WO2000062406A1 - Moteur lineaire - Google Patents

Description

明細書 リニアモー夕 技術分野

本願発明は、 直線的に運動するリニアモータに関するものである。 背景技術

従来のリニアモー夕の構造を、 図 1 9を用いて説明する。 円筒状の外ヨーク部 2 0 1の中に、 コイル部 2 0 2を有する円筒状の内ヨーク部 2 0 3を入れ、 この 外ヨーク部 2 0 1と内ヨーク部 2 0 3の間に永久磁石片 2 0 4を配置し、 内ョー ク部 2 0 3が発生する磁束に従い永久磁石片 2 0 4が振動し、 この永久磁石片 2 0 4を固定した振動体が往復振動していた。

しかし、 このような構成のリニアモータは下記の問題点を備えている。

( 1 ) このリニアモータの永久磁石片は、 振動体の外ヨーク部側に固定されてい た。 よって、 コイル部を有する内ヨーク部と永久磁石片との間に、 振動体が位置 するので、 内ヨーク部と永久磁石片とのギヤプが広がりすぎる。 そのため、 磁束 径路にロスが生じていた。 また、 内ヨーク部から発生する磁束の変化は大きく、 内ヨーク部に対面する支持部で渦電流を発生してしまう。

( 2 ) 永久磁石片を支持する振動体は非磁性体であるため、 振動体を永久磁石片 とヨーク部との間に配置すると、 ギャップ以外にも非磁性部が形成される。 この ような構成では、 非磁性部が振動磁束を妨げるため、 効率よく振動体を振動させ ることはできない。

( 3 ) 外ヨーク、 内ヨークとも電磁鋼板をヨーク部の周方向に積層した構成であ り、 ヨーク部の製造が困難である。

本願発明は永久磁石片と内ヨーク部との間隔をできるでけ小さくし、 渦電流の 発生を抑え、 ヨーク部の製造が容易であるリニァモータを提供することを目的と する。 発明の開示

本件発明は、 筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ョ —クと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ョ一 クとの間を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久 磁石片を支持する振動体とを備え、 前記振動体の材質を磁性材としたリニァモー タである。 外ヨークと内ヨークが作る磁束ループは、 振動体に妨げられることが なく、 振動体を通過するので、 リニアモータの振動運動を効率良く行うことがで さる。

更に、 本件発明のリニアモータは、 永久磁石片を、 振動体のコイル部側側面に 固定することで、 コイル部側ヨークに永久磁石が近づく。

更に、 本件発明のリニアモー夕は、 複数のコイル部を内ヨーク又は外ヨークに 備え、 複数の永久磁石片を振動体のコイル部と反対側側面に固定したリニアモ一 夕であり、 振動体の振動方向に並んだ複数の永久磁石片は、 隣合う永久磁石片の 磁極が異極となっており、 前記振動体は、 この隣り合う永久磁石片の間ににスリ ットを有することで、 隣合う異極の永久磁石間に発生する磁束漏れを防ぐことが できる。

更に、 本件発明の振動体は電気抵抗が 1 0 0 Ω · c m以上とすると、 渦電 流の発生を抑えることができる。

更に、 本件発明の振動体の透磁率は真空の透磁率の 1 0倍以上であるとよい。 更に、 振動体は、 鉄とクロムを主材料とした材料であるとよい。

更に、 振動体は、 鉄が 8 0〜9 0 w t %、 クロムが 1 0〜2 0 w t %含んだ材 料とするとよい。

更に、 振動体は、 鉄、 クロム、 アルミを主材料とした材料であるとよい。

更 ίこ、 振動体は、 鉄が 7 5〜8 8 w t %、 クロムが 1 0〜2 O w t %、 アルミ が 2〜5 w t %含んだ材料であるとよい。

更に、 振動体は、 鉄、 シリコンを主材料とした材料であるとよい。

更に、 振動体は、 ニッケルと鉄を主材料とした材料であるとよい。

更に、 振動体の側面に、 少なくとも一つのスリットを設けると、 渦電流の発生 を抑えることができる。 このスリットは、 振動体の振動方向に細長くてもよい。 更に、 振動体の側面に、 少なくとも一つの電気的絶縁樹脂部を設け渦電 流の発生を抑えることができる。

本件発明は、筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間 を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を 支持する振動体とを備え、 前記永久磁石片を固定する振動体の材質を磁性材とし たリニァモー夕を備える圧縮機であり、 高効率駆動を可能にする。

本件発明は、筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間 を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を 支持する振動体とを備え、 前記永久磁石片を、 前記振動体のコイル部を有する外 ヨーク又は内ヨーク側に固定したリニアモー夕であり、 永久磁石片とコイル部を 有するヨーク側に近づけることができる。

