JPH10146039A - 可動コイル型リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクリップルが低く抑えられて推力のリニ
アリティが良好に維持されるとともに、衝撃等が加わっ
ても永久磁石が破損し難く、かつ高推力の得られる可動
コイル型リニアモータを提供する。 【解決手段】 磁気空隙を介して長手方向に配設された
永久磁石と、その永久磁石の磁気空隙側表面に設けられ
たカバーと、磁気空隙内に設けられて前記永久磁石列の
長手方向に沿って移動する電機子コイルとを備えた可動
コイル型リニアモータであって、前記カバーが強磁性部
分と非磁性部分とが共存する素材を用いて形成されると
ともに、その非磁性部分を短絡磁束を抑制する位置に設
けたことを特徴とする可動コイル型リニアモータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固設した界磁用永
久磁石に設けたカバーの長手方向に沿って移動自在にさ
れた電機子コイル（例えば、多相コイル等。）を備えた
可動コイル型のリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、固設された界磁用永久磁石
と、この永久磁石が形成した磁気空隙内に移動自在に設
置された電機子コイルとを有し、この電機子コイルに駆
動電流を供給することにより推力を発生させて上記永久
磁石の長手方向に沿って移動させるように構成した可動
コイル型のリニアモータが知られている。

【０００３】図５は、従来の可動コイル型リニアモータ
を示す要部断面図である。図５の従来の可動コイル型リ
ニアモータ１００にはベース１上にセンターヨーク２と
サイドヨーク３，３とが立設され、一対のセンターヨー
ク２とサイドヨーク３とが相対向する側面には一対の永
久磁石４，４が配設されて磁気空隙１５を形成してい
る。一対の永久磁石４，４は各々紙面と垂直方向にこの
可動コイル型リニアモータ１００の可動子１６のストロ
ークに対応する長さ分が配置してあり、一対の永久磁石
４，４およびサイドヨーク３とセンターヨーク２とを固
定子の１組として合計２組の固定子を形成している。ま
た、可動子１６を構成したキャリッジ７の下部にはコイ
ルフレーム１８，１８が付設してある。また、コイルフ
レーム１８が磁気空隙１５において一対の永久磁石４，
４と対向する両側面には基板（図示省略）を介して偏平
状の３相コイル６，６（例えば特公平８−１３１８４号
公報に記載のもの。）が配置されて、図示省略の磁極検
出手段および／または位置検出手段を用いて上記各３相
コイルに流れる駆動電流を所望の推力パターンに応じて
切り換えることにより可動子１６が所定の推力を得て磁
気空隙１５内を紙面垂直方向に移動可能にされている。

【０００４】図６は上記図５の固定子のＢ−Ｂ方向矢視
断面図の従来例を示している。図６の固定子６３は、直
方体形状の複数の永久磁石４ｃを隣接する磁極が異なる
とともに磁気空隙１５ａを介して対向する磁極が異なる
ようにしてセンターヨーク２およびサイドヨーク３上に
配設してある。この固定子６３において、例えば永久磁
石４ｃにおける紙面に垂直方向の幅（ｗ’）を５０ｍ
ｍ、長さ（ｌ’）を３０ｍｍ，厚さ（ｔｍ１）を１０ｍ
ｍとした場合の磁気空隙１５ａにおける可動子１６のス
トローク方向の磁束密度分布を測定したところ、図１０
の（ｃ）に示す結果を得た。図１０の縦軸は磁束密度
（Ｇ）、横軸は可動子１６のストロークに対応した位置
（ｍｍ）である。可動コイル型リニアモータとしてトル
クリップルを抑えて推力のリニアリティを良好に維持す
るための理想的な磁気空隙の磁束密度分布は例えば図１
０の正弦波曲線（ｂ）で示される。しかし、上記図１０
の（ｃ）はこの理想的な図１０の（ｂ）から大きくずれ
ており、上記固定子６３の構成ではトルクリップルが大
きくなり推力のリニアリティが劣化する問題がある。上
記図１０の（ｃ）が理想的な図１０の（ｂ）から大きく
ずれる一因は、永久磁石４ｃから発した磁力線のうち３
相扁平コイル６，６に到達せずに隣接する永久磁石４
ｃ，４ｃ間で短絡してしまう無効磁束（ｆ５）が多いこ
とである。

