WO2002027898A1 - Actionneur lineaire - Google Patents

Description

明 細 書

リニアァクチユエ一夕 技術分野

この発明は、 例えばリニアァクチユエ一夕、 リニア発電機、 電磁弁等 の電磁気応用機器に適用できる積層コアに関するものである。 背景技術

図 2 6を用いて、 従来のリニアァクチユエ一夕を説明する。 このリニ ァァクチユエ一夕は、 薄板鋼板を金型で打ち抜いて型取りをした E型磁 性板 8を多数枚、 中心軸のまわりに放射状に向けて筒状に形成させた積 層コアであるヨーク部 1' 0と、 このヨーク部 1 0のスロヅ ト部 1に卷回 したコイル部 2と、 長方形をなす薄板鋼板を金型で打ち抜いて型取りを した I型磁性板を多数枚、 中心軸のまわりに放射状に向けて筒状を形成 させた外ヨーク部 3と、 内ヨーク部 1 0と外ヨーク部 3の間のギャップ 部 4に配置した永久磁石片 5、 6と、 この永久磁石片 5、 6を支持する 振動体 7とから構成されている。 なおこれら永久磁石片 5、 6は半径方 向に着磁されており、 その磁極の向きは例えば永久磁石片 5の内ヨーク 部側が Ν極であれば、 永久磁石片 6の内ヨーク部側が S極となるように、 永久磁石片の磁極がそれそれ反対に振動体 7に固定されている。 以上の 構成のリニアァクチユエ一夕ではコィル部 2に電流を流すことで発生 する磁束の流れは矢印で示した磁路を形成する。 そのためコイル部 2に 流す電流の向きを切り換えることで、 コィル部 2から発生する磁束の流 れる方向が変わり、 その磁束変化に従って永久磁石片 5、 6が吸引反発 を繰り返して軸方向に往復運動する。

しかしながら従来のリニアァクチユエ一夕には、 以下のような課題が あった。

(1) 従来の積層コアは、 円筒形状に積層するために、 1枚の磁性板を積 層コアの外側で厚く、 積層コアの内側で薄くする必要があった。 しか し、 一般に流通されている磁性板の厚みは、 どの部分においても同じ 厚みであるため、 従来例に示される積層コアは、 磁性板の一枚、 一枚 を切削して厚みを変えていたと思われる。 このような方法では、 量産 性が悪いというだけではなく、磁性板の厚みが均一に保てないため円 筒形状にすることが困難であった。

(2) 図で示していないが、 均一の厚みの磁性板で積層コアを得ても、 内 径側は隣接する磁性板同士は接触しているが、外周側は隣接する磁性 板間には隙間ができ、ワニス処理などの磁性板と支持部材間の接着処 理をする必要があり、 大幅なコス ト增を招いている。 特に、 このよう な積層コアは、 ラジアル積層体であるため磁性板が放射状に広がり、 外周側になる程鋼板間の隙間が大きくなる。そのため、 内ヨーク部の 全体としての鉄量すなわち占積率が低下するとともに、永久磁石片か ら発生する磁束を薄板鋼板に伝えることが困難であった。

(3) また、 従来の C型や E型コア形状では、 コイルから発生する磁束の 流れが内周側では振動方向と同一方向の流れで、永久磁石片との対向 面側では半径方向となる。よりコイルからの発生磁束を有効に利用す るためには、一方向に磁束の流れやすい磁気特性をもつ方向性電磁鋼 板の適用が考えられる。 しかし、 この方向性電磁鋼板は圧延方向に磁 束を流しやすい特徴をもつが、鋼板の圧延方向に対する直角方向の磁 気特性は低下する。そのため、 C型や E型コア形状を金型で打ち抜い て型取りをする場合、振動体と同一方向か半径方向のどちらか一方が 圧延方向と直角方向の透磁率の低い磁気特性を利用することとなり、 コイル部からの発生磁束を有効に活用することが十分できない。 発明の開示 本件発明は、 複数の磁性板を周方向に積層し、 筒状体とした積層コア であって、 隣合う磁性板は積層コア外周側の上部又は下部のどちらか一 方に連結部を、 この連結部の反対にギャップ部を設け、 前記連結部を、 積層コアの周方向に上部、 下部、 上部、 下部と交互に設けたことを特徴 とする積層コアであり、 ラジアル積層コアの組立てを容易にした。

また、 本件発明は、 複数の磁性板を周方向に積層し、 筒状体とした積 層コアであって、 前記磁性板の端部から伸びた連結部により、 隣合う磁 性板を連結したことを特徴とする積層コアであり、 積層コアの組立てを 谷易にした。

また、 本件発明は、 複数の磁性板を周方向に積層し、 筒状体とした積 層コアであって、 この積層コアは軸方向に分割するので、 コイル部の取 り付けを容易にした。

また、 本件発明は、 複数の磁性板を周方向に積層し、 隣合う磁性板の 外周側にギヤップが形成される筒状体となる積層コアであって、 この積 層コアを、 磁性粉末を含む樹脂複合物質でモールドするので、 積層コア を頑丈にする。

