リニアモータの固定子およびリニアモータ
【課題】小型化を図ることができるリニアモータの固定子およびリニアモータを提供すること。
【解決手段】本願の開示するリニアモータ100の固定子120は、直線状に延在するヨーク部121と、ヨーク部121から突出し、ヨーク部121の延伸方向に一定の間隔で配列された複数の突極122とを備える。ヨーク部121は、当該ヨーク部121を設置対象140に固定するボルト160が取り付けられる貫通孔123を備えている。
【解決手段】本願の開示するリニアモータ100の固定子120は、直線状に延在するヨーク部121と、ヨーク部121から突出し、ヨーク部121の延伸方向に一定の間隔で配列された複数の突極122とを備える。ヨーク部121は、当該ヨーク部121を設置対象140に固定するボルト160が取り付けられる貫通孔123を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示の実施形態は、リニアモータの固定子およびリニアモータに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電動機の一種として、固定子に沿って可動子を直線的に移動させるリニアモータが知られており、かかるリニアモータとして、永久磁石が可動子側に配置されるものが提案されている。
【0003】
例えば、コイルをティースに巻装した電機子に複数の永久磁石を配列した可動子と、所定間隔で表面に突極が形成され、可動子に対向配置される固定子とを備えるリニアモータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−219199号公報
【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、上記リニアモータにおいて、固定子を溶接等によって設置用プレートに接合し、かかる設置用プレートをボルトで設置対象に固定する構造を採る場合、かかる設置用プレートがリニアモータの小型化の妨げとなってしまう。
【0006】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができるリニアモータの固定子およびリニアモータ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】
【0007】
実施形態の一態様に係るリニアモータの固定子は、直線状に延在するヨーク部と、前記ヨーク部から突出し、前記ヨーク部の延在方向に一定の間隔で配列された複数の突極とを備える。前記ヨーク部は、当該ヨーク部を設置対象に固定する締結具が取り付けられる取付部を備える。
【発明の効果】
【0008】
実施形態の一態様によれば、小型化を図ることができるリニアモータの固定子およびリニアモータを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、第1の実施形態に係るリニアモータの正面模式図である。
【図2】図2は、第1の実施形態に係るリニアモータの側断面模式図である。
【図3】図3は、第1の実施形態に係る固定子の側面模式図である。
【図4】図4は、図3のB−B線断面模式図である。
【図5A】図5Aは、第1の実施形態に係る固定子を構成する部材の説明図である。
【図5B】図5Bは、第1の実施形態に係る固定子を構成する部材の説明図である。
【図6】図6は、第1の実施形態に係る他の固定子の断面模式図である。
【図7A】図7Aは、第1の実施形態に係るさらに他の固定子の断面模式図である。
【図7B】図7Bは、図7Aに示す固定子の断面模式図である。
【図8】図8は、第2の実施形態に係るリニアモータの正面模式図である。
【図9】図9は、図8のC−C線断面模式図である。
【図10】図10は、第2の実施形態に係る固定子の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するリニアモータの固定子およびリニアモータの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、説明の便宜上、各図中、X軸の正方向および負方向をそれぞれリニアモータの前方および後方、Y軸の正方向および負方向をそれぞれリニアモータの右方および左方、Z軸の正方向および負方向をリニアモータの上方および下方とする。
【0011】
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係るリニアモータの構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係るリニアモータの正面模式図、図2は、第1の実施形態に係るリニアモータの側断面模式図である。なお、図2は、図1のA−A線断面模式図である。
【0012】
図1に示すように、第1の実施形態に係るリニアモータ100は、前後方向(ここでは、X軸方向)に延伸する可動子110および固定子120を備え、設置対象140に設置される。可動子110は、間隔P1を空けて固定子120と対向した状態で、固定子120に対して前後方向に相対的に移動できるように、図示しない直動軸受によって案内支持される。また、可動子110には、リニアモータ100によって前後方向に移動させる移動対象150が上方に取り付けられる。
【0013】
かかるリニアモータ100においては、電機子111と主極磁石列130を備える可動子110によって進行磁界が形成される。そして、かかる進行磁界と固定子120の突極122との間で発生する推力によって、可動子110が固定子120に対して前後方向へ相対的に移動する。なお、以下では、可動子110の移動方向、すなわち、前後方向をストローク方向と呼ぶこととする。
【0014】
