JPH07123696A

JPH07123696A - 多相リニアモータの鉄心製造方法

Info

Publication number: JPH07123696A
Application number: JP5264516A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Satomi; 博文里見; Takao Iwasa; 孝夫岩佐
Original assignee: Oriental Motor Co Ltd
Current assignee: Oriental Motor Co Ltd
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-05-12
Also published as: KR950012985A; CN1106172A; CA2118341A1; CA2118341C; DE69403173T2; EP0650247A1; US5603155A; EP0650247B1; DE69403173D1; KR0164889B1; TW254009B

Abstract

(57)【要約】【目的】モータ形状の制約を受けない多相リニアモー
タの鉄心を製造する。【構成】エアギャップを介して固定子１と移動子２と
が対向して配設されており、該固定子１または移動子２
に配設される複数個の突極部Ｐ１，Ｐ２，……面には、
多数の小歯１６が形成された多相リニアモータの鉄心製
造に際し、その固定子鉄心１０、または移動子鉄心２２
ａ，２２ｂは、打抜金型３１により、前記鉄心を形成す
る鉄板３０ａ，３０ｂ，……を、その各突極部Ｐ１，Ｐ
２……の先端が、該鉄板の打ち抜きごとに、所定の周期
で、前記小歯１６の歯先部１６ａまたは歯底部１６ｂを
形成するように、打抜金型３１に内蔵され、かつ各突極
部ごとに出没可能に設けられた可動パンチ３３を、パン
チ制御装置３２により選択的に出没制御しながら打ち抜
くとともに、これを順次積層して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド型リニア
モータ、ＶＲ型リニアモータ、永久磁石型リニアモータ
などを含む多相リニアモータの鉄心製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９に、従来のよく知られているシリン
ダ形リニアモータの縦断面図を示す。

【０００３】図９において、前記シリンダ形リニアモー
タの固定子１００の固定子鉄心１０１，１０２，１０３
および１０４は、その外周縁部が厚さ方向に厚くなった
段付きのリング形状をしており、その内周面には軸方向
に等ピッチで複数個の固定子小歯１０５が配設されてい
る。そして、これら固定子鉄心１０１，１０２，１０３
および１０４は、フレーム１０６により支持され、また
ケーシングされる。

【０００４】該固定子鉄心１０１と１０２を前記外周縁
部をつき合わせる形で組み合わせることにより形成され
るリング状の溝部には、リング状巻線１０６が挟持され
ている。また、これと同様に、該固定子鉄心１０３と１
０４の間に形成されるリング状の溝部には、リング状巻
線１０７が挟持されている。

【０００５】該シリンダ形リニアモータは、これら固定
子鉄心１０１と１０２、およびリング状巻線１０６によ
り１つの相を形成し、また固定子鉄心１０３と１０４、
およびリング状巻線１０７により他の１つの相を形成
し、全体で２相を構成している。リング状の永久磁石１
０８は、前記２つの相を形成している固定子鉄心１０
１，１０２と固定子鉄心１０３，１０４との間に挟持さ
れ、移動子１０９の軸方向に着磁されている。

【０００６】移動子１０９の移動子鉄心１１０は、円筒
形状を有し、その外周面には複数個の移動子小歯１１１
が軸方向に等ピッチで配設されている。そして、該移動
子１０９は、ブラケット１１２と１１３により、軸受１
１４と１１５を介して軸方向に移動自在に支持される。

【０００７】前記固定子小歯１０５と移動子小歯１１１
とは、以下の位置関係にある。すなわち、固定子鉄心１
０４に配設された固定子小歯１０５が移動子小歯１１１
と丁度向き合っている場合において、固定子鉄心１０３
に配設された固定子小歯１０５は、固定子鉄心１０４に
比較して、歯ピッチの２／４だけ軸方向にずれた位置に
ある。また、固定子鉄心１０２に配設された固定子小歯
１０５は、固定子鉄心１０４に比較して、歯ピッチの１
／４だけ軸方向にずれた位置にある。さらに、固定子鉄
心１０１に配設された固定子小歯１０５は、固定子鉄心
１０４に比較して、歯ピッチの３／４だけ軸方向にずれ
た位置にある。

