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公開番号2025019267
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2024205877,2020145259
出願日2024-11-27,2020-08-31
発明の名称リニアモータ
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人ITOH
主分類H02K 41/03 20060101AFI20250130BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】永久磁石界磁及び電機子の何れか一方を他方で挟み込むように構成されるリニアモータにおいて、より簡素な支持機構で可動子の振動を抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本開示の一実施形態に係るリニアモータ1は、コイル12と、軟磁性体で構成されるコア11とを含む電機子10と、電機子10に対する磁界を発生させる永久磁石21或いは永久磁石21A,21Bを含む界磁20と、を備え、電機子10が界磁20の界磁部20A及び界磁部20Bの間に挟まれるように配置され、電機子10及び界磁20のうちの少なくとも一方は、電機子10及び界磁部20Aの間での永久磁石21或いは永久磁石21Aによる磁気的な作用と、電機子10及び界磁部20Bの間での永久磁石21或いは永久磁石21Bによる磁気的な作用との間に非対称性を有するように構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コイルと、軟磁性体で構成されるコアとを含む電機子と、
前記電機子に対する磁界を発生させる永久磁石を含む界磁と、を備え、
前記電機子及び前記界磁のうちの何れか一方が何れか他方の第１部及び第２部の間に挟まれるように配置され、
前記何れか一方と前記第１部及び前記第２部との対向する軸方向での前記電機子及び前記界磁のうちの可動子の可動範囲の全体に亘って、前記軸方向で前記可動子に作用する力が前記第１部に向かう方向及び前記第２部に向かう方向の何れか一方になるように、前記何れか一方及び前記第１部の間での前記永久磁石による磁気的な作用と、前記何れか一方及び前記第２部の間での前記永久磁石による磁気的な作用との間に非対称性を有し、
前記軸方向での前記可動範囲における前記可動子の移動によって、前記何れか一方と前記第１部のギャップ、及び前記何れか一方と前記第２部とのギャップの双方が変動する、
リニアモータ。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
コイルと、軟磁性体で構成されるコアとを含む電機子と、
前記電機子に対する磁界を発生させる永久磁石を含む界磁と、を備え、
前記電機子及び前記界磁のうちの何れか一方が何れか他方の第１部及び第２部の間に挟まれるように配置され、
前記電機子及び前記界磁のうちの少なくとも一方は、前記何れか一方及び前記第１部の間での前記永久磁石による磁気的な作用と、前記何れか一方及び前記第２部の間での前記永久磁石による磁気的な作用との間に非対称性を有するように構成され、
前記何れか一方は、前記電機子であり、
前記何れか他方は、前記界磁であり、
前記第１部の前記永久磁石、及び前記第２部の前記永久磁石は、前記電機子と前記界磁の前記第１部及び前記第２部との対向する軸方向において、前記第１部の前記永久磁石の磁界によって前記電機子及び前記界磁のうちの可動子に作用する前記軸方向の力と、前記第２部の前記永久磁石の磁界によって前記可動子に作用する前記軸方向の力とが非対称性を有するように構成される、
リニアモータ。
【請求項３】
コイルと、軟磁性体で構成されるコアとを含む電機子と、
前記電機子に対する磁界を発生させる永久磁石を含む界磁と、を備え、
前記電機子及び前記界磁のうちの何れか一方が何れか他方の第１部及び第２部の間に挟まれるように配置され、
前記電機子及び前記界磁のうちの少なくとも一方は、前記何れか一方及び前記第１部の間での前記永久磁石による磁気的な作用と、前記何れか一方及び前記第２部の間での前記永久磁石による磁気的な作用との間に非対称性を有するように構成され、
前記何れか一方は、前記界磁であり、
前記何れか他方は、前記電機子であり、
前記永久磁石は、前記界磁と前記電機子の前記第１部及び前記第２部との対向する軸方向において、前記界磁から前記第１部に対して作用する磁界によって前記電機子及び前記界磁のうちの可動子に作用する前記軸方向の力と、前記界磁から前記第２部に対して作用する磁界によって前記可動子に作用する前記軸方向の力とが非対称性を有するように構成される、
リニアモータ。
【請求項４】
前記電機子及び前記界磁のうちの少なくとも一方は、前記何れか一方と前記第１部及び前記第２部との対向する前記軸方向での前記可動子の可動範囲の全体に亘って、前記軸方向で前記可動子に作用する力が前記第１部に向かう方向及び前記第２部に向かう方向の何れか一方になるように、前記非対称性を有する、
請求項２又は３に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記何れか一方は、前記第１部又は前記第２部に片寄って配置される、
請求項１乃至４の何れか一項に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記何れか一方は、前記電機子であり、
前記何れか他方は、前記界磁であり、
前記コアは、前記電機子と前記界磁の前記第１部及び前記第２部との対向する前記軸方向で磁気的に非対称の構造を有する、