図2に示すように、可動子110は、電機子コア112と、複数のコイル113と、主極磁石列130とを備える。電機子コア112は、例えば、積層珪素鋼板やSMCコアなどの軟磁性材料から構成される。かかる電機子コア112は、ストローク方向を長手方向として延在するヨーク部115と、かかるヨーク部115からそれぞれ下方に延伸する複数のティース116を備える。
【0015】
複数のティース116は、ストローク方向に沿って直線状に所定の間隔で配列され、各ティース116には、三相の電機子巻線であるコイル113が絶縁材を介して集中巻きにより巻装される。コイル113は、例えば、銅線などの絶縁被覆電線によって形成される。
【0016】
なお、電機子コア112に形成される9つのティース116は、例えば、ストローク方向に連続する3つのティース116を1つのグループとして前方から順に第1〜第3グループに分けられる。そして、第1グループのティース116にU相のコイル113が、第2グループのティース116にV相のコイル113が、第3グループのティース116にW相のコイル113がそれぞれ集中巻きにより巻装される。
【0017】
また、電機子コア112のストローク方向両端には、それぞれヨーク部115から下方へ向かって突出する補助ティース118a,118bが形成される。かかる補助ティース118a,118bによって、推力変動の要因となるコギングが低減される。
【0018】
電機子コア112は、複数のティース116のそれぞれにコイル113が巻装された様態で、モールド樹脂114によって全体的にモールドされる。電機子111のティース116側が平坦状に形成される。このように平坦状に形成された電機子111のティース116側には、推力を発生させるための主極磁石列130が接着材などによって固定される。
【0019】
主極磁石列130は、異なる極性の主極磁石131a,131bがティース116の配列方向に沿って交互に配列されて構成される。各主極磁石131a,131bは、前後方向を長手方向として略直方体状に形成され、矢印方向を磁化方向としている。すなわち、主極磁石131aは、下方をN極、上方をS極とする永久磁石であり、主極磁石131bは、上方をN極、下方をS極とする永久磁石である。なお、主極磁石131a,131bは、永久磁石に限定されるものではなく、例えば、電磁石であってもよい。
【0020】
次に、固定子120の構成について説明する。固定子120は、図2に示すように、前後方向に直線状に延在するヨーク部121と、前後方向に所定の間隔で配列される突極122とを備える突極子である。かかる固定子120は、例えば、積層珪素鋼板、SMCコア、3%Si鉄、または鉄製の構造材などの軟磁性材料から構成される。
【0021】
ヨーク部121は、前後方向を長手方向として略直方体状に形成される。突極122は、左右方向を長手方向とし、ヨーク部121から上方に突出して形成される。固定子120の突極122は、可動子110によって形成される磁界との間で推力を発生させるために設けられており、かかる推力によって可動子110が固定子120に対して前後方向に相対的に移動する。具体的には、電機子111のコイル磁束が、主極磁石列130を構成する主極磁石131a,131bの磁束に重畳し、13極の進行磁界が形成される。この13極の進行磁界と13個の突極122との間で推力が発生し、かかる推力によって可動子110が固定子120に対して前後方向に相対的に移動する。
【0022】
第1の実施形態に係るリニアモータ100では、小型化を図るために、ヨーク部121を設置対象140に固定する締結具が取り付けられる取付部がヨーク部121に設けられる。以下、かかる取付部について、図3、図4、図5Aおよび図5Bを参照して説明する。図3は、固定子120の側面模式図、図4は、図3のB−B線断面模式図、図5Aおよび図5Bは、固定子120を構成する部材の説明図である。
【0023】
図3に示すように、固定子120のヨーク部121には、締結具であるボルト160が取り付けられる貫通孔123が取付部として前後方向に間隔を空けて形成される。かかる貫通孔123は、突極122よりも幅広に形成されたヨーク部121のうち、突極122が配列されない領域に形成される。すなわち、図4に示すように、突極122の領域と突極122間の領域とを含む突極形成領域124には形成されず、突極形成領域124の左右に隣接するヨーク部領域125,126のそれぞれに形成される。
【0024】
各貫通孔123は、固定子120を設置対象140に設置する際に、図3および図4に示すように、ボルト160が挿通される。設置対象140には、ボルト穴が形成されており、これにより、ボルト160の頭部161がヨーク部121の上面に押し当てられた状態で、ボルト160の軸部162が設置対象140に固定される。
【0025】
なお、設置対象140には、ボルト160の軸部162が螺合するボルト穴に代えて、貫通孔を形成し、かかる貫通孔から露出するボルト160の軸部162にナットと取り付け、これによりボルト160を設置対象140に設置することもできる。
【0026】
また、取付部としてヨーク部121に形成される貫通孔123をボルト孔として、ボルト160を貫通孔123に螺合させるようにしてもよい。このようにすることで、固定子120の設置対象140への固定をより強固に行うことができる。なお、締結具としてボルト160を用いることに代えて、釘などを用いることもできる。
【0027】
固定子120は、例えば、突極形成領域124を形成する第1コア部材、ヨーク部領域125を形成する第2コア部材、およびヨーク部領域126を形成する第3コア部材の3つのコア部材によって構成することができる。例えば、第2コア部材および第3コア部材をそれぞれ第1コア部材の右側面側および左側面側に連接することで、固定子120を形成する。
【0028】
突極形成領域124を形成する第1コア部材として、例えば、図5Aに示すように、前後方向に直線状に延在するヨーク部171と、ヨーク部171から上方に突出する複数の突極122とを備えるコア部材170を用いることができる。