【０００８】このような構成にすることにより、該シリ
ンダ形リニアモータは、２相のハイブリッド型リニアモ
ータを構成している。

【０００９】しかし、前記構成のシリンダ形リニアモー
タは、巻線収納部を大きく取ることができず、相あたり
のアンペア導体数が大きく取れないため、推力が低いと
いう欠点があった。また、固定子鉄心１０１，１０４
は、固定子鉄心１０２，１０３よりも永久磁石１０８か
ら遠い位置にあるため、磁気回路が不均一であり、励磁
する相によって推力に違いがあるという欠点もあった。
さらに、原理的に、各相が軸方向に配置される構成とな
るため、モータの軸方向の長さが長くなり、さらにま
た、永久磁石１０８が固定子１００側にあるために、モ
ータケーシングを必要とすると同時に、移動子１０９の
軸方向の長さを固定子１００の軸方向の長さよりも長く
する必要があるために、移動子１０９の慣性が大きくな
るという欠点もあった。また同時に、多相化が困難であ
るという欠点もあった。

【００１０】このため、これらの欠点を解消するリニア
モータが、本発明者によって、既に提案されており、固
定子鉄心を形成する固定子鉄板の形状について、次のよ
うに開示している。すなわち、一方は、ｋを正の整数、
ｍを相数とすると、前記固定子鉄心を形成する固定子鉄
板は、２ｋｍ個の突極を有し、該突極は、前記固定子鉄
板の内周方向に、固定子小歯の歯先部を形成する突極が
ｍ個、その歯底部を形成する突極がｍ個の順に並んで１
組を形成し、その組がｋ組存在するように構成されたも
のである。（特願平４−３３２７６１号、特願平４−３
４０２８０号）

【００１１】他方は、ｋを１以上の整数，ｍを相数，ｎ
をｍ／２以下であってｍ／２に最も近い値の整数とする
とき、固定子鉄板は、ｋｍ個の突極を有するとともに、
移動子と対向する前記突極の先端部が、前記移動子側か
らみて、内半径が小さい突極がｎ個、内半径の大きい突
極が（ｍ−ｎ）個の順に並んで１組を形成し、その組が
ｋ組存在するように構成されたものである。（特願平５
−１００８１０号）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成のリニアモータの場合、次のような問題点があった。（１）固定子鉄心は、または移動子鉄心の小歯は、歯
先部を構成する突極部と歯底部を構成する突極部とが所
定配置された鉄板を、所定角度で回転積層することによ
り構成されるため、突極部は円周等ピッチ配置にしなけ
ればならず、モータ形状が平板形状や半円形状などの構
成ができない。（２）また、固定子鉄心の外形も、回転積層したとき
同一となるようにする必要があり、例えば５相モータの
場合、固定子鉄心の外形は四角形にはできない。

【００１３】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、モータ形状の制約を受
けない多相リニアモータの鉄心製造方法を提案すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、エアギャップを介して固定子と移動
子とが対向して配設されており、該固定子または移動子
は、該移動子の移動方向と直角な方向にのびたエアギャ
ップに沿って配設された複数個の突極部を有し、各突極
部のエアギャップに対向した面には、前記移動子の移動
方向に沿って多数の小歯が等ピッチで形成されるととも
に、前記各突極部に形成された固定子小歯または移動子
小歯は、互いに移動子の移動方向に所定のずれをもって
配置されている固定子鉄心、または移動子鉄心を有する
多相リニアモータの鉄心製造方法において、次のとおり
である。

【００１５】前記固定子鉄心、または移動子鉄心は、打
抜金型により、前記鉄心を形成する鉄板を、その各突極
部の先端が、該鉄板の打ち抜きごとに所定の周期で、前
記小歯の歯先部または歯底部を形成するように、前記打
抜金型に内蔵され、かつ各突極部ごとに出没可能に設け
られた可動パンチを、パンチ制御装置により選択的に出
没制御しながら打ち抜くとともに、これを順次積層して
形成されることを特徴とする。

【００１６】

【作用】前記のように構成された多相リニアモータの
鉄心製造方法は、鉄板打抜金型に内蔵され、かつ各突極
部ごとに設けられた、小歯形成のための可動パンチを、
パンチ制御装置により、打ち抜きごとに所定の周期で選
択的に出没制御しながら、鉄板を打ち抜き、積層するこ
とにより、該鉄板の各突極部の積層方向に所定の小歯を
形成することができる。

【００１７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明の一実施例
を示す多相リニアモータの縦断面図、図２は、図１のII
−II線による横断面図である。

【００１８】図１および図２において、固定子１の方形
状の固定子鉄心１０に等ピッチ角度で配設された５個の
突極１１，１２，１３，１４および１５には、その内周
面に軸方向に等ピッチで複数個の固定子小歯１６（歯先
部１６ａと歯底部１６ｂ）が配設されている。また、こ
れら５個の突極１１，１２，……１５のそれぞれに、固
定子巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４およびＷ５が各別に巻
回されている。

