位置決め搭載する面にスキュー角をもつものであって、かつ、前記円弧状マグネットが、前記リング状スペーサに位置決め搭載される面にスキュー角をもつものである。
請求項５記載の発明は、界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備え、前記可動子が、 中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするためのマグネット保持部を有する、複数のホルダと、を備える、円筒ＭＭ型リニアモータにおいて、前記可動子においては、前記複数のホルダにより円周方向に位置決めされた複数の前記円弧状マグネットからなる円弧状マグネットの組みが、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段配置され、前記複数のホルダは、それぞれ軸方向に前記複数段にわたって連続した、１つの直線状部材として構成され、各段においては、前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数となる前記複数のホルダのそれぞれと、が周方向に沿って交互に組み合わされることで円環状結合体が構成されており、各円環状結合体では、前記ホルダのマグネット保持部の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットがそれぞれ密着することで、当該マグネット保持部と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成されるとともに、当該マグネット保持部の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面が前記ヨークの内周面に密着しているものである。
また、請求項６記載の発明は、請求項５に記載の発明における前記ホルダが、前記円弧状マグネットを位置決め搭載する前記マグネット保持部の面に段差を有するものである。
また、請求項７記載の発明は、請求項５に記載の発明における前記ホルダが、前記円弧状マグネットを位置決め搭載する前記マグネット保持部の面にスキュー角をもつものであって、かつ、前記円弧状マグネットが、前記ホルダに位置決め搭載される面にスキュー角をもつものである。
請求項８記載の発明は、界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備えたものであって、前記可動子が中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、を有する円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、前記可動子が、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするための複数のリング状スペーサを備えるものであって、前記リング状スペーサを前記ヨークの内径側に挿入し、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向に位置決め搭載する前記リング状スペーサの面、および前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めするための突起、に前記円弧状マグネットを突き当てて位置決め搭載および接着固定し、前記リング状スペーサの前記ヨークの内径側への挿入と、前記円弧状マグネットの前記リング状スペーサへの位置決め搭載および接着固定と、を繰り返すことにより、前記可動子において、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みを、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段積み重ね、各段における前記組みでは、前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数である複数の前記突起のそれぞれと、を周方向に沿って交互に組み合わせることで円環状結合体を構成し、各円環状結合体では、前記リング状スペーサの前記突起の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットをそれぞれ密着させることで、当該突起と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成するとともに、当該突起の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面を前記ヨークの内周面に密着させるのである。
請求項９記載の発明は、界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備えたものであって、前記可動子が中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、を有する円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、前記可動子が、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするためのマグネット保持部を有する複数のホルダを備えるものであって、前記ホルダを前記ヨークの内径側の円周方向に一定間隔で複数配置し、前記円弧状マグネットを位置決め搭載する前記マグネット保持部の面、前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めする前記ホルダの面、に前記円弧状マグネットを突き当てて位置決め搭載および接着固定することにより、前記可動子においては、前記複数のホルダにより円周方向に位置決めされた複数の前記円弧状マグネットからなる円弧状マグネットの組みを、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段配置し、前記複数のホルダは、それぞれ軸方向に前記複数段にわたって連続した、１つの直線状部材として構成され、各段においては、前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数となる前記複数のホルダのそれぞれと、を周方向に沿って交互に組み合わせることで円環状結合体を構成し、各円環状結合体では、前記ホルダのマグネット保持部の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットをそれぞれ密着させることで、当該マグネット保持部と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成するとともに、当該マグネット保持部の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面を前記ヨークの内周面に密着させるのである。
請求項１０記載の発明は、界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備えたものであって、前記可動子が中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、を有する円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、前記ヨークが、軸方向に複数分割されたもの、かつ前記可動子が、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするための複数のリング状スペーサを備えるものであって、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサを、複数の前記ヨークのうちの１つの前記ヨークの内径側に挿入し、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向に位置決め搭載する前記リング状スペーサの面、および前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めするための突起、に前記円弧状マグネットを突き当てて位置決め搭載および接着固定し、複数の前記ヨークのうちの１つの前記ヨークと、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みを、前記ヨークの軸方向に複数段積み重ね、積み重ねられた、複数分割された前記ヨークを溶接または接着、あるいは前記ヨークよりひと回り大きいセカンドヨークを用いて焼き嵌めして、前記ヨークを機械的に固定することにより、前記可動子において、各段における前記組みでは、前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数である複数の前記突起のそれぞれと、を周方向に沿って交互に組み合わせることで円環状結合体を構成し、各円環状結合体では、前記リング状スペーサの前記突起の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットをそれぞれ密着させることで、当該突起と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成するとともに、当該突起の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面を前記ヨークの内周面に密着させるのである。

