KR20120009483A

KR20120009483A - 리니어 모터

Info

Publication number: KR20120009483A
Application number: KR1020117026389A
Authority: KR
Inventors: 가즈마사 이토; 미사 나카야마; 신이치 야마구치; 고우키 나카
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2012-01-31
Also published as: WO2010140534A1; DE112010002248T5; JPWO2010140534A1; CN102804567A; KR101258790B1; TWI441423B; CN102804567B; JP5398830B2; TW201108568A

Abstract

자석이 늘어선 방향에 수직이며 자석에 대향한 전기자 코어의 대향면에 평행한 직선에 따른 자석의 치수를, 이 직선에 따른 전기자 코어의 치수보다 크게 되어도, 기부의 치수가 크게 되는 것을 억제할 수 있는 리니어 모터를 얻는다. 기부(3) 및 이 기부(3)에 늘어선 복수의 자석(4)을 갖는 계자(1)와, 자석(4)에 대향한 전기자 코어(5)를 구비하고, 자석(4)이 늘어선 방향에 따라서 이동하는 전기자(2)를 구비하고, 자석(4)이 늘어선 방향에 따라서 볼 때에, 전기자 코어(5)의 대향면의 전체 영역이 자석(4)에 대향하고, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 인접하는 각 자석(4)은, 중심이 전기자 코어(5)의 중심에 대해서 서로 상이한 방향으로 어긋나고, 기부(3)에는, 자석(4)으로부터 자석(4)의 어긋남 방향에 반대의 방향으로 있는 영역에 장착 구멍(3a)이 형성되어 있다.

Description

리니어 모터{LINEAR MOTOR}

본 발명은 계자와, 이 계자에 대향한 전기자를 갖춘 리니어 모터에 관한 것이다.

종래에, 판형상의 기부 및 이 기부에 늘어선 복수의 자석을 가진 계자와, 이 계자에 대향해서 설치되어 자석에 대향한 전기자 코어 및 이 전기자 코어에 설치된 코일을 구비하고, 자석의 늘어선 방향에 따라서 이동하는 전기자를 갖춘 리니어 모터가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

기부에는, 자석이 늘어선 방향에 수직이며 자석에 대향한 전기자 코어의 대향면에 평행한 직선에 따른 양단부에, 자석의 늘어선 방향에 따라서, 복수의 장착 구멍이 형성되어 있다. 이러한 장착 구멍에 체결 볼트를 통해서, 계자가 지지 부재에 장착된다.

일본 특허 공표 제 2000-501274 호 공보

자석으로부터 튀어나와 전기자 코어에 쇄교하는 자속의 양을 증대시키기 위해서, 자석이 늘어선 방향에 수직이며 자석에 대향한 전기자 코어의 대향면에 평행한 직선에 따른 자석의 치수를, 이 직선에 따른 전기자 코어의 치수보다 크게 되도록 하는 것을 고려할 수 있다.

그렇지만, 이것의 경우, 자석이 늘어선 방향에 수직이며 자석에 대향한 전기자 코어의 대향면에 평행한 직선에 따른 자석의 치수를, 이 직선에 따른 전기자 코어의 치수보다 크게 되도록 하기 위해서는, 이 직선에 따른 장착 구멍 사이의 치수를 크게 해야 한다.

그 결과, 이 직선에 따른 기부의 치수가 크게 되어 버려, 리니어 모터가 대형화해 버린다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은, 전기자 코어에 쇄교하는 자석으로부터의 자속의 양을 증대시키는 동시에, 대형화하는 것을 억제할 수 있는 리니어 모터를 제공하는 것이다.

