JP4925720B2 - リニアモータ用可動子 - Google Patents

Description

本発明は、固定子に対して可動子が往復運動を行うリニアモータに用いられるリニアモータ用可動子に関するものである。

特開２００３−２４４９３０公報（特許文献１）には、複数の永久磁石と、複数の永久磁石が列を成すように複数の永久磁石を貫通孔からなる永久磁石保持部に保持する板状の磁石ホルダとを備えたリニアモータ用可動子が示されている。この種のリニアモータ用可動子では、板状の磁石ホルダの両端部を可動軸の代わりに用いている。また、特開２００１−９９１５１公報（特許文献２）には、このようなリニアモータ用可動子において、磁石ホルダに一対のレールを取付けたリニアモータ用可動子が示されている。この一対のレールは、リニアモータ用固定子側の支持部に摺動自在に支持されている。これにより、リニアモータ用可動子は、固定子に対して往復運動を行う。
特開２００３−２４４９３０公報 特開２００１−９９１５１公報

しかしながら、従来のリニアモータ用可動子では、ステータ側の巻線の熱で磁石ホルダが加熱されて膨張すると、磁石ホルダから一対のレールに力が加わり、更に一対のレールがリニアモータ用固定子の支持部に強く接触し、リニアモータが正確な往復運動を行えなくなるという問題があった。

また、従来のリニアモータ用可動子では、磁石ホルダに取付けた一対のレールをリニアモータ用固定子側の支持部に摺動自在に支持させた場合、熱吸収クリアランスをモータの固定子または可動子に設ける必要があり、モータの構造が複雑になり、可動子の支持構造のコストが高くなるという問題があった。

本発明の目的は、磁石ホルダが熱膨張しても、磁石ホルダから一対のレールに加わる力を抑制できるリニアモータ用可動子を提供することにある。

本発明の他の目的は、磁石ホルダの撓みを防止でき、しかも、軽量化を図ることができるリニアモータ用可動子を提供することにある。

本発明の他の目的は、リニアモータ用可動子のリニアモータ用固定子側の支持部への支持構造を簡単にして、可動子の支持構造を安価に形成できるリニアモータ用可動子を提供することにある。

本願の発明が対象とするリニアモータ用可動子は、複数の永久磁石と、磁石ホルダと、一対のレールとを備えている。磁石ホルダは、複数の永久磁石が列を成すように複数の永久磁石を凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部に保持する板状を呈している。言い換えると、磁石ホルダは、複数の永久磁石がそれぞれ嵌合される複数の凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部が列を成すように形成されて構成されている。一対のレールは、磁石ホルダに取付けられてリニアモータ用固定子の支持部に摺動自在に支持される。言い換えると、一対のレールは、永久磁石保持部の列に沿い且つこの列が間に位置するように磁石ホルダに取り付けられている。そして一対のレールは、リニアモータ用固定子の支持部に摺動可能に支持される。

そして本発明では、磁石ホルダが、磁石ホルダの熱膨張により磁石ホルダから一対のレールに加わる力を吸収する熱膨張吸収用空隙部を有している。見方を変えると、磁石ホルダには、磁石ホルダの熱膨張により磁石ホルダの内部に発生する応力が、磁石ホルダから一対のレールに加わるのを抑制するように磁石ホルダの熱膨張分を吸収する熱膨張吸収用空隙部が形成されている。本発明のように、磁石ホルダに熱膨張吸収用空隙部を設けると、磁石ホルダが加熱されて膨張しても、熱膨張分の一部は熱膨張吸収用空隙部内に膨出して吸収されることになって、結果として磁石ホルダから一対のレールに力が加わる力が熱膨張吸収用空隙部の存在により抑制される。そのため、リニアモータ用固定子の支持部に対して一対のレールが接触する力（圧力）が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、リニアモータは正確な往復運動を行うことができる。

