(57)【要約】リニアモータ用の積層体およびその配置構造であって、この積層体３０は、固定部材に隣接して配置された基部３１と、少なくとも１つの翼状部３３とを有しており、その端部が、基部３１および翼状部３３の平面に対して所定の角度で曲げられてフラップ３８を形成している。複数の積層体を円形に配置すると、フラップ３８の端部が積層体３０の前縁部の間の角度間隔を画定する。フラップ３８は、配列中で互いに概ね共平面的であり、積層体３０の配列を据え付けるために、外部部材を前記フラップ３８に取り付ける、比較的大きな領域を有する表面を形成している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材（１０）に隣接して配置されるとともに共平面状に延びる少なくとも１つの翼状部（３３）を一体に有する基部を含み、磁性金属材料で作製される、リニアモータ用の積層体であって、前記翼状部（３３）の先端が、前記基部（３１）および前記翼状部（３３）の面に対して所定の角度で曲げられてフラップ（３８）を形成していることを特徴とする積層体。
【請求項２】
前記フラップ（３８）が、前記積層体（３０）の隣接面に対して約９０°〜１５０°の角度を成すことを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
複数の積層体は配列体へと配置され、各フラップ（３８）が前記積層体（３０）の隣接面に対して突出（ｐ）し、その突出（ｐ）が前記フラップ（３８）の設けられている領域での隣接する２つの積層体（３０）の間の隙間（ｇ）に等しくまたはそれよりわずかに小さく、前記フラップ（３８）が積層体（３０）の隣接面に対して約９０°の湾曲角度（α）を成すことを特徴とする請求項１に記載の積層体を使用するリニアモータ用の積層体構造。
【請求項４】
複数の積層体は配列体へと配置され、各フラップ（３８）が積層体（３０）の隣接面に対して突出（ｐ）し、その突出（ｐ）が前記フラップ（３８）の設けられている領域での隣接する２つの積層体（３０）の間の隙間（ｇ）に等しくまたはそれよりわずかに大きく、前記フラップ（３８）が９０°より大きく１８０°より小さい角度（β）を成すことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項５】
前記積層体（３０）の厚さを「ｅ」とし、前記フラップ（３８）の設けられている領域での隣接する２つの積層体（３０）の間の隙間を「ｇ」としたときに、前記湾曲角度（β）が好ましくは式β＝９０＋ａｒｃｓｉｎ［（ｅ／（ｅ＋ｇ）］で定義されることを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項６】
前記突出（ｐ）が前記隙間（ｇ）よりも大きいときに、前記フラップ（３８）が部分的に重なり合うことを特徴とする請求項４に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項７】
前記フラップ（３８）が互いに共平面的に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項８】
積層体の配列体が円形であることを特徴とする請求項３または４に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項９】
積層体の配列体のフラップ（３８）に取り付けられた外部部材（５０）を含むことを特徴とする請求項３または４に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項１０】
前記外部部材（５０）が、接着剤（５２）によって積層体の配列体のフラップ（３８）に取り付けられることを特徴とする請求項９に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項１１】
前記外部部材（５０）が、周りに積層体が取り付けられたリニアコンプレッサのシリンダ（１０）の外側に一体化されたフランジ（１０ａ）によって画定されることを特徴とする請求項９に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項１２】
前記外部部材（５０）が、リニアコンプレッサのシリンダ（１０）と該コンプレッサのリニアモータの外側積層体（２０）の配列体との両方に取り付けられる連結リング（４０）によって画定されることを特徴とする請求項９に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータ用の積層体および、前記積層体のより確実な据付けを提供する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
リニアモータは、広く知られている装置であり、コイルまたは磁石要素のいずれか１つが固定部材に据え付けられ、その他方の要素が可動部材に据え付けられる。リニアモータは、内側積層体の配列体と外側積層体の配列体とを有しており、それらの間で磁石要素が運動する。コイルに電流が加わると、磁力線が発生して磁石要素と相互作用し、可動部材の直線運動を生み出す。このようなリニアモータは、一般に冷却コンプレッサで使用されており、可動部材がコンプレッサのピストンによって画定され、ピストンには磁石要素が据え付けられている。コイルは、シリンダを形成するコンプレッサ構造の外側部分に固定して据え付けられており、リニアモータが動作するとピストンがシリンダ内側で往復運動する。リニアモータは、他の機械でも使用されており、例えば、ブッシング内側のシャフトを往復運動させ、シャフトの運動によって機械作用が発揮される。
