(57)【要約】【課題】接着剤による構成部材の接着を不要として容易に製造することができると共に、永久磁石やポールシューに高精度の加工を施すことなく、永久磁石の使用量を抑え、磁束密度を維持しながらも製造コストを抑制することができる磁石部材を備えるリニアモータ及びこの磁石部材の製造方法を提供する。【解決手段】磁石部材と、前記磁石部材に対して相対的に移動可能なコイルを備えるリニアモータにおいて、前記磁石部材は、長手方向に沿って磁石が配列されるとともに、前記磁石を希土類ボンド磁石によって鋳包んでなる成形体を備える。【選択図】図２
2013138592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石部材と、前記磁石部材に対して相対的に移動可能なコイルを備えるリニアモータにおいて、
前記磁石部材は、長手方向に沿って磁石が配列されるとともに、前記磁石を希土類ボンド磁石によって鋳包んでなる成形体を備えることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記磁石は、平板状に形成されるとともに、長手方向に沿って延びる固定子上に所定の間隔をもって配列されることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
請求項２に記載のリニアモータにおいて、
前記磁石は、多角形状に形成されると共に、角部に面取りを形成したことを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】
請求項１に記載のリニアモータにおいて、
前記磁石は、長手方向に貫通孔が形成された円筒状に形成され、
前記希土類ボンド磁石は、前記貫通孔及び前記磁石の側面を鋳包むことを特徴とするリニアモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のリニアモータにおいて、
前記貫通孔に挿通されるボビンを備えることを特徴とするリニアモータ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のリニアモータにおいて、
前記磁石は、少なくとも２分割にされた分割体によって構成されることを特徴とするリニアモータ。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、
前記成形体は、軸方向端面に連結孔を備えると共に、前記連結孔に連結手段を介して前記成形体が複数連結されてマグネットロッドを構成することを特徴とするリニアモータ。
【請求項８】
請求項４から７のいずれか１項に記載のリニアモータにおいて、
前記成形体が、円筒状の筒部材内に複数積層されたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項９】
長手方向に沿って磁石を配置する組立工程と、
前記磁石の側面を、希土類ボンド磁石によって鋳包んで成形体を得る成形工程と、
前記成形体を着磁する着磁工程とを備えることを特徴とする磁石部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石部材を備えるリニアモータ及びこの磁石部材の製造方法に関し、具体的には軸方向に永久磁石と必要に応じてポールシューを相互に積層した磁石部材を備えるリニアモータ及びこの磁石部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータの固定子と可動子とを直線状に配列し、電気エネルギを直線運動のための推力に変換するリニアモータが知られている。このリニアモータは、例えば、平板状のバックヨークに磁石を配列した磁石部材と、この磁石部材と所定の隙間を介して対向配置される電機子とを有したものや、ステンレスパイプ等に永久磁石とポールシューを相互に複数積層して形成した磁石部材と、この磁石部材に遊嵌するように円筒形のコイルを中心を合わせて組合せたハウジングとを備えているものが知られている。
【０００３】
このようなリニアモータは、コイルに電流を流すことで、磁場が発生し、コイルの磁場と永久磁石の磁場との相互作用によって、磁石部材を直線運動させる推力を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０４６１６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の磁石部材やこれを組み込んだリニアモータによると、永久磁石やポールシューはバックヨーク及びステンレスパイプ内で相互に接着により固定されているため、磁石部材の製造時に接着剤が固化するまで、永久磁石を治具等で固定しておく必要があり、製造時間の短縮をすることができないといった課題があった。
【０００６】
また、永久磁石やポールシューとステンレスパイプとの隙間や磁石部材全長の寸法を抑えるため並びに、磁束密度を理想の状態に設定するために永久磁石やポールシューに高精度の加工を施す必要があり、製造コストの抑制が難しいといった課題があった。