본 발명과 관한 리니어 모터는, 기부 및 이 기부에 늘어선 복수의 자석을 가진 계자와, 상기 자석에 대향한 전기자 코어 및 이 전기자 코어에 마련된 코일을 갖고, 상기 자석이 늘어선 방향에 따라서 상기 자계에 대해서 이동하는 전기자를 구비하며, 상기 자석이 늘어선 방향에 따라서 볼 때에, 상기 자석에 대향한 상기 전기자 코어의 대향면의 전체 영역이 상기 자석에 대향하고, 상기 대향면에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 복수의 상기 자석중, 일부는 상기 자석이 늘어선 방향에 대해서 교차하는 직선에 따라서 상기 전기자 코어에 대해서 한방향으로 어긋나 일단부가 상기 전기자 코어로부터 돌출되고, 나머지는 상기 전기자 코어에 대해서 상기 한방향에 반대의 방향으로 어긋나 일단부가 상기 전기자 코어로부터 돌출하며, 상기 기부에는, 상기 자석으로부터 상기 자석의 어긋남 방향에 반대의 방향으로 있는 영역에 장착 구멍이 형성되어 있다.

본 발명과 관한 리니어 모터에 의하면, 자석이 늘어선 방향에 따라서 볼 때에, 전기자 코어의 대향면의 전체 영역이 자석에 대향하고, 자석에 대향한 전기자 코어의 대향면에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 복수의 자석중 일부는 자석이 늘어선 방향에 대해서 교차하는 직선에 따라서 전기자 코어에 대해서 한방향으로 어긋나 일단부가 전기자 코어로부터 돌출하며, 나머지는 전기자 코어에 대해서 한방향에 반대의 방향으로 어긋나 일단부가 전기자 코어로부터 돌출하며, 기부에는, 자석으로부터 자석의 어긋남 방향에 반대의 방향으로 있는 영역에 장착 구멍이 형성되어 있으므로, 자석이 늘어선 방향에 수직이며 자석에 대향한 전기자 코어의 대향면에 평행한 직선에 따른 자석의 치수를, 이 직선에 따른 전기자 코어의 치수보다 크게 되게 하여, 전기자 코어에 쇄교하는 자석으로부터의 자속의 양을 증대시킬 수 있고, 또한 기부의 치수가 크게 되는 것을 억제해 리니어 모터가 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 리니어 모터를 나타내는 평면도,
도 2는 도 1의 리니어 모터를 나타내는 정면도,
도 3은 도 1의 A방향에 따라서 자석의 치수와 전기자 코어의 치수가 동일한 경우의 리니어 모터의 주요부를 나타내는 측면도,
도 4는 도 1의 리니어 모터의 주요부를 나타내는 측면도,
도 5는 본 발명의 실시형태 1과 관련되는 리니어 모터의 변형예를 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명의 실시형태 2와 관련되는 리니어 모터를 나타내는 평면도,
도 7은 본 발명의 실시형태 3과 관련되는 리니어 모터의 역기전력의 증가율을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 실시형태 4와 관련되는 리니어 모터를 나타내는 평면도,
도 9는 본 발명의 실시형태 5와 관련되는 리니어 모터를 나타내는 사시도,
도 10은 도 9의 X-X선에 따른 화살표 방향에서 본 단면도,
도 11은 도 9의 대향한 자석이 A 방향에 따라서 동일 방향으로 어긋나 있는 경우의 리니어 모터를 나타내는 사시도,
도 12는 도 11의 XII-XII선에 따른 화살표 방향에서 본 단면도,
도 13은 본 발명의 실시형태 6과 관련되는 리니어 모터의 계자를 나타내는 평면도.

이하, 본 발명의 각 실시형태를 도면에 근거해 설명하지만, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당한 부재, 부위에 대해서는, 동일한 도면부호를 병기해서 설명한다.

실시형태 1

도 1은 본 실시형태에 관한 리니어 모터를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1의 리니어 모터를 나타내는 정면도이다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터는 계자(1)와, 이 계자(1)에 대향한 전기자(2)를 구비하고 있다.

계자(1)는 평판 형상의 기부(3)와, 직선에 따라서 등간격으로 기부(3)에 늘어선 복수의 자석(4)을 갖고 있다. 각 자석(4)은 모두가 동일한 직방체 형상으로 형성되어 있다.

전기자(2)는 자석(4)에 대향한 전기자 코어(5)와, 이 전기자 코어(5)에 설치된 코일(6)을 갖고 있다.

