JPH0556624A - リニアモ−タの固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高品質のリニアモ−タを低価格で
得ることを可能にするリニアモ−タ用の固定子を提供す
ることを目的としている。 【構成】 複数の巻線を配設し移動可能に構成した可動
子と、上記可動子の各磁極に対向して複数の永久磁石の
Ｎ極とＳ極を交互に配設した固定子とを備えたリニアモ
−タにおいて、上記固定子を構成する磁性体によって形
成される固定子部材の表面に近接して、薄い外枠部を残
し上記永久磁石を嵌合するに必要な寸法で窓状の装着孔
を明け、該孔内に上記永久磁石を個別に挿入し固定する
ように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，産業加工ラインなど
においてワ−クなどを効率良く搬送するため等に用いら
れるリニアモ−タの固定子に係り、特に、当該固定子に
配設する永久磁石を容易、かつ、精度良く装着可能なリ
ニアモ−タの固定子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のリニアモ−タは、例えば、図６と
図７に示すような構造をしている。図６において、符号
５は、車輪等によって移動可能に構成された図示しない
構造体に装着される可動子であって、スロットを設けた
強磁性体の板の多数を積層し所定数の磁極を構成するた
めの可動子コア６と、この磁極に形成したスロットのそ
れぞれに嵌入された複数の巻線７とを備えている。１０
は固定子であって、前記の可動子と同様に強磁性体の板
の多数を積層し構成される固定子コア１２と、この固定
子コアの表面に前記可動子の磁極に対向してＮ極とＳ極
とを交互に配設し固定された複数の永久磁石３とを備え
ている。図７には、上記固定子１０の斜視図を示してい
る。図７において１２は固定子コア、３ＮはＮ極を表面
にして配置した永久磁石、３ＳはＳ極を表面にして配置
した永久磁石を示し、この配列を所定の区間だけ反復、
連続してコアの上に接着などにより装着固定している。
上記のように構成されたリニアモ−タは、図示しない電
気回路によって所定の条件で上記可動子の巻線７に電流
を流すことにより、可動子コア６に得られる移動磁界と
固定子の永久磁石３による磁束との相互作用によって、
移動可能に構成した可動子が駆動され直線状に移動す
る。また、図８には、このようなリニアモ−タに使用さ
れる単一の磁石の一断面例としての３Ｎを示し、磁石３
Ｎには上部コ−ナに面取り部３Ｎａを設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述の構成に
よるリニアモ−タの固定子においては、複数の永久磁石
３（以下磁石と称す）は、そのリニアモ−タの仕様によ
って定められたピッチで精度良く配列する必要があり、
そのために、磁石は治具を用いて一枚づつコア上に接着
されている。上記接着作業においては、この磁石が強力
であって、例えば、希土類系のような場合は特に困難で
ある。即ち、それぞれの磁石を接着するには、接着した
磁石が確実に固着してから、隣の磁石の接着作業に入る
ようにしないと、先に接着した磁石が吸引され、ときに
はこれらの磁石が破壊する恐れもあった。従って、固定
子の製造作業においては、本発明が解決すべき課題とし
て、以下に述べるような問題があった。 １）磁石接着時、個々に位置決め作業が必要である。 ２）１枚づつ確実に固着するのを確認してから次の接着
に移る必要があるので作業時間が非常に大になる。 ３）隣どうしの磁石の磁束が互いに干渉するので、位置
決めが困難である。 ４）可動子と固定子との間のギャップ長を管理する必要
のある場合は磁石厚さの精度を高めることが必要であっ
て磁石がコスト高となる。 ５）固定子の磁路を適切に得るために磁石の形状寸法を
適性な精度にするため磁石がコスト高となる。 ６）また、磁石を接着する接着剤の厚さにばらつきがあ
ると、そのまま、ギャップ長のばらつきとなり、このリ
ニアモ−タの推力にばらつきを生じる。 ７）磁石が表面に露出し、磁石どうしの間に隙間がある
ため作業中に磁石表面に付着した金属粉を取り除くのが
困難で手間が大きい。 本発明は上述した問題に対処して品質のよいリニアモ−
タを低価格で得ることの可能なリニアモ−タの固定子を
提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づくリニアモ−タの固定子は、所定数の
スロットを含めプレス加工などにより所定形状に成形し
た強磁性体の板材の多数を積層（ラミネ−ト）して形成
した可動子コアと、所定の駆動電流を流すべく前記可動
子コアの複数のスロットのそれぞれに嵌入された巻線を
有して複数の磁極を構成し移動可能にされた可動子と，
上記可動子コアと同様に、複数の永久磁石を挿入するた
めの溝などを含め所定形状に成形した強磁性体の板材の
多数を積層（ラミネ−ト）して形成した固定子コアと、
この固定子コアの前記可動子に形成される磁極に対向す
る側に、それぞれのＮ極とＳ極が交互に配設される複数
の永久磁石とを有する固定子と、を備えたリニアモ−タ
において、上記固定子コアの複数の永久磁石が配設され
る側に、上記の永久磁石の各々を挿入し嵌合する窓状の
装着孔を明け、該装着孔と固定子コアの表面との間に
は、窓状の装着孔の外枠となる薄い部分を残すように
し、この装着孔に個々の上記永久磁石を挿入し固定す
る。上記固定子コアは，予め窓状の孔を明けて成形した
複数の磁性体板を積層して形成する。