【０００５】トルクリップルの問題を解決するために、
略台形状に形成した永久磁石を配設した可動コイル型リ
ニアモータ（例えば、特開平３−２２２６７０号公
報。）が知られている。また、この方式をさらに発展さ
せた構成として図７の固定子を有した可動コイル型リニ
アモータがある。

【０００６】図７は上記図５の固定子のＢ−Ｂ方向矢視
断面図の他の従来例を示している。図７の固定子６４で
は、永久磁石４ｄにおける磁気空隙１５ｂ側の両縁部に
面取部９，９を形成して断面略台形状とするとともに複
数個をその断面長手方向に沿って隣接する磁極が異なる
ようにし、磁気空隙１５ｂを介して異なる磁極が対向す
るように配置してある。また、永久磁石４ｄ，４ｄ間に
は永久磁石４ｄの面取部９および直立部１９と係合する
ようにして配置した固定治具８（非磁性体製）がビス１
０（非磁性体製）で締結してある。この固定子６４にお
いて、例えば永久磁石４ｄにおける紙面に垂直方向の幅
（ｗ２）を５０ｍｍ、長さ（ｌ２）を３０ｍｍ，面取部
９の厚さ（ｔ１）を３．５ｍｍ，直立部１９の厚さ（ｔ
２）を６．５ｍｍ，磁気空隙１５ｂに沿う部分の長さ
（ｌ３）を６ｍｍとした場合に、磁気空隙１５ｂにおけ
る可動子１６のストローク方向の磁束密度分布が理想的
な図１０の（ｂ）に近似した図１０の（ａ）になること
が知られている。

【０００７】しかし、上記図７の構成では複雑形状の永
久磁石を用いるため永久磁石のコストが高価であるとと
もに固定治具８やビス１０等の非磁性部材がさらに必要
であり、可動コイル型リニアモータの固定子構造が複雑
化して部品点数が増えるため安価な可動コイル型リニア
モータを提供できないという問題がある。

【０００８】さらに、上記図６、図７の固定子を備えた
可動コイル型リニアモータでは永久磁石が直接磁気空隙
に接して設けられているため、例えば定期点検や故障時
の部品交換または高速走行などの際に衝撃が加わって永
久磁石を破損してしまうことがある。このような永久磁
石の破損防止を兼ねて、下記の図８や図９のように永久
磁石が磁気空隙と接する側にカバーを設ける方式が提案
されている。

【０００９】図８の固定子６５は磁気空隙１５ｃ側に非
磁性カバー３０を設けた以外は上記図６と同様の構成で
ある。また、図９の固定子６６は磁気空隙１５ｄ側に非
磁性カバー３５を設けた以外は上記図７と同様の構成で
ある。

【００１０】しかし、上記図６乃至図９の従来の可動コ
イル型リニアモータにおいて磁気空隙の厚みを一定とし
て比較すると、図６に比べて図８の方が非磁性カバー３
０の厚み（ｔ３０）分だけ磁気空隙１５ｃを介して対向
する永久磁石４ａ，４ａの間隔（Ｌｇ３ｍ）が大きくな
るので結果的に磁気空隙１５ｃの磁束密度分布のレベル
が低下して可動コイル型リニアモータの推力が小さくな
るという問題がある。ここで、図６の磁気空隙１５ａの
厚みは（Ｌｇ１）であり、図８の磁気空隙１５ｃの厚み
は（Ｌｇ３）、磁気空隙１５ｃの実質的厚みは（Ｌｇ３
ｍ）である。非磁性カバーの設置により磁気空隙の磁界
強度が低下して可動コイル型リニアモータの推力を低下
させる問題は図７に対する図９でも同様に存在する。こ
こで、図７の磁気空隙１５ｂの厚みは（Ｌｇ２）、図９
の磁気空隙１５ｄの厚みは（Ｌｇ４）、磁気空隙１５ｄ
の実質的厚みは（Ｌｇ４ｍ：対向する永久磁石４ｂ，４
ｂの間隔）である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、カバー付設型であってトルクリップルを非常に
小さく抑えられて推力のリニアリティを良好にできると
ともに大推力の得られる可動コイル型リニアモータを提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成した本発
明の可動コイル型リニアモータは、磁気空隙を形成する
永久磁石と、その永久磁石に設けたカバーと、前記カバ
ーに沿って磁気空隙内を移動する電機子コイルとを備え
た可動コイル型リニアモータであって、前記カバーを強
磁性部分と非磁性部分とが共存する素材を用いて形成す
るとともに、その非磁性部分を短絡磁束を抑制する位置
に設けたことを特徴とする。本発明により、ひとつなが
りの部材で強磁性部分と非磁性部分とが共存するカバー
を形成できるとともにその非磁性部分を短絡磁束を抑制
する位置に配置したので、短絡磁束を抑えながら磁気空
隙の実質的厚みを小さく維持できる結果良好な推力のリ
ニアリティおよび大推力を有した可動コイル型リニアモ
ータを提供できる。また、カバーを設けたことで衝撃が
加わっても永久磁石が破損しにくく、耐久性に優れた可
動コイル型リニアモータを提供できる。

