JP2010063348A - リニア同期モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 固定子の製造コストを低減して、磁気損失の少ないリニア同期モータを提供する。
【解決手段】 一方の端部磁極部３３の第１の一対の被連結部分４７と、エンドブラケット３５の第１の一対の被連結部分５１と、端部磁極部３７の第１の一対の被連結部分５５と、５個の磁極部３９の第１の一対の被連結部分５９とを一対の磁性筒体４１によって接続する。一方の端部磁極部３３の第２の一対の被連結部分と、端部磁極部３７の第２の一対の被連結部分と、５個の磁極部３９の第２の一対の被連結部分とを一対の導磁性成形品４３により接続する。一対の磁性筒体４１にリニア軸受６５を介して一対のガイド軸９をスライド可能に嵌合する。一対の磁性筒体４１及び一対の導磁性成形品４３によりヨークを構成する。５個の磁極部３９のそれぞれを、複数枚の磁性鋼板を軸線方向に積層して構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可動子が固定子に対して直線運動するリニア同期モータに関するものである。

特開２００１−２８６１２２号公報には、固定子と該固定子に対して直線運動する可動子とを有するリニア同期モータが示されている。可動子は、軸線方向に往復移動する直動軸と、該直動軸に固定された複数の永久磁石からなる永久磁石列とを備えている。固定子は、可動子の周囲を囲むように巻線導体が環状に巻かれて形成された複数の環状巻線と、該複数の環状巻線を受け入れるスロットが形成された固定子コアユニットとを備えている。固定子コアユニットは、複数の固定子コア分割体が軸線方向に組み合わされて構成されている。固定子コア分割体は、切削加工により形成されており、可動子の永久磁石列と対向する磁極部と、他の固定子コア分割体と組み合わされて複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを構成するヨーク構成部分とを有している。そして、隣接する２つの磁極部間に１つの環状巻線が配置されている。

特開２００１−２８６１２２号公報

従来のリニア同期モータでは、固定子の製造コストが高くなる上、磁気損失が大きくなるという問題があった。そこで複数の固定子コア分割体をそれぞれ磁性鋼板を積層して形成することも考えられた。しかしながら複数の固定子コア分割体をそれぞれ磁性鋼板によって形成する場合には、複数の固定子コア分割体間を磁気的に連結するためのヨークの構造が複雑になる問題があった。

本発明の目的は、固定子の製造コストを抑制でき、しかも磁気損失を低減することができ、更に鉄損を抑制できるリニア同期モータを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的に加えて、ヨークの構成を単純にできるリニア同期モータを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的に加えて、固定子に対して可動子を往復移動自在に支持するリニア軸受に潤滑油を注入することが容易なリニア同期モータを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的に加えて、直動軸が上下方向に往復移動するようにリニア同期モータを配置しても、一方の連結部材が固定子コアユニット側に落下するのを防止することができるリニア同期モータを提供することにある。

本発明が対象とするリニア同期モータは、軸線方向に往復移動する直動軸及び該直動軸に取付けられた複数の永久磁石からなる１以上の永久磁石列を備えてなる可動子と、複数の巻線と固定子コアユニットとを備えた固定子とを具備している。なお、１以上の永久磁石列は、直動軸に直接的に取付けるものであってもよく、磁石取付部等を介して直動軸に間接的に取付けるものであってもよい。複数の巻線は、巻線導体が環状に巻かれて形成されている。そして複数の巻線は、軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ直動軸の周囲を囲むように配置されている。固定子コアユニットは、可動子の永久磁石列と所定の間隙を介して対向する磁極面を有し且つ直動軸の周囲を囲むように直動軸と同心的に配置される複数の磁極部及び複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有している。隣接する２つの磁極部間に１つの巻線が配置されるスペースを形成するように複数の磁極部が軸線方向に間隔をあけて配置されている。

本発明では、複数の磁極部は、少なくとも一つの被連結部分を備えている。また複数の磁極部の主要部または全部は、所定の形状の複数枚の磁性鋼板が軸線方向に積層されて構成されている。そして複数の磁極部は、被連結部分が直動軸に沿って並んで少なくとも一つの被連結部分列を構成するように配置されている。ヨークは、導磁性材料により成形され、少なくとも一つの被連結部分列をそれぞれ構成する複数の被連結部分を機械的に且つ磁気的に連結するヨーク構成体から構成されている。

