JP2008125322A - Linear motor and uniaxial actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リニアモータおよびこのモータを用いてテーブル等を一軸向に移動させる一軸アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a linear motor and a uniaxial actuator that moves a table or the like in a uniaxial direction using the motor.
従来から、表面側の磁極がN極及びS極となる永久磁石を交互に一方向に配列した固定子と、この固定子に対向して配置され、電機子コイルを巻装した電機子コアを具備した可動子とを備え、上記コイルに対する通電が制御されることにより可動子が永久磁石の配列方向に直線的に移動するように構成されたリニアモータは一般に知られている。この種のリニアモータは各種分野において物品の搬送等に用いられ、単軸ロボット等にも適用されている。 Conventionally, a stator in which permanent magnets whose surface side magnetic poles are N poles and S poles are alternately arranged in one direction, and an armature core that is arranged to face the stator and wound with an armature coil are provided. 2. Description of the Related Art A linear motor is generally known that includes a mover provided and is configured such that a mover moves linearly in the arrangement direction of permanent magnets by controlling energization of the coil. This type of linear motor is used for conveying articles in various fields, and is also applied to single-axis robots and the like.
なお、このようなリニアモータでは、可動子は、例えば電機子コアが櫛形、すなわち板状のティースが一定間隔で平行に並ぶ形状に形成され、各ティースに前記電機子コイルが巻装された構成となっているが、この構造の場合、可動子両端(ストローク方向両端)でスロットが開放され鎖交磁束が同中央部分とは異なるため、端効果により、電機子コアに対し移動方向に作用する電磁力が脈動、いわゆるコギング力が発生して推力にむらが生じ易くなる。そのため、従来では、電機子コアの両端に上記ティース(主ティースという)とは別に補助ティースを設け、主ティースに働くコギング力を補助ティースによるコギング力で相殺するこれによりトータル的なコギング力を低減させて推力むらを改善することが行われていた(特許文献1)。
上記のように電機子コアに補助ティースを設けた構成によれば、コギング力を低減させる上で有効と考えられているが、実際にはコギング力を完全に解消することは難しく、推力むらを完全に無くすことはできない。これはリニアモータの具体的な構造との関係に因るものと考えられる。そのため、推進むらをより改善するために、このような具体的な構造との関係で、コギング力をより低減できるようにすることが望まれる。 According to the configuration in which the auxiliary teeth are provided in the armature core as described above, it is considered effective in reducing the cogging force, but in reality, it is difficult to completely eliminate the cogging force, and uneven thrust is generated. It cannot be completely eliminated. This is considered due to the relationship with the specific structure of the linear motor. Therefore, in order to further improve the propulsion unevenness, it is desired that the cogging force can be further reduced in relation to such a specific structure.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであって、コギング力をより効果的に低減することで、推進むらをより改善することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to further improve the propulsion unevenness by more effectively reducing the cogging force.
本発明は、上記の事情に鑑み、交互に極性が異なるように複数の磁石が一軸方向に並べて配置された界磁部と、前記磁石と所定隙間を隔てて対向配置される電機子とを備え、界磁部と電機子とが前記一軸方向に相対的に移動するように構成されたリニアモータにおいて、前記電機子は、互いに平行な状態で前記一軸方向に並ぶ板状の複数の主ティースおよびこれら主ティースの並び方向両側に配置される板状の一対の補助ティースを具備する電機子コアと、各主ティースに巻装されるコイルとを備え、前記各補助ティースは、前記主ティースに対して斜めに配置されているものである。 In view of the above circumstances, the present invention includes a field portion in which a plurality of magnets are arranged in a uniaxial direction so that the polarities are alternately different from each other, and an armature disposed to face the magnet with a predetermined gap therebetween. In the linear motor configured such that the field portion and the armature move relatively in the uniaxial direction, the armature includes a plurality of plate-shaped main teeth arranged in the uniaxial direction in parallel with each other, and An armature core having a pair of plate-like auxiliary teeth disposed on both sides of the main teeth in the arrangement direction, and a coil wound around each main tooth, and each auxiliary tooth with respect to the main teeth. Are arranged diagonally.