전기자(2)는, 계자(1)와의 사이의 거리를 소정의 갭 길이에 유지한 채로, 자석(4)을 늘어선 방향에 따라서 전기자(2)를 안내하는 안내 장치(도시하지 않음)에 지지되어 있다.

전기자 코어(5)는 코일(6)에의 통전에 의해서 자화된다. 전기자(2)는 전기자 코어(5)와 자석(4)과의 사이에 발생하는 자력을 이용하고, 자석(4)이 늘어선 방향에 따라서 계자(1)에 대해서 이동한다.

기부(3)는 철로 구성되어 있다. 또한, 기부(3)는 철에 한정되지 않고, 주위의 자계에 의해서 자화하는 재료이면 좋다.

자석(4)은 인접하는 극이 서로 상이하도록 배치되어 있다.

본 실시형태에서는, 자석(4)이 늘어선 방향, 즉 전기자(2)의 이동 방향에 수직이며, 자석(4)에 대향한 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 평행한 직선에 따른 한방향을 A방향으로 한다. 또한, 다른 실시형태에 대해도 동일하게 한다.

각 자석(4)은 길이방향이 A방향에 따라서 있다. 각 자석(4)의 A방향에 따른 치수(L2)가 A방향에 따른 전기자 코어(5)의 치수(L1)보다 크게 되어 있다.

대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 인접하는 자석(4)은, 전기자 코어(5)에 대해서, A방향에 따라서 서로 반대 방향으로 동일한 양만큼 어긋나 있다. 또한, 인접하는 자석(4)의 편차량은 동일하지 않아도 좋다.

각 자석(4)이 전기자 코어(5)에 대해서 동일한 양만큼 어긋나 있으므로, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 각 자석(4)의 일단부(4a)는 전기자 코어(5)로부터 A방향에 따라서 균등하게 돌출되어 있다. 또한, 각 자석(4)의 일단부(4a)는 A방향에 한정되지 않고, 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 수직인 방향에서 볼 때에 자석(4)을 늘어선 방향에 대해서 교차하는 직선에 따라서, 전기자 코어(5)로부터 돌출하면 좋다.

각 자석(4)의 타단부(4b)와, A방향에 따른 전기자 코어(5)의 단부는, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 자석(4)이 늘어선 방향에 따른 동일 직선상에 있다.

따라서, 자석(4)이 늘어선 방향에 따라서 볼 때에, 전기자 코어(5)의 대향면(5a)의 전체 영역이 자석(4)에 대향하고 있다.

또한, 각 자석(4)의 타단부(4b)는, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 전기자 코어(5)로부터 돌출되어도 좋다. 단, 이 경우, 타단부(4b)의 돌출량은 일단부(4a)의 돌출량보다 작게 한다.

기부(3)에는, 체결 볼트(도시하지 않음)가 통과하는 복수의 장착 구멍(3a)이 각 자석(4)을 피해서 형성되어 있다. 계자(1)는 장착 구멍(3a)에 통과된 체결 볼트에 의해서 지지 부재(도시하지 않음)에 장착된다.

이 장착 구멍(3a)은, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 자석(4)으로부터 자석(4)의 어긋남 방향에 반대의 방향에 있는 기부(3)의 영역에 형성되어 있다. 또한, 이 장착 구멍(3a)의 일부는, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 각 자석(4)의 돌출측의 일단부(4a) 사이를 통과한 직선보다도 A방향에 따라서 기부(3)의 내측으로 들어가 있다.

이것에 의해, A방향에 따른 자석(4)의 치수(L2)를, A방향에 따른 전기자 코어(5)의 치수(L1)보다 크게 되어 있는 것에도 불구하고, A방향에 따른 장착 구멍(3a) 사이의 치수(L3)가 크게 되는 것을 억제할 수 있다.

다음에, A방향에 따른 자석(4)의 치수(L2)를, A방향에 따른 전기자 코어(5)의 치수(L1)보다 크게 되는 것에 의한 효과에 대해 설명한다.

