(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有する固定子鉄心の磁気空隙に可動鉄心体を軸方向に変位可能に配置したリニア振動モータにおいて、
前記固定鉄心は所定間隔で永久磁石を内面に装着した筒状の外側コア、および
外向きに形成された突極部に前記コイルを巻装すると共に前記コイル間の外面に永久磁石を装着した柱状の内側コアとを備え、
前記内側コアの前記永久磁石が前記外側コアの前記永久磁石と相対向して前記磁気空隙を形成するように前記内側コアを前記外側コアに挿入配置したことを特徴とする、リニア振動モータ。
【請求項２】
前記外側コアに装着される前記永久磁石および前記内側コアに装着される前記永久磁石は共に分割されて径方向に逆向きに磁化されている、請求項１記載のリニア振動モータ。
【請求項３】
前記外側コアの内面には少なくとも前記コイルの端部を収容する軸方向の凹所を備える、請求項１または２記載のリニア振動モータ。
【請求項４】
前記凹所は溝部を含む、請求項３記載のリニア振動モータ。
【請求項５】
前記永久磁石を含む前記外側コアを円筒状とし、前記永久磁石および前記コイルを含む前記内側コアを円柱状とし、前記外側コアと前記内側コアにより形成される前記磁気空隙に円筒状に積層された前記可動鉄心体を配置してなる、請求項１または２記載のリニア振動モータ。
【請求項６】
コイルを有する固定子鉄心の磁気空隙に可動磁石体を軸方向に変位可能に配置したリニア振動モータにおいて、
前記固定鉄心は筒状の外側コア、および外向きに形成された突極部に前記コイルを巻装した柱状の内側コアとを備え、
前記磁気空隙を形成するように前記内側コアを前記外側コアに挿入配置し、
前記外側コアの内面には少なくとも前記コイルの端部を収容する軸方向の凹所を備えることを特徴とするリニア振動モータ。
【請求項７】
前記凹所は溝部を含む、請求項６記載のリニア振動モータ。
【請求項８】
前記可動磁石体は分割された永久磁石を含み、かつ前記永久磁石は径方向に逆向きに磁化されている請求項６又は請求項７のいずれかに記載のリニア振動モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はリニア振動モータに関し、特にたとえばコイルを有する固定子鉄心の磁気空隙に軸方向に変位可能な可動体を配置したリニア振動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来の可動鉄心（ＭＩ）型リニア振動モータ１は図６の（ａ）および（ｂ）に示す様に、円筒状の固定子積層鉄心２の内面に形成された４個の突極部２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄに夫々コイル３を巻装すると共に、各突極部の端面に断面が円弧状の永久磁石４、…を装着し、これらの永久磁石４、…に囲まれた磁気空隙５に中心にシャフト６を有する可動鉄心体７を軸方向に変位可能に配置して構成される。そして、各永久磁石４は複数に分割されかつ隣り合う各磁石４ａ，４ｂ、４ｃおよび４ｄは径方向に逆向きに磁化されて配列している。
【０００３】
このように構成されたリニア振動モータ１において、コイル３に通電する電流を変化させるとことで電流による磁束と永久磁石４による磁束からなる総磁束が変化し、可動鉄心体７は磁気空隙５を通る磁束の多い方向に引き付けられて移動する。