JP5434917B2 - 電機子及びリニアモータ - Google Patents
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Description
(第1実施の形態)
図1は、第1実施の形態に係る可動子の構成を示す斜視図である。第1実施の形態の可動子1は、2種類の平板状磁石2a,2bと、平板状の軟質磁性体3とを組み合わせた構成であり、平板状磁石2a、軟質磁性体3、平板状磁石2b、軟質磁性体3、…の順に交互に接着させた構成をなしている。
図6は、第2実施の形態に係る可動子の構成を示す斜視図である。第2実施の形態の可動子21は、2種類の平板状磁石22a,22bを交互に組み合わせた構成である。図6において、白抜矢符は各平板状磁石22a,22bの磁化方向を示している。平板状磁石22a,22bは何れも、厚さ方向に磁化されているが、それらの磁化の向きは互いに180度異なる逆向きである。なお、隣り合う平板状磁石22a,22bの間には、スペーサ(図示せず)が挿入されている。
図11は、第3実施の形態に係る可動子の全体構成を示す斜視図である。第3実施の形態の可動子41は、非磁性体製の磁石保持スペーサ43の複数の孔に2種類の平板状磁石42a,42bを交互に配置し、磁石保持スペーサ43の幅方向両側にリニアガイドレール44,44を設けて構成されている。
以下、本発明者が作製したリニアモータの具体的な構成と、作製したリニアモータの特性とについて説明する。
この実施例1は、前述した第1実施の形態に該当する例である。まず、リニアモータに用いる板状の可動子1として、図1に示すような形状の永久磁石を含んだ可動子を作製した。使用する平板状磁石2a,2bは、Nd−Fe−B系焼結磁石であって、最大エネルギー積:370kJ/m3 、残留磁束密度:Br=1.4Tのものを、長さ50mm,幅4mm,厚さ6mmの形状に切り出した。また、軟質磁性体3(ポールピース)として、軟鋼(SPCC製)で長さ50mm,幅8mm,厚さ6mmの形状のものを切削にて作製した。
この実施例2は、前述した第2実施の形態に該当する例である。まず、リニアモータに用いる板状の可動子21を以下のようにして作製した。長さ50mm,幅10mm,厚さ5mmの30個のNd−Fe−B系希土類磁石(残留磁束密度:Br=1.4T、最大エネルギー積:380kJ/m3 )からなる平板状磁石22a,22bを、図6に示すように、磁化方向が厚さ方向で上下交互になるように配置した。また、隣り合う磁石と磁石との間に、長さ50mm,幅2mm,厚さ5mmのアルミニウム製のスペーサを1個ずつ挿入して磁石と接着させて、可動子を組み立てた。
この実施例3は、前述した第3実施の形態の変形例に該当する例である。まず、リニアモータに用いる板状の可動子41を以下のようにして作製した。長さ38mm,幅8mm,厚さ4.5mmの10個のNd−Fe−B系希土類磁石(残留磁束密度:Br=1.39T)からなる平板状磁石42a,42bを、図12に示すように、磁化方向が厚さ方向で上下交互になるように,磁石保持スペーサ43の孔43aに配置して接着固定した。平板状磁石42a,42bのスキュー角は8°とした。そして、SUS430からなる直径12mmの円柱状のリニアガイドレール44,44の切欠き44a,44aに、磁石保持スペーサ43の側枠43b,43bを嵌入させることにより、可動子41を作製した。
2a,2b,22a,22b,42a,42b 平板状磁石
3 軟質磁性体
4,24,54 電機子
5,25,55 第1サブユニット
6,26,56 第2サブユニット
5a,6a,25a,26a,55a,56a,57a,58a,59a 開口部
5b,6b,25b,26b,55b,56b,57b,58b,59b ヨーク部
5c,6c,55c,56d,57c,58c コア部
7a,7b,7c,7d,27a,27b,27c,27d 隙間部分
8a,8b,28a,28b,60a,60b 捲き線
9,29,61 中空部
10,30,70 リニアモータ
11,31,59 スペーサユニット
25c,26c 第1コア部
25d,26d 第2コア部
25e,26e リブ
43 磁石保持スペーサ
43a 孔
43b 側枠
44 リニアガイドレール
57 第3サブユニット
58 第4サブユニット
56c,57d,59c,59d 補助コア部
551,561,571,581,591 第1部材
552,562,572,582,592 第2部材
553,563,573,583,593 第3部材
71 第1中間体
72 第2中間体
73 第3中間体
Claims (11)
- 板状の可動子が貫通されるリニアモータの電機子において、
前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第1サブユニット、及び、前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の幅方向に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第2サブユニットを交互に重ねてなり、前記第1サブユニットの複数のコア部及び/または前記第2サブユニットの複数のコア部に捲き線を施してあることを特徴とする電機子。 - 前記第2サブユニットの前記コア部は、その中間から前記開口部に向かってテーパ状をなしていることを特徴とする請求項1記載の電機子。
- 重なり合う前記第1サブユニットと前記第2サブユニットとの間に、コア部同士が接触しないように軟質磁性体製のスペーサを挟んでいることを特徴とする請求項1または2記載の電機子。
- 板状磁石と板状の軟質磁性体とを交互に重ねており、前記板状磁石は、重ね方向の可動子の長手方向に磁化した板状磁石と重ね方向の前記長手方向とは逆の方向に磁化した板状磁石とが交互に配されている可動子を、
矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第1サブユニット、及び、矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の幅方向に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第2サブユニットを交互に重ねてなり、前記第1サブユニットの複数のコア部及び/または前記第2サブユニットの複数のコア部に捲き線を施してある電機子の前記第1サブユニットの開口部及び前記第2サブユニットの開口部に貫通させてあることを特徴とするリニアモータ。 - 板状の可動子が貫通されるリニアモータの電機子において、
