(57)【要約】【課題】密閉容器内が高温高圧となり、冷媒が接着剤に影響を与えるため、セグメントに分割された磁石がスリーブ壁から剥がれ落ち、信頼性の面で大きな課題を有していた。また、高効率化の面では、スリーブ壁に磁石を張りつけているため、磁石ヨーク間の隙間が広くなり、ギャップ磁束密度が低減し、可動子に発生するトルクが低下することで大きく効率が低下するものである。さらにネオジ磁石の場合、磁石表面にコーティングを施さないと磁石が錆び、品質やコスト面でも大きな課題となっていた。【解決手段】励磁コイルを有する固定子鉄心５４と、リング磁石５３と、リング磁石５３と往復振動体とを支持するリング磁石支持体５５とを備え、リング磁石支持体５５で、リング磁石５３の端面を締結し樹脂モールディングを施した構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを有する固定子鉄心と、リング磁石と、前記リング磁石を支持するリング磁石支持体を備え、前記リング磁石の端面を前記リング磁石支持体で支持し、前記リング磁石とリング磁石支持体とは一体に樹脂モールドされてなるリニアアクチエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動磁石型リニアアクチエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニアモータは、図６に示すように、円形の軸対称であり、円筒状の磁石支持構造体１２は、外ヨーク１０と内ヨーク１６との間に形成された間隙１４内に配置され、外ヨークに埋設されてた巻き線に電流を流し、電磁作用により、間隙１４内を長手方向に往復運動する。支持構造体１２が間隙１４内で往復運動すると、時間的に変化する磁束が支持構造体１２を通過するし、時間的に変化した磁場により支持構造体１２に渦電流が誘導されて大きな損失となる。その損失は無視できる値でないため、その渦電流を低減させるため磁石保持体は薄肉のスリーブが利用され、また磁石保持体は、少なくとも１個のスロットを有する円筒状の金属製支持スリーブを備え、好ましい実施例においては、スリーブは複数のスロットを持つ。磁石は更にスリーブに取りつけられた磁石セグメントを備える。好ましい実施例では同数の磁石セグメントとスロットがある。各磁石セグメントは対にされた同数のスロットとセグメントを形成している組み合わせスロットの少なくとも一部の上を延ばす構造としていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下に図７を用いて従来のリニアモータについて説明する。実施例では円筒状であるスリーブ壁２４を持つ。スリーブ壁２４には、第１の長手方向端部２８の付近から、反対側第２の長手方向端部３０の付近まで長手方向のスロット２６が形成され、円周方向の電流の流れを限定する。スロット２６の長さは、壁２４の長さより短く、壁２４の両端２８および３０においてスロットなしの幅狭の円周方向を残すことが好ましい。スロット２６は、スリーブ壁２４の厚さを完全に貫いて延びる。外向きに延びているフランジ３２が第１の長手方向端部２８に形成され、これは、スリーブ壁２４から約９０°の角度でスリーブ壁２４の全周を回って延び、フランジ３２とスリーブ壁２４との間の連結部３４を作る。反対側の第２の長手方向端部３０には。内向きに延びているフランジ３６が形成され。これを連結部３８において壁２４と約９０°の角度で形成する。フランジ３２および３６はスリーブ２２に半径方向の剛性を与え、更に例えば磁石体２０を駆動される構造体を取りつけるための取り付け部を提供する。磁石セグメント４０がスリーブ２２の外面にスリーブ円周方向で等間隔に取りつけられている。これは磁石のセグメントが磁場を提供する。この磁場は磁石を往復させることにより時間的に変化するように作られ、磁石セグメント４０の磁場が巻線において作られる時間的に変化する磁場による影響を受けて磁石体２０を運動させる。磁石セグメント４０は、接着剤によりスリーブ壁２４の外面に装着され、これは高透磁率の磁束経路の間隙形成構造のごく近くに置かれる。磁石セグメント４０の長手方向端部は、外向きに延びている中間フランジ４２に押し付けられる。中間フランジ４２は、外向きに延びているフランジ３６の中間でスリーブ壁２４の外面に取りつけられる。外向きに延びているフランジ３２と中間フランジ４２とは、スリーブ壁２４の直角な接着面の提供に加えて磁石セグメント４０用の長手方向の支持を提供する。フランジ３２および４２とは、スリーブ壁２４の直角な接着面と磁石セグメント４０用の長手方向の支持を行なう。
【０００４】
【特許文献１】