したがって、コイル３に交流電流を通電することにより、可動鉄心体７を連続的に往復動させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固定子積層鉄心の内面側にコイルを巻回する突極部が形成されているために、この突極部に対するコイルの巻装作業がやり難く、コスト的にも高くなるという問題がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、固定子鉄心の製作が簡単で量産性に富み、しかも効率の良いリニア振動モータを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、コイルを有する固定子鉄心の磁気空隙に可動鉄心体を軸方向に変位可能に配置したリニア振動モータにおいて、固定鉄心は所定間隔で永久磁石を内面に装着した筒状の外側コア、および外向きに形成された突極部にコイルを巻装すると共にコイル間の外面に永久磁石を装着した柱状の内側コアとを備え、内側コアの永久磁石が外側コアの永久磁石と相対向して磁気空隙を形成するように内側コアを外側コアに挿入配置したことを特徴とする、リニア振動モータである。
【０００６】
また、この発明は、コイルを有する固定子鉄心の磁気空隙に可動磁石体を軸方向に変位可能に配置したリニア振動モータにおいて、固定鉄心は筒状の外側コア、および外向きに形成された突極部にコイルを巻装した柱状の内側コアとを備え、磁気空隙を形成するように内側コアを外側コアに挿入配置し、外側コアの内面には少なくともコイルの端部を収容する軸方向の凹所を備えることを特徴とする、リニア振動モータである。
【０００７】
【作用】
固定子鉄心は、突極部にコイルを巻装した柱状の内側コアを筒状の外側コアに挿入配置して磁気空隙を確保するようにしたから、例えば内側コアに外向きに形成された突極部に対するコイルの巻装および磁気空隙を形成する内外コアに対する永久磁石の装着が容易になる。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、コイルを有する固定子鉄心の製作が簡単で量産性に富んだリニア振動モータを提供することができる。また、コイルの占績率を高めることが可能となりモータ効率も向上する。
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明により一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】
この発明の一実施例であるリニア振動モータを図１〜図５に基づいて説明する。
図１の（ａ）および（ｂ）に示される可動鉄心（ＭＩ）型リニア振動モータ１０は、コイル１２を装着した固定子鉄心１４、この固定子鉄心１４の磁気空隙１６に配置され軸方向に変位可能な可動鉄心体１８を含む。
【００１０】
固定鉄心１４は、内面に断面略コ字状の溝部２０を９０°の間隔で軸方向に４個形成した円筒状の外側積層コア２２、この外側積層コア２２の内部空間に挿入配置されて磁気空隙１６を形成する柱状の内側積層コア２４の２分割体により構成される。この内側積層コア２４は外側積層コア２２の溝部２０に対向して外向きに形成された４個の突極部２６を有し、各突極部２６に夫々ループ状に巻回されたコイル１２を装着すると共に中心にシャフト挿通孔２８を設けている。
【００１１】
外側積層コア２２および内側積層コア２４は、いずれも打ち抜きにより形成された所定形状の磁性鉄板、例えば珪素鋼板を積層固定して構成される。また、外側積層コア２２の溝部２０を除く内面および内側積層コア２４のコイル間の外面には断面が円弧状に形成された永久磁石３０、…および３２、…を接着剤等により固定されている。そして、これらの永久磁石３０、３２およびコイル１２により磁気空隙１６を包囲している。
【００１２】
各永久磁石３０および３２はいずれも２分割された磁石３０ａと３０ｂおよび磁石３２ａと３２ｂを突き合わせて構成すると共に隣り合う磁石３０ａと３０ｂおよび磁石３２ａと３２ｂは径方向に対して逆向きに磁化されている。
また、固定子鉄心１４の磁気空隙１６を変位する可動鉄心体１８は有底円筒状の可動保持体３４、この可動保持体３４の底部に突設されて固定子鉄心１４の内側積層コア２４の中心に設けられるシャフト挿通孔２８を貫通するシャフト３６および可動保持体３４の開口周縁に形成した４個の保持片３８、…に内蔵保持されて固定子鉄心１４の磁気空隙１６を移動する４個の円弧状の可動鉄心４０、…を含む。
【００１３】
