(57)【要約】【課題】円筒状の可動子または固定子を有するリニアモータに適用可能な積層鉄心の製造方法と積層鉄心を提供する。【解決手段】円筒状部材３の内周面に沿って、円筒状の永久磁石４ａが配置される。永久磁石４ａにより、円筒状部材３の軸５に対して軸対称の磁力線（磁束線）が生じる。円筒部材３の外周面に沿って配置される各鉄心素板１においては、鉄心素板１の内側部分がＳ極となり外側部分がＮ極となって斥力が作用することになる。これにより、各鉄心素板１は円筒状部材３の外周面に沿って軸対称に精度よく均一に配置される。【選択図】　　　　図２
2004023896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸対称となるように磁力線を形成し、複数の鉄心素板のそれぞれを、前記軸に平行かつ前記磁力線に沿って円筒状に積層する積層工程と、
円筒状に積層された前記複数の鉄心素板をその状態で保持固定して、円筒状の積層鉄心本体を形成する保持固定工程と、
前記積層鉄心本体を所定の基材に装着する装着工程と、
を備えた、積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記積層工程では、前記磁力線を形成するために円周面を有する一の永久磁石が用いられ、
前記複数の鉄心素板のそれぞれは、前記一の永久磁石の前記円周面に沿って配置される、請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記積層工程では、前記磁力線を形成するために前記一の永久磁石を取囲むように配置される他の永久磁石が用いられ、
前記複数の鉄心素板のそれぞれは、前記一の永久磁石と前記他の永久磁石との間に配置される、請求項２記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程では、前記磁力線を形成するために電磁石が用いられる、請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項５】
前記複数の鉄心素板のそれぞれに、あらかじめ所定の切り欠き部を設ける工程を備え、
前記保持固定工程では、円筒状に積層された前記複数の鉄心素板において軸方向の一端面に円周方向に位置することになる前記切り欠き部にリング状部材が装着される、請求項１〜４のいずれかに記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項６】
前記保持固定工程では、前記複数の鉄心素板のそれぞれの間に樹脂が充填される、請求項１〜５のいずれかに記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項７】
前記装着工程では、
前記所定の基材としてツバ部および円周方向に形成された溝部を有する円筒状部材が用いられ、
円筒状の前記積層鉄心本体の内側に前記円筒状部材を挿通して前記積層鉄心本体の一方の端面部を前記ツバ部に当接するとともに、前記積層鉄心本体の他方の端面部上に弾性リング状部材を介在させて押さえ部材を前記溝部に嵌め込むことにより、前記押さえ部と前記ツバ部とにより前記積層鉄心本体が固定される、請求項１〜６のいずれかに記載の積層鉄心の製造方法。
【請求項８】
所定の幅を有して帯状に延びる鉄心素板を、所定の長さをもって山折と谷折を交互に繰り返して折曲げることにより、積層鉄心本体となるジャバラ状の鉄心部材を形成する工程と、
前記鉄心部材を所定の基材の周囲に沿って配置し、円筒状の積層鉄心本体を形成する工程と、
前記積層鉄心本体を前記所定の基材に固定する固定工程と
を備えた、積層鉄心の製造方法。
【請求項９】
複数の鉄心素板のそれぞれを円周方向に積層することにより円筒状に形成された積層鉄心本体と、
円筒状に形成された前記積層鉄心本体に挿通されて、前記積層鉄心本体の一方の端面部に当接するツバ部および前記積層鉄心本体の他方の端面部に対応する位置に周面に沿って形成された溝部を有する円筒状の基材と、
前記積層鉄心本体の前記他方の端面部の上に弾性部材を介在させて配置され、前記基材の前記溝部に嵌め込まれた押さえ部材と
を備えた、積層鉄心。
【請求項１０】
複数の鉄心素板のそれぞれを円周方向に積層することにより円筒状に形成された積層鉄心本体と、
円筒状に形成された前記積層鉄心本体における軸方向の一方の端面部に円周方向に形成された切り欠き部と、
前記切り欠き部に装着されるリング状の連結部材と
を備えた、積層鉄心。
【請求項１１】
複数の鉄心素板のそれぞれが円周方向に積層され、前記複数の鉄心素板のそれぞれの間に樹脂が充填された積層鉄心本体を備えた、積層鉄心。
【請求項１２】
それぞれ複数の鉄心素板が積層された複数の鉄心ブロック体を絶縁体を介在させて円周方向に配置することにより、円筒状に配置された積層鉄心本体を備えた、積層鉄心。
【請求項１３】
前記鉄心ブロックにおける各前記鉄心素板の導通部分は、前記積層鉄心本体への磁場の浸入長よりも深いところに位置する、請求項１２記載の積層鉄心。
【請求項１４】
所定の長さ毎に山折と谷折とが交互に繰り返された所定の幅を有する帯状の鉄心素板を所定の基材の周囲に沿って配置させた積層鉄心本体を備えた、積層鉄心。
【請求項１５】
前記鉄心素板の折曲げ部分には、前記鉄心素板が延びる方向と略直交する幅方向に所定の長さの切れ込みが設けられた、請求項１４記載の積層鉄心。
【請求項１６】
前記所定の長さは、前記積層鉄心本体への磁場の浸入長に対応する長さである、請求項１５記載の積層鉄心。
