JPH11313476A

JPH11313476A - リニアモータ

Info

Publication number: JPH11313476A
Application number: JP11835898A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamamoto; 秀夫山本; Hiromi Shibuya; 浩洋渋谷
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】モータ効率を向上し、製造の簡易化したリニ
アモータを提供する。【解決手段】略長方形状で透磁率が高い薄板２を積み
重ねて形成した角柱状のインナヨーク１及びアウタヨー
ク３と、アウタヨーク３の軸方向５に異磁極を交互に形
成するように３個の磁極６，７，８の中央の磁極に巻き
付けたコイル１２と、アウタヨーク３の磁極を有する面
をインナヨーク１に対向して所定空隙９を隔てて構成し
たヨークブロック１０と、１組のヨークブロック１０を
対向させて保持する平板状のベースと、一対の平板状永
久磁石１４，１５を磁化の向きが逆向きになるように軸
方向に所定間隔を設けてインナヨーク１とアウタヨーク
３間の空隙９内に保持した可動部１３とから構成してい
る。従って、鉄損を低減し、モータ効率が向上すると共
に、モータの製造が簡易になり、コストも低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動磁石型のリニ
アモータに係わり、モータ効率の向上と製造の簡易化を
図るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リニアモータの開発が活発に行わ
れつつある。従来から欧米では宇宙空間で用いるスター
リングエンジン用のリニアモータが研究されていた。近
年、米国ＳＵＮＰＯＷＥＲ社は一般の環境下で用いるコ
ンプレッサ用の可動磁石型リニアモータを開発した（Ｎ
ｉｃｈｏｌａｓＲ．ｖａｎｄｅｒＷａｌｔ、Ｒｅ
ｕｖｅｎＵｎｇｅｒ：Ｌｉｎｅａｒｃｏｍｐｒｅｓ
ｓｏｒｓ−ａｍａｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｐｐｌｉａｎｃｅ
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ｐｐｌ
−６，１９９４）。

【０００３】図８に従来のリニアモータの概要図を示
す。リニアモータ１００は、円筒状のインナヨーク１０
１と、２個の磁極１０２，１０３を有するアウタヨーク
１０４と、中心軸１０５の周りに巻いたコイル１０６
と、円筒状の永久磁石１０７を有する可動子１０８より
構成されている。

【０００４】そして、コイル１０６に交流電流が供給さ
れると、磁極１０２，１０３に軸方向に異磁極が交互に
形成され、可動子１０８の永久磁石１０７との磁気的吸
引，反発作用により、コイル１０６電流の大きさと永久
磁石１０７の磁束密度に比例した推力が発生し、可動子
１０８が交流電流の周波数に同期して往復動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】モータの効率向上を阻
害するのが渦電流損失，ヒステリシス損失等の鉄損であ
る。渦電流損失は、ヨーク材の板厚の２乗に比例する特
性を有しているため、ヨークを薄板を積層して構成する
ことが有効である。しかし、従来のリニアモータの構成
では、ヨークが円筒形状であり、製造において中心軸に
向けて薄板を積層することが非常に困難であるという課
題があった。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解消するもので
あり、鉄損の中の渦電流損失を低減し、モータ効率を向
上すると共に、ヨークの製造が簡易なリニアモータを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のリニアモータは、略長方形状で透磁率が高い
薄板を多数積み重ねて形成したインナヨークと、略長方
形状で透磁率が高い薄板を多数積み重ねて形成すると共
に軸方向にスロットを切り欠いたアウタヨークと、前記
アウタヨークの軸方向に異磁極を交互に形成するように
３個の磁極の中央の磁極に巻き付けたコイルと、前記ア
ウタヨークの磁極を有する面をインナヨークに対向して
所定空隙を隔てて構成したヨークブロックと、１組のヨ
ークブロックをインナヨーク側を所定間隔を設けて対向
させて保持する平板状のベースと、前記インナヨークと
アウタヨークの対向する方向に磁化した一対の平板状永
久磁石を磁化の向きが逆向きになるように軸方向に所定
間隔を設けて前記インナヨークとアウタヨーク間の空隙
内に保持した可動部から構成している。

【０００８】これにより、インナヨーク，アウタヨーク
の鉄損を低減してモータ効率を向上すると共に、リニア
モータの製造が簡易になる。

【０００９】また、本発明は、前記アウタヨークを３つ
の磁極を分割した３個のブロックから構成し、中央の磁
極にコイルを挿入した後３個のブロックを合体して構成
している。

【００１０】これにより、コイルの占積率が高まり、リ
ニアモータが小型化できる。また、本発明は、前記アウ
タヨークの磁極と反対面の角を切り落とした構成であ
る。

【００１１】これにより、アウタヨークの不要な磁束が
減少し、鉄損を低減してモータ効率を向上する。

【００１２】また、本発明は、前記ヨークブロックを保
持するベースを非磁性体で構成している。

【００１３】これにより、ベースの鉄損を低減してモー
タ効率を向上する。また、本発明は、前記ヨークブロッ
クを保持するベースを非磁性体で且つ固有抵抗の高い素
材で構成している。

【００１４】これにより、ベースの鉄損を更に低減して
モータ効率を向上する。また、本発明は、前記ベースに
前記インナヨークとアウタヨーク間の空隙幅に等しい幅
の凸部を設け、インナヨーク及びアウタヨークを凸部に
押し当てて固定して構成している。