また、 本件発明は、 複数の磁性板を周方向に積層し、 筒状体とした積 層コアであって、 この積層コアは、 磁性板を周方向に積層したラジアル 積層体と、 磁性板を軸方向に積層したアキシャル積層体とからなる積層 コアであり、 積層コアの組立てを容易にする。

また、 本件発明は、 複数の磁性板をラジアル方向に積層し、 筒状体と した積層コアであって、 前記筒状体の両端は、 筒状体の外側に折れ曲が つている積層コアであり、 積層コアの組立てを容易にする。 図面の簡単な説明

図 1は実施例 1のリニアァクチユエ一夕の断面図。

図 2は実施例 1の内ヨーク部を示す図

図 3 ( a ) は実施例 1の積層体ブロックの外周側から見た図、 （b ) 積層体プロックの内周側から見た図。

図 4は圧縮機の断面図。

図 5は実施例 2のリニァァクチユエ一夕の一部断面図。

図 6は実施例 2の磁性板を示す図。 図 7は実施例 2の積層コアを示す図。

図 8は実施例 2のモールドした内ヨーク部を示す図。

図 9は連結部を 2ケ所備える磁性板を示す図。

図 1 0は内ヨーク部の部分断面図。

図 1 1は実施例 3の内ョ一ク部を示す図。

図 1 2は実施例 3の磁性板を示す図。

図 1 3は実施例 3の磁性板の折れ曲がった状態を示す図。

図 1 4は内ヨーク部が分割した状態を示す図。

図 1 5は内ヨーク部を示す図。

図 1 6は 2分割した磁性板を示す図。

図 1 7は内ヨーク部が 2分割した状態を示す図。

図 1 8は実施例 4の内ヨーク部の一部断面図。

図 1 9は実施例 5の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 0は実施例 6の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 1は実施例 7の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 2は実施例 8の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 3は実施例 9の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 4は実施例 1 0の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 5は実施例 1 1の内ヨーク部の一部断面図。

図 2 6 ( a ) は従来のリニアァクチユエ一夕の断面図、 （b ) は内ョ ーク部の一部断面図。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の実施例について、 図面を用いて説明する。 (第 1実施例）

図 1にリニアァクチユエ一夕 1 1の構成を示す。 リニアァクチユエ一 夕 1 1は、 筒状の内ヨーク部 1 3と、 この内ヨーク部 1 3に卷線を卷回 したコイル部 1 2と、 内ヨーク部 1 3を内側に配置した外ヨーク部 1 4 と、 内ヨーク部 1 3と外ヨーク部 1 4とのギャップに位置し、 コイル部 1 2が発生する磁束に従い振動する永久磁石片 1 5 a、 1 5 bと、 この 永久磁石片 1 5 a、 1 5 bを支持する円筒状の振動体 1 6とを備える。 永久磁石片 1 5 a、 1 5 bは、 振動体 1 6の内ヨーク部 1 3側の側面に 固定されている。 振動体 1 6の一端には、 振動体 1 6の振動を外部へ取 り出す出力部 1 7がある。 この出力部 1 7は、 筒状の振動体 1 6に蓋を するような形状である。 また、 この出力部 1 7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 1 2に流れる駆動電流を小さくすることができる。

このようなリニアァクチユエ一夕は、 図 4に示すような圧縮機に組み 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、 リニアァクチユエ一夕部 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。 このような圧縮 機をエアコンに用いるとよい。

次に、 このリニアァクチユエ一夕を詳細に説明する。 内ヨーク部 1 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。 リング状の溝を内ヨーク部 1 3の外側に設ける。 このリン グ状の溝に卷線を卷回することで、 コイル部 1 2を形成する。

外ヨーク部 1 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 1 3は、外ヨーク部 1 4の内側に位置する。そして、 外ヨーク部 1 4と内ヨーク部 1 3の外側とは平行になっており、 均一の ギヤップを有する。

リング状の永久磁石片 1 5 a、 1 5 bは振動体 1 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 1 5 a、 1 5 bの磁束方 向は、 内ヨーク部 1 3の半径方向を向き、 隣り合う永久磁石片 1 5 a、 1 5 bは異極となっている。 永久磁石片 1 5 aの磁束は内ヨーク部 1 3 から外ヨーク部 1 4へ進み、 永久磁石片 1 5 bの磁束は外ヨーク部 1 4 から内ヨーク部 1 3へ進む。 このような構成により得られるリニアァクチユエ一夕は、 コイル部 1 2の電流を切り替えることで振動体 1 6を振動する。 コイル部 1 2に電 流を流すと、 外ヨーク部 1 4と内ヨーク部 1 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 1 5が移動する。 そして、 電流の向きを切り替 えることによりギャップに流れる磁束を反転させ、 この磁束に合わせて 永久磁石片 1 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 1 6を振動させる。

