JPH08317627A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 永久磁石の熱減磁を防止し、コイルへの供給
電力を制限することなく、発生推力を向上できるリニア
モータを提供する。 【構成】 長手方向に相隣る磁極の極性が異なるように
複数個の永久磁石を、空隙を介して異極が対向するよう
に配設し、この空隙内に多相コイルからなる可動子を前
記永久磁石の配設方向に移動可能に設けると共に、前記
多相コイルに正弦波駆動電流を供給するための駆動回路
を備えてなるリニアモータにおいて、永久磁石に近接さ
せて冷媒流通用の冷却管を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対向する永久磁石間に
形成された磁気空隙内を可動コイルが直線運動する形式
のリニアモータに関し、可動コイルの最大電流値の維持
および永久磁石の熱減磁抑制により、最大推力を向上さ
せ得るリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来１０cm乃至１００cmといった長いス
トロークの範囲内で物体の位置決めを行なうための駆動
装置としては、例えば、特公昭５８−４９１００号およ
び実開昭６３−９３７８３号公報に開示されているよう
な可動コイル形リニアモータが多用されている。このリ
ニアモータは、厚さ方向に着磁した複数の永久磁石を着
磁方向が異なるように対向させて配置し、対向する永久
磁石間に形成された磁気空隙内に、磁束と直角方向に運
動する可動コイル組立体を配設した構造を有する。

【０００３】このようなリニアモータでは、磁気回路部
にセンターヨークがなく、しかも磁気空隙内で磁束が複
数個の閉ループを構成し、磁路の一部に磁束が集中しな
いようになっているので、長いストロークの全域に亘っ
て一様な磁束密度を発生させることができる。

【０００４】図９は従来のリニアモータを示す要部説明
図である。図９において１はヨークであり、鉄板のよう
な強磁性材料により例えば平板状に形成する。２は永久
磁石であり、厚さ方向に着磁し、表面にＮＳ磁極が交互
に出現するようにヨーク１の長手方向に配設して固着す
る。上記のように形成したヨーク１を永久磁石２の異極
が対向するように磁気空隙３を介して配設する。４は支
持板であり、前記磁気空隙３を確保するためにヨーク１
の長手方向両端部に固着する。なお支持板４は前記ヨー
ク１と同様の強磁性材料によって形成することが好まし
い。

【０００５】次に５はコイルであり、前記磁気空隙３に
おける磁束と巻線方向が直交するような偏平の多相コイ
ルによって形成する。すなわち複数個のコイルを永久磁
石２の配設方向に若干量宛ずらせて配設し、磁極の方向
を磁界検出素子等の手段を介して検出し、電流を流すべ
きコイルおよびその方向を切換え得るように形成する。
なお上記コイル５はホルダ（図示せず）に一体に支持さ
れて可動子を形成する。

【０００６】以上の構成により、コイル５に電流を流す
と、コイル５の巻線方向が永久磁石２による磁束と直交
しているので、コイル５はフレミングの左手の法則によ
り、ヨーク１の長手方向の駆動力を受けるから、コイル
５を一体に支持してなる可動子（図示せず）はヨーク１
の長手方向に移動する。次にコイル５に前記と逆方向の
電流を流すと、コイル５には前記と逆方向の駆動力が作
用するから、可動子は前記と逆方向に移動する。従って
コイル５への通電およびその電流の方向を選択すること
により、可動子を所定位置に移動させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の可動コイル
形のリニアモータは、可動子の質量が小さい上、コギン
グトルクもまた小さいため、速応性の良好なリニアモー
タとして広く使用されている。しかしながら発熱源であ
るコイル５が可動子側に存在するため強制冷却手段が採
りにくく、また狭い磁気空隙３内にコイル５が配置され
ているため、自然対流による熱交換若しくは熱放散が困
難であるという問題点がある。

【０００８】一方前記可動子と狭い磁気空隙３を介して
配置されている永久磁石２にもコイル５からの熱が伝達
されて永久磁石２の温度が上昇し、熱減磁により発生磁
束が減少するため、推力が減少することとなる。またコ
イル５の発熱によりコイル５自体の電気抵抗値が上昇
し、ジュール熱損失を増大させる結果、実効電力が減少
することとなる。このためコイル５に対する供給電力
が、コイル発熱が実用上問題とならない程度の一定値以
下に制限され、したがって可動コイル形リニアモータは
従来から上記の点で発生推力が制限され、さらなる大推
力化が困難であるという問題点がある。

