JP2011050144A - リニアモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】積層体であるヨークを二次側の取付位置に容易に取り付け得るリニアモータを提供すること。
【解決手段】このリニアモータ1は、駆動コイルを磁極ティースに巻装して成る一次側2と、複数の永久磁石31をヨーク32に配列して成る二次側3とを備えている。このリニアモータ1では、ヨーク32が複数の磁性体321を積層して構成されている。また、二次側3が、ヨーク32を磁性体321の積層方向から挟み込む一対の取付部33、34を有しており、これらの取付部33、34にて所定の取付位置に固定されている。
【選択図】図2
【解決手段】このリニアモータ1は、駆動コイルを磁極ティースに巻装して成る一次側2と、複数の永久磁石31をヨーク32に配列して成る二次側3とを備えている。このリニアモータ1では、ヨーク32が複数の磁性体321を積層して構成されている。また、二次側3が、ヨーク32を磁性体321の積層方向から挟み込む一対の取付部33、34を有しており、これらの取付部33、34にて所定の取付位置に固定されている。
【選択図】図2
Description
この発明は、リニアモータに関し、さらに詳しくは、積層体であるヨークを二次側の取付位置に容易に取り付け得るリニアモータに関する。
リニアモータは、駆動コイルを磁極ティースに巻装して成る一次側と、複数の永久磁石をヨークに配列して成る二次側とを備えている。ここで、従来のリニアモータでは、二次側のヨークが、磁性体板を積層すると共にかしめピンにより固定して構成されている(特許文献1参照)。
ここで、リニアモータでは、積層体であるヨークを装置などの土台(二次側の取付位置)にどのように取付けるかが課題となっている。
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、積層体であるヨークを二次側の取付位置に容易に取り付け得るリニアモータを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明にかかるリニアモータは、駆動コイルを磁極ティースに巻装して成る一次側と、複数の永久磁石をヨークに配列して成る二次側とを備えるリニアモータであって、前記ヨークが複数の磁性体を積層して成り、且つ、前記二次側が前記ヨークを前記磁性体の積層方向から挟み込む一対の取付部を有すると共に前記取付部にて所定の取付位置に固定されることを特徴とする。
この発明にかかるリニアモータでは、ヨークが複数の磁性体を積層して成り、且つ、二次側がヨークを磁性体の積層方向から挟み込む一対の取付部を有すると共に、この取付部にて所定の取付位置に固定される。かかる構成では、積層体であるヨークが一対の取付部により挟み込まれて保持され、この取付部が取付位置Xに固定される。これにより、積層体であるヨークを取付位置に直接的に取り付ける構成と比較して、二次側の取付工程が容易化される利点がある。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1にかかるリニアモータを示す平面図である。図2および図3は、図1に記載したリニアモータの二次側を示す正面図(図2)および側面図(図3)である。図4は、図2に記載した二次側の磁性体板を示す斜視図である。図5は、図2に記載した二次側の第一取付部を示す斜視図である。図6は、図2に記載した二次側の第二取付部を示す斜視図である。図7および図8は、図2に記載した二次側の組立工程を示す説明図である。図9〜図11は、図1に記載したリニアモータの変形例を示す説明図である。
図1は、この発明の実施の形態1にかかるリニアモータを示す平面図である。図2および図3は、図1に記載したリニアモータの二次側を示す正面図(図2)および側面図(図3)である。図4は、図2に記載した二次側の磁性体板を示す斜視図である。図5は、図2に記載した二次側の第一取付部を示す斜視図である。図6は、図2に記載した二次側の第二取付部を示す斜視図である。図7および図8は、図2に記載した二次側の組立工程を示す説明図である。図9〜図11は、図1に記載したリニアモータの変形例を示す説明図である。
[リニアモータ]
このリニアモータ1は、一次側2および二次側3により構成される(図1参照)。一次側2は、二次側3に対して移動できる可動子であり、駆動コイル21と磁極ティース22とを有する。この一次側2は、駆動コイル21を磁極ティース22の配列方向に巻装して構成される。二次側3は、磁界を形成するための固定子であり、永久磁石31と、ヨーク32とを有する。この二次側3では、複数の永久磁石31が交互に磁極を反転させつつヨーク32上に配列される。