도 3은 A방향에 따라서 자석(4)의 치수(L2)와 전기자 코어(5)의 치수(L1)가 동일한 경우의 리니어 모터의 주요부를 나타내는 측면도이며, 도 4는 도 1의 리니어 모터의 주요부를 나타내는 측면도이다.

A방향에 따라서 자석(4)의 치수(L2)와 전기자 코어(5)의 치수(L1)가 동일한 경우에는, 전기자 코어(5)의 단부에 대향한 자석(4)의 영역으로부터의 자속이 전기자 코어(5)에 쇄교하는 일이 없이 기부(3)에 도달하고 있다.

이것에 대해서, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에서는, 전기자 코어(5)의 단부에 대향한 자석(4)의 영역으로부터의 자속이 전기자 코어(5)에 쇄교하도록 되고, 전기자 코어(5)에 쇄교하는 자속의 양이 증대한다.

그 결과, 코일(6)에 발생하는 역기전력을 증가시킬 수 있다.

다음에, 본 실시형태에 관한 리니어 모터의 기부(3)에 발생하는 최대 휘어짐(D)에 대해 설명한다.

계자(1)와 전기자(2)와의 사이에는, 자력에 의해서 서로 흡인력이 작동하고 있다. 그 때문에, 기부(3)는 A방향에 따른 중간부가 전기자(2)로 향해 휜다.

계자(1)와 전기자(2)가 서로 대향하고 있는 영역만을 고려하면, 계자(1)와 전기자(2)와의 사이에 작동하는 흡인력은, A방향에 따른 장착 구멍(3a) 사이에 걸쳐 거의 균등하게 하중이 더해지므로, 기부(3)의 최대 휘어짐(D)은 아래와 같은 식 (1)에 의해서 계산된다.

D∝(w×L34)/(384×E×I)　　　(1)

여기서, w는 단위 길이당의 하중, E는 기부(3)의 종탄성 계수, I는 단면 2차 모멘트이다.

또한, w는 계자(1)와 전기자(2)와의 사이에서 작동하는 흡인력 및 중력의 단위 길이당의 환산값이다. 또한, E는 기부(3)의 재료에 의해서 결정해지는 계수이다.

상기 식 (1)에 있어서, I는 기부(3)의 단면 형상에 의해서 정해지는 것이어, 장방형 단면의 경우는, 기부(3)의 두께(h) 및 폭(b)을 이용하고, 하기의 식 (2)에 의해서 계산된다.

I=(1/12)×b×h3　　　 (2)

상기 식 (2)를 상기 식 (1)에 대입하는 것에 의해, 하기의 식 (3)을 얻을 수 있다.

D∝(w×L34)/(384×E×b×h3)　　　(3)

상기 식 (3)으로부터 알 수 있도록, L3이 큰 만큼, 최대 휘어짐(D)이 크게 된다. 최대 휘어짐(D)이 크게 되는 것에 의해, 계자(1)와 전기자(2)가 마찰되어서, 계자(1) 및 전기자(2)의 적어도 한쪽이 파손해 버리는 것이 고려된다.

종래의 리니어 모터에서는, A방향에 따른 장착 구멍(3a) 사이의 치수(L3)가 크게 되어 버리므로, 최대 휘어짐(D)이 크게 되는 것을 억제하기 위해서, 기부(3)의 두께(h)를 크게 해야 한다.

따라서, 종래의 리니어 모터에서는, 계자(1)가 대형화해 버리고, 리니어 모터의 중량이 크게 되어 버린다.

이것에 대해서, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에서는, A방향에 따른 장착 구멍(3a) 사이의 치수(L3)가 크게 되는 것을 억제할 수 있으므로, 기부(3)의 두께(h)를 작게 했을 경우이라도, 종래의 리니어 모터의 것과 거의 동등한 최대 휘어짐(D)으로 설계할 수 있다.