具体的には、界磁部の各磁石が、前記一軸方向に対して斜めに配置され、前記各主ティースが、前記一軸方向に対面するようにそれぞれ配置され、前記各補助ティースが、互いに平行に、かつ前記磁石と対称な傾き、又はそれに近い傾き状態で配置されているものである。あるいは、前記界磁部の各磁石が、前記一軸方向に対して斜めに配置され、前記各主ティースが、前記一軸方向に対面するようにそれぞれ配置され、前記各補助ティースが、互いに平行に、かつ前記磁石と同じ又はそれに近い傾き状態で配置されているものである。 Specifically, each magnet of the field portion is disposed obliquely with respect to the uniaxial direction, the main teeth are disposed so as to face each other in the uniaxial direction, and the auxiliary teeth are parallel to each other. In addition, they are arranged with an inclination symmetrical to the magnet or with an inclination close thereto. Alternatively, the magnets of the field portion are arranged obliquely with respect to the uniaxial direction, the main teeth are arranged to face each other in the uniaxial direction, and the auxiliary teeth are parallel to each other. And it is arrange | positioned in the inclination state same as or close | similar to the said magnet.
具体的には、前記磁石および各ティースが共に細長に形成され、さらに磁石および各ティースが次のように設けられる。すなわち、前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向に対して前記磁石とは逆向きに傾いた状態で配置される。また、前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向に対して前記磁石と同じ向きに傾いた状態で配置される。また、前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置される。また、前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向に対して前記主ティースとは逆向きに傾いた状態で配置される。 Specifically, both the magnet and each tooth are formed in an elongated shape, and the magnet and each tooth are provided as follows. That is, each magnet of the field magnet portion is disposed in a state where the longitudinal direction is oblique with respect to the uniaxial direction, and each main tooth is disposed in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction, The auxiliary teeth are arranged in parallel with each other and the longitudinal direction is inclined in the direction opposite to the magnet with respect to the uniaxial direction. In addition, each magnet of the field magnet portion is disposed in a state where the longitudinal direction is oblique with respect to the uniaxial direction, and the main teeth are disposed in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction, The auxiliary teeth are arranged in parallel with each other and the longitudinal direction is inclined in the same direction as the magnet with respect to the uniaxial direction. Further, each magnet of the field magnet portion is arranged in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction, and the main teeth are arranged in a state where the longitudinal direction is inclined with respect to the uniaxial direction, The auxiliary teeth are arranged in parallel with each other and the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction. Further, each magnet of the field magnet portion is arranged in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction, and the main teeth are arranged in a state where the longitudinal direction is inclined with respect to the uniaxial direction, The auxiliary teeth are arranged in parallel to each other and in a state where the longitudinal direction is inclined in the direction opposite to the main teeth with respect to the uniaxial direction.
このような構成によると、電機子コアの主ティースの外側に補助ティースが設けられているため、主ティースに働くコギング力と補助ティースによるコギング力とが相殺されてトータル的なコギング力が効果的に低減される。この際、主ティースに働くコギング力の強さは、界磁部の磁石の影響を受けて周期的に変動するものの各主ティース間ピッチの微妙な相違等の種々の要因の影響を受けてやや複雑に変動することとなるが、補助ティースが主ティースに対して斜めに配置されている上記の構成によると、発明の実施形態中で説明するように、このように複雑に変動する主ティースのコギング力を効果的に相殺してトータル的なコギング力を低減することができるようになる。 According to such a configuration, since the auxiliary teeth are provided outside the main teeth of the armature core, the cogging force acting on the main teeth and the cogging force by the auxiliary teeth are offset, and the total cogging force is effective. Reduced to At this time, the strength of the cogging force acting on the main teeth varies periodically due to the influence of the magnet of the field part, but is somewhat affected by various factors such as subtle differences in the pitch between the main teeth. According to the above configuration in which the auxiliary teeth are arranged obliquely with respect to the main teeth, as described in the embodiment of the present invention, the main teeth that vary in this manner are complicated. The cogging force can be effectively offset and the total cogging force can be reduced.
一方、本発明に係る一軸アクチュエータは、ベース部材と、このベース部材に対して一軸方向に移動自在に支持されるテーブルと、前記ベース部材に固定される界磁部およびこれに対向するように前記ベース部に固定される電機子を具備したリニアモータとを備えた単軸ロボットにおいて、前記リニアモータとして上記のようなリニアモータを備えているものである。 On the other hand, the uniaxial actuator according to the present invention includes a base member, a table supported movably in a uniaxial direction with respect to the base member, a field portion fixed to the base member, and the field member so as to face the field member. In a single-axis robot provided with a linear motor having an armature fixed to a base portion, the linear motor as described above is provided as the linear motor.