このリニアモータ1は、一次側2および二次側3により構成される(図1参照)。一次側2は、二次側3に対して移動できる可動子であり、駆動コイル21と磁極ティース22とを有する。この一次側2は、駆動コイル21を磁極ティース22の配列方向に巻装して構成される。二次側3は、磁界を形成するための固定子であり、永久磁石31と、ヨーク32とを有する。この二次側3では、複数の永久磁石31が交互に磁極を反転させつつヨーク32上に配列される。
また、一次側2と二次側3とは、相互に対向して配置される。例えば、この実施の形態1では、一対の二次側3、3が永久磁石31の配列面を相互に対向させつつ所定間隔を隔てて配置されている。これにより、一対の二次側3、3間に永久磁石31による磁界が形成されている。また、これらの二次側3、3間に一次側2が配置されている。このとき、磁極ティース22と永久磁石31との間に隙間が設けられ、また、磁極ティース22の配列方向と永久磁石31の配列方向とが一致するように、一次側2が配置されている。
このリニアモータ1では、一次側2の駆動コイル21に電流が印加されると、二次側3の磁界により一次側2にローレンツ力が作用する。これにより、一次側2が二次側3に対して永久磁石31の配列方向にスライド変位して、リニアモータ1が駆動される。
[二次側の取付構造]
また、このリニアモータ1では、二次側3が一対の取付部33、34を有する(図2および図3参照)。これらの取付部33、34は、ヨーク32を端部方向から挟み込んで保持する。そして、これらの取付部33、34にて、二次側3が所定の取付位置Xに取り付けられて固定される(図8参照)。なお、取付位置Xは、例えば、装置などの土台の取り付け面である。以下、二次側3の取付構造について、詳細に説明する。
また、このリニアモータ1では、二次側3が一対の取付部33、34を有する(図2および図3参照)。これらの取付部33、34は、ヨーク32を端部方向から挟み込んで保持する。そして、これらの取付部33、34にて、二次側3が所定の取付位置Xに取り付けられて固定される(図8参照)。なお、取付位置Xは、例えば、装置などの土台の取り付け面である。以下、二次側3の取付構造について、詳細に説明する。
この二次側3では、ヨーク32が複数の磁性体321を積層して構成される(図2および図3参照)。また、一対の取付部33、34が、このヨーク32を磁性体321の積層方向から挟み込んで配置される。また、ヨーク32および一対の取付部33、34には、磁性体321の積層方向に複数の締結孔が開けられる。そして、これらの締結孔に締結部材35がそれぞれ挿入されて、ヨーク32と一対の取付部33、34とが締結される。これにより、積層体であるヨーク32が一対の取付部33、34に挟み込まれて保持される。また、複数の永久磁石31がヨーク32の側面に対して接着剤により貼り付けられて配置される。このとき、隣り合う永久磁石31、31の磁極が交互に反転するように、永久磁石31が配列される。なお、この実施の形態1では、4本の締結部材35が用いられて、ヨーク32と一対の取付部33、34とが締結されている。
また、ヨーク32の磁性体321が、リニアモータ1の駆動方向に対して所定長さを有する板状構造を有する(図4参照)。また、この磁性体321が、締結部材35を挿入するための締結孔322を有する。これらの締結孔322は、プレス加工により所定の形状に形成される。
また、一方の取付部(第一取付部)33が、ヨーク32に対応した寸法を有する柱状部材から成る(図5参照)。また、取付部33が、締結部材35を挿入するための締結孔331を有する。この締結孔331は、磁性体321の積層方向に開けられる。また、取付部33が固定部材36を挿入するための取付孔332を有する。この取付孔332は、磁性体321の積層方向に対して直交する方向に開けられる。なお、この実施の形態1では、取付孔332が円形の貫通孔である。また、4つの取付孔332が単一の取付部33に対して設けられる。また、締結部材35は、例えば、長尺な締結ネジである。また、固定部材36は、例えば、固定ネジである(図8参照)。
また、他方の取付部(第二取付部)34が、ヨーク32に対応した寸法を有する柱状部材から成る(図6参照)。また、取付部34が、締結部材35を挿入するための締結孔341を有する。この締結孔341は、磁性体321の積層方向に開けられる。また、取付部34が固定部材36を挿入するための取付孔342を有する。この取付孔342は、磁性体321の積層方向に対して直交する方向に開けられる。なお、この実施の形態1では、取付孔342がU字形状の貫通孔である。また、4つの取付孔342が単一の取付部34に対して設けられている。また、各取付部33、34の高さL2が等しい。
