JPH0232753A - 可動磁石型リニア直流モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は少くとも２橿以上の界磁磁石を有する可動子
と、その可動子の走行方向に沿って配置されるコイルと
、そのコイルにかかる磁界を検知する磁気センサーと、
可動子を摺動可能に支承する固定子とからなる可動磁石
型リニア直流モータに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のりニアモータは第５図に示すように構成
されていた。第５図においてＩは可動子ヨーク、２−１
〜２−４は界Ｇｆ［石、５は固定子ヨーク、６−１〜６
−６はコイル、７はコイル基板、８−１〜８−６は磁気
センサー、数字で表した角度は電気角を示す。

この動作について説明すると、コイル６−１〜６−３に
対向した界１ｍ石２−１〜２−４の極性を磁気センサー
８−１〜８−３によって検出し、モータとは別に設けた
半導体整流装置は可動子ヨーク１が推力を得る方向にコ
イル６−１〜６−３に通電する。

可動子ヨーク１が連続して推力を得るためには界磁磁石
の幅に対しコイルの間隔を電気角で３０”太き（しなけ
ればならないことは知られている。

また、磁気センサーはコイル間隔と同じ１２０゜の間隔
で配置されることも公知の事実である。

この種のりニアモータで大きな推力を得ようとすれば磁
石に希土類磁石を採用し、コイルのターン数を大きくし
、コイルの電流を大にすることが必要である。

限られた容積内ではコイルのターン数を大きくすること
は限りがある。コイルの電流を大にするとそれに伴って
熱損失も大となるため、電流を大にすることも限りがあ
る。

第６図は従来技術によるリニアモータの可動子の磁束分
布を示す図である。第６図においてｌは可動子ヨーク、
２−１〜２−４は界磁磁石、１０１〜１０−４は有効磁
束、１）−１〜１）−５は無効磁束、Ｎ、Ｓは界磁磁石
の極性を示す。

可動子ヨークの磁束分布について説明すると、界磁磁石
２−１〜２−４は可動子ヨーク１上に隙間なく配置され
ている。従って、界磁磁石の中央部では磁束１０−１〜
ｌ　Ｏ−４はコイルを通過する有効磁束となるが、磁束
端部では磁束１）−１〜１）−５はコイルを通過しない
無効磁束となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

直流リニアモータで可動子の加速度を大とする場合、界
磁磁石を希土類磁石とし、界磁磁石の厚さを大とし、コ
イルの巻数を増し、コイルに流す電流を大きくする必要
がある。

界磁磁石の厚さを大とすると、可動子ヨークを通過する
磁束が増すため、可動子ヨークの厚さを大きくする必要
がある。

従って、可動子重量が大となり、推力は大となっても加
速度は増加しない。

コイルの巻数を増すためにはコイルの厚さを大とする必
要がある。限られた容積ではコイルの厚さを大とするに
は限りがある。コイルのターン数を増した場合、コイル
の電気抵抗値も増す。

コイルの電流を増した場合、コイルの電気抵抗による熱
損失が増す。コイルのターン数を増した場合は更に熱損
失が増す。

コイルに流す電流は例えばコイルの導体の断面積を０．
０５ｍｍ”とすれば２．５Ａ以上を流すことは難しい。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による可動磁石型リニア直流モータは、少なく
とも２橿以上の界磁磁石を有する可動子と、その可動子
の走行する方向に沿って配置されるコイルと、そのコイ
ルにかかる磁界を検知する磁気センサーと、上記可動子
を摺動可能に支承する固定子とを有し、上記可動子ヨー
クの、上記界Ｉｍ石中央部に対する位置にほぼ上記界磁
磁石の厚さに等しい幅でほぼ上記界磁磁石の長さに等し
い長さのスリットを設けたことを特徴とする。

従来のりニアモータは可動子のヨークは鉄板で一枚の板
状に構成される。この発明では可動子のヨークに磁気漏
洩を生じない大きさのスリットが設けられているため、
モータの推力を減少させずに、可動子の重量が軽減され
る。これによりリニアモータの加速度は増す。

この発明によるリニアモータは上記２橿以上の界磁磁石
間を密着配置せず、界磁磁石表面と上記固定子例のヨー
クとの間のエアーギヤツブにほぼ等しい距離の間隔があ
くよう上記界磁磁石の幅を小さくしたことを特徴とする
。