【請求項１７】
前記鉄心素板の折曲げ部分の厚みは、他の部分の厚みよりも薄く設定された、請求項１４〜１６のいずれかに記載の積層鉄心。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層鉄心の製造方法および積層鉄心に関し、特に、円筒状のリニアモータに適用される積層鉄心の製造方法と、その製造方法によって得られる積層鉄心に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
小型モータや変圧器（トランス）には積層鉄心が使用されている。これらに使用される積層鉄心は、打抜き法等により所定の形状に成型された鉄心素板をかしめまたは接着等によって所定の枚数を積層させることによって製造される。
【０００３】
このようにして製造された積層鉄心では、積層される各鉄心素板の端部が露出している面（積層面）は、積層鉄心の積層方向の一方の端に位置する鉄心素板の面と他方の端に位置する鉄心素板の面とに対してほぼ直角である。
【０００４】
積層鉄心の可動子にコイルを巻いて電磁力を発生させるモータにおいては、コイルは可動子の移動方向と直交する方向の可動子の断面内において巻かれることになる。そのため、通常の回転モータでは、可動子を構成する各鉄心素板は回転軸と直交する方向に配置されて回転軸が延びる方向に沿って積層される。
【０００５】
また、リニアモータでは、固定子を構成する各鉄心素板は可動子の移動方向と直交する方向に沿って積層される。
【０００６】
このように、特にモータに使用される積層鉄心においては、移動する方向と直交する方向に沿って鉄心素板が積層されることになる。
【０００７】
本発明は、このようなモータにおける積層鉄心の構造に基づき、１つの目的は、リニアモータとして円筒状の可動子または固定子を有するリニアモータに適用可能な積層鉄心の製造方法を提供することであり、他の目的はそのような製造方法によって得られる積層鉄心を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの局面における積層鉄心の製造方法の第１のものは、積層工程と保持固定工程と装着工程とを備えている。積層工程では、軸対称となるように磁力線を形成し、複数の鉄心素板のそれぞれを軸に平行かつ磁力線に沿って円筒状に積層する。保持固定工程では、円筒状に積層された鉄心素板をその状態で保持固定して円筒状の積層鉄心本体を形成する。装着工程では、積層鉄心本体を所定の基材に装着する。
【０００９】
この積層鉄心の製造方法によれば、特に積層工程において、複数の鉄心素板のそれぞれを軸に平行かつ軸対称の磁力線に沿って配置することによって、円筒状に鉄心素板が積層される。これにより、各鉄心素板において、隣合う鉄心素板の内側端部同士と外側端部同士がそれぞれ同極同士となって斥力が作用して、各鉄心素板は円筒状に精度よく均一に配置されることになる。そして、その状態で各鉄心素板が保持固定される。その結果、複数の鉄心素板のそれぞれが均一に配置された円筒状の積層鉄心本体を有する積層鉄心を容易に形成することができる。
【００１０】
具体的に、その積層工程では磁力線を形成するために円周面を有する一の永久磁石が用いられ、複数の鉄心素板のそれぞれは、その一の永久磁石の円周面に沿って配置されることが好ましい。
【００１１】
これにより、各鉄心素板を円筒状に容易に積層することができる。
また、その積層工程では、磁力線を形成するために一の永久磁石を取囲むように配置される他の永久磁石が用いられ、複数の鉄心素板のそれぞれは、一の永久磁石と他の永久磁石との間に配置されることが好ましい。
【００１２】
これにより、各鉄心素板において、隣合う鉄心素板の内側端部同士と外側端部同士には確実に斥力が作用して、各鉄心素板は円筒状にさらに精度よく均一に配置される。
【００１３】
また、積層工程では、永久磁石を用いる代わりに磁力線を形成するために電磁石が用いられてもよい。
【００１４】
この場合には、電磁石のコイルに流す電流のオン・オフ動作によって電磁石の磁気力を制御することでき、たとえば、積層鉄心本体を磁石から取外す際に磁気力の影響を受けず容易に取出すことができるなど、積層鉄心本体の取扱いが容易になる。
【００１５】
さらに、複数の鉄心素板のそれぞれに、あらかじめ所定の切り欠き部を設ける工程を備え、保持固定工程では、円筒状に積層された複数の鉄心素板において軸方向の一端面に円周方向に位置することになる切り欠き部にリング状部材が装着されることが好ましい。
【００１６】
これにより、円筒状に配置された各鉄心素板にはその軸（中心）に向かって作用する力が生じ、複数の鉄心素板のそれぞれの間隔を保持した状態で容易に各鉄心素板を保持固定することができる。
【００１７】
また、保持固定工程では、複数の鉄心素板のそれぞれの間に樹脂が充填されることが好ましい。
【００１８】
この場合には、積層された各鉄心素板間の絶縁と鉄心素板の固定とを同時に行なうことができる。
【００１９】
また、装着工程では、所定の基材としてツバ部および円周方向に形成された溝部を有する円筒状部材が用いられ、円筒状の積層鉄心本体の内側に円筒状部材を挿通して積層鉄心本体の一方の端面部をツバ部に当接するとともに、積層鉄心本体の他方の端面部上に弾性リング状部材を介在させて押さえ部材を溝部に嵌め込むことにより、押さえ部とツバ部とにより積層鉄心本体が固定されることが好ましい。
【００２０】