【０００７】
さらに、永久磁石は、ネオジ焼結磁石によって形成されているので、ネオジ焼結磁石の価格高騰により製造コストの抑制を図ることが難しく、また、ネオジ焼結磁石の使用量を削減して磁石を小型化したり、内部を空洞に加工した円筒状に形成したりすると、磁束密度が低下してリニアモータの性能を維持することができないといった課題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、接着剤による構成部材の接着を不要として容易に製造することができると共に、永久磁石やポールシューに高精度の加工を施すことなく、永久磁石の使用量を抑え、磁束密度を維持しながらも製造コストを抑制することができる磁石部材を備えるリニアモータ及びこの磁石部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るリニアモータは、磁石部材と、前記磁石部材に対して相対的に移動可能なコイルを備えるリニアモータにおいて、前記磁石部材は、長手方向に沿って磁石が配列されるとともに、前記磁石を希土類ボンド磁石によって鋳包んでなる成形体を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る磁石部材の製造方法は、長手方向に沿って磁石を配置する組立工程と、前記磁石の側面を、希土類ボンド磁石によって鋳包んで成形体を得る成形工程と、前記成形体を着磁する着磁工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁石を、希土類ボンド磁石によって鋳包んでいるので、磁石を接着剤によって接着する必要がなく、且つ、希土類ボンド磁石によって鋳包むことで、磁束密度を維持しながら磁石部材を研磨することなく高精度の加工を行うことができるので、製造時間を短縮及び製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁石部材を用いたアクチュエータの斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る磁石部材を用いたアクチュエータの正面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材を用いたリニアモータを示す断面図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材を示す一部断面斜視図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例を示す斜視図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例に用いられる磁石の正面図。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例に用いられる磁石の配置図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材を用いたリニアモータを示す断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の成形体を示す斜視図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の成形体をの内部構造を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の成形体をの構造を示す分解図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の構造を示す断面図。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材と従来の磁石部材の磁束密度を比較した実験結果を示すグラフ。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材と従来の磁石部材のコギングを比較した実験結果を示すグラフ。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例のモータ誘起電圧の変動を示すグラフ。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る磁石部材のモータ誘起電圧の変動を示すグラフ。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る磁石部材と従来の磁石部材の磁束密度を比較した実験結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る磁石部材の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係るリニアモータが組み込まれたアクチュエータ１である。アクチュエータ１の構成について、図１及び２を用いて説明する。ここで、図１は、第１実施形態に係る磁石部材を組み込んだアクチュエータ１の斜視図である。また、図２は、第１実施形態に係る磁石部材を用いたアクチュエータ１の正面図である。