【0029】
また、ヨーク部領域125,126を形成する第2および第3コア部材として、図5Bに示すように、前後方向に直線状に延在するヨーク部181からなるコア部材180を用いることができる。なお、ここでは、ヨーク部171の上下方向の高さとヨーク部181の上下方向の高さを同じ高さとしている。
【0030】
コア部材170,180は、例えば、積層珪素鋼板、SMCコア、3%Si鉄、または鉄製の構造材などの軟磁性材料から構成される。なお、積層珪素鋼板などのように厚みの薄い電磁鋼板を左右方向に複数枚積層してコア部材170,180を構成することで、渦電流を抑制することができ、リニアモータ100の特性を向上させることができる。また、突極122の左右方向の幅をヨーク部171の左右方向の幅と同一とすることによって、コア部材170を同一形状の電磁鋼板によって形成することができる。
【0031】
このように、第1の実施形態に係るリニアモータ100では、突極122よりも幅広に形成したヨーク部121に貫通孔123を形成し、かかる貫通孔123に直接ボルト160を挿通して固定子120を固定するため、リニアモータの小型化を図ることができる。
【0032】
例えば、固定子を溶接等によって設置用プレートに接合し、かかる設置用プレートをボルトで設置対象に固定する構造を採る場合、かかる設置用プレートがリニアモータの小型化の妨げとなってしまう。一方、リニアモータ100では、ヨーク部121を直接固定することができるため、設置用プレートが不要となり、これにより、リニアモータの小型化を図ることができる。
【0033】
また、複数の突極122が配置されるヨーク部171と、ヨーク部171の側面側に連接するヨーク部182とによりヨーク部121を構成し、かかるヨーク部121のうちヨーク部181に取付部である貫通孔123を配置している。したがって、突極形成領域124にはボルト160が取り付けられないため、例えば、ボルト160を磁性体で形成した場合であっても、可動子110によって形成される進行磁界に対する影響を抑制することができる。
【0034】
なお、上述した例では、ヨーク部121に貫通孔123を形成して取付部としているが、これに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0035】
例えば、図6に示す固定子120Aのように構成することができる。図6は、第1の実施形態に係る他の固定子の断面模式図である。図6に示す固定子120Aでは、ヨーク部領域125,126のヨーク部121に凹部128を形成し、かかる凹部128に貫通孔123を形成する。
【0036】
これにより、ボルト160の頭部161の一部または全部が凹部128に収納され、ボルト160の頭部161の位置を下げることができる。したがって、例えば、ボルト160を磁性体で形成した場合であっても、可動子110によって形成される進行磁界に対する影響を抑制することができる。
【0037】
また、図7Aに示す固定子120Bのように構成することができる。図7Aは、第1の実施形態に係るさらに他の固定子の側面模式図、図7Bは、図7Aに示す固定子の断面模式図である。図7Aに示す固定子120Bでは、ヨーク部領域125,126のヨーク部121に両側端まで連続する凹部129が形成される。かかる凹部129には、図7Bに示すように、基端がボルト160によって設置対象140に固定された係止部材163の先端が嵌入する。これにより、固定子120Bが設置対象140に設置される。すなわち、ボルト160および係止部材163を締結具として、固定子120Bが設置対象140に設置される。
【0038】
係止部材163の先端は凹部129内に配置されるため、例えば、係止部材163を磁性体で形成した場合であっても、可動子110によって形成される進行磁界に対する影響を抑制することができる。なお、ここでは、係止部材163は、ボルト160用貫通孔が形成された平板状板部材の先端にL字状の板部材が形成される形状としているが、係止部材の形状はこれに限定されるものではない。
【0039】
(第2の実施形態)
まず、第2の実施形態に係る固定子の構成について説明する。図8は、第2の実施形態に係る固定子の正面模式図、図9は、第2の実施形態に係るリニアモータの側断面模式図である。なお、図9は、図8のC−C線断面模式図である。また、以下においては、説明の便宜上、第1の実施形態に係るリニアモータ100と異なる点を主に説明し、重複説明は適宜省略する。
【0040】
図8に示すように、第2の実施形態に係るリニアモータ200は、それぞれ前後方向に延伸する可動子210および固定子220を備え、設置対象240に設置される。上方に移動対象250が取り付けられる可動子210は、間隔P10を空けて固定子220と対向した状態で、固定子220に対して前後方向に相対的に移動できるように、図示しない直動軸受によって案内支持される。
【0041】
かかるリニアモータ200では、リニアモータ100と同様に、電機子211と主極磁石列230を備える可動子210によって進行磁界が形成される。かかる進行磁界と固定子220の突極222との間で発生する推力によって、可動子210が固定子220に対して前後方向へ相対的に移動する。なお、可動子210は、第1の実施形態に係る可動子110と同様の構成である。
【0042】
固定子220は、図9に示すように、ヨーク部221および突極222を備える突極子である。ヨーク部221は、前後方向を長手方向として略直方体状に形成される。突極222は、ヨーク部221から上方に突出して形成される。かかる突極222は、左右方向を長手方向とし、前後方向に所定の間隔で配列される。
【0043】