この場合には、円筒状部材に設けられた溝部に押さえ部材が嵌め込まれることで、結果的に弾性リング状部材によって円筒状部材のツバ部に向かって積層鉄心本体を押しつける弾性力が作用して、押さえ部材とツバ部とによって積層鉄心本体は円筒状部材に確実に固定される。
【００２１】
本発明の一つの局面にける積層鉄心の製造方法の第２のものは、以下の工程を備えている。まず、所定の幅を有して帯状に延びる鉄心素板を、所定の長さをもって山折と谷折を交互に繰り返して折曲げることにより、積層鉄心本体となるジャバラ状の鉄心部材を形成する。その鉄心部材を所定の基材の周囲に沿って配置し、円筒状の積層鉄心本体を形成する。その積層鉄心本体を所定の基材に固定する。
【００２２】
この積層鉄心の製造方法によれば、鉄心素板を折り曲げることによって鉄心部材が形成されることで、複数の鉄心素板のそれぞれを積層配置させる場合と比較すると、製造が簡略化されて製造コストの削減を図ることができる。また、折り曲げられてジャバラ状となった鉄心部材を所定の基材に沿って配置する際に、ジャバラ状の鉄心部材が縮もうとする力が結果的に所定の基材の中心軸に向かう方向に生じる。これにより、積層鉄心本体の軸とこれを固定する所定の基材の軸とを容易に合わせることがき、積層鉄心本体と所定の基材との間に隙間が生じることなく積層鉄心本体を所定の基材に密着して配置することができる。
【００２３】
本発明の他の局面における積層鉄心の第１のものは、積層鉄心本体と基材と押さえ部材とを有している。積層鉄心本体は、複数の鉄心素板のそれぞれを円周方向に積層することにより円筒状に形成されている。基材は、円筒状に形成された積層鉄心本体に挿通されて、積層鉄心本体の一方の端面部に当接するツバ部および積層鉄心本体の他方の端面部に対応する位置に周面に沿って形成された溝部を有している。押さえ部材は、積層鉄心本体の他方の端面部の上に弾性部材を介在させて配置され、基材の溝部に嵌め込まれている。
【００２４】
この構造によれば、基材に設けられた溝部に押さえ部材が嵌め込まれることで、結果的に弾性部材によって基材のツバ部に向かって積層鉄心本体を押しつける弾性力が作用して、押さえ部材とツバ部とによって積層鉄心本体は基材に確実に固定される。
【００２５】
本発明の他の局面における積層鉄心の第２のものは、積層鉄心本体と切り欠き部とリング状の連結部材とを備えている。積層鉄心本体は、鉄心素板を円周方向に積層することにより円筒状に形成されている。切り欠き部は、円筒状に形成された積層鉄心本体における軸方向の一方の端面部に円周方向に形成されている。リング状の連結部材は、切り欠き部に装着される。
【００２６】
この構造によれば、切り欠き部にリング状の連結部材が装着されることで、円筒状に配置された各鉄心素板にはその軸（中心）に向かって作用する力が生じて、積層鉄心本体において複数の鉄心素板のそれぞれの間隔を保持した状態で各鉄心素板が容易に固定される。
【００２７】
本発明の他の局面における積層鉄心の第３のものは、複数の鉄心素板のそれぞれが円周方向に積層され、複数の鉄心素板のそれぞれの間に樹脂が充填された積層鉄心本体を備えている。
【００２８】
この構造によれば、積層された各鉄心素板間の絶縁と鉄心素板の固定とが同時に行なわれることになる。
【００２９】
本発明の他の局面における積層鉄心の第４のものは、それぞれ複数の鉄心素板が積層された複数の鉄心ブロック体を絶縁体を介在させて円周方向に配置することにより、円筒状に配置された積層鉄心本体を備えている。
【００３０】
この構造によれば、あらかじめかしめ等によって複数の鉄心素板を積層させた鉄心ブロックを円周方向に配置させることで、鉄心素板を１枚１枚積層させる場合に比べて容易に積層鉄心本体が得られる。
【００３１】
また、鉄心ブロックにおける各鉄心素板の導通部分は、積層鉄心本体への磁場の浸入長よりも深いところに位置することが好ましい。
【００３２】
これにより、渦電流の発生を抑制することができる。
本発明の他の局面における積層鉄心の第５のものは、所定の長さ毎に山折と谷折とが交互に繰り返された所定の幅を有する帯状の鉄心素板を所定の基材の周囲に沿って配置させた積層鉄心本体を備えている。
【００３３】
この構造によれば、鉄心素板を折り曲げることによって鉄心部材が形成されることで、複数の鉄心素板を積層配置させる場合と比較すると、積層鉄心本体の組立てが簡略化されて製造コストの削減を図ることができる。
【００３４】
また、鉄心素板の折曲げ部分には、鉄心素板が延びる方向と略直交する幅方向に所定の長さの切れ込みが設けられていることが好ましい。
【００３５】
この場合には、鉄心素板に渦電流が生じるのを抑制することができる。
その所定の長さは、短くても積層鉄心本体への磁場の浸入長に対応する長さであることが好ましい。
【００３６】
これにより、鉄心素板に渦電量が生じるのを確実に抑制することができる。
また、鉄心素板の折曲げ部分の厚みは、他の部分の厚みよりも薄く設定されていることが好ましい。
【００３７】
この場合にも、折り曲げ部分における電気抵抗が増大して渦電流の発生を抑制することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
円筒状の可動子または固定子を有するリニアモータにおいては、その可動子は可動子の軸方向に沿って直線運動をする。一方、鉄心素板は運動する方向と直交する方向に沿って積層されることが必要とされる。そのため、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、円筒状の固定子の場合には固定子を構成する各鉄心素板１は、円周方向に沿って軸対称（放射状）に積層配置されることが必要とされる。
