JPH01174263A - 磁性構造部材の製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁性構造部材の製作方法に係り、さらに詳細
には、例えばリニアアクチュエータの界磁用として用い
て好適な、微小ピッチの着磁を施した磁性構造部材の製
作方法に関する。

〔従来の技術〕

従来提案に係るリニアアクチエータの永久磁石は、例え
ば特開昭５６−７４０８０公報に記載のように、単にＮ
極とＳ極とを可動子の移動方向に沿って交互に着磁する
ようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかじから、前記した従来技術は、以下に述べるように
、永久磁石の着磁についての配慮が十分になされておら
ず、特に、微小ピッチの着磁の点で改善の余地がある。

なお、従来技術の問題点を述べる前に、リニアアクチュ
エータの界磁用として用いられる永久磁石の着磁、すな
わち微小ピッチの着磁の必要性について説明するが、こ
こで論する永久磁石としては、リニアステップアクチュ
エータの界磁用として用いられる永久磁石を例示する。

第１２図にそのアクチュエータの原理図を示す、すなわ
ち、第１２図はＰＭ　（Ｐｈａｓｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ）型リニアパルスモータの要部構成説明図である。

第１２図において、コイル４，５をそれぞれ巻装した固
定子Ａ相磁極２と固定子Ｂ相磁極３とに磁極子が設けら
れている。可動子６には、固定子磁極歯と同一ピッチで
微小Ｎ極、Ｓ極を交互に着磁した永久磁石１が設けられ
ている。固定子Ａ相磁極２は、磁極部２１と２２とを有
し、２つの磁極部２１．２２の位相関係は、磁極部２１
の歯が可動子永久磁石１のＮ極に一致する時、磁極部２
２の歯が前記永久磁石１のＳ極に一致するように構成さ
れている。したがって、この場合、第１２図に示すよう
に、磁束Φ＾がコイル４を鎖交する。また、固定子Ｂ相
磁極３も、磁極部３１゜３２を有し、この２つの磁極部
３１．３２も、前記固定子Ａ相磁極２と同様な位相関係
にある。さらに、固定子Ａ相磁極２と固定子Ｂ相磁極３
との位相関係は、固定子Ａ相磁極２の歯が永久磁石１の
微小磁極に一致する場合、固定子Ｂ相磁極３の歯の中心
は、可動子永久磁石１の微小磁極切換地点と一致するよ
うな関係にある。したがって、第１２図に示す位置に永
久磁石１がある場合、コイル４に磁束Φ＾が鎖交し、コ
イル５に磁束は鎖交しない。他方、可動子６が移動して
、固定子Ａ相磁極２の磁極部２１．２２の歯に面する可
動子永久磁石１の微小磁極極性が逆になった場合、コイ
ル４に鎖交する磁束は、Φ＾と逆向きになる。また、第
１２図の固定子Ｂ相磁極３ならびに可動子永久磁石１と
同様の関係位置に、固定子Ａ相磁極２と永久磁石１とが
ある場合は、コイル４に磁束は鎖交しない。

このように、コイル４の鎖交磁束は、可動子６の位置に
よって向きと大きさとが変化する。なお、固定子Ｂ相磁
極３側のコイル５でも同様に、可動子６の位置によって
鎖交磁束が変化し、しかもその位相は、コイル４に対し
て電気角で９０’ずれる。

なお、前記説明は、２相の場合を例示したが、３相以上
の相数の場合でも同様であり、その場合、各相の位相差
が相数に応じて異なるだけである。

しかして、前記してアクチュエータの推力は、可動子６
の位置変化に対する固定子コイル４，５の鎖交磁束の変
化量に比例する。したがって、リニアステップアクチュ
エータの特徴である高推力性を十分発揮するには、ステ
ップのピッチ、すなわち固定子Ａ相磁極２ならびに固定
子Ｂ相磁極３の歯のピッチと可動子永久磁石１の磁極ピ
ッチとを微小化し、可動子６の位置変化に対する固定子
コイル４，５の鎖交磁束変化率を大きくする必要があり
、可動子永久磁石１の磁極ピッチの微小化は、リニアス
テップアクチュエータの高推力化のために必要不可欠な
技術である。