구체적으로는, 종래의 리니어 모터에서는, L3=50㎜, h=10㎜인 경우에, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에서는, L3=40㎜로 한 경우에, 종래의 리니어 모터의 기부(3)와 거의 동일한 최대 휘어짐(D)으로 되는 것은 h=7.4㎜로 되었을 때이다.

이와 같이, 기부(3)의 두께(h)를 작게 할 수 있으므로, 리니어 모터를 설치하기 위한 스페이스를 소형화할 수 있고, 또한 리니어 모터의 경량화를 도모할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에 의하면, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 복수의 자석(4)중 일부는 전기자 코어(5)에 대해서 A방향으로 어긋나 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출하고, 나머지는 전기자 코어(5)에 대해서 A방향에 반대의 방향으로 어긋나 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출하고, 기부(3)에는, 자석(4)으로부터 자석(4)의 어긋남 방향에 반대의 방향인 영역에 장착 구멍(3a)이 형성되어 있으므로, A방향에 따른 자석(4)의 치수(L2)를, A방향에 따른 전기자 코어(5)의 치수(L1)보다 크게 되게 하고, 전기자 코어(5)에 쇄교하는 자석(4)으로부터의 자속의 양을 증대시킬 수 있고, 또한 기부(3)의 치수(L3)가 크게 되는 것을 억제해 리니어 모터가 대형화하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 기부(3)가 판형상으로 된 경우이라도, A방향에 따른 장착 구멍(3a) 사이의 치수(L3)가 크게 되는 것을 억제할 수 있으므로, 기부(3)의 최대 휘어짐(D)을 저감시킬 필요가 없고, 그 결과 기부(3)의 두께(h)가 크게 되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 서로 인접하는 자석(4)의 각각의 어긋남 방향이 서로 반대 방향이므로, 각 장착 구멍(3a)은 자석(4)의 이동 방향에 따라서 각 자석(4)의 근방에 배치할 수 있다.

그 결과, 장착 구멍(3a)을 전기자(2)의 이동 방향에 따라서 등간격으로 형성할 수 있다. 또한, 장착 구멍(3a)을 많이 형성할 수 있다.

또한, 대향면(5a)에 수직인 방향에서 볼 때에, 자석(4)의 타단부(4b)와, A방향에 따른 전기자 코어(5)의 단부가, 자석(4)이 늘어선 방향에 따른 동일 직선상에 있으므로, A방향에 따른 장착 구멍(3a) 사이의 치수(L3)를 가장 작게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 자석(4)이 늘어선 방향에 따른 계자(1)의 치수가 동일 방향에 따른 전기자(2)의 치수보다 큰 리니어 모터에 대해 설명했지만, 물론 이것에 한정되지 않고, 자석(4)이 늘어선 방향에 따른 계자(1)의 치수가 동일 방향에 따른 전기자(2)의 치수보다 작은 리니어 모터이라 좋다.

또한, 본 실시형태에서는, 각 장착 구멍(3a)이 자석(4)의 이동 방향에 따라서 각 자석(4)의 근방에 배치된 리니어 모터에 대해 설명했지만, 도 5에 나타낸 바와 같이, 장착 구멍(3a)의 수를 감소시켜도 좋다.

실시형태 2

도 6은 본 실시형태에 관한 리니어 모터를 나타내는 평면도이다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터는, 늘어선 2개의 자석(4)으로 구성된 자석 그룹(7)을 계자(1)가 복수 갖고 있다.

전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 자석 그룹(7)은 전기자 코어(5)에 대해서 A방향에 따라서 어긋나 있다. 즉, 자석 그룹(7)의 각 자석(4)은 서로 동일 방향으로 어긋나고, 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 각 자석(4)의 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출되어 있다.

대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 인접하는 자석 그룹(7)은, 전기자 코어(5)에 대해서, A방향에 따라서 서로 반대 방향으로 동일한 양만 어긋나 있다. 또한, 인접하는 자석 그룹(7)의 편차량은 동일하지 않아도 좋다.

기부(3)에 형성된 장착 구멍(3a)은, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 자석 그룹(7)으로부터 자석 그룹(7)의 어긋남 방향에 반대의 방향에 있는 기부(3)의 영역에 형성되어 있다.

