JPH04236156A - リニアモータ用磁気回路の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リニアモータの製造
方法に係り、特に、リニアモータの推力に寄与する空間
磁束を生成する永久磁石を備えた最適な磁気回路の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リニアモータは、歯車やカムなどの運動
変換機構によらずに直線的な動力を提供するので、近年
、電動カーテン（特開昭６３−２１６５１０号公報参照
）や、光学式記録再生装置の光ピックアップ（特開平２
−６０４５１号公報参照）などに広く利用されている。 ところで、リニアモータには、移動子に推力を生成させ
るため、磁気回路が使用されている。図３に示す直流リ
ニアモータを例に、従来技術を説明すれば、磁気回路は
、センタヨーク５１の両端部で接続する左右のサイドヨ
ーク５２（５２Ｌ、５２Ｒ）と、その内側に固着された
永久磁石２（２Ｌ、２Ｒ）によって構成され、センタヨ
ーク５１に沿って移動可能な移動子としてのコイルボビ
ン４は、コイル５に流れる駆動電流と永久磁石２が生成
する空間磁束Ｂの電磁力により、センタヨーク５１に沿
って直線的に移動する。

【０００３】しかして、従来の磁気回路は、磁束の漏れ
を防ぐため、厚みが５ｍｍ以上にもなる厚い軟鉄板や、
固くて脆いけい素鋼板を切断、打ち抜き、あるいは、折
り曲げて、これらを組み合わせることによって製造され
ていた。そして、コイルボビンの滑りを良くするため、
センタヨークの表面を平坦、かつ、滑らかに仕上げ、し
かも、ヨークの表面には防錆処理や防食処理を施してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
リニアモータの製造方法によれば、磁気回路の磁束の漏
れを防ぐため、重厚な厚板ヨークを機械加工しなければ
ならず、しかも、高精度な表面平滑処理や、煩わしい防
錆や防食処理を施さなければならなかった。その結果、
リニアモータの製造において、磁気回路の製造作業性が
悪く、しかも、必ずしも最適な磁気特性を持った所望の
磁気回路を製造することが容易ではないという課題があ
った。この発明は、上記の従来技術の課題に着目し、煩
わしい機械加工を必要とせず、所望の形状で最適な空間
磁束を生成できるリニアモータの磁気回路の製造方法を
提供することを目的にする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、巻回ボビン
の外周部分に取り外し可能に永久磁石を配設した後、永
久磁石の磁気的な吸着力でアモルファス磁気シートを吸
着させながら巻回ボビンの外周にアモルファス磁気シー
トを巻回し、その後、永久磁石をアモルファス磁気シー
トに磁気的に吸着させたまま、巻回ボビンからアモルフ
ァス磁気シートを取り外すことにより、リニアモータの
磁気回路を形成することを特徴とするものであり、更に
、前記永久磁石とアモルファス磁気シートの磁気的な吸
着力の強弱に応じて巻回ボビンへのアモルファス磁気シ
ートの巻回操作を続行、あるいは、終えることもできる
。

【０００６】

【作用】この発明の構成によれば、アモルファス磁気シ
ートを積層して永久磁石を有する磁気回路を製造する際
に、巻回ボビンは、その外周に沿ってアモルファス磁気
シートを巻回する巻き枠治具として作用し、巻回ボビン
の外周に形成されるアモルファス磁気シートの積層体の
形状を定めると共に、該積層体の内側に磁気的に吸着す
る永久磁石の位置を位置決めする作用を成し、巻回ボビ
ンからアモルファス磁気シートの積層体を取り外す際に
、アモルファス磁気シートの積層体に吸着した永久磁石
は、積層形状を維持して該積層体の巻きの緩みや巻きの
解けを防止する作用を成し、しかも、巻回ボビンからア
モルファス磁気シートの積層体を取り外した後は、アモ
ルファス磁気シートの積層体に吸着した永久磁石がリニ
アモータの推力に寄与する空間磁束を生成する作用を成
す。更に、アモルファス磁気シートを巻回ボビンに巻回
して積層する際、アモルファス磁気シートの巻回が磁気
的にまだ不足の場合には、重ねて巻回されるアモルファ
ス磁気シートと永久磁石の吸着力が強く作用し、アモル
ファス磁気シートの巻回が既に足りた場合には、吸着力
が弱く作用するので、この吸着力が弱くなった時点でア
モルファス磁気シートの巻回を完了することにより、漏
れ磁束の少ない最適な磁気回路を製造できる。