【００１９】前記固定子鉄心１０の軸方向両端にある内
径部１０ａを嵌め合い穴とし、エンドブラケット１７，
１８に形成された嵌め合い部１７ａ，１８ａが、前記内
径部１０ａに嵌合されている。

【００２０】一方、固定子１内に、エアギャップを介し
て該固定子１と対向して配設される移動子２は、前記ブ
ラケット１７と１８により、軸受１９，２０を介して固
定子鉄心１０と軸心を同一に、軸方向に移動自在に支持
される。そして、該移動子２には、軸２１上に磁極鉄心
２２ａと２２ｂ、および該磁極鉄心２２ａ，２２ｂの間
に挟持され、かつ軸方向に磁化されたリング状の永久磁
石２３が配設されている。そして、前記磁極鉄心２２
ａ，２２ｂの外周面には、前記固定子小歯１６に対向し
て、軸方向に同一等ピッチで複数個の移動子小歯２４
（歯先部２４ａと歯底部２４ｂ）が配設されており、そ
の配列は図１に示すような関係になっている。

【００２１】図３（ａ）〜（ｆ）は、固定子鉄心１０を
形成している固定子鉄板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０
ｄ，３０ｅ，３０ｆの例を示したものである。図３
（ａ）〜（ｆ）において、固定子鉄板３０ａ，３０ｂ，
………３０ｆの各突極部Ｐ１，Ｐ２………Ｐ５の先端
は、図示しない打抜金型に内蔵され、かつ各突極部Ｐ
１，Ｐ２………Ｐ５ごとに出没可能に設けられた可動パ
ンチにより、鉄板の打ち抜きごとに図３の（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ａ），（ｂ），
（ｃ）………に示す形状になるよう、周期的に繰返す順
序に従って打ち抜かれ、各突極部Ｐ１，Ｐ２，………Ｐ
５の先端に、前記固定子小歯１６の歯先部１６ａまたは
歯底部１６ｂを形成する。

【００２２】図３（ａ）に示す固定子鉄板３０ａは、そ
の突極部Ｐ１，Ｐ３に関係する可動パンチ１，３を不作
動状態とし、他の突極部Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５に関係する可
動パンチ２，４，５を作動状態として打ち抜かれた場合
であり、突極部Ｐ１，Ｐ３の先端に歯先部１６ａを形成
するもので、突極部Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５の先端に歯底部１
６ｂを形成するものである。

【００２３】図３（ｂ）に示す固定子鉄板３０ｂは、そ
の突極部Ｐ３，Ｐ５に関係する可動パンチ３，５を不作
動状態とし、他の突極部Ｐ２，Ｐ４，Ｐ１に関係する可
動パンチ２，４，１を作動状態として打ち抜かれた場合
であり、突極部Ｐ３，Ｐ５の先端に歯先部１６ａを形成
するもので、突極部Ｐ２，Ｐ４，Ｐ１の先端に歯底部１
６ｂを形成するものである。

【００２４】以下、同様にして、図３（ｃ）、図３
（ｄ）、図３（ｅ）に示す固定子鉄板３０ｃ、３０ｄ、
３０ｅは、同図のとおり、それぞれの突極部Ｐ１，Ｐ
２，………Ｐ５に関係する可動パンチ１，２，………５
を選択的に不作動状態または作動状態として打ち抜か
れ、それぞれの突極部Ｐ１，Ｐ２，………Ｐ５の先端
に、所定の歯先部１６ａまたは歯底部１６ｂを形成す
る。また、図３（ｆ）に示す固定子鉄板３０ｆは、その
突極部Ｐ１，Ｐ２，………Ｐ５に関係する可動パンチ
１，２，………５をすべて不作動状態として打ち抜かれ
た場合である。

【００２５】従って、前記固定子鉄心１０を形成すると
きには、打ち抜かれた前記固定子鉄板３０ａ，３０ｂ，
３０ｃ，３０ｄ，３０ｅの順に積層することにより、１
ピッチ分の固定子小歯１６を各突極部Ｐ１，Ｐ２，……
…Ｐ５の先端に形成することができる。

【００２６】また、前記固定子鉄心１０の両端の内径部
１０ａ，１０ａを、前記エンドブラケット１７，１８の
嵌め合い穴に使用する場合には、該両端に積層する数枚
の鉄板を、前記固定子鉄板３０ｆにすることも可能であ
る。