【０００９】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、永久磁石の熱減磁を防止し得ると共に、コイル
の発熱を抑制し得る結果、大出力を発生維持できるリニ
アモータを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明においては、長手方向に相隣る磁極の極
性が異なるように複数個の永久磁石を、磁気空隙を介し
て異極が対向するように配設し、この磁気空隙内に多相
コイルからなる可動子を前記永久磁石の配設方向に移動
可能に設けると共に、前記多相コイルに正弦波駆動電流
を供給するための駆動回路を備えてなるリニアモータに
おいて、永久磁石に近接させて冷媒流通用の冷却管を設
ける、という技術的手段を採用した。

【００１１】上記の発明において、相隣る永久磁石間に
冷却管を設け、または永久磁石の直上および／または直
下に冷却管を設けることができる。また上記第１の発明
において、冷却管の周囲に、永久磁石のキュリー点より
低融点の非磁性金属または非磁性合金からなる充填材層
を形成することが冷却効果の点から好ましい。

【００１２】また第２の発明においては、長手方向に相
隣る磁極の極性が異なるように複数個の永久磁石を、磁
気空隙を介して異極が対向するように支持部材上に配設
し、この磁気空隙内に多相コイルからなる可動子を前記
永久磁石の配設方向に移動可能に設けると共に、前記多
相コイルに正弦波駆動電流を供給するための駆動回路を
備えてなるリニアモータにおいて、支持部材内に永久磁
石に近接させて冷媒流通用の流路を設ける、という技術
的手段を採用した。

【００１３】上記第２の発明において、冷媒流通用の流
路が、支持部材の押出成形時に形成された貫通孔である
ことが経済的に好ましい。上記の夫々の発明において、
冷媒としては水、不凍液、不活性液体その他の液体は勿
論のこと、例えばアンモニア、二酸化硫黄、塩化エチ
ル、塩化メチル、およびフレオン、ユーコン、ゲネトロ
ンなどのフッ化炭素、４フッ化エチレン、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール等の１種または２種以上
など、および液体−気体間の相変化によって、その容積
に応じた大きな潜熱を放出若しくは吸収して冷却を行な
う物質も使用することができる。

【００１４】本発明において使用される永久磁石は公知
の製造方法（例えば粉末冶金法、塑性加工法（据え込
み、押し出し、圧延等）、ボンド磁石法、鋳造法、超急
冷法等）により製造可能なものである。そして、前記永
久磁石としてその基本組成を表す一般式がＲ−Ｆｅ−Ｂ
系、Ｒ−Ｃｏ₅ 系、Ｒ₂ −Ｃｏ₁₇系、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系
（ＲはＹを含む希土類元素のうちの１種または２種以上
であり、さらに必要に応じてＣｏ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｇａ，
Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｎｉ，Ｖ，Ｓｉ，Ｓ
ｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｚｎ，Ｐｔ，Ｂｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｓｂ，
Ｇｅ，Ｍｎ等から選ばれる１種または２種以上の磁気特
性に有効な元素を含有できる。また、さらにＯ，Ｃ，
Ｎ，Ｈ，Ｐ，Ｓ等から選ばれる１種または２種以上の不
可避不純物元素を含有できる。）で示される希土類磁
石、およびフェライト磁石、アルニコ磁石、Ｆｅ−Ｃｒ
−Ｃｏ系磁石、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ系磁石等の公知の永久磁
石材料の１種または２種以上を使用することができる。

【００１５】さらに、上記永久磁石材料の１種または２
種以上からなる粉末状粒子と、公知の熱可塑性樹脂また
は熱硬化性樹脂またはゴム材料またはこれらのうちの１
種または２種以上とを主体として構成される公知のボン
ド磁石材料（好ましくは異方性磁石）によって本発明の
永久磁石を構成してもよい。なお、上記のうちＲ−Ｆｅ
−Ｂ系の永久磁石は酸化防止のために表面に耐酸化性の
被覆層を形成することが好ましい。