【００３９】
円周方向に沿って軸対称に鉄心素板を均等に配置させて積層鉄心を形成することは非常に手間がかかる。そこで、実施の形態１では、鉄心素板を円周方向に効率的に積層配置してこれを固定する積層鉄心（固定子）の製造方法について説明する。
【００４０】
ここでは、鉄心素板の積層配置に永久磁石が用いられる。図２に示すように、まず、精度よく作製された円筒状部材３の内周面に沿って、円筒状の永久磁石４ａが配置される。永久磁石４ａにより、円筒状部材３の軸５に対して軸対称の磁力線（磁束線）が生じる。そのため、磁束の中に位置する磁性体に生じる力の向きも軸対称になる。
【００４１】
たとえば、円筒状の永久磁石４ａの外周面側をＮ極とし内周面側をＳ極とすると、円筒部材３の外周面に沿って配置される各鉄心素板１においては、鉄心素板１の内側部分がＳ極となり外側部分がＮ極となる。同極同士では斥力が作用するため、配置される鉄心素板１において、特に外側部分の間隔は隣合う鉄心素板の間に作用する斥力によって決められることになる。
【００４２】
したがって、各鉄心素板１を円筒状部材３の外周面に沿って配置することによって、鉄心素板１は磁束線に沿って軸対称に精度よく均一に配置されることになる。なお、鉄心素板１としては、後述するように、軸対称に配置された鉄心素板１を容易に固定するために、図３に示されるような切り欠き６を設けた鉄心素板１を用いることが好ましい。
【００４３】
次に、このようにして軸対称に配置された鉄心素板１を固定する。図３に示すように、軸対称に配置された各鉄心素板１に対して、矢印に示すように各鉄心素板１に設けられた切り欠き６に連結部材７が嵌め込まれる。
【００４４】
連結部材としては、たとえば樹脂等から形成され、矢印に示すように内側に向かって弾性力を有するリング状の連結部材８が好ましい。一方、連結部材７、８が嵌め込まれる切り欠き６においては、連結部材７、８の内側部分と接触する切り欠き部分にテーパ６ａ（斜面）が設けられていることが好ましい。テーパ６ａが設けられていることで各鉄心素板１には円筒の中心に向かう力が生じて、軸対称に配置される各鉄心素板１のセンタリングが容易になる。
【００４５】
なお、切り欠き６に連結部材７、８が嵌め込まれた後に、連結部材７、８と各鉄心素板１とを接着剤等によって固定してもよい。これにより、各鉄心素板１の配置精度を保持しながら各鉄心素板１を確実に固定することができる。各鉄心素板１が固定された後に永久磁石４ａが取り除かれる。
【００４６】
次に、固定された各鉄心素板１をシリンダー等の固定部材に固定する。図４に示すように、連結部材７等によって固定された積層鉄心２の内側に基材としての円筒状の固定部材９が挿通される。固定部材９には、所定のツバ部９ｂと溝部９ａがあらかじめ設けられている。
【００４７】
次に、連結部材７の上に弾性リング状部材１０が装着される。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、弾性リング状部材１０にはあらかじめ複数のネジ１２が取りつけられている。
【００４８】
その弾性リング状部材１０の上に押さえ部材１１が装着される。図５（ｂ）に示すように、このとき、押さえ部材１１は固定部材９の外周面に沿ってあらかじめ形成された溝９ａに嵌め込まれる。
【００４９】
積層鉄心２の一方の端面部は固定部材９のツバ部９ｂ上に当接しているため、ネジ１２をツバ部９ｂに向かって締めつけると、弾性リング状部材１０はツバ部９ｂが位置する側とは反対向き（上向き）に移動しようとする。
【００５０】
一方、弾性リング状部材１０は押さえ部材１１によって上から押さえ付けられているために、積層鉄心２には積層鉄心２をつば部９ｂに向かって押しつけようとする弾性力が作用する。これにより、積層鉄心２は固定部材９に確実に固定されて、積層鉄心２の取りつけが完了する。
【００５１】
なお、弾性リング状部材１０とネジ１２を用いる以外に、たとえば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、波打った形状を有する弾性体のリング部材１６を用いてもよい。また、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、ゴムなどの弾性を有するリング部材１７を用いてもよい。
【００５２】
上述した積層鉄心の製造方法では、まず、円筒状部材３の内周面に沿って円筒状の永久磁石４ａが配置されて、軸対称の磁力線が形成される。その磁力線に沿って配置される各鉄心素板１において、隣合う鉄心素板１の内側端部１ａ同士と外側端部１ｂ同士がそれぞれ同極同士となって斥力が作用する。
【００５３】
これにより、各鉄心素板１は磁力線に沿って軸対称に精度よく均一に配置される。そして、積層された各鉄心素板１がその状態で連結部材７によって固定されることで、各鉄心素板１が均一に配置された円筒状の積層鉄心２を容易に製造することができる。
【００５４】
さらに、シリンダ等の固定部材９に積層鉄心２を弾性リング状部材１０を介して押さえ部材１１によって固定する際に、あらかじめ固定部材９の外周面に設けられた溝９ａに押さえ部材１１が嵌め込まれることで、結果的に弾性リング状部材１０によって積層鉄心２を固定部材９のツバ部９ｂに向かって押しつける弾性力が作用して、積層鉄心２はツバ部９ｂと押さえ部材１１とによって固定部材９に確実に固定される。