【００１５】これにより、インナヨークとアウタヨーク
間の空隙距離を精度良く確保できると共に、リニアモー
タの製造が簡易になる。

【００１６】また、本発明は、前記可動部を非磁性体で
構成している。これにより、可動部の鉄損を低減してモ
ータ効率を向上する。

【００１７】また、本発明は、前記可動部を非磁性体で
且つ固有抵抗の高い素材で構成している。

【００１８】これにより、可動部の鉄損を更に低減して
モータ効率を向上する。また、本発明は、前記可動部を
口型の一対の可動部ベースと、前記可動部ベースを支え
て略立方体状に構成する複数の支柱と、略立方体状に構
成された相対向する２面において、一対の可動部ベース
に挟まれると共に所定間隔を設けて配置するためにスペ
ーサを間に設けた一対の永久磁石と、前記インナヨーク
間の空隙で可動部とシャフトを接続する支持部とから構
成している。

【００１９】これにより、可動部の強度が確保され、リ
ニアモータの製造が簡易になる。また、本発明は、前記
可動部ベースとスペーサを非磁性体で且つ固有抵抗の高
い素材で構成し、支持部を非磁性体で構成している。

【００２０】これにより、可動部の強度が確保され、リ
ニアモータの製造が簡易になると共に、可動部の鉄損を
更に低減してモータ効率を向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、略長方形状で透磁率が高い薄板を多数積み重ねて形
成した角柱状のインナヨークと、略長方形状で透磁率が
高い薄板を多数積み重ねて形成すると共に軸方向にスロ
ットを切り欠いたアウタヨークと、前記アウタヨークの
軸方向に異磁極を交互に形成するように３個の磁極の中
央の磁極に巻き付けたコイルと、前記アウタヨークの磁
極を有する面をインナヨークに対向して所定空隙を隔て
て構成したヨークブロックと、１組のヨークブロックを
インナヨーク側を所定間隔を設けて対向させて保持する
平板状のベースと、両インナヨークの中心に位置するよ
うにベースに取り付けた軸受けと、前記インナヨークと
アウタヨークの対向する方向に磁化した一対の平板状永
久磁石を磁化の向きが逆向きになるように軸方向に所定
間隔を設けて前記インナヨークとアウタヨーク間の空隙
内に保持した可動部と、前記可動部と一体化すると共に
前記軸受けに挿入したシャフトから構成したものであ
り、インナヨーク，アウタヨークの鉄損を低減してモー
タ効率を向上すると共に、リニアモータの製造が簡易に
なるという作用を有する。

【００２２】請求項２に記載の発明は、前記アウタヨー
クを３つの磁極を分割した３個のブロックから構成し、
中央の磁極にコイルを挿入した後３個のブロックを合体
して構成したものであり、コイルの占積率が高まり、リ
ニアモータが小型化できるという作用を有する。

【００２３】請求項３に記載の発明は、前記アウタヨー
クの磁極と反対面の角を切り落として構成したものであ
り、アウタヨークの不要な磁束が減少し、鉄損を低減し
てモータ効率を向上するという作用を有する。

【００２４】請求項４に記載の発明は、前記ヨークブロ
ックを保持するベースを非磁性体で構成したものであ
り、ベースの鉄損を低減してモータ効率を向上するとい
う作用を有する。

【００２５】請求項５に記載の発明は、前記ヨークブロ
ックを保持するベースを非磁性体で且つ固有抵抗の高い
素材で構成したものであり、ベースの鉄損を更に低減し
てモータ効率を向上するという作用を有する。

【００２６】請求項６に記載の発明は、前記ベースに前
記インナヨークとアウタヨーク間の空隙幅に等しい幅の
凸部を設け、インナヨーク及びアウタヨークを凸部に押
し当てて固定して構成したものであり、インナヨークと
アウタヨーク間の空隙距離を精度良く確保できリニアモ
ータの推力バラツキが低減できると共に、リニアモータ
の製造が簡易になるという作用を有する。

【００２７】請求項７に記載の発明は、前記インナヨー
ク及びアウタヨークのお互いに対向する面以外の面に密
着した非磁性体からなる保持部材でインナヨーク及びア
ウタヨークを各々ベースに固定して構成したものであ
り、インナヨークとアウタヨーク間の空隙距離を精度良
く確保できると共に、リニアモータの製造が簡易になる
という作用を有する。

【００２８】請求項８に記載の発明は、前記可動部を非
磁性体で構成したものであり、可動部の鉄損を低減して
モータ効率を向上するという作用を有する。

【００２９】請求項９に記載の発明は、前記可動部を非
磁性体で且つ固有抵抗の高い素材で構成したものであ
り、可動部の鉄損を更に低減してモータ効率を向上する
という作用を有する。

【００３０】請求項１０に記載の発明は、前記可動部を
口型の一対の可動部ベースと、前記可動部ベースを支え
て略立方体状に構成する複数の支柱と、略立方体状に構
成された相対向する２面において、一対の可動部ベース
に挟まれると共に所定間隔を設けて配置するためにスペ
ーサを間に設けた一対の永久磁石と、前記インナヨーク
間の空隙で可動部とシャフトを接続する支持部とから構
成したものであり、可動部の強度が確保され、リニアモ
ータの製造が簡易になるという作用を有する。

