(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回されたコアを永久磁石の表と裏とに対向させることにより閉磁路を構成するリニアモータにおいて、前記コアは、複数のコア分割体からなり、表側対向部と裏側対向部とが対向する複数の対向部を有し、前記複数の対向部は隣り合うコア分割体の対向部の表側対向部と裏側対向部とが互い違いとなって、該隣り合う対向部の磁極歯が形成する磁束の向きが互い違いとなるように、前記隣り合うコア分割体の表側対向部と裏側対向部とがそれぞれ延出された杆状部には前記コイルが共通に巻き回されており、前記対向部を構成する表側対向部と裏側対向部との間で永久磁石を支持するための支持部材を備え、該支持部材が走行方向に沿って突設部を有することを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
前記コアの隣り合う対向部の表側対向部間に、前記支持部材の突設部が挿通するスリット溝を走行方向に形成したことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
【請求項３】
前記コアを同形状の複数のコア分割体を交互に裏返して走行方向に交互に重ねることにより形成されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉磁路を有するリニアモータに関し、特に、永久磁石を走行ストロークの範囲全体で支持することにより、長距離の搬送を可能としたリニアモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開昭６３−３１０３６１号公報には、リード線処理を簡単にして安価に製造できるようにした構造のリニアパルスモータが開示されている。そのリニアモータの構造は、２相パルス回転モータを直線状に展開した構造である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のリニアモータは、永久磁石を走行ストロークの範囲全体で支持することにより、長距離の搬送を可能とした閉磁路を有するリニアモータを提供できないという課題があった。
本発明は、永久磁石を走行ストロークの範囲全体で支持することにより、長距離の搬送を可能とした閉磁路を有するリニアモータを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のリニアモータは、コイルが巻回されたコアを永久磁石の表と裏とに対向させることにより閉磁路を構成するリニアモータにおいて、前記コアは、複数のコア分割体からなり、表側対向部と裏側対向部とが対向する複数の対向部を有し、前記複数の対向部は隣り合うコア分割体の対向部の表側対向部と裏側対向部とが互い違いとなって、該隣り合う対向部の磁極歯が形成する磁束の向きが互い違いとなるように、前記隣り合うコア分割体の表側対向部と裏側対向部とがそれぞれ延出された杆状部には前記コイルが共通に巻き回されており、前記対向部を構成する表側対向部と裏側対向部との間で永久磁石を支持するための支持部材を備え、該支持部材が走行方向に沿って突設部を有することを特徴とする。
【０００５】
この場合において、前記コアの隣り合う対向部の表側対向部間に、前記支持部材の突設部が挿通するスリット溝を走行方向に形成することができる。
【０００６】
このリニアモータは、コアを永久磁石の表裏に対向させる閉磁路を有するリニアモータにおいても、永久磁石を走行ストロークの範囲全体で支持することができ、これにより、走行路を長く形成して長距離の搬送を実現することができる。
【０００７】
また、前記コアを同形状の複数のコア分割体を交互に裏返して走行方向に交互に重ねることにより形成することができる。
【０００８】
これにより、コアを簡便かつ低コストにて製造することができる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明のリニアモータの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図５に、本発明のリニアモータの第１実施例を示す。
本実施例のリニアモータは、図２に示すように、コイル２を巻回したコア１を、永久磁石３の上面３ａと下面３ｂとに対向させることにより閉磁路を構成しており、永久磁石３の上面３ａと対向するコア１の表側対向部１１に、永久磁石３の支持部材４の一部が挿通するスリット溝５を走行方向に形成している。
【００１０】
コア１は、図１に示すように、複数の対称形状のコア分割体１ａ、１ｂを、各コア分割体１ａ、１ｂ間に僅かな空隙をあけて、走行方向に交互に重ねることにより形成されている。これらのコア分割体１ａ、１ｂは同形状のものからなり、交互に裏返すことによって対称形状になされている。
各コア分割体１ａ、１ｂは、図１〜図２に示すように、コイルが巻回される杆状部１３と、杆状部１３の一端から一体に延出され、永久磁石３の上面と対向する表側対向部１１と、杆状部１３の他端から一体に延出され、永久磁石３の下面と対向する裏側対向部１２とを備えている。
そして、表側対向部１１は、隣接するコア分割体１ａ、１ｂの表側対向部１１とでスリット溝５を形成するために、裏側対向部１２の半分よりやや短い長さに形成されている。