この二次側3は、以下の組立工程により製造される(図7および図8参照)。まず、治具Jの基準面上にて、複数の磁性体321が積層状態にて並べられてヨーク32が形成される(図7参照)。このとき、各磁性体321の幅寸法にバラつきがあるので、各磁性体321の端面が治具Jの基準面により揃えられる。この揃えられた磁性体321の端面が、永久磁石31の設置面323となる。次に、このヨーク32を磁性体321の積層方向から挟み込むように、一対の取付部33、34が配置される。次に、磁性体321の締結孔322および取付部33、34の締結孔331、341に締結部材35が挿入される。そして、この締結部材35を介して、磁性体321と取付部33、34とが締結される。これにより、積層体であるヨーク32が一対の取付部33、34により挟み込まれて保持される。
次に、接着剤が用いられて、永久磁石31がヨーク32の側面(設置面323)に貼り付けられる(図8参照)。このとき、永久磁石31の設置面323が磁性体321の端面を揃えて構成されるので(図7参照)、永久磁石31の設置面323の精度が向上して、永久磁石31の設置高さH1が均一化される。また、永久磁石31とヨーク32側の設置面323との面接触が良好となるので、永久磁石31の接着強度が向上する。
次に、固定部材36が用いられて、二次側3が取付位置Xに固定される(図8参照)。このとき、二次側3が、永久磁石31側の面を上方に向け、その反対側の面を取付位置X側に向けて、取付位置Xの取付面上に載せ置かれる。そして、固定部材36が取付部33、34の取付孔332、342に挿入され、この固定部材36を介して取付部33、34が取付位置Xに固定される。これにより、二次側3が取付位置Xに設置される。
[取付孔の形状]
ここで、二次側のヨークが積層された磁性体から成る構成では、磁性体の寸法偏差により、ヨークの厚さが磁性体の積層方向に不均一となる場合がある(図示省略)。このとき、取付部の取付孔がいずれも円形(固定部材の径と略同一径を有する円形)であると、取付位置側の取付穴の位置と取付孔の位置とがズレ易い。すると、固定部材を取付穴に挿入し難いため、二次側(取付部)の取付工程が困難となるおそれがある。
ここで、二次側のヨークが積層された磁性体から成る構成では、磁性体の寸法偏差により、ヨークの厚さが磁性体の積層方向に不均一となる場合がある(図示省略)。このとき、取付部の取付孔がいずれも円形(固定部材の径と略同一径を有する円形)であると、取付位置側の取付穴の位置と取付孔の位置とがズレ易い。すると、固定部材を取付穴に挿入し難いため、二次側(取付部)の取付工程が困難となるおそれがある。
そこで、このリニアモータ1では、取付部34の取付孔342が磁性体321の積層方向に延びる長尺形状を有することが好ましい(図2参照)。かかる構成では、取付孔342が長尺形状を有するので、ヨーク32の厚さが磁性体321の積層方向に不均一なときに、固定部材36の挿入位置を取付孔342の長尺方向にて調整できる。これにより、二次側3を取付位置Xに適正に取り付け得る。
例えば、この実施の形態1では、一対の取付部33、34のうち一方の取付部34の取付孔342が、磁性体321の積層方向に開口するU字型形状を有している(図2参照)。このU字型形状の開口幅は、固定部材36の径と略同一幅である。そして、固定部材36が取付孔342に挿入されて取付部34が固定されるときに、この固定部材36の位置が取付孔342内にて磁性体321の積層方向に調整される(図8参照)。これにより、二次側3が取付位置Xに確実に固定されている。なお、これに限らず、取付部34の取付孔342が、磁性体321の積層方向に延びる長孔(例えば、楕円形の孔)により構成されても良い(図示省略)。
[ヨークと取付位置との隙間]
また、ヨークが積層された磁性体から成ると共に、複数の磁性体の端面を揃えて永久磁石の貼付面を形成する構成では、この貼付面の反対側にてヨークの側面に凹凸が発生する(図示省略)。
また、ヨークが積層された磁性体から成ると共に、複数の磁性体の端面を揃えて永久磁石の貼付面を形成する構成では、この貼付面の反対側にてヨークの側面に凹凸が発生する(図示省略)。
そこで、このリニアモータ1では、二次側3がヨーク32と取付位置X(取付面)との間に隙間gを空けて配置される(図8参照)。すなわち、ヨーク32と取付位置Xとの間に隙間gが空くように、一対の取付部33、34がヨーク32を挟み込んで支持する。かかる構成では、ヨーク32の側面(取付位置X側の側面)に凹凸があるときに、この凹凸が二次側3の取付状態にてヨーク32と取付位置Xとの隙間gに位置する。これにより、ヨーク32と取付位置Xとの干渉が防止されて、二次側3が取付位置Xに適正に取り付けられる。
例えば、この実施の形態1では、ヨーク32の高さL1と一対の取付部33、34の高さL2とがL1<L2の関係に設定されている(図7参照)。すなわち、各磁性体321の最大高さL1が取付部33、34の高さL2よりも小さい。このため、永久磁石30の設置面323と取付部33、34の頂面とを揃えることにより、二次側3の取付状態にて、ヨーク32と取付位置Xとの間に隙間gが形成される。そして、この隙間gにより、ヨーク32と取付位置Xとの干渉が防止されている。
