JPS60162471A - 直流リニアモ−タ駆動コイルユニツト - 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】 本発明はＮ＜ｈｔ　Ｓ（ｉの磁（ａをａする２ｐ（ｐは
１以りの正の整数）極の界磁マグネットをａし、他の直
流リニアモータ駆動コイルユニットの係合ツトをｎ　（
ｎは２以上の正の整数）個仔する直流リニアモータに用
いる直流リニアモータ用駆動コイルユニットに関し、か
かる駆動コイルユニットうにすることと共に大きな磁束
密度を得ることができるようにして太き／、ｉ′推力が
得られて高効率で、走行チを高速移動でき、走行子を長
いストロークに渡って移動できるようにし、駆動コイル
を堅固に形成できて駆動コイルの形状の破損を防止でき
、長寿命で、構成が簡単で、し刀）も１組付けが容易で
安ｆｉｌｌｉに直：’５ｔ　！Ｊニアモータを形成でき
るようにすることを目的になされた直流リニアモータ駆
動コイルユニットを得ることを目的になされたものであ
る。一般に物を動かすための駆動力源としては。

回転運動を行なう回転モータが頻繋に１吏用されており
、！１．デに回転モータの利用度は高いことは周知であ
る。しかし、この回転運動を行なう回転モーモータ方式
による方が多くの県で利αがあることは公知であろう即
し１回転運動エネルギを直線運動エネルギに変換するた
めの複雑す機構を構成する歯車群やロールベルト群を必
要とするからである。このように１回転モータを用いた
場合には、回転運動エネルギを直線運動エネルギに変換
する桟イ１°Ｉ′ｊが必要であるため、瞬時に物を直線
運動させるための本来的能力に乏しいほか、構造が複雑
となり、高価となるばかりか１回転運動エネルギをめ１
こ、物を直線運動させるのに、種々の新たな効率良好な
直流回転モータが開発、製造されているが、物を直線運
動させるには、直流回転モータよりも直らに直線運動を
行なう直流リニアモータの方がはるかにａ効である。こ
こに、直流リニアモータとしては、夢の超特急列車とい
われているリニアモータカーが囚知であるが、このリニ
アモータカーはど大げさでなく、もつと小型のものも、
直流リニアモータａｔｒＲで駆動できるようになれば。

もつと便利で性能の良い装置ができあがるものである、
しかし、ａ々の装置に直流リニアモータを適用仕んとす
る場合１画一的なものを作成しても、直線運動走行距離
が装置によって異なるため、一様なものを適用できない
。このため、従来においては、リニアモータのａ動性が
叫ばれていながらＩ−分なものが出現していないのが現
状である。

結して必要な長さの電機子を形成できる係合部をＨする
直流リニア用駆動コイルユニットを提供した。

す奈キ尤≠−；力１力）る直流リニアモータ用駆動コイ
ルユニットを用いて、可動用又はステータ用電歳子を形
成してやると、当該直流リニアモータとして、必要なス
トロークのものを極めてｌに形成でき、シフ：ｌ）も安
価に量産できて望ましいものとなる。

ここにおいて、上記のように駆動コイルを単ニブラスチ
ックモールドしただけでは、当該駆動コイルは、堅固な
ものに形成できるが、当該駆動コイルは線債率が悪いた
め及び上記プラスチックによって大きなエアーぞヤップ
が形成されて、大きな推力が得られず、極めて推力が大
きく効率の長幼な直流リニアモータが得られないという
欠点がある。本発明は上記背景を基になされたものであ
り、上記のように単なるプラスチック（樹脂）によって
、駆動コイルをモールドするものでなく。

磁性体粉入り樹脂によって駆動コイルをモールドタを極
めて容易に量産できるようにすることを目的になされた
ものであるう 以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明していく。

まず、第１図乃至第５図を参照して、本発明を適用しよ
うとする一例としての直流リニアモータ２、固定子盤２
の上に固設された鉄板等からなる薄板磁性体ヨーク３．
該ヨーク６の上面に固設された。推力に寄与する導体部
４ａと４ｂとの開角が後記するｌｆＱマグネットのＮ又
はＳの各１ａ（Ｍの幅の略／２ｎ−１／／（ｎは１以上
の正の整数）倍（尚、この実施例ではｎ＝１としている
）の駆動コイル４群（腹数問を互いに重畳しないように
平面密接して配設している）と、ポール素子等の磁気１
δ応素子５群と７：ｌ）らなる。尚、上記固定子盤２の
端部にはＬ字状の保合部６が形成されている。

