(57)【要約】【課題】  電源停止時に磁石部材が落下することを簡易な構成で防止できるリニアモータを提供する。【解決手段】  Ｎ極とＳ極が交互に並ぶ永久磁石からなる磁石部材２と、この磁石部材２の周囲を囲み磁石部材２が相対的に軸方向に移動自在なコイル部材３とを備える。このコイル部材３の一端付近に、磁石部材２の磁気吸引力を作用させる磁性体３を設ける。【選択図】        図１
2008086144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ極とＳ極が所定の軸方向に交互に並ぶ永久磁石からなる磁石部材と、この磁石部材に対して前記軸方向に直交する側に配置され前記磁石部材が相対的に軸方向に移動自在なコイル部材と、このコイル部材の一端付近に配置され前記磁石部材の磁気吸引力を作用させる磁性体とを備えたリニアモータ。
【請求項２】
前記所定の軸方向が上下方向であって、前記磁石部材が可動側の部材、前記コイル部材が静止側の部材であり、前記磁性体が前記コイル部材の上端付近に配置され、この磁性体は前記磁石部材の落下を阻止するものである請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記コイル部材に対して磁石部材が上死点に移動した状態で、この磁石部材の前記交互に並ぶＮ極およびＳ極のうちの任意の磁極の上下幅の中心位置の近傍に、前記磁性体の上下幅の中心が位置する高さに前記磁性体を設置した請求項２記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記磁石部材が軸状であり、前記コイル部材が、前記磁石部材の周囲を囲む複数のコイルを前記軸方向に並べてなる円筒状である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のリニアモータ。
【請求項５】
請求項２記載のリニアモータのコイル部材の励磁電流を制御して前記リニアモータの磁石部材の動作を制御するリニアモータ制御装置であって、前記磁石部材が、前記磁性体で落下阻止される高さ領域である落下阻止可能領域よりも下方に位置する定常動作領域内で進退動作するように制御する定常動作領域内進退制御手段と、前記定常動作領域と落下阻止可能領域とに渡って前記磁石部材を動作させ前記落下阻止可能領域で停止させるように制御を行う動作開始・停止制御手段とを有するリニアモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のリニアモータと、このリニアモータで進退駆動されて工具またはワークを移動させる可動部とを備えたリニアモータ搭載工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リニアモータおよびそれを搭載したプレス機械等の工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リニアモータとして、Ｎ極とＳ極が交互に並ぶ丸軸状の永久磁石からなる磁石部材と、この磁石部材の周囲を囲む複数のコイルを軸方向に並べたコイル部材とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−３１３５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示のリニアモータは、ＯＡ機器等において、回転型のモータおよびボールねじの組み合わせに代えて用いる用途等のものであるが、プレス機械等の直動運動を行う工作機械においても、リニアモータを用いると、構成が簡素で制御性にも優れたものとなる。
【０００４】
プレス機械等にリニアモータを用いる場合、例えば、ラム等の可動部を上昇待機位置で停止させるときに、節電等のために、モータ電源をオフとしていても、可動部が落下せずに停止可能なことが望まれる。また、上昇待機位置で電源オフとしない場合でも、電源系の故障時にラム等の可動部が不測に落下せず、停止位置を保つことが安全上好ましい。
落下防止対策として、スプリングやエアシリンダを用いることは考えられるが、部品点数が増えて構造が複雑になるという課題が生じる。
【０００５】
この発明の目的は、電源停止時に磁石部材が不測に移動することを簡易な構成で防止できるリニアモータを提供することである。