【００１３】また、上記カバーの非磁性部分を加熱変成
部で構成すると短絡磁束の通る上記カバーの任意位置に
自在に非磁性部を形成できるのでカバー付設型の固定子
構造の簡略化と部品点数の削減が可能である。ここで、
本発明における加熱変成部とは後述の局部加熱冷却部お
よび／または局部加熱溶融凝固部をいう。

【００１４】また、上記カバーの非磁性部分が３０体積
％以上の溶融凝固組織を有した場合では、本発明の可動
コイル型リニアモータが−６０℃までの極低温度雰囲気
にさらされても上記カバーの非磁性部分が安定に存在す
るので−６０℃までの極低温度域における良好な推力の
リニアリティおよび大推力を保持することができる。

【００１５】また、本発明の可動コイル型リニアモータ
は、磁気空隙を形成する永久磁石と、その永久磁石に設
けたカバーと、前記カバーに沿って磁気空隙内を移動す
る電機子コイルとを備えた可動コイル型リニアモータで
あって、前記永久磁石の有効磁束を通す強磁性カバー
と、前記永久磁石の短絡磁束を抑制する非磁性カバーと
を設けたことを特徴とする。この構成により、強磁性カ
バーと非磁性カバーとを用いて短絡磁束を抑えながら磁
気空隙の実質的厚みを小さく維持できるので良好な推力
のリニアリティおよび大推力を有した可動コイル型リニ
アモータを提供できる。また、カバーを設けたことで衝
撃が加わっても永久磁石が破損しにくく、耐久性に優れ
た可動コイル型リニアモータを提供できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳説する。

【００１７】図４は本発明の可動コイル型リニアモータ
の一態様を示す要部断面図であり、上記図５と同一の構
成部分には同一の参照符号を付してある。図４の本発明
の可動コイル型リニアモータ５０において、一対の永久
磁石４，４の相対向する側面上に強磁性部分と非磁性部
分とが共存したカバー１１を設けてある。

【００１８】図１は上記図４の固定子のＡ−Ａ方向矢視
断面図の一態様を示し、上記図８と同一の構成部分には
同一の符号を付している。図１の固定子６０において、
カバー１１の非磁性部は加熱冷却部１１ｂｈで構成され
ており、隣接した直方体形状の永久磁石４ａ，４ａの境
界直上に配置されて模式的に図示した短絡磁束（ｆ２）
を抑え、磁気空隙５の形成に寄与する有効磁束（ｆ１）
を増加させている。この有効磁束（ｆ１）が可動子１６
の走行とともに上記３相扁平コイル近傍に設けた磁気検
出手段（図示省略）により検出されて、その３相扁平コ
イルに通電する駆動電流の通電タイミングを調整するよ
うになっている。また、永久磁石４ａの長さ（ｌ）より
もカバー１１の強磁性部１１ａの長さ（ｍ）を小さくし
てあるので有効磁束（ｆ１）を大にするとともに短絡磁
束（ｆ２）を小さくすることが可能である。カバー１１
は、強磁性部分と非磁性部分とが共存可能な合金素材；
例えば、フェライト系やマルテンサイト系の磁性ステン
レス鋼、高マンガン鋼等の１種または２種以上を用いて
後述の局部加熱冷却手段または局部加熱溶融凝固手段を
用い、さらに必要に応じて適宜の機械加工を経て製作す
ることができる。このカバー１１はひとつながりの部品
で形成することが可能であり、必要に応じてカバー１１
を強磁性部分１１ａと非磁性部分１１ｂｈとが共存する
単位で複数に分割してもよい。このカバー１１を配設し
たことによって磁気空隙５の実質的厚みは磁気空隙５を
介して対向する一対の永久磁石４ａ，４ａの間隔（Ｌｇ
ｍ）ではなくなり、一対の強磁性部１１ａ，１１ａの間
隔（Ｌｇ）となる。すなわち、永久磁石４ａのＮ極を発
した磁力線は、順次、カバー１１の強磁性部１１ａ，磁
気空隙５，強磁性部１１ａ，永久磁石４ａのＳ極に戻る
閉ループ（有効磁束ｆ１）を形成するので、磁気回路上
は永久磁石４ａの厚みが（ｔｍ）から（ｔ＝ｔｍ＋ｔ
ｃ）に増加したことと略等価である。よって、カバー１
１を配置しても磁気空隙５の磁界強度があたかも厚み
（ｔ）を有した一対の永久磁石４ａ，４ａを対向配置さ
せた場合と略同等となり磁気空隙５の磁束密度分布のレ
ベルを大に保持して可動子１６に大推力を付与すること
ができる。同時に、上記非磁性部１１ｂｈで磁気空隙５
における磁束密度分布の非正弦波成分の一因である短絡
磁束ｆ２を抑制するので可動子１６に良好な推力のリニ
アリティを付与することができる。