より、具体的な本発明のリニア同期モータでは、複数の磁極部は、少なくとも一対の被連結部分を備えている。複数の磁極部の主要部または全部は、所定の形状の複数枚の磁性鋼板が軸線方向に積層されて構成され、複数の磁極部は、少なくとも一対の被連結部分が直動軸に沿って並んで少なくとも一対の被連結部分列を構成するように配置されている。なお、ここでいう「複数の磁極部の主要部」とは、例えば、直動軸の軸線方向の両端部に位置する端部磁極部を除いた複数の中間磁極部等である。ヨークは、導磁性材料により一体に成形され、少なくとも一対の被連結部分列をそれぞれ構成する複数の被連結部分を機械的に且つ磁気的に連結する少なくとも一対のヨーク構成体から構成されている。なお、ここでいう「導磁性材料」とは、磁路を形成することができる磁性材料である。

本発明では、複数の磁極部とヨークとを別々に形成して、複数の磁極部の主要部または全部を、複数枚の磁性鋼板を積層して構成できるようにした。このため、従来のように磁性材料に切削加工を施して全ての磁極部を形成する場合に比べて、固定子の製造コストを低くできる。また、固定子コアユニット内で発生する磁気損失及び鉄損を小さくすることができる。また、複数の磁極部の主要部または全部を、複数枚の磁性鋼板を積層して構成しても、複数の磁極部に少なくとも一対の被連結部分（具体的なものでは、第１及び第２の一対の被連結部分）を設け、該少なくとも一対の被連結部分に連結される少なくとも一対のヨーク構成体（具体的なものでは、第１及び第２の一対のヨーク構成体）からヨークを構成するので、複数の磁極部を磁気的に連結するヨークの構成を単純なものにできる。また、ヨークを導磁性材料により一体に成形するので、これによっても磁気損失を抑制できる。

なお複数の磁極部の主要部を、それぞれ磁性鋼板を積層して構成する場合においては、軸線方向の両端に位置する２つの磁極部として、導磁性の板材料に切削加工が施されて形成された磁極部を用いてもよい。そして軸線方向の両端に位置する２つの磁極部に、ヨーク構成体を例えば螺子止めにより固定することができる。このようにするとヨーク構成体の固定子コアユニットに対する機械的固定を確実に実現できる。

第１の一対の被連結部分列は、直動軸を中心にして機械角で１８０°離れた位置に配置し、第２の一対の被連結部分列を、直動軸を中心にして機械角で１８０°離れ且つ第１の一対の被連結部分列とは機械角で９０°離れた位置に配置するのが好ましい。そして、第１の一対のヨーク構成体は、第１の一対の被連結部分列をそれぞれ構成する複数の第１の被連結部分を接続する一対の磁性筒体によって構成するのが好ましい。この場合、一対の磁性筒体の内部にはそれぞれリニア軸受を配置し、一対の磁性筒体にはリニア軸受を介して一対のガイド軸をスライド可能に嵌合し、直動軸及び一対のガイド軸のそれぞれの両端部を一対の連結部材に連結するのが好ましい。なお、ここでいう「リニア軸受」とは、軸体を被支持部に対して軸線方向に往復移動に支持するリニアガイド等の軸受である。このようにすれば、直動軸を固定子コアユニットの両端で支持する必要がなく、リニア同期モータの軸線方向の長さを従来よりも短くすることができる。また、直動軸から離れた一対の磁性筒体（一対のヨーク構成体）に可動子の一対のガイド軸がスライド可能に支持されることになる。そのため、直動軸から離れた位置で、可動子を固定子に対して往復移動可能に支持することができる。その結果、可動子を支持するリニア軸受に潤滑油を注入しても、潤滑油が磁極部の磁極面周囲や直動軸周辺の部材に付着するという問題が生じない。また、一対のガイド軸を、複数の第１の被連結部分を接続する一対の磁性筒体に支持させるので、磁性筒体がヨーク構成体とガイド軸を支持する支持部材の両方の機能を果たす。そのため、一対のガイド軸を設ける場合において、その支持構造を少ない部品によって構成することができる。

また、第２の一対のヨーク構成体は、それぞれ一枚の導磁性板に第２の一対の被連結部分列をそれぞれ構成する複数の第２の被連結部分が嵌合される複数の嵌合溝が形成された一対の導磁性成形品により構成することができる。この場合、一対の導磁性成形品は、複数の嵌合溝に複数の第２の被連結部分がそれぞれ嵌合された状態で、固定子コアユニットに対して機械的に連結すればよい。このようにすれば、導磁性成形品の複数の嵌合溝のピッチにより、複数の磁極部の間隔寸法が決まるため、複数の嵌合溝のピッチを適宜に設定することにより、複数の磁極部の位置決めを容易且つ正確に行うことができる。