그 외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에 의하면, 어긋남 방향이 동일 방향으로 되어 있는 각 자석(4)중 적어도 어느 하나가 서로 인접하고 있으므로, 계자(1) 및 전기자(2)에 작동하는 A방향에 따른 힘의 맥동 주파수를 변경할 수 있다.

그 결과, 리니어 모터를 사용하는 기계 장치의 고유 진동수를 피할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 늘어선 2개의 자석(4)으로 구성된 자석 그룹(7)에 대해 설명했지만, 늘어선 3개 이상의 자석(4)으로 구성된 자석 그룹(7)이라도 좋다.

실시형태 3

도 7은 본 실시형태에 관한 리니어 모터의 역기전력의 증가율을 나타내는 도면이다. 또한, 도 7에서는, A방향에 따른 전기자 코어(5)의 치수(L1)가 A방향에 따른 자석(4)의 치수(L2)와 동일한 경우를 0%로서 계산하고 있다. 도 7에 도시하는 파선은 역기전력을 나타내는 그래프의 직선성을 비교하기 위한 참조 직선이다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터는, 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 수직인 방향에서 볼 때에, 자석(4)의 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출된 돌출 길이(L2-L1)는 계자(1)와 전기자(2)와의 사이의 갭 길이(gap)의 5배 이하로 되어 있다.

그 외의 구성은 실시형태 1과 같다.

또한, 실시형태 2와 동일하게 해도 좋다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 갭 길이(gap)에 대한 자석(4)의 돌출 길이(L2-L1)의 비율이 500% 이하의 경우에서는, 코일(6)에 발생하는 역기전력의 증가율은 거의 갭 길이(gap)에 대한 자석(4)의 돌출 길이(L2-L1)의 비율에 비례한다.

갭 길이(gap)에 대한 자석(4)의 돌출 길이의 비율이 500%보다 큰 경우에서는, 한층 더 돌출 길이(L2-L1)를 크게 해도, 역기전력은 거의 증가하지 않는다.

이것은, 돌출 길이(L2-L1)를 크게 해도, 자석(4)으로부터의 자속이 전기자 코어(5)의 쇄교하지 못하고 누설해 버리는 것에 의한다.

또한, 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 수직인 방향에서 볼 때에, 자석(4)의 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출한 돌출 길이(L2-L1)를, 계자(1)와 전기자(2)와의 사이의 갭 길이(gap)의 3배 이하로 하는 것이 특히 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에 의하면, 대향면(5a)에 수직인 방향에서 볼 때에, 자석(4)의 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출한 돌출 길이(L2-L1)는 계자(1)와 전기자(2)와의 사이의 갭 길이(gap)의 5배 이하이므로, 돌출 길이(L2-L1)를 증가시키는 것으로, 효과적으로 코일(6)에 발생하는 역기전력을 증가시킬 수 있다.

실시형태 4

도 8은 본 실시형태에 관한 리니어 모터를 나타내는 평면도이다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터는, 자석(4)이 A방향에 대해서 소정의 각도만큼 경사하고 있다.

그 외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.

또한, 실시형태 2 또는 실시형태 3과 동일하게 해도 좋다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터에 의하면, 자석(4)이 A방향에 대해서 소정의 각도만큼 경사하고 있으므로, 코깅 토크(cogging torque)를 저감시킬 수 있다.

실시형태 5

도 9는 본 실시형태에 관한 리니어 모터를 나타내는 사시도이며, 도 10은 도 9의 X-X선에 따른 화살표 방향에서 본 단면도이다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터는 서로 대향한 한쌍의 계자(1)와, 각 계자(1) 사이에 설치된 전기자(2)를 구비하고 있다.

전기자(2)는 각각의 계자(1)에 대향하고 있다.

각 계자(1)는 실시형태 1과 마찬가지로 평판 형상의 기부(3)와, 이 기부(3)에 늘어선 복수의 자석(4)을 갖고 있다.