この係合部６の上には、第１図及び第４１，１では省し 略ｌているが、ζ線で示す位置まで上記ヨーク６が延長
して設けられている。この係合部６は他の同（、ｉキな
駆動コイル４２！ｒ：をｆ了する固定子盤２に設けられ
た保合’；＋４６’と係合するものである。この係合部
６，６′については更に後記で詳説する。さて、ヨーク
６は固定子盤２よりも第１図及び第４図で判明するよう
に輻の狭いものを固定子盤２上に固設している。このよ
うにした理由について述べると１本末的には、ヨーク乙
の幅は更に幅の狭い。

即ち、後記する界磁マグネットと同様にすれば良いのだ
が、ヨーク乙の厚み及び幅によって後記する移動子盤の
がイドレールを形成するためである。

このことは、以下において更に詳説する。駆動コイル４
に相対的走行するように、側面部に回動自在に設けた何
べろを汀する磁性体でできた断面コ字状の走行体である
移動子盤７の内面に、Ｎ、Ｓの磁極を交互にＳ極以上灯
する界磁マグネット８を固設している。界磁マグネット
８としては１例えば第５図に示すようにＮ、Ｓ極の磁極
を３極以ＩＺｆｆするものを用いることとする。このよ
うな界磁マグネット８をａする移動子盤７の脱調を行な
わすないため、及び走行ガイドを行なわ仕るために、固
定ｒ盤２上に厚みのあるヨーク６を設けて％防止を図っ
ている。磁気感応素子５は本来的には、界磁マグネット
８と相対向する駆動コイル４の推力に寄与する導体部４
ａ又は４ｂ上に配置すべきであるが、この位置に索子５
を配置すると。

この素子５の厚み分だけ、エアーギャップが増長して効
率の悪いものとなってしまうっそこで、上記位１δと等
化関係にある駆動コイル４の２つの推力に寄与する導体
部４ａと４ｂ間位１［１に配設している。さて、上記係
合部６は、他の固定子盤２の他端に設けられた保合部６
′と１８０度反対にしたＬ字側の釣手状υものに形成さ
れており、下方向又は側面方向力）ら係合部６′に係合
可能な形状にされている。ここにおいて、係合部６と６
′は上下方向に揺れ動いて係脱しては［）するので、係
合部乙の上面にはヨーク６を延長形成させ、１系合部６
′の上面には、ヨーク６を設けないようにしているうヨ
ーク６を設けることで係合部６′はヨーク６に阻止され
て下方向に離脱しなくなる。面、係合部６′は下方向に
は「１１Ｆ脱してしまう倶れがあるとしても、固定子盤
２は固定子側に配置されるので、下方向へ係合部６′が
係脱することはない。

以上のように直流リニアモータＬ　Ｍの駆動コイル４群
からなるステータ電桜子（あるいは可動電機子）を形成
するために、次々に連結して必要な長さの電裁子が得ら
れるようにするための本発明の直流リニアモータ駆動コ
イルユニット１について以下に説明していく。

まず第６図を参照して本発明の第１実施例としての直流
リニアモータ駆動コイルユニット１について説明すると
、この駆動コイルユニット１は。

駆動コイル４の推力に寄与する導体部４ａ、４ｂの両端
ｉｌ！Ｉ５（尚、駆動コイル４が複数の場合には。

ユニット１の端部に位置する駆動コイル４の一端部及び
他の他端部に位置する駆動コイルの他端部）に側面方向
からのみ保合可能な係合部９ａ及び９ｂを設けた場合を
示す。駆動コイル４は、推力に９、ｙ与する導体部４ａ
と４ｂとの開角が上記界磁マグネット８の磁極の奇数倍
の幅に形成された四角形状のものとなっている。駆動コ
イル４は、導線を右同形成したものであっても、プリン
ト印刷により形成したプリントコイル（所謂シートコイ
ル）であっても良い。上記係合部９ａと９ｂとは、当該
駆動コイル４を磁性体粉末を混入したプラスチックでモ
ールドした際に当該プラスチック１０によって一体形成
＃た右宴にて半截している。尚。

第６図のものに当っては、プラスチック１０は。

叶（動コイル４の下面部まで設けていない場合を図示す
るが、そのようにしても良い。律動コイル４は、その表
面全体を上記磁性体粉末を混入したプラスチック１０で
モールドしている。かかるプラスチック１０でモールド
した！！１（動コイル４を用いると、を記リニアモータ
ＬＭの磁気抵抗を下げ。