本実施例の特徴は、 隣り合う薄板電磁鋼板からなる磁性板を千鳥掛に 溶接することで、 隣合う磁性板を V字状に結合して、 内ヨーク部 1 3を 形成したことである。 図 2に、 隣り合う磁性板が V字状となる積層コア を示し、 以下に詳細に説明する。 なお、 この積層コアは円筒状になって いないが、 これは説明しやすいように、 簡略しただけであり、 実際には 磁性板を F¾筒状に積層している。

内ヨーク部 1 3は、 凹部 2 1を 2個所備えた長方形で厚みが一定の磁 性板 2 2を周方向に積層することで形成される。 この内ヨーク部 1 3の 特徴は、 隣り合う磁性板 2 2の外周側の上部 2 3又は下部 2 4のどちら か一方に、 溶接により連結点 2 5を設け、 この連結点 2 5とは反対にギ ヤップ部 2 6を設ける。 そして、 このギャップ部 2 6が上部、 下部、 上 部、 下部と、 周方向で千鳥掛になるように、 連結点 2 5も下部、 上部、 下部、 上部となるように構成した。

具体的に説明すると、 隣り合う磁性板 2 2の上部又は下部のどちらか 一方のみに、 連結点 2 5を設けることで、 隣り合う磁性板 2 2は、 積層 コアとした時、 V字形状に重なり合う。 この V字形状の連結点 2 5が上 部 2 3にあるとすると、 隣りの V字形状をした磁性板 2 2の連結点 2 5 は下部 2 4にある。 このように、 V字形状に重なった磁性板を周方向に 積層していく。

内ヨーク部 1 3の内周側側面 2 7に関しては、 隣り合う磁性板を連結 するため、 連結点 2 5を上部、 中央部、 下部に同時に設け、 内ヨーク部 1 3の内周側側面 2 7で連結した状態にしておく。

なお、 連結点付近の磁性板は、 隣り合う磁性板が重なっているが、 特 に重ならなくとも、 連結体により、 ある一定の間隔を常に保っておいて もよい。

次に、上述した積層コアの製造方法を、図 3を用いて説明する。まず、 複数枚の磁性板 2 2を一列に重ねて積層する。 そして、 積層コアの外周 側面となる磁性板の外周側端面を溶接により連結点を設ける。 この時、 連結点 2 5は、上部 2 3、下部 2 4、上部 2 3、下部 2 4という具合に、 上下交互に、 千鳥掛に溶接していく。 なお、 隣り合う磁性板 2 2の外周 側側面の上部 2 3に連結点 2 5があれば、 下部 2 4の方に連結点はなく、 隣り合う磁性板 2 2が離れることができる状態にしておく。 同様に、 隣 り合う磁性板 2 2の外周側端面の下部 2 4に連結点 2 5があれば、 上部 2 3の方に連結点 2 5はなく、 隣り合う磁性板 2 2が離れるような状態 にしておく。

積層コアの内周側側面となる磁性板 2 2の内周側には、 隣り合う磁性 板 2 2が連結するように、 上部、 中央部及び下部に溶接により連結点 2 5を設けておく。 なお、 連結点 2 5を設けることですベての隣り合う磁 性板 2 2を連結したのは、 あくまで、 内周側のみであり、 磁性板 2 2の 主面が溶接により一体となったわけではない。

このように複数の磁性板 2 2を溶接し、 積層体プロック 3 0を作成す ることができたら、 積層体ブロック 3 0の内周側端面 2 7を中心側にし て、 積層体プロヅク 3 0の外周側を引っ張ることで、 積層体プロヅク 3 0を円筒状の積層コアにする。 積層体ブロック 3 0の内周側端面 2 7は、 磁性板は連結しているため、 積層体プロックを引っ張っても積層体プロ ック 3 0の内周側長は変わらない。 しかし、 積層体プロックの外周側長 は、 隣り合う磁性板が完全に連結されていないので、 積層方向に引っ張 る力が働く と、 連結点 2 5のない個所で間隔が開き、 長くなつていく。 つまり、 積層体ブロック 3 0の外周長は変化するため、 積層体プロッ ク 3 0の内周側を円筒状にすると、 外周側は磁性板の積層方向に引っ張 られ、 積層体ブロック 3 0は円筒状の積層コアとなる。 この時、 積層体 プロック 3 0の外周側は隣り合う磁性板の間隔を広げながら開いてい くわけであるが、 隣り合う磁性板 2 2は必ず、 上部 2 3又は下部 2 4の 一方に連結点 2 5があり、 積層方向に引っ張られてても、 連結点 2 5の 付近は開かないようになつている。