この一軸アクチュエータによると、トータル的なコギング力を効果的に低減可能な上記のリニアモータが適用されているので、推力むらの発生を抑えてよりスムーズにテーブルを移動させることが可能となる。 According to this single-axis actuator, since the linear motor capable of effectively reducing the total cogging force is applied, it is possible to move the table more smoothly while suppressing the occurrence of uneven thrust.
本発明に係るリニアモータによれば、主ティースに働くコギング力と補助ティースによるコギング力との相殺効果をより高めることができる。従って、トータル的なコギング力を効果的に低減することができ、その結果、推力むらをより確実に解消することができる。 According to the linear motor of the present invention, the effect of offsetting the cogging force acting on the main teeth and the cogging force due to the auxiliary teeth can be further enhanced. Therefore, the total cogging force can be effectively reduced, and as a result, thrust unevenness can be more reliably eliminated.
そして、このようなリニアモータを備えた本発明に係る単軸ロボットによると、よりスムーズにテーブルを移動させることが可能となる。 And according to the single axis robot which concerns on this invention provided with such a linear motor, it becomes possible to move a table more smoothly.
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2は、本発明に係るリニアモータであるムービングコイル型リニアモータの概略を示しており、図1は側面図で、図2は断面図(図1のII−II断面図)でそれぞれリニアモータを示している。 1 and 2 show an outline of a moving coil type linear motor which is a linear motor according to the present invention. FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is a sectional view (II-II sectional view of FIG. 1). Each shows a linear motor.
これらの図に示すように、リニアモータ1は、固定部2(界磁部)と、この固定部2に対して移動可能に配置される可動部3(電機子)とを有している。
As shown in these drawings, the
前記固定部2は、一軸方向(図1では左右方向;可動部3の移動方向)に延びる細長板状の固定ヨーク12と、この固定ヨーク12の上面に配置され、交互に極性が異なるように(表面側の磁極がN、S、N、S…となるように)上記一軸方向に配列される複数の永久磁石14とから構成されている。なお、以下の説明では、便宜上、上記一軸方向を移動方向とよび、これと直交する方向(図2では上下方向)を左右方向として説明を進める。
The
各永久磁石14は、平面視長方形の板状に形成されており、互いに平行に、かつ一定ピッチで、図2に示すように一対の長辺が移動方向に並ぶように一列に並べられている。また、各永久磁石14は、長手方向が移動方向に対して斜めになるように配置されており、この実施形態では、永久磁石14の中心線(長辺と平行な線)が移動方向に対して反時計回りにθ1(=80°)傾いた状態で各永久磁石14が配置されている。
The
前記可動部3は、電機子コア20と、これに巻装されるコイル24とから構成されている。電機子コア20は、移動方向に一列に並ぶ板状の複数の主ティース22と、これら主ティース22の両側(移動方向両側)に配置される板状の一対の補助ティース23と有しており、各主ティース22には前記コイル24がそれぞれ巻装されている。
The
各ティース22,23は、永久磁石14側の下側面が永久磁石14の表面と所定隙間を保って移動可能とされており、各ティース22,23の下端面は長方形をしている。
The