図8に示すように、固定子220は、左右方向の幅をヨーク部221と突極222同一の幅としている。また、突極222間のヨーク部221には、図9に示すように、締結具であるボルト260が挿通される貫通孔223が取付部として前後方向に間隔を空けて形成される。
【0044】
各貫通孔223は、固定子220を設置対象240に設置する際に、図8および図9に示すように、ボルト260が挿通される。設置対象240には、ボルト穴が形成されており、これにより、ボルト260の頭部261が押さえ板265を介してヨーク部221の上面に押し当てられた状態で、ボルト260の軸部262が設置対象240に固定される。押さえ板265は、突極222間のヨーク部221全体に当接するように形成される。これにより、押さえ板265によって、突極222間のヨーク部221が全体的に押さえつけられて、固定子220をより精度よく設置対象240に固定することができる。
【0045】
ここで、ボルト260は、ステンレスなどの非磁性体の材料で形成することが望ましい。ボルト260を非磁性体の材料で形成することで、可動子210によって形成される進行磁界に対する影響を低減することができる。さらに、押さえ板265をステンレスなどの非磁性体の材料で形成することで、進行磁界に対する影響をさらに低減することができる。
【0046】
また、突極222の先端部は断面視円弧状に形成されており、これにより、ボルト260および押さえ板265を取り付ける際に、突極222間にボルト260および押さえ板265を容易に挿入することができる。
【0047】
なお、設置対象240には、ボルト260の軸部262が螺合するボルト穴に代えて、貫通孔を形成し、かかる貫通孔から露出するボルト260の軸部262にナットと取り付け、これにより、ボルト260を設置対象240に設置することもできる。また、取付部としてヨーク部221に形成される貫通孔223をボルト孔として、ボルト260を貫通孔223に螺合させるようにすることで、固定子220の設置対象240への固定をより強固に行うことができる。なお、締結具として釘などを用いることもできる。
【0048】
このように、第2の実施形態に係るリニアモータ200では、突極222間のヨーク部221に取付部として貫通孔223を形成し、かかる貫通孔223に直接ボルト260を挿通して固定子220を固定する。したがって、第1の実施形態に係る固定子120に比べ、さらに、固定子220の左右方向の幅を狭くすることができるため、リニアモータの小型化を図ることができる。
【0049】
なお、上述した例では、ボルト260の頭部261が押さえ板265を介してヨーク部221の上面に押し当てるようにしたが、これに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0050】
例えば、図10に示すように、ヨーク部221の突極222側にボルト260の軸部262を突出させ、ボルト260の軸部262に押さえ板266を取り付けることによって、ヨーク部221を設置対象240へ固定することもできる。この場合、押さえ板266は、ステンレスなどの非磁性体の材料で形成することが望ましい。押さえ板266を非磁性体の材料で形成することで、可動子210によって形成される進行磁界に対する影響を低減することができる。押さえ板266に代えて、ナットをボルト260の軸部262に取り付けるようにしてもよい。
【0051】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0052】
100,200 リニアモータ
110,210 可動子
120,220 固定子
122,222 突極
160,260 ボルト(締結具)
163 係止部材(締結具)
【技術分野】
【0001】
開示の実施形態は、リニアモータの固定子およびリニアモータに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電動機の一種として、固定子に沿って可動子を直線的に移動させるリニアモータが知られており、かかるリニアモータとして、永久磁石が可動子側に配置されるものが提案されている。
【0003】
例えば、コイルをティースに巻装した電機子に複数の永久磁石を配列した可動子と、所定間隔で表面に突極が形成され、可動子に対向配置される固定子とを備えるリニアモータが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−219199号公報
【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、上記リニアモータにおいて、固定子を溶接等によって設置用プレートに接合し、かかる設置用プレートをボルトで設置対象に固定する構造を採る場合、かかる設置用プレートがリニアモータの小型化の妨げとなってしまう。
【0006】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化を図ることができるリニアモータの固定子およびリニアモータ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】
【0007】
実施形態の一態様に係るリニアモータの固定子は、直線状に延在するヨーク部と、前記ヨーク部から突出し、前記ヨーク部の延在方向に一定の間隔で配列された複数の突極とを備える。前記ヨーク部は、当該ヨーク部を設置対象に固定する締結具が取り付けられる取付部を備える。
【発明の効果】
【0008】
実施形態の一態様によれば、小型化を図ることができるリニアモータの固定子およびリニアモータを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、第1の実施形態に係るリニアモータの正面模式図である。
【図2】図2は、第1の実施形態に係るリニアモータの側断面模式図である。
【図3】図3は、第1の実施形態に係る固定子の側面模式図である。
【図4】図4は、図3のB−B線断面模式図である。