請求項１、２、５のいずれかに記載の発明によると、ヨークへの複雑な加工や多数の穴加工、ピンの圧入作業、専用冶具の使用をすることなく、マグネットを所定の位置に容易に位置決めすることができ、可動子の製造工程における組立作業時間の短縮および可動子の信頼性または汎用性向上、更には円筒ＭＭ型リニアモータ自体の低コスト化を図ることができる。
請求項３、４、６、７のいずれかに記載の発明によると、容易にコギングトルク（コギング推力）を低減させることができる。
請求項８乃至１０のいずれかに記載の発明によると、ヨークへの複雑な加工や多数の穴加工、ピンの圧入作業、専用冶具の使用をすることなく、マグネットを所定の位置に容易に位置決めすることができ、可動子の製造工程における組立作業時間の短縮および可動子の信頼性または汎用性向上、更には円筒ＭＭ型リニアモータ自体の低コスト化を図ることができる、円筒ＭＭ型リニアモータの可動子を製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る円筒ＭＭ型リニアモータの全体概略図である。図において、１は可動子、２は固定子である。この円筒ＭＭ型リニアモータは、界磁である可動子１と電機子である固定子２、固定子２を保持するための図示しない固定子支持部品から構成される。また、可動子１は、図示しない支持部品（例えば、リニアガイド）によって固定される。

図２は、本発明の実施例１に係る可動子１の製造方法を示す概略図である。図において、３はヨーク、４はマグネット、５はリング状スペーサ、６は突起である。図１における可動子１は、ヨーク３、マグネット４、リング状スペーサ５（突起６を含む）で構成される。
先ず、中空円筒状の内径側に加工等施されていないヨーク３に対し、突起６を有する所定の高さのリング状スペーサ５をヨーク３の軸方向奥に挿入して固定する。
次に、半径方向に着磁された円弧状のマグネット４を、先に挿入されたリング状スペーサ５の突起６間に、かつリング状スペーサ５上に搭載する形で所定の個数を配置して接着固定する（マグネット４には、ヨーク３との接着面に予め接着剤が塗布されている）。ここで、マグネット４の軸方向の位置決めは、マグネット４をリング状スペーサ５上に搭載する（突き当てる）ことで、また円周方向の位置決めは、リング状スペーサ５の突起６に突き当てることで達成される。
なお、ヨーク３の内径側へのリング状スペーサ５の軸方向への挿入、マグネット４のリング状スペーサ５への搭載（突き当て）は、作業者による手作業で容易に成されるものであるが、ヨーク３の軸方向長さによっては専用冶具を用いてもよい。
次に、前述の通り、再度リング状スペーサ５を挿入してマグネット４の配置および接着固定するという作業を繰り返し、軸方向奥から順にリング状スペーサ５とマグネット４を交互に積み上げていき、可動子１を製造するのである。
なお、リング状スペーサ５は非磁性体であり、切削加工、ロストワックスまたは金型成型等により製作される。また、リング状スペーサ５の所定の高さおよび突起６の間隔は、本発明の実施形態に係る円筒ＭＭ型リニアモータの電磁設計によって予め決定されるものである。また、図１における可動子１は、複数のリング状スペーサ５のうちの１つのリング状スペーサ５と、該リング状スペーサ５に位置決めされた複数の円弧状マグネット４との組みが、ヨーク３内径側の軸方向に積み重なった形となる。

