(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に往復移動する直動軸、前記直動軸に固定された磁石取付部及び前記磁石取付部に固定され前記直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる４つの永久磁石列を備えてなる可動子と、
巻線導体が環状に巻かれて形成され、前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ前記可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線並びに前記可動子の前記永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及び前記複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する２つの前記磁極部間に対応する前記環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように前記複数の磁極部が前記軸線方向に間隔をあけて配置されてなる４つの固定子コアユニットを備えてなる固定子とを具備し、
前記磁石取付部が４つの側面を有する四角柱形状を呈しており、前記複数の永久磁石がそれぞれ前記側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも前記４つの永久磁石列がぞれぞれ前記４つの側面上に形成されており、
前記４つの固定子コアユニットは、それぞれ前記スロットに対応する前記ヨークの部分に前記軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体が前記軸線方向に組み合わされて構成されており、
前記固定子コアユニットの前記複数の磁極部の磁極面と、対応する前記永久磁石列を構成する前記複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっているシリンダ型リニア同期モータであって、
隣接する２つの前記固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めるように配置され、且つ前記空間内に位置する複数の前記環状巻線の一部をそれぞれ受け入れるように前記軸線方向に並ぶ複数のスロットを備えて、隣接する２つの前記固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体とを備えていることを特徴とするシリンダ型同期モータ。
【請求項２】
前記４つの磁性連結体がそれぞれ一体に形成されている請求項１に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項３】
前記４つの磁性連結体は、それぞれ前記軸線方向に組合せ可能な複数の磁性連結分割体が前記軸線方向に組み合わされて構成されている請求項１に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項４】
前記４つの磁性連結体をそれぞれ対応する前記２つの固定子コアユニットに機械的に連結する機械的連結手段を更に備えていることを特徴とするシリンダ型同期モータ。
【請求項５】
前記磁石取付部の周方向に並び磁極面に同極性の磁極が現れる４つの前記平板状の永久磁石は、それぞれ周方向に隣接する他の前記平板状の永久磁石と接触していることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項６】
前記機械的連結手段は、前記磁性連結体に形成された複数の貫通孔と、前記固定子コアユニットに形成された複数の固定用孔と、前記複数の貫通孔及び複数の固定用孔にそれぞれ挿入された複数のネジ部材とからなる請求項４に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項７】
前記固定子コアユニットを構成する前記複数の固定子コア分割体は、それぞれ１つの前記磁極部を有し且つそれぞれ前記複数の固定子コア分割体が並ぶ方向と直交する方向に複数枚の鋼板が積層されて構成されており、
前記複数の固定子コア分割体には、前記磁極部の磁極面及び前記複数枚の鋼板の積層方向の両側に位置する前記磁極部の２つの側面に向かって開口するスリットがそれぞれ形成されており、
前記４つの固定子コアユニットをそれぞれ構成する複数の固定子コア分割体のうち、前記周方向に並ぶ４つの前記固定子コア分割体は、前記４つの固定子コア分割体に形成された４つの前記スリットに前記可動子を囲むように配置された磁性材料からなる環状固定板が嵌合されて相互の位置関係が固定されていることを特徴とする請求項２または３に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項８】
前記４つの磁性連結体には、それぞれ複数の前記環状固定板の一部が嵌合される複数のスリットが形成されている請求項７に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項９】
前記複数の磁性連結分割体には、それぞれ複数の前記環状固定板の一部が嵌合される複数のスリットが形成されている請求項７に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項１０】
軸線方向に往復移動する直動軸、前記直動軸に固定された磁石取付部及び前記磁石取付部に固定され前記直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる２ｎ個（ｎは２以上の自然数）の永久磁石列を備えてなる可動子と、
巻線導体が環状に巻かれて形成され、前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ前記可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線並びに前記可動子の前記永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及び前記複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する２つの前記磁極部間に対応する前記環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように前記複数の磁極部が前記軸線方向に間隔をあけて配置されてなる２ｎ個の固定子コアユニットを備えてなる固定子とを具備し、
前記磁石取付部が２ｎ個の側面を有する角柱形状を呈しており、前記複数の永久磁石がそれぞれ前記側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも前記２ｎ個の永久磁石列がぞれぞれ前記２ｎ個の側面上に形成されており、
前記２ｎ個の固定子コアユニットが、前記スロットに対応する前記ヨークの部分に前記軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体を前記軸線方向に組み合わさせることにより構成され、
前記固定コアユニットの前記複数の磁極部の磁極面と対応する前記永久磁石列を構成する前記複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっているシリンダ型リニア同期モータであって、
隣接する２つの前記固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めるように配置され、且つ前記空間内に位置する複数の前記環状巻線の一部をそれぞれ受け入れるように前記軸線方向に並ぶ複数のスロットを備えて隣接する２つの前記固定子コアユニット間を磁気的に連結する２ｎ個の磁性連結体と、
前記２ｎ個の磁性連結体をそれぞれ対応する前記２つの固定子コアユニットに機械的に連結する機械的連結手段とを備えていることを特徴とするシリンダ型同期モータ。
【請求項１１】