熱膨張吸収用空隙部は、磁石ホルダの一対のレールと対向する対向部分において、磁石ホルダから一対のレールに向かう方向と複数の永久磁石のそれぞれの両磁極面が対向する磁極面対向方向とに開口する複数の凹部（空隙形成用凹部）により形成することができる。言い換えると、熱膨張吸収用空隙部は、一対のレールと直交する方向の一方側に向かって開口し且つ一対のレールと直交する方向及びレールが延びる方向の両方向と直交する方向の両側に開口する複数の空隙形成用凹部から構成することができる。これら複数の空隙形成用凹部は、レールに沿って所定の間隔をあけて形成される。そして空隙形成用凹部の両側には、レールと当接する複数の当接部が形成される。このようにすれば、磁石ホルダが加熱されると、複数の空隙形成用凹部の内側の壁部分が凹部内に向かって膨張または膨出しやすくなり、磁石ホルダと一対のレールとが接触する部分の膨張率（膨張により変形する割合）が減少する。そのため、磁石ホルダから一対のレールに加わる力を小さくすることができる。

このような熱膨張吸収用空隙部を形成すると、磁石ホルダの一対のレールと対向する対向部分に複数の空隙形成用凹部が形成されることにより、これら複数の凹部と交互に配置されて一対のレールにそれぞれ当接する複数の当接部が形成されることになる。この場合、レールは、複数の当接部に対して固定手段により固定される。固定手段としては、種々の公知の手段を用いることができる。例えば、一対のレールに設けた複数の貫通孔からそれぞれ挿入されて、磁石ホルダの当接部に設けた複数の螺子孔に螺合される螺子により、磁石ホルダに一対のレールを取付けることができる。この場合、螺子孔は、複数の当接部に形成されることになる。このようにすれば、一対のレール部を螺子を用いて磁石ホルダにしっかりと取付けることができる。

磁石ホルダは、永久磁石保持部を有するホルダ本体と、ホルダ本体に固定されて一対のレールがそれぞれ取り付けられる一対の補強部とを有するように構成することができる。この場合、ホルダ本体は、一対の補強部より比重が小さい非磁性体材料により形成し、一対の補強部は、ホルダ本体より高い剛性を有している。このようにすれば、ホルダ本体が一対の補強部より比重が小さい非磁性体材料により形成されるので、永久磁石のＮ極とＳ極との磁束短絡を防ぐことができる。また、ホルダ本体の重量を軽減することにより、磁石ホルダ全体の軽量化を図ることができる。また、一対の補強部により、磁石ホルダ自体が撓むのを抑制できる。一対の補強部を設ける場合には、熱膨張吸収用空隙部を構成する複数の凹部は、一対の補強部に形成することができる。この場合、ホルダ本体及び一対の補強部が加熱されて膨張すると、ホルダ本体から一対の補強部に加わる力と、一対の補強部が膨張して発生する力とを合わせた力が、一対のレール側に作用することになる。しかしながら本発明によれば、複数の凹部の内側の壁部分が空隙部内に向かって膨張または膨出し、磁石ホルダと一対のレールとが接触する部分の膨張率（膨張により変形する割合）が減少する。そのため、磁石ホルダから一対のレールに加わる力を小さくすることができる。

熱膨張吸収用空隙部は、永久磁石保持部と磁石ホルダの一対のレールと対向する対向部分との間において、磁石ホルダを貫通する複数の貫通孔により形成することができる。言い換えると、熱膨張吸収用空隙部は、一対のレールと直交する方向及びレールが延びる方向の両方向と直交する方向の両側に向かって開口する複数の空隙形成用貫通孔から構成することができる。この場合、複数の空隙形成用貫通孔は、レールに沿って所定の間隔をあけて形成される。このような構成でも、磁石ホルダが加熱されると、複数の貫通孔の内側の壁部分が貫通孔内に向かって膨張しやすくなり、磁石ホルダの一対のレールと接触する部分の膨張率が減少する（膨張による変形が小さくなる）。そのため、磁石ホルダから一対のレールに加わる力が抑制される。

ホルダ本体は、アルミまたは合成樹脂から形成し、一対の補強部は、鉄または鉄合金から形成することができる。このような材料を用いれば、安価で容易に磁石ホルダを形成できる。

また磁石ホルダと一対のレール部との間には、それぞれ弾性体を配置してもよい。このような弾性体を配置すると、熱膨張により、磁石ホルダから一対のレールに加わる力を、弾性体で吸収することができるので、さらに一対のレールに加わる力を抑制することができる。