この発明の他の目的は、電源停止時に磁石部材が落下することを簡易な構成で防止できるリニアモータを提供することである。
この発明のさらに他の目的は、電源停止時に磁石部材が落下することを防止でき、かつ動作時には落下防止用の手段で余分な負荷が作用することを回避できるリニアモータ制御装置を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、部品点数が少なく簡素な構造とすることができ、かつ電源停止時に不測に動作することが防止できて安全性に優れたリニアモータ搭載工作機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のリニアモータは、Ｎ極とＳ極が所定の軸方向に交互に並ぶ永久磁石からなる磁石部材と、この磁石部材に対して前記軸方向に直交する側に配置され前記磁石部材が相対的に軸方向に移動自在なコイル部材と、このコイル部材の一端付近に配置され前記磁石部材の磁気吸引力を作用させる磁性体とを備える。前記所定の軸方向は、上下方向であっても、また水平方向や斜め方向であっても良い。
この構成によると、磁石部材が前記磁性体と対応する位置にあるときに、コイル部材の励磁電流が遮断されても、永久磁石からなる磁石部材と磁性体との間に生じる磁気吸引力により、磁石部材の現在位置が保たれ、あるいは磁石部材と磁性体との間に作用する磁気吸引力と磁石部材に作用する重力等の外力がバランスする位置に移動してその位置が保たれる。また、磁性体を設けるだけで良いため、ばねやシリンダ装置等の現在位置保持用の手段を設ける場合に比べて構成が簡単である。このように、電源停止時に磁石部材が不測に移動することを、簡易な構成で防止することができる。
【０００７】
この発明において、前記所定の軸方向が上下方向であって、前記磁石部材が可動側の部材、前記コイル部材が静止側の部材であり、前記磁性体が前記コイル部材の上端付近に配置され、この磁性体は前記磁石部材の落下を阻止するものであっても良い。
この構成の場合、磁石部材の不測の落下が防止できる。
【０００８】
このように磁性体を前記コイル部材の上端付近に配置する場合、前記コイル部材に対して磁石部材が上死点に移動した状態で、この磁石部材の前記交互に並ぶＮ極およびＳ極のうちの任意の磁極の上下幅の中心位置の近傍に、前記磁性体の上下幅の中心が位置する高さに前記磁性体を設置することが好ましい。なお、磁石部材が、Ｎ極およびＳ極を有する複数の単位磁石を、同極性の磁極が対向するように重ねたものである場合は、単位磁石の相互の同極性の重なり面である反発面の位置が、上記磁極の上下幅の中心位置となる。
Ｎ極とＳ極が交互に並ぶ磁石部材の発生する磁界は、各磁極の磁極幅の中心で磁束密度が最も高くなる。前記のように単位磁石を重ねた磁石部材の場合は、その反発面で磁束密度が最も高くなる。そのため、磁石部材の磁極中心あるいは上記反発面と対応する高さ位置に磁性体を位置させることで、磁性体と磁石部材との間に最も大きな磁気吸引力が得られ、磁性体による磁石部材の落下防止が確実となる。
すなわち、磁性体がコイル部材の上端付近に配置された構成で、磁石部材が上死点に位置するときに、磁性体が磁石部材と対向する高さ位置にあっても、磁石部材の磁極中心ないし反発面から磁性体が離れた位置であると、十分な磁気吸引力が得られず、磁性体で磁石部材の落下防止が行えない場合がある。同じ磁石部材を用いたリニアモータであっても、磁石部材の磁極の上下幅の中心位置ないし反発面の近傍に磁性体があれば、大きな磁気吸引力が得られ、落下防止が可能となる。
なお、磁石部材の磁極中心ないし反発面の近傍高さに磁性体を設ける場合、磁性体は、磁石部材の定常動作領域において、コギングが発生しない位置に配置することが好ましい。これには、例えば、磁石部材の定常動作領域をコギング発生周期以下の範囲にすれば良い。
【０００９】
この発明において、前記磁石部材が軸状であり、前記コイル部材が、前記磁石部材の周囲を囲む複数のコイルを前記軸方向に並べてなる円筒状であっても良い。
このように軸状の磁石部材と円筒状のコイル部材とでなるリニアモータは、コンパクトな構成で大きな推力が得られる。このような軸状の磁石部材と円筒状のコイル部材とでなるリニアモータにおいても、この発明における磁性体を設けて現在位置保持、あるいは落下防止の機能を得ることができる。