この固定子鉄心１４を組み立てにより製作する場合は図２に示されるように、まず、各突極部２６にコイル１２を巻装すると共にコイル間の外面に永久磁石３２を接着固定した内側積層コア２４と、溝部２０を除く内面に永久磁石３０を接着固定した外側積層コア２２を準備する。次に内側積層コア２４のコイル１２を装着した各突極部２６を外側積層コア２２の各溝部２０に案内されるように内側積層コア２４を外側積層コア２２の内部空間に挿入配置する。そして、内側積層コア２４の各突極部２６と外側積層コア２２の各溝部２０の両端に位置する接合部を例えばレーザー溶接により固定する。なお、固定子鉄心１４を組み立てる場合、上述とは逆の手順で内側積層コア２４に外側積層コア２２を嵌め込む様にしてもよい。
【００１４】
上述の構成におけるＭＩ型リニア振動モータ１０の動作について説明する。
まず、固定子鉄心１４の各コイル１２に図１の（ａ）に示すように突極部２６を周回する方向に電流を通電すると、固定子鉄心１４には図示実線矢印の方向に磁束の流れが生じる。一方、この磁束の流れにより固定子鉄心１４の外側積層コア２２の内面と内側積層コア２４の外面に夫々装着されている永久磁石３０および３２の各磁石３０ａと３０ｂおよび各磁石３２ａと３２ｂのうち、図１の（ｂ）において各左側の磁石３０ａと３２ａの磁束が強められ、各右側の磁石３０ｂと３２ｂの磁束が弱められるので、可動鉄心体１８の可動鉄心４０と４０は左方向の推力を受けて矢印左側に移動する。
【００１５】
次にコイル１２に通電する電流の方向を変えると、固定子鉄心１４を流れる磁束の方向は逆転し、その結果、固定子鉄心１４の外側積層コア２２と内側積層コア２４に夫々装着されている永久磁石３０および３２の各磁石３０ａと３０ｂおよび各磁石３２ａと３２ｂのうち、右側の磁石３０ｂと３２ｂの磁束が強められるので、可動鉄心体１８の可動鉄心４０と４０は右方向の推力を受けて矢印右側に移動する。
【００１６】
従って、固定子鉄心１４のコイル１２に交流電流を通電することにより、可動鉄心体１８は連続的に往復動するから、例えば可動鉄心体１８のシャフト３６にピストンを連結して空気や冷媒を圧縮する往復動式圧縮機を駆動できる。
図３に示す他の実施例のＭＩ型リニア振動モータ１０は、固定子鉄心１４を構成する永久磁石３０と３０を内面に装着した外側積層コア２２を円筒状に形成すると共に、この円筒状外側積層コア２２の内部空間に挿入配置される一つのコイル１２と永久磁石３２と３２を外面に装着した内側積層コア２４を円柱状に形成したものである。また、各永久磁石３０および３２は、図１の実施例と同様に磁石３０ａと３０ｂおよび磁石３２ａと３２ｂに夫々分割されて径方向に対して逆向きに磁化されている。
【００１７】
そして、円筒状の外側積層コア２２と円柱状の内側積層コア２４の間に形成される円筒状の磁気空隙１６には軸方向に変位する可動鉄心体１８が配置される。この可動鉄心体１８はシャフト３６を設けた有底円筒状の可動保持体３４、この保持体３４の円筒部に内蔵されるリング状磁性鋼板を積層して形成された可動鉄心４０を含む。この場合には可動保持体３４を合成樹脂材による一体成型で構成できる。そして、成型時に可動鉄心４０を合成樹脂材に埋設される。
【００１８】
この実施例においては、可動鉄心体１８が円筒状に形成されるので構成が簡単となり、また、内側積層コア２４に巻装されるコイル１２も一つですむから、製作がさらに簡易で量産性に富む。なお、動作原理は図１の実施例と同様につきその説明は省略する。
次に、図４に示す可動磁石（ＭＭ）型リニア振動モータの実施例について説明する。なお、図１に示すＭＩ型リニア振動モータと比較すると、永久磁石を除く固定子鉄心の構造は同じであるから、対応する部分に同じ図番を付してその説明を省略する。
【００１９】
