JPS59113764A - リニアモ−タ - Google Patents
リニアモ−タInfo
- Publication number
- JPS59113764A JPS59113764A JP22236382A JP22236382A JPS59113764A JP S59113764 A JPS59113764 A JP S59113764A JP 22236382 A JP22236382 A JP 22236382A JP 22236382 A JP22236382 A JP 22236382A JP S59113764 A JPS59113764 A JP S59113764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- guide
- coating
- linear motor
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Linear Motors (AREA)
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。
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
本発明＋ｔリニアモータに関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の磁極歯を有するリニアモータは第１図〜第３図に
示すように、単列又は複列で等ピッチの固定子磁極歯１
を有する固定子２と、固定子２に設けられた走行ガイド
部３と、走行ガイド部３を案内にベアリング４を介して
矢印方向へ走行する可動子より構成される。可動子５の
具体構成は、側板６と、側板６に設けられたコア上７、
永久磁石８、コア下９、駆動コイル１０．および前記走
行ガイド部３をガイドに走行する前記ベアリング４より
構成され、更にコア下９には可動子磁極歯１０が設けら
れている。可動子の動作原理は本発明とは無関係でちゃ
、かつリニアモータの方式により構成、駆動原理も異な
るので省略するが、ここに具体例として示した磁極歯を
有するリニアモータの動作原理は、リニアパルスモータ
と同一原理に基づくものである。
示すように、単列又は複列で等ピッチの固定子磁極歯１
を有する固定子２と、固定子２に設けられた走行ガイド
部３と、走行ガイド部３を案内にベアリング４を介して
矢印方向へ走行する可動子より構成される。可動子５の
具体構成は、側板６と、側板６に設けられたコア上７、
永久磁石８、コア下９、駆動コイル１０．および前記走
行ガイド部３をガイドに走行する前記ベアリング４より
構成され、更にコア下９には可動子磁極歯１０が設けら
れている。可動子の動作原理は本発明とは無関係でちゃ
、かつリニアモータの方式により構成、駆動原理も異な
るので省略するが、ここに具体例として示した磁極歯を
有するリニアモータの動作原理は、リニアパルスモータ
と同一原理に基づくものである。
上記構造の磁極歯を有するリニアモータでは、モータ特
性を向上、安定させるため、第３図に示す固定子磁極歯
１と可動子磁極歯１１間のギャップＧを一般に５ｏ〜２
００μｍに設定し、更にそのバラツキは、設定ギヤ、プ
に対し±１０％以下の公差に押える必要がある。一方、
固定子２と可動子５間には２、磁気回路を構成する必要
があるため、固定子２の素材は一般に純鉄、低炭素鋼等
のいわゆる軟鉄が用いられる。このため、実際は走行ガ
イド部３に適切々高硬度処理を施さなければ、走行ガイ
ド部３は可動子５の走行に伴いベアリング４で摩耗が発
生するので前記ギャップＧが変動する。この結果、モー
タ特性が変動し、場合によっては可動子磁極歯１１と固
定子磁極歯１が接触して可動子５が動かないという現象
が生じる。この現象に対し、第１の従来例として第４図
に示すように、固定子２０走行ガイド部３に硬質クロム
メッキの被覆１２を施す方法があった。この方法は後述
する第２．第３の従来例より低コストでかつ量産性に豊
んだ方法であり一般に広く使われかつ実用化されている