本件発明は、筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間 を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を 支持する振動体とを備え、 前記永久磁石片を、 前記振動体のコイル部を有する外 ヨーク又は内ヨーク側に固定したリニアモー夕を備える圧縮機であり、 高効率の 駆動が可能になる。

本件発発明は、 金属磁性粒子の圧縮成形体からなるヨーク部と、 このヨーク部 に沿って振動する可動子とを備えたリニアモー夕であり、 リニアモー夕の製造が 容易になる。

更に、 本件発明は、 筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ョ —クと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ョ一 クとの間を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久 磁石片を支持する振動体とを備え、 前記外ヨークもしくは、 内ヨークの少なくと も一方が金属磁性粒子の圧縮成形体であるリニアモータであってもよい。

更に、 本件発明は、 ヨーク部が金属磁性粒子と電気絶緣性榭脂との圧縮成形体 であってもよい。

更に、 本件発明は、 ヨーク部が表面に電気絶縁層を持った金属磁性粒子の 圧縮成形体であるリニアモー夕であってもよい。

更に、 本件発明は、 金属磁性粒子の表面電気絶縁層が無機材質であるリニアモ 一夕であってもよい。

更に、 本件発明のリニアモータは、 圧縮成形体で構成されたヨーク部は、 周方 向に分割された構成とすることで、 渦電流の発生を抑制することが可能になる。 更に、 本件発明のリニアモー夕は、 周方向に分割されたヨーク部の接合面に絶 縁層を設けることで、 更に渦電流の発生を抑制することが可能になる。

本件発明は、 金属磁性粒子の圧縮成形体からなるヨーク部と、 このヨーク部に 沿って振動する可動子とを備えたリニアモータを備える圧縮機であってもよい。 本件発明は、筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間 を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を 支持する振動体とを備え、 外ヨーク又は内ヨークの少なくとも一方は、 複数の積 層板プロック部を環状に並べ、 隣り合う積層板プロック部の間を圧縮成形部によ り構成したリニアモー夕であってもよい。

本件発明は、筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間 を前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を 支持する振動体とを備え、 外ヨーク又は内ヨークの少なくとも一方は、 複数の積 層板プロック部を環状に並べ、 隣り合う積層板プロック部の間を圧縮成形部によ り構成したリニアモ一夕を備える圧縮機であってもよい。 図面の簡単な説明

第 1図（a ) ( b )は実施例 1のリニアモー夕の断面図及び平面図、第 2図（a ) は実施例 1のリ二ァモ一夕の部分断面図、 （ b )は従来のリニァモータの断面図、 第 3図は （a ) ( b ) は実施例 2のリニアモータの断面図及び平面図、 第 4図は ( a ) ( b ) は実施例 3のリニアモータの断面図及び平面図、 第 5図はは実施例 3の他のリニアモー夕の断面図、 第 6図は （a ) ( b ) は実施例 4のリニアモー 夕の断面図及び平面図、 第 7図は （a ) ( b ) は実施例 4の振動体の断面図 及び平面図、 第 8図は実施例 5のリニアモータの断面図、 第 9図は実施例 5の振動体の断面図、 第 1 0図は実施例 5の他の振動体を示す図、 第 1 1図は実 施例 5の他の振動体を示す図、 第 1 2図は実施例 5の他の振動体の断面図、 第 1 3図 （a ) ( b ) は実施例 6のリニアモータの断面図及び平面図、 第 1 4図は実 施例 6の圧成形体の製造方法を示すフローチャート、 第 1 5図は実施例 6の他の 圧成形体の製造方法を示すフローチャート、 第 1 6図 （a ) ( b ) は実施例 7の リニアモー夕の断面図及び平面図、 第 1 7図 （a ) ( b ) は実施例 8のリニアモ 一夕の断面図及び平面図、 第 1 8図はリニアモー夕圧縮機の断面図、 図 1 9は従 来のリニアモー夕の断面図。 発明を実施するための最良の形態

(実施例 1 )

図 1にリニアモータ 1の構成を示す。 リニアモー夕 1は、 筒状の内ヨーク部 3 と、 この内ヨーク部 3に巻線を卷回したコイル部 2と、 内ヨーク部 3を内側に配 置した外ヨーク部 4と、 内ヨーク部 3と外ヨーク部 4とのギャップに位置し、 コ ィル部 2 が発生する磁束に従い振動する永久磁石片 5 a 、 5 b と、 この永久 磁石片 5 a 、 5 b を支持する円筒状の振動体 6とを備える。 永久磁石片 5 a、 5 bは、 振動体 6の内ヨーク部 4側の側面に固定されている。 振動体 6の一端に は、 振動体 6の振動を外部へ取出す出力部 7がある。 この出力部 7は、 筒状の振 動体 6に蓋をするような形状である。 また、 この出力部 6の出力軸には、 共振バ ネを取り付けており、パネの共振を用いることで、振動に必要な力が小さくなり、 コイル部 2に流れる駆動電流を小さくすることができる。