【００１９】（実施例１）上記カバー１１の形成素材と
して、重量％で０．６％Ｃ−１３％Ｃｒ−残Ｆｅおよび
不可避不純物からなる組成のフェライト系ステンレス鋼
素材を用いて、この素材全体を優れた強磁性特性とする
ために適宜の磁気焼鈍を行い、図１１のＢ−Ｈ曲線に示
す通り２０℃において最大飽和磁束密度Ｂｓ＝１．４
Ｔ、保磁力Ｈｃ＝１０ Ｏｅという優れた強磁性特性を
有した素材を得た。次に、この素材を上記カバー１１の
略寸法に機械加工した後、上記非磁性部１１ｂｈに対応
する部分にＣＯ₂レーザを照射することでその非磁性化
すべき部分をこの素材のオーステナイト変態温度以上で
あって融点未満の温度（例えば、１２００℃。）に加熱
後冷却し、フェライト組織を有した上記強磁性部１１ａ
とオーステナイト組織を有した上記非磁性部１１ｂｈと
を形成した。その後、必要に応じて仕上げ加工を行なっ
て上記カバー１１の最終寸法に仕上げた。この非磁性部
１１ｂｈの２０℃におけるＢ−Ｈカーブを測定したとこ
ろ図１２のＢ−Ｈ特性を得た。図１２より、この非磁性
部１１ｂｈの２０℃での比透磁率μｓは約１．１であり
μｓ≦２という非磁性特性が確保できていた。このμｓ
＝１．１という値はほぼ空気と同等の非常に優れた非磁
性特性である。また、このカバー１１の強磁性部１１ａ
は上記図１１の強磁性特性を有していた。次に、上記非
磁性部１１ｂｈの極低温度域における安定性を評価した
結果について説明する。まず、上記カバー１１をドライ
アイスを加えることによって−１０℃〜−６０℃に調整
した液体メタノール冷媒中に浸し、その非磁性部１１ｂ
ｈのオーステナイト相がフェライト相に変態する温度を
調べた。冷媒に浸した時間は３０分であり、その後室温
２０℃に戻し、Ｘ線回折で結晶構造を同定した結果を表
１に示した。

【００２０】

【表１】 Ａ：オーステナイト相、Ｆ：フェライト相 表１から、この実施例１の非磁性部１１ｂｈは−４０℃
までフェライト相に変態することなく安定に存在するこ
とがわかった。したがって、この実施例１のカバー１１
を装着した本発明の可動コイル型リニアモータは−４０
℃までの用途に使用可能である。また、上記図１の固定
子６０において、永久磁石４ａにおける紙面に垂直方向
の幅（ｗ）を５０ｍｍ、長さ（ｌ）を３０ｍｍ，厚さ
（ｔｍ）を９ｍｍの直方体ブロック（日立金属（株）製
のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性焼結磁石：ＨＳ３７ＢＨ）と
し、カバー１１の厚み（ｔｃ）を１ｍｍとした場合の磁
気空隙５における可動子１６のストローク方向の磁束密
度分布を測定したところ、理想的な正弦波曲線（図１０
の（ｂ））に非常に近い図１０の曲線（ｄ）が得られ、
良好な推力のリニアリティを有していることがわかっ
た。