このようなコア１の構成により、各コア分割体１ａ、１ｂを外側にずらせてスリット溝５を広げることが可能となり、この広げたスリット溝５から永久磁石３を外せることから、リニアモータの分解や保守点検を簡単に行うことが可能となる。
【００１１】
また、コア分割体１ａ、１ｂは、本実施例では一体構造としているが、コイル２を取り付ける際の作業性をよくするために、２分割構造にすることも可能である。
さらに、コア分割体１ａ、１ｂは、打ち抜いた薄い鉄板を積層する構造にしたり、あるいは単体の鉄芯による一体構造にすることができる。
そして、コア分割体１ａ、１ｂの厚みは、使用する永久磁石３の間隔により決定し、また、対向する永久磁石３との空隙は、永久磁石３や支持部材４が接触しない程度の間隔をあける。
【００１２】
なお、コア分割体１ａ、１ｂを重ねる際に隙間をあけるのは、１つのコア分割体１ａを通過する磁束が隣接するコア分割体１ｂに入り込まないように、磁気抵抗を大きくするためである。
【００１３】
一方、コア１の中に入る永久磁石３と支持部材４を図３に示す。
磁束が上下に通過するように並べられた永久磁石３に対し、支持部材４は、これら永久磁石３の上面に接着剤等で固定された背板４ａと、背板４ａの幅方向中央から上方に突設された吊板４ｂとによって断面Ｔ字型に形成されている。
支持部材４は、ステンレスあるいはアルミニウム等の非磁性体の材料からなり、コア１のスリット溝５を介して、吊板４ｂが設備の固定側部材に適宜固定される。
この支持部材４とスリット溝５によれば、閉磁路を有するリニアモータにおいても、永久磁石３を走行ストロークの範囲全体で支持することができ、これにより、リニアモータの走行路を長く形成して長距離の搬送を実現することができるとともに、永久磁石３を簡単かつ安定した状態で敷設することができる。
【００１４】
また、コイル２は、図２に示すように、複数積層したコア分割体１ａ、１ｂの杆状部１３に巻回される。
積層されたコア分割体１ａ、１ｂは単一のコイル２で駆動され、同一の磁界により磁束が発生する。永久磁石３とコア１との間隔は機械的に両者が接触しない範囲で小さくすることにより、リニアモータの欠点である効率を回転型のモータと遜色ないまでに高めることができる。
また、コア１とコイル２の間にも空隙が存在し、冷却のため空気を流すことでコイル２とコア１を冷却する。
このコイル２を巻回したコア１を、例えば、搬送車に固定するようにして、半導体工場や液晶パネル工場などで稼動する搬送装置の直線運動を行う部分の駆動に使用することができる。
【００１５】
図４に、３相駆動としたリニアモータの側面を示す。
複数のコア分割体１ａ、１ｂを積層したコア１にコイル２を巻回し、このコア１を位相をずらせて可動側に配設し、固定側の永久磁石３から駆動力を得る。
【００１６】
コア１の中の磁束の流れを図５に示す。
コア１は、すべてのコア分割体１ａ、１ｂにコイル２がまたがるように巻回されるため、各コア分割体１ａ、１ｂを通る磁束の向きは同一となる。
この磁束は、隣り合うコア分割体１ａ、１ｂの表裏を交互に変えてコイル２に通すことにより、永久磁石３が通る部分では、図示の如く磁束が上から下に通る場合と、下から上に通る場合とに向きを反転することができる。
この磁束は、隣接するコア分割体１ａ、１ｂの間に空隙を設けることで、隣のコア分割体１ａ、１ｂへの入り込みが防止され、これが磁束の利用効率の向上に寄与する。
【００１７】
また、リニアモータの推力の発生は、コア１から永久磁石３を通る磁路の断面の長さに比例することから、永久磁石３の上下でスリット溝５を持たないトンネル構造の閉磁路に比較すると、本実施例のコア１では表側対向部１１での推力の発生は約半分に低下するが、本実施例のリニアモータでは、スリット溝５を持たないトンネル構造の磁束の高い利用効率と、永久磁石の片面だけで駆動する汎用リニアモータの取扱いの利便性の両方の利点を併せて発揮することができる。
【００１８】
以上、本第１実施例では３相駆動のため３つのコイルを有するリニアモータの例を示したが、リニアモータを２相としたり、駆動と推力のリップルを減らすために、さらに多相の構造とすることもできる。
【００１９】
次に、図６〜図８を参照して、本発明のリニアモータの第２実施例を説明する。
このリニアモータは、コア６を永久磁石７１、７２の表と裏とに対向させることにより閉磁路を構成するもので、１対の永久磁石７１、７２を縦に並設し、該並設した永久磁石７１、７２ごとにコア６をそれぞれ対向させるとともに、対向するコア６の一端に、永久磁石７１、７２が挿通する開口８をそれぞれ走行方向に連続して形成している。
【００２０】
コア６は、図６に示すように、複数の対称形状のコア分割体６ａ、６ｂを、各コア分割体６ａ、６ｂ間に僅かな空隙をあけて、走行方向に交互に重ねることにより形成されている。これらのコア分割体６ａ、６ｂは同形状のものからなり、交互に裏返すことによって対称形状になされている。
コア分割体６ａは、図６〜図７に示すように、コイル２が巻回される杆状部６３と、杆状部６３の一端から一体に延出され、永久磁石７１の外面７１ａと対向する表側対向部６１と、杆状部６３の他端から一体に延出され、永久磁石７１の内面７１ｂと対向する裏側対向部６２とを備えている。