本願の他の発明が改良の対象とするリニアモータ用可動子は、複数の永久磁石と、該複数の永久磁石が列を成すように複数の永久磁石を凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部に保持する磁石ホルダとを有している。本発明では、磁石ホルダにリニアモータ可動子の移動方向の両端部から突出してリニアモータ用可動子の移動方向に延びる複数のシャフトをそれぞれ取り付ける。そして、複数のシャフトをリニアモータ用固定子の支持部に摺動自在に支持する。このようにすれば、複数のシャフトをリニアモータ用固定子側の支持部に摺動自在に支持させることができるので、リニアモータ用可動子のリニアモータ用固定子側の支持部への支持構造を簡単にして、可動子の支持構造を安価に形成できる。また、複数のシャフトを固定子側に支持させるため、磁石ホルダの側面に位置検出用のセンサスケールを取付けることができる。

複数のシャフトの複数の永久磁石のそれぞれの両磁極面が対向する磁極面対向方向の寸法は、磁石ホルダの寸法より大きくするのが好ましい。このようにすれば、磁石ホルダを最大限に軽量化できる上、複数のシャフトをリニアモータ用固定子の支持部にしっかりと支持することができる。この場合、磁石ホルダには、複数のシャフトを嵌合構造により取付けることができる。このようにすれば、既存の磁石ホルダに複数のシャフトを容易に取付けることができる。

また、磁石ホルダに、リニアモータ用可動子の移動方向の両端部から突出して移動方向に延びる一対のブロック部と、一対のブロック部のリニアモータ用可動子の移動方向の両端部から突出して移動方向にそれぞれ延びる複数のシャフトとを取り付けることもできる。このようにすれば、一対のブロック部を介して、磁石ホルダに複数のシャフトを取付けるので、一対のブロック部の磁石ホルダへの取り付けを強固にすることで、磁石ホルダに複数のシャフトをしっかりと取付けることができる。

この場合、ブロック部の複数の永久磁石のそれぞれの両磁極面が対向する磁極面対向方向の寸法を磁石ホルダの前述の寸法より大きくする。そして、一対のブロック部の一方のブロック部と一方のブロック部から突出する複数のシャフトとを一体に成形し、一対のブロック部の他方のブロック部と該他方のブロック部から突出する複数のシャフトとを一体に成形することができる。この場合、磁石ホルダには一対のブロック部を嵌合構造によりそれぞれ取付ければよい。このようにすれば、磁石ホルダに複数のシャフトを容易に且つしっかりと取付けることができる。

ブロック部の複数の永久磁石のそれぞれの両磁極面が対向する磁極面対向方向の寸法を磁石ホルダの寸法より大きくし、磁石ホルダと一対のブロック部と一対のブロック部からそれぞれ突出する複数のシャフトとを一体に成形することもできる。このようにすれば、部品点数を減らして、可動子全体の強度を高くすることができる。

本発明によれば、磁石ホルダが熱膨張吸収用空隙部を有しているので、磁石ホルダが加熱されて膨張しても、膨張分は熱膨張吸収用空隙部内に膨出することになり、磁石ホルダから一対のレールに加わる力が、熱膨張吸収用空隙部の存在により抑制される。そのため、リニアモータが正確な往復運動を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のリニアモータ用可動子を用いたリニアモータの断面図であり、図２は、図１のII-II線断面図である。両図に示すように、このリニアモータは、ケース１と、リニアモータ用固定子３と、リニアモータ用可動子５とを有している。ケース１は、非磁性材料（例えばアルミニューム）製の一対のエンドブラケット７及び９を備えている。エンドブラケット７及び９は、後述する固定子３の固定子コア１１の両端に固定されている。固定子３は、シリンダ型の固定子コア１１と３つの励磁巻線１３とを有している。

