(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行させて設けた一対のバックヨークの内側に設けた第１の永久磁石と、前記バックヨーク間に設けられ、前記第１の永久磁石と同幅で逆極性の第２の永久磁石を挿入するための永久磁石挿入穴を有する磁性体のマグネットホルダと、前記バックヨークとマグネットホルダの端面を連結するサイドヨークからなる界磁部と、
矩形状に集中巻きし両端をコの字形に折り曲げて形成したコイルからなる電機子部と、を備え、
前記電機子を前記マグネットホルダの外側に移動自在に嵌め合わせたボイスコイルリニアモータにおいて、
前記電機子部を構成するコイルの組立体は、前記マグネットホルダに移動自在に嵌め合う管状のボビンの両側面に、前記コの字形に折り曲げて形成したコイルの折り曲げ部を対向させてロの字形に貼付した２組のコイルより構成されたものであり、
前記界磁部は、前記バックヨークと前記マグネットホルダの両端面に前記サイドヨークを連結することにより日の字形に形成してあることを特徴とするボイスコイルリニアモータ。
【請求項２】
前記コの字形に折り曲げたコイルを２枚背中合せに貼付してＨ形に形成した請求項１に記載のボイスコイルリニアモータ。
【請求項３】
平行させて設けた一対のバックヨークの内側に設けた第１の永久磁石と、前記バックヨーク間に設けられ、前記第１の永久磁石と同幅で逆極性の第２の永久磁石を挿入するための永久磁石挿入穴を有する非磁性体のマグネットホルダと、前記バックヨークとマグネットホルダの端面を連結する非磁性体の端板を備えた界磁部と、
矩形状に集中巻きし両端をコの字形に折り曲げて形成したコイルを備えた電機子部と、を備え、
前記電機子を前記マグネットホルダの外側に移動自在に嵌め合わせたボイスコイルリニアモータにおいて、
前記電機子部を構成するコイルの組立体は、前記マグネットホルダに移動自在に嵌め合う管状のボビンの両側面に、前記コの字形に折り曲げて形成したコイルの折り曲げ部を対向させてロの字形に貼付した２組のコイルより構成されたものであり、
前記界磁部は、前記バックヨークと前記マグネットホルダの一方端面に前記端板を連結することによりヨの字形に形成してあることを特徴とするボイスコイルリニアモータ。
【請求項４】
前記コの字形に折り曲げたコイルを２枚背中合せに貼付してＨ形に形成した請求項３に記載のボイスコイルリニアモータ。
【請求項５】
前記界磁部のヨの字形の側面の開口部にサブヨークを設けた請求項３に記載のボイスコイルリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ボイスコイル形リニアモータに関する。
【００２】
【従来の技術】
第１の従来の技術として、平行させて設けた一対のバックヨークの内側に複数の永久磁石を設け、この永久磁石間にセンタヨークを設け、バックヨークとセンターヨークの両端面をサイドヨークで連結し、日の字形をした界磁を構成し、前記センタヨークにトロイダル巻きのムービング・コイルを移動自在に嵌め合わせたボイスコイル形リニアモータがある（例えば、実開昭６３−２０２１７４号公報）。
第２の従来の技術として、磁気ヘッドを駆動するスイング・アームの駆動用の電機子コイルとして、矩形状に集中巻きしたコイルをコの字形に折り曲げたコイルがある（例えば、特開平４−２６３５４号公報）。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１の従来の技術では、バックヨークの側面の開口部で、ムービング・コイルの作る磁束が漏れ、サイド・フォースの原因になるとともに、コイルに無効部分が生じ効率の低下を来していた。
また、第２の従来の技術のコイルを第１の従来の技術のボイスコイル形リニアモータに適用しても、上記の問題は解決できない。
そこで本発明は、サイド・フォースの生じ難い、コイルに無効部分が生じない効率の良いボイスコイルリニアモータを提供することを目的とする。
【００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１の発明は発明は、平行させて設けた一対のバックヨークの内側に設けた第１の永久磁石と、前記バックヨーク間に設けられ、前記第１の永久磁石と同幅で逆極性の第２の永久磁石を挿入するための永久磁石挿入穴を有する磁性体のマグネットホルダと、前記バックヨークとマグネットホルダの端面を連結するサイドヨークからなる界磁部と、矩形状に集中巻きし両端をコの字形に折り曲げて形成したコイルからなる電機子部と、を備え、前記電機子を前記マグネットホルダの外側に移動自在に嵌め合わせたボイスコイルリニアモータにおいて、前記電機子部を構成するコイルの組立体は、前記マグネットホルダに移動自在に嵌め合う管状のボビンの両側面に、前記コの字形に折り曲げて形成したコイルの折り曲げ部を対向させてロの字形に貼付した２組のコイルより構成されたものであり、前記界磁部は、前記バックヨークと前記マグネットホルダの両端面に前記サイドヨークを連結することにより日の字形に形成してあることを特徴としている、