一対の連結部材の一方の連結部材と固定子コアユニットとの間には、一方の連結部材が固定子コアユニットに近づいたときに、一方の連結部材を固定子コアユニットから離す方向の付勢力を蓄勢するスプリング機構を配置するのが好ましい。このようにすれば、直動軸が上下方向に往復移動するようにリニア同期モータを配置した場合には、一方の連結部材を上方に位置させることにより、スプリング機構によって、一方の連結部材が固定子コアユニット側に落下するのを防止することができる。

リニア軸受は、ガイド軸の軸線方向に離れて配置された一対の分割リニア軸受によって構成することができる。このようにすれば、ガイド軸を軸線方向に離れて配置された一対の分割リニア軸によってしっかりと支持することができる。

本発明の一実施の形態のリニア同期モータを一部破断状態で示す正面図である。 図１に示すリニア同期モータの左側面図である。 図１に示すリニア同期モータの右側面図である。 図１に示すリニア同期モータの端部磁極部の平面図である。 図１に示すリニア同期モータの磁極部の平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示すリニア同期モータに用いる導磁性成形品の平面図及び底面図である。

以下、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明のリニア同期モータの実施の形態の一例の正面図、左側面図及び右側面図である。なお、図１は、直動軸５の軸線を中心に９０°の角度範囲で一部を破断した状態で示している。図１に示すように、本例のリニア同期モータは、可動子１と固定子３とを有している。可動子１は、直動軸５と、永久磁石列７と、一対のガイド軸９と、一対の連結部材１１Ａ，１１Ｂと、被検出用永久磁石７３とを有している。直動軸５は、細長い円筒形を有しており、軸線方向に往復移動する。永久磁石列７は、直動軸５の外周に嵌合されて直動軸５の軸線方向に並ぶ８個の円環状の永久磁石１５により構成されている。８個の永久磁石１５は、直動軸５の径方向の外面にＮ極が現れるように着磁された４個の円環状の永久磁石と、Ｓ極が現れるよう着磁された４個の円環状の永久磁石を有している。そして８個の永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが軸線方向に交互に並ぶように配置されている。本例では、１つの永久磁石１５は、円弧状の６個の永久磁石片が直動軸５の周方向に並ぶように配置されて構成されている。永久磁石片は、接着剤を介して直動軸５に固定している。また、８個の永久磁石１５が装着された直動軸５の外側に熱収縮チューブを被せた後、熱収縮チューブを加熱して熱収縮させて、永久磁石１５を全体的に包み込むようにしてもよい。なお、永久磁石は、本例のように直動軸５の外周に直接的に取り付けてもよいし、間接的に取り付けてもよい。例えば、直動軸５の外周に磁石取付部を固定し、該磁石取付部に永久磁石列（複数の永久磁石）を固定することもできる。

一対のガイド軸９は、細長い円筒形を有している。一対のガイド軸９は、直動軸５と平行に延びるように配置され、一対の連結部材１１Ａ，１１Ｂを介して直動軸５に接続されている。一対のガイド軸９は、後述する一対の磁性筒体４１内に配置されたリニア軸受６５によってスライド可能にそれぞれ支持されている。一対のガイド軸９が一対の磁性筒体４１内をスライドする構造については、後に詳細に説明する。

一対の連結部材１１Ａ，１１Ｂの一方の連結部材１１Ａは、図３に示すように、中央部１９と、中央部１９から図３の紙面において上下方向に延びる輪郭形状が矩形の２つの延伸部２１とを一体に有している。中央部１９には、４本の螺子１３により直動軸５の一方の端部が連結されており、２つの延伸部２１の端部２１ａには、螺子１７により一対のガイド軸９のそれぞれの一方の端部が連結されている。他方の連結部材１１Ｂは、図２に示すように、中央部２３と、中央部２３から図２の紙面において上下方向に延びる輪郭形状が矩形の２つの延伸部２５とを一体に有している。中央部２３には、４本の螺子１３′により直動軸５の他方の端部が連結されており、２つの延伸部２５の端部２５ａには、螺子１７′により一対のガイド軸９のそれぞれの他方の端部が連結されている。