本例のリニアモータ用可動子５は、図１〜図４に示すように、磁石ホルダ１５と、７個の永久磁石１７と、一対のレール１９とを有している。なお、図３及び図４は、可動子５の組立て前の平面図及び側面図である。磁石ホルダ１５は、板形状を有しており、ホルダ本体２１と、ホルダ本体２１に固定された一対の補強部２３とを有している。ホルダ本体２１は、輪郭が矩形状に近い板形状を有しており、鉄等からなる一対の補強部２３よりも比重が小さく、一対のレール１９の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有するアルミの非磁性体材料により形成されている。一対の補強部２３は、レールに沿って細長く延びる形状を有しており、ホルダ本体２１の長手方向と直交する直交方向（幅方向）の両端部にインサート成形により固定されている。この一対の補強部２３は、ホルダ本体２１より高い剛性を有する鉄または鉄合金により形成されている。一対の補強部２３は、ホルダ本体２１側に向かって開口する凹部２３ａをそれぞれ有している。一対の凹部２３ａの横断面形状は、それぞれ台形形状を有している。この凹部２３ａの横断面形状の台形形状は、上底よりも寸法が大きい下底が対応するレール側に位置している。本例では、一対の補強部２３をインサートとして、金型にアルミまたは合成樹脂の非磁性体材料を鋳込んで硬化させることにより、一対の補強部２３が固定されるホルダ本体２１を形成している。

磁石ホルダ１５は、ホルダ本体２１の中央部に、永久磁石保持部２５を有している。永久磁石保持部２５は、磁石ホルダ１５の長手方向に並ぶ７つの貫通孔２７により構成されている。貫通孔２７は、磁石ホルダ１５の長手方向（レールが延びる方向）と該長手方向と直交する幅方向（レールが延びる方向と直交し一対のレールに向かう方向）にそれぞれ延び、厚み方向（長手方向と幅方向の両方と直交する方向）にホルダ本体２１を貫通する角柱形状を有している。７つの貫通孔２７には、７個の永久磁石１７がそれぞれ嵌合されて保持されている。７個の永久磁石１７は、隣接する２つの永久磁石１７の外側表面に現れる極性が異なるように、７つの貫通孔２７内にそれぞれ嵌合されている。これにより、７個の永久磁石１７は、列を成すように磁石ホルダ１５に保持されることになる。

磁石ホルダ１５は、一対の補強部２３の一対のレール１９と対向する対向部分に３つの空隙形成用凹部２９をそれぞれ有している。これらの凹部２９は、磁石ホルダ１５からレール１９に向かう方向と永久磁石１７の両磁極面が対向する磁極面対向方向とに開口している。言い換えると、凹部２９は、一対のレールと直交する方向（幅方向）の一方側に向かって開口し且つ一対のレールと直交する方向（幅方向）及びレールが延びる方向（長手方向）の両方向と直交する方向（厚み方向）の両側に開口している。１つの補強部２３には、３つの凹部２９が形成されることにより、３つの凹部２９と交互に配置されてレール１９にそれぞれ当接する４つの当接部２１ａが形成されている。本例では、３つの凹部２９により、磁石ホルダ１５の熱膨張分を吸収することにより、磁石ホルダ１５から一対のレール１９に加わる力を吸収する熱膨張吸収用空隙部が構成されている。

一対のレール１９は、ステンレスから形成されており、磁石ホルダ１５より長さ寸法の大きい細長い形状を有している。この一対のレール１９は、長手方向の中央領域が磁石ホルダ１５の一対の補強部２３にそれぞれ取付けられている。具体的には、図３の磁石ホルダ１５の左上において破線で示すように、一対のレール１９を貫通する貫通孔１９ａを貫通して、一対の補強部２３の当接部２１ａに形成された螺子孔２３ａに螺合される螺子３１により、一対のレール１９は、磁石ホルダ１５の一対の補強部２３にそれぞれ取付けられている。一対のレール１９は、長手方向に延びる一対の溝部１９ｂをそれぞれ有している。一対のレール１９の一対の溝部１９ｂは、エンドブラケット７及び９に設けられた支持部７ａ及び９ａにそれぞれ摺動自在に支持されている（図１及び図２参照）。これにより、リニアモータ用可動子は、固定子３に対して往復運動を行う。

本例のリニアモータ用固定子３では、図５に示すように、固定子の巻線からの熱で、ホルダ本体２１及び一対の補強部２３が加熱されると、ホルダ本体２１から一対の補強部２３に加わる力と、一対の補強部２３が膨張して発生する力とを合わせた力が一対のレール１９に加わることになる。このような合せた力が一対のレール１側に作用すると、凹部２９の内側の壁部分が凹部２９内に向かって膨張または膨出しやすくなり（矢印Ｆ１）、磁石ホルダ１５と一対のレール１９とが接触する当接部の部分の膨張率（膨張により変形する割合）が減少する（矢印Ｆ２）。そのため、磁石ホルダ１５から一対のレール１９に加わる力を小さくすることができる。特に本例では、ホルダ本体２１は、一対のレール１９の線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有しているので、一対の補強部２３に加わる力が大きい上、一対の補強部２３も熱膨張するが、これらの熱膨張によって発生する内部応力の多くは、凹部２９内に向かうことになる。