【０００３】
添付図面の図１は、リニアモータに関する既知の構成の内側積層体３０を示す。この内側積層体３０は、平面状であり、普通、磁気的特性を有する薄板金属材料片から打抜き加工される。一般に、内側積層体３０は、図のように、平らな先端３４として画定できる尖った端部を備える、１対の共平面状の翼状部３３が組み込まれた「Ｕ」字形の基部３１を有する。各内側積層体３０は、陥凹部または切込み３６を備えており、その中にトロイダルコイル（図示せず）が据え付けられ、当該トロイダルコイルに電流が流される。図２および図３は、リニアモータのステータを形成するように円形に配列された内側積層体３０の据付けを示しており、内側積層体３０の基部３１は、シャフトが中で往復運動するブッシングによって、あるいはピストンが中で往復運動するコンプレッサのシリンダによって画定されることができる第１固定部材の周りに固定されている。外側積層体２０からなる配列体は、ブッシングまたはコンプレッサのシリンダを収容するカップの内面によって画定されることができる第２固定部材の周りに設置されている。
【０００４】
図１および図２に示す内側積層体３０の実施形態では、上方翼状部３３の平らな先端３４が、前述のように、積層体の配列体をシリンダフランジやリング状の連結要素などの据付け部材に溶接または糊付けするのに利用可能な領域を画定する。この積層体自体の厚さによってほぼ画定される表面領域は、内側積層体３０の配列体の良好な固定および据付けを保証するには十分でないことがある。
【０００５】
リニアコンプレッサの内側積層体３０の配列体を形成する一つの方法を、図４に示す。この構成では、コンプレッサのシリンダ１０が中央のボアを備えており、その中でピストン（図示せず）が往復運動する。シリンダ１０部分の外周の周りには、内側積層体３０の基部３１が据え付けられており、この基部は、シリンダ１０の外周またはシリンダに据え付けられた他の適切な支持手段に固定されている。外側積層体２０を配列してなる積層体は、個々には部品片の形態をしており、カップ（図示せず）の円形壁面の内部の周りに据え付けられている。外側積層体２０の上端部は、平らな先端の形態をしており、また、シリンダ１０と一体に形成されシリンダ１０から径方向に延びているフランジ１０ａの下面に取り付けられている。当該上端部のフランジ１０ａの下面への固定は、接着剤または溶接によって達成される。あるいは、外側積層体２０を、シリンダがその内部に位置決めされるカップの壁面上に設けられた支持体に据え付けることもできる。
【０００６】
図５は、同一出願人の同時継続特許出願に記載されるような、リニアコンプレッサのモータについての他のタイプの積層体据付け構造を示す。図５に示す据付けでは、コンプレッサのシリンダ１０には、シリンダの製造を比較的複雑かつ高価なものにするフランジ１０ａが設けられていない。図５のこの実施形態では、内側積層体３０は、平らな先端３４が設けられた翼状部３３を有する。またこの実施形態では、外側積層体２０の端部も平らであり、非磁性材料の連結リング４０が、内側積層体３０および外側積層体２０の上端部に据え付けられ、接着剤または溶接によって端部に取り付けられている。したがって、外側積層体２０が内側積層体３０に取り付けられた連結リング４０を介して懸架据付けされており、次にこれらがシリンダ１０に取り付けられる。
【０００７】
図４に示す構造のシリンダ１０のフランジ１０ａの下面、または図５に示す構成の連結リング４０の下面を、内側積層体３０および外側積層体２０の上端部に取り付けることのできる領域は、各積層体の厚さによって画定されるものにすぎない。積層体が薄い場合、あまり安定して据付けされない。外側積層体２０の場合には、外側積層体２０の径方向幅が比較的小さく、積層体がその径方向幅全体にわたって互いに非常に近接して維持されるので、各積層体の端部固定領域は、重要ではない。この場合、端部固定領域が事実上互いに関連しているので、糊付けまたは溶接によるそれらの固定が容易である。
【０００８】
しかし、内部積層体３０の場合には、積層体の径方向の幅により、シリンダ１０に取り付けられた内縁部から外縁部３５に向かって互いに離れるように発散する。外縁部３５は、それぞれ完全に離れており、上端部の平らな先端３４も同様であるので、平らな先端３４を単一表面として固定することができない。このように、内側積層体３０では、積層体をより良好に固定するのに、上方の固定領域が重要になる。
【０００９】
前述の構成の他の問題は、コンプレッサシリンダの外周全体の周りで、内側積層体３０を互いにある角度間隔をあけて維持するのが難しいことである。
【００１０】