図１に示すように、一方の連結部材１１Ａの延伸部２１の両端部２１ａには、後述する固定子コアユニット３１と対向する対向面２１ｂが形成されている。そして、一方の連結部材１１Ａの対向面２１ｂと固定子コアユニット３１との間には、スプリング機構を構成する一対のコイルバネ２７がそれぞれ配置されている。一対のコイルバネ２７は、一方の連結部材１１Ａが固定子コアユニット３１に近づいたときに、一方の連結部材１１Ａを固定子コアユニット３１から離す方向の付勢力を蓄勢している。このため、直動軸５が上下方向に往復移動するようにリニア同期モータを配置した場合には、一方の連結部材１１Ａを上方に位置させることにより、コイルバネ２７の付勢力によって、一方の連結部材１１Ａが固定子コアユニット３１側に落下するのを防止することができる。

固定子３は、６個の環状巻線２９と固定子コアユニット３１とを有している。６個の環状巻線２９は、巻線導体が環状に巻かれて形成され、直動軸５の軸線方向に間隔をあけて配置され且つ直動軸５の周囲を囲むように配置されている。

固定子コアユニット３１は、エンドブラケット３５と、一対の端部磁極部３３及び３７と、５個の中間磁極部３９と、一対の磁性筒体４１と、一対の導磁性成形品４３とを有している。本例では、一対の端部磁極部３３及び３７と、５個の中間磁極部３９とから複数の磁極部が構成されている。図３に示すように、一対の端部磁極部３３及び３７の一方の端部磁極部３３は、輪郭がほほ矩形状の本体部４５と、図３の紙面において本体部４５の上下方向に位置する第１の一対の被連結部分４７とを有しており、所定の厚みの磁性鋼材に切削加工が施こされて形成されている。図１に示すように、本体部４５の中央部には、直動軸５が貫通する貫通孔４５ａが形成されている。また、図３の紙面において本体部４５の左右方向には、軸線方向と第１の一対の被連結部分４７が対向する方向とに直交する方向の外側に開口して第２の一対の被連結部分を構成する凹部４５ｂが形成されている。このように第１の一対の被連結部分４７は、直動軸５を中心にして対向しており、第２の一対の被連結部分（凹部４５ｂ）も直動軸５を中心にして対向している。本例では、一方の端部磁極部３３は、直動軸５の軸線方向の一方の端部に位置する磁極部を構成している。そのため、図１に示すように、貫通孔４５ａの内周壁面が磁極面４５ｃを構成している。磁極面４５ｃは、隣接する中間磁極部３９から軸線方向に離れるに従って永久磁石列７との間の間隙寸法が大きくなるように構成されている。第１の一対の被連結部分４７の中央には、一対のガイド軸９がそれぞれ貫通する貫通孔４７ａが形成されている。そして、第１の一対の被連結部分４７には、貫通孔４７ａと同心的に形成され、且つエンドブラケット３５側に向かって開口する環状の凹部４７ｂが形成されている。凹部４７ｂには、一対の磁性筒体４１の一方の端部がそれぞれ嵌合されている。また、図３に示すように、端部磁極部３３には、複数の環状励磁巻線のリード線が束になって構成されるリード線束３０が貫通する貫通孔４８が形成されている。また端部磁極部３３の外面には、ホール素子７１が固定されている。

図２に示すように、エンドブラケット３５は、輪郭がほぼ矩形状の本体部４９と、図２の紙面において本体部４９の上下方向に位置する第１の一対の被連結部分５１とを有している。エンドブラケット３５は、非磁性のアルミ等に切削加工が施こされて形成されている。図１に示すように、本体部４９の中央部には、直動軸５が貫通する貫通孔４９ａが形成されている。このため、第１の一対の被連結部分５１は、直動軸５を中心にして対向することになる。また、図２に示すように、本体部４９の四隅には、取付具貫通孔４９ｃが形成されている。図１に示すように、第１の一対の被連結部分５１の中央には、一対のガイド軸９がそれぞれ貫通する貫通孔５１ａが形成されている。そして、第１の一対の被連結部分５１には、貫通孔５１ａと同心的に形成され、端部磁極部３３側に向かって開口する環状の凹部５１ｂがそれぞれ形成されている。これらの凹部５１ｂには、一対の磁性筒体４１のそれぞれの他方の端部が嵌合されている。

