(57)【要約】【課題】本発明は、マグネットの隣接するヨーク側に切欠きを形成し、ヨーク側の磁束の飽和現象を防止し、磁束の効率を向上させてモータ効率を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明によるリニアモータ構造は、各マグネット(4,4と5,5)の互いに隣接する異なる磁極の各ヨーク(2,3)の内面(2a,3a)に接する側に、切欠き(20)によるテーパ面又は曲面を形成した構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ヨーク(2)の内面(2a)に設けられた複数の第１マグネット(4)と、前記第１ヨーク(2)と対向し所定の隙間(D)を置いて配設された第２ヨーク(3)と、前記第２ヨーク(3)の内面(3a)に設けられ前記各第１マグネット(4)と対向する複数の第２マグネット(5)と、前記隙間(D)内に可動状に配設され駆動コイル(6)を有する可動子(8)とを備え、前記駆動コイル(6)に駆動電流を印加することにより、前記可動子(8)を駆動させるようにしたリニアモータ構造において、
前記各マグネット(4,4と5,5)の互いに隣接する異なる磁極の前記各ヨーク(2,3)の内面(2a,3a)に接する側に、切欠き(20)によるテーパ面又は曲面を形成したことを特徴とするリニアモータ構造。
【請求項２】
前記テーパ面又は曲面は、前記マグネット(4,5)の厚さの１／４以上に対して形成されていることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ構造。
【請求項３】
前記マグネット(4,5)は、前記各ヨーク(2,3)に対して３個以上設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ構造。
【請求項４】
前記各ヨーク(2,3)及びマグネット(4,5)は、平板状をなすことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のリニアモータ構造。
【請求項５】
前記各ヨーク(2,3)及びマグネット(4,5)は、半円筒形又は円筒形をなすことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のリニアモータ構造。
【請求項６】
前記駆動コイル(6)は、軸支部(7)を介して往復回動自在な可動子(8)の一端に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ構造に関し、特に、ヨークに設けるマグネットの互いに隣接する異なる磁極の各ヨークの内面に接する側に、切欠きによるテーパ面又は曲面を形成し、ヨークの磁束飽和を防止し、極全体の有効磁束を増加させ、有効な異極間距離を縮めることができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のＶＣＭ（ボイスコイルモータ）としては、非特許文献１及び２に開示された図５から図９で示される構成を挙げることができる。
すなわち、図５から図７で示されるものは、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の磁気ヘッドを駆動するための磁気ヘッド駆動装置を示しており、図５及び図６は原理図、図７は図５及び図６の構成を実際に製品化した場合の構造について示している。
【０００３】
図５において符号１で示されるものは駆動装置であり、この駆動装置１の第１、第２ヨーク２、３の内面２ａ、３ａには、１対の第１マグネット４及び１対の第２マグネット５が間隙Ｇを介して配設されている。
【０００４】
前記第１、第２マグネット４、５間の隙間Ｄ内には直動可能に設けられたループ状の台形をなす駆動コイル６が配設されている。
前記駆動コイル６と各マグネット４、５との関係は、図５に示されるように互いに重合するように構成され、この駆動コイル６は軸支部７を介して回動自在に揺動運動するように構成された可動子８の一端８ａに取付けられ、この可動子８の他端８ｂには磁気ヘッド９が設けられている。
【０００５】
前述の図５及び図６に示された原理図に基づいて構成された駆動装置１は、実際には、図７の分解斜視図に示されるように構成され、各ヨーク２、３は間隔子１０を介して一体状に結合されている。
【０００６】
次に、動作について述べる。図８及び図９で示すように、まず、前記各マグネット４、５によって駆動コイル６は磁界作用を受けており、この駆動コイル６に電流を印加することにより推力を発生する。
この駆動コイル６の４辺のうちの２辺に推力を発生させ、可動子８の一端８ａを矢印の方向に押すことによって可動子８に回転トルクを与え、磁気ヘッド９を所望のトラック（ハードディスクのトラック）に位置決めさせる。
【０００７】
前述の場合、この推力発生に寄与する前記駆動コイル６に流れる電流の向きは互いに逆のため、作用する磁界の向きが逆になるように、各マグネット４、５は隣接する同志の極性が逆となるように配置され、推力Ｆの方向が同一方向となるように構成されている。
【０００８】
前記推力Ｆは、駆動コイル６の位置におけるギャップ磁束密度Ｂｇと、推力発生に寄与する２ケ所の前記駆動コイル６の全長ｌｅと、駆動コイル６の電流Ｉの積となる。
この関係は、図９のフレミングの左手の法則として知られており、ギャップ磁束密度Ｂｇは、各マグネット４、５の境界ではゼロ、マグネット４、５の中央では絶対値が最大となる。
【０００９】
【非特許文献１】２００２年１月発行の電気学会発表の電気学会技術報告、第８７３号の７。