一方、ヨークの高さL1と一対の取付部の高さL2とがL1≧L2の関係を有する構成では、二次側の取付状態にて、永久磁石の設置面と取付部の頂面とを揃えたとしても、ヨークの側面と取付位置の取付面との間に隙間ができない。
そこで、かかる場合には、取付部33、34によるヨーク32の挟み込み位置を調整することにより、ヨーク32と取付位置Xとの隙間gが確保されることが好ましい(図9および図10参照)。具体的には、まず、段差付きの基準面を有する治具Jが用いられて、永久磁石31の設置面323と取付部33、34の頂面との位置関係が調整される(図9参照)。このとき、永久磁石31の設置面323が取付部33、34の頂面に対して二次側3の高さ方向に突出するように構成される。これにより、二次側3の取付状態にて、ヨーク32と取付位置Xとの間に隙間gが形成される(図10参照)。
[永久磁石の高さと固定部材の高さとの関係]
なお、二次側3の取付状態では、一次側2と二次側3の固定部材36との干渉を防止するために、固定部材36の高さH2が永久磁石31の高さH1よりも低く(H1>H2)設定される(図8および図10参照)。
なお、二次側3の取付状態では、一次側2と二次側3の固定部材36との干渉を防止するために、固定部材36の高さH2が永久磁石31の高さH1よりも低く(H1>H2)設定される(図8および図10参照)。
例えば、図8に示す構成では、二次側3の取付状態にて、永久磁石31の設置面323と取付部33、34の頂面とが同一面上にある(揃えられている)。このため、永久磁石31の高さH1と固定部材36の高さH2との差H1−H2を確保するために、低いネジ頭を有する特殊ネジが固定部材36として用いられている。これにより、永久磁石の高さが低く固定部材の頭部が突出するときに、一次側と固定部材とが干渉する事態(図示省略)が防止されている。
一方、図10に示す構成では、二次側3の取付状態にて、永久磁石31の設置面323が取付部33、34の頂面に対して二次側3の高さ方向に突出している。したがって、永久磁石31の高さH1と固定部材36の高さH2との差H1−H2が大きいため、汎用ネジが固定部材36として用いられている。このように、図10に示す構成では、図8に示す構成と比較して、安価な汎用ネジを固定部材36として使用できる点で好ましい。
[ヨークの積層構造]
また、このリニアモータ1では、二次側3がヨーク32と一対の取付部33、34とを磁性体321の積層方向に貫通する締結部材35を有し、この締結部材35によりヨーク32と一対の取付部33、34とが締結される(図2参照)。かかる構成では、積層された複数の磁性体321と一対の取付部33、34とがこれらを貫通する締結部材35を介して締結されて一体化されるので、二次側3の構成が簡素化される。また、積層された磁性体321、321間の隙間が締結部材35の軸力により圧縮されて狭められるので、ヨーク32の剛性が高められる。
また、このリニアモータ1では、二次側3がヨーク32と一対の取付部33、34とを磁性体321の積層方向に貫通する締結部材35を有し、この締結部材35によりヨーク32と一対の取付部33、34とが締結される(図2参照)。かかる構成では、積層された複数の磁性体321と一対の取付部33、34とがこれらを貫通する締結部材35を介して締結されて一体化されるので、二次側3の構成が簡素化される。また、積層された磁性体321、321間の隙間が締結部材35の軸力により圧縮されて狭められるので、ヨーク32の剛性が高められる。
しかし、これに限らず、このリニアモータ1では、積層された複数の磁性体321がプレス機によりカシメ加工されて一体化されることにより、ヨーク32が成形されても良い(図示省略)。そして、このヨーク32に取付部33、34が取り付けられ、永久磁石31が貼り付けられて、二次側3が構成される。かかる構成では、複数の磁性体321がカシメ加工により単一構造を有するので、そのマテリアルハンドリングが容易になり、二次側3の組立作業が容易となる。なお、同様に、積層された複数の磁性体321が接着剤により接着されて一体化されて、ヨーク32が成形されても良い(図示省略)。かかる構成としても同一の効果が得られる。
[その他]
また、このリニアモータ1では、一対の二次側3、3が、一次側2を挟み込むように一次側2の両側に配置される(図1参照)。しかし、これに限らず、二次側3が一次側2の片側にのみ配置されても良い(図11参照)。
また、このリニアモータ1では、一対の二次側3、3が、一次側2を挟み込むように一次側2の両側に配置される(図1参照)。しかし、これに限らず、二次側3が一次側2の片側にのみ配置されても良い(図11参照)。