【００３１】請求項１１に記載の発明は、前記可動部ベ
ースとスペーサを非磁性体で且つ固有抵抗の高い素材で
構成し、支持部を非磁性体で構成したものであり、可動
部の強度が確保され、リニアモータの製造が簡易になる
と共に、可動部の鉄損を更に低減してモータ効率を向上
するという作用を有する。

【００３２】請求項１２に記載の発明は、前記可動部ベ
ース，支柱，スペーサ，支持部を非磁性体で且つ固有抵
抗の高いＳＵＳ等のネジ，ボルトで接続固定して構成し
たものであり、可動部の鉄損を更に低減してモータ効率
を向上するという作用を有する。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施の形態について、図１か
ら図２０を用いて説明する。

【００３４】（実施例１）図１は本発明によるリニアモ
ータの第１実施例を示す平面図であり、図２は図１にお
けるＡ−Ａ断面図である。

【００３５】１はインナヨークであり、略長方形状で透
磁率の高い多数の薄板２を多数積み重ねて角柱状に形成
している。３はアウタヨークであり、略長方形状で透磁
率の高い多数の薄板４を多数積み重ねて角柱状に形成す
ると共に軸方向５にスロット２１，２２を切り欠いて３
つの磁極６，７，８を形成している。アウタヨーク３の
磁極６，７，８を有する面をインナヨーク１に対向して
所定空隙９を隔ててヨークブロック１０を構成してい
る。そして、１組のヨークブロックをインナヨーク側を
所定間隔を設けて対向させて平板状のベース１１上に保
持している。

【００３６】アウタヨーク３の３つの磁極６，７，８に
異磁極を交互に形成するように、中央の磁極７の周りに
コイル１２が巻かれており、コイル１２は２個のアウタ
ヨーク３に個別に巻かれており、各々のコイル１２は並
列に接続されている。

【００３７】ここで、インナヨーク１、アウタヨーク３
を構成する多数の薄板２，４は無方向性の電磁鋼帯（新
日本製鐡製３５Ｈ４４０等）を使用しており、薄板方向
の飽和磁束密度が高く、鉄損が低い特性を有していると
共に、表面は絶縁皮膜が施されている。

【００３８】可動部１３は、インナヨーク１とアウタヨ
ーク３の対向する方向に磁化した一対の平板状永久磁石
１４，１５と、永久磁石支持体１６、シャフト１７から
構成している。永久磁石１４，１５はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
の希土類磁石が望ましく、磁化の向きが交互に逆向きに
なるように軸方向に所定間隔を設けて永久磁石支持体１
６で固定され、インナヨーク１とアウタヨーク３間の空
隙９内に配置されている。

【００３９】シャフト１７の往復動を円滑にする軸受１
８は、軸回転を規則すればどのような構成でも良いが、
従来からあるリニアボールベアリング、含油メタル軸受
等種々の構成が選択できる。

【００４０】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【００４１】そして、コイル１２に交流電流が供給され
ると、磁極６，７，８に軸方向に異磁極が交互に形成さ
れ、可動部１３の永久磁石１４，１５との磁気的吸引，
反発作用により、コイル１２電流の大きさと永久磁石１
４，１５の磁束密度に比例した推力が発生し、可動部１
３と共にシャフト１７が交流電流の周波数に同期して往
復動する。

【００４２】ここで、永久磁石１４，１５から発生した
磁束１９は、インナヨーク１、アウタヨーク３中では薄
板２，４の平面内を循環する。磁束１９が薄板２，４の
平面内を循環する時に、磁束１９と交差する方向に渦電
流２０を発生しようとする。これは磁束密度の２乗に比
例しヨーク材の板厚の２乗に比例する電流である。イン
ナヨーク１及びアウタヨーク３を透磁率が高く表面が絶
縁された多数の薄板２を多数積み重ねて角柱状に形成し
たことにより、渦電流の発生を殆ど無くすことができ、
鉄損が大幅に低減する。従って、モータ効率を向上する
ことができる。

【００４３】また、インナヨーク１及びアウタヨーク３
を薄板２，４を単純に多数積み重ねて角柱状に形成した
ことにより、リニアモータのヨークの製造が非常に簡易
になる。

【００４４】また、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石は加
工が難しく、円筒形状は加工が複雑になるためコストが
高い。加工の単純な平板状永久磁石１４，１５としたこ
とにより、磁石の製造が簡易になり、磁石コストの低
減、即ちモータの低コスト化が図れる。

【００４５】また、以上の説明ではアウタヨーク３にコ
イル１２を巻いた例で説明したが、インナヨーク１にコ
イル１２を巻いた構成も可能である。

【００４６】また、以上の説明では磁極が３個の例で説
明したが、ヨーク及び磁石、コイルを軸方向に更に直列
接続した構成も可能である。

【００４７】以上のように本実施例のリニアモータは、
略長方形状で透磁率が高い薄板２を多数積み重ねて形成
した角柱状のインナヨーク１と、略長方形状で透磁率が
高い薄板４を多数積み重ねて形成すると共に軸方向にス
ロットを切り欠いたアウタヨーク３と、前記アウタヨー
ク３の軸方向５に異磁極を交互に形成するように３個の
磁極６，７，８の中央の磁極に巻き付けたコイル１２
と、前記アウタヨーク３の磁極を有する面をインナヨー
ク１に対向して所定空隙９を隔てて構成したヨークブロ
ック１０と、１組のヨークブロック１０をインナヨーク
１側を所定間隔を設けて対向させて保持する平板状のベ
ースと、両インナヨークの中心に位置するようにベース
１１に取り付けた軸受け１８と、前記インナヨーク１と
アウタヨーク３の対向する方向に磁化した一対の平板状
永久磁石１４，１５を磁化の向きが逆向きになるように
軸方向に所定間隔を設けて前記インナヨーク１とアウタ
ヨーク３間の空隙９内に保持した可動部１３と、前記可
動部１３と一体化すると共に前記軸受け１８に挿入した
シャフト１７から構成している。