図３は本発明の実施例２に係る可動子１の製造方法を示す概略図、図４は図３におけるホルダの全体図である。図において、７はホルダ、８はマグネット保持部である。図１における可動子１は、ヨーク３、マグネット４、ホルダ７（マグネット保持部８を含む）で構成される。なお、前述した図において付した符号と同一符号のものは同一のものまたは同一の効果を奏するものであるため説明を省略する。また、軸方向、円周方向、半径方向の定義についても図２と同じであるため図示しない。
実施例２が実施例１と異なる部分は、実施例１におけるリング状スペーサ５（突起６を含む）の代わりに、ホルダ７（マグネット保持部８を含む）を備える点である。
先ず、中空円筒状の内径側に加工等施されていないヨーク３に対し、図４に示すマグネット保持部８を有するホルダ７を図示しない治具を用いて複数個挿入して固定する。なお、前述した図示しない冶具を用いないのであれば、予め、ヨーク３の中空円筒状の内径側にホルダ７を位置決め固定できる簡単な加工を施せばよい。
次に、半径方向に着磁された円弧状のマグネット４を、先に挿入されたヨーク３の円周方向に隣り合うホルダ７のマグネット保持部８の間に、かつマグネット保持部８上に搭載する形で所定の個数を配置して接着固定する（マグネット４には、ヨーク３との接着面に予め接着剤が塗布されている）。ここで、マグネット４の軸方向の位置決めは、マグネット４をマグネット保持部８上に搭載する（突き当てる）ことで、また円周方向の位置決めは、マグネット保持部８に突き当てることで達成される。
なお、ヨーク３の内径側へのマグネット４のマグネット保持部８への搭載（突き当て）は、作業者による手作業で容易に成されるものであるが、ヨーク３の軸方向長さによっては専用冶具を用いてもよい。
次に、前述の通り、マグネット４の配置および接着固定するという作業を繰り返し、軸方向奥から、また円周方向に順にマグネット４を積み上げていき、可動子１を製造するのである。
なお、ホルダ７は非磁性体であり、切削加工、ロストワックスまたは金型成型等により製作される。また、ホルダ５におけるマグネット保持部８の高さおよび間隔は、本発明の実施形態に係る円筒ＭＭ型リニアモータの電磁設計によって予め決定されるものである。

図５は本発明の実施例３に係る可動子１の製造方法を示す概略図、図６は図５における分割ヨークの固定方法を示す概略図である。図において、９は分割ヨーク、１０はセカンドヨークである。図１における可動子１は、分割ヨーク９、マグネット４、リング状スペーサ５（突起６を含む）、セカンドヨーク１０で構成される。なお、前述した図において付した符号と同一符号のものは同一のものまたは同一の効果を奏するものであるため説明を省略する。また、軸方向、円周方向、半径方向の定義についても図２と同じであるため図示しない。
実施例３が実施例１と異なる部分は、実施例１におけるヨーク３の代わりに、分割ヨーク９またはセカンドヨーク１０を備える点である。
先ず、中空円筒状の内径側に加工等施されていない、軸方向最下段の分割ヨーク９に対し、突起６を有する所定の高さのリング状スペーサ５を分割ヨーク９の軸方向に挿入して固定する。
次に、半径方向に着磁された円弧状のマグネット４を、先に挿入されたリング状スペーサ５の突起６間に、かつリング状スペーサ５上に搭載する形で所定の個数を配置して接着固定する（マグネット４には、分割ヨーク９との接着面に予め接着剤が塗布されている）。ここで、マグネット４の軸方向の位置決めは、マグネット４をリング状スペーサ５上に搭載する（突き当てる）ことで、また円周方向の位置決めは、リング状スペーサ５の突起６に突き当てることで達成される。
なお、分割ヨーク９の内径側へのリング状スペーサ５の軸方向への挿入、マグネット４のリング状スペーサ５への搭載（突き当て）は、作業者による手作業で容易に成されるものであるが、分割ヨーク９の軸方向長さによっては専用冶具を用いてもよい。
次に、前述の通り、軸方向次段の分割ヨーク９に対し、再度リング状スペーサ５を挿入してマグネット４の配置および接着固定するという作業を繰り返し、図６に示すように軸方向奥から順に分割ヨーク９とリング状スペーサ５、マグネット４を交互に積み上げていき、、分割ヨーク９間の溶接や接着、あるいは分割ヨーク９よりひと回り大きいセカンドヨーク１０を用いた焼き嵌め等により、分割ヨーク９を機械的に固定し、可動子１を製造するのである。
なお、リング状スペーサ５は非磁性体であり、切削加工、ロストワックスまたは金型成型等により製作される。また、リング状スペーサ５の所定の高さおよび突起６の間隔は、本発明の実施形態に係る円筒ＭＭ型リニアモータの電磁設計によって予め決定されるものである。