また、ヨーク32と取付部33、34とを締結する締結部材35が磁性体である構成では、締結部材35とヨーク32および取付部33、34とが接触して配置され、且つ、一次側2が締結部材35の上方を移動することにより、締結部材35の内部に過電流が発生する。したがって、かかる構成では、締結部材35が絶縁テープ、樹脂ワッシャーなどの絶縁部材によりヨーク32および取付部33、34に対して電気的に絶縁されることが好ましい(図示省略)。これにより、締結部材35における過電流の影響が低減される。
以上説明したように、このリニアモータ1では、ヨーク32が複数の磁性体321を積層して成り、且つ、二次側3がヨーク32を磁性体321の積層方向から挟み込む一対の取付部33、34を有すると共に、この取付部33、34にて所定の取付位置Xに固定される(図2および図8参照)。かかる構成では、積層体であるヨーク32が一対の取付部33、34により挟み込まれて保持され、この取付部33、34が取付位置Xに固定される。これにより、積層体であるヨークを取付位置に直接的に取り付ける構成と比較して、二次側3の取付工程が容易化される利点がある。
また、このリニアモータ1では、取付部33、34が固定部材36を挿入するための取付孔332、342を有し、この取付孔332、342に挿入された固定部材36により、二次側3が取付位置Xに固定される(図2および図8参照)。かかる構成では、例えば、固定ネジから成る固定部材36により、二次側3を取付位置Xに容易に固定できる利点がある。
また、上記の構成では、取付部34の取付孔342が磁性体321の積層方向に拡大された長尺形状を有することが好ましい(図2参照)。かかる構成では、取付孔342が長尺形状を有するので、ヨーク32の厚さが磁性体321の積層方向に不均一なときに、固定部材36の挿入位置を取付孔342の長尺方向にて調整できる。これにより、二次側3を取付位置Xに適正に取り付け得る利点がある。特に、ヨークが複数の磁性体を積層して成る構成では、磁性体の寸法偏差により、ヨークの厚さが磁性体の積層方向に不均一となり易い。したがって、かかる構成では、固定部材36の挿入位置を取付孔342の長尺方向にて調整できることが特に有益である。
また、このリニアモータ1では、二次側3がヨーク32と取付位置X(取付面)との間に隙間gを空けて配置される(図8参照)。すなわち、ヨーク32と取付位置Xとの間に隙間gが空くように、一対の取付部33、34がヨーク32を挟み込んで支持する。かかる構成では、ヨーク32の側面(取付位置X側の側面)に凹凸があるときに、この凹凸が二次側3の設置状態にてヨーク32と取付位置Xとの隙間gに位置する。これにより、ヨーク32と取付位置Xとの干渉が防止されて、二次側3を取付位置Xに適正に取り付け得る利点がある。
また、上記の構成では、ヨーク32が複数の磁性体321の端面を揃えて成る永久磁石31の設置面(貼付面)323を有すると共に、二次側3がこの永久磁石31の設置面323の反対側を取付位置Xに向けて配置されることが好ましい(図8参照)。永久磁石31の設置面323が複数の磁性体321の端面を揃えて成る構成では、この設置面323の反対側にて、磁性体321の寸法偏差のバラつきによる凹凸が発生し易い。したがって、二次側3がこの設置面323の反対側を取付位置Xに向けて配置されることにより、ヨーク32と取付位置Xとの間に隙間gが形成される。これにより、ヨーク32と取付位置Xとの干渉が防止されて、二次側3が取付位置Xに適正に取り付けられる利点がある。
また、上記の構成では、永久磁石31の設置面323と取付部33、34の頂面との位置関係が調整されることにより、隙間gが形成されることが好ましい(図9および図10参照)。例えば、ヨーク32の高さL1と一対の取付部33、34の高さL2とがL1≧L2の関係を有するときに、二次側3の取付状態にて、永久磁石31の設置面323が取付部33、34の頂面に対して二次側3の高さ方向に突出することにより、隙間gが形成される。これにより、ヨーク32と取付位置Xとの隙間gが適正に確保される利点がある。
また、このリニアモータ1では、二次側3がヨーク32と一対の取付部33、34とを磁性体321の積層方向に貫通する締結部材35を有し、この締結部材35によりヨーク32と一対の取付部33、34とが締結される(図2参照)。かかる構成では、積層された複数の磁性体321と一対の取付部33、34とが締結部材35により締結されて一体化されるので、二次側3の構成が簡素化される利点がある。また、積層された磁性体321、321間の隙間が締結部材35の軸力により圧縮されるので、ヨーク32の剛性が高められる利点がある。
[実施の形態2]