【００４８】従って、鉄損の中の渦電流損失を低減し、
モータ効率が向上すると共に、モータの製造が簡易にな
り、コストも低減できる。

【００４９】（実施例２）図３は本発明の第２実施例に
よるアウタヨークの分解図である。リニアモータとして
の全体構成は、前述の図１，図２と同様である。

【００５０】図３において、アウタヨーク３は透磁率の
高い多数の薄板４を多数積み重ねて形成すると共に、３
つの磁極６，７，８を分割した３個のブロック２３，２
４，２５から構成している。中央のブロック２４に別で
巻いたコイル２６を挿入した後、３個のブロックを溶
接，勘合，カシメ等で合体する。

【００５１】以上のように構成されたアウタヨーク３に
おいて、コイル２６は別で機械を使って整列巻きで巻く
ため、占積率が向上するので、巻き数一定条件下でアウ
タヨーク３が小型になり、リニアモータが小型化でき
る。

【００５２】尚、以上の説明ではヨークブロック１０が
２個の構成で説明したが、ヨークブロック１０は複数個
であればいくつでも良い。

【００５３】また、インナヨーク１、アウタヨーク３が
円筒形状でも良い。以上のように本実施例のリニアモー
タは、アウタヨーク３を３つの磁極６，７，８を分割し
た３個のブロック２３，２４，２５から構成し、中央の
磁極７にコイル２６を挿入した後３個のブロックを合体
して構成している。

【００５４】従って、コイル１２の占積率が高まり、リ
ニアモータが小型化できる。（実施例３）図４は本発明
の第３実施例によるアウタヨークの斜視図である。リニ
アモータとしての全体構成は、前述の図１，図２と同様
である。

【００５５】図４において、アウタヨーク３は磁極６，
７，８と反対面の上下の角４０，４１を切り落として構
成している。

【００５６】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，５の平面内を循環する。

【００５７】ここで、アウタヨーク３においては磁束２
７の主たる流れはアウタヨーク３の内部から中心付近を
流れるので、アウタヨーク３の上下の角２８，２９を切
り落としたことにより磁束の流れを阻害することはな
い。中心付近の磁束が１．０Ｔの時、通常上下の角２
８，２９における磁束は０．１Ｔ以下であることを確認
している。また、上下の角２８，２９が存在すれば不要
な鉄損を生じるものであり、上下の角２８，２９を切り
落としたことによりアウタヨーク３で発生する鉄損を更
に低減する効果がある。

【００５８】尚、以上の説明ではヨークブロック１０が
２個の構成で説明したが、ヨークブロック１０は複数個
であればいくつでも良い。

【００５９】また、インナヨーク１、アウタヨーク３が
円筒形状でも良い。以上のように本実施例のリニアモー
タは、アウタヨーク３の磁極と反対面の角２８，２９を
切り落として構成している。

【００６０】従って、アウタヨーク３の不要な磁束が減
少し、鉄損を低減してモータ効率が向上する。

【００６１】（実施例４）本発明の第４実施例のリニア
モータの構成は、前述の図１，図２と同様である。

【００６２】図１，図２において、インナヨーク１とア
ウタヨーク３を固定するためのベース１１を非磁性体で
構成している。具体的には、比透磁率が１に近い素材が
望ましく、アルミ等が適当である。

【００６３】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【００６４】インナヨーク１及びアウタヨーク３はベー
ス１１と接しているが、ベース１１を非磁性体で構成し
ているので、インナヨーク１及びアウタヨーク３を流れ
る磁束がベース１１まで循環することはなく、ベース１
１において不要な渦電流による鉄損を発生することがな
い。

【００６５】尚、以上の説明ではヨークブロック１０が
２個の構成で説明したが、ヨークブロック１０は複数個
であればいくつでも良い。

【００６６】また、インナヨーク１、アウタヨーク３が
円筒形状でも良い。以上のように本実施例のリニアモー
タは、ヨークブロック１０を保持するベース１１を非磁
性体で構成している。

【００６７】従って、ベース１１で鉄損を発生せずモー
タ効率を向上する。（実施例５）本発明の第５実施例のリニアモータの構成
は、前述の図１，図２と同様である。

【００６８】図１，図２において、インナヨーク１とア
ウタヨーク３を固定するためのベース１１を非磁性体で
且つ固有抵抗の高い素材で構成している。具体的には、
比透磁率が１に近く固有抵抗がアルミの１０倍以上は大
きい素材が望ましく、ＳＵＳ或いはセラミック等が適当
である。

【００６９】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【００７０】インナヨーク１及びアウタヨーク３はベー
ス１１と接しているが、ベース１１を非磁性体で且つ固
有抵抗の高い素材で構成しているので、インナヨーク１
及びアウタヨーク３を流れる磁束がベース１１まで循環
することはなく、ベース１１において不要な渦電流によ
る鉄損を発生することがない。