したがって、リニアモータの内側積層体３０および外側積層体２０によって画定されるような円形配列に配置できる構造を有する積層体を提供して、それらの少なくとも１つの端部を他の部材に固定するためのより大きな表面領域を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、リニアモータで使用されるものなど、積層体の配列体へ配置される積層体についての改良型構造を提供して、配列体の各積層体の少なくとも１つの端部を外部の部材に固定するためのより大きな表面領域を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、リニアモータ用の積層体は、磁気的性質を有し、リニアコンプレッサのブッシングまたはシリンダの外表面などの固定部材に隣接して置かれる、あるいはブッシングまたはシリンダを収容するカップなどの他の固定部材の内表面に接して置かれる基部を含んだ構造を呈する金属片で形成される。この積層体には、基部から延びる少なくとも１つの共平面状の翼状部が組み込まれており、この翼状部の端部が、基部と翼状部の共通平面に対してある角度で曲げられてフラップが形成され、このフラップはそのサイズに対応する表面積を備えている。複数の積層体を円形配列に配置して、リニアモータが形成される。フラップは、共通平面内に位置するように積層体の上端部に設けられていて、積層体の配列体に外部の部材を据え付けるための比較的大きな表面領域を形成する。
【００１３】
本発明の前述および他の目的ならびに利点は、添付の図面を参照すればより明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図６は、本発明に従って作製される、リニアモータ用の積層体３０の斜視図を示す。従来技術の積層体について前述したように、本発明の内側積層体３０もまた平面状の金属片を備え、この金属片は磁気的性質を有するとともに基部３１を呈している。基部３１はコイル６０を収容する陥凹部を形成するとともに、前縁部３５を有する１対の共平面状の翼状部３３を一体化している。内側積層体３０は、翼状部３３の先端が積層体の平面に対して曲がってフラップ３８を形成している点で、図１〜５のものと異なる。
【００１５】
図６、７、８、９に示す実施形態では、翼状部３８の湾曲角度αが約９０°であるので、各フラップ３８が翼状部３３の平面を横切るように位置して大きな表面領域を与えている。この実施形態では、積層体３０の隣接面に対するフラップ３８の突出「ｐ」は、隣接する２つの積層体３０の前縁部３５の間に存在する隙間「ｇ」に等しく、またはそれよりわずかに小さい。
【００１６】
図１０に示す実施形態では、フラップ３８の湾曲角度βは、９０°より大きく１８０°より小さく、一般には約９０°〜１５０°である。さらに、その角度βは、「ｅ」を積層体３０の厚さとし、「ｇ」を隣接する２つの積層体３０の前縁部３５の間に存在する隙間としたときに、式β＝９０＋ａｒｃｓｉｎ［ｅ／（ｅ＋ｇ）］で定義されると好ましい。この実施形態では、隣接する積層体３０の面に対するフラップ３８の突出「ｐ」が隙間「ｇ」に等しく、またはそれよりわずかに大きいので、突出「ｐ」が隙間「ｇ」より大きいときには、フラップ３８が部分的に重なり合って配置される。
【００１７】
図示した構成では、フラップ３８は、各積層体３０の平面に対して横断または傾斜しており、各フラップ３８が電気モータを画定するような配列に配置されているときには、積層体３０の周縁部の周辺での当該積層体の間隔を決定する。各フラップ３８が隣接する積層体に接触するため、内側積層体３０の前縁部３５の円周方向における間隔を均一に維持するのを容易にする。図７および図８は、リニアモータの内側積層体を形成するように円形の配列体へと配置された複数の内側積層体３０を示す。図に見られるように、内側積層体３０のフラップ３８は、互いに位置合わせされて共通平面内に位置している。すなわち、フラップ３８は、互いに共平面的である。
【００１８】
図７および図８に示すような円形配列に据え付けると、フラップ３８が、図４のシリンダ１０のフランジ１０ａや図５の連結リング４０などの外部部材のための概ね平面状の接触領域を与える。内側積層体３０の先端３４を固定するための外部部材が、図８に、部品５０で表され、接着剤５２によってフラップ３８に連結された状態で示されている。フラップ３８によって形成される接触領域は、図４および図５に示す内側積層体３０の平面状の先端３４だけによって得られる接触領域、すなわち、固定に利用可能な表面領域が積層体の厚さだけによって画定されるときに比べ、少なくとも５０％大きい。フラップ３８を設けると、シリンダ１０のフランジ１０ａまたは連結リング４０の下方表面によって画定できる、外部部材５０へのより良好な溶接または糊付け条件が提供される。またフラップ３８が離隔冶具を画定するので、内側積層体３０により一定した角度間隔を与える手段が提供される。
【００１９】
本発明の新規な積層体構造の利点には、次のものが含まれる。
糊付け／溶接領域の拡大。
より高い構造的信頼性。
より高い構造的剛性。
最終製品についてのより良い信頼性。
低雑音。
積層体のより良好な角度位置決め。
【００２０】
本明細書に記載のように、この積層体は、モータの作用によって可動部材が往復運動するいずれかのタイプの装置を駆動できるリニアモータで使用することができる。
【００２１】
フラップ３８は、リニアモータの内側積層体３０の据付けに特に適切かつ必要なものであるが、外側積層体２０の間隔に本明細書に提案するフラップ３８の使用が示唆されるときには、外側積層体に対し同じ解決策を適用できることを理解すべきである。
【００２２】