【００１０】
この発明のリニアモータ制御装置は、この発明のリニアモータ（１）のうち、前記所定の軸方向が上下方向であって、前記磁石部材（２）が可動側の部材、前記コイル部材（３）が静止側の部材であり、前記磁性体（１３）が前記コイル部材（３）の上端付近に配置された構成のものを制御対象とする。このリニアモータ制御装置（３０）は、リニアモータ（１）のコイル部材（３）の励磁電流を制御して前記リニアモータ（１）の磁石部材（２）の動作を制御するものであって、前記磁石部材（２）が、前記磁性体（１３）で落下阻止される高さ領域である落下阻止可能領域（Ｒ１）よりも下方に位置する定常動作領域（Ｒ２）内で進退動作するように制御する定常動作領域内進退制御手段（３１）と、前記定常動作領域（Ｒ２）と落下阻止可能領域（Ｒ１）とに渡って前記磁石部材（２）を動作させ前記落下阻止可能領域（Ｒ１）で停止させるように制御を行う動作開始・停止制御手段（３２）とを有する。
この構成によると、リニアモータ（１）を停止させるときは、磁石部材（２）が、前記磁性体（１３）で落下阻止される高さ領域である落下阻止可能領域（Ｒ１）で停止させるので、停止状態でコイル部材（３）の電源をオフにしたり、あるいは電源オン状態のまま停止させている間に不測に電源が遮断されても、磁石部材（２）が落下することが防止される。磁石部材（２）を進退動作させるときは、落下阻止可能領域（Ｒ１）よりも下方に位置する定常動作領域（Ｒ２）内で進退動作させるため、磁性体（１３）が動作の抵抗となることが回避され、あるいは緩和される。このように、電源停止時に磁石部材（２）が落下することを防止でき、かつ動作時には落下防止用の手段で余分な負荷が作用することが回避される。
【００１１】
この発明のリニアモータ搭載工作機械は、この発明の上記いずれかの構成のリニアモータと、このリニアモータで進退駆動されて工具またはワークを移動させる可動部とを備えたものである。この明細書で言う「工作機械」とは、旋盤等の切削加工を行う機械に限らず、物を加工する機械一般を示す広義の工作機械であり、パンチプレスやその他のプレス機械を含む意味である。
この構成によると、進退動作する可動部をリニアモータで駆動させるため、回転型のモータを用いるものと異なり、回転を直線運動に変換する機構が不要であり、部品点数が少なく簡素な構造とできる。また、この発明のリニアモータを用いることで、電源停止時に磁石部材が不測に落下することが回避され、安全性が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のリニアモータは、Ｎ極とＳ極が所定の軸方向に交互に並ぶ永久磁石からなる磁石部材と、この磁石部材に対して前記軸方向に直交する側に配置され前記磁石部材が相対的に軸方向に移動自在なコイル部材と、このコイル部材の一端付近に配置され前記磁石部材の磁気吸引力を作用させる磁性体とを備えるため、電源停止時に磁石部材が不測に移動することを簡易な構成で防止することができる。
前記所定の軸方向が上下方向であって、前記磁石部材が可動側の部材、前記コイル部材が静止側の部材であり、前記磁性体が前記コイル部材の上端付近に配置され、この磁性体は前記磁石部材の落下を阻止するものである場合は、電源停止時に磁石部材が不測に落下することを簡易な構成で防止することができる。
前記所定の軸方向が上下方向であって、前記磁石部材が可動側の部材、前記コイル部材が静止側の部材であり、前記磁性体が前記コイル部材の上端付近に配置される場合に、前記コイル部材に対して磁石部材が上死点に移動した状態で、この磁石部材の前記交互に並ぶＮ極およびＳ極のうちの任意の磁極の上下幅の中心位置の近傍に、前記磁性体の上下幅の中心が位置する高さに前記磁性体を設置した場合は、磁石部材の落下防止がより一層確実となる。
前記磁石部材が軸状であり、前記コイル部材が、前記磁石部材の周囲を囲む複数のコイルを前記軸方向に並べてなる円筒状である場合は、コンパクトな構成で大きな出力が得られ、この場合にも、上記の電源停止時の不測の移動防止、あるいは落下防止の効果を得ることができる。
【００１３】