特表平１０−５１２４３７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、スリーブ壁に、複数個の磁石を接着剤により固定するため、冷凍機用の圧縮機等に用いる場合、密閉容器内が高温、高圧となるばかりか、冷媒が接着剤に影響を与えるため、セグメントに分割された磁石がスリーブ壁から剥がれ落ち、信頼性の面で大きな課題を有していた。また磁石保持用のスリーブにスリットを施し、渦電流を低減しているものの依然大きな損失が発生し効率が低下するという課題も有していた。さらにネオジ磁石の場合、磁石表面にコーティングを施さないと磁石が錆び、品質やコスト面でも大きな課題となっていた。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、高効率化と、信頼性向上を両立させたリニアアクチエータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、励磁コイルを有する固定子鉄心と、リング磁石と、リング磁石支持体を備え、前記リング磁石支持体で、前記リング磁石の端面を締結し、樹脂モールドでリング磁石と磁石支持体を一体成形したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
図４は、円筒形のリング磁石を示す。図５は、内側にピストンとの固定用に複数個の穴を有し、可動円筒状のリング磁石の端部を締結するリング磁石支持体を示す。図２は、図４のリング磁石５３の端部を、図３のリング磁石支持体５５で締結し、全体を樹脂モールドで一体成形した、樹脂モールド磁石ホルダーを示す。
【００１０】
図１は、円筒状のリニアアクチエータの断面を示す。樹脂モールド磁石ホルダーは、円筒状の内ヨーク５０と前記、内ヨーク５０に巻線を巻回した二つのコイル部５１と、内ヨーク５０に覆うように配置した外ヨーク５４とのギャップに位置し、コイル部５１が発生する磁束に従い振動するリング磁石５３と、リング磁石５３の端面で支持するリング磁石支持体５５とを備える。内ヨーク５０と外ヨーク５４は、長方形の電磁鋼鈑をラジアル積層したものである。本発明のリニアアクチエータをリニアー圧縮機に組み込むと高効率で高信頼性駆動の圧縮機を実現できる。
【００１１】
図５を用い、リニア圧縮機の構成の一例を説明する。このリニア圧縮機は少なくとも、シリンダー部７９と、シリンダー部７９に沿って可動自在に支持されるピストン部７７と、磁力によりピストン部７７に軸線方向の推力を生じさせるリニアモータ部を備えている。リニアモータのコイル部５１に通電すると、リング磁石５３との間に、フレミングの左手の法則に従って電流に比例した磁力すなわち推力が発生する。この推力によりリング磁石５３に、軸線方向に沿って移動する駆動力が作用する。リング磁石５３とリング磁石支持体５５とが樹脂モールドにより一体に成形された樹脂モールド磁石ホルダーにより、ばね機構部７５に連結されているためピストン部７７が移動する。ここでコイル５１への通電は交流電流が与えられ、リニアモータ部には正逆の推力が交互に発生する。そしてこの交互に発生する正逆の推力によってピストン部７７は往復運動を行うことになる。リニアモータを外部からインバータにより駆動するとピストンの軸線方向に沿って往復運動し圧縮室７６で圧縮された冷媒は、吐出室７１へ吐出される。このような圧縮機をエアコン、冷蔵庫、自動車用カーエアコンに用いると良い。本実施例の特徴は、リング磁石支持体５５にある。リニアアクチエータを効率良く振動させるには、外ヨーク５４と内ヨーク５０のとのギャップ間隔を小さくする必要がある。そのため図４の円筒状のリング磁石５３を使用し、図３のリング磁石支持体５５で、リング磁石５３の端面に、リング磁石支持体５５を締結し樹脂モールドで一体成形したものである。
【００１２】
【発明の効果】
上記から明らかなように、本発明は、ピストン等の往復運動体と、リング磁石の端面をリング磁石支持体で直接締結し樹脂モールドしたもので、この構成によれば、従来例のように磁石とヨークの間に磁石の固定用のスリーブを無くせ、コストを低減できるばかりか、スリーブに発生していた渦電流損をなくすことができ高効率化が図れる。また、セグメントの磁石をスリーブに接着するのではなく、リング磁石の端面を磁石支持体で締結し、さらに樹脂モールディングすることで、ネオジ磁石の錆び止めのコーテイグを施さなくても、錆び止め効果があるばかりか、樹脂モールドすることで、リング磁石とリング磁石支持体の締結がさらに頑強になり、磁石が剥がれ落ちることが無く高い信頼性が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施の形態を示すリニアアクチエータの断面図
【図２】本発明一実施の形態における樹脂モールド磁石ホルダー斜視図
【図３】本発明一実施の形態におけるリング磁石支持体を示す図
【図４】本発明一実施の形態におけるリング磁石を示す図
【図５】本発明一実施の形態におけるリニア圧縮機の断面図
【図６】従来のリニアアクチチエータを示す図
【図７】従来の磁石固定用のスリーブの断面図
【符号の説明】
５４  固定子鉄心（内ヨーク）
５１  巻線部
５３  リング磁石
５４  固定子鉄心（外ヨーク）
５５  リング磁石支持体
７１  吐出室
７５  バネ機構部
７６  圧縮室
７７  ピストン部
７８  ピストン支持ロッド
７９  シリンダー
【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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