図12および図13は、この発明の実施の形態2にかかるリニアモータの二次側を示す正面図(図12)および組立図(図13)である。図14は、図12に記載した二次側の作用を示す説明図である。これらの図において、上記の実施の形態1に記載したリニアモータの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図12および図13は、この発明の実施の形態2にかかるリニアモータの二次側を示す正面図(図12)および組立図(図13)である。図14は、図12に記載した二次側の作用を示す説明図である。これらの図において、上記の実施の形態1に記載したリニアモータの構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
上記のように、実施の形態1のリニアモータ1では、ヨーク32および取付部33、34がいずれも単一構造を有する(図2参照)。かかる構成では、二次側3の部品点数が低減される点で好ましい。
一方、この実施の形態2のリニアモータ1では、ヨーク32が永久磁石31の配列方向に複数に分割可能であり、また、一方の取付部34が永久磁石31の配列方向に複数に分割可能である(図12参照)。すなわち、ヨーク32が複数のヨークセグメント324を永久磁石31の配列方向に配列して構成され、また、一方の取付部34が複数の取付部セグメント343を永久磁石31の配列方向に配列して構成される。
例えば、この実施の形態2では、ヨーク32が4つのヨークセグメント324に分割されている(図12参照)。また、ヨークセグメント324が複数の磁性体321を積層して構成されている。また、一方の取付部34が4つの取付部セグメント343に分割されている。また、これらの取付部セグメント343がヨークセグメント324と同一幅を有している。また、他方の取付部33が永久磁石31の配列方向に長尺な単一構造を有している(図5参照)。また、分割可能な取付部34が長尺形状を有する取付孔342を有している。
二次側3の組立工程では、まず、一つの取付部セグメント343と一つのヨークセグメント324とが相互に組み合わされ、これらが長尺な取付部33に対して順次組み付けられる(図13参照)。このとき、ヨークセグメント324が長尺な取付部33と取付部セグメント343との間に挟み込まれて配置される。また、締結部材35がヨークセグメント324および取付部セグメント343を磁性体321の積層方向に貫通し、この締結部材35により、ヨークセグメント324および取付部セグメント343が長尺な取付部33に締結されて固定される。また、1つのヨークセグメント324および1つの取付部セグメント343に対して、2本の締結部材35、35が用いられる。次に、一組のヨークセグメント324および取付部セグメント343が、長尺な取付部33の長手方向に隙間を詰めつつ順次取り付けられて、ヨーク32および取付部33、34の組立体が構成される。そして、この組立体32〜34に複数の永久磁石31が貼り付けられて、二次側3が構成される(図示省略)。
かかる構成では、ヨーク32が永久磁石31の配列方向に対して複数のヨークセグメント324に分割可能なので、これらのヨークセグメント324を組み合わせることにより、任意の長さのヨーク32を形成できる利点がある(図12参照)。例えば、図2に示す構成では、リニアモータ1のストロークを変更するために、一次側2の駆動方向に対する二次側3の長さを変更する必要がある。これに対して、図12に示すリニアモータ1では、ヨークセグメント324の数を変更することにより、ヨーク32の長さを任意に変更できる。また、同一のヨークセグメント324を用いることにより、ヨークセグメント324の量産が可能となり、ヨーク32の製造コストを低減できる利点がある。また、単一構造を有する大型のヨークを用いる構成と比較して、小さな金型によりヨークセグメント324を成形できる。これにより、ヨーク32の生産性が向上して、ヨーク32の製造コストが低減される利点がある。
また、上記の構成では、一方の取付部34が永久磁石31の配列方向に対して複数の取付部セグメント343に分割可能なので、取付部セグメント343とヨークセグメント324との組付性が向上する利点がある(図12参照)。例えば、積層体から成るヨークでは、磁性体の寸法偏差により、各ヨークセグメントの厚さが磁性体の積層方向に不均一となる場合がある(図14参照)。このとき、一対の取付部がいずれも単一構造を有する構成では、このヨークセグメントの厚さの不均一により、ヨークセグメントと取付部との間に隙間が空く場合がある。この点において、図12に示す構成では、一方の取付部34が分割可能なので、このヨークセグメントと取付部との隙間を低減できる。これにより、ヨーク32の剛性が向上する利点があり、また、隙間による磁気抵抗の増加が抑制される利点がある。