【０００５】

【作用】上述したように、この発明に基づくリニアモ−
タの固定子は、固定子を構成する強磁性体板の多数を積
層して形成される固定子部材の表面に近接して、上記個
々の永久磁石を嵌入するための窓状の孔を明け、表面に
はこの孔の外枠となる薄い部分を残し、この孔内に永久
磁石を挿入し固定されるので、隣接するＮ極とＳ極との
間に形成される磁束は、可動子コアと、このコアの薄い
枠部に形成される磁路が分流されるが、薄い枠部の磁路
は僅かの磁束で飽和し、大半の磁束は可動子コアに到達
する。また、装着孔により永久磁石を正しい位置に治具
なしに配置でき、装着時に隣接する磁石の影響が妨げら
れるので、作業時間が極度に短縮でき、この固定子を備
えたリニアモ−タの性能精度がよく低価格の生産が可能
になる。

【０００６】

【実施例】次に、この発明に基づくリニアモ−タの実施
例を図１乃至図３を参照して詳細に説明する。図２は、
本発明に基づく固定子を適用したリニアモ−タの構成を
説明する概要側面図である。図２において、１は固定子
であって、５は図示しない車軸等によって移動可能に構
成された移動構造体（図示せず）に装着される可動子で
ある。固定子１は、強磁性体板の多数を積層し、表面に
外枠となる薄い部分２ｂを残して所定形状の複数の窓状
の孔２ａを設けて形成された固定子コア２と、前記固定
子コア２のそれぞれの孔２ａ内に、個々の磁石３Ｓ、３
Ｎが詳細を後述するように、固定子コア２の表面に近く
に、Ｎ極とＳ極が可動子５の磁極に対面して交互に並ん
で配列し固定されている永久磁石３とから構成されてい
る。可動子５は、前記の固定子と同様にコイルを嵌入す
るスロットを含めプレス加工などにより所定の形状に成
形加工した強磁性体板の多数を積層して形成した可動子
コア６と、この可動子コアに形成したスロットに嵌入さ
れた複数の巻線（コイル）とを備えている。上記のよう
に構成されたリニアモ−タは図示しない電気回路によっ
て、所定の条件で上記巻線７に電流を流すことにより可
動子コア６に得られる移動磁界と、永久磁石３による磁
束との間の相互作用によって線状に移動が可能に構成し
た可動子５が駆動され移動する。

