JP2522976Y2 - リニアモータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は直線状に配置された固定のマグネットに対し
てコイルが往復動自在に取付けられたリニアモータの改
良に関する。

従来の技術 従来より精密位置決め装置のアクチュエータ、機械加
工装置等のバイトアクチュエータ、磁気ディスク装置の
ヘッド駆動用モータ、或はIC組立てラインに組込まれる
駆動用モータ等としてリニアモータが幅広く使用されて
いる。これらリニアモータはその高速応答性の特徴を活
かすために磁気回路を一体の磁性体金属で構成し、剛性
を保持できる構造を取っている。かかる構成の従来のリ
ニアモータの一例を第４図に示す。このリニアモータの
磁気回路は、ほぼ長方形状の磁性体からなる枠体１と、
この枠体１の互いに対面する端部壁1a、1a間に固着さ
れ、かつ上部壁1b及び下部壁1cと平行に延在する磁性体
よりなるセンターポール（センターヨーク）２とから構
成されており、これら枠体１及びセンターポール２はそ
れぞれ一体の磁性体金属で形成されている。上記枠体１
の互いに対面する上部壁1b及び下部壁1cの内面にはマグ
ネット３、３が、同極を対面させてそれぞれ長手方向に
沿って直線状に配置、固着されている。また、上記セン
ターポール２にはコイル４が移動自在に遊嵌されてお
り、コイル４に励磁電流を供給してこのコイルをセンタ
ーポール２に沿って往復動させることによりこれに固着
された移動体（図示せず）が長手方向に往復動するよう
に構成されている。

考案が解決しようとする課題 ところで、上記構成のリニアモータを、例えば機械加
工装置等のバイトアクチュエータとして利用するような
場合には、バイトを高速で往復動させる必要があるため
リニアモータのコイルに高周波の交番電流が供給され
る。このためコイルから高周波の交番磁界が発生される
から、このコイルを遊嵌する一体の磁性体金属であるセ
ンターポールに特に多量の過電流が発生し、多量の熱を
発生する。この発熱によって磁気回路やコイルが熱膨張
し、正確な制御が行なえなくなり、精度が悪くなるとい
う致命的な欠点があった。

従って、本考案の目的は、磁気回路を構成する磁性体
金属の発熱を極力抑制したリニアモータを提供すること
である。

課題を解決するための手段 上記目的は本考案に係るリニアモータによって達成さ
れる。要約すれば、本考案は、磁性体上に直線状に配置
された固定のマグネットと、該マグネットと対面した状
態で前記磁性体と平行に配置され、かつ前記磁性体とと
もに磁気回路を構成する磁性体よりなるセンターポール
と、前記マグネットに沿って往復動するように前記セン
ターポールに往復動自在に取付けられたコイルとを具備
するリニアモータにおいて、前記センターポールを、複
数のセンターポール部片をそれらの接合面に絶縁体を介
在させて一体化させると共に、前記センターポール部片
の接合面に冷却通路を形成したことを特徴とするリニア
モータである。

実施例 以下、本考案の実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本考案によるリニアモータの一実施例を示す
横断面図であり、このリニアモータは第４図に示す従来
のリニアモータと同様に、その磁気回路が、ほぼ長方形
状の磁性体からなる枠体11と、この枠体11の互いに対面
する端部壁11a、11a間に固着され、かつ上部壁11b及び
下部壁11cと平行に延在する磁性体よりなるセンターポ
ール（センターヨーク）12とから構成されている。本実
施例では、枠体11は一体の磁性体金属（例えばSS41）で
形成されているが、センターポール12はセグメント化さ
れ、本実施例では第２図を参照して後述するように、４
つのセンターポール部片12a、12b、12c及び12dをそれら
の接合面に絶縁体層13を介在させて一体に固着した構成
を有している。

枠体11の互いに対面する上部壁11b及び下部壁11cの内
面にはマグネット14、14が、同極を対面させてそれぞれ
長手方向に沿って直線状に配置、固着されている。ま
た、上記構成のセンターポール12にはコイル15が移動自
在に遊嵌されており、コイル15に励磁電流を供給してこ
のコイルをセンターポール12に沿って往復動させること
によりこれに固着された移動体（例えば研削用バイト）
が長手方向に往復動するように構成されている。

上記センターポール12は、第２図（Ａ）及び（Ｂ）に
拡大して示すように、平面ほぼ長方形の板状の磁性体
（本実施例では無電解ニッケルメッキしたSS41）からな
る４つのセンターポール部片12a、12b、12c、12dをそれ
らの接合面に絶縁体層13（本実施例ではガラスエポキ
シ）を介在させて互いに固着して一体化したものであ
る。本実施例では、両外側のセンターポール部片12a及
び12dの厚さを等しくし、同じく両内側のセンターポー
ル部片12b及び12cの厚さを等しくし、かつその厚さを両
外側のセンターポール部片12a及び12dの厚さより厚くし
たが、これは単に一例に過ぎず、各センターポール部片
の厚さは任意適当に設定できるものである。また、セン
ターポール部片と絶縁体層とはエポキシ系接着剤を使用
して接着した。さらに、上記センターポール部片の接合
面には絶縁体層13の厚さより直径の大きな円形の冷却通
路16が一方の端面から長手方向に内部に向かってかつ他
方の端面に貫通することなく形成されており、これら冷
却通路16の終端部近傍には絶縁体層13の厚さより若干大
きな直径の円形の冷却通路17が径の大きな冷却通路16を
横切る方向にかつ絶縁体層13と同じ平面中に両側面を貫
通するようにして形成されている。即ち、両冷却通路は
互いに連通し、ほぼＴ字形状をなしている。

