(57)【要約】【課題】  永久磁石側からの漏れ磁束が磁気式リニアエンコーダの磁気スケールに影響を与えることを防止して磁気式リニアエンコーダの誤動作を防止することが可能なリニアモータを提供すること。【解決手段】  ベース及び該ベースに設置され内側に複数個の永久磁石を備えたヨークとからなる固定子と、固定子に対して移動可能に配置されコイルを備える可動子と、固定子のベース又は可動子の何れか一方に設置された磁気センサと、固定子のベース又は可動子の何れか他方に設置され磁気センサと磁気式リニアエンコーダを構成する磁気スケールとを具備してなるリニアモータにおいて、固定子の永久磁石と磁気式リニアエンコーダとの間に漏れ磁束を遮断する漏れ磁束遮断部材を設置したもの。【選択図】  図１
2006320049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース及び該ベースに設置され内側に複数個の永久磁石を備えたヨークとからなる固定子と、
上記固定子に対して移動可能に配置されコイルを備える可動子と、
上記固定子のベース又は上記可動子の何れか一方に設置された磁気センサと、
上記固定子のベース又は上記可動子の何れか他方に設置され上記磁気センサと磁気式リニアエンコーダを構成する磁気スケールと、
を具備してなるリニアモータにおいて、
上記固定子の永久磁石と上記磁気式リニアエンコーダとの間に漏れ磁束を遮断する漏れ磁束遮断部材を設置したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
請求項１記載のリニアモータにおいて、
上記磁気スケールは上記ベースに取り付けられていると共に上記磁気センサは上記ベースの外側に配置された上記可動子に取り付けられていて、上記磁束遮断部材は上記永久磁石と上記磁気スケールとの間の上記ベースに設置されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項１記載のリニアモータにおいて、
上記磁気スケールは上記ベースに取り付けられていると共に上記磁気センサは上記ベースの内側に配置された上記可動子に取り付けられていて、上記磁束遮断部材は上記永久磁石と上記磁気センサとの間の上記ベースに設置されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載のリニアモータにおいて、
上記磁束遮蔽部材は上記磁気スケール又は磁気センサに対して近接した状態で設置されていて、且つ、上記磁気スール又は磁気センサの大きさに対してより大きな範囲で遮断できるような大きさに設定されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載のリニアモータにおいて、
上記漏れ磁束遮断部材は、軟磁性材料から構成されているものであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
請求項５記載のリニアモータにおいて、
上記軟磁性材料は、比透磁率１０００〜１００００００、保持力０．１〜１００程度のものであることを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
請求項６記載のリニアモータにおいて、
上記軟磁性材料は、ステンレス製であることを特徴とするリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータに係り、特に、そこに使用されている磁気式リニアエンコーダと固定子側の永久磁石との間に漏れ磁束を遮断する漏れ磁束遮断部材を設け、それによって、磁気式リニアエンコーダが漏れ磁束の影響で誤動作することを防止することができるように工夫したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリニアモータは、例えば、図３に示すような構成になっている。まず、固定子２００があり、この固定子２００はベース２０１を備えている。上記ベース２０１は、底板２０３と、この底板２０３から上方に向かって立設された一対の側壁２０５、２０７とから構成されている。又、上記ベース２０１の外側にはカバ２０９が設置されている。
【０００３】
上記ベース２０１の一対の側壁２０５、２０７の内側には、一対のヨーク２１１、２１１が対向・配置されている。上記ヨーク２１１は複数個のヨーク要素２１１ａを連接した構成になっている。上記ヨーク２１１、２１１の内側には複数個の永久磁石２１３が紙面に直交する方向に沿って設置されている。これら複数個の永久磁石２１３は、例えば、図３の左側の永久磁石２１３の磁極の極性とそれに対向・配置された永久磁石２１３の磁極の極性が異なる極性となるように配置されている。