従来のりニアモータは界磁磁石は密着配置されている。

各磁石の境界近辺では磁束は磁石間をショートパスし、
磁束はコイルに届かない。従って、界磁磁石表面と上記
固定子側のヨークとの間のエアーギャップにほぼ等しい
距離の間隔があくよう上記界磁磁石の幅を小さくしても
、リニアモータの推力は変わらない。

可動子の重量は軽減されるため、リニアモータの加速度
は増す。

〔実施例〕 以下、この発明による可動磁石型リニア直流モータの実
施例を示す添付図面を参照してこの発明を詳述する。

第１図、第２図において、可動子ヨーク１上に界磁磁石
２−１〜２−４が取付られている。界磁磁石２−１〜２
−４は幅が狭くされて、これら間に隙間３−１〜３−３
が設けられている。界磁磁石２−１〜２−４のピッチに
対し、コイルの間隔を電気角で３０゛大きくされている
。隙間３−１〜３−３の各大きさは、界磁磁石表面と固
定子ヨークとの間のエアーギャップとほぼ等しくされて
いる。つまり隙間３−１〜３−３の大きさはコイルの有
効磁束が変化しない大きさとされる。

可動子ヨーク１の界ｔ［ｔｉ磁石−１〜２−４の中央部
に対する位置にスリット４−１〜４−４がそれぞれ形成
されている。スリット４−１〜４−４の幅は界磁磁石２
−１〜２−４の厚さにほぼ等しく、長さは界ｌａｄ石の
長さとほぼ等しくされている。つまりスリット４−１〜
４−４の大きさはコイルの有効磁束が変化しない程度と
される。

第３図、第４図はこの発明のりニアモータの実施例を示
し、第１図、第５図と対応する部分には同一符号を付け
である。可動子ヨークヱは固定子ヨーク５上にベアリン
グ９により摺動自在に保持される。

第１図に示すようにスリット４−１〜４−４は有効磁束
１０−１〜１０−４の通路とはならない。

従って上記有効磁束１Ｏ−１〜１０−４はスリット４−
１〜４−４を設けても減少しない。可動子重量はスリッ
ト４−１〜４−４の部分だけ減少する。

界磁マグネット間の隙間３−１〜３−４を設けた場合で
も、第６図における無効磁束１）−１〜１）−５は無く
なるが、第１図に示すように有効磁束１０−１〜１０−
４は減少しない。

可動子重量は上記スリット４−１〜４−４及び隙間３−
１〜３〜４分だけ減少する。リニアモータの推力は変わ
らず、リニアモータの可動子の重量が減少するため、リ
ニアモータの加速度は増す。

界磁磁石にネオジウム・鉄系磁石、コイルの巻数を１４
１ターン、コイルの電流を２．２Ａとしたとき、リニア
モータの推力は１７（Ｎ）が得られた。可動子の重量は
スリットおよび隙間を設けない場合は１）０（ｇ）であ
り、リニアモータの加速度は１５５　（ｍ／Ｓ”）であ
った。

可動子にスリットおよび隙間を設けたとき、可動子重量
は１０３　　（ｇ）となり、リニアモータの加速度は１
６５　（ｍ／Ｓ’）であった。

（発明の効果〕 この発明により推力が大きく、可動子重量の軽い可動磁
石型リニア直流モータが得られた。本リニアモータを横
編機の針駆動用として用いた場合、従来のカム駆動方式
の横編機とは全く針駆動方式の異った横編機が樽成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるリニアモータの一実施例の可動
子を示す正面図、第２図は第１図の平面図、第３図はこ
の発明によるリニアモータの一実施例を示す平面図、第
４図は第３図の側面図、第５図は従来のりニアモータの
原理を示す図、第６図は従来のりニアモータの界磁磁石
の磁束分布を示す図である。 オ　１　図 オ　２　Ｚ 特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２極以上の界磁磁石を有する可動子と
   、その可動子の走行方向に沿って配置されるコイルと、
   そのコイルにかかる磁界を検知する磁気センサーと、上
   記可動子を摺動可能に支承する固定子とからなる可動磁
   石型リニア直流モータにおいて、 上記可動子ヨークの、上記界磁磁石中央部に対する位置
   にスリットを設けたことを特徴とする可動磁石型リニア
   直流モータ。
2. （２）上記２極以上の界磁磁石間を密着配置せず、間隔
   があくよう上記界磁磁石の幅を小さくしたことを特徴と
   する請求項１記載の可動磁石型リニア直流モータ。