また、請求項２の発明は、請求項１記載のボイスコイルリニアモータにおいて、前記コの字形に折り曲げたコイルを２枚背中合せに貼付してＨ形に形成したものである。
また、請求項３の発明は、平行させて設けた一対のバックヨークの内側に設けた第１の永久磁石と、前記バックヨーク間に設けられ、前記第１の永久磁石と同幅で逆極性の第２の永久磁石を挿入するための永久磁石挿入穴を有する非磁性体のマグネットホルダと、前記バックヨークとマグネットホルダの端面を連結する非磁性体の端板を備えた界磁部と、矩形状に集中巻きし両端をコの字形に折り曲げて形成したコイルを備えた電機子部と、を備え、前記電機子を前記マグネットホルダの外側に移動自在に嵌め合わせたボイスコイルリニアモータにおいて、前記電機子部を構成するコイルの組立体は、前記マグネットホルダに移動自在に嵌め合う管状のボビンの両側面に、前記コの字形に折り曲げて形成したコイルの折り曲げ部を対向させてロの字形に貼付した２組のコイルより構成されたものであり、前記界磁部は、前記バックヨークと前記マグネットホルダの一方端面に前記端板を連結することによりヨの字形に形成してあることを特徴としている。
また、請求項４の発明は、請求項３記載のボイスコイルリニアモータにおいて、前記コの字形に折り曲げたコイルを２枚背中合せに貼付してＨ形に形成したものである。
また、請求項５の発明は、請求項３記載のボイスコイルリニアモータにおいて、前記界磁部のヨの字形の側面の開口部にサブヨークを設けたものである。
【００５】
【作用】
上記手段により、永久磁石２ｅ、２ｆにより磁束が集中化されるとともに、永久磁石２ｅ、２ｆとコイル８ａの折り曲げ部がラップする。
また、バックヨーク１ａ、１ｂとサブヨーク１１ａ、１１ｂよりなる新たな磁気回路が付加される。
【００６】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図１に基づいて説明する。
図１（ａ）は界磁部の構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は電機子部の構成を示す斜視図である。
界磁部は、図１（ａ）に示すように、平行させて設けたバックヨーク１ａ、１ｂの内側の面に、後述するコイル８ａ、８ｂの進行方向に、極性の異なる所定幅の永久磁石２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄをコイル８ａ、８ｂの進行方向と直角方向に着磁し、対向するものの極性が逆になるよう、所定ピッチで間隙Ｃをもたせて貼付し、バックヨーク１ａ、１ｂの中間に非磁性体のマグネットホルダ３を設け、マグネットホルダ３に永久磁石挿入穴３ａを設け、永久磁石挿入穴３ａに永久磁石２ａ、２ｂと同じ幅の永久磁石２ｅ、２ｆを永久磁石２ａ、２ｂと逆極性に進行方向と直角方向に着磁し永久磁石２ａ、２ｂと対面させて挿入してある。
バックヨーク１ａ、１ｂとマグネットホルダ３の両端面をサイドヨーク４ａ、４ｂで連結し、日の字形の界磁部１０を構成する。
永久磁石の作る磁束は、
１．永久磁石２ａ−永久磁石２ｅ−永久磁石２ｃ−バックヨーク１ｂ−サイドヨーク４ａ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ａを流れるφｅ、
２．永久磁石２ｂ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ａ−永久磁石２ｅ−永久磁石２ｃ−バックヨーク１ｂ−永久磁石２ｄ−永久磁石２ｆ−永久磁石２ｂ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ａを流れるφｃ、
３．永久磁石２ｂ−バックヨーク１ａ−サイドヨーク４ｂ−バックヨーク１ｂ−永久磁石２ｄ−永久磁石２ｆ−永久磁石２ｂを流れるφｅに３分岐される。
おのおのの永久磁石の作る磁束はギャップ部で集中される。ここでφｃ＝２＊φｅである。
なお、サイドヨーク４ａまたは４ｂの一方を省略し、ヨの字形の界磁部としてもよい。
この場合、上記の磁路の内１または３の一方がなくなるが、ギャップ部での磁束の集中度は損なわれない。
電機子部は、図１（ａ）に示すように、内径側にマグネットホルダ３と摺動自在に嵌め合う、非磁性体よりなる矩形断面の管状のボビン６の両端にはマグネットホルダ３と摺動自在に嵌め合う矩形断面の穴を設けたフランジ７ａ、７ｂを設けてある。ボビン６の両側面には矩形状に集中巻きしたコイルの対向する２辺を直角に折り曲げたコの字形のコイル８ａ、８ｂをおのおのの折り曲げ部を対面させてロの字形に貼付して、電機子部６０を構成する。
コイル８ａ、８ｂの結線は、矢印で示すように、電流が同方向に流れるようにしてある。コイル８ａ、８ｂの直角に折り曲げた部は永久磁石２ｅ、２ｆの側面とラップし、電機子反作用を生じる。
永久磁石２ａ、２ｂと永久磁石２ｅ、２ｆ間および永久磁石２ｅ、２ｆと永久磁石２ｃ、２ｄ間とコイル８ａ、８ｂ間に、空隙が生じるよう、マグネットホルダ３の外側にボビン６の内径側を摺動自在に嵌め合わせる。