【０００７】図３に、上記固定子コア２の側面図を示
す。固定子コア２は、強磁性体の板材を前記の装着孔を
含め所定形状にプレス加工などで成形し、この成形板材
を積層して、かしめピン（図示せず）により固定して製
作されている。この固定子コア２はリニアモ−タとして
組立てられた状態で、可動子５の磁極側に対向する側の
表面に外枠となる薄い部分２ｂを残し、永久磁石３を装
着する窓状の装着孔２ａを、左右上下の寸法を上記磁石
３の寸法より僅かに大きく、該磁石３が緊密に挿入可能
に成形されている。

【０００８】図１には、上記固定子コア２の装着孔２ａ
のそれぞれの内部に永久磁石３を装着した固定子１が示
されている。図１において、２は上述した固定子コアで
あって、永久磁石３に接着剤を付着させ、上記の薄い外
枠部２ｂ側にＮ極とＳ極が交互に連続して並ぶように、
図２において示した装着孔２ａに挿入し固着させてい
る。図１において、３ＮはＮ極を薄い外枠部２ｂ側にし
て装着した磁石で、３ＳはそのＳ極を薄い外枠部２ｂ側
にして装着した磁石を示している。隣接したＮ極とＳ極
との間に形成される磁束は、前述した可動子コア６と、
このコア２の薄い外枠部２ｂに形成された磁路によって
分流されるが、外枠２ｂ部の磁路は薄く形成されている
ので僅かの磁束で飽和し、大半の磁束は可動子コア６に
到達する。この可動子コア６に磁石３により形成される
る磁束と、巻線７に流される電流によって可動子コア６
に得られる移動磁界との間の相互作用によって、移動可
能に構成した可動子５が効率良く駆動される。図４に
は、上記固定子１の斜視図を示している。図４におい
て、２は固定子コア、３は磁石を示している。

【０００９】上述の説明は、本発明の基本構成とその製
造手段について実施例として説明したものであって、そ
の他種々応用改変することが可能である。例えば、上述
の説明において、プレス加工によって窓状の孔２ａをも
うけた強磁性体の板材をラミネ−トするように説明した
が、その他の手段によって適切な強磁性体の素材板に外
枠部２ｂを狭く成形すればよい。また、磁石を接着によ
って固着するように説明したが、磁石を孔２ａに挿入し
た上は、接着以外の任意の固定手段によって固着しても
よい。また、リニアモ−タの構成によっては、移動構造
体（図示せず）の上下に設けた一対の可動子に対向し
て、その両外側に本発明に基づく固定子を図５に示すよ
うに上下に設けることができる。その場合，上下の固定
子の磁石の極性は揃える必要がない。図５において、１
Ｕは上部固定子、１Ｄは下部固定子であって、２０は上
部可動子５Ｕを上部に、下部可動子５Ｄを下部に装着
し、走行用の車軸及び電力供給機構等の図示は省略した
移動構造体である。上部固定子１Ｕには上部コア２Ｕに
下側をＮ極にした磁石３Ｎと下側をＳ極にした磁石３Ｓ
が交互に配設されている。また、下部固定子１Ｄには、
下部コア２Ｄに上側をＮ極にした磁石３Ｎと上側をＳ極
にした磁石３Ｓが交互に配設されている。本発明の固定
子は、また、磁石を挿入固定するためコアに設ける孔２
ａのピッチを一定にせず、所定量の変化をもたせること
によって、スキュ−と等価の効果をもたせることが可能
である。