この発明のリニアモータ制御装置は、リニアモータのコイル部材の励磁電流を制御して前記リニアモータの磁石部材の動作を制御するリニアモータ制御装置であって、前記磁石部材が、前記磁性体で落下阻止される高さ領域である落下阻止可能領域よりも下方に位置する定常動作領域内で進退動作するように制御する定常動作領域内進退制御手段と、前記定常動作領域と落下阻止可能領域とに渡って前記磁石部材を動作させ前記落下阻止可能領域で停止させるように制御を行う動作開始・停止制御手段とを有するため、電源停止時に磁石部材が落下することを防止でき、かつ動作時には落下防止用の手段で余分な負荷が作用することが回避できる。
【００１４】
この発明のリニアモータ搭載工作機械は、この発明のリニアモータと、このリニアモータで進退駆動されて工具またはワークを移動させる可動部とを備えるため、部品点数が少なく簡素な構造とすることができ、かつ電源停止時に不測に動作することが防止できて安全性に優れたものとできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。このリニアモータ１は、Ｎ極とＳ極が所定の軸方向に交互に並ぶ永久磁石からなる磁石部材２と、この磁石部材２の周囲を囲み、磁石部材２が内部を相対的に軸方向移動自在なコイル部材３とを備える。コイル部材３はステータとなり、磁石部材２が移動体となる。
【００１６】
磁石部材２は丸棒状の永久磁石からなる磁石部材本体２ａの両端に、スライダー４，５を取付けたものである。
【００１７】
コイル部材３は、磁石部材２の周囲を囲む複数の円筒状のコイル６を軸方向に並べたコイルユニットとして構成される。上記複数のコイル６は、共通の円筒状のコイルケース７内に収容し、コイルケース７の両端にキャップ８，９を取付けてコイル部材３とする。
【００１８】
各コイル６の間にはリング状の放熱板１１を介在させる。放熱板１１は、コイル６の並びの両端にも配置する。これら放熱板１１は、コイルケース７の内周面に接触させる。各コイル６は、互いに共通の円筒状のコイルボビン１０の外周にある。コイル６は、このようにコイルボビン１０が挿入された状態でコイルケース７に軸方向に挿入する。複数のコイル６は、コイルケース７内で放熱板１１と共にモールドされ一体化される。
複数のコイル６を接続する配線１４（図２参照）は、コイルケース７に設けられた結線用開口１５から外部に取り出される。結線用開口１５は、複数のコイル６間に跨がって軸方向に延びる長孔状とされている。
【００１９】
図１に示すように、コイルケース７の両端に取付けたキャップ８，９の内周には、磁石部材２の両端に取付けたスライダー４，５に摺動自在に嵌合させる滑り軸受として、円筒状のブッシュ１２が設けられる。キャップ８，９は内周面が段付き円筒状とされ、スライダー４，５は外周面が段付きの軸状とされ、前記ブッシュ１２は、キャップ８，９の大径側内周面に設けられている。前記ブッシュ１２により、磁石部材２とコイル部材３との相対移動を許す微小な隙間が保持される。すなわち、コイル６のコイルボビン１０の内周面と磁石部材２の外周面との間、および磁石部材２の両端に取付けたスライダー４，５の小径部４ａ，５ａの外周面とキャップ８，９の小径側内周面８ａ，９ａとの間に、軸方向移動のための微小な隙間が保持される。
なお、磁石部材２とコイル部材３との間の隙間の保持手段は、必ずしもリニアモータに備えていなくても良く、このリニアモータを使用する機器に前記隙間の保持手段を設けても良い。
【００２０】
コイル部材３には、コイル６の並びの端部に、磁石部材２の磁気吸引力を作用させる磁性体１３が設けてある。磁性体１３は、磁石部材２の外周に遊嵌する内径のリング形状であり、鉄またはその他の強磁性体からなる。磁性体１３は、この実施形態では、上側のキャップ８の内周面に埋め込み状態に設けられている。磁性体１３の軸方向位置は、例えばコイル部材３に対して磁石部材２が移動しても常に磁性体１３が磁石部材２の周囲にある位置とされる。
【００２１】
コイルケース７の外周には強制冷却部１６が設けられている。強制冷却部１６は、それぞれ軸方向に延びる複数本の冷却管１７を、円周方向に等間隔で配置して構成される。各冷却管１７の両端は、コイルケース７の両端のキャップ８，９内に設けられた環状の集合路２０，２１にそれぞれ連通する。これら集合路２０，２１は冷却液の循環装置（図示せず）に接続されている。
【００２２】