【００５５】
このようにして、円筒状のリニアモータの内側に位置する固定子としての積層鉄心が得られる。
【００５６】
実施の形態２
前述した実施の形態では、鉄心素板を積層配置させるのに１つの永久磁石を用いて行なう場合を例に挙げて説明した。ここでは、２つの永久磁石を用いて鉄心素板を積層配置させる場合について説明する。
【００５７】
図８に示すように、円筒状部材３の内周面に沿って円筒状の永久磁石４ａが配置され、さらに、円筒状部材３を取囲むように他の円筒状の永久磁石４ｂが配置される。
【００５８】
このとき、内側に配置される永久磁石４ａの外周面側をＮ極（Ｓ極）とし外側に配置される永久磁石４ｂの内周面側をＳ極（Ｎ極）とすると、円筒状部材３の外周面に沿って円筒状部材３と永久磁石４ｂとの間に配置される各鉄心素板１においては、鉄心素板１の内側部分がＳ極（Ｎ極）となり外側部分がＮ極（Ｓ極）となる。
【００５９】
つまり、永久磁石４ａ、４ｂにおいて鉄心素板１に臨む側の面を互いに異なる極にすることで、確実に鉄心素板１の内側部分と外側部分とが互いに異なる極となる。これにより、積層配置される各鉄心素板１における外側部分同士と内側部分同士とには斥力が作用することになって、１つの永久磁石４ａだけを用いる場合に比べて各鉄心素板１が軸対称に均一に確実に積層配置されることになる。
【００６０】
このようにして積層された積層鉄心２は、前述した方法と同様の方法によって固定部材に固定されて、円筒状の固定子が得られる。
【００６１】
実施の形態３
前述した各実施の形態では、各鉄心素板を積層配置させるのに永久磁石を用いて行なう場合を例に挙げて説明した。ここでは、電磁石を用いて鉄心素板を積層配置させる場合について説明する。
【００６２】
まず、図９に示すように、電磁石の鉄心部２１にはコイル２２が巻き付けられている。鉄心部２１の一端側には円筒部分２１ｂ（または円柱部分）が設けられている。鉄心部２１の他端側には、その円筒部分２１ｂを取囲むように円筒部分２１ａが設けられている。
【００６３】
このとき、各鉄心素板１が積層配置される円筒部分２１ａと円筒部分２１ｂとの間の距離Ｌ１に比べて、図９に示される鉄心部２１の各部分間の距離Ｌ２〜Ｌ６が十分に長く設定されていることが望ましい。
【００６４】
このことにより、図１０に示すように、円筒部分２１ｂから円筒部分２１ａに向かって軸対称に磁力線（磁束線）２３が形成されて、前述した２つの永久磁石４ａ、４ｂを使用する場合と同様に、各鉄心素板１の内側部分と外側部分とが互いに異なる極となる。
【００６５】
その結果、配置される各鉄心素板１における外側部分同士と内側部分同士とには斥力が作用することになって、各鉄心素板１が軸対称に均一に確実に積層配置される。
【００６６】
また、このように電磁石を用いて各鉄心素板積層配置される場合には、電磁石２１ａ、２１ｂのコイル２２に電流を流さないようにすることで磁気力がなくなって、たとえば固定部材３から積層鉄心２を容易に取出すことができるなど、積層鉄心２の取扱いが容易になる。
【００６７】
実施の形態４
ここでは、あらかじめ複数枚の鉄心素板を積層させた積層ブロックを用いた積層鉄心の製造方法について説明する。まず、図１１に示すように、あらかじめかしめ等によって複数枚の鉄心素板を積層させた積層ブロック３１を用意する。
【００６８】
次に、図１２に示すように、積層ブロック３１が円筒状に配置される。このとき、鉄心素板のかしめ部分に閉回路が形成されることで導通が生じて、モータの駆動時にこの部分に渦電流が発生するため、モータの効率が低下することになる。そこで、このような導通をなくすために積層ブロック３１同士の間に絶縁膜３２が挿入されて貼り付けられる。
【００６９】
また、渦電流の発生を抑制するために、積層鉄心２において磁場の浸入長よりも深い位置において導通させるようにしてもよい。このことについて説明する。
【００７０】
モータの効率の低下は、積層鉄心の導通部分に交流磁束が存在する場合に発生する。モータのコイルに通電する電流が交流電流の場合には、コイルから発生する磁束も交流磁束となる。磁束の存在する領域に導体（鉄心素板）が存在すると、渦電流が発生してモータの効率が低下する。
【００７１】
積層鉄心２への磁場の侵入長は一般に次の式、
2004023896.tif 000003
によって表され、交流磁場の周波数、鉄心素板の透磁率および鉄心素板の電気伝導度によって決まる。ここで、Φは磁束、Ｂは磁場の強さ、Ｓは磁場の貫く面積、ｚは積層鉄心の表面から磁場が浸入する長さ、ωは交流磁場の角振動数、ｔは経過時間、μは透磁率、σは電気伝導度である。
【００７２】
上記式において、時間ｔ＝０（ｓｅｃ）、交流磁場の角振動数ω＝６０（Ｈｚ）、比透磁率を１００００、電気伝導度σ＝１０７（（Ω・ｍ）−１）として具体的に磁場の強度Ｂを求めた。なお、比透磁率とは、鉄心素板の透磁率を真空の透磁率で割った比をいう。
【００７３】
その結果を図１３に示す。図１３に示すように、横軸は積層鉄心２の表面からの距離（磁場の侵入長）ｚであり、縦軸は磁場の強度Ｂである。この場合には、積層鉄心の表面から約５ｍｍの位置より深い位置では磁場がほとんど侵入しないことがわかる。
【００７４】
したがって、渦電流を発生させないためには、かしめ等の導通部分を積層鉄心の表面から５ｍｍの位置よりも深い位置に設ければよいことになる。
【００７５】
実施の形態５