【００１５】
アクチュエータ１に組み込まれた磁石部材１０は、表面にＮ極又はＳ極が着磁される複数枚の板状の駆動用の磁石１１，１１を有する磁石部材１０に対して、電機子４０が相対的に直線運動するフラットタイプのリニアモータである。電機子４０は磁石部材１０にすきまｇを介して対向する。
【００１６】
細長く伸びるベース４上には、板状の複数枚の磁石１１が軸線方向に一列に並べられる。これら複数枚の磁石１１を有する磁石部材１０がリニアモータ１の固定子となる。ベース４は、底壁部４ａと、底壁部４ａの幅方向の両側に設けられる一対の側壁部４ｂとから構成される。底壁部４ａの上面に磁石部材１０が取り付けられる。
【００１７】
磁石部材１０には、軸線方向と直交する方向（図中上下方向）の両端面にＮ極及びＳ極が形成される。複数枚の磁石１１の表面に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように、磁石１１は隣接する一対の磁石１１に対して、磁極を反転させた状態で並べられる。
【００１８】
ベース５の側壁部４ｂの側面の一部には、リニアスケール２２が、そのスリットの並びがベース５の長手方向に沿うようにして取り付けられる。
【００１９】
ベース４の側壁部４ｂの上面には、リニアガイド９の軌道レール８が取り付けられる。軌道レール８には、移動ブロック７がスライド可能に組み付けられる。軌道レール８と移動ブロック７との間には、転がり運動可能に複数のボールが介在される（図示せず）。移動ブロック７には、複数のボールを循環させるためのサーキット状のボール循環経路が設けられる。軌道レール８に対して移動ブロック７がスライドすると、複数のボールがこれらの間を転がり運動し、また複数のボールがボール循環経路を循環する。これにより、移動ブロック７の円滑な直線運動が可能になる。
【００２０】
一つの移動ブロック７の側面には、ブラケット２８が取り付けられる。ブラケット２８には、光センサ２３が、リニアスケール２２の読み取りが可能なように取り付けられる。
【００２１】
リニアガイド９の移動ブロック７の上面には、テーブル３が取り付けられる。テーブル３は例えばアルミなどの非磁性材料からなる。テーブル３には、移動対象が取り付けられる。テーブル３の下面には、リニアモータ１の可動子である電機子４０が吊り下げられる。図２の正面図に示されるように、磁石１１と電機子１０との間にはすきまが設けられる。リニアガイド９は、電機子４０が磁石１１に対して相対的に移動するときにも、このすきまｇを一定に維持する。
【００２２】
図３に示すように、電機子４０は、ケイ素鋼などの磁性材からなる櫛歯状に形成された複数のコア４２にコイル４１が巻回されている。コイル４１は、それぞれＵ・Ｖ・Ｗ相からなる一組の三相コイルを構成している。このように、三相に構成されたコイル４１に対して１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル４１の軸方向に移動する移動磁界が発生するので、電機子４０は移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さに同期した直線運動が実現する。
【００２３】
なお、電機子４０の長手方向に沿った両端部には、ダミーコア４３が取り付けられており、端部における磁束密度の低下を抑制してコギングを抑制する構造となっている。
【００２４】
また、図４に示すように、本実施形態に係る磁石部材１０は、鉄などの磁性材からなる平板状に形成されるとともに、長手方向に沿って延びるバックヨーク５０の上面に複数の磁石１１,１１が電機子４０の移動方向に沿って一列に配列されている。また、磁石１１,１１は、外表面が希土類ボンド磁石１４によって鋳包まれた成形体３０を構成している。希土類ボンド磁石とは、希土類の磁粉をゴムやプラスチックに練り込んだ柔軟性及び熱可塑性のある磁石のことをいい、具体的には、ネオジボンド磁石やサマリウムボンド磁石が好適に用いられる。なお、磁石１１は、ネオジ焼結磁石を平板状に形成したものであり、希土類ボンド磁石１４で鋳包んだ成形体３０の大きさが従来の磁石と同様の大きさとなるように、従来の磁石に比べて小型に形成されている。
【００２５】
希土類ボンド磁石１４は、鋳包む磁石１１の磁極と一致するように着磁されており、バックヨーク５０の上面には、隣り合う成形体３０の磁極が、Ｎ極及びＳ極が互いに反転して配列されている。
【００２６】
なお、本実施形態における磁石部材１０は、バックヨーク５０の上面に互いに隣接する複数の磁石１１,１１をＮ極及びＳ極を反転させながら配列した配列工程の後に、希土類ボンド磁石１４によって鋳包んで成形体３０を得る成形工程を経て着磁工程で着磁しても構わないし、複数の磁石１１,１１を個別に希土類ボンド磁石１４で鋳包んだ成形体３０をバックヨーク５０の上面に配列して着磁工程で着磁しても構わない。
【００２７】