軸線方向に往復移動する直動軸、前記直動軸に固定された磁石取付部及び前記磁石取付部に固定され前記直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる４つの永久磁石列を備えてなる可動子と、
巻線導体が環状に巻かれて形成され、前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ前記可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線と、前記可動子の前記永久磁石列と所定の間隙を介して対向し且つ隣接する２つの前記磁極部間に対応する前記環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように前記軸線方向に間隔をあけて配置されてなる複数の磁極部及び前記可動子と対向する側で前記複数の磁極部を磁気的に連結して前記スロットを閉塞するスロット閉塞部を一体に有する固定子コア本体並びに前記固定子コアに形成された前記スロットの前記スロット閉塞部と対向する位置に形成された開口部を塞いでヨークを形成する補足コア部材を備えてなる４つの固定子コアユニットとを備えてなる固定子とを具備し、
前記磁石取付部が４つの側面を有する四角柱形状を呈しており、前記複数の永久磁石がそれぞれ前記側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも前記４つの永久磁石列がぞれぞれ前記４つの側面上に形成されており、
前記固定コアユニットの前記複数の磁極部の磁極面と対応する前記永久磁石列を構成する前記複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっているシリンダ型リニア同期モータであって、
隣接する２つの前記固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めるように配置され、且つ前記空間内に位置する複数の前記環状巻線の一部をそれぞれ受け入れるように前記軸線方向に並ぶ複数のスロットを備えて隣接する２つの前記固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体と、
前記４つの磁性連結体をそれぞれ対応する前記２つの固定子コアユニットに機械的に連結する機械的連結手段とを備えていることを特徴とするシリンダ型同期モータ。
【請求項１２】
前記磁石取付部の周方向に並び磁極面に同極性の磁極が現れる４つの前記平板状の永久磁石は、それぞれ周方向に隣接する他の前記平板状の永久磁石と接触していることを特徴とする請求項１１に記載のシリンダ型同期モータ。
【請求項１３】
軸線方向に往復移動する直動軸、前記直動軸に固定された磁石取付部及び前記磁石取付部に固定され前記直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる４つの永久磁石列を備えてなる可動子と、
巻線導体が環状に巻かれて形成され、前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ前記可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線並びに前記可動子の前記永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及び前記複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する２つの前記磁極部間に対応する前記環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように前記複数の磁極部が前記軸線方向に間隔をあけて配置されてなる４つの固定子コアユニットを備えてなる固定子とを具備し、
前記磁石取付部が４つの側面を有する四角柱形状を呈しており、前記複数の永久磁石がそれぞれ前記側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも前記４つの永久磁石列がぞれぞれ前記４つの側面上に形成されており、
前記４つの固定子コアユニットは、それぞれ前記スロットに対応する前記ヨークの部分に前記軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体が前記軸線方向に組み合わされて構成されており、
前記固定子コアユニットの前記複数の磁極部の磁極面と、対応する前記永久磁石列を構成する前記複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっているシリンダ型リニア同期モータであって、
隣接する２つの前記固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間に配置され、且つ前記空間内に位置する複数の前記環状巻線を覆うようにして、隣接する２つの前記固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体とを備えており、
前記固定子コアユニットを構成する前記複数の固定子コア分割体は、それぞれ１つの前記磁極部を有し且つそれぞれ前記複数の固定子コア分割体が並ぶ方向と直交する方向に複数枚の鋼板が積層されて構成されており、
前記複数の固定子コア分割体には、前記磁極部の磁極面及び前記複数枚の鋼板の積層方向の両側に位置する前記磁極部の２つの側面に向かって開口するスリットがそれぞれ形成されており、
前記４つの固定子コアユニットをそれぞれ構成する複数の固定子コア分割体のうち、前記周方向に並ぶ４つの前記固定子コア分割体は、前記４つの固定子コア分割体に形成された４つの前記スリットに前記可動子を囲むように配置された磁性材料からなる環状固定板が嵌合されて相互の位置関係が固定されており、
前記環状固定板は、隣接する２つの前記固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される４つの前記空間内に位置する４つの突出部を備えており、
前記４つの磁性連結体は、対応する前記空間内に位置する複数の前記突出部と係合した状態で前記複数の環状巻線を覆う形状を有していることを特徴とするシリンダ型同期モータ。
【請求項１４】
前記４つの磁性連結体は、それぞれ長手方向と直交する方向の横断面形状がＬ字状を呈しており且つ前記長手方向に延びる２つの端縁部には、前記長手方向に沿って延びるフックがそれぞれ一体に形成されており、
前記環状固定板に設けられた４つの前記突出部は、前記フックが係合し得る形状を有していることを特徴とする請求項１３に記載のシリンダ型同期モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動子が直線運動をするシリンダ型リニア同期モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−３３２２１１号公報及び特開２０００−２６２０３４号公報等に示された出願人の先願に係る従来のシリンダ型リニアモータでは、可動子が軸線方向に往復移動する直動軸、直動軸に固定された磁石取付部及び磁石取付部に固定され直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる４つの永久磁石列を備えている。また、固定子は巻線導体が環状に巻かれて形成され、軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線並びに可動子の永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及び複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する２つの磁極部間に対応する環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように複数の磁極部が軸線方向に間隔をあけて配置されてなる４つの固定子コアユニットを備えている。