また、本例では、熱膨張吸収用空隙部（凹部２９）は、磁石ホルダ１５の外側に開口しているので形成が容易である。また、本例のリニアモータ用固定子３では、ホルダ本体２１の重量を軽減することにより、磁石ホルダ１全体の軽量化を図ることができる。また、一対の補強部２３により、磁石ホルダ１５が撓むのを抑制できる。

なお、磁石ホルダ１５と一対のレール部１９との間には弾性体を配置することができる。このような弾性体を配置すると、熱膨張により、磁石ホルダ１５から一対のレール１９に加わる力を、弾性体で吸収することができるので、さらに一対のレール１９に加わる力を抑制することができる。

図６は、本発明の第２の実施の形態のリニアモータ用可動子の組立て前の平面図である。本例のリニアモータ用可動子は、熱膨張吸収用空隙部以外は、第１の実施の形態のリニアモータ用可動子と同じ構造を有している。本例のリニアモータ用可動子の熱膨張吸収用空隙部は、磁石ホルダ１１５を貫通する複数の空隙形成用貫通孔１２９により構成されている。貫通孔１２９は、永久磁石保持部１２５と一対の補強部１２３（一対のレール１１９と対向する対向部分）との間の領域に、レールに沿って８つずつ形成されている。本例では、貫通孔１２９は、ホルダ本体１２１の一対の補強部１２３と隣接する部分に、ホルダ本体１２１を厚み方向に貫通するように形成されている。

図７は、本発明の第３の実施の形態のリニアモータ用可動子の永久磁石を除いた状態の斜視図である。本例のリニアモータ用可動子は、磁石ホルダ２１５と４本のシャフト２１９とを有している。磁石ホルダ２１５は、矩形の板形状を有しており、アルミにより形成されている。磁石ホルダ２１５は、中央部に、永久磁石保持部２２５を有している。永久磁石保持部２２５は、磁石ホルダ２１５の長手方向に並ぶ７つの貫通孔２２７により構成されている。貫通孔２２７は、磁石ホルダ２１５の長手方向と直交方向に延びる矩形状を有している。７つの貫通孔２２７には、図示しない７個の永久磁石がそれぞれ嵌合されて保持されている。７個の永久磁石は、隣接する２つの永久磁石の外側表面に現れる極性が異なるように、７つの貫通孔２２７内にそれぞれ嵌合されている。これにより、７個の永久磁石は、列を成すように磁石ホルダ２１５に保持されることになる。また、磁石ホルダの側面には、位置検出用のセンサスケール２１６が取付けられている。

４つのシャフト２１９は、ステンレスからなり、円柱形状を有している。シャフト２１９は、磁石ホルダ２１５の厚み方向（永久磁石の両磁極面が対向する方向）の寸法より大きな径寸法を有している。このシャフト２１９の一方の端部には、シャフトの径方向に延びる溝状の嵌合凹部２１９ａが形成されている。４つのシャフト２１９の内、２つのシャフト２１９の嵌合凹部２１９ａは、磁石ホルダ２１５のリニアモータ用可動子の移動方向の一方の端部に嵌合され、別の２つのシャフト２１９の嵌合凹部２１９ａは、磁石ホルダ２１５のリニアモータ用可動子の移動方向の他方の端部に嵌合されている。これにより、４つのシャフト２１９は、リニアモータ用可動子の移動方向における磁石ホルダ２１５の両端部から２本ずつ突出して、リニアモータ用可動子の移動方向に延びている。そして、４つのシャフト２１９は、リニアモータ用固定子の支持部に摺動自在に支持されている。また、磁石ホルダ２１５の貫通孔２２７の内面には、磁石ホルダ２１５内の貫通孔を貫通してシャフト２１９内の螺子孔に螺合する螺子２３１が取り付けられている。本例では、前述の嵌合構造と、螺子２３１とにより、磁石ホルダ２１５に４つのシャフト２１９が取付けられている。本例のリニアモータ用可動子によれば、シャフト２１９をリニアモータ用固定子側の支持部に摺動自在に支持させることができるので、リニアモータ用可動子のリニアモータ用固定子側の支持部への支持構造を簡単にでき、可動子の支持構造を安価に形成できる。また、シャフト２１９を固定子側に支持させるため、磁石ホルダの側面に位置検出用のセンサスケール２１６を取付けることができる。

