JPH10313566A - リニアモータ - Google Patents

リニアモータ

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JPH10313566A
JPH10313566A JP9120830A JP12083097A JPH10313566A JP H10313566 A JPH10313566 A JP H10313566A JP 9120830 A JP9120830 A JP 9120830A JP 12083097 A JP12083097 A JP 12083097A JP H10313566 A JPH10313566 A JP H10313566A
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permanent magnets
linear motor
motor according
bracket
center shaft
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JP9120830A
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Inventor
Satoo Ishiyama
里丘 石山
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JII M C KK
Original Assignee
JII M C KK
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    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石を接着無しで組み付けたステータ部
を備えたリニアモータを提供すること。 【解決手段】 永久磁石１３を筒状とし、これらに非磁
性材料によるセンター軸１４を挿入して両側から締め付
けることにより隣り合う永久磁石の間を密着させるよう
にしてステータ部１０を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリニアモータに関
し、特に複数の永久磁石を組み合わせて構成されるステ
ータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＯＡ機器の分野において、例えば
印字ヘッドのように直線移動が要求される部位に、リニ
アモータを利用することが提案されている。通常、リニ
アモータは、複数の永久磁石を互いに反対の磁極が対向
するように直列に組み合わせて成るステータ部と、この
ステータ部の外側にこれを囲むように配置され、ステー
タ部の軸方向にスライド可能なコイルを含む可動部とを
有している。永久磁石で発生される磁束と交叉するよう
にコイルに電流を流すことにより、この電流と磁界との
相互作用に基づいてコイル部には軸方向に駆動力が発生
し、その結果、可動部が移動する。
【０００３】このようなリニアモータにおいては、ステ
ータ部における複数の永久磁石の組立精度が可動部の位
置決め精度を左右する。これまで、複数の永久磁石は棒
状の支持部材に接着により組み付けられており、これを
図５を参照して説明する。
【０００４】図５において、ステータ部４０は、非磁性
材料より成る棒状の支持部材４１の両側に、複数のブロ
ック状の永久磁石４２を互いに反対の磁極が対向するよ
うに直列に接着して構成されている。このようなステー
タ部４０は、ＯＡ機器用の場合、永久磁石４２の長さは
数ｃｍ程度で、全長は１ｍ以内である。このため、数十
個以上の永久磁石４２を支持部材４１に接着する必要が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような接着を行
う際には、隣り合う永久磁石４２の間に大きな反発力が
作用するので、接着剤が固化するまでの時間は永久磁石
４２を治具で保持した状態に置かなければならない。こ
のため、ステータ部４０の製造工程は接着剤を固化させ
るための時間を必要とするだけでなく、永久磁石の位置
ずれが生じ易いという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の課題は、永久磁石を接着
無しで組み付けたステータ部を備えたリニアモータを提
供することにある。
【０００７】本発明の他の課題は、永久磁石を高い位置
決め精度で組み付けたステータ部を備えたリニアモータ
を提供することにある。
【０００８】本発明の更に他の課題は、組立が容易で安
価なステータ部を備えたリニアモータを提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
永久磁石を互いに反対の磁極が対向するように直列に組
み合わせて成るステータ部を有するリニアモータにおい
て、前記永久磁石を筒状の基本形状とし、これらに非磁
性材料によるセンター軸を挿入して両側から締め付ける
ことにより隣り合う永久磁石の間を密着させるようにし
て前記ステータ部を構成したことを特徴とするリニアモ
ータが提供される。
【００１０】なお、前記複数の永久磁石の外周側を非磁
性材料による筒状体で覆うことが好ましい。
【００１１】また、前記センター軸の一端側におねじを
形成してブラケットに螺入し、他端側にも所定の長さに
わたっておねじを形成し、該他端側のおねじにはナット
を装着して前記ブラケットとの間で前記複数の永久磁石
の間を密着させることが好ましい。
【００１２】更に、前記永久磁石はリング状であり、前
記筒状体は前記永久磁石の外周に密着嵌合可能な断面円
形のパイプであることが好ましい。
【００１３】前記永久磁石は、希土類またはフェライト
系磁石材料から成ることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態について説明する。図２を参照して、本形態におけ
るリニアモータは、ステータ部１０と可動部２０とを有
する。ステータ部１０は、後で詳しく説明するように、
非磁性材料によるブラケット１１と多数の永久磁石を内
蔵した非磁性材料によるパイプ１２とを有する。可動部
２０は、図３（ａ）に示すように、複数のコイル２１
（ここでは１２個）を有し、これら複数のコイル２１を
パイプ１２が貫通する。可動部２０はパイプ１２に接触
あるいは非接触状態でパイプ１２の軸方向にスライド可
能になっている。なお、１２個のコイル２１には、３相
の交流電源が接続され、各相Ｗ、Ｕ、Ｖには各コイル２
１が図３（ｂ）に示すように接続される。
【００１５】図１を参照して、本形態の特徴であるステ
ータ部１０について説明する。ステータ部１０は、ブラ
ケット１１、パイプ１２に加えて、複数のリング状の永
久磁石１３と、複数の永久磁石１３に挿入された非磁性