前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させた第1コア部及び前記可動子の幅方向に延設させた第2コア部とを有する軟質磁性体製の第1サブユニット、並びに、前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、前記第1サブユニットの第1コア部及び第2コア部と対称の位置に設けられ、前記ヨーク部から延設させた第1コア部及び第2コア部とを有する軟質磁性体製の第2サブユニットを交互に重ねてなり、前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの複数の第2コア部並びに/または前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの複数の第1コア部に捲き線を施してあることを特徴とする電機子。 - 前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの第2コア部は、その中間から前記開口部に向かってテーパ状をなしており、その前記ヨーク部側にリブを有していることを特徴とする請求項5記載の電機子。
- 重なり合う前記第1サブユニットと前記第2サブユニットとの間に、前記第1サブユニットの第1コア部または第2コア部と前記第2サブユニットの第1コア部または第2コア部とが接触しないように軟質磁性体製のスペーサを挟んでいることを特徴とする請求項5または6記載の電機子。
- 厚さ方向に磁化した複数の板状磁石を有しており、前記板状磁石は、厚さ方向の一方向に磁化した板状磁石と厚さ方向の前記一方向とは逆の方向に磁化した板状磁石とが交互に配されている可動子を、
矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させた第1コア部及び前記可動子の幅方向に延設させた第2コア部とを有する軟質磁性体製の第1サブユニット、並びに、矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、前記第1サブユニットの第1コア部及び第2コア部と対称の位置に設けられ、該ヨーク部から延設させた第1コア部及び第2コア部とを有する軟質磁性体製の第2サブユニットを交互に重ねてなり、前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの複数の第2コア部並びに/または前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの複数の第1コア部に捲き線を施してある電機子の前記第1サブユニットの開口部及び前記第2サブユニットの開口部に貫通させてあることを特徴とするリニアモータ。 - 板状の可動子が貫通されるリニアモータの電機子において、
前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第1サブユニット、
前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させた補助コア部と、前記ヨーク部から前記可動子の厚み方向他側に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第2サブユニット、
前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させたコア部と、前記ヨーク部から前記可動子の厚み方向他側に延設させた補助コア部とを有する軟質磁性体製の第3サブユニット、及び、前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向他側に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第4サブユニット
がこの順に重ねられ、
前記可動子が貫通される開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向両側に延設させた補助コア部とを有する軟質磁性体製のスペーサユニットを、前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの間、前記第2サブユニット及び前記第3サブユニットの間、並びに、前記第3サブユニット及び前記第4サブユニットの間にそれぞれ設けており、
前記第1サブユニットのコア部、前記第2サブユニットの補助コア部、前記第3サブユニットのコア部、及び、前記スペーサユニットの前記可動子の厚み方向一側の補助コア部に一括して捲き線を施してあり、前記第2サブユニットのコア部、前記第3サブユニットの補助コア部、前記第4サブユニットのコア部、及び、前記スペーサユニットの前記可動子の厚み方向他側の補助コア部に一括して捲き線を施してあることを特徴とする電機子。 - 前記第1サブユニット、前記第2サブユニット、前記第3サブユニット、前記第4サブユニット、及び前記スペーサユニットはそれぞれ、前記可動子の厚み方向に同じ位置で分割されていることを特徴とする請求項9記載の電機子。
- 厚さ方向に磁化した複数の板状磁石それぞれが、非磁性体製の矩形状の磁石保持スペーサに並列的に形成した複数の孔それぞれに、厚さ方向の一方向に磁化した板状磁石と厚さ方向の前記一方向とは逆の方向に磁化した板状磁石とが交互になるように配置されており、前記磁石保持スペーサの幅方向両側で長手方向に延びる枠体にリニアガイドレールを設けてある可動子を、
矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第1サブユニット、矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させた補助コア部と、前記ヨーク部から前記可動子の厚み方向他側に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第2サブユニット、矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向一側に延設させたコア部と、前記ヨーク部から前記可動子の厚み方向他側に延設させた補助コア部とを有する軟質磁性体製の第3サブユニット、及び、矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向他側に延設させたコア部とを有する軟質磁性体製の第4サブユニットがこの順に重ねられており、矩形状の開口部と、該開口部の外側に配置したヨーク部と、該ヨーク部から前記可動子の厚み方向両側に延設させた補助コア部とを有する軟質磁性体製のスペーサユニットを、前記第1サブユニット及び前記第2サブユニットの間、前記第2サブユニット及び前記第3サブユニットの間、並びに、前記第3サブユニット及び前記第4サブユニットの間にそれぞれ設けており、前記第1サブユニットのコア部、前記第2サブユニットの補助コア部、前記第3サブユニットのコア部、及び、前記スペーサユニットの前記可動子の厚み方向一側の補助コア部に一括して捲き線を施してあり、前記第2サブユニットのコア部、前記第3サブユニットの補助コア部、前記第4サブユニットのコア部、及び、前記スペーサユニットの前記可動子の厚み方向他側の補助コア部に一括して捲き線を施してある電機子の前記第1サブユニットの開口部、前記第2サブユニットの開口部、前記第3サブユニットの開口部、前記第4サブユニットの開口部、及び前記スペーサユニットの開口部に貫通させてあることを特徴とするリニアモータ。
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