本実施形態に係る磁石部材１０及びこの磁石部材１０の製造方法によれば、磁石１１を希土類ボンド磁石１４によって鋳包んでいるので、成形後の成形体３０を研磨などで高精度に加工する必要がなく、製造コストの抑制を図ることができる。これは、希土類ボンド磁石１４を用いた成形は、金型を用いて射出成形されるため、成形後の成形体３０の形状を高精度に成形することが可能であることによるものである。
【００２８】
また、磁石１１を希土類ボンド磁石１４によって鋳包んで成形体３０を形成しているので、従来の磁石に比べて磁石１１を小型に形成することができ、高価なネオジ焼結磁石の使用量を削減することで、製造コストの抑制を図ることができる。
【００２９】
以上、説明した第１の実施形態に係る磁石部材を用いたリニアモータは、磁石１１,１１を平板状に形成した場合について説明した。しかし、磁石の形状は平板状に限られず、例えば平板状の各角部を面取りした多角形状とすることもできる。以下にこの変形例について説明を行う。
【００３０】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例を示す斜視図であり、図６は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例に用いられる磁石の正面図であり、図７は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材の変形例に用いられる磁石の配置図である。
【００３１】
図５に示すように、本変形例に係る磁石部材１０´は、上述した磁石部材１０と同様に鉄などの磁性材からなり平板状に形成されるとともに、長手方向に沿って延びるバックヨーク５０の上面に複数の磁石１１´,１１´が電機子４０の移動方向に沿って一列に配列されている。また、磁石１１´,１１´は、外表面が希土類ボンド磁石１４によって鋳包まれている。
【００３２】
図６に示すように、磁石１１´は、矩形状の磁石の角部に面取りＣを形成した多角形状となっている。このように、磁石１１´の角部に面取りＣを形成することで、焼結磁石の使用量を大幅に削減することが可能となる。また、磁石の角部に面取りＣを形成すると、磁石を矩形状に形成した場合に比べ、モータ誘起電圧波形がより正弦波に近い波形となり、推力リップルを低下することができるという効果を生じる。なお、面取りＣを形成することで、モータの推力は低下することとなるが、磁石の角部が誘起電圧に与える影響は比較的小さいことから、角部に面取りＣを形成した場合、磁石の使用量が約２０％程度削減できるところ、モータ推力の低下は約５％程度に抑えられており、磁石の削減効果が大きいことが解析結果から得られている。
【００３３】
このように、本変形例に係る磁石部材１０´は、推力への影響の小さい磁石の角部に面取りＣを形成しているので、推力低下を最小限に抑えつつ、焼結磁石の使用量を抑えることができ、更なるコスト削減を図ることが可能となる。また、面取りＣを形成することで、モータ誘起電圧がより正弦波に近い波形となり、推力リップルを低下することができるという効果を奏する。
【００３４】
さらに、図７に示すように、面取りＣを形成した磁石１１´は、その配置方法によって、図７の（ａ）〜（ｄ）といった様々な磁石部材の有効長や磁石ピッチを同一の磁石１１´を用いて実現することができ、リニアモータのラインナップ展開を図る場合において、磁石の共通化を図ることでコスト削減を図ることが可能となる。
【００３５】
［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態に係る磁石部材を用いたリニアモータは、磁石部材をフラットタイプのリニアモータに適用した場合について説明を行った。次に説明する第２の実施形態に係る磁石部材は、所謂ロッドタイプのリニアモータに磁石部材を適用した場合について説明を行う。なお、上述した第１の実施形態の場合と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材を用いたリニアモータを示す断面図であり、図９は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の成形体を示す斜視図であり、図１０は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の成形体の内部構造を示す図であり、図１１は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の成形体の構造を示す分解図であり、図１２は、本発明の第２の実施形態に係る磁石部材の構造を示す断面図である。
【００３７】
図８に示すように、本実施形態に係る磁石部材は、ロッドタイプのリニアモータ１ａに用いられるマグネットロッド１０ａとして構成されている。マグネットロッド１０ａは、マグネットロッド１０ａが遊嵌されるコイル４１ａを組み合わせて内包したハウジング４０ａに移動可能に挿入されている。
【００３８】
