JPH04255456A - リニアモータ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対向する１対のサイド
ヨークの内面の少なくとも一方に固着された永久磁石の
表面に形成される磁気空隙内を、多相コイルからなる可
動子が直線運動する形式のリニアモータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来ストローク長が１０ｃｍ以上の範囲
で物体の移動および位置決めを行うための駆動装置とし
ては、例えば特公昭５８−４９１００号および実開昭６
３−９３７８３号公報に開示されているような可動コイ
ル形のリニアモータが使用されている。

【０００３】このようなリニアモータは、厚さ方向に着
磁した複数個の永久磁石を、着磁方向が異なるように対
向させて配置し、対向する永久磁石間に形成された磁気
空隙内に、磁束と直角方向に運動する可動コイル組立体
を配設した構造を有する。

【０００４】図６は従来のリニアモータの例を示す要部
横断面図である。図６において、１１はベースであり、
軟鉄のような強磁性材料により平板状に形成する。１２
はセンターヨーク、１３はサイドヨークであり、各々前
記ベース１１と同様の材料によって平板状に形成すると
共に、ベース１１上に間隔を介して固着する。

【０００５】１４は永久磁石であり、厚さ方向に着磁し
、センターヨーク１２およびサイドヨーク１３の夫々の
対向面に、相隣る磁極の極性が異なるように複数個を、
空隙１５を介して異極が対向するように配設する。 図６において永久磁石１４の配設方向は、紙面と直交す
る方向である。

【０００６】次に１６は可動子であり、キャリッジ１７
の下方にコイルフレーム１８を固着し、コイルフレーム
１８が前記空隙１５内において紙面と直交する方向に移
動可能に設ける。１９はコイルであり、前記空隙１５に
おける磁束と巻線方向が直交するような偏平の多相コイ
ルによって形成し、コイルフレーム１８に固着する。す
なわち複数個のコイルを永久磁石１４の配設方向に若干
量ずらせて配設し、磁極の方向を磁界検出素子等の手段
を介して検出し、電流を流すべきコイルおよびその方向
を切り換え得るように形成する。

【０００７】以上の構成により、コイル１９に電流を流
すと、コイル１９の巻線方向が永久磁石１４による磁束
と直交しているので、コイル１９はフレミングの左手の
法則により、センターヨーク１２およびサイドヨーク１
３の長手方向の駆動力を受けるから、コイル１９をコイ
ルフレーム１８を介して一体に支持してなる可動子１６
は、センターヨーク１２およびサイドヨーク１３の長手
方向に移動する。次にコイル１９に前記と逆方向の電流
を流すと、コイル１９には前記と逆方向の駆動力が作用
するから、可動子１６は前記と逆方向に移動する。従っ
てコイル１９への通電およびその電流の方向を選択する
ことにより、可動子１６を所定位置に移動させることが
できるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記リニアモータを構
成するセンターヨーク１２およびサイドヨーク１３は、
何れも軟鉄のような強磁性材料によって平板状に形成さ
れているが、従来のものにおいては何れも一体に形成さ
れている。従って可動子１６のストローク長に対応する
長さが必要である。このような長尺の帯状平板を加工す
る場合には、反りおよび加工歪に対する配慮が必要であ
る。

【０００９】すなわち素材をまず歪取り焼鈍後、粗加工
し、加工歪を除去するため再び歪取り焼鈍を行い、最終
寸法に仕上加工する工程を採用している。しかしながら
、センターヨーク１２は比較的厚さ寸法が大であること
から問題は少ないが、サイドヨーク１３においては厚さ
寸法が小であるため、仕上加工後においても反りおよび
歪が発生することが多い。特に長さ寸法が大である場合
には、反りおよび歪の量が大となり、長さ方向の真直度
が低下し、リニアモータの精度に悪影響を及ぼすという
問題点がある。