各主ティース22は、前記下側面の長方形状の長手方向が移動方向と直交する状態で、互いに平行に一定ピッチで設けられている。一方、前記一対の補助ティース23は、互いに平行に、かつ主ティース24に対して斜めに配置さている。この実施形態では、各補助ティース23は、主ティース22と10°の角度差を有するように設けられている。つまり、補助ティース23は、中心線(長辺と平行な線分)が移動方向に対して反時計回りにθ2(=100°)傾いた状態で設けられており、換言すれば、各補助ティース23は永久磁石14とは対称な傾き状態で設けられている。
The
このように構成された実施形態のリニアモータ1において、図外の駆動装置からコイル24に駆動電流が供給されると、これにより磁束(各コイル24による磁束)が発生、この磁束と永久磁石14との相互作用により固定部2と可動部3との間に推力が発生し、可動部3が一軸方向に移動することとなる。
In the
この場合、主ティース22の長手方向と永久磁石14の長手方向が相対的に角度を有するので、主ティース22による推力の脈動、すなわちコギング力が緩和される。さらに、電機子コア20において主ティース22の両側に補助ティース23が設けられているため、主ティース22に働くコギング力と補助ティース23によるコギング力とが相殺され、これによってトータル的なコギング力が低減されて推力むらの発生が抑えられる。特に、この実施形態の電機子コア20では、補助ティース23が主ティース22に対して上記のように斜めに設けられている結果、従来のこの種のリニアモータに比べてコギング力をより効果的に低減することが可能となる。
In this case, since the longitudinal direction of the
すなわち、可動部3が固定部2に対して移動すると、これに伴い主ティース22に、周期的に変化するコギング力f1が働くが、補助ティース23を設け、そのピッチ等を整備すると、ちょうど主ティース22のコギング力f1とは逆位相のコギング力f2が補助ティース23に働き、これによってコギング力f1,f2が相殺されて、トータル的なコギング力Fが低減される。この際、主ティース22のコギング力f1の強さは、主に永久磁石14の影響を受けて周期的に変動するが、各主ティース22間ピッチの微妙な相違等、他の要因も少なからず影響する。一方、補助ティースのコギング力f2の強さは、専ら永久磁石14の影響だけを受けて変動する。そのため、主ティース22と補助ティース23とを平行に配置した従来の構成では、例えば図3に示すように、主ティース22に働くコギング力f1が周期的にではあるがやや複雑に変動するのに対して、補助ティース23は比較的正弦波に近い変動を示す。従って、両コギング力f1,f2の強さの変動が厳密には対称とはならず、その結果、主ティース22に働くコギング力f1が補助ティース23に働くコギング力f2では十分に相殺されず、トータル的には依然としてコギング力(同図中の符号F)が残存する場合がある。これに対して、実施形態のように主ティース22に対して補助ティース23が斜めに配置された構成によると、左右方向において補助ティース23に働くコギング力が一様で無くなっている結果、補助ティース23に働くコギング力もやや複雑に変動することとなる。そのため、補助ティース23の傾き角度θ2等を整備することで、補助ティース23のコギング力f2を主ティース22のコギング力f1により近い状態で変動させることが可能となり、これによって主ティース22に働くコギング力と補助ティース23によるコギング力とをより効果的に相殺することができるようなる。当実施形態では、上記の通り補助ティース23を主ティースに対して10°だけ斜めに設けることにより良好な結果を確認している。
That is, when the
従って、この実施形態のリニアモータ1によると、トータル的なコギング力Fをより効果的に低減することができ、これによって推力むらの発生をより確実に防止できるようになるという効果がある。
Therefore, according to the
次に、上記のリニアモータ1を組み込んだ本発明に係る一軸アクチュエータである単軸ロボットについて図面を用いて説明する。
Next, a single-axis robot that is a single-axis actuator according to the present invention incorporating the
図4および図5は、単軸ロボットの概略を示しており、図4は平面図で、図5は断面図(図4のV−V断面図)でそれぞれ単軸ロボットを示している。 4 and 5 show an outline of the single-axis robot, FIG. 4 is a plan view, and FIG. 5 is a cross-sectional view (cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4).