【００７】
図２は第２の実施例を示す界磁部の斜視図である。
実施例のサイドヨーク４ａまたは４ｂの一方を省略し、一方のサイドヨーク４ａまたは４ｂを非磁性体の端板４ｎに換え、電機子６０の進行方向の一方端を開口し、界磁部１０をヨの字形に形成したものである。この場合、永久磁石の作る磁束は、実施例のφｃのみとなるが、永久磁石による磁気吸引力が端板４ｎに働かないので組立がし易くなる。
【００８】
図３は第３の実施例を示す界磁部の斜視図である。
この例は、第２の実施例のヨの字形に形成した界磁部１０の側面の開口部に、永久磁石２ａと２ｂおよび永久磁石２ｃと２ｄの間隙Ｃと同じ位置に、幅Ｃの非磁性体よりなるスペーサ１２、１２を挟んだサブヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを設ける。なお、スペーサ１２、１２を省略し空間にしてもよい。
この場合、サブヨーク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとコイル８ａ、８ｂのコの字形の両脚部の外側面との間のギャッブは洩れ磁束が生じないように充分な間隙を設ける。
このように構成することにより、
１．永久磁石２ａ−永久磁石２ｅ−永久磁石２ｃ−バックヨーク１ｂ−サブヨーク１１ａ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ａよりなる磁路、
２．永久磁石２ａ−永久磁石２ｅ−永久磁石２ｃ−バックヨーク１ｂ−サブヨーク１１ｃ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ａよりなる磁路、
３．永久磁石２ｂ−永久磁石２ｆ−永久磁石２ｄ−バックヨーク１ｂ−サブヨーク１１ｂ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ｂよりなる磁路に、
４．永久磁石２ｂ−永久磁石２ｆ−永久磁石２ｄ−バックヨーク１ｂ−サブヨーク１１ｄ−バックヨーク１ａ−永久磁石２ｂよりなる新たな磁路が付加され、ヨークの磁気飽和がなくなる。
なお、この場合のワークと電機子部６０との連結は、ヨークの一方端部の開口部でフランジ７ｂにより行う。
【００９】
図４は第４の実施例を示す電機子部の側面図である。
この例は、実施例のコイル８ａをコイル８ａ1 、８ａ2 の２枚に、コイル８ｂをコイル８ｂ1 、８ｂ2 の２枚とし、コイル８ａ1 、８ａ2 およびコイル８ｂ1 、８ｂ2 を背中合わせに貼付してＨ字状に形成し、コイル８ａ1 および８ｂ1 のＨ字状の外側の張出部を永久磁石２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの側面にラップさせてある。
この場合、コイル８ａ1 および８ｂ1 の張出部と永久磁石２ａ、２ｄ間に電機子反作用が働く。
【０１０】
図５は第５の実施例を示す電機子部の斜視図である。
この例は、実施例のフランジ７ａ、７ｂ間をＬ字形のスラスト板７ｔで連結し、Ｌ字形の底面を界磁の側面の開口の外側に出しワークとの連結をし易くしてある。
【０１１】
【発明の効果】
上記の構成により、下記の効果がある。
（１）永久磁石２ｅ、２ｆにより磁束が集中化されるので、漏れ磁束が生じ難くなり効率が向上する。
（２）永久磁石２ｅ、２ｆとコイル８ａの折り曲げ部がラップし電機子反作用が働くので、コイルに無効部分が生じない。
（３）第３の実施例においては、新たな磁気回路が付加されるので、ヨークで磁気飽和が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の、（ａ）界磁部の構成を示す斜視図、（ｂ）電機子部の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す界磁部の斜視図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す界磁部の斜視図。
【図４】本発明の第４の実施例を示す電機子部の側面図。
【図５】本発明の第５の実施例を示す電機子部の斜視図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  バックヨーク
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ  永久磁石
３  マグネットホルダ
３ａ  永久磁石挿入穴
４ａ、４ｂ  サイドヨーク
６  ボビン
７ａ、７ｂ  フランジ
７ｔ  スラスト板
８ａ、８ｂ、８ａ1 、８ａ2 、８ｂ1 、８ｂ2   コイル
１０  界磁部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ  サブヨーク
１２  スペーサ
６０  電機子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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