【００１０】またセンターヨーク１２およびサイドヨー
ク１３の対向面には永久磁石１４を異極を対向させて配
設してあるため、対向する永久磁石１４，１４間には吸
引力が作用している。このためサイドヨーク１３にはセ
ンターヨーク１２に向かう水平荷重が作用する。従って
サイドヨーク１３には図６に示すようなリブ２０を固着
することにより、倒れを防止するようにしている。この
リブ２０は一般に溶接手段によってサイドヨーク１３に
固着されるため、固着後再び歪取り焼鈍を実施する必要
がある。

【００１１】更にリニアモータのストローク長が異なる
ものを製作する場合には、センターヨーク１２およびサ
イドヨーク１３の長さ寸法も対応させて多種類のものを
準備する必要があり、センターヨーク１２は格別として
、サイドヨーク１３の場合にはその都度加工方法を検討
する必要があると共に、加工組立が極めて煩雑であり、
かつ長尺品については寸法精度を向上させることが困難
であるという問題点がある。

【００１２】また従来のリニアモータにおいては、セン
ターヨーク１２およびサイドヨーク１３が何れも一体構
成であるため、コイル１９への通電に伴う発生磁界のた
めに、特に電流値が増大した場合には電流値と推力との
間の直線性が低下し、若しくは直線性の領域が狭くなる
という問題点が併存する。すなわち上記発生磁界は永久
磁石１４による磁界を減殺する方向に作用するためであ
り、電流値が増大した場合においてその影響が大きくな
る。

【００１３】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、製作が容易であると共に、寸法精度を向上させ
得る、また直線性領域の広いリニアモータを提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、まず第１の発明においては、対向する１対のサイド
ヨークの内面の少なくとも一方に永久磁石を固着すると
共に、長手方向に交互に異極が現れるように配設し、永
久磁石の表面に形成される磁気空隙内に多相コイルから
なる可動子を前記サイドヨークの長手方向に移動可能に
設けてなるリニアモータにおいて、横断面形状をＵ字状
に形成した複数個のサイドヨーク片を長手方向に接続し
てサイドヨークを構成する、という技術的手段を採用し
た。

【００１５】次に第２の発明においては、上記第１の発
明に、永久磁石の磁気的対称面がサイドヨーク片の接続
部に位置するように構成する、という技術的手段を付加
した。

【００１６】更に第３の発明においては、上記第２の発
明に、サイドヨーク片間に絶縁材料からなる薄板を挟着
する、という技術的手段を付加した。

【００１７】

【作用】　　　　上記の構成により、サイドヨーク片の
接続個数の選定により、ストローク長の異なるリニアモ
ータの製作に対応できる。また第２の発明により、サイ
ドヨークの長手方向不連続の影響を防止できると共に、
第３の発明により、直線性領域の拡大が可能である。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の実施例における磁気回路部を
示す要部斜視図であり、同一部分は前記図６と同一の参
照符号で示す。図１において、１はサイドヨーク片であ
り、例えば軟鉄のような強磁性材料により、冷間鍛造手
段を介して横断面形状をＵ字状に形成する。長手方向の
寸法は、リニアモータの仕様によって適宜選定すべきで
あるが、例えば２５〜３０ｍｍに形成する。１ａは溝で
あり、センターヨーク１２が嵌入し得るように穿設する
。

【００１９】上記構成の磁気回路部を組み立てるには、
ベース１１上にサイドヨーク片１を、位置決めピン（図
示せず）を介して所定個数を長手方向に配設し、取付ボ
ルト（図示せず）等によりベース１１に固着する。次に
センターヨーク１２を溝１ａ内に嵌入し、取付ボルト（
図示せず）等により固着する。永久磁石１４は接着剤を
介してセンターヨーク１２およびサイドヨーク１３の対
向面に固着する。