しかし、従来、可動子６に設ける永久磁石１は、第１１
図に示すように、単純にＮ、Ｓ極を交互に着磁するとい
うものであり、これによると、モータ高推力化のために
着磁ピッチを微小にした場合に、以下に記載するような
問題が生じる。

第１３図および第１４図は従来型着磁装置１゜を用いて
永久磁石材料７の着磁面に着磁する場合の基本概念図で
ある。

しかして、第１３図において、着磁装置１ｏは、永久磁
石材料７に面するコア８の先端部９の面積を所望の着磁
幅に合わせて微小にし、着磁をおこなうというものであ
り、磁束は永久磁石材料７の中において、矢印方向に発
散しながら通るので、永久磁石材料７の磁力は、前記永
久磁石材料７の深さが深くなるにつれて弱くなる。また
、永久磁石材料７は、微小ピッチで多極に着磁するため
。

着磁装置１０は、そのコア８を所定ピッチ分ずらし、磁
束を反転させて着磁をおこなうものであり。

この様子を第４図に示す。そして、その時、前に着磁さ
れた部分（第１４図のａｇ部分）をも１次に着磁される
部分の磁束（第１４図の実線）が通過するので、磁力は
さらに弱められることになり、以上の説明から明らかな
ように永久磁石材料７を微小ピッチで着磁するには、磁
力の低下が避けられず、十分な性能を得ることができな
い。

そこで、永久磁石材料を磁極ピッチ毎に微小長方体に分
割したものを着磁し、その後、これを順次接着して、１
枚の微小着磁永久磁石を得る方法も考えられる。

そして、この方法によれば、永久磁石材料に対する着磁
は十分になされるものの、微小永久磁石材料の製造精度
ならびに接着精度が低く、前記微小永久磁石材料を多数
組み合わせると、永久磁石の着磁ピッチにばらつきが生
じ、アクチュエータに用いた場合に十分な性能を得るこ
とができないという不具合を生じる。

このように、従来技術にあっては、 （１）永久磁石材料を微小ピッチで高磁力に着磁できな
い （２）永久磁石材料を微小ピッチで高精度に着磁できな
いという２つの問題を同時に解決することができなかっ
た。

なお、第１２図の説明では、永久磁石１側を可動子６と
し、コイル４，５をそれぞれ巻装したＡ相磁極ならびに
Ｂ相磁極側を固定子２，３とした場合について例示した
が、これとは逆に、永久磁石１側を固定子とし、コイル
４，５をそれぞれ巻装したＡ相磁極ならびにＢ相磁極側
を可動子としても、同様の問題が生じる。

本発明の目的は、リニアアクチュエータのごとき微小ピ
ッチの界磁用磁石を高精度に、しかも高磁力に着磁する
ことができ、製品の品質性、信頼性を従来よりも大幅に
向上させることのできる磁性構造部材の製作方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的は、ヨーク面上の長手方向に対し、永久磁石の
Ｎ極とＳ極とを交互に、かつ等ピッチで配置する磁性構
造部材の製作方法において、前記ヨークに対し、Ｎ極、
Ｓ極のうち、一方の極性を有する永久磁石を一定間隔を
存して装着し、その後、前記間隔内に、他方の極性を有
する永久磁石を装着することによって達成される。

〔作用〕

しかして、前記製作方法を採用する本発明によれば、リ
ニアアクチュエータのごとき微小ピッチの界磁用磁石を
製作するに際し、Ｎ極、Ｓ極のうち、一方の極性を有す
る永久磁石を、あらかじめ一定間隔を存してヨークに装
着し、その後、前記間隔内に、他方の極性を有する永久
磁石を装着するようにしたことにより、前記した界磁用
磁石の微小ピッチを高精度に保つことができる。すなわ
ち、Ｎ極とＳ極とを交互に配置するこの種永久磁石の微
小ピッチ精度は、当該永久磁石をヨークに取り付ける時
の加工精度に大きく依存するが、本発明においては、既
述のごとく、Ｎ極、Ｓ極のうち、一方の極性を有する永
久磁石を、他方の極性を有する永久磁石に先立って、あ
らかじめヨークに対し一定間隔を存して（すなわち、干
渉物の存在なしに）単独的に装着するものであるから、
その微小ピッチを高精度に維持することは容易であり、
また前記他方の極性を有する永久磁石は、既にヨークに
対して高精度に装着されている永久磁石の間隔内に対し
、装着精度を考慮することなく、簡便に装着することが
できるものであり、しかもこのようにして後から装着さ
れた永久磁石の取付精度を保証することができ、製品の
信頼性を高めることができる。