連結点 2 5を設けることで、 隣り合う磁性板 2 2の外周側側面の一部 は必ず連結しているので、 積層体プロック 3 0を引っ張ると、 各磁性板 に均等に力がかかる。 このような均等な力で引っ張られることで、 隣り 合う磁性板 2 2が形成するギヤップ部 2 6も均等な広さで開いていく。 そして、 磁性板 2 2が周方向に均等な間隔を開いて積層されるようにな る。

もし、 積層体ブロック 3 0の外周側端面に連結点がなかったら、 積層 体プロヅクを円筒状にしょうとしても、 磁性板の外周側は均等な力で引 つ張られないので、 磁性板を均等な間隔で周方向に積層することはでき ない。

上述した積層コアの製造方法は、 リニアァクチユエ一夕の内ヨーク部 について説明しているが、 内ヨーク部に限らず、 外ヨーク部に用いても よい。 更には、 磁性板を周方向に積層する積層コアであれば、 電磁弁、 トランス、 誘導電磁加熱機等に用いてもよい。 また、 連結に関しては、 溶接でなくともカシメにより連結してもよい。

(実施例 2 )

図 5に示すように、 実施例 2では内ヨーク部 5 1の外周側に永久磁石 片 5 2を有する振動体 5 3が配置され、 さらにその外側に外ヨーク部 5 4が配置されているものである。 内ヨーク部 5 1は 1ケのコイルを保有 するものである。 図 6に示すように薄板電磁鋼板からなる磁性板 5 5に はコイルを揷入するスロッ ト 5 6が 1ケ設けてある。 隣接する磁性板 5 5は、 連結部 5 7で連結されている。

このように連結された磁性板 5 5を、 連結部 5 7で折り曲げ、 隣接す る磁性板 5 5を折りたたみ、図 7に示すよう放射状に積層する。その後、 積層した鉄心の内径側上下 2ケ所を円周上に隣接する磁性板同士を一 体となるよう溶接固定することにより内ヨーク部 5 1を完成する。

この時、 図 6の連結部 5 7の長さ L 1は図 7に示すような放射状に積 層した際の磁性板 5 5間の距離 L 0と同じ寸法とする。 この内ヨーク部 5 1には、 コイル部に通電するための電気的連結手段である、 リード線 5 9、 5 9 ' を設けている。

なお、 積層コアである内ヨーク部 5 1の強度を向上するために、 図 7 に示す内ヨーク部をモールドしてもよい。 この時のモールドは、 鉄粉が 6 5体積％含む樹脂複合物質、 具体的には熱硬化型ポリエステル樹脂に より行う （モールドした内ヨーク部を図 8に示す）。 樹脂複合物質で、 内ヨーク部 5 1の隙間や、 コイル部を装着したスロッ トの空間を埋め、 あたかも固定子完成品が一体となった個体のようにモールドしてもよ い。 この樹脂複合物質に含まれる鉄粉には、 コイルとの電気的絶縁を確 実なものとするため、 事前に酸化皮膜処理を施し、 鉄粉の表面を絶縁物 である酸化皮膜で覆っておくとよい。

鉄粉を含む樹脂複合物質による磁気特性の向上はモータの効率を

2 %向上させる。 この効率改善は樹脂複合物質に含まれる鉄粉の体積％ に比例する。 つまり鉄粉含有量が増加するに従い改善度合いも高まるが、 成形性は悪くなるため実質的には 8 0体積％が限界である。 一方、 含有 量が 5 0体積％以下では特性改善効果が発揮できない。 よって、 適切な 鉄粉含有量は 5 0〜8 0 %である。

なお、 図 9に示すように、 隣合う磁性板の連結部 5 7を 2ケ所設けて もよい。

また、 固定子に 2ケのコイルを有する場合は、 図 1 0に示すよう磁性板 4 5に 2ケのスロッ ト 4 6を設ければよい。 この磁性板を積層したもの が図 1 1に示すものであり、 スロット 4 6は上下 2ケ所ある。

また、 磁性板は電磁鋼板から打ち抜き加工法で形成され、 その磁気特 性は使用する電磁鋼板の磁気特性により決定される。 よって、 磁気特性 の良いもの、 さらに具体的には鉄損が小さく、 磁束密度の高いものが良 いことになる。 通常モ一夕には無方向性電磁鋼板が採用される。 このも のは、 鋼板の各方向に対して良好な磁気特性を有するものである。

しかしながら本発明のようなリニアァクチユエ一夕の鉄心では磁束 が磁性板の限られた方向、 具体的には上下方向 （axial) と放射方向にの み流れるので、 この方向の磁気特性のみが良好であれば良いことになる _c 無方向性電磁鋼板は、 いずれの方向に対しても良好な磁気特性を持つ ているが、 変圧器などに使う方向性電磁鋼板のもっとも磁気特性の良い 方向の特性と比較するとかなり低いものである。 従って特定の 2方向、 具体的には電磁鋼板圧延方向および直角方向の磁気特性が良い 2方向 性電磁鋼板を採用し、 磁性板の上下方向を鋼板圧延方向となるよう打ち 抜き固定子鉄心を構成することにより、 モータ効率を無方向性電磁鋼板 を採用したものに比較し 2 %程度高くすることが可能となる。 (実施例 3 )