【００１６】このような被覆層としては、例えばＮｉ，
Ｃｕ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｎｉ−Ｐ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｐ
ｂ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ等の１種または２種以上からな
り、公知の無電解または電気メッキ手段により形成され
るメッキ層を採用できる。これ以外に、例えば真空蒸着
（例えば耐酸化性能の高い公知の金属や樹脂を前面に均
一コートする方法がある。）、イオンスパッタリング、
イオンプレーティング、ＩＶＤ、ＢＶＤ等の公知の被覆
層形成手段のうちの１または２以上の手段を採用でき
る。また、エポキシ樹脂等を電着塗装させてもよい。

【００１７】そして、より優れた耐酸化性を付与する場
合は、上述の被覆層形成手段を組み合わせて、例えばＣ
ｕメッキ（数μｍ〜数十μｍの層厚）の上にＮｉメッキ
（数μｍ〜数十μｍの層厚）を被覆し、さらにその上に
エポキシ樹脂を電着コート（数μｍ〜数十μｍの層厚）
する構成等を採用することが好ましい。なお、上記のう
ちＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性焼結磁石および／またはボ
ンド磁石（好ましくは異方性磁石）がリニアモータ用永
久磁石の高磁束量化の点から特に好ましい。

【００１８】また、本発明において使用できる低融点の
非磁性金属または非磁性合金としては、例えば、Ｓｎ，
Ｂｉ，Ｐｂ，ＣｄおよびＩｎのような永久磁石のキュリ
ー点よりも低融点を有する非磁性金属または、これら金
属の二元系（例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系のいわゆるハンダ合
金等。）または三元系（例えば、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｂ系
等。）以上の多元系非磁性合金が好ましく、冷却管の周
囲の間隙に熱伝導性の良好な充填材層を形成するための
前記金属または合金の溶湯の注入時の加熱による永久磁
石の磁力消失を防止できる。

【００１９】そして、前記低融点の非磁性金属または非
磁性合金のうち、１２０℃以下の融点を有するもの（例
えば、Ｂｉ５０％−Ｃｄ１2.５％−Ｐｂ２５％−Ｓｎ１
2.５％の組成からなるWood's Metal（融点６８℃）；Ｂ
ｉ４9.５％−Ｃｄ１0.１％−Ｐｂ２7.３％−Ｓｎ１3.１
％の組成からなる四元系共晶合金（融点７０℃）；Ｂｉ
５０％−Ｐｂ２８％−Ｓｎ２２％の組成からなるRose's
Alloy（融点１００℃）等。なお、％は重量％であ
る。）が特に好ましい。すなわち、上記間隙への前記金
属または合金の溶湯注入時の永久磁石の加熱温度が１２
０℃以下であれば、永久磁石の熱減磁が実用に耐え得る
範囲内に抑えられるのである。

【００２０】リニアモータにおいては、近年高磁束量化
（すなわち高推力化）に適合した上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の
永久磁石（高Ｂｒ型が特に好ましく用いられる。）が多
用されているが、１２０℃を越えると急激な熱減磁によ
りリニアモータの推力低下が顕著となるのである。さら
に、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石表面に形成された上
記耐酸化被膜が１２０℃を越えると急激に劣化損傷して
永久磁石特性が大幅に低下してしまうという問題点があ
る。したがって、上記融点は１２０℃以下であることが
特に好ましいのである。

【００２１】

【作用】上記の構成により、永久磁石の温度上昇を防止
し、熱減磁による発生磁束の減少を防止し、推力を向上
させることができる。一方多相コイルが配設される磁気
空隙部も冷却されるから、多相コイルの熱放散を促進す
ることになり、多相コイルの温度上昇もまた抑制されて
実効電力の減少を抑制でき、推力の向上に寄与するので
ある。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す要部断面図
である。図１において１１はベースであり、軟鋼のよう
な強磁性材料により平板状に形成する。１２はセンター
ヨーク、１３はサイドヨークであり、各々前記ベース１
１と同様の材料によって平板状に形成すると共に、ベー
ス１１上に間隔を介して固着する。次に１４は永久磁石
であり、例えば希土類系永久磁石（日立金属製Ｎｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ系異方性焼結磁石（ＨＳ−３２ＢＶ）であり、表
面に耐酸化被膜としてＣｕメッキおよびＮｉメッキの多
層膜が形成されている）により後述するような形状寸法
に形成し、センターヨーク１２およびサイドヨーク１３
の夫々の対向面に、相隣る磁極の極性が異なるように複
数個を、磁気空隙１５を介して異極が対向するように配
設する。図１において永久磁石１４の配設方向は紙面と
直交する方向である。