マグネットロッド１０ａは、磁石がＮ極同士及びＳ極同士を対向するように配置されており、Ｎ極同士及びＳ極同士の間にはポールシュー１３が介在して積層されている。コイル４１ａは、Ｕ・Ｖ・Ｗ相からなる一組の三相コイルを構成している。このように、三相に構成されたコイル４１ａに対して１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル４１ａの軸方向に移動する移動磁界が発生するので、ハウジング４０ａは移動磁界により推力を得て、移動磁界の速さに同期したマグネットロッド１０ａの直線運動が実現する。
【００３９】
また、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、端部に取り付けられたエンドキャップ２０を介してマグネットロッド１０ａの周方向の回転運動を規制する図示しないスプライン機構が取り付けられている。
【００４０】
さらに、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、両端にポールシュー１３を備えるように磁石１１ａを希土類ボンド磁石で鋳包んだ成形体３０ａを連結することによって構成されている。ここで、希土類ボンド磁石とは、希土類の磁粉をゴムやプラスチックに練り込んだ柔軟性及び熱可塑性のある磁石のことをいう。
【００４１】
図９及び１０に示すように、成形体３０ａは、軸方向に貫通孔１２が形成された円筒状の磁石１１ａと、この磁石１１ａの軸方向の両端に配置されると共に、磁石１１ａと軸方向の断面形状が略同一に形成されたポールシュー１３とを備えており、貫通孔１２及び磁石１１ａの側面並びにポールシュー１３は希土類ボンド磁石１４ａによって鋳包まれて一体的に構成されている。また、成形体３０ａの軸方向端面には、後述する連結手段２１を挿入する連結孔１４ｂが形成されている。
【００４２】
次に、図１１を参照して成形体３０ａの具体的な構造について説明を行う。磁石１１ａは、軸方向に分割された分割体１１ｂ，１１ｂとから構成されている。また、分割体１１ｂ，１１ｂ及びポールシュー１３，１３は、円筒状のボビン１５に組み付けられている。
【００４３】
分割体１１ｂ，１１ｂは、ネオジ焼結磁石によって構成されており、分割体１１ｂ，１１ｂを互いに組み合わせることで円筒状の磁石１１ａを構成するように軸方向の断面形状が円弧状に形成されている。
【００４４】
ポールシュー１３は、鉄などの磁性体によって構成されており、磁石１１ａと軸方向の断面形状が略同一となるように、貫通孔１６を備える概略円環状に形成されている。また、ポールシュー１３の軸方向端面には、成形溝１３ａが中心から放射状に形成されている。
【００４５】
ボビン１５は、円筒状のボビン本体１８と、径方向に延設された一対のフランジ１７，１７とを備えており、分割体１１ｂ，１１ｂをボビン本体１８に組み合わせると共に、フランジ１７にポールシュー１３を当接させるように組み付けられる。また、フランジ１７の径方向端部には、成形溝１５ａが複数形成されている。なお、ボビン１５は、ネオジボンド焼結磁石によって構成されており、ボビン本体１８とフランジ１７，１７とは一体に構成されている。
【００４６】
成形体３０ａは、磁石１１ａ，ボビン１５及びポールシュー１３を一体に希土類ボンド磁石１４ａによって鋳包んで形成されている。希土類ボンド磁石１４ａは、具体的には、ネオジボンド磁石が好適に用いられる。この際、ボビン１５のフランジ１７やポールシュー１３の軸方向端面に成形溝１３ａ，１５ａがそれぞれ形成されているので、希土類ボンド磁石１４ａが成形溝１３ａ，１５ａに充填されることで磁石１１ａの外表面や貫通孔１２内，ボビン１５及びポールシュー１３を一体に希土類ボンド磁石１４ａによって鋳包んで形成することが可能となる。
【００４７】
このように形成された成形体３０ａは、図１２に示すようにマグネットロッド１０ａとして組み合わせられる。マグネットロッド１０ａは、ステンレス等の非磁性の材質によって形成された円筒状の筒部材１９内に成形体３０ａがＮ極同士及びＳ極同士が対向するように積層されている。また、マグネットロッド１０ａの両端部には、エンドキャップ２０がそれぞれかしめ等の組付手段によって組付けられている。
【００４８】
さらに、成形体３０ａ同士は、連結手段２１を介して互いに組み付けられている。連結手段２１は、ピン形状の部材であり、成形体３０ａの軸方向端部に形成された連結孔１４ｂに圧入されることで、成形体３０ａ同士を組み合わせている。
【００４９】
次に、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａの製造方法について説明を行う。本実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、軸方向に貫通孔１２が形成された円筒状となるように、分割体１１ｂ，１１ｂとを組み合わせてなる磁石１１ａと、この磁石１１ａと軸方向断面形状が同一に形成されたポールシュー１３とを、ボビン１５に組み付ける組立工程を備える。
【００５０】
組立工程では、分割体１１ｂ，１１ｂは、ボビン本体１８に径方向から組み付けられ、ポールシュー１３は、軸方向に沿ってフランジ１７に当接するまで組み付けられる。
【００５１】
