JPS63217965A

JPS63217965A - リニアモ−タ

Info

Publication number: JPS63217965A
Application number: JP62050775A
Authority: JP
Inventors: Atsuji Karita; 充二苅田; Tsutomu Shintani; 勉新谷; Tetsuo Oishi; 大石　哲男
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1988-09-12
Also published as: US4868431A

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】「産業上の利用分野」この発明は、外部から供給される電気エネルギーを直接
直線的な機械エネルギーに変換するりニアモータに係り
、特に、回転子に永久磁石を有する同期モータ、または
ブラシレス直流モータと同様の原理で動作″するリニア
モータに関する。

「従来の技術」従来、回転型モータを、その中心軸に沿って切り開き、
直線状に展開した構造のりニアモータが種々提案さへて
いる。これらリニアモータの中で、回転子に永久磁石を
有する同期モータを、直線状に展開した構造であって、
特に、平板状の二次側（非給電側）を挾み込むように一
対の一次側（給電側）を対称に配置した両側式リニアモ
ータとしては、第２図（イ）および（ロ）に示すものが
知られている。これらの図において、１　ａ、　１　ｂ
は、二次側６を挾み込むように配置された一次側であり
、これら一次側１　ａ、　１　ｂは、歯２　ａ、　２　
ａ、−及び溝２ｂ。

２ｂ、・・・が打ち抜かれた電気鉄板２．２．・・・を
積層してなる一次側コア３と、各７１１１ｊ　２　ｂ、
　２　ｂ、・・・に各々巻き込まれたコイル４　ｕ、４
　ｖ、４　ｗとから構成されるいる。ここで、コイル４
ｕ、４ｖ、４ｗに３相交流を供給すると、図に矢印Ａま
たはＢ方向へ時間とともに移動する磁束、すなわち進行
磁界が発生する。

一方、二次側６は、複数の直方体状の二次側コア７．７
．・・・と、板状の永久磁石８．８．・・・とから構成
されている。この場合、二次側コア７．７．・・・およ
び永久磁石８，８．・・・は、一次側１　ａ、　Ｉ　ｂ
または二次側６の移動方向（矢印ＡまたはＢ方向）に沿
って交互に配置されると共に、各二次側コア７．７．・
・・は永久磁石８．８．・・・の同極面によって各々挟
まれ、これにより、各二次側コア７．７．・・・の一次
側１ａ。

ｔｂと対向する各面が交互にＮ極面とＳ極面となってい
る。これにより、各永久磁石８で発生した磁束は図に点
線で示すように還流する。すなわち、永久磁石８のＮ極
から出た磁束は、図において中央に位置する二次側コア
７内で、その方向が９０度曲げられた後、二次側コア７
のＮ極面から一次側コアｌ　ａ、　１　ｂへ向かって出
て行き、そして、一次側１　ａ、　１　ｂのコア３内を
通過した後、再び二次側コア７のＳ極面に入り、さらに
、二次側コア７内で、その方向が９０度曲げられた後、
元の永久磁石８のＳ極に戻るようになっている。また、
一つの二次側コア７と永久磁石８の組の、一次側Ｉａ、
Ｉ、ｂまたは二次側６の移動方向に沿う寸法は、一次側
１　ａ、　１　ｂのボールピッヂτと等しくなっている
。なお、図には省略されているが、一次側ｌａ、　ｌ　
ｂと二次側６との間には、空隙Ｇａ及びＧｂを保持する
と共に、互いに矢印Ａ方向またはＢ方向へ移動自在に支
持する支持機構が設けられている。

このような構成において、例えば、一次側１ａ。

ｌｂを固定して、コイル４ｕ、４ｖ、４ｖに３相交流を
供給すると、永久磁石形同期電動機と同様の動作原理に
よって、一次側１　ａ、　１　ｂが発生する進行磁界の
移動速度に同期して二次側６が矢印ＡまたはＢ方向へ移
動する。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上述した構成のりニアモータにおいて、薄型
化を図るために全体の厚さ寸法を小としようとする場合
、二次側６の厚さ寸法Ｔ、を可能な限り小とする必要が
ある。しかしながら、二次側６を薄くすると、必然的に
永久磁石８の外形寸法が小となり、この結果、充分な磁
束が得られなくなってしまう。

そこで、永久磁石の外形寸法を小とすることなく、二次
側の薄型化を図るためには、第３図に示すような構造が
考えられる。この場合、長尺板状の磁性板１０の両面に
、その長手方向へ所定間隔おきに複数の板状の永久磁石
１１．１１．・・・を各々着磁することによって二次側
１２が構成されている。そして、複数の永久磁石ｔｉ、
ｚ・・・の内、磁性板１０の同一面で隣合うもの同志に
関しては、それらのＮＳ極の方向が逆方向となるように
各々着磁され、また、前記磁性板を介して対称に位置す
るもの同志に関しては、それらのＮＳ極の方向が逆方向
となるように各々着磁されている。これにより、各永久
磁石２で発生した磁束は、図に点線で示すように還流す
る。すなわち、図において中央に位置する永久磁石１１
のＮ極から出た磁束は、一次側１　ａ、　１　ｂに入り
、そして、一次側１ａ。