なお、この実施の形態2では、ヨーク32と一方の取付部34とが同一幅にて分割可能である(図12参照)。したがって、ヨークセグメント324と取付部セグメント343とが一対一で対応して、長尺な取付部33に設置される。かかる構成では、ヨークセグメントと取付部との隙間(図14参照)をより効果的に低減できる点で好ましい。なお、上記の構成では、例えば、隣り合う2つのヨークセグメント324、324に対して1つの取付部セグメント343が取り付けられても良い(図示省略)。
また、この実施の形態2では、ヨーク32および一方の取付部34の双方が分割構造を有する(図12参照)。しかし、これに限らず、ヨークのみが分割構造を有しても良い(図14参照)。かかる構成としても、ヨーク32の量産性が向上して、ヨーク32の製造コストを低減できる利点がある。
[実施の形態3]
図15は、この実施の形態3のリニアモータの二次側を示す説明図である。図16〜図20は、図15に記載した二次側の組立工程を示す説明図である。これらの図において、上記の実施の形態1、2のリニアモータと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図15は、この実施の形態3のリニアモータの二次側を示す説明図である。図16〜図20は、図15に記載した二次側の組立工程を示す説明図である。これらの図において、上記の実施の形態1、2のリニアモータと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態3のリニアモータ1では、ヨーク32が永久磁石31の配列方向に分割可能な構成において、ヨーク32が磁性体321の積層方向に延在する補強部材325を有する(図15参照)。かかる構成では、補強部材325がヨーク32を補強するので、磁性体321の積層方向にかかるヨーク32の剛性が増加する。これにより、磁性体321のズレが抑制されて、ヨーク32の耐久性が向上する利点がある。また、永久磁石31の設置時にて、この補強部材325を基準として永久磁石31をヨーク32に対して位置決めできる。これにより、永久磁石31の位置決めが容易となる利点がある。また、例えば、永久磁石31の位置決め治具が不要となるので、二次側3の組立性が向上する利点がある。さらに、例えば、配列された永久磁石31間に等ピッチにて補強部材325を配置することにより、リラクタンストルクを有効利用できる。これにより、リニアモータ1のモータ効率が向上する利点がある。
また、上記の構成では、ヨーク32の分割部(隣り合うヨークセグメント324、324の接合部)に補強部材325が配置されることが好ましい(図15参照)。かかる構成では、補強部材325がヨーク32の分割部を補強する。これにより、ヨーク32の剛性が適正に確保される利点がある。
例えば、この実施の形態3では、ヨーク32が永久磁石31の配列方向に対して4つのヨークセグメント324に分割されている(図15参照)。また、各ヨークセグメント324が、磁性体321の積層方向に延在する補強部材325をそれぞれ有している。この補強部材325は、ヨークセグメント324の平面のうち永久磁石31の設置面323側に配置される。具体的には、ヨークセグメント324が平面視にて矩形状を有し、この矩形状の中央部および両縁部に溝(あるいは切り欠き)326がそれぞれ形成される(図16参照)。これらの溝326は、磁性体321の積層方向にヨークセグメント324の全長に渡って延在し、また、相互に等ピッチで配置されている。そして、これらの溝326に補強部材325がそれぞれ嵌め込まれて設置され、補強部材325とヨークセグメント324とが接着剤あるいは溶接により固定されている(図17および図18参照)。そして、この補強部材325により、ヨーク32の剛性が補強され、また、隣り合うヨークセグメント324、324の接合部(ヨーク32の分割部)が補強されている。また、これらの補強部材325間に永久磁石31が貼り付けられている(図18および図19参照)。このとき、永久磁石31が補強部材325を基準としてヨーク32に対して位置決めされる。これにより、永久磁石31の位置決めが容易化されている。
なお、補強部材325とヨークセグメント324とが溶接により固定される構成では、溝326の近傍に溶接逃がし部327が設けられることが好ましい(図20参照)。これにより、溶接部と永久磁石との干渉が防止される。
[実施の形態4]