次に、 このリニアモー夕を詳細に説明する。

内ヨーク部 3は、 凹部を 2箇所備えた長方形の電磁鋼板を周方向に積層し、 円 筒形状としている。 凹部が連続することで、 リング状の溝を内ヨーク部 3の外側 に設ける。 このリング状の溝に卷線を巻回することで、 コイル部 2を形成する。 外ヨーク部 4は、 長方形の電磁鋼板を周方向に積層し、 円筒状としている。 内 ヨーク部 3は、 外ヨーク部 4の内側に位置する。 そして、 外ヨーク部 4の内側側 面と内ヨーク部 3の外側側面とは平行になつており、 均一のギヤップを有 する。

リング状の永久磁石片 5 a 、 5 b は振動体 6の内周側面に接着固定又は圧入 固定されている。 この永久磁石片 5 a 、 5 の磁束方向は、 内ヨーク部 3の半 径方向を向き、 隣り合う永久磁石片 5 a、 5 b は異極となっている。 永久磁石 片 5 aの磁束は内ヨーク部 3から外ヨーク部 4へ進み、 永久磁石片 5 bの磁束は 外ヨーク部 4から内ヨーク部 3へ進む。

このような構成により得られるリニアモー夕は、 コイル部 2の電流を切りかえ ることで振動体 6を振動する。 コイル部 2 に電流を流すと、 外ヨーク部 4と内 ヨーク部 3とで磁束ループを形成する。 この磁束ループにより、 ギャップに磁束 が現われ、 この磁束方向に近づくよう、 永久磁石片 5 が移動する。 そして、 電 流の向きを切り変えることによりギヤップに流れる磁束を反転させ、 この磁束に 合せて永久磁石片 5 が移動する。 このように電流方向を切り替えることで振動 体 6を振動させる。

実施例 1の第 1の特徴は、 永久磁石片 5 a、 5 bが振動体 6の内ヨーク部側に 固定されており、 永久磁石片 5 a、 5 bを内ヨーク部 3に近接した状態で組み立 てることができる点である。

図 2 ( a ) に実施例 1の部分断面図、 図 2 ( b ) に従来例の部分断面図を示す。 振動磁束が発生するのは内ヨーク部 3であるため、 この振動磁束に対応する永 久磁石片 5 aは、 可能な限り内ヨーク部 3 に近い方がよい。 本実施例では、 永 久磁石片 5 aを振動体 6の内ヨーク部側に固定している。 よって、 永久磁石片 5 a、 5 bと内ヨーク部の間は、 ギャップのみであり、可能な限り永久磁石片 5 a、 5 bとコイル部 2を有する内ヨーク部 3に近づけることができる。

図 2 ( b ) には、 特公平 6 - 9 1 7 2 7 号に示すような、 永久磁片 2 0 5 を振動体 2 0 6の外ヨーク部 2 0 4側に固定したものを示す。 従来のリニアモー 夕の振動体 2 0 6は非磁性材料からなっている。 このように、 永久磁石片 2 0 5 を振動体 2 0 6に固定すると、 コイル部を備えた内ヨーク部 2 0 3と永久磁石片 2 0 5の間では、 ギャップと振動体 1 0 6を備える。 よって、 永久磁石片 2 0 5 と内ヨーク部 2 0 3の間隔は、 図 2 ( a ) に比較して振動体 2 0 6の厚みだけ 大きくなつてしまう。 つまり、 従来の内ヨーク部 2 0 3から発生し永久磁 石片 2 0 5に影響を与える磁束は、 実施例 1に比較して小さくなつてしま 。

本実施例は、 永久磁石片 5を振動体 6の内ヨーク部 3側に固定することで、 従 来に比較して、内ヨーク部から発生する振動磁束を有効に活用することができる。 また、従来と比較して、振動磁束が発生する内ヨーク部から振動体が離れるので、 渦電流の発生を抑えることができる。