【００２１】図２は上記図４の固定子のＡ−Ａ方向矢視
断面図の他の態様を示し、上記図１と同一の構成部分に
は同一の符号を付している。図２のカバー１１’は、強
磁性部１１ａと、溶融凝固部１１ｂｍと加熱冷却部１１
ｂｈとを有した非磁性部１１ｂとからなっている。この
溶融凝固部１１ｂｍが永久磁石４ａ，４ａの境界直上に
配置されて漏れ磁束（ｆ２’）を抑えるようになってい
る。 （実施例２）上記カバー１１’の形成素材として上記実
施例１と同一の素材を用いて同一の磁気焼鈍を行った
後、上記カバー１１’の略寸法形状に機械加工し、上記
非磁性部１１ｂに対応する部分をＣＯ₂レーザを用いて
上記素材の融点直上１０℃の温度に加熱して局部的に溶
融後冷却凝固させて、非磁性部１１ｂに該当する部分を
フェライト組織から非磁性のオーステナイト組織に変態
させた。その後、必要に応じて仕上げ加工を行い、上記
カバー１１’の寸法形状に仕上げた。この非磁性部１１
ｂの組織は溶融凝固組織１１ｂｍが７０体積％と加熱冷
却部１１ｂｈが３０体積％とからなっている。この実施
例２の強磁性部１１ａおよび非磁性部１１ｂの２０℃に
おけるＢ−Ｈカーブを測定したところ、強磁性部１１ａ
は上記図１１と同様の強磁性特性であり、非磁性部１１
ｂは上記図１２と同様の非磁性特性になっていた。次
に、この実施例２の非磁性部１１ｂの極低温度域での安
定性を上記実施例１と同様にして評価したところ上記表
１の結果を得た。表１から、実施例２の局部的な溶融凝
固部１１ｂｍは−６０℃でもフェライト相に変態するこ
となく安定に存在していた。したがって、このカバー１
１’を装着した本発明の可動コイル型リニアモータは−
６０℃までの大推力と推力のリニアリティとを有してい
る。

【００２２】上記実施例２では上記非磁性部１１ｂにお
ける溶融凝固部１１ｂｍの存在比率が７０体積％の場合
を記載したが、この溶融凝固部１１ｂｍの存在比率が３
０体積％以上であれば本発明の可動コイル型リニアモー
タとして−６０℃までの極低温度域において実用に供し
得る推力および推力のリニアリティとを備えることが容
易である。

【００２３】上記溶融凝固部１１ｂｍの−６０℃までの
良好な存在安定性は、本発明者のミクロ解析により次の
ように推論付けされている。上記非磁性部１１ｂｍおよ
び１１ｂｈの断面のミクロ組織を電子顕微鏡により観察
した結果を図１３の組織写真に示した。図１３（ａ）に
示す実施例２の溶融凝固部１１ｂｍでは析出している炭
化物の数が少ないが、図１３（ｂ）に示す実施例１の加
熱冷却部１１ｂｈでは析出した炭化物粒子の数が非常に
多い。図１３（ｂ）対比で図１３（ａ）の析出炭化物粒
子の総占有面積は約１／４０に減少していることがわか
った。このことから、上記の局部加熱冷却処理によって
局部をオーステナイト変態温度以上に加熱するだけでは
析出した炭化物が母相に再固溶できないが、上記の局部
加熱溶融凝固処理を行うと析出していた炭化物が母相に
再固溶し、その再固溶により母相部分の含有する有効炭
素量が増加したことで上記溶融凝固部１１ｂｍ（オース
テナイト相）の存在安定性がより高められて−６０℃ま
で安定に存在できたものと考えられる。

【００２４】図３は本発明の可動コイル型リニアモータ
に装着する固定子のさらに他の態様を示す要部断面図で
ある。図３で上記図１と同一の構成部分には同一の符号
を付している。図３の固定子６２では、磁気空隙５’’
を介して片側は上記図１と同様にセンターヨーク２上に
永久磁石４ａが貼着されてその永久磁石４ａの磁気空隙
５’’対向側にカバー１１を設けてある。また、磁気空
隙５’’を介してカバー１１と対向する側には強磁性の
サイドヨーク３（例えば、ＳＳ４００製等。）が配置し
てある。この固定子６２の構成によれば、上記図１、図
２に比べて磁気空隙５’’における磁束密度分布のレベ
ルがやや低下する傾向を示すが正弦波に非常に近い磁束
密度分布を実現できるとともに高価な永久磁石の使用量
を少なくしたので、推力のリニアリティが良好で安価な
可動コイル型リニアモータを提供することができる。