각 계자(1)는 자석(4)이 늘어선 방향이 서로 동일 방향으로 되어 있다.

실시형태 1과 마찬가지로, 자석(4)이 늘어선 방향에 수직이며, 자석(4)에 대향한 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 평행한 직선에 따른 한방향을 A방향으로 한다.

대향한 계자(1)에 있어서 각 자석(4)은 서로 대향하고 있다. 또한, 대향한 계자(1)에 있어서 각 자석(4)은, 전기자 코어(5)에 대해서, A방향에 따라서 서로 반대 방향으로 어긋나고, 전기자 코어(5)의 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 각 자석(4)의 일단부(4a)가 전기자 코어(5)로부터 돌출되어 있다.

각 계자(1)는, 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 자석(4)으로부터 자석(4)의 어긋남 방향에 반대의 방향에 있는 기부(3)의 영역에 장착 구멍(3a)이 형성되어 있다.

그 외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.

또한. 그 외의 구성은 실시형태 2 내지 실시형태 4중 어느 하나와 동일하게 해도 좋다.

다음에, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에 있어서 전기자 코어(5)에 작동하는 A방향에 따른 힘에 대해 설명한다.

전기자 코어(5)에는, 자석(4)에 의한 흡인력이 작동한다. 대향면(5a)에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 자석(4)의 중심이 전기자 코어(5)의 중심으로 대해서, A방향에 따라서 어긋나 있으므로, 도 10에 도시하는 바와 같이, 각 자석(4)은, 자석(4)에 의한 흡인력의 방향은, 대향면(5a)에 수직인 방향으로부터 A방향으로 경사하고 있다.

그렇지만, 대향한 각 자석(4)은, A방향에 따라서 서로 반대 방향에 어긋나 있으므로, 각 자석(4)이 전기자 코어(5)를 흡인하는 흡인력의 A방향에 따른 성분은 삭제된다.

따라서, 전기자 코어(5)가 자석(4)에 흡인되는 것에 의한 A방향의 이동이 억제된다.

이것에 대해서, 도 11에 도시하는 바와 같이, 대향한 각 자석(4)이, A방향에 따라서 서로 동일 방향으로 어긋났을 경우에는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 각 자석(4)이 전기자 코어(5)를 흡인하는 흡인력의 A방향에 따른 성분은 삭제되지 않는다.

인접하는 자석(4)은, 서로 어긋남 방향이 반대의 방향이므로, 예를 들면 전기자 코어(5)에 대향하고 있는 자석(4)이 짝수개의 경우에는, 각 자석(4)이 전기자 코어(5)를 흡인하는 흡인력의 A방향에 따른 성분은 삭제된다.

그렇지만, 전기자 코어(5)에 대향하고 있는 자석(4)이 홀수개의 경우에는, 각 자석(4)이 전기자 코어(5)를 흡인하는 흡인력의 A방향에 따른 성분은 완전하게는 삭제되지 않고서 남아 버린다.

그 결과, 전기자 코어(5)에는 A방향에 따른 힘이 작동한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에 의하면, 계자(1)는 서로 대향하도록 한쌍으로 마련되고, 전기자(2)는 각 계자(1)의 사이에 설치되어, 각 계자(1)에 있어서 자석(4)은 서로 대향하고, 서로 대향한 각 자석(4)은 어긋남 방향이 서로 반대 방향이므로, 대향한 각 자석(4)이 전기자 코어(5)를 흡인하는 흡인력의 A방향에 따른 성분을 삭제할 수 있다.

실시형태 6

도 13은 본 실시형태에 관한 리니어 모터의 계자(1)를 나타내는 평면도이다.

본 실시형태에 관한 리니어 모터는 계자(1)가 기부(3)와 함께 자석(4)을 덮는 커버(8)를 더 구비하고 있다.

이것에 의해, 계자(1)와 전기자(2)와의 사이에 이물이 끼워지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 자석(4)에 이물이 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

커버(8)에는, 기부(3)의 장착 구멍(3a)에 연통한 관통 구멍(8a)이 형성되어 있다.