なお、 実施例 1の振動体の材質は磁性材であるが、 振動体が非磁性体であって も、 上記の効果は同様に得られる。

実施例 1の第 2の特徴は、 永久磁石片 5 a 、 5 b を固定する振動体 6は磁性 を有することである。 従来の振動体は非磁性であるため、 内ヨーク部 3と外ョー ク部 4の間に形成する磁束ループの磁束を妨げていた。 しかし、 本実施例のよう に、 振動体 6を磁性材とすることにより内ヨーク部 3 と外ヨーク部 4の間に生 じる磁束ループを妨げることがない。 つまり、 振動体 6は磁性材であるので、 外 ヨーク部 4 と内ヨーク部 3の非磁性距離を実質的に短くすることができる。 また、 永久磁石片 5 a 、 5 b を、 振動体 6の内ヨーク部 2側に固定すること で、 振動体 6を永久磁石片 5 a 、 5 b のバックヨークとして活用することがで きる。 複数の永久磁石片 5 a 、 5 は同一の振動体に固定されており、 永久磁 石片 5 a 、 5 b は振動体 6 により磁気的に連結されている。 つまり、 振動体 6は、 バックヨークとしての機能を持ち、 永久磁石片 5 a 、 5 b の磁束を大き く取出すことができる。

なお、 振動体 6 は磁性を有し、 主成分を鉄、 クロム、 アルミとし、 抵抗値を調 整するため、 シリコンを 3 w t %以下添加している。 具体的な混合率は、 鉄が 7 5〜8 8 w t %、 クロムが 1 0〜2 0 w t %、 アルミが 2〜 5 w t %含んだ材料 である。 また、 振動体の透磁率は真空の透磁率の 1 0倍以上としている。

本願実施例は、 このように構成することで、 外ヨーク部 4 と内ヨーク部 3の ギヤップを磁気的に短くすることができ、効率よく往復振動を行うことができる。 更に、 振動体 6を内ヨーク部 3 と永久磁石片 5 a 、 5 bの間に配設すること で、 振動体 6をバックヨークとして利用することができる。 (実施例 2 )

図 3に示すリニアモー夕 2 1 は、 巻線を巻回したコイル部 2 2 を有する筒状 の外ヨーク部 2 3 と、この外ヨーク部 2 3の内側に位置する内ヨーク部 2 4 と、 外ヨーク部 2 3 と内ヨーク部 2 4 のギャップに位置し、 コイル部 2 2が発生す る磁束に従い振動する永久磁石片 2 5 a 、 2 5 b と、 この永久磁石片 2 5 a 、 2 5 b を支持固定する振動体 2 6 とを備え、 永久磁石片 2 5 a 、 2 5 b を固 定する振動体 2 6は、 永久磁石片 2 5 a 、 2 5 b と内ヨーク部 2 3 との間に 位置する。 振動体 2 6は磁性を有している。 また、 内ヨーク部 2 4、 外ヨーク部

2 3は電磁鋼板を周状に積層したものである。

上記の構成により、 外ヨーク部 2 3と内ヨーク部 2 4のギャップを磁気的に短 くすることができ、 効率よく往復振動を行うことができる。 更に、 振動体 2 6を 内ヨーク部 2 4と永久磁石片 2 5 a 、 2 5 bの間に配設することで、 振動体 2 6をバックヨークとして利用することができる。

また、 図 1 8に示すように、 本実施例のリニアモータを圧縮機に組み込むと、 高効率駆動を行うことが可能である。 リニア圧縮機 1 5 0は、 リニアモー夕部 1 6 0、 吐出機構部 1 7 0、 パネ機構部 1 7 1、 密閉容器 1 7 2、 支持機構部 1 7 3等から構成される。

(実施例 3 )

図 4にリニアモータ 3 1の構成を示す。 リニアモー夕 3 1は、 筒状の内ヨーク 部 3 3と、 この内ヨーク部 3 3に巻線を巻回したコイル部 3 2と、 内ヨーク部 3 3を内側に配置した外ヨーク部 3 4と、 内ヨーク部 3 3と外ヨーク部 3 4とのギ ヤップに位置し、 コイル部 3 2 が発生する磁束に従い振動する永久磁石片 3 5 と、 この永久磁石片 3 5を支持する円筒状の振動体 3 6とを備える。 永久磁石片

3 5は、 振動体 3 6の内ヨーク部 3 3側の側面に固定されている。 振動体 3 6の 一端には、 振動体 3 6の振動を外部へ取出す出力部 3 7がある。 この出力部 3 7 は、 筒状の振動体 3 6に蓋をするような形状である。 次に、 このリニアモー夕を詳細に説明する。

内ヨーク部 3 3は、 凹部を 1箇所備えた長方形の電磁鋼板を周方向に積 層し、 円筒形状としている。 凹部が連続することで、 リング状の溝を内ョ ーク部 3 3の外側に設ける。 このリング状の溝に巻線を巻回することで、 コイル 部 3 2を形成する。