図８は、本発明の第４の実施の形態のリニアモータ用可動子の永久磁石を除いた状態の斜視図である。本例のリニアモータ用可動子は、磁石ホルダ３１５と一対のブロック部３１８と４つのシャフト３１９とを有している。磁石ホルダ３１５は、アルミからなり、中央部３２０と一対の嵌合突部３２２とを一体に有している。中央部３２０は、基本的に図７に示す磁石ホルダ２１５と同じ構造を有している。一対の嵌合突部３２２は、中央部３２０のリニアモータ用可動子の移動方向の両端部に位置している。一対の嵌合突部３２２は、互いに離れる方向に向かうにしたがって、磁石ホルダ３１５の厚み方向（永久磁石の両磁極面が対向する方向）の寸法が大きくなる形状を有している。

一対のブロック部３１８と４つのシャフト３１９とは、ステンレスからなり、一対のブロック部の一方のブロック部３１８と４つのシャフト３１９の内の２つのシャフトとが一体に成形され、一対のブロック部の他方のブロック部３１８と４つのシャフト３１９の内の別の２つのシャフトとが一体に成形されている。一対のブロック部３１８は、ほぼ直方体の輪郭形状を有しており、磁石ホルダ３１５の厚み方向（永久磁石の両磁極面が対向する方向）におけるブロック部の寸法は、磁石ホルダ３１５より大きくなっている。一対のブロック部３１８には、長手方向に延びる溝状の嵌合凹部３１８ａがそれぞれ形成されている。一対のブロック部３１８のそれぞれに一体成形された２つのシャフト３１９は、一対のブロック部３１８の嵌合凹部３１８ａが形成された面と反対側の面にそれぞれ結合している。そして、磁石ホルダ３１５の一対の嵌合突部３２２と一対のブロック部３１８の嵌合凹部３１８ａとがそれぞれ嵌合されて、磁石ホルダ３１５に一対のブロック部３１８と４つのシャフト３１９とが取り付けられている。これにより、一対のブロック部３１８は、リニアモータ用可動子の移動方向における磁石ホルダ３１５の両端部から突出してリニアモータ用可動子の移動方向に延びている。また、４つのシャフト３１９は、リニアモータ用可動子の移動方向における一対のブロック部３１８の両端部から２つずつ突出してリニアモータ用可動子の移動方向に延びている。また、磁石ホルダ３１５の側面と一対のブロック部の一方のブロック部３１８の側面とに亘る部分には、位置検出用のセンサスケール３１６が取付けられている。本例のリニアモータ用可動子によれば、一対のブロック部３１８を介して、磁石ホルダ３１５にシャフト３１９を取付けるので、一対のブロック部３１８の磁石ホルダ３１５への取り付けを強固にすることで、磁石ホルダ３１５にシャフト３１９をしっかりと取付けることができる。

図９は、本発明の第５の実施の形態のリニアモータ用可動子の永久磁石を除いた状態の斜視図である。本例のリニアモータ用可動子は、磁石ホルダ４１５と一対のブロック部４１８と一対のブロック部４１８からそれぞれ２つずつ突出するシャフト４１９とがアルミ等の鋳込みにより一体に成形されており、その他の基本的な構造は、図８に示すリニアモータ用可動子と同じ構造を有している。このようにすれば、部品点数を減らして、可動子全体の強度を高くすることができる。