エンドブラケット３５に隣接する他方の端部磁極部３７は、図４に示すように、輪郭が矩形状の本体部５３と、図４の紙面において本体部５３の上下方向に位置する第１の一対の被連結部分５５とを有している。端部磁極部３７も端部磁極部３３と同様に、磁性鋼材に切削加工が施こされて形成されている。図１に示すように、本体部５３の中央部には、直動軸５が貫通する貫通孔５３ａが形成されている。また、図４の紙面において本体部５３の左右方向には、軸線方向と第１の一対の被連結部分５５が対向する方向とに直交する方向の外側に開口して第２の一対の被連結部分を構成する凹部５３ｂが形成されている。このように第１の一対の被連結部分５５は、直動軸５を中心にして対向しており、第２の一対の被連結部分（凹部５３ｂ）も直動軸５を中心にして対向することになる。本例では、他方の端部磁極部３７は、他方の端部に位置する磁極部を構成している。そのため、図１に示すように、貫通孔５３ａの内周壁面が磁極面５３ｄを構成している。磁極面５３ｄは、隣接する中間磁極部３９から軸線方向に離れるに従って永久磁石列７との間の間隙寸法が大きくなるように構成されている。第１の一対の被連結部分５５の中央には、一対の磁性筒体４１がそれぞれ貫通する貫通孔５５ａが形成されている。

５個の中間磁極部３９は、図５に示すように、輪郭が矩形状の本体部５７と、図５の紙面において本体部５７の上下方向に位置する第１の一対の被連結部分５９とを有している。中間磁極部３９は、それぞれ複数枚の磁性鋼板が直動軸５の軸線方向に積層されて構成されている。図１に示すように、５個の中間磁極部３９は、一方の端部磁極部３３と他方の端部磁極部３７との間に軸線方向に並んで配置されている。本体部５７の中央部には、直動軸５が貫通する貫通孔５７ａが形成されている。貫通孔５７ａの内周面は、可動子１の永久磁石列７と所定の間隙を介して対向する磁極面を構成している。また、図５の紙面において本体部５７の左右方向には、軸線方向と第１の一対の被連結部分５９が対向する方向とに直交する方向の外側に開口して第２の一対の被連結部分を構成する凹部５７ｂが形成されている。このように第１の一対の被連結部分５９は、直動軸５を中心にして対向しており、第２の一対の被連結部分（凹部５７ｂ）も直動軸５を中心にして対向することになる。さらに本体部５７の四隅には、樹脂貫通孔５７ｃが形成されている。貫通孔５７ａと１つの樹脂貫通孔５７ｃとの間にはボビンの一部が嵌合されるボビン嵌合溝５７ｄが形成されている。ボビン嵌合溝５７ｄは、貫通孔５７ａと連通し且つ該貫通孔５７ａから外側に離れる方向に延びている。第１の一対の被連結部分５９の中央には、一対の磁性筒体４１がそれぞれ貫通する貫通孔５９ａが形成されている。本例では、５個の中間磁極部３９が複数の磁極部（３３，３９，３７）の主要部を構成している。

本例では、図１に示すように、一方の端部磁極部３３と５個の中間磁極部３９と他方の端部磁極部３７とは、隣接する２つの磁極部（３３，３９，３７）の間に１つの環状巻線２９が配置されるスペースを形成するように軸線方向に間隔をあけて配置されている。