本実施例 3について説明する。 図 1 4は内ヨーク部をスロッ ト部で上 下 2分割したものであり、 分割された磁性板 7 4は実施例 2と同様な方 法で形成される。 この場合、 例えば分割された磁性板 6 9は図 1 2に示 すような状態で電磁鋼板より打ち抜く。 ここで磁性板 6 9、 6 9 ^£の隙 間 L 2は放射状積層後の鉄心外周の空間寸法 L 0と同じとする。

また、 隣接する磁性板間の連結部 7 1長さ L 3は磁性板の寸法 L a， L bと前記 L 0、 および固定子鉄心外径 L dで決定される。 具体的には L 2 = L 0 / L d * ( L d - L a + L b ) の式で決定される。 その後、 図 1 3に示すように実施例 2と同様に折りたたみ、 放射状に積層する。 このように 2分割された上下の内ヨーク上部 7 2、 内ヨーク下部 7 3を それそれ準備し、 さらに鉄心に装着されるコイル部 7 4はあらかじめソ レノィ ド型に巻かれ、 定法により固定され、 図 1 4に示すよう上下別々 に積層された内ヨーク上部 7 2、 内ヨーク下部 7 3と組み立てられる。 そして、 この組立て体は、 樹脂複合物質でモールドされ内ヨーク部が完 成する。

内ヨーク部のコイルが 2ケの場合は、 図 1 6に示すよう磁性板を上中 下の 3分割し、 それそれ個別に内ヨーク上部 7 5 , 内ヨーク中部 7 6， 内ヨーク下部 7 7を形成しする。 そして、 図 1 7に示すように内ヨーク 上部 7 5 , 内ヨーク中部 7 6 , 内ヨーク下部 7 7とコイル部 8 8 , 8 9 を組み立て、 樹脂複合物質にてモールドして内ヨーク部を得る。

(実施例 4 )

図 1 8に示すよう内ヨーク部 8 3は 3つのティース部 8 1 と 1つの ヨーク部本体 8 2で構成している。 ティース部 8 1は磁性板をリング状 に型取りをし、 それらを同軸上に積層させてアキシャル積層体を ¾成す る。 ヨーク部本体 8 2は磁性板を短冊状に型取りをし、 それらが筒状を 形成するように周方向に配列させたラジアル積層体である。 この短冊状 に型取りをした磁性板は方向性電磁鋼板で構成しており、 この方向性電 磁鋼板は圧延方向に振動体が流れやすいという特徴から、 周方向に配列 させる際、 鋼板の圧延方向を振動体の振動方向と一致させてある。 3つ のティース部 8 1は、 ヨーク部本体 8 2の外周面にティース部 8 1の内 周面が嵌合するように組み合わせ、 コイルの卷線スペースを確保するた めに、 3つのティース部 8 1が等間隔になるよう配置する。 このように して構成された内ヨーク部 8 3は、 スロッ ト部 8 4に卷回したコイル部 に電流を流すことで発生する磁束の流れが、 ヨーク部本体 8 2では振動 体の振動方向になり、 ティース部 8 1では半径方向の磁束の流れとなる。 そのため、 前述の内ヨーク部 8 3の構成とすれば、 方向性電磁鋼板を例 えば E型や C型に型取りをした場合に生じる振動体の振動方向もしく は半径方向のどちらか一方が磁束の流れやすい圧延方向と直角方向の 透磁率の低い磁気特性を使わずに、 良好な特性のみを利用できる。

なお、 このようなヨーク部の構成は、 内ヨーク部にかぎらず外ヨーク 部にも適用することができる。 (実施例 5 )

図 1 9に示すように内ヨーク部 8 7の形状は、 3つのティース部 8 5 の内周面形状が、 振動体の振動方向に対して傾斜した形状であり、 ョ一 ク部本体 8 6の外周形状も振動体の振動方向に対して傾斜した形状で ある。 なお、 ティース部 8 5は磁性板をリング状に型取りをし、 それら を同軸上に積層させてアキシャル積層体を形成する。 ヨーク部本体 8 6 は磁性板を短冊状に型取りをし、 それらが筒状を形成するように周方向 に配列させたラジアル積層体をなす。 この短冊状に型取りをした磁性板 は方向性電磁鋼板で構成しており、 この方向性電磁鋼板は圧延方向に磁 束が流れやすいという特徴から、 周方向に配列させる際、 鋼板の圧延方 向を振動体の振動方向と一致させてある。 3つのティース部 8 5は、 ョ ーク部本体 8 6の外周面にティ一ス部 8 5の内周面が嵌合するように 組み合わせるため、 これらの嵌合する面がそれそれ一致するような傾斜 面を構成している。 このように傾斜面をもったヨーク部本体 8 6とティ ース部 8 5を組み合わせることで、 スロッ ト部 8 8に巻回したコイルか ら発生する磁束の流れが、 方向性電磁鋼板の磁束の流れにくい方向すな わち圧延方向に対して直角に横切る磁束を少しでも減らすことができ、 発生磁束をより有効に活用することができる。 (実施例 6 )