これらの図に示すように単軸ロボット30は、ケース部材32と、各種作業用機器を搭載するためのテーブル33と、このテーブル33を移動させるための上記リニアモータ1を含む駆動機構とを備えている。
As shown in these drawings, the single-
前記ケース部材32は、フレーム42(本発明のベース部材に相当する)と、一対の上部カバー44と、一対の端面カバー46とからなり、一軸方向に延びる箱形に形成されている。なお、当実施形態では、説明の便宜のためにケース部材32の延びる一軸方向を前後方向とし、ケース部材32の幅方向(図5の左右方向)を左右方向として説明する。
The
前記フレーム42は、例えばアルミニウム合金等の押出し材やダイキャストからなる前後方向に細長の部材で、所定厚みを有する底壁部42aと、この底壁部42aの左右両側から上方に延びる側壁部42bと有する上方に開口した断面略U字形に形成されている。
The
前記一対(左右一対)の上部カバー44は、図5に示すように、ケース部材32の側壁部42bに連続して上下方向に延び、その上端部からケース部材32の内側に向かって水平に延びる断面逆L字形の部材で、左右対称に形成されている。これら上部カバー44は、前後方向に細長に形成されており、同図に示すように、それぞれボルトによりフレーム42の前記側壁部42bの上端部に固定されている。
As shown in FIG. 5, the pair of left and right upper covers 44 extends in the vertical direction continuously from the
前記一対(前後一対)の端面カバー46は、例えば矩形のブロック状の部材で、フレーム42の前後端面に図外のボルトで固定されている。
The pair (front and rear pair) of end surface covers 46 are, for example, rectangular block-shaped members, and are fixed to the front and rear end surfaces of the
そして、フレーム42に対して上部カバー44および端面カバー46が組み付けられることにより、これらフレーム42等が協働して上記駆動機構を収容するための空間をもつ前記ケース部材32を構成している。
Then, the
このケース部材32の内部には、テーブル33と上記駆動機構とが配備されている。
A table 33 and the drive mechanism are disposed inside the
具体的には、フレーム42の内底面に、左右方向に所定間隔を隔てて並ぶ一対のリニアガイド装置50が配備され、これらリニアガイド装置50に前記テーブル33が固定され、さらに駆動源として上記リニアモータ1がケース部材32内に組み込まれている。
Specifically, a pair of
各リニアガイド装置50は、前後方向に延びるレール51(案内レール)と、このレール51に剛球52を介してスライド自在に装着されるスライダ53とから構成されており、レール51が互いに平行に並ぶ状態でフレーム42の底壁部42aに固定されている。そして、これらリニアガイド装置50の各スライダ53に跨った状態で、当該スライダ53に対して前記テーブル33が固定されている。
Each
テーブル33は、平面視矩形の部材であって、上記スライダ53に固定されるテーブルベース61と、このテーブルベース61上に積層固定されるテーブル本体62とから構成されている。
The table 33 is a rectangular member in plan view, and includes a
テーブル本体62は、上部カバー44より上方に配置され、両上部カバー44の間に形成される開口部分を介してテーブルベース61に固定されている。テーブル本体62の上面には、その左右両端に、前後方向に延びる突条からなる取付座62aが形成されており、これら取付座62aに対して各種作業用部材がボルトで固定されるようになっている。なお、テーブル本体62の上部であって両取付座62aの間の部分には、前後方向に延び、かつ前後両端が端面カバー46にそれぞれ固定される帯状のシャッタ部材47が配備されており、これによって両上部カバー44の間に形成される前記開口部分が覆われるようになっている。
The table
そして、上記テーブル33とフレーム42(底壁部42a)との間に、上記リニアモータ1が配備されている。詳しくは、フレーム42の底壁部42aの左右略中央に、下向きに凹み、かつ前後方向に延びる溝部43aが形成され、この溝部43aの内底面に、前記永久磁石14が前後方向に並ぶように前記固定部2が固定されている。また、前記テーブル33のテーブルベース61の下面に、可動部3が、前記固定部2との間に所定の隙間を隔てて固定されている。なお、可動部3の前記コイル24は、図示されない基板に接続され、この基板及び当該基板に接続されたケーブルW1を介して図外の電源および制御回路に電気的に接続されるようになっている。このケーブルW1は、後述するセンサ制御用基板83のケーブルW2と共にケース部材32の側方に導出され、当該ケース部材側方に設けられる屈曲自在なダクト部材36に保持されている。
The
また、フレーム42の底壁部42aのうち、右側のリニアガイド装置50のレール51より外側(図4では右側)の位置には、磁気的に目盛りを記録したプレート状の磁気スケール80がレール51に沿って固定され、前記テーブル33の右端部には、この磁気スケール80を読取るためのMRセンサやホールセンサ等の磁気センサ82が配備されている。つまり、磁気センサ82により磁気スケール80を読取ることによりテーブル33の位置が検出されるようになっている。前記磁気センサ82は、前記レール51の直ぐ側方であって、スライダ53の下面と底壁部42aとの間に形成される隙間S内に配置され、磁気スケール80は、底壁部42aであって上記磁気センサ82に対向する位置にそれぞれ配備されている。
Further, a plate-like
磁気センサ82は、センサ制御用基板83と共にセンサホルダ84(以下、単にホルダ84という)に一体に組み付けられており、このホルダ84が前記テーブルベース61に組付けられることにより、当該テーブル33に固定されている。詳しく図示していないがホルダ84には、中空の基板収容部が設けられており、この基板収容部に前記センサ制御用基板83が配置されている。そして、このセンサ制御用基板83がケーブルW2を介して図外の電源及び制御回路に電気的に接続されるようになっている。
The
この単軸ロボット30によると、図外の駆動装置からリニアモータ1のコイル24に駆動電流が供給されることにより可動部3に磁束が発生、この磁束と永久磁石14との相互作用による推力によってテーブル33が前後方向に移動する。そして、磁気センサ82による磁気スケール80の読取りに基づき可動部3の位置が検出され、この検出に基づいて駆動電流が制御されることにより、テーブル33の移動およびその速度等が制御される。
According to this single-