エンドブラケット３５と端部磁極部３３，３７と５個の中間磁極部３９と６個の環状巻線２９とが組み合わされた状態で、一方の端部磁極部３３の第１の一対の被連結部分４７と、エンドブラケット３５の第１の一対の被連結部分５１と、端部磁極部３７の第１の一対の被連結部分５５と、５個の中間磁極部３９の第１の一対の被連結部分５９とが直動軸５に沿って並んで第１の一対の被連結部分列６１（図３）が構成される。また、一方の端部磁極部３３の第２の一対の被連結部分（凹部４５ｂ）と、他方の端部磁極部３７の第２の一対の被連結部分（凹部５３ｂ）と、５個の中間磁極部３９の第２の一対の被連結部分（凹部５７ｂ）とが直動軸５に沿って並んで第２の一対の被連結部分列６３（図３）が構成される。第１の一対の被連結部分列６１は、図３の紙面において直動軸５を中心に上下方向に延びる仮想線Ｌ１上に存在している。このため、第１の一対の被連結部分列６１は、直動軸５を中心して機械角で１８０°離れた位置に存在することになる。また、第２の一対の被連結部分列６３は、図３の紙面において直動軸５を中心に水平方向に延びる（仮想線Ｌ１に直交する）仮想線Ｌ２上に存在している。このため、第２の一対の被連結部分列６３は、直動軸５を中心して機械角で１８０°離れ且つ第１の一対の被連結部分列６１とは機械角で９０°離れた位置に配置されることになる。第１の一対の被連結部分列６１をそれぞれ構成する第１の一対の被連結部分（４７，５１，５５，５９）は、一対の磁性筒体４１によって接続されている。具体的には、図１に示すように、一対の磁性筒体４１の両端が一方の端部磁極部３３の凹部４７ｂとエンドブラケット３５の凹部５１ｂとそれぞれに嵌合されている。一対の磁性筒体４１の中間部が端部磁極部３７の貫通孔５５ａと５個の中間磁極部３９の貫通孔５９ａとを貫通している。そして、図３に示すように、一対の磁性筒体４１の一方の端部と一方の端部磁極部３３とは螺子５８により固定されている。また図２に示すように、一対の磁性筒体４１の他方の端部とエンドブラケット３５とは螺子６０により固定されている。一対の磁性筒体４１は、磁性材料から一体に成形されており、円筒形を有している。図１に示すように、一対の磁性筒体４１の内部にはそれぞれリニア軸受６５が配置されている。本例では、一対の磁性筒体４１の内周部の両端に、径方向内側と軸線方向外側とに開口する凹部４１ａがそれぞれ形成されている。凹部４１ａには、一対の分割リニア軸受６５ａがそれぞれ嵌合されている。このため、一つの磁性筒体４１の両端部にガイド軸９の軸線方向に離れて一対の分割リニア軸受６５ａが配置されることになる。そして、一対の磁性筒体４１内にはリニア軸受６５を介して可動子１の一対のガイド軸９がスライド可能に嵌合されている。この支持構造により、可動子１の直動軸５は、固定子コアユニット３１の中心の貫通孔（４５ａ，４９ａ等）の中心に位置決めされる。

第２の一対の被連結部分列６３をそれぞれ構成する第２の一対の被連結部分（４５ｂ，５３ｂ，５７ｂ）は、一対の導磁性成形品４３によって接続されている。１つの導磁性成形品４３は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、それぞれ１枚の導磁性材の板に複数の嵌合溝４３ａ，４３ｂ、４３ｃが形成されて構成されている。一方の端部に位置する嵌合溝４３ａには、一方の端部磁極部３３の第２の被連結部分を構成する凹部４５ｂが嵌合されている。他方の端部に位置する嵌合溝４３ｂには、他方の端部磁極部３７の第２の被連結部分を構成する凹部５３ｂが嵌合されている。中間部に位置する５つの嵌合溝４３ｃには、５個の中間磁極部３９の第２の被連結部分をそれぞれ構成する凹部５７ｂが嵌合されている。導磁性成形品４３の四隅には、貫通孔４３ｄが形成されている。図１に示すように、一対の導磁性成形品４３は、貫通孔４３ｄを貫通して一方の端部磁極部３３及び他方の端部磁極部３７に形成された螺子孔に螺合される螺子６７によりそれぞれ螺子止めされている。

本例では、一対の磁性筒体４１により第１の一対のヨーク構成体から構成され、一対の導磁性成形品４３により第２の一対のヨーク構成体から構成されている。この結果、第１及び第２の一対のヨーク構成体（４１，４３）により、磁極部（３３，３９，３７）を磁気的に連結するヨークが形成されている。

また、一対の端部磁極部３３，３７と、５個の中間磁極部３９と、一対の磁性筒体４１と、一対の導磁性成形品４３と、６個の環状巻線２９とが組み合わされた状態で、６個の環状巻線２９の径方向外側に位置する隣接する２つの磁極部（３３，３９，３７）の間の部分及び５個の中間磁極部３９の樹脂貫通孔５７ｃ内には、１液性の熱硬化性合成樹脂６９が充填されている。本例では、以下のように樹脂を充填した。まず、一対の端部磁極部３３，３７と、５個の中間磁極部３９と、一対の磁性筒体４１と、一対の導磁性成形品４３と、６個の環状巻線２９とを組み合わせて組合体を作った。次に、組合体の中央の貫通孔（４５ａ，４９ａ等）内に心材を挿入し、心材を挿入した組合体を金型内に配置してから、溶解した合成樹脂を金型の注入口を通して組合体内に圧入した。そして、合成樹脂が熱硬化した後、組合体を金型から取り出し、心材を取り外して合成樹脂６９の充填を完了した。

本例では、図１及び図３に示すように、固定子コアユニット３１の一方の端部磁極部３３の外面にホール素子７１が設けられており、直動軸５には、ホール素子７１と対向するように、被検出用永久磁石７３が設けられている。そして、ホール素子７１と被検出用永久磁石７３とにより、磁極検出が行われる。