【００２５】次に、上記本発明のリニアモータ５０に実
施例１のカバー１１を配置した場合（実施例３）および
実施例２のカバー１１’を配置した場合（実施例４）に
ついて、２０℃でリニアモータの駆動開始から５分後に
測定した推力の最大値およびトルクリップル、ならびに
下記の条件で評価した衝撃テストの結果を表２に併記し
た。表２では、比較例１として上記図６の固定子６３を
上記リニアモータ１００に配置した場合、比較例２とし
て上記図７の固定子６４を上記リニアモータ１００に配
置した場合、比較例３として上記図８の固定子６５を上
記リニアモータ５０に配置した場合、比較例４として上
記図９の固定子６６を上記リニアモータ５０に配置した
場合で、各々上記実施例３，４と同様にして評価した推
力の最大値、トルクリップルおよび衝撃テストの結果を
併記した。ここで、上記評価に際し、各固定子に日立金
属（株）製のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性焼結磁石（ＨＳ３
７ＢＨ）を配設してある。また、表２の推力の最大値は
実施例３の値を１００％として相対表示している。ま
た、トルクリップルが小とは推力のリニアリティが良好
な状態、トルクリップルが大とは推力のリニアリティが
不良の状態をいう。また、衝撃テストは上記の各固定子
を１ｍの高さからＳＵＳ３０４ステンレス鋼板上に落下
させて配設してある永久磁石の割れ、欠けの有無を調べ
たものである。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２より、各比較例のものに比べて、実施
例３，４のものは大推力であるとともにトルクリップル
が小さく抑えられ、耐衝撃性にも優れていることがわか
った。

【００２８】図１４は本発明の可動コイル型リニアモー
タにおける固定子のさらに他の態様を示す要部断面図で
あり、図１と同一の構成部分には同一の符号を付してい
る。図１４の固定子６７において、カバー２１は各磁極
部直上に貼着した複数個の強磁性部材２１ａ（例えば、
ＳＳ４１製。）と各磁極境界直上に貼着した複数個の非
磁性部材２１ｂ（例えば、ＳＵＳ３０４製。）とからな
る。この構成によれば汎用の強磁性素材および非磁性素
材を用いてカバー２１を形成することができるメリット
を有している。また、上記図１と同様に磁気空隙５ｅの
実質的厚みを（Ｌｇ５）とできるので有効磁束（ｆ３）
を大にし大推力とするとともに短絡磁束（ｆ４）を小に
抑えて推力のリニアリティを良好にすることができてい
る。

【００２９】上記態様では電機子コイルとして特殊構造
の３相扁平コイルを用いた場合を記載したが、他の汎用
の３相コイルや２相コイル等を適宜使用することができ
る。また、上記態様では直方体形状の永久磁石を複数個
連結して界磁用永久磁石を構成したが、これに代えて１
個の長尺直方体形状の永久磁石を用いて適宜の着磁手段
により上記態様と同様に多磁極を形成し磁気空隙を形成
してもよい。また、本発明に用いる永久磁石の形状は直
方体に限定されず、磁気空隙を形成可能な他の形状（例
えば台形状、リング形、扇形等。）のものを用いること
ができる。また、上記態様では２つの磁気空隙を有する
可動コイル型リニアモータを記載したが、磁気空隙を１
つまたは３つ以上としてもよい。また、上記態様では局
部加熱冷却手段、局部加熱溶融凝固手段としてレーザ加
熱を用いたが、これに代えて他の局部加熱手段（例え
ば、プラズマ加熱、高周波加熱、高温加熱体の接触加熱
等。）を適宜適用できることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】本発明は下記の優れた効果を奏し得る。 （１）カバー付設型の可動コイル型リニアモータであっ
て従来のカバー無しの可動コイル型リニアモータと同一
の磁気空隙の厚みとした場合に、従来のカバー無しの可
動コイル型リニアモータと同等の大推力を得ることが容
易である。 （２）大推力とともに、良好な推力のリニアリティを得
ることができる。 （３）耐衝撃性に優れた可動コイル型リニアモータを提
供できる。 （４）正弦波に非常に近い磁束密度分布を得る場合に、
カバーおよび永久磁石を単純形状化できるとともに固定
子の部品点数を削減できるので安価な可動コイル型リニ
アモータを提供できる。 （５）カバーの非磁性部分の極低温度域での存在安定性
が大幅に向上し、極低温度域での可動コイル型リニアモ
ータの用途拡大に大きく貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニアモータにおける固定子の一態様
を示す要部断面図である。