以下、本願明細書に記載した発明の態様を列挙する。

（１）複数の永久磁石と、
前記複数の永久磁石がそれぞれ嵌合される複数の凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部が列を成すように形成されてなる磁石ホルダと、
前記永久磁石保持部の前記列に沿い且つ前記列が間に位置するように前記磁石ホルダに取り付けられた一対のレールとを備え、前記一対のレールがリニアモータ用固定子の支持部に摺動可能に支持され、
前記磁石ホルダが、前記レールの線膨張係数よりも大きい線膨張係数を有する材料で形成されているリニアモータ用可動子であって、
前記磁石ホルダには、前記磁石ホルダの熱膨張により前記磁石ホルダの内部に発生する応力が前記磁石ホルダから前記一対のレールに加わるのを抑制するように前記磁石ホルダの熱膨張分を吸収する熱膨張吸収用空隙部が形成されていることを特徴とするリニアモータ用可動子。

（２）前記熱膨張吸収用空隙部は、前記一対のレールと直交する方向の一方側に向かって開口し且つ前記一対のレールと直交する方向及び前記レールが延びる方向の両方向と直交する方向の両側に開口する複数の空隙形成用凹部からなり、
前記複数の空隙形成用凹部は前記レールに沿って所定の間隔をあけて形成され、
前記空隙形成用凹部の両側に前記レールと当接する複数の当接部が形成されている上記（１）に記載のリニアモータ用可動子。

（３）前記レールは、前記複数の当接部に対して固定手段により固定されている上記（２）に記載のリニアモータ用可動子。

（４）前記熱膨張吸収用空隙部は、前記一対のレールと直交する方向及び前記レールが延びる方向の両方向と直交する方向の両側に向かって開口する複数の空隙形成用貫通孔からなり、
前記複数の空隙形成用貫通孔は、前記レールに沿って所定の間隔をあけて形成されている上記（１）に記載のリニアモータ用可動子。

（５）前記磁石ホルダは、前記永久磁石保持部を有するホルダ本体と、前記ホルダ本体に固定されて前記一対のレールがそれぞれ取り付けられる一対の補強部とを有しており、
前記ホルダ本体は、前記一対の補強部より比重が小さい非磁性体材料により形成されており、
前記一対の補強部は、前記ホルダ本体より高い剛性を有している上記（１）に記載のリニアモータ用可動子。

（６）前記ホルダ本体は、アルミまたは合成樹脂からなり、
前記一対の補強部は、鉄または鉄合金からなる上記（５）に記載のリニアモータ用可動子。

（７）前記磁石ホルダと前記一対のレール部との間には、それぞれ弾性体が配置されている上記（１）に記載のリニアモータ用可動子。

（８）複数の永久磁石と、
前記複数の永久磁石がそれぞれ嵌合される複数の凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部が列を成すように形成された磁石ホルダとを備えてなるリニアモータ用可動子であって、
前記磁石ホルダの移動方向の両端部にそれぞれ２本ずつ設けられて、前記移動方向に延び、リニアモータ用固定子の支持部に摺動自在に支持される円柱状の４本のシャフトとを備えてなるリニアモータ。

（９）前記４本のシャフトの直径寸法は、前記磁石ホルダの前記移動方向と直交する厚み方向の寸法よりも大きく、
前記磁石ホルダの前記端部に設けられる２本のシャフトは、前記移動方向及び前記厚み方向と直交する前記磁石ホルダの幅方向に間隔をあけた状態で、前記磁石ホルダの前記端部に設けられており、
前記シャフトの前記磁石ホルダ側の端部には、前記磁石ホルダの前記端部が嵌合される嵌合溝が形成されており、
前記嵌合溝に前記磁石ホルダの前記端部が嵌合された状態で、前記磁石ホルダに前記４本のシャフトが設けられている上記（８）に記載のリニアモータ用可動子。

（１０）複数の永久磁石と、
前記複数の永久磁石がそれぞれ嵌合される複数の凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部が列を成すように形成された磁石ホルダとを備えてなるリニアモータ用可動子であって、
前記磁石ホルダには、前記リニアモータ用可動子の移動方向の両端部に設けられて前記移動方向に延びる一対のブロック部と、前記一対のブロック部にそれぞれ２本ずつ設けられて前記移動方向にそれぞれ延びる４本のシャフトとが取り付けられているリニアモータ用可動子。