ここでは、複数の鉄心素板を用いずに帯状に延びる金属板を折り曲げることによって積層鉄心を形成する方法について説明する。
【００７６】
まず、図１４に示すように、所定の幅を有して帯状に延びる金属板４１が用意される。その金属板４１に、一定の長さＨをもって谷折りと山折りとが交互にされて、図１５に示すようにジャバラ状にされる。このときジャバラ状の金属板４１の長さＬは固定部材の外周の長さと同じか、それよりも若干短くされることが好ましい。
【００７７】
次に、図１６に示すように、ジャバラ状の金属板４１が円筒状部材（図示せず）の外周面に沿って配置されて、金属板４１の一端部４１ａと他端部４１ｂとが接続される。このようにして積層鉄心２が形成される。
【００７８】
この製造方法によれば、金属板４１を折り曲げることによって積層鉄心２が形成されることで、複数の鉄心素板を積層配置させる場合と比較すると、製造が簡略化されて製造コストの削減を図ることができる。
【００７９】
また、ジャバラ状の金属板４１を円筒状部材の外周面に配置する際に、ジャバラ状の金属板４１が縮もうとする力が結果的に円筒状部材の中心軸に向かう方向に生じる。これにより、積層鉄心２の軸とこれを固定する円筒状部材の軸とを容易に合わせることがき、積層鉄心２と円筒状部材との間に隙間が生じることなく積層鉄心２が円筒状部材の外周面に密着して配置される。
【００８０】
実施の形態６
ここでは、帯状に延びる金属板を折り曲げることによって積層鉄心を形成する他の方法について説明する。まず、図１７に示すように、所定の幅を有して帯状に延びる金属板４２が用意される。その金属板４２には、前述した金属板４１と同様に一定の長さＨをもって谷折りと山折りとが交互にされる。
【００８１】
特に、金属板４２では、その折られる部分に間欠的な切れ目４２ａが設けられている。あるいは、図１８に示すように、折られる部分４２ｂの厚さｔ１が他の部分の厚さｔ２よりも薄く設定されていてもよい。さらに、このような折られる部分４２ｂの厚さｔ１が設定されたうえで切れ目４２ａが設けられていてもよい。
【００８２】
次に、図１８に示すように、金属板４２に一定の長さＨをもって谷折りと山折りとが交互にされて、金属板４２がジャバラ状にされる。その後前述した図１６に示す工程と同様に、ジャバラ状の金属板４２が円筒状部材の外周面に沿って配置されて積層鉄心が形成される。
【００８３】
この製造方法によれば、金属板４２が折られる部分４２ｂに間欠的な切れ目４２ａが設けられたり、折られる部分４２ｂの厚さｔ１が他の部分の厚さｔ２よりも薄く設定されることで、金属板４２を折り曲げる際の加工が容易になるとともに、折り曲げられた部分４２ｂにおける電気抵抗が増大して渦電流の発生を低減することができる。
【００８４】
渦電流をさらに低減するために、前述した積層鉄心２への磁場の浸入長を考慮しすることによって、図１９に示すように、金属板４２が折り曲げられる部分に所定の長さの切れ込み４２ｃが設けられていることが望ましい。
【００８５】
積層鉄心の表面から磁場が浸入できない領域付近まで切れ込み４２ｃを設けることによって、積層鉄心に渦電流が発生するのを確実に抑制することができる。
【００８６】
実施の形態７
前述した製造方法では、リング状の連結部材７等を用いて積層された鉄心素板１を固定する場合について説明した。ここでは、そのようなリング状の連結部材を用いずに、円筒状に積層された鉄心素板を固定する方法について説明する。
【００８７】
図２０に示すように、積層配置された各鉄心素板１同士の隙間に締結用の樹脂１３が充填される。樹脂１３として、鉄心素板１を接着固定するために、たとえばエポキシ系樹脂接着剤、熱硬化樹脂、瞬間接着剤または紫外線硬化樹脂等が望ましい。
【００８８】
この製造方法によれば、各鉄心素板１同士の隙間に樹脂１３が充填されることで、各鉄心素板１間の絶縁と積層された鉄心素板１の固定とを同時に行なうことができる。
【００８９】
実施の形態８
前述した各実施の形態では、積層鉄心として円筒状リニアモータの可動子の内側に配置される積層鉄心（内側ヨーク）を製造する場合を例に挙げて説明した。前述した製造方法は、可動子の外側に配置される積層鉄心の製造にも同様に適用することができる。ここでは、その製造方法の一例について簡単に説明する。
【００９０】
可動子の外側に配置される積層鉄心の製造方法も、前述した各方法と同様である。たとえば、電磁石を用いて鉄心素板を積層させる場合には、図２１に示すように、コイル２２が巻き付けられた鉄心部２１の一端側には円筒部分２１ｂ（または円柱部分）が設けられ、他端側にはその円筒部分２１ｂを取囲むように円筒部分２１ａが設けられている。
【００９１】
コイル２２に電流を流すことによって、たとえば図１０に示されているのと同様に、円筒部分２１ｂから円筒部分２１ａに向かって軸対称に磁力線（磁束線）２３が形成されて、鉄心素板１５の内側部分と外側部分とが互いに異なる極となる。
【００９２】
その結果、積層配置される各鉄心素板１５における外側部分同士と内側部分同士とには斥力が作用することになって、各鉄心素板１５が軸対称に均一に確実に積層配置される。
【００９３】
積層配置された鉄心素板１５は、たとえば前述したリング状の連結部材や樹脂等を用いて固定されて可動子の外側に配置される積層鉄心が形成される。
【００９４】
このようにして形成された各積層鉄心において、可動子の内側に位置することになる円筒状の積層鉄心２を内側積層鉄心とし、外側に位置することになる積層鉄心を外側積層鉄心とすると、まず、内側積層鉄心を周方向から取囲むように外側積層鉄心が配置される。そして、内側積層鉄心と外側積層鉄心との間の領域に可動子が配置される。