図７は、本発明の実施例４に係る可動子１の製造方法を示す概略図である。図において、１１は平面部をスキューさせたリング状スペーサ、１２は平面部をスキューさせたマグネットである。図１における可動子１は、ヨーク３、スキュー付マグネット１２、スキュー付リング状スペーサ１１で構成される。なお、前述した図において付した符号と同一符号のものは同一のものまたは同一の効果を奏するものであるため説明を省略する。また、軸方向、円周方向、半径方向の定義についても図２と同じであるため図示しない。また、図１における可動子１の製造手順は、実施例１と同様なため、詳細な説明を省略する。
実施例４が実施例１と異なる部分は、実施例１におけるリング状スペーサ５の代わりに、スキュー付リング状スペーサ１１を備える点であり、これに伴い、実施例１におけるマグネット４の代わりに、スキュー付マグネット１２を備える点である。
なお、一般的に、永久磁石を用いる同期型モータにおいて、コギングトルク（コギング推力）を低減させるために、ステータ（固定子）またはロータ（可動子）のスキュー角（斜め角）が有効であることは知られている。本実施例において、そのスキュー角をどの程度にするかは適宜決定すればよい。

図８は、本発明の実施例５に係る可動子１の製造方法を示す概略図である。図において、１３は段差、１４は段差付リング状スペーサである。図１における可動子１は、ヨーク３、マグネット４、段差付リング状スペーサ１４（段差１３、突起６を含む）で構成される。なお、前述した図において付した符号と同一符号のものは同一のものまたは同一の効果を奏するものであるため説明を省略する。また、軸方向、円周方向、半径方向の定義についても図２と同じであるため図示しない。また、図１における可動子１の製造手順は、実施例１と同様なため、詳細な説明を省略する。
実施例５が実施例１と異なる部分は、実施例１におけるリング状スペーサ５の代わりに、段差付リング状スペーサ１４（段差１３、突起６を含む）を備える点である。
ここで、段差付リング状スペーサ１４は、実施例１に記載のリング状スペーサ５に段差１３を数箇所設けたものである。この段差１３により、マグネット４を円周方向においてオフセットさせる（ずらす）ことで、前述したスキュー角による効果と同様の効果（コギング推力低減）が期待できるものである。
なお、段差１３を円周方向に何段設けるかは適宜決定すればよい。また、ヨーク３の内径側の円周方向に配置されるマグネット４に対して、段差１３はヨーク３の内径側の円周方向に隣り合うマグネット４の２つの組み毎に設けるものであって、本発明の実施形態に係る円筒ＭＭ型リニアモータの電磁設計によって予め決定されるものである。

図９は本発明の実施例６に係る可動子１の製造方法を示す概略図、図１０は図９におけるホルダ（スキュー付）の全体図である。図において、１５はスキュー付ホルダである。図１における可動子１は、ヨーク３、スキュー付マグネット１２、スキュー付ホルダ１５（マグネット保持部８含む）で構成される。なお、前述した図において付した符号と同一符号のものは同一のものまたは同一の効果を奏するものであるため説明を省略する。また、軸方向、円周方向、半径方向の定義についても図２と同じであるため図示しない。また、図１における可動子１の製造手順は、実施例２と同様なため、詳細な説明を省略する。
実施例６が実施例２と異なる部分は、実施例２におけるホルダ７（マグネット保持部８含む）の代わりに、スキュー付ホルダ１５（マグネット保持部８含む）を備える点であり、これに伴い、実施例２におけるマグネット４の代わりに、スキュー付マグネット１２を備える点である。
なお、スキュー角におけるコギングトルク（コギング推力）低減の有効性、およびその角度については、実施例４に記載した通りである。

図１１は本発明の実施例７に係る可動子１の製造方法を示す概略図、図１２は図１１におけるホルダ（段差付）の全体図である。
図において、１６は段差付ホルダである。図１における可動子１は、ヨーク３、マグネット４、段差付ホルダ１６（マグネット保持部８含む）で構成される。なお、前述した図において付した符号と同一符号のものは同一のものまたは同一の効果を奏するものであるため説明を省略する。また、軸方向、円周方向、半径方向の定義についても図２と同じであるため図示しない。また、図１における可動子１の製造手順は、実施例２と同様なため、詳細な説明を省略する。
実施例７が実施例２と異なる部分は、実施例２におけるホルダ７（マグネット保持部８含む）の代わりに、段差付ホルダ１６（マグネット保持部８含む）を備える点である。
ここで、段差付ホルダ１６は、マグネット保持部８の左右の高さを段違いにしたものであり、実施例５と同様な効果（コギング推力低減）が期待できるものである。
なお、隣り合うマグネットを段違いにしない場合は、段差を持たないホルダ７を使用することもできる。