【００２７】次いで、図４ないし図６は、前記多相リニ
アモータの鉄心製造方法を示す一実施例である。

【００２８】図４は、打抜金型の可動パンチを制御する
構成図である。同図において、前記固定子鉄心１０を形
成する固定子鉄板３０の各突極部Ｐ１，Ｐ２，………Ｐ
５の先端に、前記固定子小歯１６の歯先部１６ａまたは
歯底部１６ｂを形成するように、打抜金型３１に内蔵さ
れ、かつ前記各突極部Ｐ１，Ｐ２，………Ｐ５ごとに出
没可能、すなわち突出、復帰可能に設けられた可動パン
チ１，２，………５が、パンチ制御装置３２により、図
５に示す順番で選択的に各ソレノイドを駆動して、出没
制御される。なお、３２ａは接続電線である。

【００２９】図５は、各固定子鉄板３０ａ，３０ｂ，３
０ｃ，３０ｄ，３０ｅの打ち抜き積層する順番と、前記
可動パンチ１，２，………５の制御状態との関係を示す
図表であり、同図の各可動パンチ１，２，………５の作
動について、●印は歯底部１６ｂを形成するためのパン
チ作動状態（出）を示し、○印は歯先部１６ａを形成す
るためのパンチ不作動状態（没）を示す。

【００３０】図６は、前記可動パンチ１，２，………５
のうちのひとつである可動パンチ３３の制御状態を分か
りやすく示すための説明図であり、図６（ａ）はその作
動状態（出）、図６（ｂ）はその不作動状態（没）を示
す。図６において、可動パンチ３３は、前記打抜金型３
１内に同図で上下方向に移動可能に配設されるととも
に、その上面にカム３３ａが形成されており、ソレノイ
ド３４の附勢により同図で右方向に駆動されるカム部材
３５と当接している。

【００３１】前記パンチ制御装置３２からＯＮ信号が、
前記ソレノイド３４に入力されると、該ソレノイド３４
は附勢されて前記カム部材３５を右方向に駆動する。前
記カム部材３５の駆動により、該カム部材３５と前記可
動パンチ３３のカム３３ａのそれぞれ山同士が当接する
と、該可動パンチ３３は前記打抜金型３１の面から突出
して、図６（ａ）に示す作動状態になる。

【００３２】また、前記パンチ制御装置からＯＦＦ信号
が前記ソレノイド３４に入力されると、該ソレノイド３
４は消勢されて、前記カム部材３５は図示しない復帰手
段により、左方向に復帰する。前記カム部材３５の復帰
により、両カムの山同士が外れ、該可動パンチ３３は図
示しない復帰手段により、前記打抜金型３１の面から引
き込んで、図６（ｂ）に示す不作動状態になる。

【００３３】図７は、以上のようにして、打ち抜かれた
各固定子鉄板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ
を、図５に示す積層順番に従って、順次積層したときに
形成される突極１１，１２，１３，１４および１５の固
定子小歯１６の様子（形状）を、前記移動子２の側から
みたものである。ハッチングのある部分が歯先部１６ａ
を示し、ハッチングのない部分が歯底部１６ｂを示す。

【００３４】図８（ａ）〜（ｅ）は、前記実施例の変形
例を示す移動子鉄板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，
４０ｅの平面図である。分かりやすくするため相数、突
極数および隣接突極間の小歯のずれは前記実施例と同じ
にしてある。

【００３５】従って、前述と同様に、移動子鉄板４０
は、打抜金型に内蔵され、かつ各突極部Ｐ６，Ｐ７，…
……Ｐ１０ごとに出没可能に設けられた各可動パンチ
を、パンチ制御装置により選択的に出没制御しながら、
前記移動子鉄板４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０
ｅの順に繰返し打ち抜かれ、これらは順次積層されて、
移動子鉄心を形成する。

【００３６】そして、該移動子鉄心に形成される各突極
の各先端面に、鉄板積層方向に多数の移動子小歯２４を
形成することができ、形成される該移動子小歯２４の様
子（形状）を、前記固定子１の側からみた図は、図７と
同様になる。

【００３７】なお、ここに示した実施例は、移動子鉄心
側に複数個の突極部が形成されたものについて説明した
が、エアギャップを介して対向している鉄心のいずれか
一方の側を固定子とし、他方の側を移動子とするかは相
対的なものであり、いずれにもなり得るものである。ま
た、本発明の鉄心製造方法は、前記実施例に示す多相リ
ニアモータに限定されず、鉄板の積層方向に小歯を形成
する鉄心を有する他のリニアモータにも適用できること
は明白である。