【０００４】
又、上記一対のヨーク２１１、２１１の間には可動子２１５が、紙面に直交する方向に移動可能に設置されている。上記可動子２１５は、スライダ２１７と、このスライダ２１７の下方に取り付けられたコイル取付部２１９とから構成されている。上記コイル取付部２１９には複数個のコイル２２１が紙面に直交する方向に沿って内装されている。
【０００５】
又、磁気式リニアエンコーダ２２３が設置されている。この磁気式リニアエンコーダ２２３は、上記可動子２１５のスライダ２１７側に取り付けられたヘッド２２５を備えていて、このヘッド２２５には磁気センサ２２７が組み込まれている。又、上記磁気センサ２２７に対して微少隙間を介して磁気スケール２２９が対向・配置されている。この磁気スケール２２９はベース２０１の側壁２０５の外側に設置されている。上記磁気スケール２２９には着磁ピッチαｍｍにて多極着磁が施されている。
【０００６】
そして、スライダ２１７が動作するとそこに取り付けられている磁気センサ２２７も移動する。その際、上記磁気スケール２２９に多極着磁された磁束変化が検出され、その検出信号に基づいて可動子２１５の位置や速度が検出されるものである。
【０００７】
尚、同種のリニアモータを開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平２００４−３４３８７４号公報
【特許文献２】特開平２００４−３３８０１９号公報
【０００９】
因みに、上記特許文献１、特許文献２には、シャフト状のステータを採用したリニアモータの構成において磁気シールドを設置した構成が開示されている。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の構成によると次のような問題があった。
前述したように、固定子２００を構成する一対のヨーク２１１、２１１は、複数個のヨーク要素２１１ａを連接した構成になっている。そのため、ヨーク要素２１１ａ、２１１ａ同士のつなぎ目から磁束が漏れることがある。この漏れ磁束が上記磁気スケール２２９に影響を与え、それによって、多極着磁が乱されてしまい、結局、磁気式リニアエンコーダ２２３が正常に動作しなくなってしまうという問題があった。
このような問題に対しては、例えば、永久磁石２１３と磁気スケール２２９を十分に離間・配置させて漏れ磁束が磁気スケール２２９に影響しないようにすることが考えられる。しかしながら、それでは装置が大型化してしまうことになる。
【００１１】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、永久磁石側からの漏れ磁束が磁気式リニアエンコーダの磁気スケールに影響を与えることを防止して磁気式リニアエンコーダの誤動作を防止することが可能なリニアモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1によるリニアモータは、ベース及び該ベースに設置され内側に複数個の永久磁石を備えたヨークとからなる固定子と、上記固定子に対して移動可能に配置されコイルを備える可動子と、上記固定子のベース又は上記可動子の何れか一方に設置された磁気センサと、上記固定子のベース又は上記可動子の何れか他方に設置され上記磁気センサと磁気式リニアエンコーダを構成する磁気スケールと、を具備してなるリニアモータにおいて、上記固定子の永久磁石と上記磁気式リニアエンコーダとの間に漏れ磁束を遮断する漏れ磁束遮断部材を設置したことを特徴とするものである。
又、請求項２によるリニアモータは、請求項１記載のリニアモータにおいて、  上記磁気スケールは上記ベースに取り付けられていると共に上記磁気センサは上記ベースの外側に配置された上記可動子に取り付けられていて、上記磁束遮断部材は上記永久磁石と上記磁気スケールとの間の上記ベースに設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項３によるリニアモータは、請求項１記載のリニアモータにおいて、上記磁気スケールは上記ベースに取り付けられていると共に上記磁気センサは上記ベースの内側に配置された上記可動子に取り付けられていて、上記磁束遮断部材は上記永久磁石と上記磁気センサとの間の上記ベースに設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるリニアモータは、請求項２又は請求項３記載のリニアモータにおいて、上記磁束遮蔽部材は上記磁気スケール又は磁気センサに対して近接した状態で設置されていて、且つ、上記磁気スール又は磁気センサの大きさに対してより大きな範囲で遮断できるような大きさに設定されていることを特徴とするものである。