체결 볼트(도시하지 않음)를 관통 구멍(8a) 및 장착 구멍(3a)에 통해서, 계자(1)를 지지 부재(도시하지 않음)에 장착된다.

커버(8)는 비자성 재료인 알루미늄으로 구성되어 있다. 또한, 커버(8)는 알루미늄에 한정되지 않고, 오스테나이트계의 스테인리스 또는 플라스틱 등으로 구성되어도 좋다.

이것에 의해, 자석(4)과 체결 볼트가 접촉하는 것을 막을 수 있다. 또한, 체결 볼트와 커버(8)가 서로 흡인하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자석(4)으로부터의 자속이 커버(8)를 통과해서 전기자 코어(5)에 쇄교시키는 것이 가능하다.

또한, 커버(8)는 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다. 플라스틱은 철 등과 비교하여 용이하게 관통 구멍(8a)을 형성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 리니어 모터에 의하면, 기부(3)와 함께 자석(4)을 덮는 커버(8)를 더 구비하고 있으므로, 계자(1)를 지지 부재에 장착할 때에, 체결 볼트가 자석(4)에 흡인되어도, 체결 볼트가 자석(4)에 접촉하는 것이 방지되어 자석(4)이 파손하는 것을 억제할 수 있다.

1 : 계자 2 : 전기자
3 : 기부 3a : 장착 구멍
4 : 자석 4a : 일단부
4b : 타단부 5 : 전기자 코어
5a : 대향면 6 : 코일
7 : 자석 그룹 8 : 커버
8a : 관통 구멍

Claims

기부 및 이 기부에 늘어선 복수의 자석을 가진 계자와,
상기 자석에 대향한 전기자 코어 및 이 전기자 코어에 마련된 코일을 갖고, 상기 자석이 늘어선 방향에 따라서 상기 자계에 대해서 이동하는 전기자를 구비하며,
상기 자석이 늘어선 방향에 따라서 볼 때에, 상기 자석에 대향한 상기 전기자 코어의 대향면의 전체 영역이 상기 자석에 대향하고,
상기 대향면에 수직인 방향에 따라서 볼 때에, 복수의 상기 자석중, 일부는 상기 자석이 늘어선 방향에 대해서 교차하는 직선에 따라서 상기 전기자 코어에 대해서 한방향으로 어긋나 일단부가 상기 전기자 코어로부터 돌출되고, 나머지는 상기 전기자 코어에 대해서 상기 한방향에 반대의 방향으로 어긋나 일단부가 상기 전기자 코어로부터 돌출하며, 상기 기부에는, 상기 자석으로부터 상기 자석의 어긋남 방향에 반대의 방향으로 있는 영역에 장착 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
리니어 모터.
제 1 항에 있어서,
서로 인접하는 상기 자석의 각각의 어긋남 방향은 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는
리니어 모터.
제 1 항에 있어서,
어긋남 방향이 동일 방향으로 되어 있는 각 상기 자석중 적어도 어느 하나가 서로에 인접하고 있는 것을 특징으로 하는
리니어 모터.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대향면에 수직인 방향에서 볼 때에, 상기 자석의 타단부와, 상기 자석이 늘어선 방향에 수직인 방향에 대한 상기 전기자의 단부가, 상기 자석이 늘어선 방향에 따른 동일 직선상에 있는 것을
리니어 모터.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대향면에 수직인 방향에서 볼 때에, 상기 자석의 상기 일단부가 상기 전기자 코어로부터 돌출된 돌출 길이는, 상기 계자와 상기 전기자 사이의 갭 길이의 5배 이하인 것을 특징으로 하는
리니어 모터.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계자는 서로 대향하도록 한쌍으로 마련되고,
상기 전기자는 각 상기 계자 사이에 마련되고,
각 상기 계자에 있어서 상기 자석은 서로 대향하고, 서로에 대향한 각 상기 자석은 어긋남 방향이 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는
리니어 모터.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계자는, 상기 기부와 함께 상기 자석을 덮는 커버를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
리니어 모터.