【００９５】
このようにして、可動子が円筒状の積層鉄心の軸が延びる方向に沿って往復運動をする円筒状のリニアモータが得られる。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００９７】
【発明の効果】
本発明の一つの局面における積層鉄心の製造方法の第１のものによれば、特に積層工程において、複数の鉄心素板のそれぞれを軸に平行かつ軸対称の磁力線に沿って配置することによって、円筒状に鉄心素板が積層される。これにより、各鉄心素板において、隣合う鉄心素板の内側端部同士と外側端部同士がそれぞれ同極同士となって斥力が作用して、各鉄心素板は円筒状に精度よく均一に配置されることになる。そして、その状態で各鉄心素板が保持固定される。その結果、複数の鉄心素板のそれぞれが均一に配置された円筒状の積層鉄心本体を有する積層鉄心を容易に形成することができる。
【００９８】
具体的に、その積層工程では磁力線を形成するために円周面を有する一の永久磁石が用いられ、複数の鉄心素板のそれぞれは、その一の永久磁石の円周面に沿って配置されることが好ましく、これにより、各鉄心素板を円筒状に容易に積層することができる。
【００９９】
また、その積層工程では、磁力線を形成するために一の永久磁石を取囲むように配置される他の永久磁石が用いられ、複数の鉄心素板のそれぞれは、一の永久磁石と他の永久磁石との間に配置されることが好ましく、これにより、各鉄心素板において、隣合う鉄心素板の内側端部同士と外側端部同士には確実に斥力が作用して、各鉄心素板は円筒状にさらに精度よく均一に配置される。
【０１００】
また、積層工程では、永久磁石を用いる代わりに磁力線を形成するために電磁石が用いられてもよく、この場合には、電磁石のコイルに流す電流のオン・オフ動作によって電磁石の磁気力を制御することでき、たとえば、積層鉄心本体を磁石から取外す際に磁気力の影響を受けず容易に取出すことができるなど、積層鉄心本体の取扱いが容易になる。
【０１０１】
さらに、複数の鉄心素板のそれぞれに、あらかじめ所定の切り欠き部を設ける工程を備え、保持固定工程では、円筒状に積層された複数の鉄心素板において軸方向の一端面に円周方向に位置することになる切り欠き部にリング状部材が装着されることが好ましく、これにより、円筒状に配置された各鉄心素板にはその軸（中心）に向かって作用する力が生じ、複数の鉄心素板のそれぞれの間隔を保持した状態で容易に各鉄心素板を保持固定することができる。
【０１０２】
また、保持固定工程では、複数の鉄心素板のそれぞれの間に樹脂が充填されることが好ましく、この場合には、積層された各鉄心素板間の絶縁と鉄心素板の固定とを同時に行なうことができる。
【０１０３】
また、装着工程では、所定の基材としてツバ部および円周方向に形成された溝部を有する円筒状部材が用いられ、円筒状の積層鉄心本体の内側に円筒状部材を挿通して積層鉄心本体の一方の端面部をツバ部に当接するとともに、積層鉄心本体の他方の端面部上に弾性リング状部材を介在させて押さえ部材を溝部に嵌め込むことにより、押さえ部とツバ部とにより積層鉄心本体が固定されることが好ましく、この場合には、円筒状部材に設けられた溝部に押さえ部材が嵌め込まれることで、結果的に弾性リング状部材によって円筒状部材のツバ部に向かって積層鉄心本体を押しつける弾性力が作用して、押さえ部材とツバ部とによって積層鉄心本体は円筒状部材に確実に固定される。
【０１０４】
本発明の一つの局面における積層鉄心の製造方法の第２のものによれば、鉄心素板を折り曲げることによって鉄心部材が形成されることで、複数の鉄心素板のそれぞれを積層配置させる場合と比較すると、製造が簡略化されて製造コストの削減を図ることができる。また、折り曲げられてジャバラ状となった鉄心部材を所定の基材に沿って配置する際に、ジャバラ状の鉄心部材が縮もうとする力が結果的に所定の基材の中心軸に向かう方向に生じる。これにより、積層鉄心本体の軸とこれを固定する所定の基材の軸とを容易に合わせることがき、積層鉄心本体と所定の基材との間に隙間が生じることなく積層鉄心本体を所定の基材に密着して配置することができる。
【０１０５】
本発明の他の局面における積層鉄心の第１のものによれば、基材に設けられた溝部に押さえ部材が嵌め込まれることで、結果的に弾性部材によって基材のツバ部に向かって積層鉄心本体を押しつける弾性力が作用して、押さえ部材とツバ部とによって積層鉄心本体は基材に確実に固定される。
【０１０６】
本発明の他の局面における積層鉄心の第２のものによれば、切り欠き部にリング状の連結部材が装着されることで、円筒状に配置された各鉄心素板にはその軸（中心）に向かって作用する力が生じて、積層鉄心本体において複数の鉄心素板のそれぞれの間隔を保持した状態で各鉄心素板が容易に固定される。
【０１０７】
本発明の他の局面における積層鉄心の第３のものによれば、積層された各鉄心素板間の絶縁と鉄心素板の固定とが同時に行なわれることになる。
【０１０８】
本発明の他の局面における積層鉄心の第４のものによれば、あらかじめかしめ等によって複数の鉄心素板を積層させた鉄心ブロックを円周方向に配置させることで、鉄心素板を１枚１枚積層させる場合に比べて容易に積層鉄心本体が得られる。
【０１０９】