磁気；゛（ｑ度を−Ｌ昇できるので、大きな推力の直流
リニアモータＬ　Ｍが得られるものとなる。Ｌ記磁性体
粉を混入したプラスチック１０としては、例えばエポキ
シ系ｈ　４ｐ、２物バインダーで混練した軟磁性材料の
微粉末を充填したものを用い、このプラスチック１０で
、駆動コイル４の表面に薄くモールドすると共に駆動コ
イル４の側面部に上記係合部９ａ、９ｂを一体形成して
いる。上記のように。

プラスチック１０で駆動コイル４の表面をモールドして
やると、駆動コイル４の表面が平担になり。

また駆動コイル４の形状も、成型用の型によって精度良
く製造することかでき、界磁マグネット８とＩｇ駆動コ
イル間のエアーギャップも小さくできる。さらに、パイ
ン々゛−で混練した軟磁性材料のｉ′孜扮末は、透磁率
を高めることができ、導線のみで造られた駆動コイル４
よりも、磁気抵抗を小さくでき、安価なフェライト磁石
を利用して実用上１−分な性能が得られる。尚、上記に
おいて、微粉末としてフェライト粉末を用いた例を示し
たが。

かかる粉末はそれ自身の大きさが小さく　（０，０５〜
１０）、電導率も悪いため、うず電流損失の発生もほと
んど認めることができなかった。さらに。

透磁率を上げるためには、フェライト粉末の代わりに、
純鉄粉末を使用しても良い。

第７図乃至第１０図を参照して、磁性体粉末を混入した
プラスチック１ｏによって形成した特殊磁性体の他の例
及びその形成方法について説明する。第７図は磁性体ヨ
ーク構成材料の拡大図を示し、符号１４は鉄粉、１５は
プラスチック粉を示している。この第７図にδける状態
では、微少な鉄粉１４を適宜な手段で更に微少なプラス
チック粉１５内を通過さすることで、鉄粉１４の周囲に
更に微少なプラスチック粉１５を付着させた状態を示し
ている。尚、このような状態にするためには１例えば、
予め鉄粉１４を熱であたためておく必要がある。そのた
めには１例えば、鉄粉１４を高ＩｉＩ；１波で加熱して
おき、その後、プラスチック粉１５末の中を通過させて
やれば、第７図に示す状態にできる。第８図は、第７図
で示すように鉄粉１４にプラスチック粉１５が付着した
ものを圧縮成形し、加熱炉で加熱することで形成された
特殊磁性体の拡大した断面図を示している。この第８図
力）ら明らかなように、鉄粉１４が圧縮されて変形し、
同図で符号１４′に示す状態になると同時にプラスチッ
ク粉１５も、この時に発生する熱で液化し、鉄粉１４′
の近傍−面に同図で符号１５′で示すような状態で付着
する。このため、鉄粉１４と１４が圧縮されたときにお
いて、プラスチック粉１５′が絶経材であるため、各鉄
粉１４′はそれぞれ絶縁状態となっている。このような
材１′十で形成された特殊磁性体は加工が容易で、鉄材
よりも透磁率は劣るが、それでも部分な透磁率をａして
おり。

逆に＋Ａｉｊｉをあまり生じさ亡ないという利αがある
。

従って、このような特殊磁性体にて、上記係合部９ａ、
９ｂを形成するのが望ましい。次に第７図及び第８図で
説明した場合と同じように形成した他の磁性体の形成方
法について第９図及び第１０図を用いて説明する。まず
第９図を参照して説明すると、この第９図は磁性体の拡
大した部分図で、第７図及び第８図の球状の鉄粉１４の
変わりに。

リン（鱗）汁状微粒鉄扮１４Ａを用い、プラスチックわ
）１５の変わりに、シリコン、ケイ素またはリンあるい
はこれらの絶縁微粒混合物１５Ａを用い、Ｌ記聞様にし
て磁性体を形成する。このようにリンペン状微粒鉄粉１
４Ａを用いて形成した磁性体は、第７図及び第８図のも
のに比較して、鉄粉１４Ａが、絶縁剤である混合粉１５
Ａによって完全に絶縁されるので更に性能が良くなる。