。しかし近年リニアモータ性能が大幅に向上しつつあり
、例えば第３図における永久磁石８を希土類永久磁石と
し、更に固定子磁極歯２と可動子磁極歯１１の位相関係
をフィードバックしつつ通電させる方式のキータ性能は
、最大加速度１０Ｇ、最大速度３ ｍ ／ Ｓｔｌ！Ｇ
に達しており、この時固定子２と可動子５間の吸着力は
１００１に達する。このようなりニアモータに対し、第
１の従来例の如き構成ではクロムメッキの被覆１２が数
十時間で剥離、脱落を生じるという欠点があった。
性を向上、安定させるため、第３図に示す固定子磁極歯
１と可動子磁極歯１１間のギャップＧを一般に５ｏ〜２
００μｍに設定し、更にそのバラツキは、設定ギヤ、プ
に対し±１０％以下の公差に押える必要がある。一方、
固定子２と可動子５間には２、磁気回路を構成する必要
があるため、固定子２の素材は一般に純鉄、低炭素鋼等
のいわゆる軟鉄が用いられる。このため、実際は走行ガ
イド部３に適切々高硬度処理を施さなければ、走行ガイ
ド部３は可動子５の走行に伴いベアリング４で摩耗が発
生するので前記ギャップＧが変動する。この結果、モー
タ特性が変動し、場合によっては可動子磁極歯１１と固
定子磁極歯１が接触して可動子５が動かないという現象
が生じる。この現象に対し、第１の従来例として第４図
に示すように、固定子２０走行ガイド部３に硬質クロム
メッキの被覆１２を施す方法があった。この方法は後述
する第２．第３の従来例より低コストでかつ量産性に豊
んだ方法であり一般に広く使われかつ実用化されている
。しかし近年リニアモータ性能が大幅に向上しつつあり
、例えば第３図における永久磁石８を希土類永久磁石と
し、更に固定子磁極歯２と可動子磁極歯１１の位相関係
をフィードバックしつつ通電させる方式のキータ性能は
、最大加速度１０Ｇ、最大速度３ ｍ ／ Ｓｔｌ！Ｇ
に達しており、この時固定子２と可動子５間の吸着力は
１００１に達する。このようなりニアモータに対し、第
１の従来例の如き構成ではクロムメッキの被覆１２が数
十時間で剥離、脱落を生じるという欠点があった。
第２の従来例として第５図に示すように、固定子２の走
行ガイド部３を浸炭、焼入れする方法がある。一般的に
は浸炭深さが大きくとれる固体浸炭法で行なうが、他の
浸炭法も含め、浸炭温度９００°Ｃ１焼入温度８６０’
Ｃより急冷焼入といういずれも俗に言うＡ１変態温度よ
りかなり高い温度での熱処理を行なう必要があり当然熱
変形量が大きい。固定子２の寸法５００鵡、厚み１０１
６、幅８４韻とするとき、熱変形量が約１１ｎ生じるか
、浸炭深さが２腸程まで可能なため、技術的にはこの方
法で固定子２を製作できる。しかし、浸炭。
行ガイド部３を浸炭、焼入れする方法がある。一般的に
は浸炭深さが大きくとれる固体浸炭法で行なうが、他の
浸炭法も含め、浸炭温度９００°Ｃ１焼入温度８６０’
Ｃより急冷焼入といういずれも俗に言うＡ１変態温度よ
りかなり高い温度での熱処理を行なう必要があり当然熱
変形量が大きい。固定子２の寸法５００鵡、厚み１０１
６、幅８４韻とするとき、熱変形量が約１１ｎ生じるか
、浸炭深さが２腸程まで可能なため、技術的にはこの方
法で固定子２を製作できる。しかし、浸炭。
焼入、焼もどし、および焼もどし後に行なう熱変形量分
を除去するだめの研削加工等を考慮すると明らかに量産
性に貧しく、コスト高になるという欠点を有していた。
を除去するだめの研削加工等を考慮すると明らかに量産
性に貧しく、コスト高になるという欠点を有していた。
第３の従来例として第６図に示す固定子２と、走行ガイ
ド部材１３を分割構成する方法がある。
ド部材１３を分割構成する方法がある。
走行ガイド部材１３素材を炭素工具鋼の５Ｋ−３とし、
この焼入を比較的熱変形量が少ない高周波焼入とすると
き、前記固定子寸法走行カイト部材の熱変形量は０．５
ｌｌｌ５程に納まる。しかし固定子磁極歯１と可動子
磁極歯１１間のギヤノブ５０〜２００μｍに対しる±１
０％の公差以下に押えることは不可能であり、必然的に
走行ガイド部材１３焼入後の工程として、焼なまし、走
行ガイド部材１３と固定子２の組立固定、走行ガイド部