【図5A】図5Aは、第1の実施形態に係る固定子を構成する部材の説明図である。
【図5B】図5Bは、第1の実施形態に係る固定子を構成する部材の説明図である。
【図6】図6は、第1の実施形態に係る他の固定子の断面模式図である。
【図7A】図7Aは、第1の実施形態に係るさらに他の固定子の断面模式図である。
【図7B】図7Bは、図7Aに示す固定子の断面模式図である。
【図8】図8は、第2の実施形態に係るリニアモータの正面模式図である。
【図9】図9は、図8のC−C線断面模式図である。
【図10】図10は、第2の実施形態に係る固定子の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するリニアモータの固定子およびリニアモータの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、説明の便宜上、各図中、X軸の正方向および負方向をそれぞれリニアモータの前方および後方、Y軸の正方向および負方向をそれぞれリニアモータの右方および左方、Z軸の正方向および負方向をリニアモータの上方および下方とする。
【0011】
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係るリニアモータの構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係るリニアモータの正面模式図、図2は、第1の実施形態に係るリニアモータの側断面模式図である。なお、図2は、図1のA−A線断面模式図である。
【0012】
図1に示すように、第1の実施形態に係るリニアモータ100は、前後方向(ここでは、X軸方向)に延伸する可動子110および固定子120を備え、設置対象140に設置される。可動子110は、間隔P1を空けて固定子120と対向した状態で、固定子120に対して前後方向に相対的に移動できるように、図示しない直動軸受によって案内支持される。また、可動子110には、リニアモータ100によって前後方向に移動させる移動対象150が上方に取り付けられる。
【0013】
かかるリニアモータ100においては、電機子111と主極磁石列130を備える可動子110によって進行磁界が形成される。そして、かかる進行磁界と固定子120の突極122との間で発生する推力によって、可動子110が固定子120に対して前後方向へ相対的に移動する。なお、以下では、可動子110の移動方向、すなわち、前後方向をストローク方向と呼ぶこととする。
【0014】
図2に示すように、可動子110は、電機子コア112と、複数のコイル113と、主極磁石列130とを備える。電機子コア112は、例えば、積層珪素鋼板やSMCコアなどの軟磁性材料から構成される。かかる電機子コア112は、ストローク方向を長手方向として延在するヨーク部115と、かかるヨーク部115からそれぞれ下方に延伸する複数のティース116を備える。
【0015】
複数のティース116は、ストローク方向に沿って直線状に所定の間隔で配列され、各ティース116には、三相の電機子巻線であるコイル113が絶縁材を介して集中巻きにより巻装される。コイル113は、例えば、銅線などの絶縁被覆電線によって形成される。
【0016】
なお、電機子コア112に形成される9つのティース116は、例えば、ストローク方向に連続する3つのティース116を1つのグループとして前方から順に第1〜第3グループに分けられる。そして、第1グループのティース116にU相のコイル113が、第2グループのティース116にV相のコイル113が、第3グループのティース116にW相のコイル113がそれぞれ集中巻きにより巻装される。
【0017】
また、電機子コア112のストローク方向両端には、それぞれヨーク部115から下方へ向かって突出する補助ティース118a,118bが形成される。かかる補助ティース118a,118bによって、推力変動の要因となるコギングが低減される。
【0018】
電機子コア112は、複数のティース116のそれぞれにコイル113が巻装された様態で、モールド樹脂114によって全体的にモールドされる。電機子111のティース116側が平坦状に形成される。このように平坦状に形成された電機子111のティース116側には、推力を発生させるための主極磁石列130が接着材などによって固定される。
【0019】
主極磁石列130は、異なる極性の主極磁石131a,131bがティース116の配列方向に沿って交互に配列されて構成される。各主極磁石131a,131bは、前後方向を長手方向として略直方体状に形成され、矢印方向を磁化方向としている。すなわち、主極磁石131aは、下方をN極、上方をS極とする永久磁石であり、主極磁石131bは、上方をN極、下方をS極とする永久磁石である。なお、主極磁石131a,131bは、永久磁石に限定されるものではなく、例えば、電磁石であってもよい。
【0020】
次に、固定子120の構成について説明する。固定子120は、図2に示すように、前後方向に直線状に延在するヨーク部121と、前後方向に所定の間隔で配列される突極122とを備える突極子である。かかる固定子120は、例えば、積層珪素鋼板、SMCコア、3%Si鉄、または鉄製の構造材などの軟磁性材料から構成される。
【0021】
ヨーク部121は、前後方向を長手方向として略直方体状に形成される。突極122は、左右方向を長手方向とし、ヨーク部121から上方に突出して形成される。固定子120の突極122は、可動子110によって形成される磁界との間で推力を発生させるために設けられており、かかる推力によって可動子110が固定子120に対して前後方向に相対的に移動する。具体的には、電機子111のコイル磁束が、主極磁石列130を構成する主極磁石131a,131bの磁束に重畳し、13極の進行磁界が形成される。この13極の進行磁界と13個の突極122との間で推力が発生し、かかる推力によって可動子110が固定子120に対して前後方向に相対的に移動する。