【００２３】次に１６は可動子であり、キャリッジ１７
の下方にコイルフレーム１８を固着し、コイルフレーム
１８が前記磁気空隙１５内において紙面と直交する方向
に移動可能に設ける。このコイルフレーム１８は、推力
リップルの発生を防止するため、非磁性材料によって形
成する。すなわち、例えばアルミニウム合金製の枠（絶
縁性を付与するため表面はアルマイト処理をしておく）
の表面に樹脂（例えばガラス入エポキシ樹脂）製の基板
を装着し、この基板上に後述するコイル１９を固着して
形成する。

【００２４】なおコイルフレーム１８を磁性材料によっ
て形成したり、あるいは可動子１６の側にバックヨーク
が存在すると、永久磁石１４の吸着力によるアンバラン
スが発生し、推力リップルの発生原因の一つとなる。１
９はコイルであり、偏平状に形成すると共にコイルフレ
ーム１８の両面に設ける。

【００２５】次に２１は冷却管であり、後述するように
隣接する永久磁石間に空隙を設け、この空隙内に連続Ｓ
字状に配設し、冷媒を流通させる。冷却管２１は熱伝導
の良好な公知の非磁性金属材料、例えばアルミニウム、
銅、若しくはそれらの合金によって形成することが、冷
却効果の点から好ましい。また上記のように冷却管２１
を配設することにより、リニアモータにおいて、磁気空
隙における多相コイルの移動方向における磁束密度分布
を正弦波状とすることができ、トルクリップルを大幅に
低減させ、かつ優れたリニアリティを確保する上で好ま
しい。

【００２６】そして本実施例では、冷却管２１をアルミ
ニウム合金によって形成し、接着剤またはその他の充填
材により、永久磁石１４に近接させて固定する。特に本
発明者の検討によって、後述するように、冷却管２１の
周囲の間隙に、前述の低融点の非磁性金属または非磁性
合金からなる充填材層を形成すると、冷却管２１と永久
磁石１４との間の熱伝導性が増大し、冷却能力が著しく
高まることが判明している。

【００２７】すなわち前記充填材層が存在しない場合
は、上記間隙は接着剤（例えばエポキシ樹脂やアラルダ
イト等）および空気層で覆われており、特にこの空気層
が冷却管２１の周囲に多く存在すると、冷却管２１と永
久磁石１４との間の熱伝導が著しく阻害され、永久磁石
１４およびコイル１９に対する冷却作用を低下させてし
まうのである。

【００２８】なお上記低融点の非磁性金属または非磁性
合金からなる充填材層に代えて、例えばエポキシ樹脂等
に代表される公知の接着剤中に、非磁性でかつ熱伝導性
を有するフィラー（例えば炭素繊維、ＳｉＣ粉末、グラ
ファイト粉末、Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末等）を含有させたも
のを使用して、冷却管２１の接着固定とともに充填材層
を形成しても良好な冷却作用が得られる。

【００２９】また冷却管２１内に流通させる冷媒として
は、水を使用するのが最も簡便であるが、例えば不凍
液、不活性液のような自動車のラジエータ用の冷却媒体
を使用してもよい。

【００３０】図２は図１におけるコイルフレーム１８を
示す要部斜視図であり、同一部分は図１と同一の参照符
号で示す。コイル１９は例えば３相コイル（特開昭６２
−１９３５４３号公報参照）とし、各相はすべて直列接
続すると共に、各相間はＹ形接続とする。

【００３１】本発明のリニアモータは、上記のように多
相コイルを使用して、この多相コイルに正弦波状の駆動
電流を供給するのであるが、相数が多くなる程力率が低
下するため、入力電流を増加する必要があるので、２相
または３相の通電方式を採用するのが望ましい。すなわ
ち本発明のリニアモータは、後述するような特定形状の
永久磁石を有する磁気回路と、２相または３相の正弦波
電流出力型の駆動回路とを組合せた構成とすることが望
ましい。