特に、特開平１１−３３２２１１号公報の図７に示された従来例の可動子の磁石取付部は、４つの側面を有する四角柱形状を呈している。そして複数の永久磁石はそれぞれ側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも４つの永久磁石列がぞれぞれ４つの側面上に形成配置されている。この例のようにいわゆる正方形シリンダ型リニアモータでは、固定子コアユニットの複数の磁極部の磁極面と対応する永久磁石列を構成する複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になる。また特開２０００−２６２０３４号公報には、４つの固定子コアユニットを、それぞれスロットに対応するヨークの部分に軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体を軸線方向に組み合わさせることにより構成する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のシリンダ形リニア同期モータでは、隣接する２つの固定子コアユニットの端面間に空間が形成されるため、固定子コアユニットの端面より漏れる漏れ磁束が大きくなり、これが推力の低下原因になっている。
【０００４】
本発明の目的は、固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体により、固定子コアユニット端面からの漏れ磁束を少なくするとともに、固定子コア全体に完全に閉じた磁気回路を形成することで巻線スペースを最大限に大きく設計でき、大きな推力を得ることができるシリンダ型リニア同期モータを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、よりコンパクトなシリンダ型リニア同期モータを提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、組み立てが容易な構造の固定子を備えたシリンダ型リニア同期モータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリンダ形リニア同期モータで用いる可動子は、軸線方向に往復移動する直動軸、この直動軸に固定された磁石取付部及び磁石取付部に固定され直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる４つの永久磁石列を備えている。なお１つの永久磁石列を構成する複数の永久磁石は、物理的に組合せた複数の永久磁石であってもよいし、物理的に１つの磁性体が長手方向に交互にＮ極とＳ極とに着磁されて構成された複数の永久磁石でもよい。
【０００８】
また固定子は、巻線導体が環状に巻かれて形成され、軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線並びに可動子の永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及び複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する２つの磁極部間に対応する環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように複数の磁極部が軸線方向に間隔をあけて配置されてなる４つの固定子コアユニットを備えている。この磁石取付部は４つの側面を有する四角柱形状を呈しており、複数の永久磁石がそれぞれ側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも４つの永久磁石列がそれぞれ４つの側面上に形成されている。また４つの固定子コアユニットは、スロットに対応するヨークの部分に軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体を軸線方向に組み合わさせることにより構成され、固定子コアユニットの複数の磁極部の磁極面と対応する永久磁石列を構成する複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっている。固定子コアユニットの複数の磁極部の磁極面を実質的に平坦に構成し、磁石取付体の磁石取付部に取付けられた永久磁石列を構成する複数の永久磁石として平板状の磁石を用いると、永久磁石の磁極面が平坦になって、複数の磁極部の磁極面との間の間隙寸法が実質的に一定になる。固定子の磁極面と可動子の磁極面との間の間隙寸法に実質的に変化がないため、磁気的に見て最も大きな推力が得られ、しかも直動軸を回転させるようなトルクが発生するのを阻止することができる。軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部の構造として、凹凸嵌合構造により組み合される構造や、また２つの固定子コア分割体のヨーク構成部分に対向する凹部またはスリットをそれぞれ形成し、対向する２つの凹部またはスリットの双方に共通の嵌合部材を嵌合させて組み合わされる構造等、公知の組合せ構造を用いることができる。
【０００９】
本発明では、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めるように配置され、且つ空間内に位置する複数の環状巻線の一部をそれぞれ受け入れるように軸線方向に並ぶ複数のスロットを備えて隣接する２つの固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体とを備えている。本発明のように、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間に磁性連結体を配置すると、実質的に磁路面積が増えるので、その分巻線スペースを最大限に大きく設計できるようになり、大きな推力が得られる。
【００１０】
本発明で用いる４つの磁性連結体はそれぞれ一体に形成されているので、少ない部品点数で、しかも容易に固定子コアユニット間を磁気的に連結することができる。
【００１１】
なお本発明で用いる４つの磁性連結体を、それぞれ軸線方向に組合せ可能な複数の磁性連結分割体を軸線方向に組み合わせて構成してもよい。このようにすると、固定子コアユニットを組み立てる際に固定子コア分割体にそれぞれ磁性連結分割体を一緒に組み合わせることができ、組み立て作業が容易になる。またこのようにすると軸線方向の長さの異なるリニアモータを製造する際に、専用の磁性連結体を製造せずに、磁性連結分割体の数を増やすことにより、任意の長さの磁性連結体を形成できるので、多品種少量生産に十分に対応できる。
【００１２】
４つの磁性連結体の固定子コアユニットへの機械的連結方法は、任意である。コアの外側にケースを用いない場合には、４つの磁性連結体をそれぞれ対応する２つの固定子コアユニットに機械的に連結する機械的連結手段を更に設ければ良い。この機械的連結手段は、例えば磁性連結体に形成された複数の貫通孔と、固定子コアユニットに形成された複数の固定用孔と、複数の貫通孔及び複数の固定用孔にそれぞれ挿入された複数のネジ部材とから構成することができる。このような連結手段を用いると、磁性連結体を２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間内に、簡単な構造でしっかりと固定することができる。
【００１３】
磁石取付部の周方向に並び磁極面に同極性の磁極が現れる４つの平板状の永久磁石を、それぞれ周方向に隣接する他の平板状の永久磁石と接触させると、固定子の磁極部の磁極面と対向する可動子側の永久磁石の磁極面の対向面積を最大にすることができ、更に推力を大きくすることができる。
【００１４】