【００７１】また、ベース１１の固有抵抗が高いので、
インナヨーク１及びアウタヨーク３で発生した渦電流が
ベース１１へ漏洩しにくく、ベース１１において不要な
渦電流による鉄損を発生することがない。

【００７２】尚、以上の説明ではヨークブロック１０が
２個の構成で説明したが、ヨークブロック１０は複数個
であればいくつでも良い。

【００７３】また、インナヨーク１、アウタヨーク３が
円筒形状でも良い。以上のように本実施例のリニアモー
タは、ヨークブロック１０を保持するベース１１を非磁
性体で且つ固有抵抗の高い素材で構成している。

【００７４】従って、ベース１１で鉄損を発生せずモー
タ効率を向上する。（実施例６）図５は本発明の第６実施例によるリニアモ
ータの断面図である。

【００７５】１はインナヨークであり、略長方形状で透
磁率の高い多数の薄板２を多数積み重ねて角柱状に形成
している。３はアウタヨークであり、略長方形状で透磁
率の高い多数の薄板４を多数積み重ねて角柱状に形成す
ると共に軸方向５に３つの磁極６，７，８を有してい
る。アウタヨーク３の磁極６，７，８を有する面をイン
ナヨーク１に対向して所定空隙９を隔ててヨークブロッ
ク１０を構成している。そして、１組のヨークブロック
をインナヨーク側を所定間隔を設けて対向させて平板状
のベース１１上に保持している。

【００７６】ベース１１にはインナヨーク１とアウタヨ
ーク３間の空隙９の幅に等しい幅の凸部３０を設け、イ
ンナヨーク１及びアウタヨーク３を凸部３０に押し当て
て固定して構成している。

【００７７】アウタヨーク３の３つの磁極６，７，８に
異磁極を交互に形成するように、中央の磁極７の周りに
コイル１２が巻かれており、コイル１２は２個のアウタ
ヨーク３に個別に巻かれており、各々のコイル１２は並
列に接続されている。

【００７８】可動部１３は、インナヨーク１とアウタヨ
ーク３の対向する方向に磁化した一対の平板状永久磁石
１４，１５と、永久磁石支持体１６、シャフト１７から
構成している。永久磁石１４，１５はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
の希土類磁石が望ましく、磁化の向きが交互に逆向きに
なるように軸方向に所定間隔を設けて永久磁石支持体１
６で固定され、インナヨーク１とアウタヨーク３間の空
隙９内に配置されている。

【００７９】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【００８０】ここで、ベース１１にインナヨーク１とア
ウタヨーク３間の空隙９の幅に等しい幅の凸部３０を設
け、インナヨーク１及びアウタヨーク３を凸部３０に押
し当てて固定して構成したことにより、インナヨーク１
とアウタヨーク３間の空隙９の距離を精度良く確保でき
る。永久磁石１４，１５による磁束１９の磁気回路のバ
ラツキが低減されるため、磁束１９のバラツキが低減さ
れ、リニアモータの推力の安定度が向上する。併せて、
インナヨーク１とアウタヨーク３間の空隙９の距離の精
度管理が容易になりリニアモータの製造が簡易になる。

【００８１】以上のように本実施例のリニアモータは、
ベース１１にインナヨーク１とアウタヨーク３間の空隙
９の幅に等しい幅の凸部３０を設け、インナヨーク１及
びアウタヨーク３を凸部３０に押し当てて固定して構成
している。

【００８２】従って、インナヨーク１とアウタヨーク３
間の空隙９の距離を精度良く確保できリニアモータの推
力のバラツキが低減できると共に、リニアモータの製造
が簡易になる。

【００８３】（実施例７）図６は本発明の第７実施例に
よるリニアモータの断面図である。

【００８４】図６において、インナヨーク１及びアウタ
ヨーク３のお互いに対向する面以外の面に密着した非磁
性体からなる保持部材３１，３２でインナヨーク１及び
アウタヨーク３を各々ベース１１に固定して、且つイン
ナヨーク１及びアウタヨーク３を凸部３０に押し当てて
構成している。

【００８５】リニアモータを組む際においては、インナ
ヨーク１及びアウタヨーク３を凸部３０に押し当てて保
持部材３０，３１でボルト締め等の方法で各々ベース１
１に固定する。その後、軸受け１８をベースに取り付
け、可動部１３と一体化したシャフト１７を、シャフト
１７を軸受け１８に挿入すると同時に可動部１３をイン
ナヨーク１とアウタヨーク３間の空隙９に挿入して組み
立てる。

【００８６】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、インナヨーク１とアウタヨーク３間の空隙９の距
離を精度良く確保できる。また、リニアモータを組む際
において、インナヨーク１及びアウタヨーク３は各々ベ
ース１１に予め固定しているので、永久磁石１４，１５
の磁力により、インナヨーク１及びアウタヨーク３が傾
いたりすることはなく、リニアモータの製造が簡易にな
る。

【００８７】以上のように本実施例のリニアモータは、
インナヨーク１及びアウタヨーク３のお互いに対向する
面以外の面に密着した非磁性体からなる保持部材３１，
３２でインナヨーク１及びアウタヨーク３を各々ベース
１１に固定して構成している。