このような実施形態の単軸ロボット30によると、駆動源として上述したようなリニアモータ1を組み込んでいるため、作動時のコギング力Fを効果的に低減することができる。従って、推力むらの発生を効果的に抑えて、テーブル33をよりスムーズに移動させることができるようになる。
According to the single-
この場合、単軸ロボット30にリニアモータ1が組み込まれると、可動部3の主ティース22に働くコギング力は、各主ティース22間ピッチの微妙な相違等の影響以外に、周辺の磁性体、例えばリニアガイド装置50等の影響を受けてより複雑に変動することが考えられるが、この場合でも具体的な構成に応じて、補助ティース23のコギング力が主ティース22のコギング力により近い変動を示すように補助ティース23の傾き角度θ2等を整備することにより、これらコギング力を効果的に相殺することが可能となり、その結果、テーブル33をスムーズに移動させることができるようになる。
In this case, when the
なお、以上説明したリニアモータ1および単軸ロボット30は、本発明の実施形態の一例であって、その具体的な構造は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
The
例えば、実施形態のリニアモータ1では、図2に示すように、各補助ティース23は、永久磁石14と対称な傾き状態で設けられているが、すなわち、中心線(長辺と平行な線)が移動方向に対して反時計回りにθ1(=80°)傾いた状態で各永久磁石14が配置され、各補助ティース23は、中心線(長辺と平行な線分)が移動方向に対して反時計回りにθ2(=100°)傾いた状態で設けられているが、各補助ティース23は、永久磁石14と同じ傾き状態(すなわちθ2=80°)で配置されていてもよい。また、一方の補助ティース23と他方の補助ティース23とが、互いに逆方向に傾いたものでもよい。要するに、本発明は、主ティース22に対して補助ティース23を斜めに設けることにより補助ティース23に働くコギング力が左右方向において一様では無くなるようにし、これを利用して、補助ティース23に働くコギング力の変動を主ティース22に働くコギング力の変動に近づけてコギング力をより効果的に相殺し得るようにしたものである。従って、具体的な各補助ティース23の傾き角度や方向は、コギング力をより効果的に相殺し得るように適宜選定するようにすればよい。
For example, in the
なお、上記実施形態では、各主ティース22の下端面が長方形をしている場合を示したが、長円形等、細長い形状であれば特に形状を問わない。また、各主ティース22は、その長手方向を移動方向と直交するように設けたが、主ティース22の長手方向と永久磁石14の長手方向が相対的に角度を有することを条件に、直交ではなく角度を持ってもよい。また、永久磁石14の長手方向を移動方向と直交するようにし、主ティース22の長手方向を移動方向に対して斜めとなるようにしてもよい。この場合も、主ティース22の長手方向と永久磁石14の長手方向とが相対的に角度を有するので、主ティース22による推力の脈動、すなわちコギング力が緩和される。
In addition, although the case where the lower end surface of each
一方、補助ティース23については、その長手方向が主ティース22の長手方向と角度を持つようにすることでコギング力をより低減できる。この角度の持たせ方には、補助ティース23の長手方向と永久磁石14の長手方向とが一致、あるいは小さい相対角度しか持たせないようにする場合と、補助ティース23の長手方向が主ティース22の長手方向だけでなく、永久磁石14の長手方向に対しても角度を持たせるようにする場合がある。例えば永久磁石14の長手方向が移動方向に対して直交し、かつ主ティース22の長手方向が移動方向に対して斜めになるような構成では、補助ティース23の長手方向が移動方向に対して直交するようにし、あるいは補助ティース23の長手方向が、移動方向に対して主ティース22の長手方向とは逆向きに傾くようにすることによってコギング力を低減することができる。
On the other hand, the cogging force can be further reduced by making the longitudinal direction of the
1 リニアモータ
2 固定子
3 可動子
14 永久磁石
20 電機子コア
22 主ティース
23 可動子
24 コイル
30 単軸ロボット
32 ケース部材
33 テーブル
50 リニアガイド装置
1
Claims (6)
前記電機子は、互いに平行な状態で前記一軸方向に並ぶ板状の複数の主ティースおよびこれら主ティースの並び方向両側に配置される板状の一対の補助ティースを具備する電機子コアと、各主ティースに巻装されるコイルとを備え、
前記各補助ティースは、前記主ティースに対して斜めに配置されていることを特徴とするリニアモータ。 A plurality of magnets arranged in a uniaxial direction so as to alternately have different polarities, and an armature disposed opposite to the magnets with a predetermined gap therebetween, wherein the field portions and the armatures are In a linear motor configured to move relative to one axis,
The armature includes a plurality of plate-like main teeth arranged in the uniaxial direction in parallel with each other and a pair of plate-like auxiliary teeth arranged on both sides of the arrangement direction of the main teeth, A coil wound around the main teeth,
Each of the auxiliary teeth is disposed obliquely with respect to the main teeth.
前記磁石および各ティースは共に細長に形成され、
前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、
前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、
前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向に対して前記磁石とは逆向きに傾いた状態で配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