また本発明で用いる固定子コアユニットを構成する複数の固定子コア分割体は、それぞれ１つの磁極部を有し且つそれぞれ複数の固定子コア分割体が並ぶ方向と直交する方向に複数枚の鋼板が積層されて構成されている。そして複数の固定子コア分割体には、磁極部の磁極面及び複数枚の鋼板の積層方向の両側に位置する磁極部の２つの側面に向かって開口するスリットがそれぞれ形成されている。このとき４つの固定子コアユニットをそれぞれ構成する複数の固定子コア分割体のうち、周方向に並ぶ４つの固定子コア分割体は、４つの固定子コア分割体に形成された４つのスリットに可動子を囲むように配置された磁性材料からなる環状固定板が嵌合されて相互の位置関係が固定されている。本発明を固定子コアユニットのヨークが露出するタイプのシリンダ型リニア同期モータ（フレームレスタイプのモータ）に適用した場合には、各固定子コア分割体の位置関係が固定されるため、組み立てが容易になるだけでなく、固定子コアユニットの磁極部の磁極面に作用する永久磁石の磁気吸引力により固定子コアユニットの形状が歪むのを防止することができる。
【００１５】
固定子コア分割体に形成したスリットに環状固定板を嵌合させる場合には、４つの磁性連結体にも、ぞれぞれ複数の環状固定板の一部が嵌合される複数のスリットを形成する。このようにすると環状固定板を用いても、磁性連結体の装着に支障が生じることはなく、また環状固定板の一部を利用して磁性連結体の位置決めをすることができるので、組み立てが容易になる。
【００１６】
前述の磁性連結分割体を用いて磁性連結体を構成する場合には、前述の複数の環状固定板の一部が嵌合されるスリットを磁性連結分割体のそれぞれに形成すればよい。
【００１７】
また本発明の思想は、固定子コアユニットが４個の場合に限定されるものではなく、一般的には２ｎ個（ｎは２以上の整数）の固定子コアユニットを用いる場合に適用できる。具体的には、軸線方向に往復移動する直動軸、直動軸に固定された磁石取付部及び磁石取付部に固定され直動軸の軸線方向に並ぶ複数の永久磁石からなる２ｎ個（ｎは２以上の自然数）の永久磁石列を備えてなる可動子と、巻線導体が環状に巻かれて形成され、軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線並びに可動子の永久磁石列と所定の間隙を介して対向する複数の磁極部及び複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し且つ隣接する２つの磁極部間に対応する環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように複数の磁極部が軸線方向に間隔をあけて配置されてなる２ｎ個の固定子コアユニットを備えてなる固定子とを具備し、磁石取付部が２ｎ個の側面を有する角柱形状を呈しており、複数の永久磁石がそれぞれ側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも２ｎ個の永久磁石列がぞれぞれ２ｎ個の側面上に形成されており、２ｎ個の固定子コアユニットが、スロットに対応するヨークの部分に軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体を軸線方向に組み合わさせることにより構成され、固定コアユニットの複数の磁極部の磁極面と対応する永久磁石列を構成する複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっているシリンダ型リニア同期モータにも適用することができる。すなわち磁石取付部（可動子）が４つの側面を有する四角形状だけでなく、６，８，…，（２ｎ）の側面を有する多角形にも適用することができる。この場合には、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めるように配置され、且つ空間内に位置する複数の環状巻線の一部をそれぞれ受け入れるように軸線方向に並ぶ複数のスロットを備えて隣接する２つの固定子コアユニット間を磁気的に連結する２ｎ個の磁性連結体と、２ｎ個の磁性連結体をそれぞれ対応する２つの固定子コアユニットに機械的に連結する機械的連結手段とを設ける。
【００１８】
本発明では、固定子コアユニットとして、スロットが磁極部の磁極面側に開口していないいわゆるオープニングレスタイプを用いることができる。このような固定子コアユニットを用いた固定子は、巻線導体が環状に巻かれて形成され、軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ可動子の周囲を囲むように配置された複数の環状巻線と、可動子の永久磁石列と所定の間隙を介して対向し且つ隣接する２つの磁極部間に対応する環状巻線の一部を受け入れるスロットを形成するように軸線方向に間隔をあけて配置されてなる複数の磁極部及び可動子と対向する側で複数の磁極部を磁気的に連結してスロットを閉塞するスロット閉塞部を一体に有する固定子コア本体並びに固定子コアに形成されたスロットのスロット閉塞部と対向する位置に形成された開口部を塞いでヨークを形成する補足コア部材を備えている。この場合にも隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めるように配置され、且つ空間内に位置する複数の環状巻線の一部をそれぞれ受け入れるように軸線方向に並ぶ複数のスロットを備えて隣接する２つの固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体と、４つの磁性連結体をそれぞれ対応する２つの固定子コアユニットに機械的に連結する機械的連結手段とを備えるようにする。
【００１９】
また本発明は、磁石取付部が４つの側面を有する四角柱形状を呈しており、複数の永久磁石がそれぞれ側面上に取付可能な平板状の永久磁石からなり、しかも４つの永久磁石列がぞれぞれ４つの側面上に形成されており、４つの固定子コアユニットは、それぞれスロットに対応するヨークの部分に軸線方向に組合せ可能な組合せ構造部を有する複数の固定子コア分割体が軸線方向に組み合わされて構成されており、固定子コアユニットの複数の磁極部の磁極面と、対応する永久磁石列を構成する複数の平板状の永久磁石の磁極面との間の間隙が、実質的に一定になっているシリンダ型リニア同期モータにも適用することができる。この場合には、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間に配置され、且つ空間内に位置する複数の環状巻線を覆うようにして、隣接する２つの固定子コアユニット間を磁気的に連結する４つの磁性連結体とを備える。固定子コアユニットを構成する複数の固定子コア分割体は、それぞれ１つの磁極部を有し且つそれぞれ複数の固定子コア分割体が並ぶ方向と直交する方向に複数枚の鋼板が積層されて構成されており、複数の固定子コア分割体には、磁極部の磁極面及び複数枚の鋼板の積層方向の両側に位置する磁極部の２つの側面に向かって開口するスリットをそれぞれ形成する。４つの固定子コアユニットをそれぞれ構成する複数の固定子コア分割体のうち、周方向に並ぶ４つの固定子コア分割体は、４つの固定子コア分割体に形成された４つのスリットに可動子を囲むように配置された磁性材料からなる環状固定板が嵌合されて相互の位置関係が固定されており、環状固定板は、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される４つの空間内に位置する４つの突出部を備えている。４つの磁性連結体は、対応する空間内に位置する複数の突出部と係合した状態で複数の環状巻線を覆う形状を有している。環状固定板により固定子コア分割体の相互位置関係が固定されるため、組み立てが容易になるだけでなく、固定子コアユニットの磁極部の磁極面に作用する永久磁石の磁気吸引力により固定子コアユニットの形状が歪むのを防止することができる。
【００２０】