又、請求項５によるリニアモータは、請求項１〜請求項４の何れかに記載のリニアモータにおいて、上記漏れ磁束遮断部材は、軟磁性材料から構成されているものであることを特徴とするものである。
又、請求項６によるリニアモータは、請求項５記載のリニアモータにおいて、  上記軟磁性材料は、比透磁率１０００〜１００００００、保持力０．１〜１００程度のものであることを特徴とするものである。
又、請求項７によるリニアモータは、請求項６記載のリニアモータにおいて、上記軟磁性材料は、ステンレス製であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べたように本願発明によるリニアモータによると、ベース及び該ベースに設置され内側に複数個の永久磁石を備えたヨークとからなる固定子と、上記固定子に対して移動可能に配置されコイルを備える可動子と、上記固定子のベース又は上記可動子の何れか一方に設置された磁気センサと、上記固定子のベース又は上記可動子の何れか他方に設置され上記磁気センサと磁気式リニアエンコーダを構成する磁気スケールと、を具備してなるリニアモータにおいて、上記固定子の永久磁石と上記磁気式リニアエンコーダとの間に漏れ磁束を遮断する漏れ磁束遮断部材を設置した構成になっているので、漏れ磁束が磁気スケールに影響を与えることを防止することができ、磁気式リニアエンコーダが漏れ磁束によって誤動作するようなことを防止することができる。又、その際、装置を大型化させる必要もない。
又、漏れ磁束遮断部材は、装置のレイアウトによって、永久磁石と磁気スケールの間、又は、永久磁石と磁気センサの間に設置されることになる。
その際、上記磁束遮蔽部材を上記磁気スケール又は磁気センサに対して近接した状態で設置し、且つ、上記磁気スール又は磁気センサの大きさに対してより大きな範囲で遮断できるような大きさに設定することが考えられ、それによって、漏れ磁束の磁気スケール或いは磁気センサに与える影響を確実に軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。まず、固定子１があり、この固定子１はベース２を備えている。上記ベース２は、底板３と、この底板３から上方に向かって立設された一対の側壁５、７とから構成されている。又、上記ベース２の外側にはカバ９が設置されている。
【００１５】
上記ベース２の一対の側壁５、７の内側には、一対のヨーク１１、１１が設置されている。上記ヨーク１１は複数個のヨーク要素１１ａを紙面に直交する方向に沿って連接した構成になっている。上記ヨーク１１、１１の内側には複数個の永久磁石１３が紙面に直交する方向に沿って設置されている。これら複数個の永久磁石１３は、例えば、図１の左側の永久磁石１３の磁極とそれに対向・配置された永久磁石１３の磁極とが異なる極性となるように配置されている。
【００１６】
又、上記一対のヨーク１１、１１の間には可動子１５が、紙面に直交する方向に移動可能に設置されている。上記可動子１５は、スライダ１７と、このスライダ１７の下方に取り付けられたコイル取付部１９とから構成されている。上記コイル取付部１９には複数個のコイル２１が紙面に直交する方向に沿って内装されている。
【００１７】
又、磁気式リニアエンコーダ２３が設置されている。この磁気式リニアエンコーダ２３は、上記可動子１５のスライダ１７側に取り付けられたヘッド２５を備えていて、このヘッド２５には磁気センサ２７が組み込まれている。又、上記磁気センサ２７に対して微少隙間を介して磁気スケール２９が対向・配置されている。この磁気スケール２９はベース１の側壁５の外側に設置されている。上記磁気スケール２９には着磁ピッチαｍｍにて多極着磁が施されている。
【００１８】
上記磁気スケール２９の背面側（図１中右側）にはステンレス製の軟磁性材料からなる漏れ磁束遮断部材３１が設置されている。すなわち、この実施の形態の場合には、ベース２の側壁５に対して磁気スケール２９を直接配置するのではなく、まず、上記漏れ磁束遮断部材３１を配置してその上に磁気スケール２９を配置しているものである。このように構成することにより、ヨーク１１のつなぎ目からの漏れ磁束は漏れ磁束遮断部材３１の中で消費されることになり、磁気スケール２９内に入り込むことを防止することができる。上記軟磁性材料は、比透磁率１０００〜１００００００、保持力０．１〜１００程度のものである。