また、本発明方法にあっては、Ｎ極、Ｓ極の各永久磁石
を、ヨークに対して別々に装着するものであるから、そ
れぞれの永久磁石材料を、他の永久磁石材料の着磁効果
に影響をおよぼすことなく、別個に高磁力をもって着磁
することができ、製品の品質性を高めることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、図面にもとづいて説明する
と、第１図（ａ）は本発明方法によって製作された磁性
構造部材の構成説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に
示す磁性構造部材の斜視図、第２図（ａ）は本発明方法
によって製作途中にある磁性構造部材、すなわち第１図
に符号１１で示す１＠類の永久磁石のみをヨーク６に装
着した磁性構造部材の構成説明図、第２図（ｂ）は第２
図（ａ）の斜視図であり１本発明方法においては、まず
、第２図に示すように微小着磁ピッチＴに等しい幅と高
さＨとを有し、可動子６を取り囲む口の字型の永久磁石
１１を、微小着磁ピッチＴの間隔をもって、複数個、可
動子６に装着する。

次に、第１図に示すように、微小着磁ピッチＴに等しい
幅で、高さＨの直方体の永久磁石１２を、前記永久磁石
１１の空隙部に装着する。

しかして、本発明方法によれば、前掲〔作用〕の項で述
べたように、リニアアクチュエータのごとき微小ピッチ
の界磁用磁石を製作するに際し。

Ｎ極、Ｓ極のうち、一方の極性を有する永久磁石を、あ
らかじめ一定間隔を存してヨークに装着し、その後、前
記間隔内に、他方の極性を有する永久磁石を装着するよ
うにしたことにより、前記した界磁用磁石の微小ピッチ
を高精度に保つことができる。すなわち、Ｎ極とＳ極と
を交互に配置するこの種永久磁石の微小ピッチ精度は、
当該永久磁石をヨークに取り付ける時の加工精度に大き
く依存するが、本発明においては、既述のごとく、Ｎ極
、Ｓ極のうち、一方の極性を有する永久磁石を。

他方の極性を有する永久磁石に先立って、あらかじめヨ
ークに対し一定間隔を存して、すなわち干渉物の存在な
しに単独的に装着するものであるから、その微小ピッチ
を高精度に維持することは容易であり、また前記他方の
極性を有する永久磁石は、既にヨークに対して高精度に
装着されている永久磁石の間隔内に対し、装着精度を考
慮することなく、簡便に装着することができるものであ
り、しかもこのようにして後から装着された永久磁石の
取付精度を保証することができ、製品の信頼性を高める
ことができる６ また、本発明方法にあっては、Ｎ極、Ｓ極の各永久磁石
を、ヨークに対して別々に装着するものであるから、そ
れぞれの永久磁石材料を、他の永久磁石材料の着磁効果
に影響をおよぼすことなく。

別個に高磁力をもって着磁することができ、製品の品質
性を高めることができる。

なお、第１図および第２図において、永久磁石１、ｔ、
１２とも、磁性粉と樹脂とを混合したプラスチック永久
磁石材料を射出成形等により可動子ヨーク６に一体成形
すれば、その形状２寸法等の高精度化をきわめて容易に
実現することができる。

第３図は第１図に示す磁性構造部材を備えたＰＭ型リニ
アパルスモータの要部構成説明図であり、第３図におい
て、第１２図と同一符号は同一部分を示している。

なお、第１図〜第３図においては、永久磁石１１．１２
を備えた磁極を可動子６とした場合について例示したが
、第３図において、永久磁石１１．１２を備えた磁極を
固定子とし、コイル４゜５をそれぞれ巻装したＡ相磁極
ならびにＢ相磁極を可動子としてもよい。