【００８８】従って、インナヨーク１とアウタヨーク３
間の空隙距離を精度良く確保できると共に、リニアモー
タの製造が簡易になる。

【００８９】（実施例８）本発明の第８実施例のリニア
モータの構成は、前述の図１，図２と同様である。

【００９０】図１，図２において、可動部１３は、イン
ナヨーク１とアウタヨーク３の対向する方向に磁化した
一対の平板状永久磁石１４，１５と、永久磁石支持体１
６、シャフト１７から構成している。そして、可動部１
３の永久磁石支持体１６を非磁性体で構成している。具
体的には、比透磁率が１に近い素材が望ましく、アルミ
等が適当である。

【００９１】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【００９２】磁束１９は一部可動部支持体１６をも通過
しようとするが、可動部支持体１６を非磁性体で構成し
ているので、磁束１９は可動部支持体１６を殆ど通過す
ることなく、可動部支持体１６において不要な渦電流に
よる鉄損を発生することがない。

【００９３】以上のように本実施例のリニアモータは、
可動部１３を非磁性体で構成したものである。

【００９４】従って、可動部の鉄損を低減してモータ効
率を向上する。（実施例９）本発明の第９実施例のリニアモータの構成
は、前述の図１，図２と同様である。

【００９５】図１，図２において、可動部１３は、イン
ナヨーク１とアウタヨーク３の対向する方向に磁化した
一対の平板状永久磁石１４，１５と、永久磁石支持体１
６、シャフト１７から構成している。そして、可動部１
３の永久磁石支持体１６を非磁性体で且つ固有抵抗の高
い素材で構成している。具体的には、比透磁率が１に近
く固有抵抗がアルミの１０倍以上は大きい素材が望まし
い。また、可動部は軽量であることも求められるので、
軽量セラミック，ヤング率の高い樹脂材料等が適当であ
る。

【００９６】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【００９７】磁束１９は一部可動部支持体１６をも通過
しようとするが、可動部支持体１６を非磁性体で構成し
ているので、磁束１９は可動部支持体１６を殆ど通過す
ることなく、可動部支持体１６において不要な渦電流に
よる鉄損を発生することがない。

【００９８】また、可動部支持体１６の固有抵抗が高い
ので、磁束１９が一部可動部支持体１６を通過したとし
ても鉄損を発生することがない。

【００９９】以上のように本実施例のリニアモータは、
可動部１３を非磁性体で且つ固有抵抗の高い素材で構成
している。

【０１００】従って、可動部の鉄損を更に低減してモー
タ効率を向上する。（実施例１０）図７は本発明の第１０実施例による可動
部の斜視図である。リニアモータとしての全体構成は、
前述の図１，図２と同様である。

【０１０１】図７において、可動部１３は口型の一対の
可動部ベース３３，３４と、前記可動部ベース３３，３
４を支えて略立方体状に構成する複数の支柱３５と、略
立方体状に構成された相対向する２面３６，３７におい
て、一対の可動部ベース３３，３４に挟まれると共に所
定間隔を設けて配置するためにスペーサ３８を間に設け
た一対の永久磁石１４，１５と、両インナヨーク１間の
空隙で可動部１３とシャフト１７を接続する支持部３９
とから構成している。

【０１０２】以上のように構成された可動部は構造的な
強度が確保され、且つ重量も軽いものであり、インナヨ
ーク１とアウタヨーク３間の空隙９内に、一対の平板状
永久磁石１４，１５を軸方向に所定間隔を設けて精度良
く保持できるものである。また、可動部１３とシャフト
１７を接続する支持部３９を両インナヨーク１間の空隙
に設けているので、可動部が小型になる。

【０１０３】以上のように本実施例のリニアモータは、
可動部１３を口型の一対の可動部ベース３３，３４と、
前記可動部ベース３３，３４を支えて略立方体状に構成
する複数の支柱３５と、略立方体状に構成された相対向
する２面３６，３７において、一対の可動部ベース３
３，３４に挟まれると共に所定間隔を設けて配置するた
めにスペーサ３８を間に設けた一対の永久磁石１４，１
５と、前記インナヨーク１間の空隙で可動部１３とシャ
フト１７を接続する支持部３９とから構成している。

【０１０４】従って、可動部の強度が確保され、リニア
モータの製造が簡易になるという作用を有する。

【０１０５】（実施例１１）本発明の第１１実施例の可
動部の構成は、前述の図７と同様であり、リニアモータ
としての全体構成も、前述の図１，図２と同様である。

【０１０６】図７において、可動部１３は口型の一対の
可動部ベース３３，３４と、前記可動部ベース３３，３
４を支えて略立方体状に構成する複数の支柱３５と、略
立方体状に構成された相対向する２面３６，３７におい
て、一対の可動部ベース３３，３４に挟まれると共に所
定間隔を設けて配置するためにスペーサ３８を間に設け
た一対の永久磁石１４，１５と、両インナヨーク１間の
空隙で可動部１３とシャフト１７を接続する支持部３９
とから構成している。

【０１０７】ここで、永久磁石１４，１５に接する可動
部ベース３３，３４とスペーサ３８を非磁性体で且つ固
有抵抗の高い素材で構成している。具体的には、比透磁
率が１に近く固有抵抗がアルミの１０倍以上は大きい素
材が望ましい。また、可動部は軽量であることも求めら
れるので、軽量セラミック，ヤング率の高い樹脂材料等
が適当である。