【００１９】
そして、スライダ１７が動作するとそこに取り付けられている磁気センサ２７も移動する。その際、上記磁気スケール２９に多極着磁された磁束変化が検出され、その検出信号に基づいて可動子１５の位置や速度が検出されるものである。
【００２０】
以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
すなわち、磁気スケール２９と永久磁石１３との間に漏れ磁束遮断部材３１を設置しているので、ヨーク１１のつなぎ目、すなわち、ヨーク要素１１ａ同士のつなぎ目から漏れる磁束が磁気スケールに影響を与えることを防止することができる。すなわち、漏れ磁束が上記漏れ磁束遮断部材３１内で消費されることになるのでそれだけ漏れ磁束分が弱まり、それによって、磁気式リニアエンコーダ２３が漏れ磁束によって誤動作するようなことを防止することができるものである。又、その際装置を大型化させる必要もない。
因みに、漏れ磁束は実測値で漏れ磁束遮断部材３１がない場合の最大１／１０に減衰した。
又、本実施の形態の場合には、磁気スケール２９と永久磁石１３との間に板状の漏れ磁束遮断部材３１を設置するという極めて簡単な構成で所望の効果を得ることができる。
【００２１】
次に、図２を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。まず固定子１００があり、この固定子１００はベース１０１を備えている。上記ベース１０１は、底壁１０３と、この底壁１０３の左右から上方に立設された一対の側壁１０５、１０７とから構成されている。上記ベース１０１にはヨーク１０９が設置されている。このヨーク１０９はその横断面形状が「逆コの字状」をなしていて、複数個のヨーク要素１０９ａを紙面に直交する方向に沿って連接した構成になっているものである。上記ヨーク１０９の上下両内側面には複数個の永久磁石１１０が紙面に直交する方向に沿って設置されている。
【００２２】
上記ヨーク１０９には可動子１１１が紙面に直交する方向に移動可能に設置されている。この可動子１１１は、スライダ１１３と、このスライダ１１３に取り付けられたコイル取付部１１５とから構成されている。上記コイル取付部１１５には複数個のコイル１１７が紙面に直交する方向に沿って内装されている。
【００２３】
又、磁気式リニアエンコーダ１１９が設置されている。この磁気式リニアエンコーダ１１９は、可動子１１１側に取り付けられたヘッド１２１を備えていて、このヘッド１２１には磁気センサ１２３が設置されている。又、ベース１０１の側壁１０７には磁気スケール１２５が設置されている。そして、上記磁気センサ１２３の図２中左側にステンレス製の軟磁性材料からなる漏れ磁束遮断部材１２７が設置されているものである。
【００２４】
したがって、この場合には漏れ磁束の影響が磁気検出素子１２３に及ばないようにすることが可能となり、磁気式リニアエンコーダ１１９の漏れ磁束に起因した誤動作の発生を防止することができるものである。
【００２５】
尚、本発明は前記第１、第２の実施の形態に限定されるものではない。
漏れ磁束遮断部材の材質としては、軟磁性材料以外にも様々な材質のものが考えられる。
又、固定子、可動子の構成は図示したものに限定されず様々なものが想定される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、リニアモータに係り、特に、そこに使用されている磁気式リニアエンコーダと固定子側の永久磁石との間に漏れ磁束を遮断する漏れ磁束遮断部材を設け、それによって、磁気式リニアエンコーダが漏れ磁束の影響で誤動作することを防止することができるように工夫したものに関し、例えば、一軸アクチュエータに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。
【図３】従来例を示す図で、リニアモータの構成を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ベース
３  底壁
５  側壁
７  側壁
９  カバ
１１  ヨーク
１１ａ  ヨーク要素
１３  永久磁石
１５  可動子
１７  スライダ
１９  コイル取付部
２１  コイル
２３  磁気式リニアエンコーダ
２５  ヘッド
２７  磁気センサ
２９  磁気スケール
３１  漏れ磁束遮断部材
【図１】
2006320049.tif 000003
【図２】
2006320049.tif 000004
【図３】
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