【００３８】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の
態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構
成の範囲内において種々の変更，付加が可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の多相リニアモータの鉄心製造方法によれば、エアギャ
ップを介して固定子と移動子とが対向して配設してお
り、該固定子または移動子に配設される複数個の突極部
先端面には、多数の小歯が形成された多相リニアモータ
の鉄心製造に際し、その固定子鉄心または、移動子鉄心
は、打抜金型により、前記鉄心を形成する鉄板を、その
各突極部の先端が、該鉄板の打ち抜きごとに、周期的
に、前記小歯の歯先部または歯底部を形成するように、
前記打抜金型に内蔵され、かつ各突極部ごとに出没可能
に設けられた可動パンチを、パンチ制御装置により選択
的に出没制御しながら打ち抜くとともに、これを順次積
層して形成されるので、従来のような鉄板に突極を円周
方向等ピッチに配設する必要はなく、前記モータの形状
の制約を受けない。すなわち、前記モータの鉄心形状が
平板形状や半円形状などの固定子鉄心または移動子鉄心
でも製造することができる。従って、固定子鉄板または
移動子鉄板を回転積層する必要もなくなる。

【００４０】また、従来は回転積層するため２相およ
び、４相モータ以外の場合には、鉄板外形を円形としな
ければならず、モータ組立ねじ部をモータ外部に出さな
いようにすると、鉄板ヨーク部をその分厚くとる必要が
あり、その結果、巻線スペースや移動子外径が小さくな
り推力が小さくなるという問題があったが、本方法によ
ればモータ相数に関係なくモータ外形を四角形状等にす
ることができ、巻線スペースや移動子外径を小さくする
ことなく、ねじ部を鉄心内に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すリニアモータの縦断面
図である。

【図２】図１のII−II線による断面図である。

【図３】固定子鉄心を形成する各固定子鉄板の平面図
で、図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ），図３
（ｄ），図３（ｅ）および図３（ｆ）は、各突極部の先
端に、固定子小歯を形成する歯先部または歯底部が形成
された例を示す図である。

【図４】本発明の多相リニアモータの鉄心製造方法の一
実施例を示し、鉄板の打抜金型に内蔵される可動パンチ
を制御する構成図である。

【図５】図４の制御に使用される固定子鉄板の打ち抜き
積層順番と、各可動パンチの制御状態との関係を示す図
表である。

【図６】打抜金型に内蔵される可動パンチの制御状態を
示す説明図で、図６（ａ）はその作動状態図、図６
（ｂ）はその不作動状態図である。

【図７】図３の固定子鉄板を、図５に示す積層順番で順
次積層したとき、形成される固定子小歯を移動子側から
見た展開図である。

【図８】図３の一変形例を示し、他の固定子鉄心を形成
する各固定子鉄板の平面図で、図８（ａ），図８
（ｂ），図８（ｃ），図８（ｄ）および図８（ｅ）は、
各突極部の先端に、固定子小歯を形成する歯先部または
歯底部が形成された例を示す図である。

【図９】従来のシリンダ形リニアモータの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０固定子鉄心１１，１２……１５突極１６固定子小歯１６ａ歯先部１６ｂ歯底部２２ａ，２２ｂ磁極鉄心（移動子鉄心）２４移動子小歯２４ａ歯先部２４ｂ歯底部３９，３０ａ，３０ｂ，……３０ｆ，４０，４０ａ，４
０ｂ，……４０ｅ固定子鉄板３１打抜金型３２パンチ制御装置３３可動パンチＰ１，Ｐ２，Ｐ３……Ｐ１０突極部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エアギャップを介して固定子と移動子と
が対向して配設されており、該固定子または移動子は、
該移動子の移動方向と直角な方向にのびたエアギャップ
に沿って配設された複数個の突極部を有し、各突極部の
エアギャップに対向した面には、前記移動子の移動方向
に沿って多数の小歯が等ピッチで形成されるとともに、
前記各突極部に形成された固定子小歯または移動子小歯
は、互いに移動子の移動方向に所定のずれをもって配置
されている固定子鉄心、または移動子鉄心を有する多相
リニアモータの鉄心製造方法において、前記固定子鉄心、または移動子鉄心は、打抜金型によ
り、前記鉄心を形成する鉄板を、その各突極部の先端
が、該鉄板の打ち抜きごとに所定の周期で、前記小歯の
歯先部または歯底部を形成するように、前記打抜金型に
内蔵され、かつ各突極部ごとに出没可能に設けられた可
動パンチを、パンチ制御装置により選択的に出没制御し
ながら打ち抜くとともに、これを順次積層して形成され
ることを特徴とする多相リニアモータの鉄心製造方法。