また、第３図においては、固定子２，３を可動子６の両
側に設けた場合について例示したが、第１２図に示すよ
うに、固定子２，３を可動子６の一側にのみ設けること
ができることは、ここに改めて説明するまでもない。

第４図〜第７図は本発明方法によって製作途中にある磁
性構造部材の他の具体的構造例を示し、第４図、第５図
（ａ）、第６図および第７図はそれぞれ１種類の永久磁
石１１のみをヨーク６に装着した磁性構造部材の斜視図
、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ’断面図である
。

しかして、第４図は可動子６にプラスチック永久磁石１
１を形成するに際し、可動子６の側面においてプラスチ
ック永久磁石１１が途切れることなく、一体となるよう
にしたものであり、これによれば、永久磁石１１が各磁
極毎に分割されていないので、磁石成形用金型に対し、
プラスチック永久磁石材料注入口を各磁極分用窓する必
要がなくなり、磁石成形を簡単におこなうことができる
。

第５図（ａ）は可動子６にプラスチック永久磁石１１を
成形するに際し、可動子６の上面およびその両側面にプ
ラスチック永久磁石１１を設け、さらに第５図（ｂ）に
示すように、前記両側面のプラスチック永久磁石１１を
可動子６の裏面端部にまで延長したものであり、これに
より、プラスチック永久磁石１１を可動子６から剥離し
にくくすることができる。

第７図は可動子６の側面に突起１３を設け、プラスチッ
ク永久磁石１］をその突起１３上に一体成形して、可動
子６の長手方向にプラスチック永久磁石１１が移動しな
いようにしたものである。

第１１図は可動子６の側面に対し、プラスチック永久磁
石１１の幅Ｔに見合った幅だけ凹部１４を設けて、可動
子６の長手方向にプラスチック永久磁石１１が移動しな
いようにしたものである。

第８図〜第１０図は本発明方法によって製作すべき磁性
構造部材のさらに他の具体的構造例を示し、第８図（ａ
）は１種類の永久磁石１１を装着した回転型モータ用回
転子１５に対し、他の１種類の永久磁石１２を装着する
場合の取付要領を示す斜視図、第８図（ｂ）は第８図（
ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

しかして、第８図は同図（ａ）に示すように、モータ回
転子１５上に位置して、同−角θ毎にプラスチック永久
磁石１１を一体成形した後、前記プラスチック永久磁石
１１の空隙部に他の極性のプラスチック永久磁石１２を
装着し、さらに第８図（ｂ）に示すように１回転子１５
の先端部にＬ字形突部１６を設け、この突部１６の内周
側にまでプラスチック永久磁石１１を延長したものであ
り、これにより、プラスチック永久磁石１１が回転子１
５から剥離するのを防止することができる。

なお、第８図（ａ）には図示を省略したが、プラスチッ
ク永久磁石１１．１２と対向して、回転子１５の上部に
は、コイルを巻装した固定子が配置されている。

第９図は第８図の変形例であり、これは、第８図（ａ）
のＢ−Ｂ’線に相当する断面図である。

そして、第９図に示すように、プラスチック永久磁石１
１〔さらには、図示を省略した第８図（ａ）の永久磁石
１２〕を回転子１５の上下両面に設けることにより、固
定子を回転子１５の上下両側に配置することもできる。

第１０図（ａ）は回転型モータ用回転子１７の円周面上
に２種類の永久磁石１１．１２を装着した磁性構造部材
の斜視図、第１０図（ｂ）は第１０図（ａ）のｃ−ｃ’
断面図である。なお、第１０図（ａ）において、固定子
は図示されていないが、回転子１７の円周面に対向して
配置されている。