材１３上の走行ガイド部３、固定子磁極歯面２′の研削
等が必要となる。当然この方法も第２の実施例はどでは
ないが、かなりのコスト高になるという欠点を有してい
る。
この焼入を比較的熱変形量が少ない高周波焼入とすると
き、前記固定子寸法走行カイト部材の熱変形量は０．５
ｌｌｌ５程に納まる。しかし固定子磁極歯１と可動子
磁極歯１１間のギヤノブ５０〜２００μｍに対しる±１
０％の公差以下に押えることは不可能であり、必然的に
走行ガイド部材１３焼入後の工程として、焼なまし、走
行ガイド部材１３と固定子２の組立固定、走行ガイド部
材１３上の走行ガイド部３、固定子磁極歯面２′の研削
等が必要となる。当然この方法も第２の実施例はどでは
ないが、かなりのコスト高になるという欠点を有してい
る。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、固定子の走行ガイド面を低コ
ストで高硬度化することにより、性能の安定した長寿命
の、かつ低コストのりニアモータを提供するものである
。
ストで高硬度化することにより、性能の安定した長寿命
の、かつ低コストのりニアモータを提供するものである
。
発明の構成
本発明は、固定子と、固定子上に設けられたガイド部と
、このガイド部に前記固定子素材に歪を生じさせる変態
温度より低温で、かつ固定子素材の歪取焼鈍温度と同じ
温度でイオンブレーティング法により設けられた高硬度
被覆部と、この・高硬度被覆部を案内にして走行する可
動子より構成こ・れたリニアモータであり、リニアモー
タの長寿命化、低コスト化、性能９安定化がはかれ、更
に高性能リニアモータにも応用できるという特有の効果
を有する。
、このガイド部に前記固定子素材に歪を生じさせる変態
温度より低温で、かつ固定子素材の歪取焼鈍温度と同じ
温度でイオンブレーティング法により設けられた高硬度
被覆部と、この・高硬度被覆部を案内にして走行する可
動子より構成こ・れたリニアモータであり、リニアモー
タの長寿命化、低コスト化、性能９安定化がはかれ、更
に高性能リニアモータにも応用できるという特有の効果
を有する。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。第７図は純鉄、低炭素鋼等の磁気特性の良い素材
を歪取焼鈍後、固定子磁極歯面′２及び走行ガイド部３
を研摩加工した固定子２である。この後、固定子２素材
変態点温度以下でかっ、できるなら固定子２素材の歪取
焼鈍温度と同じ温度で走行ガイド部３にイオンブレーテ
ィング法により高硬度金属の被覆１４を形成したもので
ある。
する。第７図は純鉄、低炭素鋼等の磁気特性の良い素材
を歪取焼鈍後、固定子磁極歯面′２及び走行ガイド部３
を研摩加工した固定子２である。この後、固定子２素材
変態点温度以下でかっ、できるなら固定子２素材の歪取
焼鈍温度と同じ温度で走行ガイド部３にイオンブレーテ
ィング法により高硬度金属の被覆１４を形成したもので
ある。
一般にイオンブレーティング法により形成された被覆部
１４は、素材（固定子素材）、イオンブレーティングす
る高硬度金属及びイオンプレーティフグ時の温度、時間
等により″＄覆１４の厚み、硬度、素材との密着強度等
が異なる。本実施例では被覆部１４の硬度、固定子２素
材との密着強度、厚みと厚みのバラツキ等はもちろん、
固定子２の磁気特性、イオンブレーティング後の後加工
の有無等を検討した結果下記条件で実施した。固定子２
の素材は純鉄、低炭素鋼の２種類とし、高硬度金属をチ
タンカーバイト、イオンブレーティング時の加熱温度５
００°Ｃ被覆１４の厚みを目標値１０１１ｍとした。こ
の条件および目標で試作した結果、純鉄、低炭素鋼共に
ビッカース硬度Ｈｖ ２０００、素拐と被覆１４との密
着強度５０ ＫＰ ／ ｍａ以上、被覆１４の厚みバラ
ツキ最大５μｍ１固定子２の長手方向ソリ最大６μｍで
あった。参考までにクロムメッキの硬度、密着強度を記
すると、硬度はＨｖ硬度８００、密着強度９ Ｋｐ ／
ｍ♂である０そりに関しては固定子２の素材加工前歪
取焼鋼温度とイオンブレーティング時の加熱温度がほぼ