この構成のリニアモータ１によると、コイル部材３に磁性体１３が設けられ、この磁性体１３が磁石部材２と対向しているため、コイル部材３のコイル６の励磁電流が遮断されても、永久磁石からなる磁石部材２と磁性体１３との間に生じる磁気吸引力により、磁石部材２の落下が防止される。このとき、磁石部材２は、現在位置を保持するか、あるいは、磁石部材２と磁性体１３との間に作用する磁気吸引力と磁石部材２に作用する重力等の外力がバランスする位置に移動してその位置が保たれる。この場合に、磁性体１３を設けるだけで良いため、ばねやシリンダ装置等の現在位置保持用の手段を設ける場合に比べて構成が簡単である。このように、電源停止時に磁石部材が不測に移動することを、簡易な構成で防止することができる。
【００２３】
図４はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態は、磁性体１３の軸方向位置を、コイル部材３に対して磁石部材２が下方に移動したときに、磁性体１３が磁石部材２の磁石の範囲から外れる位置としたものである。この実施形態におけるその他の構成は、図１〜図３に示す第１の実施形態と同様である。
【００２４】
この実施形態の場合、磁石部材２を停止させるときは、磁石部材２の外周に磁性体１３がある位置とし、磁性体２を進退駆動して加工するときは、磁石部材２が磁性体１３から下方に脱する位置で進退動作させる。これにより、電源停止時の磁石部材２の落下を磁性体１３によって防止しながら、磁石部材２の進退駆動時に磁性体１３に対する磁気吸引力が進退駆動の抵抗となることを回避することができる。
【００２５】
図５は、図４の実施形態に係るリニアモータ１を制御するリニアモータ制御装置３０および制御動作の例を示す。このリニアモータ制御装置３０は、電子回路からなるものであっても、またコンピュータにより構成されるものであっても良い。
このリニアモータ制御装置３０は、リニアモータ１のコイル部材２におけるコイル６の励磁電流を制御して磁石部材２の動作を制御する装置であり、定常動作領域内進退制御手段３１と、動作開始・停止制御手段３２とを有する。
【００２６】
定常動作領域内進退制御手段３１は、磁石部材２が、磁性体１３で落下阻止される高さ領域である落下阻止可能領域Ｒ１よりも下方に位置する定常動作領域Ｒ２内で進退動作するように制御する。
動作開始・停止制御手段３２は、前記定常動作領域Ｒ２と落下阻止可能領域Ｒ１とに渡って磁石部材２を動作させ、前記落下阻止可能領域Ｒ１で停止させるように制御を行う。      
【００２７】
このリニアモータ制御装置３０は、例えば、磁石部材２を複数回進退動作させる指令が外部から入力されると、動作開始・停止制御手段３２によって、落下阻止可能領域Ｒ１内の所定の上昇待機位置（例えば図５（Ａ）に示す位置）から、定常動作領域Ｒ２まで下降させる励磁電流をコイル部材３に与え、その後、動作開始・停止制御手段３２により、指令された回数だけ、定常動作領域Ｒ２内で磁石部材２が昇降するように、下降・上昇の励磁電流を出力する。なお、図５（Ｂ）は定常動作領域Ｒ２の上端に、同図（Ｃ）は定常動作領域Ｒ２の下端に磁石部材２がある状態を示す。指令された回数の下降・上昇の後、再度、動作開始・停止制御手段３２によって、落下阻止可能領域Ｒ１内の所定の上昇待機位置まで磁石部材２を上昇復帰させる。
【００２８】
このように制御することで、上昇待機位置での停止状態でコイル部材３の電源をオフにしたり、あるいは電源オン状態のまま停止させている間に不測に電源が遮断されても、磁性体１３に対して作用する磁石部材２の磁気吸引力により、磁石部材２が落下することが防止される。磁石部材２を進退動作させるときは、落下阻止可能領域Ｒ１よりも下方に位置する定常動作領域Ｒ２内で進退動作させるため、磁性体１３が動作の抵抗となることが回避され、あるいは緩和される。このように、電源停止時に磁石部材２が落下することを防止でき、かつ動作時には落下防止用の手段で余分な負荷が作用することが回避される。
【００２９】
図６，図７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図１ないし図３に示す第１の実施形態において、磁石部材２の磁石部材本体２ａが、それぞれＮ極およびＳ極を有する複数の単位磁石２ａａを、同極性の磁極が対向するように重ねて構成される。これら複数の単位磁石２ａａは、相互に重なる同極性の重なり面が反発面となるため、その磁気反発力に抗して結合する。この結合は、例えば各単位磁石に渡って挿通したボルト（図示せず）等によって行われる。