前述の実施例1乃至７に記載したリング状スペーサ（スキューなし、スキュー付）およびホルダ（スキューなし、スキュー付）は、図１における可動子１の構成部品として説明したが、マグネットの固定および接着後に、取り外しできるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る円筒ＭＭ型リニアモータの全体概略図 本発明の第１実施例に係る可動子１の製造方法を示す概略図 本発明の第２実施例に係る可動子１の製造方法を示す 本発明の図３におけるホルダの全体図 本発明の第３実施例に係る可動子１の製造方法を示す 本発明の図５における分割ヨークの固定方法を示す概略図 本発明の第４実施例に係る可動子１の製造方法を示す概略図 本発明の第５実施例に係る可動子１の製造方法を示す概略図 本発明の第６実施例に係る可動子１の製造方法を示す概略図 本発明の図９におけるホルダ（スキュー付）の全体図 本発明の第７実施例に係る可動子１の製造方法を示す概略図 本発明の図１１におけるホルダ（段差付）の全体図 第１の従来技術における可動磁石体の斜面図 第１の従来技術における図１３において磁石片を除く分解斜面図 第２の従来技術におけるマグネット位置決め治具の概略図 図１５におけるマグネット接着の概略図

符号の説明

１ 可動子
２ 固定子
３ ヨーク
４ マグネット
５ リング状スペーサ
６ 突起
７ ホルダ
８ マグネット保持部
９ 分割ヨーク
１０ セカンドヨーク
１１ リング状スペーサ（スキュー付）
１２ マグネット（スキュー付）
１３ 段差
１４ リング状スペーサ（段差付）
１５ ホルダ（スキュー付）
１６ ホルダ（段差付）
１７ ヨーク
１８ マグネット
１９ ピン
２０ ベース治具
２１ シャフト治具

Claims (10)