このようにセンターポール12を絶縁体層13を介在させ
てセグメント化すると、コイル15に高周波交番電流を供
給した場合に発生する高周波交番磁界によりセンターポ
ール12に誘起される渦電流が大巾に減少する。このた
め、センターポール12の発熱が抑制され、磁気回路やコ
イル等が熱膨張することがなくなる。従って、常時正確
な抑制が行なえ、高い精度を維持することができる。

なお、上述のようにセンターポール12をセグメント化
するだけでセンターポール12の発熱は十分に抑制でき、
発熱による悪影響を十分に防止することができるが、本
実施例のようにセンターポール12に冷却通路16、17を形
成しておけば、この通路を介して強制的に通風すること
ができるので、センターポール12の冷却効果がより一層
高くなるという利点がある。また、実際の使用に際して
はセンターポール12の両端面を除くほぼ全周囲に銅のシ
ョートリングを固着した。勿論、ショートリングには冷
却通路17の出口に対応する位置に通風口を形成した。

第３図は本考案によるリニアモータの他の実施例を示
す概略横断面図であり、本実施例は、磁性体からなる底
部板21と、この底部板21の両端部に固着された所定の長
さの磁性体よりなるスペーサ22、22と、上記底部板21の
平行にかつ対向した状態でこれらスペーサ22、22に固着
された磁性体よりなるセンターポール（センターヨー
ク）23とによって磁気回路を構成したリニアモータに本
考案を適用したものである。即ち、底部板21びスペーサ
22はそれぞれ一体の磁性体金属で形成し、センターポー
ル23を、上記第１の実施例と同様に、平面ほぼ長方形の
板状の磁性体からなる４つのセンターポール部片23a、2
3b、23c、23dをそれらの接合面に絶縁体層13を介在させ
て互いに固着して一体化すると共に、第２図に示して説
明したと同様に、センターポール部片23a〜23dの接合面
に絶縁体層13の厚さより直径の大きな円形の冷却通路
（不図示）を形成したものである。

上記底部板21上には長手方向に沿ってセンターポール
23と対面するマグネット24が固着されており、また上記
センターポール23にはコイル25が摺動自在に遊嵌されて
おり、コイル25に励磁電流を供給してこのコイルをセン
ターポール23に沿って往復動させることによりこれに固
着された移動体（図示せず）が長手方向に往復動するよ
うに構成されている。

本実施例においても上記第１の実施例と同様の作用効
果が得られることは明らかであるので、その説明を省略
する。

なお、上記実施例以外の他の構成のリニアモータにも
本考案は適用できるものであり、またセンターポール部
片の数や寸法、冷却通路の寸法や配置位置、或は使用す
る材料や材質等は必要に応じて種々に変更できることは
いうまでもない。

考案の効果 上述のように、本考案によれば、磁気回路を構成する
磁性体のうちの最も発熱するセンターポールをセグメン
ト化したので、コイルから発生する交番磁界によってセ
ンターポールに誘起される渦電流が大巾に低減する。さ
らに、センターポール部片の接合面に冷却通路を形成し
た。このため、センターポールの発熱が抑制され、磁気
回路やコイル等の熱膨張がなくなる。また、冷却通路を
介して強制的に通風することができるので、センターポ
ールの冷却効果がより一層高くなる。従って、コイルを
高速往復動させても発熱が抑えられるから、常時正確な
制御が行なえ、高い精度を維持することができるという
顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるリニアモータの一実施例を示す概
略横断面図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）は第１図のリニア
モータの磁気回路を構成するセンターポールを取り出し
て拡大した側面図及び左端面図、第３図は本考案による
リニアモータの他の実施例を示す概略横断面図、第４図
は従来のリニアモータの一例を示す概略横断面図であ
る。 11:磁性体よりなる枠体 12:センターポール（センターヨーク） 12a〜12d:センターポール部片 13:絶縁体層 14:マグネット 15:コイル 23:センターポール（センターヨーク） 23a〜23d:センターポール部片 24:マグネット 25:コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 赤間 助広 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−28759（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−114980（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性体上に直線状に配置された固定のマグ
   ネットと、該マグネットと対面した状態で前記磁性体と
   平行に配置され、かつ前記磁性体とともに磁気回路を構
   成する磁性体よりなるセンターポールと、前記マグネッ
   トに沿って往復動するように前記センターポールに往復
   動自在に取付けられたコイルとを具備するリニアモータ
   において、前記センターポールを、複数のセンターポー
   ル部片をそれらの接合面に絶縁体を介在させて一体化さ
   せると共に、前記センターポール部片の接合面に冷却通
   路を形成したことを特徴とするリニアモータ。