材料によるセンター軸１４と、締め付け用のナット１５
とを有する。センター軸１４の一端側にはおねじ１４−
１が形成され、ブラケット１１に形成されためねじ部に
螺入されている。センター軸１４の他端側にも所定の長
さにわたるねじしろを持つおねじ１４−２が形成され、
このおねじ１４−２にナット１５が螺合されてブラケッ
ト１１とナット１５との間で複数の永久磁石１３の間を
密着させるようにしている。複数の永久磁石１３は、互
いに反対の磁極が対向するように直列に組み合わされ、
これら複数の永久磁石１３の外周側を断面円形のパイプ
１２で覆うようにしている。なお、ブラケット１１に
は、ステータ部１０を、リニアモータが実装される機器
に取り付けるためのねじ挿通用の孔１１−１が設けられ
ている。
【００１６】永久磁石１３の材料としては、磁束密度の
大きい希土類またはフェライト系材料が好ましいが他の
磁石材料でも良い。パイプ１２の材料としては、アルミ
ニウム、真鍮、ステンレス等の非磁性材料であれば良
く、センター軸１４の材料としては、ステンレスのよう
な非磁性材料が使用される。特に、センター軸１４は、
永久磁石１３の組立に必要な機械的強度が得られるよう
に設計される。一方、パイプ１２に関しては、その外側
に配置される可動部２０に作用する磁界を減少させない
ようにできるだけ薄い方が好ましい。一例として、パイ
プ１２は厚さ１ｍｍのステンレスで実現される。また、
パイプ１２は、永久磁石１３の外周部と密着状態になる
内径を有して永久磁石１３の防錆の機能を有すると共
に、可動部２０が接触式の場合には、この可動部２０を
ガイドする機能をも有する。
【００１７】このステータ部１０の組立方法の一例を説
明する。センター軸１４のおねじ１４−１をブラケット
１１に螺入する。次に、パイプ１２をセンター軸１４の
周囲に配置し、永久磁石１３を１個ずつセンター軸１４
を通してパイプ１２内に挿入する。所定個数の永久磁石
１３を入れたら、ナット１５をおねじ１４−２に螺合
し、永久磁石１３間が密着するように締め付ける。な
お、図１のように、パイプ１２の長さが、所定個数の永
久磁石１３を組み付けた時の長さよりも長い場合には、
ナット１５をパイプ１２内で回す必要があるが、これは
特別な治具を用いて行われる。永久磁石１３を組み付け
た後、パイプ１２の開口はキャップ１６で塞がれる。
【００１８】図４には、参考のために、外径３６．３ｍ
ｍ、内径１６．３ｍｍ、長さ６０ｍｍの永久磁石１３を
用い、中心軸からの距離Ｙ＝２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０
ｍｍでの磁束密度の実測値を示す。言うまでも無く、２
つの永久磁石１３の接合部での磁束密度がピーク値を示
す。
【００１９】本形態によるステータ部は、長さ約２ｍ程
度まで実現できる。なお、永久磁石１３の形状は、リン
グ状に限らず多角形状でも良く、この場合パイプ１２も
同じ断面形状にされる。また、本形態によるリニアモー
タは、ＯＡ機器のような比較的小型のものに限らず、例
えばフライス盤のような大型工作機械における移動テー
ブルのような大型産業機械において直線移動が要求され
る部位にも適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、リニアモータのステータ部を構成するための複数の
永久磁石を接着工程無しで組み付けできるようにしたこ
とにより、次のような効果が得られる。
【００２１】複数の永久磁石を締め付けだけで組み付
けできるので、構造及び組付け作業が簡単で安価なリニ
アモータを提供できる。
【００２２】接着工程が不要であるので、接着に際し
て永久磁石を保持するための特殊な治具及び接着剤が固
化するまでの時間が不要であり、組み付けを短時間で行
うことができる。
【００２３】複数の永久磁石間の位置ずれが生じない
ので、永久磁石を設計値通りに配置でき、その結果、可
動部の位置決め精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態によるリニアモー
タのステータ部の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態によるリニアモー
タの外観を示した図であり、図（ａ）は平面図、図
（ｂ）は正面図、図（ｃ）は側面図である。
【図３】図２における可動部を説明するための図で、図
（ａ）は側面図、図（ｂ）は図（ａ）の複数のコイルの
接続形態の一例を示した図である。
【図４】図１に示されたステータ部による磁束密度の実
測結果を示した図である。
【図５】従来のリニアモータにおけるスタータ部を概略
的に示した図である。
【符号の説明】
１０ ステータ部 １１ ブラケット １２ パイプ １３ 永久磁石 １４ センター軸 １４−１、１４−２ おねじ １５ ナット １６ キャップ ２０ 可動部 ２１ コイル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の永久磁石を互いに反対の磁極が対
    向するように直列に組み合わせて成るステータ部を有す
    るリニアモータにおいて、前記永久磁石を筒状の基本形
    状とし、これらに非磁性材料によるセンター軸を挿入し
    て両側から締め付けることにより隣り合う永久磁石の間
    を密着させるようにして前記ステータ部を構成したこと
    を特徴とするリニアモータ。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のリニアモータにおいて、
    前記複数の永久磁石の外周側を非磁性材料による筒状体
    で覆うようにしたことを特徴とするリニアモータ。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のリニアモータにおいて、
    前記センター軸の一端側におねじを形成してブラケット
    に螺入し、他端側にも所定の長さにわたっておねじを形
    成し、該他端側のおねじにはナットを装着して前記ブラ
    ケットとの間で前記複数の永久磁石の間を密着させるよ
    うにしたことを特徴とするリニアモータ。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のリニアモータにおいて、
    前記永久磁石はリング状であり、前記筒状体は前記永久
    磁石の外周に密着嵌合可能な断面円形のパイプであるこ
    とを特徴とするリニアモータ。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のリニアモータにおいて、
    前記永久磁石は、希土類またはフェライト系磁石材料か
    ら成ることを特徴とするリニアモータ。
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