上記の態様において使用される４つの磁性連結体は、それぞれ長手方向と直交する方向の横断面形状がＬ字状を呈しており且つ長手方向に延びる２つの端縁部には、長手方向に沿って延びるフックがそれぞれ一体に形成されている。環状固定板に設けられた４つの突出部は、フックが係合し得る形状を有している。このような形状の磁性連結体は、予め適当な長さのものを用意しておき、適用するコアの長さに応じて適当な長さに切断することにより、任意の長さのコアにも適用できるので、多品種少量生産に適している。また、４つの一体形の磁性連結体が固定子コアユニットに固定されるため、固定子コアユニットの磁極部の磁極面に作用する永久磁石の磁気吸引力により固定子コアユニットの形状が歪むのを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明のシリンダ型リニア同期モータの可動子及び固定子の実施の形態の一例の概略斜視図である。図２は固定子コアユニットの構造を示す平面図である。図３は後述する磁性連結体の概略斜視図である。シリンダ型リニア同期モータは可動子１と固定子３とから構成されている。可動子１は磁性材料である鉄製の直動軸５に四角柱形状を有する磁石取付部７が固定された構造を有している。直動軸５は往復直線運動可能に図示しない一対のリニア軸受に支持されている。直動軸５に固定されている磁石取付部７は、直動軸５の軸線方向に沿って延びる四角柱形状を有しており、そして四角柱形状の４つの側面（直動軸を囲む４つの辺）７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの上には永久磁石列９，１１，１３，１５がそれぞれ取付けられている。永久磁石列９〜１５は平板状の複数の永久磁石が軸線方向に並んで構成されている。４つの平板状の永久磁石９〜１５は、周方向に隣接している他の平板状の永久磁石列９〜１５と接触して取付けられている。４つの平板状の永久磁石列９〜１５の周方向の長さは、磁石取付部７の周方向の長さよりも平板状の永久磁石列９〜１５の厚み分だけ長くなっている。したがって磁石取付部７の側面７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの端部からは平板状の永久磁石列９〜１５の厚みに相当する突出部９ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａが突出しており、この突出部９ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａが他の平板状の永久磁石列９〜１５の端面９ｂ，１１ｂ，１３ｂ，１５ｂとそれぞれ接触している。４つの永久磁石列９〜１５の磁石取付部７への取付方法は任意であるが、例えば接着剤を介して磁石取付部７に固定してもよいし、永久磁石列９〜１５の全体を合成樹脂によりモールドしてもよい。さらに永久磁石列９〜１５が取付けられた磁石取付部７の外側に熱収縮チューブを被せた後、熱収縮チューブを加熱して熱収縮させて永久磁石列９〜１５を全体的に包み込むようにしてもよい。また磁石取付部７の直動軸５への固定方法は任意である。
【００２２】
可動子１の周囲にはヨーク１７ａと、直動軸５の径方向において磁極面１７ｂ…が平板状の永久磁石と対向し且つ直動軸５の軸線方向に所定の間隔をあけて配置された７つの磁極部１７ｃ…とを有する４つの固定子コアユニット１７…が配置されている。４つの固定子コアユニット１７…は、磁極面１７ｂが可動子１の永久磁石列９〜１５とそれぞれ対向するように周方向に等しい間隔（この例では９０°間隔）をあけて配置されている。
【００２３】
各固定子コアユニット１７は、図２に示すようにそれぞれ７つの固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇが軸線方向に組み合わされて構成されている。固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇは、各固定子コアユニット１７のスロット１８の中央部に対応するヨーク１７ａの部分に軸線方向に分離可能な組合せ構造部２１…を有している。また固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇは、それぞれ１つの磁極部１７ｃとヨーク１７ａの一部を構成するヨーク構成部分とを有している。隣接する２つの固定子コア分割体の間に形成されるスロット１８は、可動子１に向かって開口する開口部１８ｂと環状巻線２５ａ…の少なくとも一部を受け入れる巻線受け入れ部１８ａとを有している。固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇの磁極部１９ｃは、スロット１８の開口部１８ｂの軸線方向の幅寸法（図２の左右方向の幅寸法）が巻線受け入れ部１８ａの軸線方向の幅寸法よりも小さくなるように端部で広がった形状を有している。隣接する２つの固定子コア分割体の組合せ面（当接面）には、組合せ構造部２１…を構成する組合せ可能な凹部２１ａ…と凸部２１ｂ…とがそれぞれ形成されており、隣接する２つの固定子コア分割体はその組合せ構造部２１…により相互に連結されている。また固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇのヨーク構成部分には後述する磁性連結体２９を固定子コアユニットに連結するために複数の固定用孔２３…がそれぞれ形成されている。固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇは、それぞれ複数枚のケイ素鋼板を積層して構成されている。この例では、直動軸５の周方向に複数枚のケイ素鋼が積層されて固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇが構成されている。固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇのうち軸線方向の両端に位置する２つの固定子コア分割体１９ａ及び１９ｇはそれぞれ同じ形状を有しており、また２つの固定子コア分割体１９ａ及び１９ｇの間に位置する５つの固定子コア分割体１９ｂ〜１９ｆもそれぞれ同じ形状を有している。
【００２４】
各固定子コアユニット１７の隣接する２つの磁極部１７ｃ間に形成される６個のスロット１８には、巻線導体を環状に巻回してなる励磁巻線を構成する環状巻線２５ａ〜２５ｆの一部がそれぞれ嵌合されている。図１の斜視図には環状巻線２５ａのみを破線を用いて示している。隣接する２つの固定子コアユニット１７の間には、軸線方向に延びる４つの空間２７が形成される。この４つの空間２７には隣接する２つの固定子コアユニット１７を磁気的に連結するために、図３に示す磁性連結体２９が機械的連結手段３７により固定されている。図１に示した斜視図は４本の空間２７に磁性連結体２９がそれぞれ配置されている様子を示している。磁性連結体２９には、磁性連結体２９を空間２７に配置したときに環状巻線２５ａ〜２５ｆの一部を収納する大きさ及び形状に加工されたスロット２９ａ〜２９ｆが軸線方向に並ぶように形成されている。また、磁性連結体２９を空間２７に配置したときに露出する２つの面３０ａ及び３０ｂには、隣接する２つの固定子コアユニットにネジ部材３５によりネジ止めして固定するための貫通孔３１，３３が軸線方向に並んで形成されている。このネジ部材３５によって磁性連結体２９は隣接する固定子コアユニット間にしっかり固定されるとともに、空間２７をしっかり埋められる。これら磁性連結体２９に形成された貫通孔３１，３３、固定子コアユニット１７に形成された固定用孔２３及び貫通孔３１，３３並びに固定用孔２３にそれぞれ挿入されるネジ部材３５で機械的連結手段３７が構成されている。
【００２５】
図１に示すリニア同期モータの固定子７の環状巻線２５ａ〜２５ｆは、固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇを組み合わせて４個の固定子コアユニット１７…を一緒に組み立てる際に、２つの固定子コア分割体の間に順次挟み込まれる。図４は図１に示したシリンダ型リニア同期モータの固定子３の組立方法を説明する図である。なお、図４には１つの固定子コアユニット１７の組立方法のみを示しているが、実際には４つの固定子コアユニット１７を同時に組み立てる。まず、平板状の組立板３９の上に９０°の間隔をあけて配置された組立治具４１を備えた基台４３を用意する。組立治具４１には固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇを組み合わせる際に、固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇをしっかり固定して位置ずれを防止するためのガイドとなる凹部４１ａが形成されている。また、組立治具４１には他の組立治具４１と連結するために円柱状の突起部４１ｂが２本形成されている。