【0022】
第1の実施形態に係るリニアモータ100では、小型化を図るために、ヨーク部121を設置対象140に固定する締結具が取り付けられる取付部がヨーク部121に設けられる。以下、かかる取付部について、図3、図4、図5Aおよび図5Bを参照して説明する。図3は、固定子120の側面模式図、図4は、図3のB−B線断面模式図、図5Aおよび図5Bは、固定子120を構成する部材の説明図である。
【0023】
図3に示すように、固定子120のヨーク部121には、締結具であるボルト160が取り付けられる貫通孔123が取付部として前後方向に間隔を空けて形成される。かかる貫通孔123は、突極122よりも幅広に形成されたヨーク部121のうち、突極122が配列されない領域に形成される。すなわち、図4に示すように、突極122の領域と突極122間の領域とを含む突極形成領域124には形成されず、突極形成領域124の左右に隣接するヨーク部領域125,126のそれぞれに形成される。
【0024】
各貫通孔123は、固定子120を設置対象140に設置する際に、図3および図4に示すように、ボルト160が挿通される。設置対象140には、ボルト穴が形成されており、これにより、ボルト160の頭部161がヨーク部121の上面に押し当てられた状態で、ボルト160の軸部162が設置対象140に固定される。
【0025】
なお、設置対象140には、ボルト160の軸部162が螺合するボルト穴に代えて、貫通孔を形成し、かかる貫通孔から露出するボルト160の軸部162にナットと取り付け、これによりボルト160を設置対象140に設置することもできる。
【0026】
また、取付部としてヨーク部121に形成される貫通孔123をボルト孔として、ボルト160を貫通孔123に螺合させるようにしてもよい。このようにすることで、固定子120の設置対象140への固定をより強固に行うことができる。なお、締結具としてボルト160を用いることに代えて、釘などを用いることもできる。
【0027】
固定子120は、例えば、突極形成領域124を形成する第1コア部材、ヨーク部領域125を形成する第2コア部材、およびヨーク部領域126を形成する第3コア部材の3つのコア部材によって構成することができる。例えば、第2コア部材および第3コア部材をそれぞれ第1コア部材の右側面側および左側面側に連接することで、固定子120を形成する。
【0028】
突極形成領域124を形成する第1コア部材として、例えば、図5Aに示すように、前後方向に直線状に延在するヨーク部171と、ヨーク部171から上方に突出する複数の突極122とを備えるコア部材170を用いることができる。
【0029】
また、ヨーク部領域125,126を形成する第2および第3コア部材として、図5Bに示すように、前後方向に直線状に延在するヨーク部181からなるコア部材180を用いることができる。なお、ここでは、ヨーク部171の上下方向の高さとヨーク部181の上下方向の高さを同じ高さとしている。
【0030】
コア部材170,180は、例えば、積層珪素鋼板、SMCコア、3%Si鉄、または鉄製の構造材などの軟磁性材料から構成される。なお、積層珪素鋼板などのように厚みの薄い電磁鋼板を左右方向に複数枚積層してコア部材170,180を構成することで、渦電流を抑制することができ、リニアモータ100の特性を向上させることができる。また、突極122の左右方向の幅をヨーク部171の左右方向の幅と同一とすることによって、コア部材170を同一形状の電磁鋼板によって形成することができる。
【0031】
このように、第1の実施形態に係るリニアモータ100では、突極122よりも幅広に形成したヨーク部121に貫通孔123を形成し、かかる貫通孔123に直接ボルト160を挿通して固定子120を固定するため、リニアモータの小型化を図ることができる。
【0032】
例えば、固定子を溶接等によって設置用プレートに接合し、かかる設置用プレートをボルトで設置対象に固定する構造を採る場合、かかる設置用プレートがリニアモータの小型化の妨げとなってしまう。一方、リニアモータ100では、ヨーク部121を直接固定することができるため、設置用プレートが不要となり、これにより、リニアモータの小型化を図ることができる。
【0033】
また、複数の突極122が配置されるヨーク部171と、ヨーク部171の側面側に連接するヨーク部182とによりヨーク部121を構成し、かかるヨーク部121のうちヨーク部181に取付部である貫通孔123を配置している。したがって、突極形成領域124にはボルト160が取り付けられないため、例えば、ボルト160を磁性体で形成した場合であっても、可動子110によって形成される進行磁界に対する影響を抑制することができる。
【0034】
なお、上述した例では、ヨーク部121に貫通孔123を形成して取付部としているが、これに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0035】
例えば、図6に示す固定子120Aのように構成することができる。図6は、第1の実施形態に係る他の固定子の断面模式図である。図6に示す固定子120Aでは、ヨーク部領域125,126のヨーク部121に凹部128を形成し、かかる凹部128に貫通孔123を形成する。
【0036】
これにより、ボルト160の頭部161の一部または全部が凹部128に収納され、ボルト160の頭部161の位置を下げることができる。したがって、例えば、ボルト160を磁性体で形成した場合であっても、可動子110によって形成される進行磁界に対する影響を抑制することができる。
【0037】