【００３０】
また、この実施形態では、磁性体１３はコイル部材３の上端付近に設置するが、磁石部材２と磁性体１３とは、次の関係となる高さ位置とする。すわなち、図６に示すように、コイル部材３に対して磁石部材２が上死点に移動した状態で、この磁石部材２の最上段とその一つ下の単位磁石２ａａ間の重なり面である反発面Ａの高さ位置、またはその近傍高さ位置に、磁性体１３の上下幅の中心が位置する高さに磁性体１３を設置する。
図７は、磁石部材２が下死点まで下降した状態を示しており、磁性体１３の上下幅の中心は、単位磁石２ａａのＳ極とＮ極間の略中央に位置している。このように、この実施形態では、１個の単位磁石２ａａの上下厚さの略半分のストロークで磁石部材２を昇降させるように、コイル部材３の励磁電流による駆動を行っている。また、磁石部材２は、同図のようにＳ極とＮ極間に磁性体１３が対応する状態では、磁石部材２の重量を磁気吸着力によって保持できないが、図６のように反発面Ａの高さ位置に磁性体１３が対応する状態では磁石部材２の重量を保持できる強さのものとされている。
この実施形態におけるその他の構成は、図１ないし図３に示す第１の実施形態と同様である。                                                                                
【００３１】
この実施形態の作用を説明する。磁石部材２の発生する磁界は、単位磁石２ａａの重なり面である反発面Ａで磁束密度が最も高くなり、単位磁石２ａａの厚さの中心となるＮ極とＳ極の中間で最も低くなる。磁性体１３の上下厚さの中心に対して、図６のように単位磁石２ａａの反発面Ａが位置するときと、図７のように単位磁石２ａａの厚さの中心があるときとでは、磁石部材２による磁性体３の磁気吸着力は、例えば数倍程度異なる。そのため、磁石部材２が上死点にあるときに、反発面Ａと対応する高さ位置に磁性体１３を位置させることで、磁性体１３と磁石部材２との間に最も大きな磁気吸引力が得られる。このため、磁性体１３による磁石部材２の落下防止が確実となり、磁石部材２が上死点に保持される。
【００３２】
上記のように、磁性体１３を設けて磁石部材２の落下防止を図る場合、リニアモータ１の定常動作においてコギングが発生しないように、磁性体１３の配置や磁石部材２のストローク範囲を設定することが好ましい。これには、磁石部材２の定常動作領域をコギング発生周期以下の範囲にすれば良い。この実施形態では、上記のように、１個の単位磁石２ａａの上下厚さの略半分のストロークで磁石部材２を昇降させるように、コイル部材３の励磁電流による駆動を行っており、そのため、コギングの発生が防止できる。
【００３３】
この実施形態の磁石部材２と磁性体１３の配置関係においても、図５と共に前述した定常動作領域内進退制御手段３１および動作開始・停止制御手段３２を有するリニアモータ制御装置３０による制御が可能である。この場合、例えば、最上段とその下の磁石部材２ａａ間の反発面Ａが磁石部材１３の上下幅内にある範囲が、磁性体１３で磁石部材２が落下阻止される落下阻止可能領域であるとすると、反発面Ａが磁性体１３の下面よりも下方に外れる位置から図７の下死点までの範囲を、定常動作領域とする。
【００３４】
なお、図６，図７の実施形態では、磁石部材２の最上段とその下の単位磁石２ａａ間の反発面Ａに対応する位置に磁性体１３を配置したが、他の単位磁石２ａａ間の反発面Ａに対応する位置に磁性体１３を配置しても良い。また、吸着力を増すために、複数の互いに異なる反発面Ａにそれぞれ対応するように、複数個の磁性体１３を設けても良い。
また、磁石部材２は、複数の単位磁石２ａａを重ねたものに限らず、１本の一体の棒状の永久磁石であって、長手方向に沿って複数のＮ極とＳ極が交互に設けられたものであっても良い。その場合は、磁石部材２が上死点に移動した状態で、交互に並ぶＮ極およびＳ極のうちの任意の磁極の上下幅の中心位置、またはその近傍高さ位置に、磁性体１３の上下幅の中心が位置する高さに磁性体１３を設置する。磁極の上下幅の中心は、例えば、図６に示す磁石部材２を一体の磁石とみなした場合、各反発面Ａの位置が磁極の上下幅の中心となる。