図 2 0に示すようにヨーク部 9 1は 3つのティース部 9 9 と 1つの ヨーク部本体 9 0で構成している。 3つのティース部 9 9は方向性電磁 鋼板で構成されており、 扇型に型取りをし、 その型取りの向きは半径方 向に磁束の流れやすい向きすなわち圧延方向が向くように型取り、 振動 体の振動方向に積層したティース部プロック 9 2をリング状に組み合 わせてティース部 9 9を構成する。 ヨーク部本体 9 0は磁性板を短冊状 に型取りをし、 それらが筒状を形成するように周方向に配列させたラジ アル積層体である。 この短冊状に型取りをした磁性板は方向性電磁鋼板 で構成しており、 この方向性電磁鋼板は圧延方向に磁束が流れやすい特 T JP01/08409

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徴を活かして、 周方向に配列する際、 鋼板の圧延方向を振動体の振動方 向と一致させてある。 このようにヨーク部 9 1全てを方向性電磁鋼板で 構成させることで、 スロッ ト部 9 3に巻回したコイルから発生する磁束 の流れが、 方向性電磁鋼板のもつ良好な磁気特性の方向と一致し、 磁束 を有効に活用することができる。

(実施例 7 )

図 2 1に示すように内ヨーク部 9 6は 3つのティース部 9 4の内周 面の形状が、 振動体の振動方向に対して傾斜した形状で、 ヨーク部本体 9 5の外周形状も振動体の振動方向に対して傾斜した形状である。 なお、 ティース部 9 4は方向性電磁鋼板で構成されており、 扇型に型取りをし、 その型取りの向きは半径方向に磁束の流れやすい向きすなわち圧延方 向が向くように型取り、 振動体の振動方向に積層したティース部ブロッ ク 9 7をリング状に組み合わせてティース部 9 4を構成する。 ヨーク部 本体 9 5は磁性板を短冊状に型取りをし、 それらが筒状を形成するよう に周方向に配列させたラジアル積層体をなす。 この短冊状に型取りをし た磁性板は方向性電磁鋼板で構成しており、 この方向性電磁鋼板は圧延 方向に磁束が流れやすいという特徴から、 周方向に配列させる際、. 鋼板 の圧延方向を振動体の振動方向と一致させてある。 3つのティース部 9 4は、 ヨーク部本体 9 5の外周面にティース部 9 4の内周面が嵌合する ように組み合わせるため、 これらの嵌合する面がそれぞれ一致するよう な傾斜面を構成している。 このように傾斜面をもったヨーク部本体 9 5 とティ一ス部 9 4を組み合わせることで、 スロッ ト部 9 8に卷回したコ ィルから発生する磁束の流れが、 方向性電磁鋼板の磁束の流れにくい方 向すなわち圧延方向に対して直角に横切る磁束を少しでも減らすこと ができ、 発生磁界をより有効に活用することができる。

(実施例 8 )

図 2 2に示すように内ヨーク部 1 0 1は 3つのティース部 9 9 と 1 つのヨーク部本体 1 0 0で構成している。 ティ一ス部 9 9は磁性板を短 冊状に型取りをし、 それらが筒体を形成するように周方向に配列させた ラジアル積層体である。 この短冊状に型取りをした磁性板は方向性電磁 鋼板で構成しており、 この方向性電磁鋼板は圧延方 _:向に磁束が流れやす い特徴から、 周方向に配列する際、 鋼板の圧延方向を振動体の振動方向 と一致させてある。 内ヨーク部本体 1 0 0は磁性板を短冊状に型取りを し、 それらが筒状を形成するように周方向に配列させたラジアル積層体 である。 この短冊状に型取りをした磁性板は方向性電磁鋼板で構成して おり、 この方向性電磁鋼板は圧延方向に磁束が流れやすい特徴から、 周 方向に配列する際、 鋼板の圧延方向を振動体の振動方向と一致させてあ る。 3つのティース部 9 9は、 ヨーク部本体 1 0 0の外周面にティース 部の内周面が嵌合するように組み合わせ、 コイルの卷線スペースを確保 するために、 3つのティース部が等間隔になるよう配置する。 このよう にして構成された内ヨーク部 1 0 1は、 スロッ ト部 1 0 2に巻回したコ ィルに電流を流すことで発生する磁束の流れが、 ヨーク部本体では振動 体の振動方向になり、 ティース部ではラジアル方向の磁束の流れとなる そのため、 前述のヨーク部 1 0 1の構成とすれば、 方向性電磁鋼板を E 型または C型に型取りをした場合に生じる軸方向もしくは半径方向の どちらか一方が磁束の流れやすい圧延方向と直角方向の透磁率の低い 磁気特性を使うことなく、 良好な特性のみを利用できる。 また、 ヨーク 部 1 0 1をヨーク部本体 1 0 0とティース部 9 9とに分割することで E型や C型一体の振動体でヨークを構成した場合より、 振動体の占積率 を向上させることができる。 さらに、 図 2 3に示すようにヨーク部本体 1 0 5を振動体の振動方向に内側ヨーク部 1 0 4と外側ヨーク部 1 0 3に分割、 またはティース部 1 0 8を振動体の振動方向に内側ティース 部 1 0 7と外側ティース部 1 0 6に分割することで、 さらにヨーク部の 占積率を向上することができる。