次に粉１５Ａとにより第７図及び第８図で示した磁性体
を形成し′Ｃやると、鉄分の量が多くなり、混合粉１５
Ａの景が少なくなるので、透磁率の良い磁性体が得られ
、リニアモータＬＭ用として最適なものとなる。第１１
図は第２実施例としての直流リニアモータ駆動コイルユ
ニット１は第６図の変形で、Ｊ：、記プラスチック１０
を駆動コイル４の一方の面にもある程度の厚みをもって
モールドすることで、ヨーク部１７を一体形成すること
で、ヨークをｆｌする駆動コイル４を形成している。従
って、従来必要とされるヨークを省略できる直流リニア
モータ律動コイルユニット１ａを用いることで、安価に
、当該直流リニアモータＬＭを量産できる。第１２図は
本発明の第３実施例としての直流リニアモータ駆動コイ
ルユニット１ｂは、他の直ｌＡεリニアモータ駆動コイ
ルユニツ１．１ｂと上下方向においてのみ１系合できる
ような係合部１１ａ。

１１ｂをｆｌするように、駆動コイル４を上記プラスチ
ック１０によってモールドすることで形成してなる。

第１３図は第４実施例としての直流リニアモータ駆動コ
イルユニット１Ｃは、他のユニットが上下方向に移動不
可能なように係合部形成辺１６ａ。

１５ｂとの互いに対向する部分にと下方向移動防止溝１
２ａ、１２ｂを設けたもので溝１２ａと１２ｂに図示し
ない押入子を挿入することで２つのユニツ）ＩＣと１０
の１下方向の離脱を防止できるようにしている場合を示
す。

第１４図は本発明第４実施例としての直流リニアモータ
駆動コイルユニット１ｄの説明図で、このユニット１ｄ
は駆動コイル４の枠内空胴部１８内まで、を記プラスチ
ック１０でモールドしている。この場合には、駆動コイ
ル４の枠内空胴部１８の開角を、上記界磁マグネット８
の磁偽幅とほぼ等しい幅に形成されたものとなつている
。

本発明の直流リニアモータ駆動コイルユニットは上記構
成からなる◇ 従って、ユニット同志を簡単ｌこ連結できて自由に延長
でき、必要に応じた長さの直流リニアモータを得ること
ができ１種々の仕様に耐え得る直流リニアモータを得る
ことができ、安価で量産に適する直流リニアモータを利
用した装置が形成できるという効果がある。また、従来
において、ある装置性ａの４１４造の直流リニアモータ
を４１り成しなければならず１回転モータのように種々
の装置に容易に適用できるものと異なり、適用範囲性の
少ない直流リニアモータを色々な種類の装置にも容易に
適用でき、シっ）も当該装置を安価に量産できる効果が
ある。か７１）る効果を汀する直流リニアモータ駆Ｂｌ
（１７コイルユニツトは、さらに本発明の最大の特徴と
なる効果、すなわち、エアーギャップを少なくでき、磁
気抵抗が少なり、磁束密度を上昇できるので１強い推力
の直流リニアモータを得るこがプラスチックによりモー
ルドされて保護されているので、堅固な駆動コイルユニ
ットとなるため。