本例のリニア同期モータは、直動軸５が固定子３に対して軸線方向に往復移動すると、一対の連結部材１１Ａ，１１Ｂを介して直動軸５に接続された一対のガイド軸９がリニア軸受６５を介して一対の磁性筒体４１に対してスライドする。

本例のリニア同期モータによれば、５個の中間磁極部３９を複数枚の磁性鋼板を積層して構成するため、固定子の製造コストを低くできる。また、固定子コアユニット内で発生する磁気損失と鉄損を小さくすることができる。

また、直動軸５から離れた一対の磁性筒体４１で、可動子１を固定子３に対して往復移動可能に支持するため、可動子１を支持するリニア軸受６５に潤滑油を注入しても、潤滑油が磁極部（３３，３９，３７）の磁極面や直動軸周辺の部材に付着する問題は生じない。また、一対のガイド軸９を、複数の第１の被連結部分（４７，５１，５５，５９）を接続する一対の磁性筒体４１に支持させるので、磁性筒体４１がヨーク構成体とガイド軸９を支持する支持部材の両方の機能を果たす。そのため、一対のガイド軸９を設ける場合において、その支持構造を少ない部品によって構成することができる。

なお、本例では、複数の磁極部の主要部（５個の磁極部３９）のそれぞれを複数枚の磁性鋼板を軸線方向に積層して構成したが、複数の磁極部の全部を複数枚の磁性鋼板を軸線方向に積層して構成してよいのは勿論である。

また、本例では、第１の一対の被連結部分（４７，５１，５５，５９）は、直動軸５を中心にして対向しており、第２の一対の被連結部分（４５ｂ，５３ｂ，５７ｂ）も直動軸５を中心にして対向しているが、第１の一対の被連結部分及び第２の一対の被連結部分の位置は任意である。例えば、第１の一対の被連結部分を固定子の縁部に並んで配置してもよいし、第２の一対の被連結部分を固定子の縁部に並んで配置してもよい。

また、本例では、一対の被連結部分を、２つの一対の被連結部分［第１の一対の被連結部分（４７，５１，５５，５９），第２の一対の被連結部分（４５ｂ，５３ｂ，５７ｂ）］から構成したが、被連結部分は、少なくとも一対あればよく、１つの一対の被連結部分のみから一対の被連結部分を構成してもよい。

また、被連結部分は、少なくとも一つから構成してもよく、１つの被連結部分のみから被連結部分を構成してもよい。

本発明によれば、複数の磁極部とヨークとを別々に形成して、複数の磁極部の主要部または全部を複数枚の磁性鋼板を積層して構成するため、固定子の製造コストを低くできる。また、磁気損失と鉄損を従来よりも小さくすることができる。

また、直動軸から離れた位置で、可動子を固定子に対して往復移動可能に支持させるため、可動子を支持するリニア軸受に潤滑油を注入しても、潤滑油が磁極部の磁極面や直動軸周辺の部材に付着するのを防止できる。

１ 可動子
３ 固定子
５ 直動軸
７ 永久磁石列
９ 一対のガイド軸
１１Ａ，１１Ｂ 一対の連結部材
２７ コイルバネ（スプリング機構）
２９ 環状巻線
３１ 固定子コアユニット
３５ エンドブラケット
３３，３７ 端部磁極部
３９ 中間磁極部
４１ 一対の磁性筒体
４３ 一対の導磁性成形品
４７，５１，５５，５９ 第１の一対の被連結部分
５７ｄ ボビン嵌合溝
６１ 第１の一対の被連結部分列
６３ 第２の一対の被連結部分列
６５ リニア軸受
６５ａ 一対の分割リニア軸受
４３ａ，４３ｂ、４３ｃ 嵌合溝

Claims (7)