【００３２】図３は図１および図２におけるコイル１９
と位置検出素子との位置関係を示す要部側面図であり、
同一部分は前記図１および図２と同一の参照符号で示
す。図３において、可動子１６は、永久磁石１４の磁極
ピッチｌm の１／６の幅で紙面に平行な面内で巻かれて
いる３個の偏平コイルＬu₁，Ｌw₁，Ｌv₁をコイル幅だけ
ずらせて配置した（磁気空隙１５内に位置する相互の偏
平コイルの中央部は重ならず同一平面を形成する）コイ
ル１９ａ、およびこのコイル１９ａと同様に構成された
コイル１９ｂ、１９ｃを有している。また可動子１６に
は、３個の位置検出素子２０が、コイルピッチｌc （前
記磁極ピッチｌm と等しい）の１／６の間隔ｌh を置い
て設けられている。これらの位置検出素子２０は、偏平
コイルＬu₁，Ｌw₁，Ｌv₁に対して夫々間隔ｌ′宛オフセ
ットされているが、このオフセット状態は電気的に処理
できるので、実用上は全く問題とならない。

【００３３】そして駆動回路（図示せず）によって１２
０°位置のずれた３相電流波形を作り、これを前記偏平
コイルＬu₁，Ｌw₁，Ｌv₁に供給する（図３における矢印
は電流の向きを示す）ことにより、可動子１６が連続し
て移動する。なお３相の場合、理論的には位置検出素子
２０の間隔ｌh は、コイルピッチｌc （磁極ピッチｌm
と等しい）の１／３に設定されるが、図３に示す例にお
いては、実装上の理由により上記のように設定してい
る。すなわち、前記偏平コイルＬu₁，Ｌw₁，Ｌv₁等は、
通電方向を逆転させることにより、１８０°のｎ（ｎは
正の整数）倍毎の任意の位置に配置できるためである。

【００３４】また本実施例においては、位置検出素子２
０と制御回路（図示せず）とによって通電すべき偏平コ
イルおよび電流の方向を切換若しくは選択しているが、
位置検出素子２０としては、ホール素子のような公知の
ものを使用することができる。なお制御回路も通常の永
久磁石を界磁として使用する。例えば同期式ＡＣサーボ
モータにおけるものと同様の構成でよい。

【００３５】更に本発明においては、３相コイル（１９
ａ〜１９ｂ）を６連式とした場合でも、３個の位置検出
素子２０を使用して位置検出をすることができる。従っ
て供給される電流は、単相または３相の正弦波電流が使
用され、その同期化手段としてホール素子の正（負）か
ら負（正）に反転する（ゼロクロス）タイミングのみを
使用している。なお２相の通電方式を採用した場合は、
磁極ピッチｌm の１／４の間隔で位置検出素子２０を可
動子１６に設け、駆動回路で９０°位置のずれた２相電
流波形を作り、これをコイルに供給すればよい。

【００３６】図４は図１における永久磁石１４および冷
却管２１を示す要部側面拡大図であり、同一部分は図１
と同一の参照符号で示す。図４において、永久磁石１４
は、例えば特開平３−２２２６７０号公報（特願平２−
３００４６４号）に記載されるように、上下端縁部の輪
郭を正弦波状に形成し、厚さ方向に着磁する。永久磁石
１４の輪郭をこのように形成することにり、永久磁石１
４の配設方向における磁束密度分布が正弦波状となり、
トルクリップルが大幅に低減し、優れたリニアリティを
示すことが確認されている。

【００３７】冷却管２１は、相隣る永久磁石１４，１４
間に空隙を設け、この空隙内に連続Ｓ字状に配設すると
共に、冷却管２１内に冷媒を流通させるために冷媒供給
源（図示せず）と接続する。なお冷却管２１は永久磁石
１４、センターヨーク１２、サイドヨーク１３と接触す
るように、予め接着剤（例えばエポキシ系接着剤等）で
固定して設けると共に、これらの部材との間の間隙２２
には、熱伝導性の良好なWood's Metal（融点６８℃）を
電気ごてで加熱溶融させて流し込み、冷却凝固させて冷
却管２１の周囲に低融点かつ非磁性の充填材層２２ａを
形成する。