上記の構成により、リニアモータ 3 1の備えるコイル部 3 2がーつであっても、 外ヨーク部 3 4と内ヨーク部 3 3のギャップを磁気的に短くすることができ、 効 率よく往復振動を行うことができる。 更に、 振動体 3 6を内ヨーク部 3 3と永久 磁石片 3 5の間に配設することで、 振動体 3 6をバックヨークとして利用するこ とができる。

なお、 図 5に示すように、 コイル部 4 2がーつであり、 コイル部 4 2が外ョー ク部 4 4に配設されていても、 同様の効果を得ることができる。

(実施例 4 )

図 6に示すリニアモー夕 5 1 は、 卷線を巻回したコイル部 5 2を有する筒状 の内ヨーク部 5 3と、 この内ヨーク部 5 3を内側に配置した外ヨーク部 5 4と、 内ヨーク部 5 3 と外ヨーク部 5 4のギャップをコイル部 5 2が発生する磁束に 従い振動するリング状の永久磁石片 5 5 a , 5 5 と、この永久磁石片 5 5 a 、 5 5 bを支持固定する磁性材からなる振動体 5 6とを備えている。

実施例 4の特徵は、 図 7に示すように、 振動体 5 6が、 永久磁石片 5 5 aと永 久磁石片 5 5 bの間にスリット部 5 9を備えている点である。 このスリット部 5 9は、 振動体 5 7の周方向に伸びるように形成されている。

内ヨーク部 5 3から発生する磁束は、 振動体 5 6を介し、 外ヨーク部 5 4と内 ヨーク部 5 3の間で磁束ループを形成する。 永久磁石片 5 5 a 、 5 5 bと内ョ ーク部 5 3の間には振動体 5 6を介しているが、振動体 5 6は磁性体であるので、 磁気的な距離に磁性体 5 6の厚みは含まれない。 また、 このように磁性体 5 6の 外周に永久磁石片 5 5 a 、 5 5 bを固定すると、 永久磁石片の取付けを振動体 の外周から行えるので、 製造が容易となる。

ただし、 振動体 5 6に永久磁石片 5 5 a 、 5 5 bを貼り付けただけでは、 振 動体 5 6 を磁束通路として永久磁石片 5 5 a 、 5 5 bの間に漏れ磁束を発生し てしまうため好ましくない。 よって、 図 7に示すように、 この永久磁石片 5 5 a 、 5 5 b の間にスリット部 5 9を設けることにより、 漏れ磁束を 減らすことができる。

(実施例 5 )

図 8に示すリニアモー夕 6 1は、 卷線を巻回したコイル部 6 2を有する筒状の 内ヨーク部 6 3と、 この内ヨーク部 6 3を内側に配置した外ヨーク部 6 4と、 内 ヨーク部 6 3と外ヨーク部 6 4のギャップをコイル部 6 2が発生する磁束に従い 振動するリング状の永久磁石片 6 5 a 、 6 5 b と、 この永久磁石片 6 5 a 、 6 5 bを支持固定する磁性材からなる振動体 6 6とを備えている。

リング状の永久磁石片 6 5 a 、 6 5 は振動体 6 6の内周側面に接着固定又 は圧入固定されている。 この永久磁石片 6 5 a 、 6 5 bの磁束方向は、 内ョー ク部 6 3の半径方向を向き、 隣り合う永久磁石片 6 5は異極である。 永久磁石片 6 5 aの磁束は内ヨーク部 6 3から外ヨーク部 6 4へ進み、 永久磁石片 6 5 の 磁束は外ヨーク部 6 4から内ヨーク部 6 3へ進む。

このような構成により得られるリニアモータは、 コイル部 6 2の電流を切りか えることで振動体 6を振動する。 コイル部 6 2に電流を流すと、 外ヨーク部 6 4 と内ヨーク部 6 3に磁束ループを形成する。 この磁束ループ 6 3により、 ギヤッ プに磁束が現われ、 この磁束方向に近づくよう、 永久磁石片 6 5が移動する。 そ して、 電流の向きを切り変えることによりギャップに流れる磁束を反転させ、 こ の磁束に合せて永久磁石片 6 5が移動する。 このように電流方向を切り替えるこ とで振動体 6 6を振動させる。

実施例 5の特徴は、 振動体 6 6の振動方向に細長いスリット 6 7を設けた点で ある。 振動体 6 6は、 磁束を横切り振動するため、 円筒状の振動体 6 6の周方向 に渦電流を発生してしまいやすい。 ここで、 円周方向の渦電流の発生を抑えるよ うに、 振動体 6 6の振動方向にスリット 6 7を設けることで、 渦電流の発生を抑 えることができる。