【００２６】
４個の固定子コアユニット１７…を構成するための４個の固定子コア分割体１９ａを組立治具４１の凹部４１ａに合わせて配置しその上に環状巻線２５ａを配置する。次に、組立治具４１を用意し、基台４３上の治具４１に連結させる。組立治具４１同士の連結方法は、図示しない突起部４１ｂが挿入される挿入孔に突起部４１ｂを挿入する。そして環状巻線２５ａを間に挟むようにして４個の固定子コア分割体１９ｂを４個の固定子コア分割体１９ａの上に組み合わせる。以後、環状巻線２５ｂ〜２５ｆと各４個の固定子コア分割体１９ｃ〜１９ｇを同様にして順次組み合わせて同時に４個の固定子コアユニット１７…を組み立ててる。そして最後に各固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇの結合部にレーザを照射して各固定子コア分割体１９ａ〜１９ｇを一体化する。このようにすると組み立て作業時に各４個の固定子コア分割体が移動することがなく、組立が容易になる。
【００２７】
このように、固定子コアユニットの複数の磁極部の磁極面を実質的に平坦に構成し、磁石取付体の磁石取付部に取付けられた永久磁石列を構成する複数の永久磁石として平板状の磁石を用いると、永久磁石の磁極面が平坦になって、複数の磁極部の磁極面との間の間隙寸法が実質的に一定になる。このようにすると固定子の磁極面と可動子の磁極面との間の間隙寸法に実質的に変化がないため、磁気的に見て最も大きな推力が得られ、しかも直動軸を回転させるようなトルクが発生するのを阻止することができる。
【００２８】
また、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間に磁性連結体を配置することにより、実質的に磁路断面積が増えるので、巻線スペースを最大限に大きく設計できるようになり、大きな推力が得られる。
【００２９】
なお、本例では図５に示すスロット形状及び組合せ構造部を有する固定子コア分割体を組み合わせた固定子コアユニットを用いることができる。図５において、図２に示した前の実施の形態を構成する部材と同様の部材には、図２に付した符号に１００の数を加えた数の符号を付して原則として説明を省略する。図５に示した固定子コアユニット１１７と図２に示す固定子コアユニット１７とは、スロット１１８の形状及び組合せ構造部１２１の形状が異なっている。隣接する２つの固定子コア分割体の組合せ構造部１２１…には鳩尾状の凸部１２１ｂ…と鳩尾状の凸部１２１ｂが嵌合される凹部１２１ａ…とがそれぞれ形成されている。またスロット１１８の開口部１１８ｂの軸線方向の幅が巻線受け入れ部１１８ａに比べ極端に狭くなっている。このように、固定子コアユニットを構成する固定子コア分割体を連結する組合せ構造体及びスロットの形状が異なっていても本発明に適用することができる。
【００３０】
図６は本発明をフレームを用いないシリンダ型リニア同期モータに適用した場合の実施の形態の一例を示す図であり、図６（Ａ）はシリンダ型リニア同期モータの一部断面図、図６（Ｂ）は底面図である。また図７はこのシリンダ型リニア同期モータで用いる１つの固定子コア分割体と環状固定板との対応関係を概略的に示す斜視図であり、図８は図７に示す固定子コア分割体に嵌合される後述する環状固定板の概略を示す平面図である。図６乃至図８において、図１〜図４にに示した実施の形態のモータを構成する部材と同様の部材には、図１〜図４に付した符号に２００の数を加えた数の符号を付して原則として説明を省略する。
【００３１】
この実施の形態のシリンダ型リニア同期モータは、固定コアを包むフレームを備えていない、いわゆるフレームレスタイプのモータである。そのため図６に示すように、固定子コアユニット２１７は、固定子コアユニット２１７を構成する固定子コア分割体２１９ａ〜２１９ｊのうち、両端の固定子コア分割体２１９ａ及び２１９ｊがエンドブラケット２４５及び２４７にそれぞれ固定されている。固定子コア分割体２１９ａ及び２１９ｊのヨーク構成部分には凸部２４９及び２５１が形成されている。またエンドブラケット２４５及び２４７の固定子コア分割体２１９ａ及び２１９ｊが固定される部分には、凹部２５３及び２５５が設けられている。これらの凸部２４９及び２５１と凹部２５３及び２５５とが嵌合されて、エンドブラケットと各固定子コアユニットとの位置関係が定められている。そしてエンドブラケット２４５及び２４７は、間に固定子コアを挟むようにして、４本の長尺の固定用ネジ２５７乃至２５９によって相互に連結されている。
【００３２】
エンドブラケット２４５及び２４７の開口部２４５ａ，２４７ａには、ボールスプライン２６１及び２６３からなる一対のリニア軸受け２６５及び２６７が嵌合されている。直動軸２０５はこの一対のリニア軸受け２６５及び２６７によってエンドブラケット２４５及び２４７に対して往復直線運動可能に支持されている。またエンドブラケット２４５及び２４７にはリニア軸受２６５及び２６７（ボールスプライン２６１及び２６３）に潤滑剤（グリース）を供給するための潤滑剤供給口２６６及び２６８がそれぞれ設けられている。直動軸２０５を平行に２本配置することにより、可動子２０１が回転することを防止している。直動軸２０５の後方端（図６の右側）には、取付用のボルト２７１によって後方部材２６９が固定されている。また直動軸２０５と平行にリニアセンサの駆動部２７３がボルト２７５により固定されている。
【００３３】
固定子コアユニット２１７は固定子コア分割体２１９ａ〜２１９ｊが軸線Ｘ−Ｘ方向に組み合わされて構成されている。各固定子コア分割体２１９ａ〜２１９ｊは軸線方向Ｘ−Ｘに分離可能な組合せ構造部２２１…によって相互に連結されている。固定子コア分割体２１９ａ〜２１９ｊは、それぞれ１つの磁極部２１７ｃを有しており、それぞれ複数の固定子コア分割体が並ぶ方向（軸線Ｘ−Ｘ方向）と直交する方向に複数枚の鋼板が積層されて構成されている。本例で用いる固定子コア分割体２１９ａ〜２１９ｊには、磁極部２１７ｃの磁極面２１７ｂ及び複数枚の鋼板の積層方向の両側に位置する磁極部２１７ｃの２つの側面２１７ｄ及び２１７ｅに向かって開口するスリット２７７…がそれぞれ形成されている。図７には理解を容易にするために、スリット２７７が形成されている１つの固定子コア分割体２１９ｂのみを示している。
【００３４】
また４つの固定子コアユニット２１７をそれぞれ構成する複数の固定子コア分割体のうち、周方向に並ぶ４つの固定子コア分割体２１９ｂには、４つの固定子コア分割体２１９ｂに形成された４つのスリット２７７に環状固定板２７９が嵌合されている。図７および図８に示すように、この環状固定板２７９は四角形の薄板の磁性材料から形成されており、中央部には四角形状の可動子２０１が貫通する貫通孔２７９ｉが設けられている。４つの固定子コア分割体のスリット２７７には環状固定板２７９の４つの辺部２７９ｅ，２７９ｆ，２７９ｇ，２７９ｈがそれぞれ嵌合される。環状固定板２７９が４つの固定子コア分割体に嵌合されると、隣接する２つの固定子コア分割体の隣接するそれぞれの端面間に形成される空間には、環状固定板２７９の角部の４つの三角形辺部２７９ａ，２７９ｂ，２７９ｃ，２７９ｄがそれぞれ露出するようになる。空間を埋めるために配置する４つの磁性連結体には、この三角形辺２７９ａ，２７９ｂ，２７９ｃ，２７９ｄが嵌合される寸法に形成された複数のスリット（図示せず）が形成されている。このスリットは、環状巻線の一部が嵌合されるスリットとは別に設けられている。
【００３５】