同じで５００°Ｃであり、かつ大きな歪を発生させる変
態温度よりかなり低温であったため、第２．第３の従来
例よりかなり少なかった。このようにして製作された固
定子２を最大加速度１０Ｇ１最犬速度３−ｎ／就固定子
２可動子１１間吸着力１００曝の磁極歯の磁極歯を有す
るリニアモータに用いて実験した結果、イオンブレーテ
ィング後の後加工無しで所望のモータ特性が得られ、か
つ被覆１４の摩耗はほとんどみられなかった。
１４は、素材（固定子素材）、イオンブレーティングす
る高硬度金属及びイオンプレーティフグ時の温度、時間
等により″＄覆１４の厚み、硬度、素材との密着強度等
が異なる。本実施例では被覆部１４の硬度、固定子２素
材との密着強度、厚みと厚みのバラツキ等はもちろん、
固定子２の磁気特性、イオンブレーティング後の後加工
の有無等を検討した結果下記条件で実施した。固定子２
の素材は純鉄、低炭素鋼の２種類とし、高硬度金属をチ
タンカーバイト、イオンブレーティング時の加熱温度５
００°Ｃ被覆１４の厚みを目標値１０１１ｍとした。こ
の条件および目標で試作した結果、純鉄、低炭素鋼共に
ビッカース硬度Ｈｖ ２０００、素拐と被覆１４との密
着強度５０ ＫＰ ／ ｍａ以上、被覆１４の厚みバラ
ツキ最大５μｍ１固定子２の長手方向ソリ最大６μｍで
あった。参考までにクロムメッキの硬度、密着強度を記
すると、硬度はＨｖ硬度８００、密着強度９ Ｋｐ ／
ｍ♂である０そりに関しては固定子２の素材加工前歪
取焼鋼温度とイオンブレーティング時の加熱温度がほぼ
同じで５００°Ｃであり、かつ大きな歪を発生させる変
態温度よりかなり低温であったため、第２．第３の従来
例よりかなり少なかった。このようにして製作された固
定子２を最大加速度１０Ｇ１最犬速度３−ｎ／就固定子
２可動子１１間吸着力１００曝の磁極歯の磁極歯を有す
るリニアモータに用いて実験した結果、イオンブレーテ
ィング後の後加工無しで所望のモータ特性が得られ、か
つ被覆１４の摩耗はほとんどみられなかった。
以上のように本実施例によれば、固定子２上の走行ガイ
ド部３を固定子素材に大きな歪を発生させる変態点温度
以下でかつできるなら固定子２素材の歪取焼鈍温度と同
じ温度でイオンブレーティング法により高硬度金属の被
覆部を設け、この被覆部をガイドに可動子を走行させる
ことにより、低コストでモータ性能が安定な、かつ長寿
命のりニアモータとすることができ、更に希土類永久磁
石を用いたような高性能リニアモータにも応用できる。
ド部３を固定子素材に大きな歪を発生させる変態点温度
以下でかつできるなら固定子２素材の歪取焼鈍温度と同
じ温度でイオンブレーティング法により高硬度金属の被
覆部を設け、この被覆部をガイドに可動子を走行させる
ことにより、低コストでモータ性能が安定な、かつ長寿
命のりニアモータとすることができ、更に希土類永久磁
石を用いたような高性能リニアモータにも応用できる。
なお本実施例において、固定子は磁極歯を有するリニア
モータ用の固定子として説明したが他方式リニアモータ
の固定子でも良く、高硬度金属をチタンカーバイトで実
施したが他の高硬度金属でも良い。更に本実施例では走
行ガイド部を上下方向及び固定子幅方向にそれぞれ分割
構成したが、どちらか一方でも良く、上下方向、幅方向
ガイド部を一体としても良い。また、固定子素材は純鉄
、低炭素鋼に限定するものでなく、固定子と走行ガイド
部を一体とする必要もない０ 発明の効果 以上のように本発明は固定子と、固定子上に設けられた
ガイド部と、このガイド部に固定子素材に大きな歪を生
じさせる変態温度以下で、かつ固定子素材の歪取焼鈍と
同程度でイオンブレーティング法により設けられた高硬
度被覆部と、この高硬度被覆を案内にして走行する可動
子を備えたリニアモータとすることにより、低コストで
モータ特性が安定な、かつ長寿命のりニアモータとする
ことができ、更に希土類磁石を用いた高性能リニアモー
タにも応用できその実用的効果は犬なるものがある。
モータ用の固定子として説明したが他方式リニアモータ
の固定子でも良く、高硬度金属をチタンカーバイトで実