同様に、コア分割体６ｂは、図６〜図７に示すように、コイル２が巻回される杆状部６３と、杆状部６３の一端から一体に延出され、永久磁石７２の外面７２ａと対向する表側対向部６１と、杆状部６３の他端から一体に延出され、永久磁石７２の内面７２ｂと対向する裏側対向部６２とを備えている。
【００２１】
一方、永久磁石は、前記並設した１対の永久磁石７１、７２と、これらの永久磁石７１、７２を連結する連結部材７３と、連結部材７３を介して永久磁石７１、７２を支持する支持部材７４とを備えている。なお、各永久磁石７１、７２は、図８に示すように、極性の違う磁石が僅かな空隙をあけて走行方向に交互に多数配設されている。
そして、各コア分割体６ａ、６ｂは、前記並設した各永久磁石７１、７２と各コア分割体６ａ、６ｂの開口８の位置とが一致するように、隣接するコア分割体６ａ、６ｂが前記開口８の幅だけずらせて重合されている。
これにより、同形状に形成したコア分割体６ａ、６ｂを交互に裏返して重ねることによりコア６を形成することができ、コア６を簡便かつ低コストにて製造することができる。
【００２２】
また、コイル２は、図７に示すように、複数積層したコア分割体６ａ、６ｂの杆状部６３に巻回される。
積層されたコア分割体６ａ、６ｂは単一のコイル２で駆動され、同一の磁界により磁束が発生する。永久磁石７１、７２とコア６との間隔は、機械的に両者が接触しない範囲で小さくすることにより、リニアモータの欠点である効率を回転型のモータと遜色ないまでに高めることができる。
また、コア６とコイル２の間にも空隙が存在し、冷却のため空気を流すことでコイル２とコア１を冷却する。
このコイル２を巻回したコア６を、例えば、搬送車に固定するようにして、半導体工場や液晶パネル工場などで稼動する搬送装置の直線運動を行う部分の駆動に使用することができる。
【００２３】
かくして、本第２実施例のリニアモータは、永久磁石７１、７２の表裏と対向するコア６の一端に、永久磁石７１、７２が挿通する開口８を走行方向に形成したことから、コア６を永久磁石７１、７２の表裏に対向させる閉磁路を有するリニアモータにおいても、永久磁石７１、７２を走行ストロークの範囲全体で支持することができ、これにより、走行路を長く形成して長距離の搬送を実現するとともに、開口８から永久磁石７１、７２を抜いて取り外せることから、リニアモータの分解や保守点検を簡単に行うことができる。
また、１対の永久磁石７１、７２を並設し、該並設した永久磁石７１、７２ごとにコア６をそれぞれ対向させたことにより、前記第１実施例に比較して約２倍まで磁束断面積を大きくし、これにより、モータの駆動力を約２倍まで大きくすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のリニアモータによれば、コアを永久磁石の表裏に対向させる閉磁路を有するリニアモータにおいても、永久磁石を走行ストロークの範囲全体で支持することができ、これにより、走行路を長く形成して長距離の搬送を実現することができる。
【００２５】
また、コアを同形状の複数のコア分割体を交互に裏返して走行方向に交互に重ねることにより形成することより、コアを簡便かつ低コストにて製造することができる。
を交互に裏返して重ねることによりコアを形成することができ、これにより、コアを簡便かつ低コストにて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のリニアモータの第１実施例を示し、（ａ）はコアの斜視図、（ｂ）はコア分割体の斜視図である。
【図２】  同実施例のリニアモータを示す断面正面図である。
【図３】  同実施例の永久磁石と支持部材を示す部分斜視図である。
【図４】  同実施例のリニアモータを示す側面図である。
【図５】  コア分割体の磁束の流れを示す斜視図である。
【図６】  本発明のリニアモータの第２実施例を示し、（ａ）はコアの斜視図、（ｂ）はコア分割体の斜視図である。
【図７】  同実施例のリニアモータを示す断面正面図である。
【図８】  同実施例の永久磁石を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
１    コア
１ａ  コア分割体
１ｂ  コア分割体
１１  表側対向部
１２  裏側対向部
１３  杆状部
２    コイル
３    永久磁石
３ａ  永久磁石上面
３ｂ  永久磁石下面
４    支持部材
４ａ  背板
４ｂ  吊板
５    スリット溝
６  コア
６ａ  コア分割体
６ｂ  コア分割体
６１  表側対向部
６２  裏側対向部
６３  杆状部
７１  永久磁石
７１ａ  永久磁石外面
７１ｂ  永久磁石内面
７２  永久磁石
７２ａ  永久磁石外面
７２ｂ  永久磁石内面
７３  連結部材
７４  支持部材
８    開口
【図１】
0004476502.tif 000002
【図２】
0004476502.tif 000003
【図３】
0004476502.tif 000004
【図４】
0004476502.tif 000005
【図５】
0004476502.tif 000006
【図６】
0004476502.tif 000007
【図７】
0004476502.tif 000008
【図８】
0004476502.tif 000009