【００３８】上記の構成により、永久磁石１４は冷却管
２１内を流通する水等の冷媒により極めて熱伝導よく冷
却されるから、前記図１における磁気空隙１５内を移動
するコイル１９からの放熱に起因する永久磁石１４の温
度上昇もまた抑制される。従って永久磁石１４からの発
生磁束量の熱減磁による減少が防止され、同時にコイル
１９の温度上昇によるコイル通電抵抗の増加が抑制さ
れ、可動子１６に対する推力を向上させることができ
る。

【００３９】また冷却管２１は図１に示されるように磁
気空隙１５に臨むように配設されているから、磁気空隙
１５内の雰囲気の冷却にも寄与し、間接的に可動子１６
の多相コイル１９の熱放散を促進することになる。従っ
て多相コイル１９の発熱による電気抵抗値の上昇を抑制
し、実効電力の減少が抑制される結果、冷却管２１を配
置しない場合と比較して可動子１６に対する推力が４０
％と大幅な向上が図られるのである。

【００４０】図５は本発明の第２実施例における永久磁
石１４および冷却管２１を示す要部側面拡大図、図６は
図５における一部断面Ａ方向矢視図であり、同一部分は
図３と同一の参照符号で示す。図５および図６におい
て、永久磁石１４の横断面形状を略台形状に形成し、斜
面部２３が磁気空隙１５に臨むように隣接させて配設す
る。そして冷却管２１は隣接する永久磁石１４，１４間
の斜面部２３，２３によって形成される凹部内に、連続
Ｓ字状に配設すると共に、冷媒供給源（図示せず）と接
続する。冷却管２１と斜面部２３，２３との間隙２２に
は、熱伝導の良好なRose's Alloy（融点１００℃）を充
填させて、冷却管２１の周囲に低融点かつ非磁性の充填
材層２２ａを形成する。以上の構成による作用は前記図
４に示す実施例のものと同様である。

【００４１】図７は本発明の第３実施例における磁気回
路を示す要部断面図であり、同一部分は前記図１と同一
の参照符号で示す。図７において、永久磁石１４は例え
ば矩形状に形成し、少なくとも上下端縁部が平行になる
ように形成する。そして冷却管２１は、例えば角アルミ
ニウム合金によりパイプ状とすると共に、永久磁石１４
の直上および直下に近接させて配設する。なお冷却管２
１と永久磁石１４との間ならびにセンターヨーク１２お
よびサイドヨーク１３との間に存在する間隙２２に、重
量でＢｉ４9.５％−Ｃｄ１0.１％−Ｐｂ２7.３％−Ｓｎ
１3.１％の四元系共晶合金（融点７０℃）を充填して充
填材層２２ａを形成する。上記の構成による作用は、前
記図３および図４に示す実施例のものと同様である。

【００４２】図８は本発明の第４実施例における磁気回
路を示す要部断面図であり、同一部分は前記図１と同一
の参照符号で示す。図８において２４はフレームであ
り、例えばアルミニウム若しくはアルミニウム合金のよ
うな軽合金材料により、略Ｕ字形の横断面形状になるよ
うに形成される。２５〜２７は夫々冷媒流通用の流路で
あり、フレーム２４の成形時において同時に形成され
る。その他の構成は図１に示すものと同様である。ま
た、フレーム２４、センターヨーク１２およびサイドヨ
ーク１３により支持部材が構成されている。

【００４３】上記の構成により、流路２５〜２７内に水
その他の冷却媒体を流通させれば、フレーム２４が冷却
されると共に、センターヨーク１２およびサイドヨーク
１３を介して永久磁石１４を冷却することができ、前記
実施例におけるものと同様の作用が達成され得る。なお
図８に示すように、フレーム２４内に流路２５〜２７を
貫通して設けることにより、フレーム２４各部の肉厚が
均等化されることになり、例えば押出成形、鋳造等の成
形手段によるフレーム２４の成形が極めて容易になる。