1. 界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備え、
   前記可動子が、
   中空円筒状のヨークと、
   前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、
   前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めするための突起を有する、複数のリング状スペーサと、
   を備えた円筒ＭＭ型リニアモータにおいて、
   前記可動子は、
   複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みが、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段積み重なって構成され、
   各段における前記組みでは、
   前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数である複数の前記突起のそれぞれと、が周方向に沿って交互に組み合わされることで円環状結合体が構成されており、
   各円環状結合体では、
   前記リング状スペーサの前記突起の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットがそれぞれ密着することで、当該突起と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成されるとともに、当該突起の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面が前記ヨークの内周面に密着している
   ことを特徴とする円筒ＭＭ型リニアモータ。
2. 前記ヨークが、その軸方向に複数分割されたものであって、
   前記可動子は、
   複数の前記ヨークのうちの１つの前記ヨークと、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みが、前記ヨークの軸方向に複数段積み重なって構成されることを特徴とする請求項１に記載の円筒ＭＭ型リニアモータ。
3. 前記リング状スペーサが、
   前記円弧状マグネットを位置決め搭載する面に段差を有することを特徴とする請求項１に記載の円筒ＭＭ型リニアモータ。
4. 前記リング状スペーサが、
   前記円弧状マグネットを位置決め搭載する面にスキュー角をもつものであって、
   かつ、
   前記円弧状マグネットが、前記リング状スペーサに位置決め搭載される面にスキュー角をもつものであることを特徴とする請求項１に記載の円筒ＭＭ型リニアモータ。
5. 界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備え、
   前記可動子が、
   中空円筒状のヨークと、
   前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、
   前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするためのマグネット保持部を有する、複数のホルダと、
   を備える、円筒ＭＭ型リニアモータにおいて、
   前記可動子においては、
   前記複数のホルダにより円周方向に位置決めされた複数の前記円弧状マグネットからなる円弧状マグネットの組みが、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段配置され、
   前記複数のホルダは、それぞれ軸方向に前記複数段にわたって連続した、１つの直線状部材として構成され、
   各段においては、
   前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数となる前記複数のホルダのそれぞれと、が周方向に沿って交互に組み合わされることで円環状結合体が構成されており、
   各円環状結合体では、
   前記ホルダのマグネット保持部の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットがそれぞれ密着することで、当該マグネット保持部と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成されるとともに、当該マグネット保持部の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面が前記ヨークの内周面に密着している
   ことを特徴とする円筒ＭＭ型リニアモータ。
6. 前記ホルダが、
   前記円弧状マグネットを位置決め搭載する前記マグネット保持部の面に段差を有することを特徴とする請求項５に記載の円筒ＭＭ型リニアモータ。
7. 前記ホルダが、
   前記円弧状マグネットを位置決め搭載する前記マグネット保持部の面にスキュー角をもつものであって、
   かつ、
   前記円弧状マグネットが、
   前記ホルダに位置決め搭載される面にスキュー角をもつものであることを特徴とする請求項５に記載の円筒ＭＭ型リニアモータ。
8. 界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備えたものであって、前記可動子が中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、を有する円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、
   前記可動子が、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするための複数のリング状スペーサを備えるものであって、
   前記リング状スペーサを前記ヨークの内径側に挿入し、
   前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向に位置決め搭載する前記リング状スペーサの面、および前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めするための突起、に前記円弧状マグネットを突き当てて位置決め搭載および接着固定し、
   前記リング状スペーサの前記ヨークの内径側への挿入と、前記円弧状マグネットの前記リング状スペーサへの位置決め搭載および接着固定と、を繰り返すことにより、
   前記可動子において、
   複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みを、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段積み重ね、
   各段における前記組みでは、
   前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数である複数の前記突起のそれぞれと、を周方向に沿って交互に組み合わせることで円環状結合体を構成し、
   各円環状結合体では、
   前記リング状スペーサの前記突起の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットをそれぞれ密着させることで、当該突起と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成するとともに、当該突起の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面を前記ヨークの内周面に密着させる
   ことを特徴とする円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法。
9. 界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備えたものであって、前記可動子が中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、を有する円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、
   前記可動子が、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするためのマグネット保持部を有する複数のホルダを備えるものであって、
   前記ホルダを前記ヨークの内径側の円周方向に一定間隔で複数配置し、
   前記円弧状マグネットを位置決め搭載する前記マグネット保持部の面、前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めする前記ホルダの面、に前記円弧状マグネットを突き当てて位置決め搭載および接着固定することにより、
   前記可動子においては、
   前記複数のホルダにより円周方向に位置決めされた複数の前記円弧状マグネットからなる円弧状マグネットの組みを、前記ヨークの内径側の軸方向に複数段配置し、
   前記複数のホルダは、それぞれ軸方向に前記複数段にわたって連続した、１つの直線状部材として構成され、
   各段においては、
   前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数となる前記複数のホルダのそれぞれと、を周方向に沿って交互に組み合わせることで円環状結合体を構成し、
   各円環状結合体では、
   前記ホルダのマグネット保持部の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットをそれぞれ密着させることで、当該マグネット保持部と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成するとともに、当該マグネット保持部の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面を前記ヨークの内周面に密着させる
   ことを特徴とする円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法。
10. 界磁である可動子と、電機子である固定子と、前記固定子を保持するための固定子支持部品と、を備えたものであって、前記可動子が中空円筒状のヨークと、前記ヨークの内径側に固着される複数の円弧状マグネットと、を有する円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法において、
    前記ヨークが、軸方向に複数分割されたもの、かつ前記可動子が、前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向および円周方向に位置決めするための複数のリング状スペーサを備えるものであって、
    複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサを、複数の前記ヨークのうちの１つの前記ヨークの内径側に挿入し、
    前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の軸方向に位置決め搭載する前記リング状スペーサの面、および前記円弧状マグネットを前記ヨークの内径側の円周方向に位置決めするための突起、に前記円弧状マグネットを突き当てて位置決め搭載および接着固定し、
    複数の前記ヨークのうちの１つの前記ヨークと、複数の前記リング状スペーサのうちの１つの前記リング状スペーサと、該リング状スペーサに位置決めされた複数の前記円弧状マグネットとの組みを、前記ヨークの軸方向に複数段積み重ね、
    積み重ねられた、複数分割された前記ヨークを溶接または接着、あるいは前記ヨークよりひと回り大きいセカンドヨークを用いて焼き嵌めして、前記ヨークを機械的に固定することにより、
    前記可動子において、
    各段における前記組みでは、前記複数の円弧状マグネットのそれぞれと、隣接する２つの前記円弧状マグネット間にそれぞれ配置され前記円弧状マグネットと同数である複数の前記突起のそれぞれと、を周方向に沿って交互に組み合わせることで円環状結合体を構成し、
    各円環状結合体では、
    前記リング状スペーサの前記突起の周方向両側に、対応する２つの前記円弧状マグネットをそれぞれ密着させることで、当該突起と当該２つの円弧状マグネットの周方向隙間が埋まるように構成するとともに、当該突起の径方向外周面及び当該２つの円弧状マグネットの径方向外周面を前記ヨークの内周面に密着させる
    ことを特徴とする円筒ＭＭ型リニアモータの可動子製造方法。

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