本例のように環状固定板２７９を用いると固定子コアユニットの組立が容易になる。例えば、予め４つの固定子コア分割体のスリットに環状固定板２７９の４辺を嵌合させた固定子コア分割体のブロックを多数用意しておく。そしてこの固定子コア分割体のブロックを軸線方向に連結させるだけで４つの固定子コアユニットが完成する。
【００３６】
このようにすると、環状固定板２７９により周方向に並ぶ４つの固定子コア分割体の位置関係が定まり、固定子コアユニットの磁極部の磁極面に作用する永久磁石の磁気吸引力によって固定子コア分割体が軸線に向かって移動して固定子コアユニットが歪むのを防止することができる。また永久磁石列と固定子コアユニットの磁極部の磁極面との間の間隙寸法を一定に保つことができて、大きな推力を得ることができる。また固定子コアユニットの組立も容易になる。
【００３７】
図９は本発明の他の実施の形態のシリンダ型リニア同期モータの概略斜視図である。図１０は図８のシリンダ型リニア同期モータで用いる固定子コア本体の形状を示す平面図である。図１１は図８に示したシリンダ型リニア同期モータの組立方法を示す概略図である。図８〜図１１において、図１〜図４に示した実施の形態を構成する部材と同様の部材には、図１〜図４に付した符号に３００の数を加えた数の符号を付して原則として説明を省略する。図９に示すシリンダ型リニア同期モータが図１〜図４に示した実施の形態と異なる点は、固定子コア本体にいわゆるオープニングレスの固定子コアを用いていることである。オープニングレスの固定子コア３１７は、可動子３０１と対向する側に位置する複数の磁極部３１７ｃが、スロット３１８を閉塞するスロット閉塞部３１８ｃを介して磁気的に連結されている。固定子コア３１７の両端には磁性連結体３２９を固定するためにネジ部材３３５が挿入される２つの固定用孔３２３が形成されている。そしてスロット３１８のスロット閉塞部３１８ｃと対向する位置に形成されたスロット開口部３１８ｂは補足コア部材３４５によって塞がれている。補足コア部材３４５は四角柱形状を有しており、長さ方向の２つの面３４５ａ，３４５ｂには長さ方向に沿って凹部３４６がそれぞれ形成されている。この補足コア部材３４５によりヨーク３１７が形成されている。隣接する２つの固定子コアユニット３１７の間には、軸線方向に延びる４本の空間３２７が形成されている。この４本の空間３２７には隣接する２つの固定子コアユニット３１７を磁気的に連結するために、図８に示す四角柱形状の磁性連結体３２９が配置されている。この磁性連結体３２９には、磁性連結体３２９を空間３２７に配置したときに環状巻線３２５ａ〜３２５ｆの一部を収納する大きさ及び形状に加工されたスロット３２９ａ〜３２９ｆが軸線方向に並んで形成されている。また、磁性連結体３２９を空間３２７に配置したときに露出する２つの面３３０ａ及び３３０ｂには、隣接する２つの固定子コアユニットにネジ部材３３５によりネジ止めして固定するための貫通孔３３１，３３３が軸線方向に並んで形成されている。このネジ部材３３５によって磁性連結体３２９は空間３２７をしっかり埋めて強固に固定される。このように固定子コアにオープニングレスのコアを用いた場合であっても、補足コア部材３４５を用いることでヨークが形成される。また磁性連結体３２９により４本の空間で発生する漏れ磁束を防止することができる。図９に示したシリンダ型リニア同期モータの組立方法は図４に示した組立方法と基本的に同じであるが、固定子コアユニット３１７…が組み立てが終了して磁性連結体３２９を配置する前に、スロット３１８のスロット開口部３１８ｂの一方の開口部から補足コア部材３４５を挿入すればよい。
【００３８】
なお上記の各実施例では、磁石取付部（可動子）が４つの側面を有する四角形状の可動子について説明したが、磁石取付部が６つの側面を有する六角形の可動子、磁石取付部が８つの側面を有する八角形の可動子を用いてもよい。可動子が六角形の場合には固定子コアユニットは６つ設け、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間を埋めて隣接する２つの固定子コアユニット間を磁気的に連結する磁性連結体は６つ設ける。また可動子が八角形の場合には固定子コアユニットを８つ設け、磁性連結体は８つ設ける。
【００３９】
図１２は、本発明の他の実施の形態のシリンダ型リニア同期モータの概略斜視図である。この実施の形態は、図６ないし図８を用いて説明した前述の実施の形態と類似するものである。図１３（Ａ），（Ｂ）は図１２のモータで用いる１つの固定子コアユニットの構造を示す図である。図１４は固定子コア分割体の位置関係を固定するために用いる環状固定板の平面図である。図１５は、この実施の形態において、２つの隣接する固定子コアユニットの間に形成される空間内に配置する磁性連結体の構造を示す斜視図である。図１２〜図１５において、図１〜図８に示した前述の実施の形態を構成する部材と同様の部材には、図６〜図８に付した符号に２００または３００の数を加えた数の符号を付して原則として説明を省略する。
【００４０】
図１２に示すシリンダ型リニア同期モータが、特に図６〜図８を用いて説明した前述の実施の形態と異なる点は、本実施の形態で用いる環状固定板４７９の形状が図６及び図７に示した環状固定板２７９の形状と異なる点と、磁性連結体４３７の構造が異なっている点である。
【００４１】
本実施例で用いる各固定子コアユニット４１７は、図１３（Ａ）に示すように固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈが軸線方向に組み合わされて構成されている。この実施の形態では、図１３（Ｂ）に示す構造の固定子コア５１７を用いることができる。なおこの固定子コア５１７の構造の構造は、スリット５７７を除いて図５に示した固定子コア１１７と同様である。図１３（Ａ）には、図１２に示すシリンダ型リニア同期モータの固定子分割体４１９ａ〜４１９ｇのみを示している。図１３（Ａ）に示すように、固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈは、各固定子コアユニット４１７のスロット４１８の中央部に対応するヨーク４１７ａの部分に軸線方向に分離可能な組合せ構造部４２１…を有している。また固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈは、それぞれ１つの磁極部４１７ｃとヨーク４１７ａの一部を構成するヨーク構成部分とを有している。隣接する２つの固定子コア分割体の間に形成されるスロット４１８は、可動子４０１に向かって開口する開口部４１８ｂと環状巻線４２５ａ…の少なくとも一部を受け入れる巻線受け入れ部４１８ａとを有している。固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈの磁極部４１９ｃは、スロット４１８の開口部４１８ｂの軸線方向の幅寸法が巻線受け入れ部４１８ａの軸線方向の幅寸法よりも小さくなるように端部で広がった形状を有している。隣接する２つの固定子コア分割体の組合せ面（当接面）には、組合せ構造部４２１…を構成する組合せ可能な凹部４２１ａ…と凸部４２１ｂ…とがそれぞれ形成されており、隣接する２つの固定子コア分割体はその組合せ構造部４２１…により相互に連結されている。固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈは、それぞれ複数枚のケイ素鋼板を積層して構成されている。この例では、直動軸４０５の周方向に複数枚のケイ素鋼が積層されて固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈが構成されている。固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈのうち軸線方向の両端に位置する２つの固定子コア分割体４１９ａ及び４１９ｈはそれぞれ凹部４２１ａと凸部４２１ｂとを除くと同じ形状を有しており、また２つの固定子コア分割体４１９ａ及び４１９ｈの間に位置する固定子コア分割体１９ｂ〜１９ｇもそれぞれ同じ形状を有している。
【００４２】