また、図7Aに示す固定子120Bのように構成することができる。図7Aは、第1の実施形態に係るさらに他の固定子の側面模式図、図7Bは、図7Aに示す固定子の断面模式図である。図7Aに示す固定子120Bでは、ヨーク部領域125,126のヨーク部121に両側端まで連続する凹部129が形成される。かかる凹部129には、図7Bに示すように、基端がボルト160によって設置対象140に固定された係止部材163の先端が嵌入する。これにより、固定子120Bが設置対象140に設置される。すなわち、ボルト160および係止部材163を締結具として、固定子120Bが設置対象140に設置される。
【0038】
係止部材163の先端は凹部129内に配置されるため、例えば、係止部材163を磁性体で形成した場合であっても、可動子110によって形成される進行磁界に対する影響を抑制することができる。なお、ここでは、係止部材163は、ボルト160用貫通孔が形成された平板状板部材の先端にL字状の板部材が形成される形状としているが、係止部材の形状はこれに限定されるものではない。
【0039】
(第2の実施形態)
まず、第2の実施形態に係る固定子の構成について説明する。図8は、第2の実施形態に係る固定子の正面模式図、図9は、第2の実施形態に係るリニアモータの側断面模式図である。なお、図9は、図8のC−C線断面模式図である。また、以下においては、説明の便宜上、第1の実施形態に係るリニアモータ100と異なる点を主に説明し、重複説明は適宜省略する。
【0040】
図8に示すように、第2の実施形態に係るリニアモータ200は、それぞれ前後方向に延伸する可動子210および固定子220を備え、設置対象240に設置される。上方に移動対象250が取り付けられる可動子210は、間隔P10を空けて固定子220と対向した状態で、固定子220に対して前後方向に相対的に移動できるように、図示しない直動軸受によって案内支持される。
【0041】
かかるリニアモータ200では、リニアモータ100と同様に、電機子211と主極磁石列230を備える可動子210によって進行磁界が形成される。かかる進行磁界と固定子220の突極222との間で発生する推力によって、可動子210が固定子220に対して前後方向へ相対的に移動する。なお、可動子210は、第1の実施形態に係る可動子110と同様の構成である。
【0042】
固定子220は、図9に示すように、ヨーク部221および突極222を備える突極子である。ヨーク部221は、前後方向を長手方向として略直方体状に形成される。突極222は、ヨーク部221から上方に突出して形成される。かかる突極222は、左右方向を長手方向とし、前後方向に所定の間隔で配列される。
【0043】
図8に示すように、固定子220は、左右方向の幅をヨーク部221と突極222同一の幅としている。また、突極222間のヨーク部221には、図9に示すように、締結具であるボルト260が挿通される貫通孔223が取付部として前後方向に間隔を空けて形成される。
【0044】
各貫通孔223は、固定子220を設置対象240に設置する際に、図8および図9に示すように、ボルト260が挿通される。設置対象240には、ボルト穴が形成されており、これにより、ボルト260の頭部261が押さえ板265を介してヨーク部221の上面に押し当てられた状態で、ボルト260の軸部262が設置対象240に固定される。押さえ板265は、突極222間のヨーク部221全体に当接するように形成される。これにより、押さえ板265によって、突極222間のヨーク部221が全体的に押さえつけられて、固定子220をより精度よく設置対象240に固定することができる。
【0045】
ここで、ボルト260は、ステンレスなどの非磁性体の材料で形成することが望ましい。ボルト260を非磁性体の材料で形成することで、可動子210によって形成される進行磁界に対する影響を低減することができる。さらに、押さえ板265をステンレスなどの非磁性体の材料で形成することで、進行磁界に対する影響をさらに低減することができる。
【0046】
また、突極222の先端部は断面視円弧状に形成されており、これにより、ボルト260および押さえ板265を取り付ける際に、突極222間にボルト260および押さえ板265を容易に挿入することができる。
【0047】
なお、設置対象240には、ボルト260の軸部262が螺合するボルト穴に代えて、貫通孔を形成し、かかる貫通孔から露出するボルト260の軸部262にナットと取り付け、これにより、ボルト260を設置対象240に設置することもできる。また、取付部としてヨーク部221に形成される貫通孔223をボルト孔として、ボルト260を貫通孔223に螺合させるようにすることで、固定子220の設置対象240への固定をより強固に行うことができる。なお、締結具として釘などを用いることもできる。
【0048】
このように、第2の実施形態に係るリニアモータ200では、突極222間のヨーク部221に取付部として貫通孔223を形成し、かかる貫通孔223に直接ボルト260を挿通して固定子220を固定する。したがって、第1の実施形態に係る固定子120に比べ、さらに、固定子220の左右方向の幅を狭くすることができるため、リニアモータの小型化を図ることができる。
【0049】
なお、上述した例では、ボルト260の頭部261が押さえ板265を介してヨーク部221の上面に押し当てるようにしたが、これに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【0050】
例えば、図10に示すように、ヨーク部221の突極222側にボルト260の軸部262を突出させ、ボルト260の軸部262に押さえ板266を取り付けることによって、ヨーク部221を設置対象240へ固定することもできる。この場合、押さえ板266は、ステンレスなどの非磁性体の材料で形成することが望ましい。押さえ板266を非磁性体の材料で形成することで、可動子210によって形成される進行磁界に対する影響を低減することができる。押さえ板266に代えて、ナットをボルト260の軸部262に取り付けるようにしてもよい。