【０１０８】また、永久磁石１４，１５に接しない支持
部３９については、比透磁率が１に近いアルミ等の素材
が望ましい。

【０１０９】以上のように構成されたリニアモータにお
いて、永久磁石１５から発生した磁束１９は、空隙９、
インナヨーク１、空隙９、永久磁石１４、アウタヨーク
３、空隙９を通って永久磁石１５に戻ると共に空隙９に
静磁界を発生する。インナヨーク１、アウタヨーク３中
では薄板２，４の平面内を循環する。

【０１１０】磁束１９は一部可動部ベース３３，３４、
スペーサ３８、支持部３９をも通過しようとするが、可
動部ベース３３，３４、スペーサ３８、支持部３９を非
磁性体で構成しているので、磁束１９は可動部ベース３
３，３４、スペーサ３８、支持部３９を殆ど通過するこ
となく、可動部ベース３３，３４、スペーサ３８、支持
部３９において不要な渦電流による鉄損を発生すること
がない。

【０１１１】また、永久磁石１４，１５に接する可動部
ベース３３，３４、スペーサ３８の固有抵抗が高いの
で、磁束１９が一部可動部支持体１６を通過したとして
も鉄損を発生することがない。

【０１１２】以上のように本実施例のリニアモータは、
可動部ベース３３，３４とスペーサ３８を非磁性体で且
つ固有抵抗の高い素材で構成し、支持部を非磁性体で構
成している。

【０１１３】従って、可動部の強度が確保され、リニア
モータの製造が簡易になると共に、可動部の鉄損を更に
低減してモータ効率を向上するという作用を有する。

【０１１４】（実施例１２）本発明の第１２実施例の可
動部の構成は、前述の図７と同様であり、リニアモータ
としての全体構成も、前述の図１，図２と同様である。

【０１１５】図７において、可動部１３は口型の一対の
可動部ベース３３，３４と、前記可動部ベース３３，３
４を支えて略立方体状に構成する複数の支柱３５と、略
立方体状に構成された相対向する２面３６，３７におい
て、一対の可動部ベース３３，３４に挟まれると共に所
定間隔を設けて配置するためにスペーサ３８を間に設け
た一対の永久磁石１４，１５と、両インナヨーク１間の
空隙で可動部１３とシャフト１７を接続する支持部３９
とから構成している。

【０１１６】ここで、可動部ベース３３，３４、支柱３
５、スペーサ３８、支持部３９の接続固定に、非磁性体
で且つ固有抵抗の高いＳＵＳ等のネジ，ボルトを使用し
ている。

【０１１７】以上のように構成された可動部では、鉄損
を更に低減する。以上のように本実施例のリニアモータ
は、可動部ベース３３，３４、支柱３５、スペーサ３
８、支持部３９を非磁性体で且つ固有抵抗の高いＳＵＳ
等のネジ，ボルトで接続固定して構成している。

【０１１８】従って、可動部の鉄損を更に低減してモー
タ効率を向上するという作用を有する。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明は、略長方形状で透磁率が高い薄板を多数積み重ねて
形成した角柱状のインナヨークと、略長方形状で透磁率
が高い薄板を多数積み重ねて形成すると共に軸方向にス
ロットを切り欠いたアウタヨークと、前記アウタヨーク
の軸方向に異磁極を交互に形成するように３個の磁極の
中央の磁極に巻き付けたコイルと、前記アウタヨークの
磁極を有する面をインナヨークに対向して所定空隙を隔
てて構成したヨークブロックと、１組のヨークブロック
をインナヨーク側を所定間隔を設けて対向させて保持す
る平板状のベースと、両インナヨークの中心に位置する
ようにベースを取り付けた軸受けと、前記インナヨーク
とアウタヨークの対向する方向に磁化した一対の平板状
永久磁石を磁化の向きが逆向きになるように軸方向に所
定間隔を設けて前記インナヨークとアウタヨーク間の空
隙内に保持した可動部と、前記可動部と一体化すると共
に前記軸受けに挿入したシャフトから構成したことによ
り、インナヨーク，アウタヨークの鉄損を低減してモー
タ効率を向上すると共に、リニアモータの製造が簡易に
なる。

【０１２０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、アウタヨークを３つの磁極
を分割した３個のブロックから構成し、中央の磁極にコ
イルを挿入した後３個のブロックを合体して構成したこ
とにより、コイルの占積率が高まり、リニアモータが小
型化できるという作用を有する。

【０１２１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、アウタヨークの磁極と反対
面の角を切り落として構成したことにより、アウタヨー
クの不要な磁束が減少し、鉄損を低減してモータ効率を
向上する。

【０１２２】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、ヨークブロックを保持する
ベースを非磁性体で構成したことにより、ベースの鉄損
を低減してモータ効率を向上する。

【０１２３】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、ヨークブロックを保持する
ベースを非磁性体で且つ固有抵抗の高い素材で構成した
ことにより、ベースの鉄損を更に低減してモータ効率を
向上する。

【０１２４】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、ベースに前記インナヨーク
とアウタヨーク間の空隙幅に等しい幅の凸部を設け、イ
ンナヨーク及びアウタヨークを凸部に押し当てて固定し
て構成したことにより、インナヨークとアウタヨーク間
の空隙距離を精度良く確保できると共に、リニアモータ
の製造が簡易になる。

【０１２５】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
記載リニアモータにおいて、インナヨーク及びアウタヨ
ークのお互いに対向する面以外の面に密着した非磁性体
からなる保持部材でインナヨーク及びアウタヨークを各
々ベースに固定して構成したことにより、インナヨーク
とアウタヨーク間の空隙距離を精度良く確保できると共
に、リニアモータの製造が簡易になる。