【図２】本発明のリニアモータにおける固定子の他の態
様を示す要部断面図である。

【図３】本発明の可動コイル型リニアモータにおける固
定子のさらに他の態様を示す要部断面図である。

【図４】本発明の可動コイル型リニアモータの一態様を
示す要部断面図である。

【図５】従来の可動コイル型リニアモータを示す要部断
面図である。

【図６】従来の可動コイル型リニアモータの固定子を示
す要部断面図である。

【図７】従来の可動コイル型リニアモータの固定子を示
す要部断面図である。

【図８】従来の可動コイル型リニアモータの固定子を示
す要部断面図である。

【図９】従来の可動コイル型リニアモータの固定子を示
す要部断面図である。

【図１０】磁気空隙におけるストローク方向の磁束密度
分布を示す図である。

【図１１】カバーの強磁性部のＢ−Ｈカーブを示す図で
ある。

【図１２】カバーの非磁性部のＢーＨカーブを示す図で
ある。

【図１３】本発明の加熱変成部に関わり、溶融凝固部
（ａ）および加熱冷却部（ｂ）における顕微鏡写真であ
る。

【図１４】本発明の可動コイル型リニアモータにおける
固定子のさらに他の態様を示す要部断面図である。

【符号の説明】

２ センターヨーク、３ サイドヨーク、４，４ａ，４
ｃ，４ｄ 永久磁石、５，５’，５’’，５ｅ，１５，
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 磁気空隙、６ 電機
子コイル、７ キャリッジ、８ 固定治具、９ 面取
部、１０ ビス、１１，１１’，２１，３０，３５ カ
バー、１１ａ，１１ａ’，２１ａ 強磁性部、１１ｂ，
２１ｂ 非磁性部、１１ｂｈ 加熱冷却部、１１ｂｍ
溶融凝固部、１６ 可動子、１８ コイルフレーム、１
９ 直立部、５０，１００ リニアモータ、６０，６
１，６２，６３，６４，６５，６６，６７ 固定子、Ｌ
ｇ、Ｌｇ’，Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇ３，Ｌｇ４，Ｌｇ５
磁気空隙の厚み、Ｌｇｍｙ永久磁石とヨークとの間
隔、Ｌｇｍ 対向永久磁石の間隔、ｆ１，ｆ１’，ｆ
３，ｆ５，ｆ６ 有効磁束、ｆ２，ｆ２’，ｆ４ 短絡
磁束。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武富 正喜 群馬県多野郡吉井町多比良2977番地 日立 金属機工株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気空隙を形成する永久磁石と、その永
   久磁石に設けたカバーと、前記カバーに沿って磁気空隙
   内を移動する電機子コイルとを備えた可動コイル型リニ
   アモータであって、 前記カバーを強磁性部分と非磁性部分とが共存する素材
   を用いて形成するとともに、その非磁性部分を短絡磁束
   を抑制する位置に設けたことを特徴とする可動コイル型
   リニアモータ。
2. 【請求項２】 前記非磁性部分が加熱変成部であること
   を特徴とする請求項１に記載の可動コイル型リニアモー
   タ。
3. 【請求項３】 前記非磁性部分が３０体積％以上の溶融
   凝固組織を有することを特徴とする請求項１に記載の可
   動コイル型リニアモータ。
4. 【請求項４】 磁気空隙を形成する永久磁石と、その永
   久磁石に設けたカバーと、前記カバーに沿って磁気空隙
   内を移動する電機子コイルとを備えた可動コイル型リニ
   アモータであって、 前記永久磁石の有効磁束を通す強磁性カバーと前記永久
   磁石の短絡磁束を抑制する非磁性カバーとを設けたこと
   を特徴とする可動コイル型リニアモータ。