また、鉄心ブロックにおける各鉄心素板の導通部分は、積層鉄心本体への磁場の浸入長よりも深いところに位置することが好ましく、これにより、渦電流の発生を抑制することができる。
【０１１０】
本発明の他の局面における積層鉄心の第５のものによれば、鉄心素板を折り曲げることによって鉄心部材が形成されることで、複数の鉄心素板を積層配置させる場合と比較すると、積層鉄心本体の組立てが簡略化されて製造コストの削減を図ることができる。
【０１１１】
その鉄心素板の折曲げ部分には、鉄心素板が延びる方向と略直交する幅方向に所定の長さの切れ込みが設けられていることが好ましく、この場合には、鉄心素板に渦電流が生じるのを抑制することができる。
【０１１２】
その所定の長さは、短くても積層鉄心本体への磁場の浸入長に対応する長さであることが好ましく、これにより、鉄心素板に渦電量が生じるのを確実に抑制することができる。
【０１１３】
また、鉄心素板の折曲げ部分の厚みは、他の部分の厚みよりも薄く設定されていることが好ましく、この場合にも、折り曲げ部分における電気抵抗が増大して渦電流の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る積層鉄心の構造を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】同実施の形態において、積層鉄心の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図３】同実施の形態において、図２に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。
【図４】同実施の形態において、図３に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。
【図５】同実施の形態において、図４に示す工程の後に行なわれる工程を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図６】同実施の形態において、リング状部材の一例を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図７】同実施の形態において、リング状部材の他の例を示す図であり、（ａ）はその上面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図１０】同実施の形態において、磁束線を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。
【図１３】同実施の形態において、磁場の強さの磁場の侵入長の依存性を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す図である。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す工程の後に行なわれる工程を示す図である。
【図１６】同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態６に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す図である。
【図１８】同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行なわれる工程を示す図である。
【図１９】同実施の形態において、金属板の一例を示す平面図である。
【図２０】本発明の実施の形態７に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態８に係る積層鉄心の製造方法の一工程を示す図である。
【符号の説明】
１、１５　鉄心素板、１ａ　内側部分、１ｂ　外側部分、２　積層鉄心、３　円筒状部材、４ａ、４ｂ　永久磁石、５　中心軸、６　切り欠き、６ａ　斜面部、７、８　連結部材、９　固定部材、９ａ　溝、９ｂ　ツバ部、１０　弾性リング状部材、１１　押さえ部材、１２　ネジ、１３　締結用樹脂、１６、１７　リング状部材、２１ａ、２１ｂ　電磁石、２２　コイル、２３　磁束線、３１　鉄心素板ブロック、３２　絶縁膜、４１、４２　金属板。
【図１】
2004023896.tif 000004
【図２】
2004023896.tif 000005
【図３】
2004023896.tif 000006
【図４】
2004023896.tif 000007
【図５】
2004023896.tif 000008
【図６】
2004023896.tif 000009
【図７】
2004023896.tif 000010
【図８】
2004023896.tif 000011
【図９】
2004023896.tif 000012
【図１０】
2004023896.tif 000013
【図１１】
2004023896.tif 000014
【図１２】
2004023896.tif 000015
【図１３】
2004023896.tif 000016
【図１４】
2004023896.tif 000017
【図１５】
2004023896.tif 000018
【図１６】
2004023896.tif 000019
【図１７】
2004023896.tif 000020
【図１８】
2004023896.tif 000021
【図１９】
2004023896.tif 000022
【図２０】
2004023896.tif 000023
【図２１】
2004023896.tif 000024