Both the magnet and each tooth are formed in an elongated shape,
Each magnet of the field part is arranged in a state where the longitudinal direction is inclined with respect to the uniaxial direction,
Each of the main teeth is arranged in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction,
Each of the auxiliary teeth is arranged in parallel with each other and in a state where the longitudinal direction is inclined in the direction opposite to the magnet with respect to the uniaxial direction.
前記磁石および各ティースは共に細長に形成され、
前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、
前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、
前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向に対して前記磁石と同じ向きに傾いた状態で配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
Both the magnet and each tooth are formed in an elongated shape,
Each magnet of the field part is arranged in a state where the longitudinal direction is inclined with respect to the uniaxial direction,
Each of the main teeth is arranged in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction,
Each of the auxiliary teeth is arranged in parallel with each other and in a state where the longitudinal direction is inclined in the same direction as the magnet with respect to the uniaxial direction.
前記磁石および各ティースは共に細長に形成され、
前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、
前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、
前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
Both the magnet and each tooth are formed in an elongated shape,
Each magnet of the field part is arranged in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction,
Each of the main teeth is arranged in a state where the longitudinal direction is oblique with respect to the uniaxial direction,
Each of the auxiliary teeth is arranged in parallel to each other and in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction.
前記磁石および各ティースは共に細長に形成され、
前記界磁部の各磁石は、長手方向が前記一軸方向と直交する状態で配置され、
前記各主ティースは、長手方向が前記一軸方向に対して斜めになる状態で配置され、
前記各補助ティースは、互いに平行に、かつ長手方向が前記一軸方向に対して前記主ティースとは逆向きに傾いた状態で配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to claim 1,
Both the magnet and each tooth are formed in an elongated shape,
Each magnet of the field part is arranged in a state where the longitudinal direction is orthogonal to the uniaxial direction,
Each of the main teeth is arranged in a state where the longitudinal direction is oblique with respect to the uniaxial direction,
Each of the auxiliary teeth is arranged in parallel with each other and in a state where the longitudinal direction is inclined in the direction opposite to the main teeth with respect to the uniaxial direction.
前記リニアモータとして請求項1乃至5の何れか一項に記載のリニアモータを備えていることを特徴とする一軸アクチュエータ。 A base member, a table supported movably in one axial direction with respect to the base member, a field portion fixed to the base member, and an armature fixed to the base portion so as to face the field portion In a single-axis actuator equipped with a linear motor,
A single-axis actuator comprising the linear motor according to any one of claims 1 to 5 as the linear motor.
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