【００４４】そして、特に、押出成形によりフレーム２
４を形成する場合には、フレーム２４の各部分の肉厚が
ほぼ均一になるように流路２５〜２７に相当する貫通孔
を形成することが押出成形上の必須条件である。従っ
て、フレーム２４のような横断面外形輪郭形状を有する
押出成形品には、その内部に肉厚均等化のための貫通孔
が形成されるのが通常であるから、この貫通孔を利用し
て冷媒流通用の流路とすれば、流路を別個に形成する必
要がなく、極めて経済的である。

【００４５】表１は前記の夫々の実施例における推力の
向上率を示す表である。この場合において、推力の測定
は可動子を構成する多相コイルの発熱による温度上昇が
飽和する時点、すなわちリニアモータ稼動開始から１２
０分経過後において行なった。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１から明らかなように、第１〜第４実施
例の何れにおいても、冷却管若しくは流路を配置しない
場合と比較して４０％の推力向上が達成されている。ま
た上記第１〜第３実施例の夫々において、表１に示す充
填材層を使用せずに冷却管のみを配置した場合の推力の
向上率は、冷却管を配置しない場合と比較して何れも２
０％を達成している。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、下記の効果を奏し得る。 (1) 冷却管若しくは流路内を流通する冷媒により、永久
磁石が冷却されるから、可動子を構成する多相コイルか
らの放熱に起因する永久磁石の温度上昇が防止され、永
久磁石の熱減磁による発生磁束の減少が防止される結
果、可動子に対する推力が向上する。 (2) また冷却管若しくは流路内を流通する冷媒によっ
て、多相コイルが配設されかつ移動する磁気空隙の雰囲
気も冷却されるから、多相コイルの熱放散を促進し、多
相コイルの温度上昇を抑制し、実効電力の減少を抑制
し、可動子に対する推力の向上に寄与する。 (3) 上記(1)(2)に関連して、更に大推力のものにも適用
可能となり、可動コイル形のリニアモータの適用範囲の
拡大が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部断面図である。

【図２】図１におけるコイルフレーム１８を示す要部斜
視図である。

【図３】図１および図２におけるコイル１９と位置検出
素子との位置関係を示す要部側面図である。

【図４】図１における永久磁石１４および冷却管２１を
示す要部側面拡大図である。

【図５】本発明の第２実施例における永久磁石１４およ
び冷却管２１を示す要部側面拡大図である。

【図６】図５における一部断面Ａ方向矢視図である。

【図７】本発明の第３実施例における磁気回路を示す要
部断面図である。

【図８】本発明の第４実施例における磁気回路を示す要
部断面図である。

【図９】従来のリニアモータを示す要部説明図である。

【符号の説明】

１４ 永久磁石 １６ 可動子 ２１ 冷却管 ２２ａ 充填材層 ２５，２６，２７ 流路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に相隣る磁極の極性が異なるよ
   うに複数個の永久磁石を、磁気空隙を介して異極が対向
   するように配設し、この磁気空隙内に多相コイルからな
   る可動子を前記永久磁石の配設方向に移動可能に設ける
   と共に、前記多相コイルに正弦波駆動電流を供給するた
   めの駆動回路を備えてなるリニアモータにおいて、永久
   磁石に近接させて冷媒流通用の冷却管を設けたことを特
   徴とするリニアモータ。
2. 【請求項２】 相隣る永久磁石間に冷却管を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
3. 【請求項３】 永久磁石の直上および／または直下に冷
   却管を設けたことを特徴とする請求項１記載のリニアモ
   ータ。
4. 【請求項４】 冷却管の周囲に、永久磁石のキュリー点
   より低融点の非磁性金属または非磁性合金からなる充填
   材層を形成したことを特徴とする請求項１ないし３何れ
   かに記載のリニアモータ。
5. 【請求項５】 長手方向に相隣る磁極の極性が異なるよ
   うに複数個の永久磁石を、磁気空隙を介して異極が対向
   するように支持部材上に配設し、この磁気空隙内に多相
   コイルからなる可動子を前記永久磁石の配設方向に移動
   可能に設けると共に、前記多相コイルに正弦波駆動電流
   を供給するための駆動回路を備えてなるリニアモータに
   おいて、支持部材内に永久磁石に近接させて冷媒流通用
   の流路を設けたことを特徴とするリニアモータ。
6. 【請求項６】 冷媒流通用の流路が支持部材の押出成形
   時に形成された貫通孔であることを特徴とする請求項５
   記載のリニアモータ。