なお、 スリットの形状は、 図 1 0、 図 1 1に示すように、 振動体 6 6の強度を 高めることを目的として、 碁盤状のスリット 7 1や、 千鳥状のスリット 7 2を設 けてもよい。

また、 図 1 2に示すように、 スリットの変わりに電気絶縁体となす樹脂 材料を用い、 振動体に振動方向に細長い、 電気絶緣部 7 3を設けてもよい。 図 1 2の振動体 6 6は、 複数の長方形の磁性板を周状に並べ、 これらの磁性板間を榭 脂材料にて連結したものである。

(実施例 6 )

図 1 3に示すリニアモー夕 8 1の構成は、 巻線を卷回したコイル部 8 2を有す る筒状の内ヨーク部 8 3と、 この内ヨーク部 8 3を内側に配置した外ヨーク部 8 4と、 内ヨーク部 8 3と外ヨーク部 8 4とのギャップにコイル部 8 2 が発生す る磁束に従い振動する永久磁石片 8 5 a 、 8 5 b と、 この永久磁石片 8 5 a 、 8 5 b を支持する円筒状の振動体 8 6とを備える。 永久磁石片 8 5 a、 8 5 b は、 磁性材料かならる振動体 8 6の内ヨーク部 8 4側の側面に固定されている。 振動体 8 6の一端には、 振動体 8 6の振動を取出す出力部 8 7がある。 この出力 部 8 7は、 筒状の振動体 8 6に蓋をする形状である。

本実施例の特徴でもある内ヨーク部 8 3と外ヨーク部 8 4は、 金属磁性粒子と 電気絶縁性樹脂との混合物を圧縮成形することによって製造される圧縮成形体で ある。 このような圧縮成形体は、 電気絶縁性樹脂により、 隣接する金属性磁性粒 子が電気的に絶縁されるので、 電磁鋼板を周方向に積層することなく渦電流損の 発生を抑えてヨーク部を提供することができる。

次に、 内ヨーク部 8 3、 外ヨーク部 8 4を圧縮成形により製造方法を図 1 4を 用いて説明する。

本実施例におけるリニアモータ用焼結コアに用いられる金属磁性粒子は、 鉄を 基本とする。 しかし、 鉄のみに限らず、 鉄 'シリコン、 鉄 'アルミ、 鉄'ニッケ ル、 鉄'コバルト合金、 ニッケル '鉄、 ニッケル '鉄にクロム、 アルミ、 チタン 等を混合した合金などであってもよい。 また、 これらを混ぜ合わせたものでもよ い。

これら金属性磁性粒子と電気絶縁性樹脂たとえば、 エポキシ樹脂、 ナイロン樹 fl旨、 ポリイミド榭脂、 ポリアミド樹脂、 ポリエステル樹脂などの樹脂と金属絶縁 性粒子とを混合する。

電気絶縁樹脂と混合した金属磁性粒子を所望のリニアモータ用コアを製 造できる金型に充填し、 1 0 0 O MPa以下の圧力圧縮成形を行うことで所望の リニアモータ用コア形状を得ることができる。 その後、 3 0 0 :以下で熱処理を 行い、 樹脂を硬化させてもよい。

このようにしてリニアモー夕ヨーク部を一体成形により製造することができる。 従来の、 リニアモー夕の円筒状のヨーク部は、 複数の電磁鋼板を周方向に積層し ているので、 機械的に製造するのが非常に困難であった。 しかし、 このような製 造方法採用することで、 電磁鋼板を周方向に積層しないで、 電磁鋼板を周方向積 層したヨーク部と同様に、 渦電流の発生を抑えたリニアモータ用のヨーク部を得 ることができる。

なお、 金属磁性粒子と電気絶縁性榭脂との圧縮成形体とすると、 渦電流が抑え られる理由は、 隣接する金属磁性粒子が電気的に絶縁されるためである。 また、 電気絶緣性榭脂は金属磁性粒子を融着するバインダ一の役割も果たす。

なお、 圧縮成形体の製造方法として、 金属磁性粒子と電気絶緣榭脂とを圧縮す る方法を上述したが、 図 1 5に示すように、 金属磁性粒子の表面に電気絶縁層を 持つた金属磁性粒子を圧縮成形体としてもよい。

このような、 リニアモー夕用焼結コアに用いられる金属磁性粒子は、 鉄を基本 とするが、 たとえば鉄'シリコン、 鉄 'アルミ、 鉄 ·ニッケル、 鉄'コバルト合 金などであってもよい。 また、 これらを混ぜ合わせたものでもよい。 これらの粒 子の表面に、 たとえばリン酸塩などの無機質の電気絶縁性層を形成させる。 この 絶縁層により、 隣接する金属磁性粒子が電気的に絶縁され、 渦電流損の発生を抑 制することができる。