【００３５】
図８は、リニアモータを駆動源として用いた工作機械の一例であるプレス機械を示す。このプレス機械は、フレーム４１の下部に工具支持体４２，４３と、ワーク送り機構４４とを設置し、フレーム４１の上部にプレス駆動源として、リニアモータ１を用いたプレス機構４５を設置したものである。
【００３６】
工具支持体４２，４３は、同心に設置された上下のタレットからなり、上下の工具支持体４２，４３には円周方向の複数箇所に、それぞれパンチ金型，ダイ金型である工具が搭載される。これらパンチ金型，ダイ金型は、工具支持体４２，４３の回転によって所定のパンチ位置Ｐに割り出される。ワーク送り機構４４は、板材のワークＷの縁部をワークホルダ４７で把持し、ワークＷをテーブル４８上で前後左右に移動させるものである。
【００３７】
プレス機構４５は、工具支持体４２のパンチ位置Ｐに割り出されたパンチ金型を昇降させるラム４９を、ラムガイド５０により昇降自在に支持し、ラム４９をリニアモータ１によって昇降駆動させるものである。リニアモータ１は、そのコイル部材３がフレーム４１に固定され、磁石部材２が可動部であるラム４９に結合される。リニアモータ１には、例えば図１〜図３と共に前述した第１の実施形態のもの、または図４に示す実施形態のものが用いられる。図４の実施形態のリニアモータ１を用いる場合、図５のリニアモータ制御装置３０を用いても良い。
【００３８】
この構成のプレス機械によると、プレス駆動源としてリニアモータ１を用いるため、回転型のモータを用いるものに比べて、回転をラム４９の直線運動に変換する機構が不要であり、プレス機構４５の部品点数が少なく構成が簡素となる。また、プレス駆動源として油圧シリンダを用いるものと比べて、油圧ユニットが不要で、構成が簡単になる。しかもリニアモータ１は、位置精度に優れており、加工品質，精度の良い加工が可能となる。
また、この実施形態のプレス機械で用いるリニアモータ１は、上記のように磁性体１３（図１）による磁石部材２の落下防止機能を備えるため、安全性も高いものとなる。
【００３９】
なお、この発明のリニアモータは、コイル部材３が磁石部材２を囲むリング状のものに限らず、例えば磁石部材２とコイル部材を平行に配置したものであっても良い。
また、この発明のリニアモータは、プレス機械に限らず、工具またはワークを移動させる可動部を備えた工作機械一般において、前記可動部の駆動に用いることができる。さらに、工作機械に限らず、種々の機器の駆動源として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るリニアモータの縦断面図である。
【図２】同リニアモータにおけるコイル部材の分解斜視図である。
【図３】図１のIII-III 線断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係るリニアモータの縦断面図である。
【図５】同実施形態のリニアモータを制御するリニアモータ制御装置の概念構成のブロック図と動作説明図とを組み合わせた説明図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態に係るリニアモータの上死点まで上昇した状態を示す縦断面図である。
【図７】同実施形態に係るリニアモータの下死点まで下降した状態を示す縦断面図である。
【図８】この発明の一実施形態に係るリニアモータを用いた工作機械であるプレス機械の側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…リニアモータ
２…磁石部材
３…コイル部材
４，５…スライダー
６…コイル
７…コイルケース
８，９キャップ
１３…磁性体
３０…リニアモータ制御装置
３１…定常動作領域内進退制御手段
３２…動作開始・停止制御手段
４５…プレス機構
４９…ラム（可動部）
Ａ…反発面（磁極の上下幅の中心位置）
Ｒ１…落下阻止可能領域
Ｒ２…定常動作領域
Ｗ…ワーク
【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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