【０１２６】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、可動部を非磁性体で構成し
たことにより、可動部の鉄損を低減してモータ効率を向
上する。

【０１２７】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
記載リニアモータにおいて、可動部を非磁性体で且つ固
有抵抗の高い素材で構成したことにより、可動部の鉄損
を更に低減してモータ効率を向上する。

【０１２８】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１記載リニアモータにおいて、可動部を口型の１組の可
動部上下ベースと、前記可動部上下ベースを支えて略立
方体状に構成する複数の支柱と、前記一対の永久磁石を
所定間隔を設けて配置するために永久磁石間に設けたス
ペーサと、両インナヨーク間の空隙で可動部とシャフト
を接続する支持部とから構成したことにより、可動部の
強度が確保され、リニアモータの製造が簡易になる。

【０１２９】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１０記載リニアモータにおいて、可動部ベースとスペー
サを非磁性体で且つ固有抵抗の高い素材で構成し、支持
部を非磁性体で構成したことにより、可動部の強度が確
保され、リニアモータの製造が簡易になると共に、可動
部の鉄損を更に低減してモータ効率を向上する。

【０１３０】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１０記載リニアモータにおいて、前記可動部ベース，支
柱，スペーサ，支持部を非磁性体で且つ固有抵抗の高い
ＳＵＳ等のネジ，ボルトで接続固定して構成したことに
より、可動部の鉄損を更に低減してモータ効率を向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のリニアモータの断面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図

【図３】本発明の第２実施例のアウタヨークの分解図

【図４】本発明の第３実施例のリニアモータの斜視図

【図５】本発明の第６実施例のリニアモータの断面図

【図６】本発明の第７実施例のリニアモータの断面図

【図７】本発明の第１０実施例の可動部の斜視図

【図８】従来例のリニアモータの断面図

【符号の説明】

１インナヨーク２，４薄板３アウタヨーク５軸９空隙１０ヨークブロック１２コイル１４，１５永久磁石１７シャフト１８軸受け

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略長方形状で透磁率が高い薄板を多数積
み重ねて形成した角柱状のインナヨークと、略長方形状
で透磁率が高い薄板を多数積み重ねて形成すると共に軸
方向にスロットを切り欠いたアウタヨークと、前記アウ
タヨークの軸方向に異磁極を交互に形成するように３個
の磁極の中央の磁極に巻き付けたコイルと、前記アウタ
ヨークの磁極を有する面をインナヨークに対向して所定
空隙を隔てて構成したヨークブロックと、１組のヨーク
ブロックをインナヨーク側を所定間隔を設けて対向させ
て保持する平板状のベースと、両インナヨークの中心に
位置するようにベースに取り付けた軸受けと、前記イン
ナヨークとアウタヨークの対向する方向に磁化した一対
の平板状永久磁石を磁化の向きが逆向きになるように軸
方向に所定間隔を設けて前記インナヨークとアウタヨー
ク間の空隙内に保持した可動部と、前記可動部と一体化
すると共に前記軸受けに挿入したシャフトから構成した
リニアモータ。
【請求項２】前記アウタヨークを３つの磁極を分割し
た３個のブロックから構成し、中央の磁極にコイルを挿
入した後３個のブロックを合体した請求項１記載のリニ
アモータ。
【請求項３】前記アウタヨークの磁極と反対面の角を
切り落とした請求項１記載のリニアモータ。
【請求項４】前記ヨークブロックを保持するベースを
非磁性体で構成した請求項１記載のリニアモータ。
【請求項５】前記ヨークブロックを保持するベースを
非磁性体で且つ固有抵抗の高い素材で構成した請求項１
記載のリニアモータ。
【請求項６】前記ベースに前記インナヨークとアウタ
ヨーク間の空隙幅に等しい幅の凸部を設け、インナヨー
ク及びアウタヨークを凸部に押し当てて固定した請求項
１記載のリニアモータ。
【請求項７】前記可動部を非磁性体で構成した請求項
１記載のリニアモータ。
【請求項８】前記可動部を非磁性体で且つ固有抵抗の
高い素材で構成した請求項１記載のリニアモータ。
【請求項９】前記可動部を口型の一対の可動部ベース
と、前記可動部ベースを支えて略立方体状に構成する複
数の支柱と、略立方体状に構成された相対向する２面に
おいて、一対の可動部ベースに挟まれると共に所定間隔
を設けて配置するためにスペーサを間に設けた一対の永
久磁石と、前記インナヨーク間の空隙で可動部とシャフ
トを接続する支持部とから構成した請求項１記載のリニ
アモータ。
【請求項１０】前記インナヨーク及びアウタヨークの
お互いに対向する面以外の面に密着した非磁性体からな
る保持部材でインナヨーク及びアウタヨークを各々ベー
スに固定した請求項６記載のリニアモータ。
【請求項１１】前記可動部ベースとスペーサを非磁性
体で且つ固有抵抗の高い素材で構成し、支持部を非磁性
体で構成した請求項９記載のリニアモータ。
【請求項１２】前記可動部ベース，支柱，スペーサ，
支持部を非磁性体で且つ固有抵抗の高いＳＵＳ等のネ
ジ，ボルトで接続固定した請求項９記載のリニアモー
タ。