しかして、第１０図においては、同図（ｂ）に示すよう
に、回転子１７の両側面に断面Ｔの字型の突部１８を設
け、この突部１８を覆うように、プラスチック永久磁石
１１を一体成形したものであって、これによれば、回転
子１７の回転中、その遠心力によってプラスチック永久
磁石１１が剥離するのを防止することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のごときであり、前記実施例の説明から明
らかなように、本発明によれば、リニアアクチュエータ
のごとき微小ピッチの界磁用磁石を高精度に、しかも高
磁力に着磁することができ、製品の品質性、信頼性を従
来よりも大幅に向上させることのできる磁性構造部材の
製作方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明方法によって製作された磁性構造
部材の構成説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に示す
磁性構造部材の斜視図、第２図（ａ）は本発明方法によ
って製作途中にある磁性構造部材、すなわち第１図に符
号１１で示す１種類の永久磁石のみをヨーク６に装着し
た磁性構造部材の構成説明図、第２図（ｂ）は第２図（
ａ）の斜視図、第３図は第１図に示す磁性構造部材を備
えたＰＭ型ソリニアパルスモータ要部構成説明図、第４
図〜第７図は本発明方法によって製作途中にある磁性構
造部材の他の具体的構造例を示し、第４図、第５図（ａ
）、第６図および第７図はそれぞれ１種類の永久磁石１
１のみをヨーク６に装着した磁性構造部材の斜視図、第
５図（ｂ）は第５図（ａ）のＡ−Ａ’断面図、第８図〜
第１０図は本発明方法によって製作すべき磁性構造部材
のさらに他の具体的構造例を示し、第８図（ａ）は１種
類の永久磁石１１を装着した回転型モータ用回転子１５
に対し、他の１種類の永久磁石１２を装着する場合の取
付要領を示す斜視図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）のＢ
−Ｂ’断面図、第９図は第８図（ａ）のＢ−Ｂ’線に相
当する断面図、第１０図（ａ）は回転型モータ用回転子
１７の円周面上に２種類の永久磁石１１．１２を装着し
た磁性構造部材の斜視図、第１０図（ｂ）は第１０図（
ａ）のｃ−ｃ’断面図、第１１図は従来方法によって製
作された磁性構造部材の具体的構成を示す斜視図、第１
２図は第１１図に示す磁性構造部材を備えたＰＭＭリニ
アパルスモータの要部構成説明図、第１３図および第１
４図は従来型着磁袋［１０を用いてＰＭ型クリニアパル
スモータ用永久磁石材料７着磁面に着磁する場合の基本
概念図である。 ６・・・可動子、１１および１２・・・永久磁石、１５
おＣｂ） 第２　の （ｂ） め３　圀 第４６ ＄５　の 第　６　の め　’Ｔ　　の Ｉ 楢８　（２） （（Ｌ） や９図 第１０ｍ 第　１１　　の め１２の

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヨーク面上の長手方向に対し、永久磁石のＮ極とＳ
   極とを交互に、かつ等ピッチで配置する磁性構造部材の
   製作方法において、前記ヨークに対し、Ｎ極、Ｓ極のう
   ち、一方の極性を有する永久磁石を一定間隔を存して装
   着し、その後、前記間隔内に、他方の極性を有する永久
   磁石を装着することを特徴とする磁性構造部材の製作方
   法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、ヨーク
   の表裏両面に対し、Ｎ極、Ｓ極のうち、一方の極性を有
   する永久磁石を一定間隔を存して装着し、その後、前記
   間隔内に、他方の極性を有する永久磁石を装着する磁性
   構造部材の製作方法。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の発明にお
   いて、ヨーク面上に前後して装着するＮ極磁石およびＳ
   極磁石のうち、少なくとも一方の磁石材料として、プラ
   スチック永久磁石材料をヨーク面に対して一体成形する
   磁性構造部材の製作方法。 ４、特許請求の範囲第３項記載の発明において、一定間
   隔を存して装着、される同極同士のプラスチック永久磁
   石を、各プラスチック永久磁石の一部分で連設して一体
   成形する磁性構造部材の製作方法。 ５、特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
   発明において、ヨークの一部に磁石ズレ防止手段をほど
   こして磁石を装着する磁性構造部材の製作方法。