本例で用いる固定子コア分割体４１９ａ〜４１９ｈには、磁極部４１７ｃの磁極面４１７ｂ及び複数枚の鋼板の積層方向の両側に位置する磁極部４１７ｃの２つの側面４１７ｄ及び４１７ｅに向かって開口するスリット４７７…がそれぞれ形成されている。４つの固定子コアユニット４１７をそれぞれ構成する複数の固定子コア分割体のうち、周方向に並ぶ４つの固定子コア分割体４１９ｂには、４つの固定子コア分割体４１９ｂに形成された４つのスリット４７７に環状固定板４７９が嵌合されている。図１４に示すようにこの環状固定板４７９は四角形の薄板の磁性材料から形成されており、４つの角部には突出部４７９ａ〜４７９ｄがそれぞれ形成されている。この４つの突出部４７９ａ〜４７９ｄは固定子コアユニット４１７の隣接するそれぞれの端面間に形成される４つの空間内に露出するようになる。また環状固定板４７９の中央部には四角形状の可動子４０１が貫通する貫通孔４７９ｉが設けられている。４つの固定子コア分割体に設けられたスリット４２７には環状固定板４７９の４つの辺部４７９ｅ〜４７９ｈがそれぞれ嵌合される。
【００４３】
隣接する２つの固定コアユニットの間に形成される空間を埋めるために配置する４つの磁性連結体４３７は、図１５に示すように長手方向と直交する方向の横断面形状４３７ｃがＬ字状を呈している。そして長手方向に延びる２つの端縁部４３７ａ，４３７ｂには、長手方向に沿って延びるフックＦ１，Ｆ２がそれぞれ一体に形成されている。このフックＦ１，Ｆ２は、環状固定板４７９の４つの突出部４７９ａ〜４７９ｄに形成されている段部４８１ａ〜４８１ｈにそれぞれ係合されて、前述の空間内に露出する環状巻線４２５ａを覆っている。４つの突出部４７９ａ〜４７９ｄには、それぞれ貫通孔４７９ｊが形成されている。各環状固定板４７９の対応するに突出部４７９ａ〜４７９ｄにそれぞれ形成された貫通孔４７９ｊには、各環状固定板４７９を相互に機械的に連結する長い通しボルトが挿入され、図示していないフランジ２４７とブラケット２４５とが共締めされる。そのため、４つの磁性連結体４３７は、固定子コアユニットから抜け落ちることはない。このように、本実施例では、環状固定板により周方向に並ぶ４つの固定子コア分割体の相互の位置関係が固定されるため、固定子コアユニットの磁極部の磁極面に作用する永久磁石の磁気吸引力により固定子コアユニットの形状が歪むのを防止することができる。また、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間に磁性連結体を配置することにより、実質的に磁路面積が増えるので、その分巻線スペースを最大限に大きく設計できるようになり、大きな推力が得られる。
【００４４】
図１６は、本発明の更に他の実施の形態を示す斜視図である。図１６には、図１２に付した符号に２００の数を加えた数の符号を付して、主要部の説明を省略する。この実施の形態では、４つの磁性連結体６３７を、それぞれ軸線方向に組合せ可能な複数の磁性連結分割体６３７ａを軸線方向に組み合わせて構成している。図１７は１つの磁性連結分割体６３７ａの斜視図を示している。この磁性連結体を除くその他の構造は、図６乃至図８に示した前述の実施の形態と同じである。したがって、この実施の形態では、図７及び図８に示す環状固定板を採用している。磁性連結分割体６３７ａに形成されたスリット６３７ｂには、図８に示す環状固定板２７９の４つの辺部２７９ａ，２７９ｂ，２７９ｃ，２７９ｄが嵌合される。磁性連結分割体６３７ａは、スリット６３７ｂが形成された板状態６３７ｃと、この板状部６３７ｃの上端部に一体に連結されて板状部６３７ｃの厚み方向の両側（組み合わされたときにはモータの軸線方向の両側）に延びる横断面形状がＬ字状を呈する外壁部６３７ｄとから構成されている。そして板状部６３７ｃには、板状部６３７ｃを厚み方向に貫通する貫通孔６３７ｄが形成されている。図１６に示すように組立てられた状態において、軸線方向に整列する各磁性連結分割体６３７ａの各貫通孔６３７ｄには、通しボルトが挿入され、図示していないフランジ２４７とブラケット２４５と共締めされる。そのため、各磁性連結体６３７は、固定子コアユニットから抜け落ちることはない。
【００４５】
本実施の形態のように、磁性連結体６３７を複数の磁性連結分割体６３７ａにより構成すると、任意の長さの固定子を簡単に製造することができる。
【００４６】
なお図１２に示した実施の形態においても、図１６に示した実施の形態と同様に、磁性連結体を複数の磁性連結分割体から構成することができる。その場合に用いる磁性連結分割体は、図１５に示した磁性連結体４３７の長さを短くしたものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、隣接する２つの固定子コアユニットの隣接するそれぞれの端面間に形成される空間に磁性連結体を配置することにより、実質的に磁路断面積が増えるので、その分、巻線スペースを最大限に大きく設計できるようになり、大きな推力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリンダ型リニア同期モータの可動子及び固定子の実施の形態の一例の概略斜視図である。固定子コアユニットの構造を示す平面図である。
【図２】図１の固定子コアユニットの構造を示す平面図である。
【図３】図１の磁性連結体の概略斜視図である。
【図４】シリンダ型リニア同期モータの固定子３の組立方法を説明する図である。
【図５】図２の固定子コアユニットの変形例を示す平面図である。
【図６】本発明をフレームを用いないシリンダ型リニア同期モータに適用した場合の実施の形態の一例を示す図であり、図６（Ａ）はシリンダ型リニア同期モータの一部断面図、図６（Ｂ）は底面図である。
【図７】図６で用いる固定子コア分割体及び環状固定板の概略斜視図である。
【図８】図６で用いる環状固定板の概略正面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態のシリンダ型リニア同期モータの概略斜視図である。
【図１０】図９で用いる固定子コアユニットの平面図である。
【図１１】図９のシリンダ型リニア同期モータの固定子を組み立てる説明に用いる図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態のシリンダ型リニア同期モータの概略斜視図である。
【図１３】（Ａ），（Ｂ）は図１２で用いる固定子コアユニットの構造を示す図である。
【図１４】固定子コア分割体の位置関係を固定するために用いる環状固定板の平面図である。
【図１５】固定子コアユニットの隣接する空間面に配置する磁性連結体の一例の構造を示す斜視図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態のシリンダ型リニア同期モータの概略斜視図である。
【図１７】図１６の実施の形態で用いる磁性連結分割体の一例の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２０１，３０１，４０１  可動子
３，２０３，３０３，４０３  固定子
５，２０５，３０５，４０５  直動軸
７，２０７，３０７，４０７  磁石取付部
９〜１５，２０９〜２１５，３０９〜３１５，４０９〜４１５  永久磁石列
１７，２１７，３１７，４１７  固定子コアユニット
１９、２１９，３１９，４１９  固定子コア分割体
２１，１２１，２２１，３２１、４２１，５２１  組合せ構造部
２３，１２３，３２３  固定用孔
２５ａ〜２５ｆ、２２５ａ〜２２５ｆ  環状巻線
２９，３２９，４２９  磁性連結体
３１，３３，３３１，３３３  貫通孔
３５，３３５  ネジ部材
３７，３３７  機械的連結手段
２４５  補助コア部材
２７７，４７７，５７７  スリット
２７９，４７９  環状固定板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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