本発明の第１の実施の形態のリニアモータ用可動子を用いたリニアモータの断面図である。 図１のII-II線断面図である。 第１の実施の形態のリニアモータ用可動子の可動子の組立て前の平面図である。 第１の実施の形態のリニアモータ用可動子の可動子の組立て前の側面図である。 図３において可動子の組立が完了した後の部分拡大図である。 本発明の第２の実施の形態のリニアモータ用可動子の組立て前の平面図である。 本発明の第３の実施の形態のリニアモータ用可動子の永久磁石を除いた状態の斜視図である。 本発明の第４の実施の形態のリニアモータ用可動子の永久磁石を除いた状態の斜視図である。 本発明の第５の実施の形態のリニアモータ用可動子の永久磁石を除いた状態の斜視図である。

符号の説明

１５ 磁石ホルダ
１７ 永久磁石
１９ 一対のレール
２１ ホルダ本体
２１ａ 当接部
２３ 一対の補強部
２５ 永久磁石保持部
２９ 凹部（熱膨張吸収用空隙部）
３１ 螺子

Claims (7)

1. 複数の永久磁石と、
   前記複数の永久磁石が列を成すように前記複数の永久磁石を凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部に保持する板状の磁石ホルダと、
   前記磁石ホルダに取付けられてリニアモータ用固定子の支持部に摺動自在に支持される一対のレールとを有しているリニアモータ用可動子において、
   前記磁石ホルダは、前記磁石ホルダの熱膨張により前記磁石ホルダから前記一対のレールに加わる力を吸収する熱膨張吸収用空隙部を有しており、
   前記熱膨張吸収用空隙部は、前記磁石ホルダの前記一対のレールと対向する対向部分において、前記磁石ホルダから前記一対のレールに向かう方向と前記複数の永久磁石のそれぞれの両磁極面が対向する磁極面対向方向とに開口する複数の凹部により形成されているリニアモータ用可動子。
2. 前記磁石ホルダの前記対向部分は、前記複数の凹部が形成されることにより、前記複数の凹部と交互に配置されて前記一対のレールにそれぞれ当接する複数の当接部が形成されており、
   前記磁石ホルダと前記一対のレール部とは、前記一対のレール部からそれぞれ挿入されて前記磁石ホルダの螺子孔に螺合される螺子により取付けられており、
   前記螺子孔が前記複数の当接部に形成されている請求項１に記載のリニアモータ用可動子。
3. 前記磁石ホルダは、前記永久磁石保持部を有するホルダ本体と、前記ホルダ本体に固定されて前記一対のレールがそれぞれ取り付けられる一対の補強部とを有しており、
   前記ホルダ本体は、前記一対の補強部より比重が小さい非磁性体材料により形成されており、
   前記一対の補強部は、前記ホルダ本体より高い剛性を有しており、
   前記一対の補強部に前記複数の凹部がそれぞれ形成されている請求項１に記載のリニアモータ用可動子。
4. 複数の永久磁石と、
   前記複数の永久磁石が列を成すように前記複数の永久磁石を凹部または貫通孔からなる永久磁石保持部に保持する板状の磁石ホルダと、
   前記磁石ホルダに取付けられてリニアモータ用固定子の支持部に摺動自在に支持される一対のレールとを有しているリニアモータ用可動子において、
   前記磁石ホルダは、前記磁石ホルダの熱膨張により前記磁石ホルダから前記一対のレールに加わる力を吸収する熱膨張吸収用空隙部を有しており、
   前記熱膨張吸収用空隙部は、前記永久磁石保持部と前記磁石ホルダの前記一対のレールと対向する対向部分との間において、前記磁石ホルダを貫通する複数の貫通孔により形成されているリニアモータ用可動子。
5. 前記磁石ホルダは、前記永久磁石保持部を有するホルダ本体と、前記ホルダ本体に固定されて前記一対のレールがそれぞれ取り付けられる一対の補強部とを有しており、
   前記ホルダ本体は、前記一対の補強部より比重が小さい非磁性体材料により形成されており、
   前記一対の補強部は、前記ホルダ本体より高い剛性を有しており、
   前記ホルダ本体に前記複数の貫通孔が形成されている請求項４に記載のリニアモータ用可動子。
6. 前記ホルダ本体は、アルミまたは合成樹脂からなり、
   前記一対の補強部は、鉄または鉄合金からなる請求項３または５に記載のリニアモータ用可動子。
7. 前記磁石ホルダと前記一対のレール部との間には、弾性体が配置されている請求項１〜６のいずれか１つに記載のリニアモータ用可動子。

Images