【００１０】

【発明の効果】上記のように本発明のリニアモ−タの固
定子は、固定子を構成する磁性体板を積層して形成され
る固定子部材（コア）の表面に近接して、永久磁石を嵌
合する窓状の装着用の孔を設けこの孔に永久磁石を挿
入、固定するようにした。従って、永久磁石を正しい位
置に治具なしに配置でき、装着時に隣接する磁石による
影響が防止されるので、作業時間が極度に短縮される。
上記固定子部材は複数の磁性体板を積層して形成するの
で，その固定子部材の加工が容易である。従って、より
低コストのリニアモ−タが得られる。また、損失の少な
い固定子部材が得られる。従って，本発明は次のような
優れた効果を有する。 １）製造時間が短縮できる。 ２）永久磁石を装着する時、各磁石を装着孔に挿入する
だけでよいので、個々の位置決め作業が必要なく、従っ
て位置決め治具が不要である。 ３）各磁石は装着孔に挿入すれだけでよいので、磁石の
磁束が隣どうし干渉することがなく位置決めが容易であ
る。 ４）各磁石は個別に装着孔に挿入すればよいので、ある
磁石が確実に固着されたのを確認してから次の磁石の装
着に移るという順序を守る必要がなく、作業時間が大幅
に節減できる。 ５）各磁石は装着孔に挿入すればよいので、隣どうしの
磁石の磁束が干渉して吸引し合ったり、隣どうしの磁石
が衝突して破損することがく、従って、使用磁石の歩留
まりが向上する。 ６）開孔部の寸法を磁石の寸法に対して余裕を持たせる
ことによって、磁石の寸法精度を従来より低下させるこ
とができ、従って磁石のコストが低減できる。 ７）磁石を接着する接着剤の量にばらつきがあっても，
可動子と固定子それぞれのコア間のギャップ長に変化が
ないので、コアどうしが接触する恐れがなく、ギャップ
を極力狭くでき、リニアモ−タの効率を向上できる。 ８）可動子と固定子の間に異物を噛み込んでも磁石を損
傷する恐れがなくなり、従ってリニアモ−タの信頼性が
向上できる。 ９）可動子の表面が凹凸のない平面にされたので、可動
子の作業過程や製造後における清掃が容易になる。 １０）可動子の表面が平面にされたので、可動子と固定
子の間に異物が侵入するのを防止するワイパなどを装着
するのが可能になる。 １１）性能・品質が良好で均一なリニアモ−タが得られ
る。 １２）従来よりもリニアモ−タの生産価格を低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくリニアモ−タの固定子の実施例
を説明するため側面図である。

【図２】本発明に基づく固定子を適用したリニアモ−タ
の概略側面図である。

【図３】図２に示す固定子を構成する固定子コアの側面
図である。

【図４】図２に示したリニアモ−タの固定子の斜視図で
ある。

【図５】本発明に基づく固定子を両側式リニアモ−タに
適用した概要側面図である。

【図６】従来の固定子を適用したリニアモ−タの例を示
す概要側面図である。

【図７】従来技術のリニアモ−タの固定子を示す斜視図
である。

【図８】リニアモ−タの従来の永久磁石の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定子 ２ 固定子コア ２ａ 磁石装着孔 ２ｂ 薄い外枠部 ３ 磁石 ３Ｎ Ｎ極磁石 ３Ｓ Ｓ極磁石 ５ 可動子 ６ 可動子コア ７ 巻線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔で配設される複数のスロット
   を含め所定形状に成形された強磁性体板を積層して成る
   可動子コアと前記スロットのそれぞれに嵌入された巻線
   とを有し移動可能に構成された可動子と、上記可動子に
   対向し所定形状に成形された強磁性体板を積層して成る
   固定子コアとこの固定子コアの前記可動子によって形成
   される磁極に対向する側の表面に、それぞれのＮ極とＳ
   極が前記可動子の磁極に向けて交互に配設された複数の
   永久磁石とを有する固定子とを備えて成るリニアモ−タ
   に使用される固定子において、 前記固定子コアの前記複数の永久磁石が配設される表面
   に近接して、外枠となる薄い部分を残して明けられた複
   数の窓状の装着孔を有し、該装着孔内に上記永久磁石が
   挿入され固定されていることを特徴とするリニアモ−タ
   の固定子。
2. 【請求項２】 移動構造体の上下両側にそれぞれ一個の
   可動子が設けられ、前記それぞれの可動子の両外側にそ
   れぞれ固定子が設けられる両側式リニアモ−タの固定子
   において、前記固定子の少なくとも一方が請求項１記載
   の構造のものであるリニアモ−タの固定子。