【非特許文献２】２００３年発行の精密工学会誌Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．１１の１５５１頁。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のリニアモータ構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の各ヨーク２、３に設けられた各マグネット４、５は、駆動コイル６に対して有効な磁束を発生させるために、図１０のように、各マグネット４、５の各間の間隙Ｇを形成させているが、各マグネット４、５の有効極幅を向上させるには、各マグネット４、４と５、５間を接近させ、図１１で示されるように、各マグネット４、４と５、５の極幅を広げて磁束の効率を向上させる方法もあるが、この場合、図１１で示されるように、ヨーク部分に磁束が流れ、この部分が飽和し、結果として、極全体の有効磁束を減らしてしまうことになり、この構成を採用することは困難であった。この飽和をなくす手段として、ヨークの厚さを極力厚くする方法もあるが、ヨークの重量が増加することになり、採用は困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるリニアモータ構造は、第１ヨークの内面に設けられた複数の第１マグネットと、前記第１ヨークと対向し所定の隙間を置いて配設された第２ヨークと、前記第２ヨークの内面に設けられ前記各第１マグネットと対向する複数の第２マグネットと、前記隙間内に可動状に配設され駆動コイルを有する可動子とを備え、前記駆動コイルに駆動電流を印加することにより、前記可動子を駆動させるようにしたリニアモータ構造において、前記各マグネットの互いに隣接する異なる磁極の前記各ヨークの内面に接する側に、切欠きによるテーパ面又は曲面を形成した構成であり、また、前記テーパ面又は曲面は、前記マグネットの厚さの１／４以上に対して形成されている構成であり、また、前記マグネットは、前記各ヨークに対して３個以上設けられている構成であり、また、前記各ヨーク及びマグネットは、平板状をなす構成であり、また、前記各ヨーク及びマグネットは、半円筒形又は円筒形をなす構成であり、また、前記駆動コイルは、軸支部を介して往復回動自在な可動子の一端に設けられている構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるリニアモータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、各マグネットの互いに隣接する異なる磁極の各ヨークの内面に接する側に、切欠きによるテーパ面又は曲面を形成しているため、ヨークに発生する飽和磁束を避けて駆動コイルに向う有効磁束を増加させ、各極間を縮めることができ、高効率のリニアモータ駆動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、各マグネットの互いに隣接する異なる磁極の各ヨークの内面に接する側に、切欠きによるテーパ面又は曲面を形成し、ヨークに発生する飽和磁束を避け、各極間を縮め、高効率の駆動を行うことを目的とする。
【実施例】
【００１４】
以下、図面と共に本発明によるリニアモータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付し、説明すると共に、本発明によるリニアモータ構造の一例として、図４〜図８で示す駆動装置を援用するものとする。
図１は本発明のリニアモータ構造を示す構成であり、駆動装置１の第１、第２ヨーク２、３の内面２ａ、３ａには、１対の第１マグネット４及び１対の第２マグネット５が間隙Ｇを介して配設されている。
【００１５】
前記第１、第２マグネット４、５間の隙間Ｄ内には、直動可能に設けられたループ状の台形をなす駆動コイル６が配設されている。
前記各マグネット４、５は、各マグネット４、４と５、５の互いに隣接する異なる磁極Ｎ、Ｓの各ヨーク２、３の内面２ａ、３ａに接する側に、切欠き２０によるテーパ面又はＲによる曲面（図示せず）が形成され、この切欠き２０は互いに対向するように構成されている。
【００１６】
前記各マグネット４、５に前記切欠き２０を形成することにより、各ヨーク２、３側に向う磁束による従来の飽和現象はなくなり、駆動コイル６に向う有効磁束が点線で示されるように形成され、結果として、各マグネット４、４及び５、５の極間を縮めることができ、極幅を広げることができる。
【００１７】
尚、図１の駆動装置１は、従来の図５の駆動装置１と基本的には一部を除いて同一であり、従来例と同様に磁気ヘッド９を駆動するように適用することもでき、さらには、図示しない他の被駆動体を前期駆動コイル６に接続することにより、任意の直動動作を行うこともできる。
【００１８】
次に、図2の構成は、本発明による駆動装置１の各ヨーク２、３を長手状とし、マグネット４、５の数を、２個を含まない３個以上とした長手形状のリニアモータ構造の固定子の例を示しており、例えば、産業用の長手形状のリニアモータ（一例として、ミシン、半導体製造装置等）に適用することができる。
【００１９】
また、図３で示される構成は、ヨーク２、３及びマグネット４、５を半円筒形又は円筒形とし、駆動コイル６を有する可動子８を軸方向に沿って駆動させるようにした構造である。
尚、前記切欠き２０は、図４に示されるように、マグネット４、５の厚さＴの１／４以上から全厚である厚さＴすなわち４／４まで（図４の斜線で示される部分）が、種々実験の結果、好適であることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、ストロークの短い、リニアモータに限らず、ストロークの長い平型又は円筒型のリニアモータにも適用可である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるリニアモータ構造を示す断面構成図である。
【図２】図１の他の形態を示す要部の斜視図である。
【図３】図１の他の形態を示す要部の斜視図である。
【図４】図１の切欠きを示す説明図である。
【図５】従来のリニアモータ構造を示す平面図である。
【図６】図５の正面図を示す構成図である。
【図７】図５のリニアモータ構造を示す分解斜視図である。
【図８】図６のリニアモータ構造の動作原理を示す原理図である。
【図９】図８の動作原理をフレミングの右手の法則で示す原理図である。
【図１０】従来のリニアモータ構造を示す構成図である。
【図１１】図１０の極幅を広げた状態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    駆動装置
２    第１ヨーク
３    第２ヨーク
４    第１マグネット
５    第２マグネット
６    駆動コイル
２０    切欠き（テーパ部又は曲面）
３０    可動子
【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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