ｌｂのコア３内を通った後、別の永久磁石２のＳ極に入
り、この永久磁石１１のＮ極から出た磁束は、磁性板Ｉ
Ｏ内を長手方向に沿って通過した後、元の永久磁石１１
のＳ極に戻る。このような構造とすることにより、二次
側１２の厚さ寸法Ｔ１を小とし、ある程度の薄型化が達
成できるものの、未だ次のような欠点があった。

すなわち、第３図に示す薄型化を図ったりニアモータに
おいて、磁性板ｌＯは、永久磁石１！のＮ極から出た磁
束を、隣の永久磁石ＩｆのＳ極まで導く磁路形成部材と
しての機能を担っている。

これにより、例えば、磁性板ｌＯの厚さ寸法Ｔ。

を小とし過ぎた場合、磁性板１０内において磁束飽和が
生じ、この結果、永久磁石１１で発生した磁束を有効に
利用することができなくなり、効率良く推力が得られな
くなってしまう。したがって、磁性板１０としては磁束
飽和が生じない程度の断面積、言い替えればある程度大
きな厚さ寸法Ｔ。

、を確保する必要があり、これがリニアモータの薄型化
を図る際の阻害要因となってしまう。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたちので、二次
側を構成する磁性板を薄くした場合においても該磁性板
内に磁束飽和が生じることがなく、これにより効率良く
推力が得られるとともに、薄型化を達成することができ
るリニアモータを提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段」この発明は、長尺板状の磁性板の両面に、その長芋方向
へ所定間隔おきに複数の板状の永久磁石を各々着磁して
なる二次側と、前記二次側の両面′と空隙を隔てて各々
対向し、該二次側の長芋方向に沿って移動する進行磁界
を各々発生する１対の一次側と、前記各一次側を前記二
次側の長平方向へ移動自在に支持する支持機構とを具備
し、前記複数の永久磁石の内、前記磁性板の同一面で隣
合うもの同志に関しては、それらのＮＳ極の方向が互い
に逆方向となるように各々着磁され、かつ、前記磁性板
を介して対称に位置するもの同志に関しては、それらの
ＮＳ極の方向が同方向となるように各々着磁されている
ことを特徴としている。

「作用」永久磁石から出た磁束が、二次側を構成する磁性板をそ
の厚さ方向に貫通するため、この磁性板を薄くした場合
においても磁性板内に磁束飽和が生じることがなく、こ
れにより効率良く推力が得られるとともに、全体の薄型
化を達成することができる。

「実施例」以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図（イ）及び（ロ）はこの発明の一実施例の構成を
示す図であり、第３図の各部に対応する部分には同一の
符号を付し、その説明を省略する。

これらの図において、２０は長尺板状の磁性板であり、
この磁性板２０の上面２０ａおよび下面２０ｂには、そ
の長芋方向へ所定間隔おきに板状の永久磁石２１，２１
．・・・が各々着磁されており、これにより二次側２３
が構成されている。この場合、各永久磁石２１，２１．
・・・の着磁間隔は、一次側１　ａ、　１　ｂのポール
ピッチτと等しくなっている。

また、永久磁石２１，２１．・・・の内、磁性板２０の
同一面で隣合うもの同志に関しては、それらのＮＳ極の
方向が互いに逆方向となるように各々着磁され、また、
磁性板２０を介して対称に位置するもの同志に関しては
、それらのＮＳ極の方向が同方向となるように各々着磁
されている。これにより、各永久磁石２！で発生した磁
束は、図に点線で示すように磁性板２０の厚さ方向に貫
通する。

すなわち、磁性板２０の上面２０ａに着磁された永久磁
石２１のＮ極から出た磁束は、一次側１ａのコア３内を
通過して別の永久磁石２１のＳ極に入り、同永久磁石２
１のＮ極から出た磁束は磁性板２０を貫通して下面２０
ｂに着磁された永久磁石２１のＳ極に入る。同様にして
、下面２０ｂに着磁された永久磁石２１のＮ極から出た
磁束は、今度は、一次側１ｂのコア３内を通過して別の
永久磁石２１のＳ極に入り、同永久磁石２１のＮ極から
出た磁束は磁性板２０を貫通して上面２０ａに着磁され
た元の永久磁石２１のＳ極に入る。