本発明の具体的な特徴は、図面の図では便宜上示したにすぎず、それぞれ本発明による他の特徴と組み合わせることができる。当業者には代替的な実施形態が認識され、それらを特許請求の範囲に含めるものとする。したがって、前述の説明は、本発明の範囲を制限するものではなく説明するものと解釈すべきである。このような自明の変更および修正は、すべて特許請求の範囲で定義される特許の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術の内側積層体の斜視図である。
【図２】図１の積層体の配列体の部分切断斜視図である。
【図３】図２の積層体の配列体の上面図である。
【図４】内側および外側積層体を含むリニアモータの据付けを示す、従来技術のコンプレッサの一部分の断面図である。
【図５】リニアモータの内側および外側積層体についての他のタイプの据付けを示す、従来技術のリニアコンプレッサの一部分の断面図である。
【図６】本発明によって作製された積層体の斜視図である。
【図７】図６に示す複数の積層体によって形成された配列体の部分切断斜視図である。
【図８】図７に示す積層体の配列体の一部分の図である。
【図９】本発明の一実施形態による、曲げられた端部フラップを有する積層体の配列の一部分の図である。
【図１０】端部フラップの曲げに関する他の実施形態を示す、図９と同様の図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年7月15日(2003.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材（１０）に隣接して配置されるとともに共平面状に延びる少なくとも１つの翼状部（３３）を一体に有する基部を含み、磁性金属材料で作製される、リニアモータ用の積層体であって、前記翼状部（３３）の先端が、前記基部（３１）および前記翼状部（３３）の面に対して所定の角度で曲げられて、前記積層体（３０）の隣接面に対して約９０°〜１５０°の角度を有するフラップ（３８）を形成していることを特徴とする積層体。
【請求項２】
複数の積層体は配列体へと配置され、各フラップ（３８）が前記積層体（３０）の隣接面に対して突出（ｐ）し、その突出（ｐ）が前記フラップ（３８）の設けられている領域での隣接する２つの積層体（３０）の間の隙間（ｇ）に等しくまたはそれよりわずかに小さく、前記フラップ（３８）が積層体（３０）の隣接面に対して約９０°の湾曲角度（α）を成すことを特徴とする請求項１に記載の積層体を使用するリニアモータ用の積層体構造。
【請求項３】
複数の積層体は配列体へと配置され、各フラップ（３８）が積層体（３０）の隣接面に対して突出（ｐ）し、その突出（ｐ）が前記フラップ（３８）の設けられている領域での隣接する２つの積層体（３０）の間の隙間（ｇ）に等しくまたはそれよりわずかに大きく、前記フラップ（３８）が９０°より大きく１８０°より小さい角度（β）を成すことを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項４】
前記積層体（３０）の厚さを「ｅ」とし、前記フラップ（３８）の設けられている領域での隣接する２つの積層体（３０）の間の隙間を「ｇ」としたときに、前記湾曲角度（β）が好ましくは式β＝９０＋ａｒｃｓｉｎ［（ｅ／（ｅ＋ｇ）］で定義されることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項５】
前記突出（ｐ）が前記隙間（ｇ）よりも大きいときに、前記フラップ（３８）が部分的に重なり合うことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項６】
前記フラップ（３８）が互いに共平面的に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項７】
積層体の配列体が円形であることを特徴とする請求項２または３に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項８】
積層体の配列体のフラップ（３８）に取り付けられた外部部材（５０）を含むことを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項９】
前記外部部材（５０）が、接着剤（５２）によって積層体の配列体のフラップ（３８）に取り付けられることを特徴とする請求項８に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項１０】
前記外部部材（５０）が、周りに積層体が取り付けられたリニアコンプレッサのシリンダ（１０）の外側に一体化されたフランジ（１０ａ）によって画定されることを特徴とする請求項８に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【請求項１１】
前記外部部材（５０）が、リニアコンプレッサのシリンダ（１０）と該コンプレッサのリニアモータの外側積層体（２０）の配列体との両方に取り付けられる連結リング（４０）によって画定されることを特徴とする請求項８に記載のリニアモータ用の積層体構造。
【国際調査報告】
2005500789.tif 000033
2005500789.tif 000034
2005500789.tif 000035