また、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａの製造方法は、組立工程で組み立てられた各部材を、金型に装着した上で、希土類ボンド磁石１４ａによってインサート成型することで各部材を鋳包み成形体３０ａを得る成形工程を備える。
【００５２】
さらに、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａの製造方法は、成形工程で得られた成形体３０ａを着磁する着磁工程を備える。この着磁工程によって成形体３０ａが磁化され、成形体３０ａの一方をＮ極に、他方をＳ極とすることで、マグネットロッド１０ａとしての機能を奏することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａの製造方法は、着磁された成形体３０ａをＳ極同士及びＮ極同士を対向して筒部材１９内に配列する積層工程と、成形体３０ａ同士を連結手段２１によって相互に連結する連結手段を備える。
【００５４】
本実施形態に係るマグネットロッド１０ａ及びこのマグネットロッド１０ａの製造方法によれば、磁石１１ａとポールシュー１３とを希土類ボンド磁石１４ａによって鋳包んでいるので、成形後の成形体３０ａを研磨などで高精度に加工する必要がないため、製造コストの抑制を図ることができる。
【００５５】
また、磁石１１ａが貫通孔１２を有する円筒状に形成されているので、高価なネオジ焼結磁石の使用量を削減することで、製造コストの抑制を図ることができる。さらに、成形体３０ａを連結手段２１によって相互に連結しているので、接着剤の固化時間を考慮することがなく、且つ治具等を不要とすることで製造時間を短縮することができるので、製造コストの抑制を図ることができる。
【００５６】
さらに、磁石１１ａを軸方向に分割した分割体１１ｂ，１１ｂによって構成しているので、容易にフランジ１７が形成されたボビン１５に組み付けを行うことができる。
【００５７】
［実施例］
次に、図１３から１７を参照して、上記第１及び第２の実施形態に係る磁石部材と従来の磁石部材との磁束密度及びコギングの比較について説明を行う。
【００５８】
図１３は、第１の実施形態に係る磁石部材１０の実施例１、従来の大きさの磁石を用いた磁石部材の比較例１及び、第１の実施形態に係る磁石部材１０に用いた磁石１１のみを用いた磁石部材の比較例２の磁束密度の推移を比較した実験結果を示すグラフである。
【００５９】
比較例２の測定結果から明らかなように、従来の磁石部材の磁石に用いられるネオジ焼結磁石の使用量を削減するために、磁石を小さく形成すると、磁束密度は大幅に減少し、理想的な波形である正弦波から大きく離れた形状となってしまうのがわかる。
【００６０】
これに対し、第１の実施形態に係る磁石部材１０は、実施例１の測定結果から明らかなように、比較例２の場合と同様にネオジ焼結磁石である磁石１１の大きさを小さくしても、磁石１１の表面を希土類ボンド磁石によって鋳包んでいるため、磁束密度はほとんど低下しておらず、従来の磁石部材と同等の磁束密度を得ることができることがわかる。また、比較例１のピーク値の両端に磁束密度の高い箇所が存在しているのに対し、実施例１の磁束密度のグラフはより正弦波に近い形状となっている。この結果からわかるように、実施例１の場合、比較例１のようにピーク値の両端に磁束密度の高い箇所が存在していなく、より正弦波に近い形状となっているため、推力のムラを起こすことがなく、円滑な動作を行うことが可能となることがわかる。
【００６１】
次に、図１４は、図１３と同様に第１の実施形態に係る磁石部材１０の実施例１、従来の大きさの磁石を用いた磁石部材の比較例１及び、第１の実施形態に係る磁石部材１０に用いた磁石１１のみを用いた磁石部材の比較例２のコギングを比較した実験結果を示すグラフである。
【００６２】
比較例２のように、磁石の大きさを小型化すると、磁石間のピッチも増大することから、磁束密度の分布が悪化することで、コギングが生じることがわかる。また、比較例１についても比較例２よりは改善しているものの、少なからずコギングが生じていることがわかる。
【００６３】
これに対し、実施例１のコギングはほぼ平坦な値を示しており、ほとんどコギングが生じていないことがわかる。これは、磁束密度がより理想的な形状となっていることや、希土類ボンド磁石によって磁石を鋳包むことで、磁石の角部での磁束密度を抑えているので、推力にムラが生じていないのである。
【００６４】
図１５は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材１０´の変形例の実施例２のモータ誘起電圧の変動を示すグラフであり、図１６は、本発明の第１の実施形態に係る磁石部材１０の実施例１のモータ誘起電圧の変動を示すグラフである。
【００６５】
図１５と図１６を比較すると、実施例２のモータ誘起電圧は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相のいずれの波形においても、実施例１の波形に比べてより正弦波に近い形状となっていることが明らかである。また、ＲＭＳ値も実施例１については若干の変動が確認できるが、実施例２については、ほぼ平坦な結果を示している。