1. 軸線方向に往復移動する直動軸及び前記直動軸に取付けられた複数の永久磁石からなる１以上の永久磁石列を備えてなる可動子と、
   巻線導体が環状に巻かれて形成され、前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ前記直動軸の周囲を囲むように配置された複数の巻線と、前記可動子の前記永久磁石列と所定の間隙を介して対向する磁極面を有し且つ前記直動軸の周囲を囲むように前記直動軸と同心的に配置される複数の磁極部及び前記複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し、隣接する２つの前記磁極部間に１つの前記巻線が配置されるスペースを形成するように前記複数の磁極部が前記軸線方向に間隔をあけて配置されてなる固定子コアユニットとを備えた固定子とを具備するリニア同期モータであって、
   前記複数の磁極部は、少なくとも一対の被連結部分を備え、
   前記複数の磁極部の主要部または全部は、所定の形状の複数枚の磁性鋼板が前記軸線方向に積層されて構成され、
   前記複数の磁極部は、前記少なくとも一対の被連結部分が前記直動軸に沿って並んで少なくとも一対の被連結部分列を構成するように配置され、
   前記ヨークは、導磁性材料により一体に成形され、前記少なくとも一対の被連結部分列をそれぞれ構成する複数の前記被連結部分を機械的に且つ磁気的に連結する少なくとも一対のヨーク構成体から構成されていることを特徴とするリニア同期モータ。
2. 軸線方向に往復移動する直動軸及び前記直動軸に取付けられた複数の永久磁石からなる１以上の永久磁石列を備えてなる可動子と、
   前記軸線方向に所定の間隔をあけて配置され且つ前記直動軸の周囲を囲むように配置された複数の巻線と、前記直動軸の周囲を囲むように前記直動軸と同心的に配置される複数の磁極部及び前記複数の磁極部を磁気的に連結するヨークを有し、隣接する２つの前記磁極部間に１つの前記巻線が配置されるスペースを形成するように前記複数の磁極部が前記軸線方向に間隔をあけて配置されてなる固定子コアユニットとを備えた固定子とを具備するリニア同期モータであって、
   前記複数の磁極部は、少なくとも一つの被連結部分を備え、
   前記複数の磁極部の主要部または全部は、所定の形状の複数枚の磁性鋼板が前記軸線方向に積層されて構成され、
   前記複数の磁極部は、前記被連結部分が前記直動軸に沿って並んで少なくとも一つの被連結部分列を構成するように配置され、
   前記ヨークは、導磁性材料により成形され、前記少なくとも一つの被連結部分列をそれぞれ構成する複数の前記被連結部分を機械的に且つ磁気的に連結するヨーク構成体から構成されていることを特徴とするリニア同期モータ。
3. 前記複数の磁極部のうち前記軸線方向の両端に位置する２つの磁極部は、導磁性の板材料に切削加工が施されて形成されており、
   前記軸線方向の両端に位置する２つの前記磁極部に、前記ヨーク構成体が固定されている請求項１または２に記載のリニア同期モータ。
4. 前記少なくとも一対の被連結部分は、第１の一対の被連結部分と第２の一対の被連結部分とからなり、
   前記少なくとも一対の被連結部分列は、第１の一対の被連結部分列と第２の一対の被連結部分列とからなり、
   前記少なくとも一対のヨーク構成体は、第１の一対のヨーク構成体と第２の一対のヨーク構成体とからなり、
   前記第１の一対の被連結部分列は前記直動軸を中心にして機械角で１８０°離れた位置に存在し、前記第２の一対の被連結部分列は、前記直動軸を中心にして機械角で１８０°離れ且つ前記第１の一対の被連結部分列とは機械角で９０°離れた位置に配置されており、
   前記第１の一対のヨーク構成体は、前記第１の一対の被連結部分列をそれぞれ構成する複数の前記第１の一対の被連結部分を接続する一対の磁性筒体によって構成され、
   前記一対の磁性筒体の内部にはそれぞれリニア軸受が配置され、
   前記一対の磁性筒体には前記リニア軸受を介して一対のガイド軸がスライド可能に嵌合されており、
   前記直動軸及び前記一対のガイド軸のそれぞれの両端部が一対の連結部材に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のリニア同期モータ。
5. 前記第２の一対のヨーク構成体は、それぞれ１枚の導磁性材の板に前記第２の一対の被連結部分列をそれぞれ構成する複数の前記第２の一対の被連結部分が嵌合される複数の嵌合溝が形成された一対の導磁性成形品により構成されており、
   前記一対の導磁性成形品は、前記複数の嵌合溝に複数の前記第２の一対の被連結部分がそれぞれ嵌合された状態で、前記固定子コアユニットに対して機械的に連結されている請求項４に記載のリニア同期モータ。
6. 前記一対の連結部材の一方の連結部材と前記固定子コアユニットとの間には、前記一方の連結部材が前記固定子コアユニットに近づいたときに、前記一方の連結部材を前記固定子コアユニットから離す方向の付勢力を蓄勢するスプリング機構が配置されている請求項４に記載のリニア同期モータ。
7. 前記リニア軸受は、前記ガイド軸の軸線方向に離れて配置された一対の分割リニア軸受によって構成されている請求項４に記載のリニア同期モータ。

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