【０００７】

【実施例】この発明の実施例を図面に基づいて説明すれ
ば以下の通りである。図１（ａ）は、この発明の一実施
例の構成を示す直流リニアモータの正面図であり、その
Ａ−Ａ断面図が図１（ｂ）に示されている。この実施例
のリニアモータの磁気回路は、アモルファス磁気シート
３を巻回して形成された左右対称な２つのヨーク３１Ｌ
、３１Ｒと、そのそれぞれの内側に固着された２つの永
久磁石２（２Ｌ、２Ｒ）によって構成されている。２つ
のヨーク３１Ｌ、３１Ｒが互いに密着した中央の長辺は
、センタヨーク３２を形成して永久磁石２Ｌ、２Ｒとの
間に空間磁束を生成する。センタヨーク３２には、その
長手方向に沿って移動可能なコイルボビン４が遊篏され
、コイルボビン４の外周には、駆動電流が流されるコイ
ル２が巻回されている。

【０００８】上記の実施例を具体的に説明すれば、ヨー
ク３１Ｌ（３１Ｒ）は、組成がＦｅ８０．５Ｓｉ６．５
　Ｂ１２Ｃ１　（原子％）、厚さが約３０μｍ　で幅が
約１０ｍｍのアモルファス磁気シート３を厚さ４ｍｍ程
度に積層して形成されており、積層されたアモルファス
磁気シート３には、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂
、アクリル系樹脂などが樹脂含浸されている。なお、左
右各々のヨーク３１Ｌ（３１Ｒ）は、長辺の長さが約８
０ｍｍであり、短辺の長さが約２０ｍｍであり、重量が
約５０ｇである。永久磁石２（２Ｌ、２Ｒ）には、長さ
が約６０ｍｍ、幅が約１０ｍｍ、厚さが約４ｍｍ、重量
が約１０ｇのフェライトマグネットが使用されている。 コイルボビン４は、弗素樹脂により形成され、その外周
には、線径が０．２６ｍｍのポリウレタン被覆銅線を用
いたコイル５がセンタヨーク３２を取り巻いて２００回
巻かれている。

【０００９】上記実施例の構成によれば、コイル５に約
０．５Ａの直流駆動電流を流したところ、コイルボビン
４は、約０．３Ｎの推力を生じてアモルファス磁気シー
ト３を積層したセンタヨーク３２に沿って速度約６２ｃ
ｍ／秒で直線的に移動した。この実施例によれば、アモ
ルファス磁気シート３を積層して形成したヨーク３１Ｌ
（３１Ｒ）は、表面が平滑で、機械的な硬度が高いので
コイルボビン４の円滑な移動を援け、リニアモータの運
転を長期間安定に維持する。更に、アモルファス磁気シ
ート３は、透磁率が数万程度と大きいので、磁気回路か
らの磁束の漏れを防ぎ、ストロークの長いリニアモータ
を実現できる。

【００１０】上記実施例の磁気回路の製造方法について
、工程順に平面図で示した図２を参照して説明すれば以
下の通りである。図２（ａ）は、巻回ボビン１に永久磁
石２をはめ込む第一の工程を示している。弗素樹脂製の
巻回ボビン１は、長さが約７０ｍｍ、幅が約１０ｍｍ、
厚さが約１０ｍｍである。巻回ボビン１の長手方向の両
端には曲面が形成され、この曲面に連続する長手方向に
伸びた片面には、表面の段差なく永久磁石２を着脱自在
に挿設する長さが約６０ｍｍ、幅が約１０ｍｍ、深さが
約４ｍｍの溝１２が開設されている。なお、永久磁石２
は、溝１２に嵌められる寸法形状に成型されたフェライ
トマグネットである。そして、巻回ボビン１の重心位置
には、図示されぬ回転軸に軸着する穴１１が厚さ方向に
貫通して開設されている。第一の工程では、巻回ボビン
１に永久磁石２を篏合する。

【００１１】図２（ｂ）は、巻回ボビン１にはめ込まれ
た永久磁石２の磁気的な吸着力を用いて、アモルファス
磁気シート３を永久磁石２に吸着させながら巻回ボビン
１の外周に沿って巻回する工程を示している。アモルフ
ァス磁気シート３としては、鉄を主成分として、半金属
を含む幅が約１０ｍｍで厚さが約３０μｍ　のものを使
用した。そして、巻回ボビン１の穴１１を図示されぬモ
ータに軸着して巻回ボビン１を回転し、アモルファス磁
気シート３を適度に引っ張りながら巻回ボビン１の外周
にアモルファス磁気シート３を巻回して積層した。なお
、アモルファス磁気シートの表面に接着樹脂を塗布すれ
ば、巻回と同時にアモルファス磁気シートを接着しなが
ら積層することもできる。この第二の工程では、巻回す
る際に、アモルファス磁気シート３を引っ張りながら永
久磁石２とアモルファス磁気シート３の間の磁気的な吸
着度合いを調べ、吸着力が弱まった段階で巻回を終了し
た。 その結果、巻回ボビン１の外周に沿って積層されたアモ
ルファス磁気シート３の厚さは、約４ｍｍであった。