表面に電気絶縁性を持った金属磁性粉末を所望のリニアモータ用コアを製造で きる金型に充填し、 1 0 0 O MPa以下の圧力圧縮成形を行うことで所望のリニ ァモ一夕用コア形状を得ることができる。 その後、 3 5 0〜8 0 0でで熱処理を 行う。 この熱処理は、 磁気特性待の改善、 たとえばヒステリシス損を低減するた めに行われる。 (実施例 7 )

図 1 6に示すリニアモータ 9 1の構成は、 巻線を巻回したコイル部 9 2 を有する筒状の内ヨーク部 9 3と、 この内ヨーク部 9 3を内側に配置した外ョ一 ク部 9 4と、 内ヨーク部 9 3と外ヨーク部 9 4とのギャップにコイル部 9 2 が 発生する磁束に従い振動する永久磁石片 9 5と、 この永久磁石片 9 5 aを支持す る円筒状の振動体 9 6とを備える。 永久磁石片 9 5は、 磁性材料かならる振動体 9 6の内ヨーク部 9 4側の側面に固定されている。 振動体 9 6の一端には、 振動 体 9 6の振動を取出す出力部 9 7がある。 この出力部 9 7は、 筒状の振動体 9 6 に蓋をする形状である。

そして、 内ヨーク部 9 3と外ヨーク部 9 4は、 金属磁性粒子と電気絶縁性榭脂 との混合物を圧縮成形することによって製造される圧縮成形体である。

本実施例の特徴は、 圧縮成形体かなる内ヨーク部 9 3と外ヨーク部 9 4とが圧 縮成形体であり、 周方向に複数分割され、 分割されたヨーク部の接合面に絶緣層 9 8を設けた点である。

このように、 ヨーク部を分割して製造すると、 小さな金型で製造することがで きるため製造コストを小さくすることができる。 さらに、 ヨーク部が円周方向に 分割され、 その接合面に絶縁層 9 8が設置されていれば、 なおいつそう渦電流損 を低減することができる。

(実施例 8 )

図 1 7に示すリニアモー夕 1 0 1の構成は、 巻線を巻回したコイル部 1 0 2を 有する筒状の内ヨーク部 1 0 3と、 この内ヨーク部 1 0 3を内側に配置した外ョ ーク部 1 0 4と、 内ヨーク部 1 0 3と外ヨーク部 1 0 4とのギャップにコイル部 1 0 2 が発生する磁束に従い振動する永久磁石片 1 0 5と、 この永久磁石片 1 0 5 aを支持する円筒状の振動体 1 0 6とを備える。

本実施例の特徴は、 圧縮成形体かなる内ヨーク部 1 0 3と外ヨーク部 1 0 4と が、 複数の電磁鋼板を積層した積層ブロック 1 1 0と、 金属磁性粒子と電気絶縁 性樹脂との混合物を圧縮成形することによって製造される圧縮成形体 1 1 1とを 組み合わせて形成した点である。

図 1 7に示すように、 積層ブロック 1 1 0を周状に並べ、 隣り合う積層 ブロック 1 1 0のギャップに一致するような形状にした圧縮成形体 1 1 1 を組み合わせて、 内ヨーク部 1 0 3と外ヨーク部 1 0 4とを得る。

更に、 積層ブロックの数を増やして、 その間に圧縮成形体を配置するような構 成であってもよい。 この時、 一枚の電磁鋼板を積層ブロックとして、 隣り合う電 磁鋼板の間に、圧縮成形体を配置したものも本発明の範囲を外れるものではない。 産業上の利用可能性

本件発明は、 振動体の材質を磁性材とすることで、 ギャップの距離を短くし、 高効率にリニァモータを提供することができる。

更に、 本件発明は、 永久磁石片を、 振動体のコイル側側面に固定することで、 コィル側ヨークと、 永久磁石片のギヤップを縮めることができる。

更に、 本件発明は、 ヨーク部の製造を容易にする。

Claims

請求の範囲

1 '筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前 記外ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を 前記コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支 持する振動体とを備え、 前記振動体の材質を磁性材としたリニアモー夕。

2 · 永久磁石片は、 振動体のコイル部側側面に固定した請求の範囲第 1項記載 のリニアモータ。

3 ·複数のコイル部を内ヨーク又は外ヨークに備え、 複数の永久磁石片を振動体 のコイル部と反対側側面に固定したリニアモー夕であり、 振動体の振動方向に並 んだ複数の永久磁石片は、 隣合う永久磁石片の磁極が異極となっており、 前記振 動体は、 この隣り合う永久磁石片の間ににスリットを有する請求の範囲第 1項記 載のリニアモータ。