請求項１又は２に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記コアは、前記軸方向で形状又は透磁率が非対称になるように構成される、
請求項６に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記何れか一方は、前記界磁であり、
前記何れか他方は、前記電機子であり、
前記第１部に含まれる前記コア、及び前記第２部に含まれる前記コアは、前記界磁と前記電機子の前記第１部及び前記第２部との対向する前記軸方向で磁気的に非対称の構造を有する、
請求項１又は３に記載のリニアモータ。
【請求項９】
前記第１部に含まれる前記コア、及び前記第２部に含まれる前記コアは、前記軸方向で形状又は透磁率が非対称性を有するように構成される、
請求項８に記載のリニアモータ。
【請求項１０】
前記何れか一方は、前記電機子であり、
前記何れか他方は、前記界磁であり、
前記第１部の前記永久磁石、及び前記第２部の前記永久磁石は、互いに、前記電機子と前記界磁の前記第１部及び前記第２部との対向する前記軸方向で、前記電機子に対して作用する磁界が非対称性を有するように構成される、
請求項１又は２に記載のリニアモータ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、リニアモータに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、リニアモータにおいて、永久磁石界磁と電機子（軟磁性体のコア）との間の磁気吸引力を相殺するために、永久磁石界磁及び電機子のうちの対向する何れか一方が他方を挟み込むように配置する技術が知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１では、可動子としての電機子と、電機子を挟み込むように配置される固定子としての永久磁石界磁とを含むリニアモータが開示されている。
【０００４】
特許文献２では、可動子としての永久磁石界磁と、永久磁石界磁を挟み込むように配置される固定子としての電機子とを含むリニアモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１１－６７０３０号公報
特許第５３１３３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可動子を支持するスライドレールやリニアガイド等の支持機構には、永久磁石界磁と電機子との対向する軸方向にある程度の可動範囲（いわゆる遊び）が存在するのが通常である。そのため、永久磁石界磁と電機子との対向する軸方向で、可動子の変位位置が、磁気吸引力が相殺される基準位置からずれると、可動子に磁気吸引力が発生する可能性がある。特に、可動子の変位位置が上記の基準位置を跨ぐ変位が繰り返されると、可動子に作用する磁気吸引力の方向が高い頻度で異なる方向に切り替わり、結果として、可動子の振動を誘発してしまう可能性がある。
【０００７】
一方、可動子の可動範囲を相対的に小さく抑制することが可能な支持機構を採用し、振動を抑制することも可能であるが、支持機構の複雑化や大型化を招き、コストの増加に繋がる可能性がある。
【０００８】
そこで、上記課題に鑑み、永久磁石界磁及び電機子の何れか一方を他方で挟み込むように構成されるリニアモータにおいて、より簡素な支持機構で可動子の振動を抑制することが可能な技術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】
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
コイルと、軟磁性体で構成されるコアとを含む電機子と、
前記電機子に対する磁界を発生させる永久磁石を含む界磁と、を備え、
前記電機子及び前記界磁のうちの何れか一方が何れか他方の第１部及び第２部の間に挟まれるように配置され、
前記何れか一方と前記第１部及び前記第２部との対向する軸方向での前記電機子及び前記界磁のうちの可動子の可動範囲の全体に亘って、前記軸方向で前記可動子に作用する力が前記第１部に向かう方向及び前記第２部に向かう方向の何れか一方になるように、前記何れか一方及び前記第１部の間での前記永久磁石による磁気的な作用と、前記何れか一方及び前記第２部の間での前記永久磁石による磁気的な作用との間に非対称性を有し、
前記軸方向での前記可動範囲における前記可動子の移動によって、前記何れか一方と前記第１部のギャップ、及び前記何れか一方と前記第２部とのギャップの双方が変動する、
リニアモータが提供される。
【００１０】
また、本開示の他の実施形態では、
コイルと、軟磁性体で構成されるコアとを含む電機子と、
前記電機子に対する磁界を発生させる永久磁石を含む界磁と、を備え、
前記電機子及び前記界磁のうちの何れか一方が何れか他方の第１部及び第２部の間に挟まれるように配置され、
前記電機子及び前記界磁のうちの少なくとも一方は、前記何れか一方及び前記第１部の間での前記永久磁石による磁気的な作用と、前記何れか一方及び前記第２部の間での前記永久磁石による磁気的な作用との間に非対称性を有するように構成され、
前記何れか一方は、前記電機子であり、
前記何れか他方は、前記界磁であり、
前記第１部の前記永久磁石、及び前記第２部の前記永久磁石は、前記電機子と前記界磁の前記第１部及び前記第２部との対向する軸方向において、前記第１部の前記永久磁石の磁界によって前記電機子及び前記界磁のうちの可動子に作用する前記軸方向の力と、前記第２部の前記永久磁石の磁界によって前記可動子に作用する前記軸方向の力とが非対称性を有するように構成される、
リニアモータが提供される。
（【００１１】以降は省略されています）

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