(実施例 9 ) 図 2 4に示すように内ヨーク部 1 1 1のヨーク部本体 1 1 0の形状 は、 3つのティース部 1 0 9の内周面形状が、 振動体の振動方向に対し て傾斜した形状であり、 ヨーク部本体 1 2 0の外周形状も振動体の振動 方向に対して傾斜した形状である。 なお、 ティース部 1 0 9は磁性板を ティース部 1 0 9の外周側が振動体体の振動方向に平行で、 内周側がョ ーク部本体 1 1 0と嵌合するために振動体の振動方向に対して傾斜を もった型取りをし、 それらを周方向に配列させたラジアル積層体である。 ヨーク部本体 1 1 0は磁性板をヨーク部本体 1 1 0の内周側が振動体 の振動方向に平行で、 外周側がティース部 1 0 9と嵌合するために振動 体の振動方向に対して傾斜をもった型取りをし、 それらを周方向に配列 させたラジアル積層体である。 これら型取りをした磁性板は方向性電磁 鋼板で構成しており、 この方向性電磁鋼板は圧延方向に磁束が流れやす いという特徴から、 周方向に配列させる際、 ヨーク部本体 1 1 0は鋼板 の圧延方向を振動体の振動方向と一致させてあり、 ティース部 1 0 9は 鋼板の圧延方向を半径方向に向けて構成する。 このように傾斜面をもつ たヨーク部本体 1 1 0とティ一ス部 1 0 9を組み合わせることで、 ス口 ッ ト部 1 2 2に卷回したコイルから発生する磁束の流れが方向性電磁 鋼板の磁束の流れにくい方向を横切る磁束を少しでも減らすことがで き、 発生磁界をより有効に活用することができる。

(実施例 1 0 )

図 2 5に示すように内ヨーク部 1 1 3は磁性板を短冊状に型取りを し、 それらを重ね合わせて積層体とし、 その積層体の両端を積層方向に 対して 9 0度折り曲げてティースを形成させたコアプロヅク 1 1 4を 形成する。 そのコアブロック 1 2 4を周方向に筒状を形成するよう配列 し、 ヨーク部 1 1 3を得る。 この短冊状に型取りをした磁性板は方向性 電磁鋼板で構成しており、 この方向性電磁鋼板は圧延方向に磁束が流れ やすい特徴から、 積層体を形成する際、 鋼板の圧延方向を振動体の振動 方向と一致させてある。 このようにして構成された内ヨーク部 1 1 3は、 スロッ ト部 1 1 5に卷回したコイル部に電流を流すことで発生する磁 束の流れが、 方向性電磁鋼板の板厚方向を流れる。 そのため、 方向性電 磁鋼板の磁束を流しやすい方向と積層方向が一致するため効率よく磁 束を流すことが可能となる。 産業上の利用可能性

本件発明は、 リニアァクチユエ一夕等に用いる、 積層コアに関するもの であり、 本件発明により、 積層コアの組立てが容易に行える。

Claims

17 請 求 の 範 囲

I . 複数の磁性板を周方向に積層し、筒状体とした積層コアであって、 隣合う磁性板は積層コア外周側の上部又は下部のどちらか一方に連 結部を、 この連結部の反対にギャップ部を設け、 前記連結部を、 積 層コアの周方向に上部、 下部、 上部、 下部と交互に設けたことを特 徴とする積層コア。

2 . 連結部は、積層コアの外周側の側面にある請求の範囲第 1項に記 載の積層コア。 ，

3 . 連結部は、積層コアの外周側の端部にある請求の範囲第 1項に記 載の積層コア。

4 . 連結部は、溶接により隣り合う磁性板を連結した個所である請求 の範囲第 1項に記載の積層コア。

5 . 連結部は、 カシメにより隣合う磁性板を連結した個所である請求 の範囲第 1項に記載の積層コア。

6 . 隣合う磁性板の内周側に他の連結部を設けた請求の範囲第 1項 に記載の積層コア。

7 . 磁性板は、 平板であり、 均一の厚みを有する請求の範囲第 1項に 記載の積層コア。

8 . 複数の磁性板を周方向に積層し、筒状体とした積層コアであって、 前記磁性板の端部から伸びた連結部により、 隣合う磁性板を連結し たことを特徴とする積層コア。