上記駆動コイルの形状の破損の惧れが（眠めて少なくな
り、当該直流リニアモータが長寿命で品質のよいものが
得られる。

以りから明らかなように本発明の直流リニアモータ用駆
動コイルユニットは、直流リニアモータを形成するに当
って非常にａ用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用しようとする直流リニアモータを
Ｌ面方向から見た場合の上面図、第２図は第１図のもの
の側面図、第３図は第１図のものを正面方向から見た断
面図、第４図は従来の半導体リニアモータ駆動コイルユ
ニットヲ他のユニットと係合させた場合を示す一部切欠
斜視図、第５１１は界磁マグネットの斜視図、第６図は
本発明の第１実施例としての直流リニアモータ駆動コイ
ルユニットの斜視図、第７図乃至第１０図は磁性体粉末
を混入したプラスチックによって形成した他の特殊磁性
体及びこの特殊磁性体の他の形成方法の説明図、第１１
図乃至第１３図は本発明の第２乃至第４実施例の直流リ
ニアモータ用駆動コイルユニットの斜視図、第１４図は
他のりニアモータ駆動コイルユニットの説明図である。 １．１ａ、・・・、ｌｄ・・・直流リニアモータ駆動コ
イルユニット、　４−°°駆動コイル、４ａ、４ｂ・・
・推力に寄与する与体部、　５・・・磁気感応素子。 ｓ−’Ｊｆ、ｒｔａｉ−ｒり＊ブト。９ａｔ　９ｂ、１
１ａｓｉ１ｂ・・・係合部、　１０・・・磁性体粉末を
混入したプラスチック、　ｉ２ａ、１２ｂ・・・上下方
向移動防止ｉｊｆ＊　１８・・・枠内空胴部。 特許用１ぐ）１人 高　橋　義　照・ミ；□）；） １ＩＪ１　図 も２　図 Ｌ［ し 第５図 め　寸 （Ｉ２ＣＬ 第７ｚ　図 ０７６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｎ，Ｓの磁極を交互に着磁した２ｐ（ｐは１以上の
   正の整数）極の界磁マグネットをｆｆＬ、他の直流リニ
   アｅ　−タ駆■ｉリコイルユニットの係合部と係合する
   四角形枠状の駆動コイルをａする係合部を形成した直流
   リニアモータ駆動コイルユニットをｎ　（ｎは２以りの
   正の１Σ数）個仔する直流リニアモータにおいて、磁性
   体粉末を；昆大した樹脂で上記四角形枠状ノ駆動コイル
   をモールドすることで上記係合部を一体形成したことを
   特徴とする直流リニアモータ駆動コイルユニット。 ２、ｋ記四角形枠状の１％ｊｇ勤コイルは、推力に寄与
   する桿体罰の開角が界磁マグネットの磁也の略ｌ！２ｎ
   　−１ノ’　（ｎは１以ｔの正の整数）倍の四角形枠状
   に巻回形成されたものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の直流リニアモータ騙動コイルユニッ
   ト。 ３、上記駆動コイルの枠内空胴部の開角は、上記界＼ 磁マグネットの磁極幅とほぼ等しい幅に形成されたもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＩ
   ｌ冶＋ｆｔ、　！Ｉニアモータ駆動コイルユニット。 ４、上記係合部は側面方向Ｘ１ｌ）ら他の係合部と係合
   できるような形状に形成されたものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記載の
   直流リニアモータ駆動コイルユニット。 ５、Ｌ記保合部はＬ又は下方向から他の係合ＨＩ５と係
   合できるような形状に形成されたものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記載
   の直流リニアモータ駆動コイルユニット。 ６、上記係合Ｃ１；は上面方向において離脱しないよう
   に形成されていることを’ｌｉ’徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第３項いずれかに記載の直流リニアモータ
   駆動コイルユニット。 ７、　上記係合Ｃ１３はＬ字型部材で形成され、一端部
   のＬ字型部４’４の一方の面部にはｉ’ｉＬ脱防止仮が
   設けゆれｓ　ｆ［Ｊ＋ｉａ　ｉ、ｌｉのＬ字訓部材の一
   方の面部には離脱防止板を・設けていないことを特徴と
   する特許請求の範；ｊ；］第２項乃至第６項いずれかに
   記載の直流リニアモータ剛何カコイルユニット。 ８、Ｌ記しト合３；１５は側面方向からのみ他の係合部
   と保合可能でありＬ下方向にＩ’；ｌｉ脱しない形状の
   ものであることを特徴とする特許請求の４・ａ間第２項
   乃至はイヘ４ユ（”１記載の直ｒ＋：Ｅリニアモータ駆
   動コイルユニット。 ９、ｈ記載７，５．　Ｉ’ｉｌｊはＬ下方向からのみ他
   の係合部と係合可能てあり、上下方間に係脱さぜないｊ
   ｉｌＩ脱防止部を（Ｔすることを１８ｉ徴とする１、〒
   許請求の４（α間第６項、；己小丸の直ン１ｉｆｉリニ
   アモータ駆更カコイルユニットっ１．０．　−１．記四
   角形枠状駆動コイルは、その表面（このみいずれかに記
   載の直：ｉ！　Ｑニアモータ用駆動コイルユニット。 １］、］二二側角形枠状の駆動コイルは、その枠内空胴
   ■１１をも磁性体粉末入りの樹脂で全体をモールドした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第二項いず
   れかに記載の直流リニアモータ用駆動コイルユニット。 １２、上記四角形枠状の駆動コイルは、界磁マグネット
   と対向する背面にもヨーク部を形成することのできる厚
   みとなるように磁性体粉末入りの樹脂によってモールド
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第９項
   いずれかに記載の直流リニアモータ用駆動コイルユニッ
   ト