【００２０】上記の構成により、サイドヨーク１３を形
成することができる。この場合、サイドヨーク片１は前
記のように比較的小寸法であるため、加工によって歪が
発生したとしても、その値は極めて小であり、無視して
差し支えない。またサイドヨーク片１は、横断面形状が
Ｕ字状の一体品であるため、剛性が大であるから、厚さ
寸法を小に形成しても従来技術におけるような倒れの発
生はない。更にサイドヨーク片１の接続個数を選定する
ことにより、任意長のサイドヨーク１３を形成すること
ができるから、異なるストローク仕様に対しても自由に
対応できるのである。

【００２１】図２は本発明の他の実施例における磁気回
路部を示す要部斜視図であり、同一部分は前記図１と同
一の参照符号で示す。図２において２は薄板であり、絶
縁材料によって例えば厚さ０．５〜２ｍｍに形成し、サ
イドヨーク片１の接続部に挟着する。そして永久磁石１
４の磁気的対称面（長手方向寸法の略１／２の位置）が
、サイドヨーク片１の接続部に位置するように構成する
。

【００２２】上記の構成により、サイドヨーク１３が長
手方向に分断されることによる起磁力損失の影響を軽減
することができる。またサイドヨーク片１，１間に絶縁
材料からなる薄板２を挟着することにより、空隙１５内
に介装されるコイル（図示せず）に通電した際に発生す
る磁界（永久磁石１４による磁界を減殺する方向に作用
する）の影響を防止することができる。従ってコイルに
大電流を通電しても、電流値−推力との直線性を保持で
き、直線性領域の拡大が可能である。

【００２３】図３ないし図５は夫々本発明の更に他の実
施例における磁気回路部の変形例を示す要部側面図であ
り、同一部分は前記図１および図２と同一の参照符号で
示す。図３に示すものは、センターヨーク１２に固着す
べき永久磁石を省略したもの、図４に示すものは、セン
ターヨークを省略し、サイドヨーク１３内面に固着した
永久磁石１４，１４を対向させたもの、図５に示すもの
は、サイドヨーク１３の一方の内面のみに設けたもので
ある。上記変形例のように構成しても作用は前記実施例
に示すものと同様である。

【００２４】上記の実施例においては、サイドヨーク片
を軟鉄によって構成した例について記述したが、軟鉄以
外の強磁性材料によって構成してもよい。またサイドヨ
ーク片の形成手段としては、冷間鍛造手段のみでなく、
他の塑性加工手段でもよく、更に機械加工、粉末冶金等
の公知の形成手段を採用してもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、磁気回路部の製作が容易であると共に、
寸法精度を向上させることができ、リニアモータの小型
化、高性能化が可能である。またサイドヨーク片の接続
部に絶縁材料からなる薄板を挟着することにより、直線
性の領域を拡大させ得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁気回路部を示す要部
斜視図である。

【図２】本発明の他の実施例における磁気回路部を示す
要部斜視図である。

【図３】本発明の更に他の実施例における磁気回路部の
変形例を示す側面図である。

【図４】本発明の更に他の実施例における磁気回路部の
変形例を示す側面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例における磁気回路部の
変形例を示す側面図である。

【図６】従来のリニアモータの例を示す要部横断面図で
ある。

【符号の説明】

１　　サイドヨーク片 ２　　薄板 １２　　センターヨーク １３　　サイドヨーク １４　　永久磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　対向する１対のサイドヨークの内面の
   少なくとも一方に永久磁石を固着すると共に、長手方向
   に交互に異極が現れるように配設し、永久磁石の表面に
   形成される磁気空隙内に多相コイルからなる可動子を前
   記サイドヨークの長手方向に移動可能に設けてなるリニ
   アモータにおいて、横断面形状をＵ字状に形成した複数
   個のサイドヨーク片を長手方向に接続してサイドヨーク
   を構成したことを特徴とするリニアモータ。
2. 【請求項２】　　永久磁石の磁気的対称面がサイドヨー
   ク片の接続部に位置するように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載のリニアモータ。
3. 【請求項３】　　サイドヨーク片間に絶縁材料からなる
   薄板を挟着したことを特徴とする請求項２記載のリニア
   モータ。