9 . 磁性板と連結部とは、 同一鋼板から一体的に打ち抜かれた一体成 形物である請求の範囲第 8記載の積層コァ。

1 0 . 磁性板の長手方向が、鋼板の圧延方向になるように打ち抜いた請 求の範囲第 9項記載の積層コア。

I I . 磁性板は、 2方向性の電磁鋼板である請求の範囲第 1 0項記載の 積層コア。

1 2 . 磁性板の長手方向を 2方向性電磁鋼板の圧延方向と同一にした 請求の範囲 1 1第記載の積層コア。

1 3 . 隣合う磁性板の周方向の間隔と、連結部の長さとを同じにした請 求の範囲第 8項記載の積層コア。

1 4 . 隣合う磁性板は積層コア外周側の上部又は下部のどちらか一方 に連結部を、この連結部の反対にギヤップ部を備え、前記連結部を、 積層コアの周方向に上部、 下部、 上部、 下部と交互に設けたことを 特徴とする請求の範囲第 8項記載の積層コア。

1 5 . 複数の磁性板を周方向に積層し、筒状体とした積層コアであって、 この積層コアは軸方向に分割する積層コア。

1 6 . 複数の磁性板を周方向に積層し、 隣合う磁性板の外周側にギヤッ プが形成される筒状体となる積層コアであって、

この積層コアを、 磁性粉末を含む樹脂複合物質でモールドした積層 コア。

1 7 . 樹脂複合物質に磁性粉末が 5 0体積％以上含まれ請求の範囲第 1 6項に記載の積層コア。

1 8 . 磁性粉末が鉄粉である請求の範囲 1 7記載の積層コア。

1 9 . 複数の磁性板を周方向に積層し、筒状体とした積層コアであって、 この積層コアは、 磁性板を周方向に積層したラジアル積層体と、 磁 性板を軸方向に積層したアキシャル積層体とからなる積層コア。

0 . ラジアル積層体は方向性電磁鋼板の積層体であり、 この方向性電 磁鋼板の磁束の流れ易い方向は、 積層コアの軸方向と同方向である 請求の範囲第 1 9項に記載の積層コア。

1 . アキシャル積層体は方向性電磁鋼板の積層体であり、 この方向性 電磁鋼板の磁束の流れ易い方向は、 積層コアの半径方向と同方向で • ある請求の範囲第 1 9項に記載の積層コア。

2 . アキシャル積層体を、周方向に複数分割した請求の範囲第 1 9項 に記載の積層コア。

3 . 複数の磁性板をラジアル方向に積層し、筒状体とした積層コアで あって、

前記筒状体の両端は、 筒状体の外側に折れ曲がつている積層コア。 2 4 . 積層コアは周方向に複数分割した請求の範囲第 2 3項に記載の 積層コア。

2 5 . 積層コアは方向性電磁鋼板により構成され、積層コアの一方の端 部から他方の端部に磁束を流れやすく した請求の範囲第 2 3項記載 の積層コア。

2 6 . 筒状体の外ヨーク部と、 この外ヨーク部に内側に空隙を介して配 置した内ヨーク部と、 前記空隙内を振動する永久磁石を有する振動 体と、 前記外ヨーク部又は前記内ヨーク部のスロッ ト部に配置した コイル部とを備え、

前記コイル部を有する外ヨーク部又は内ヨーク部の一方は、 複数枚 の磁性板を筒状体に積層した積層コアである請求の範囲第 1〜 2 5 のいずれか 1項に記載のリニアァクチユエ一夕。

2 7 . 筒状体の外ヨーク部と、 この外ヨーク部に内側に空隙を介して配 置した内ヨーク部と、 前記空隙内を振動する永久磁石を有する振動 体と、 前記外ヨーク部又は前記内ヨーク部のスロッ ト部に配置した コイル部とを備え、

前記コイル部を有する外ヨーク部又は内ヨーク部の一方は、

請求の範囲第 1〜 2 5のいずれか 1項に記載の積層コアであるリ二 ァァクチユエ一夕を動力源として利用するコンプレッサ。

2 8 . 複数の磁性板を積層して積層体とし、 この積層体の上部を磁性板 連結手段により一枚おきに連結する、 更に、 この積層体の下部を磁 性板連結手段により一枚おきに連結し、 この時の溶接は互い違いに 行われ、 この溶接された積層体を引き伸ばし筒状体のコアとする積 層コアの製造方法。

9 . 磁性連結手段とは、 レーザ溶接である請求の範囲第 2 8に記載の 積層コアの製造方法。