図21は、この実施の形態4のリニアモータの二次側を示す斜視図である。図22は、図21に記載した二次側の取付部を示す説明図である。これらの図において、上記の実施の形態1〜3のリニアモータと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図21は、この実施の形態4のリニアモータの二次側を示す斜視図である。図22は、図21に記載した二次側の取付部を示す説明図である。これらの図において、上記の実施の形態1〜3のリニアモータと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施の形態4のリニアモータ1では、一方の取付部34が永久磁石31の配列方向に対して複数の取付部セグメント343に分割可能なときに、隣り合う取付部セグメント343、343が相互に嵌り合う嵌合部344、344を有する(図21および図22参照)。かかる構成では、隣り合う取付部セグメント343、343が嵌合部344、344にて嵌合して連結されるので、取付部34の剛性が向上する利点がある。特に、ヨーク32および取付部34の双方が分割構造を有する構成では、取付部34の剛性が向上することにより、永久磁石31の配列方向へのヨークセグメント324のズレが抑制される。これにより、永久磁石31の設置面323の面精度が向上して、製品の信頼性が向上する利点がある。
例えば、この実施の形態4では、一方の取付部34が永久磁石31の配列方向に対して複数の取付部セグメント343に分割可能な構成を有している(図21および図22参照)。また、隣り合う取付部セグメント343、343が、相互に嵌り合う嵌合部344、344を永久磁石31の配列方向の側面にそれぞれ有している。また、一方の嵌合部344が凸形状を有し、他方の嵌合部344が凹形状を有することにより、これらの嵌合部344、344が相互に嵌り合うように構成されている。また、各取付部セグメント343が、かかる凸形状の嵌合部344を永久磁石31の配列方向の側面に有し、また、凹形状の嵌合部344を逆側の側面に有している。これにより、複数の取付部セグメント343が永久磁石31の配列方向に一列に連結可能となっている。
以上のように、この発明にかかるリニアモータは、積層体であるヨークを二次側の取付位置に容易に取り付け得る点で有用である。
1 リニアモータ、2 一次側、21 駆動コイル、22 磁極ティース、3 二次側、31 永久磁石、32 ヨーク、321 磁性体、322 締結孔、323 設置面、324 ヨークセグメント、325 補強部材、326 溝、327 溶接逃がし部、33 取付部、331 締結孔、332 取付孔、34 取付部、341 締結孔、342 取付孔、343 取付部セグメント、344 嵌合部、35 締結部材、36 固定部材
Claims (12)
- 駆動コイルを磁極ティースに巻装して成る一次側と、複数の永久磁石をヨークに配列して成る二次側とを備えるリニアモータであって、
前記ヨークが複数の磁性体を積層して成り、且つ、前記二次側が前記ヨークを前記磁性体の積層方向から挟み込む一対の取付部を有すると共に前記取付部にて所定の取付位置に固定されることを特徴とするリニアモータ。 - 少なくとも一方の前記取付部が固定部材を挿入するための取付孔を有し、且つ、前記取付孔に挿入された前記固定部材により、前記二次側が前記取付位置に固定される請求項1に記載のリニアモータ。
- 前記取付孔が前記磁性体の積層方向に拡大された長尺形状を有する請求項2に記載のリニアモータ。
- 前記二次側が前記ヨークと前記取付位置との間に隙間を空けて配置される請求項1〜3のいずれか一つに記載のリニアモータ。
- 前記ヨークが複数の前記磁性体の端面を揃えて成る前記永久磁石の設置面を有すると共に、前記二次側が前記永久磁石の設置面の反対側を前記取付位置に向けて配置される請求項4に記載のリニアモータ。
- 前記永久磁石の設置面と前記取付部の頂面との位置関係が調整されることにより、前記隙間が形成される請求項4または5に記載のリニアモータ。
- 前記二次側が前記ヨークと一対の前記取付部とを前記磁性体の積層方向に貫通する締結部材を有し、前記締結部材により前記ヨークと一対の前記取付部とが締結される請求項1〜6のいずれか一つに記載のリニアモータ。
- 前記ヨークが前記永久磁石の配列方向に分割可能である請求項1〜7のいずれか一つに記載のリニアモータ。
- 一方の前記取付部が前記永久磁石の配列方向に複数に分割可能である請求項8に記載のリニアモータ。
- 前記ヨークが前記磁性体の積層方向に延在する補強部材を有する請求項8または9に記載のリニアモータ。
- 前記ヨークの分割部に前記補強部材が配置される請求項10に記載のリニアモータ。
- 少なくとも一方の前記取付部が前記永久磁石の配列方向に対して複数の取付部セグメントに分割可能であり、且つ、隣り合う前記取付部セグメントが相互に嵌り合う嵌合部を有する請求項1〜11のいずれか一つに記載のリニアモータ。
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2009
- 2009-08-26 JP JP2009195290A patent/JP2011050144A/ja not_active Withdrawn
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