【0051】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施の形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【0052】
100,200 リニアモータ
110,210 可動子
120,220 固定子
122,222 突極
160,260 ボルト(締結具)
163 係止部材(締結具)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直線状に延在するヨーク部と、
前記ヨーク部から突出し、前記ヨーク部の延在方向に一定の間隔で配列された複数の突極と、を備え、
前記ヨーク部は、
当該ヨーク部を設置対象に固定する締結具が取り付けられる取付部を備えることを特徴とするリニアモータの固定子。
【請求項2】
前記ヨーク部は、前記突極よりも幅広に形成され、
前記取付部は、前記ヨーク部のうち、前記突極が配列されない領域に形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータの固定子。
【請求項3】
前記ヨーク部は、
直線状に延在し、前記複数の突極が配置される第1ヨーク部と、
前記第1ヨーク部の延在方向に沿って延伸し、前記第1ヨーク部の側面側に連接する第2ヨーク部と、を備え、
前記取付部は、前記第2ヨーク部に形成されることを特徴とする請求項2に記載のリニアモータの固定子。
【請求項4】
前記取付部は、前記ヨーク部のうち前記突極間の領域に形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータの固定子。
【請求項5】
前記取付部には、非磁性体で形成された前記締結具が取り付けられることを特徴とする請求項4に記載のリニアモータの固定子。
【請求項6】
前記取付部は、前記締結具を挿通する貫通孔によって形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリニアモータの固定子。
【請求項7】
前記締結具は、ボルトであり、
前記ヨーク部の前記設置対象への固定は、前記ヨーク部の突極側に前記ボルトの軸部を突出させ、当該軸部に押さえ板またはナットを取り付けることによって行われることを特徴とする請求項6に記載のリニアモータの固定子。
【請求項8】
直線状に延伸するヨーク部と、前記ヨーク部から突出し、前記ヨーク部の延在方向に一定の間隔で配列された複数の突極とを備えた固定子と、
前記固定子に対向して配置される可動子と、を備え、
前記ヨーク部は、
前記固定子を設置対象に固定する締結具が取り付けられる取付部を備える
ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項1】
直線状に延在するヨーク部と、
前記ヨーク部から突出し、前記ヨーク部の延在方向に一定の間隔で配列された複数の突極と、を備え、
前記ヨーク部は、
当該ヨーク部を設置対象に固定する締結具が取り付けられる取付部を備えることを特徴とするリニアモータの固定子。
【請求項2】
前記ヨーク部は、前記突極よりも幅広に形成され、
前記取付部は、前記ヨーク部のうち、前記突極が配列されない領域に形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータの固定子。
【請求項3】
前記ヨーク部は、
直線状に延在し、前記複数の突極が配置される第1ヨーク部と、
前記第1ヨーク部の延在方向に沿って延伸し、前記第1ヨーク部の側面側に連接する第2ヨーク部と、を備え、
前記取付部は、前記第2ヨーク部に形成されることを特徴とする請求項2に記載のリニアモータの固定子。
【請求項4】
前記取付部は、前記ヨーク部のうち前記突極間の領域に形成されることを特徴とする請求項1に記載のリニアモータの固定子。
【請求項5】
前記取付部には、非磁性体で形成された前記締結具が取り付けられることを特徴とする請求項4に記載のリニアモータの固定子。
【請求項6】
前記取付部は、前記締結具を挿通する貫通孔によって形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリニアモータの固定子。
【請求項7】
前記締結具は、ボルトであり、
前記ヨーク部の前記設置対象への固定は、前記ヨーク部の突極側に前記ボルトの軸部を突出させ、当該軸部に押さえ板またはナットを取り付けることによって行われることを特徴とする請求項6に記載のリニアモータの固定子。
【請求項8】
直線状に延伸するヨーク部と、前記ヨーク部から突出し、前記ヨーク部の延在方向に一定の間隔で配列された複数の突極とを備えた固定子と、
前記固定子に対向して配置される可動子と、を備え、
前記ヨーク部は、
前記固定子を設置対象に固定する締結具が取り付けられる取付部を備える
ことを特徴とするリニアモータ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【公開番号】特開2013−46464(P2013−46464A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−181702(P2011−181702)
【出願日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【出願人】(000006622)株式会社安川電機 (2,482)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【出願人】(000006622)株式会社安川電機 (2,482)
【Fターム(参考)】
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