このような構成とすることにより、永久磁石２１から出
た磁束が、二次側２３を構成する磁性板２０をその厚さ
方向に貫通するため、この磁性板２０の厚さ寸法Ｔ、を
小とした場合においても磁性板２０内に磁束飽和が生じ
ることがなく、これにより効率良く推力が得られるとと
もに、リニアモータ全体の薄型化を図ることができる。

また、図において、２４ａ、２４ｂは一次側ｔａ。

！ｂを各々支持する支持板であり、これら支持板２４ａ
、２４ｂは、４本のロッド２５，２５．・・によって相
互に連結されている。また、各ロッド２５の中央部には
、ローラ２６がベアリングを介して各々Ｕ転自在に取り
付けられている。これらの各ローラ２６が、磁性板２０
の両端部２０ａ、２０ａと嵌まり合うことにより、二次
側２３が一次側１ａ。

１ｂと空隙Ｇａ及びＧｂを隔てた状態で、矢印六方向ま
たはＢ方向へ移動自在に支持されている。そして、上記
支持板２４ａ、２４ｂと、４本のロッド２５と、４個の
ローラ２６と、磁性板２０の両端ｆ１１２０ａ、２０ａ
とによって支持機構が構成されており、磁性板２０は磁
路形成部材としての機能以外に、支持機構の一部のレー
ルとして機能も兼備している。

上述した構成において、例えば、一次側１　ａ、　１ｂ
を固定し、１次側１ａのコイル４ｕ、４ｖ、４ｗと、一
次側１ｂのコイル４　ｕ、４　ｖ、４　ｗに、適宜位相
の異なる３相交流を各々供給すると、永久磁石形同期電
動機と同様の動作原理によって、一次側１　ａ、　１ｂ
が発生する進行磁界の移動速度に同期して二次側６が矢
印ＡまたはＢ方向へ移動する。同様に二次側６を固定し
た場合は一次側１　ａ、　１　ｂが移動する。

なお、上述した一実施例において、一次側１ａ。

Ｉｂと、二次側２３の永久磁石２１，２１．・・・との
相互の位置関係を検出し、この位置検出信号に基づいて
コイル４ｕ、４ｖ、４ｖを順次直流励磁すればリニアブ
ラシレスＤＣモータとして利用することができる。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、長尺板状の磁
性板の両面に、その長手方向へ所定間隔おきに複数の板
状の永久磁石を各々着磁してなる二次側と、前記二次側
の両面と空隙を隔てて各々対向し、該二次側の長手方向
に沿って移動する進行磁界を各々発生する！対の一次側
と、前記各一次側を前記二次側の長手方向へ移動自在に
支持する支持機構とを設け、前記複数の永久磁石の内、
前記磁性板の同一面で隣合うもの同志に関しては、それ
らのＮＳ極の方向が互いに逆方向となるように各々着磁
し、かっ、前記ぼ性板を介して対称に位置するもの同志
に関しては、それらのＮＳ極の方向が同方向となるよう
に各々着磁したので、永久磁石から出た磁束が、二次側
を構成する磁性板をその厚さ方向に貫通し、これにより
、磁性板を薄くした場合においても磁性板内に磁束飽和
が生じることがなく、したがって効率良く推力が得られ
るとともに、全体の薄型化を達成することができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）はこの発明の一実施例の構成を示す一部切
り欠き正面図、第１図（ロ）は第１図（イ）のＣ−Ｃ線
視断面図、第２図（イ）は従来のリニアモータの構成を
示す正面図、第２図（０）は第２図（イ）のＤ−Ｄ線視
図、第３図は従来の薄型化を図ったりニアモータの構成
を示す正面図である。１　ａ、　１　ｂ・・・・・・一次側、２０・・・・・
・磁性板、２１・・・・・・永久磁石、２３・・・・・
・二次側、２４ａ、２４ｂ・・・・・・支持板、２５・
・・・・・ロッド、２６・・・・・・ローラ、Ｇａ。Ｇａ・・・・・・空隙。

Claims

【特許請求の範囲】

長尺板状の磁性板の両面に、その長手方向へ所定間隔お
きに複数の板状の永久磁石を各々着磁してなる二次側と
、前記二次側の両面と空隙を隔てて各々対向し、該二次
側の長手方向に沿って移動する進行磁界を各々発生する
１対の一次側と、前記各一次側を前記二次側の長手方向
へ移動自在に支持する支持機構とを具備し、前記複数の
永久磁石の内、前記磁性板の同一面で隣合うもの同志に
関しては、それらのＮＳ極の方向が互いに逆方向となる
ように各々着磁され、かつ、前記磁性板を介して対称に
位置するもの同志に関しては、それらのＮＳ極の方向が
同方向となるように各々着磁されていることを特徴とす
るリニアモータ。