【００１２】図２（ｃ）は、巻回ボビン１の外周に積層
されたアモルファス磁気シート３を永久磁石２ごと、巻
回ボビン１から取り外す第三の工程を示している。巻回
ボビン１は、表面の滑りがよい弗素樹脂により形成され
ているので、積層したアモルファス磁気シート３を巻回
ボビン１から容易に抜き取ることができる。このとき、
積層したアモルファス磁気シート３の内側に磁気的に吸
着している永久磁石２は、巻回ボビン１からアモルファ
ス磁気シート３を取り外しても、アモルファス磁気シー
ト３から離脱しない。

【００１３】この発明によれば、個々の永久磁石に磁気
的なばらつきがあっても最適な磁気回路を備えたリニア
モータを製造できるという特別な効果がある。なお、上
記実施例の説明では、巻回ボビン１を長手方向に伸びた
略直方形状としたが、これに限られず、断面を８字状に
することも円形にすることも可能である。その結果、曲
線部分を有するリニアモータや、所望の寸法、形状のリ
ニアモータを簡単に形成できる。

【００１４】いずれにせよ、巻回ボビンに配設した永久
磁石２が磁気的な吸着力を発揮して巻回するアモルファ
ス磁気シートを吸着するので、積層作業を容易に進める
ことができ、製造途中にアモルファス磁気シートが剥が
れることもない。また、上記実施例では、永久磁石を有
する磁気回路として説明したが、これに限らず、永久磁
石に替えて電磁石を用いることもできる。更に、この発
明は、磁気回路にギャップを介して誘導歯を設けたパル
スリニアモータにも適用できる。アモルファス磁気シー
トを積層した磁気回路をパルスリニアモータに使用すれ
ば、高周波で駆動される際の磁気回路の鉄損を著しく減
少できるという特別な効果を発揮する。

【００１５】また、上記説明ではアモルファス磁気シー
トの材質をＦｅ８０．５Ｓｉ６．５　Ｂ１２Ｃ１　（原
子％）からなるアモルファス磁気シートで説明したが、
それに限らず、コバルトやクロムや燐を含むアモルファ
ス磁気シートを用いることにより、耐蝕性を著しく高め
ることもでき、磁気回路の防錆処理や防蝕処理を不要に
できる。更にまた、この発明は、上記実施例の如き移動
手段の滑りガイドに限らず、ローラガイドや浮上ガイド
にも適用できるのは勿論である。

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、永久磁石を配設した
巻回ボビンの外周にアモルファス磁気シートを巻回して
積層した後、永久磁石ごと、積層したアモルファス磁気
シートを巻回ボビンから取り外して磁気回路を製造する
ので、リニアモータの磁気回路の製造作業性を格段に良
くし、しかも、最適な磁気特性を持った所望の磁気回路
を製造することができるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明の実施例の構成を示す正面図
、（ｂ）は断面図。

【図２】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、この発明の各
製造工程を示す平面図。

【図３】従来技術を示す説明図。

【符号の説明】

１　　巻回ボビン ２　　永久磁石 ３　　アモルファス磁気シート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　永久磁石を含む磁気回路を有するリニ
   アモータの製造方法において、巻回ボビンの外周に永久
   磁石を取り外し可能に配設する第一の工程と、磁気的に
   前記永久磁石に吸着させながら前記巻回ボビンの外周に
   沿ってアモルファス磁気シートを巻回する第二の工程と
   、巻回した前記アモルファス磁気シートを前記永久磁石
   ごと前記巻回ボビンから取り外して磁気回路を形成する
   第三の工程を備えることを特徴とするリニアモータ用磁
   気回路の製造方法。
2. 【請求項２】　　永久磁石に磁気的に吸着させながら巻
   回ボビンの外周に沿ってアモルファス磁気シートを巻回
   する第二の工程は、前記永久磁石と前記アモルファス磁
   気シートの磁気的な吸着力に応じて前記アモルファス磁
   気シートの巻回を終了する巻回終了工程を含むことを特
   徴とする請求項第１項記載のリニアモータ用磁気回路の
   製造方法。