【００６６】
このように、実施例２は、実施例１に比べて磁石体積の低減に加えて誘起電圧の変動に伴う推力リップルが低減されていることがわかる。
【００６７】
図１７は、第２の実施形態に係るマグネットロッド１０ａの実施例３、中実円柱状の磁石を用いた従来のマグネットロッドの比較例３及び、従来のマグネットロッドの磁石を円筒状に形成したマグネットロッドの比較例４の磁束密度の推移を測定した結果を示すグラフである。
【００６８】
比較例４の測定結果から明らかなように、従来のマグネットロッドの磁石に用いられるネオジ焼結磁石の使用量を削減するために、磁石を円筒状に形成すると、比較例３と比べて磁束密度が２割程度低下することが分る。
【００６９】
これに対し、本実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、実施例３の測定結果から明らかなように、貫通孔１２及び磁石１１ａの表面を希土類ボンド磁石によって鋳包んでいるため、磁束密度はほとんど低下しておらず、従来のマグネットロッドと同等の磁束密度を得ることができることがわかる。
【００７０】
このように、本実施形態に係る磁石部材１０及びマグネットロッド１０ａは、磁束密度を低下させることなく性能を維持したまま、高価なネオジ焼結磁石の使用量を削減することができるので、製造コストの抑制を図ることができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る磁石部材１０及びマグネットロッド１０ａは、磁石１１,１１ａを希土類ボンド磁石１４,１４ａで鋳包んでいるため、外形形状を射出成型された希土類ボンド磁石１４,１４ａで製造することができる。これにより、加工の難しいネオジ磁石の加工精度を上げる必要がなくなるので、製造コストの抑制を図ることができる。また、磁石１１,１１ａを希土類ボンド磁石で鋳包むことで、磁石１１,１１ａの防錆のための表面処理が不要となり、更なる製造コストの抑制を図ることができる。
【００７２】
また、第１の実施形態に係るリニアモータ１は、電機子４０にダミーコア４３を設けた場合について説明を行ったが、コギングを抑制することができれば、ダミーコア４３を設けなくても構わない。
【００７３】
また、第１の実施形態に係る磁石部材１０は、平板状の磁石１１をバックヨーク５０の長手方向に対して並列に配列した場合について説明したが、磁石１１の形状は、角部を丸めた形状にしても構わないし、長手方向に対して角度を持って斜めに配列する所謂スキュー配置の構成を採用しても構わない。
【００７４】
また、第２の実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、ボビン１５に磁石１１ａ及びポールシュー１３を組み付けた場合について説明したが、磁石１１ａとポールシュー１３とを金型内で十分に固定することができれば、ボビン１５を用いなくても構わない。さらに、ポールシュー１３を用いず、磁石１１ａのみ又は磁石１１ａをボビン１５に組み付けた状態で軸方向に積層配置してマグネットロッドを形成しても構わない。さらに、磁石を軸心方向に貫通孔を有する円筒状に形成し、該軸心方向の貫通孔を希土類ボンド磁石で埋め込んで成形体を形成しても構わない。
【００７５】
また、第２の実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、成形体３０ａを複数連結手段２１によって連結した場合について説明したが、磁石１１ａやポールシュー１３を軸方向に複数配列して、希土類ボンド磁石１４ａによって一体に成形すれば、連結手段２１を用いて連結しなくても構わない。
【００７６】
また、第２の実施形態に係るマグネットロッド１０ａは、筒部材１９内に成形体３０ａを複数組み付けた場合について説明したが、筒部材１９を用いずに連結手段２１で成形体３０ａを複数連結し、成形体３０ａの外表面を露出して使用しても構わない。この場合、筒部材１９を用いることがないので、筒部材１９の厚み分だけ成形体３０ａを大きく形成することができ、磁束密度をより大きく得ることが可能となる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００７７】
１,１ａ  リニアモータ，    １０  磁石部材,    １０ａ  マグネットロッド，    １１,１１ａ  磁石，    １１ａ  分割体，    １２  貫通孔，    １３  ポールシュー，    １４,１４ａ  希土類ボンド磁石，    １４ｂ  連結孔，    １５  ボビン，    １９  筒部材，    ２１  連結手段，    ４０  電機子,    ４０ａ  ハウジング，    ４１,４１ａ  コイル。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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