施したが他の高硬度金属でも良い。更に本実施例では走
行ガイド部を上下方向及び固定子幅方向にそれぞれ分割
構成したが、どちらか一方でも良く、上下方向、幅方向
ガイド部を一体としても良い。また、固定子素材は純鉄
、低炭素鋼に限定するものでなく、固定子と走行ガイド
部を一体とする必要もない０ 発明の効果 以上のように本発明は固定子と、固定子上に設けられた
ガイド部と、このガイド部に固定子素材に大きな歪を生
じさせる変態温度以下で、かつ固定子素材の歪取焼鈍と
同程度でイオンブレーティング法により設けられた高硬
度被覆部と、この高硬度被覆を案内にして走行する可動
子を備えたリニアモータとすることにより、低コストで
モータ特性が安定な、かつ長寿命のりニアモータとする
ことができ、更に希土類磁石を用いた高性能リニアモー
タにも応用できその実用的効果は犬なるものがある。
第１図＝≠舎図社磁極歯を有するリニアモータは本発明
の一実施例におけるリニアモータの固定子の断面図であ
る。 ２ ・ 固定子、３・・・・・走行ガイド部、４ ベ
アリング、５・・・・・・可動子、８・・・・永久磁石
、１４・・ 高硬度被覆。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＠１
図 第４図
の一実施例におけるリニアモータの固定子の断面図であ
る。 ２ ・ 固定子、３・・・・・走行ガイド部、４ ベ
アリング、５・・・・・・可動子、８・・・・永久磁石
、１４・・ 高硬度被覆。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名＠１
図 第４図
Claims (1)
- 固定子と、この固定子上に設けられたガイド部と、この
ガイド部に、前記固定子の素材に歪を生じさせない変態
温度以下で、かつ固定子素材の歪取焼鈍温度と略同等の
温度でイオンブレーティング法により設けられた高硬度
被覆部と、この高硬度被覆部を案内にして走行可能な可
動子とを備えたりニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22236382A JPS59113764A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | リニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22236382A JPS59113764A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | リニアモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59113764A true JPS59113764A (ja) | 1984-06-30 |
Family
ID=16781166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22236382A Pending JPS59113764A (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | リニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59113764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124257A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ |
-
1982
- 1982-12-17 JP JP22236382A patent/JPS59113764A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124257A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ |
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