このリニア振動モータ１０においては、固定子鉄心１４を構成する外側積層コア２２と内側積層コア２４の間に形成される磁気空隙１６に軸方向に変位する可動磁石体４２が配置されている。この可動磁石体４２は、有底円筒状の磁石保持枠４４、この保持枠４４の底部に突設されかつ内側積層コア２４の中心に設けられているシャフト挿通孔２８を貫通するシャフト３６および磁石保持枠４４に保持される４個の永久磁石４６を含む。各永久磁石４６はいずれも磁石４６ａと４６ｂに２分割されしかも径方向に対して逆向きに磁化されている。
【００２０】
上述の構成において、固定子鉄心１４のコイル１２に図示のように紙面表側から紙面裏側の方向に電流を流すと、図１の（ａ）に示されるパターンと同様に固定子鉄心１４には図示矢印のような磁束の流れが生じる。一方、可動磁石体４２に装着されている各永久磁石４６は磁石４６ａと４６ｂに分割されて互いに逆向きに磁化されているので、固定子鉄心１４を流れる磁束により図４の（ｂ）において左側の磁石４６ａの磁束が強くなり、逆に右側の磁石４６ｂの磁束が弱くなり、可動磁石体４２は左方向の推力を受けて図示矢印の左側に移動する。そして、コイル１２に流す電流の方向を変えると、固定子鉄心１４を流れる磁束の方向が逆転し、その結果、右側の磁石４６ｂの磁束が左側の磁石４６ａの磁束より強くなり、可動磁石体４２は右方向の推力を受けて図示矢印の右側に移動する。
【００２１】
従って、この実施例においても、固定子鉄心１４のコイル１２に交流電流を通
電することにより、連続的に可動磁石体４２を往復動せしめることができる。
更に、図５の（ａ）および（ｂ）に示すＭＭ型リニア振動モータ１０の他の実施例は、図４の実施例と比較すると固定子鉄心１４を構成する外側積層コア２２を円筒状に形成すると共に、一つのコイル１２を巻装した内側積層コア２４を円柱状に形成している点が構成上相違するだけで、その他の構成は同じであるから、同じ図番を付して説明は省略する。そして、円筒状の外側積層コア２２の内部空間に同心的に円柱状の内側積層コア２４を挿入配置して両コアの間に形成される円筒状の磁気空隙１６に軸方向に変位する円筒状の可動磁石体４２を配置している。この可動磁石体４２はシャフト３６を有する有底円筒状の磁石保持枠４４の開口端側に断面円弧状に形成された一対の永久磁石４６と４６を対向保持している。そして、各永久磁石４６は軸方向で磁石４６ａと４６ｂに分割され径方向に対して逆向きに磁化されている。
【００２２】
なお、この実施例における動作原理も、図４の実施例と同様につきその説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）および（ｂ）はこの発明の一実施例である可動鉄心（ＭＩ）型リニア振動モータのＡ−ＡおよびＢ−Ｂに相当する図解図である。
【図２】  図１に示されるＭＩ型リニア振動モータの分解斜面図である。
【図３】  （ａ）および（ｂ）は図１の（ａ）および（ｂ）に相当する他の実施例を示すＭＩ型リニア振動モータの図解図である。
【図４】  （ａ）および（ｂ）はこの発明の他の実施例を示す可動磁石（ＭＭ）型リニア振動モータのＡ−ＡおよびＢ−Ｂに相当する図解図である。
【図５】  （ａ）および（ｂ）は図４の（ａ）および（ｂ）に相当する他の実施例を示すＭＭ型リニア振動モータの図解図である。
【図６】  （ａ）および（ｂ）は図１の（ａ）およびｂ）に相当する従来例のＭＩ型リニア振動モータの図解図である。
【符号の説明】
１０  …リニア振動モータ
１２  …コイル
１４  …固定子鉄心
１６  …磁気空間
１８  …可動鉄心体
２０  …コ字状の溝部
２２  …外側積層コア
２４  …内側積層コア
２６  …突極部
３０、３２、４６  …永久磁石
３４  …可動保持体
３６  …シャフト
３８  …保持片
４０  …可動鉄心
４２  …可動磁石体
４４  …磁石保持枠
【図１】
0003851012.tif 000002
【図２】
0003851012.tif 000003
【図３】
0003851012.tif 000004
【図４】
0003851012.tif 000005
【図５】
0003851012.tif 000006
【図６】
0003851012.tif 000007