4 · 振動体は電気抵抗が 1 0 0 Ω · c m以上である請求の範囲第 1項記載 のリニアモータ。

5 · 振動体の透磁率は真空の透磁率の 1 0倍以上である請求の範囲第 1項記載 のリニアモータ。

6 ·振動体は、 鉄とクロムを主材料とした材料よりなるの請求の範囲第 1項記載 のリニアモータ。

7 ·振動体は、 鉄が 8 0〜9 0 w t %、 クロムが 1 0〜2 O w t %含んだ材料よ りなる請求の範囲第 6項記載のリニァモータ。

8 ·振動体は、 鉄、 クロム、 アルミを主材料とした材料よりなる請求の範囲第 1 項記載のリニアモータ。

9 ·振動体は、 鉄が 7 5〜8 8 w t %、 クロムが 1 0〜2 O w t %、 アルミが 2 〜5 w t %含んだ材料よりなる請求の範囲第 8項記載のリニアモー夕。

1 0 · 振動体は、 鉄、 シリコンを主材料とした材料よりなる請求の範囲第 1項 記載のリニアモータ。

1 1 · 振動体は、 ニッケルと鉄を主材料とした材料よりなる請求の範囲第 1項 記載のリニアモータ。 1 2 · 振動体の側面に、少なくとも一つのスリットを設けた請求の範囲第 1項記 載のリニアモー夕。

1 3 ·スリットは、 振動体の振動方向に細長い請求の範囲第 1 2項記載の リニアモー夕。

1 4 ·振動体の側面に、 少なくとも一つの電気的絶縁性樹脂部を設けた請求の範 囲第 1項記載のリニァモー夕。

1 5 ·筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外 ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を前記 コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支持す る振動体とを備え、 前記永久磁石片を固定する振動体の材質を磁性材としたリニ ァモータを備える圧縮機。

1 6 ·筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外 ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を前記 コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支持す る振動体とを備え、 前記永久磁石片を、 前記振動体のコイル部を有する外ヨーク 又は内ヨーク側に固定したリニアモータ。

1 7 ·筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外 ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を前記 コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支持す る振動体とを備え、 前記永久磁石片を、 前記振動体のコイル部を有する外ヨーク 又は内ヨーク側に固定したリニアモー夕を備える圧縮機。

1 8 . 金属磁性粒子の圧縮成形体からなるヨーク部と、 このヨーク部に沿って振 動する可動子とを備えたリニアモー夕。

1 9 ·筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外 ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を前記 コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支持す る振動体とを備え、 前記外ヨークもしくは、 内ヨークの少なくとも一方が金属磁 性粒子の圧縮成形体である請求の範囲第 1 8項記載のリニァモータ。

2 0 ·ヨーク部が金属磁性粒子と電気絶縁性榭脂との圧縮成形体である請求項 1 8記載のリニアモー夕。

2 1 · ヨーク部が表面に電気絶縁層を持った金属磁性粒子の圧縮成形体で ある請求項 1 8記載のリニアモー夕。

2 2 ·金属磁性粒子の表面電気絶縁層が無機材質である請求の範囲第 2 1項記載 のリニアモー夕。

2 3 ·圧縮成形体で構成されたヨーク部は、 周方向に分割された構成である請求 項 1 8のリニアモータ。

2 4 ·周方向に分割されたヨーク部の接合面に絶縁層を設けた請求項 1 8記載の リニアモータ。

2 5 ·金属磁性粒子の圧縮成形体からなるヨーク部と、 このヨーク部に沿って振 動する可動子とを備えたリニアモー夕を備える圧縮機。

2 6 ·筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外 ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を前記 コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支持す る振動体とを備え、 外ヨーク又は内ヨークの少なくとも一方は、 複数の積層板ブ ロック部を環状に並べ、 隣り合う積層板ブロック部の間を圧縮成形部により構成 したリニアモー夕。

2 7 ·筒状の外ヨークと、 この外ヨーク内に配置した筒状の内ヨークと、 前記外 ヨーク又は内ヨークに設けたコイル部と、 前記外ヨークと内ヨークとの間を前記 コイル部が発生する磁束に従い振動する永久磁石片と、 この永久磁石片を支持す る振動体とを備え、 外ヨーク又は内ヨークの少なくとも一方は、 複数の積層板ブ 口ック部を環状に並べ、 隣り合う積層板プロック部の間を圧縮成形部により構成 したリニァモータを備える圧縮機。