JPH087827Y2 - Linear DC brushless motor - Google Patents

Linear DC brushless motor

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JPH087827Y2
JPH087827Y2 JP1990020117U JP2011790U JPH087827Y2 JP H087827 Y2 JPH087827 Y2 JP H087827Y2 JP 1990020117 U JP1990020117 U JP 1990020117U JP 2011790 U JP2011790 U JP 2011790U JP H087827 Y2 JPH087827 Y2 JP H087827Y2
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armature coil
magnetic pole
armature
mover
thrust
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Inventor
修美 宮尾
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株式会社シコー技研
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の産業上の利用分野] 本考案は,滑らかな推力リップル特性の得られる多極
多相形のリニア直流ブラシレスモータに関し,その特徴
とするところは,磁極判別素子を滑らかな推力リップル
が得られる位置に配設しても磁極判別素子と電機子コイ
ルが重ならないようにでき,且つ大きな推力が得られる
ようにすると共に磁極判別素子及び電機子コイルの配設
を容易にして組立工程を容易にした点にあり,各種のリ
ニアテーブル,精密測定装置など多くの分野に適するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field of the Invention] The present invention relates to a multi-pole / multi-phase linear DC brushless motor capable of obtaining a smooth thrust ripple characteristic, and is characterized by a magnetic pole discrimination element. Even if the magnetic pole discriminator and the armature coil are arranged so as not to overlap even if they are arranged at a position where a smooth thrust ripple can be obtained, a large thrust can be obtained and the magnetic pole discriminator and the armature coil can be easily arranged. This is because it facilitates the assembly process and is suitable for many fields such as various linear tables and precision measuring devices.

[従来技術とその問題点] 多極多相形のリニア直流ブラシレスモータでは,磁極
判別素子によって界磁マグネットの磁極の判別を行っ
て,電機子コイルへ適宜方向の通電切換を行う必要があ
る。このようなリニア直流ブラシレスモータでは,回転
形ブラシレスモータと異なり移動子又は固定子が有限長
であるほか,端効果が発生するため,回転形ブラシレス
モータと同じような考え方で磁極判別素子を配設したの
では,滑らかな推力リップル特性のリニア直流ブラシレ
スモータを得ることができない。このことは,白木・宮
尾著『図解・リニアサーボモータとシステム設計』(昭
和61年3月20日発行・電子総合出版刊)P157〜168で既
に知られている。
[Prior Art and its Problems] In a multi-pole multi-phase linear DC brushless motor, it is necessary to discriminate the magnetic poles of a field magnet by a magnetic pole discriminating element to switch the energization of the armature coil in an appropriate direction. In such a linear DC brushless motor, unlike the rotary brushless motor, the moving element or the stator has a finite length, and end effects occur. Therefore, the magnetic pole discrimination element is arranged in the same way as the rotary brushless motor. Therefore, a linear DC brushless motor with smooth thrust ripple characteristics cannot be obtained. This is already known in Shiraki and Miyao, "Illustration, Linear Servo Motor and System Design" (published March 20, 1986, Electronic General Publishing), P157-168.

即ち,リニア直流ブラシレスモータの場合,電機子コ
イルの発生推力に寄与する導体部(尚,磁極判別素子の
配設位置における導体部を考慮するときは,この導体部
のほぼ真ん中の中心線を基準に考える。以下同様)と同
相位置の他の電機子コイルと重ならない位置に磁極判別
素子を配設すると,推力リップル特性が悪くなり,移動
子を滑らかに走行させることができなくなる欠点を持
つ。
That is, in the case of a linear DC brushless motor, the conductor portion that contributes to the thrust generated by the armature coil (when considering the conductor portion at the position where the magnetic pole discrimination element is disposed, the center line in the middle of this conductor portion is used as a reference). If the magnetic pole discriminating element is placed at a position where it does not overlap with other armature coils in the same phase, the thrust ripple characteristics will deteriorate and the slider will not be able to run smoothly.

このように多極多相形のリニア直流ブラシレスモータ
では,磁極判別素子の配設位置は,その特性に大きな影
響を与える。
As described above, in the multi-pole / multi-phase linear DC brushless motor, the position of the magnetic pole discrimination element has a great influence on its characteristics.

このため,リニア直流ブラシレスモータの場合,界磁
マグネットと対向する電機子コイルの推力に寄与する導
体部と対向する位置に磁極判別素子を配設して滑らかな
推力リップル特性を得て,移動子を滑らかに走行できる
ようにしている。
For this reason, in the case of a linear DC brushless motor, a magnetic pole discriminating element is arranged at a position facing the conductor part that contributes to the thrust of the armature coil facing the field magnet, and a smooth thrust ripple characteristic is obtained to make the mover move. To allow smooth running.

即ち従来では,第3図に示すように空心型矩形枠状の
電機子コイル1の図示しない移動子の移動方向と直交す
るL幅の推力の発生に寄与する導体部1aまたは1bと該導
体部1aまたは1bと移動子の移動方向と平行な推力の発生
に寄与しない導体部1cまたは1dとが交叉する当該電機子
コイル1の図示しない界磁マグネットとの対向する導体
部2上に当該電機子コイル1のための磁極判別素子3を
配設していた。
That is, in the prior art, as shown in FIG. 3, the conductor portion 1a or 1b and the conductor portion 1a or 1b that contribute to the generation of the thrust of the L width orthogonal to the moving direction of the moving element (not shown) of the air-core type rectangular frame-shaped armature coil 1 The armature is provided on the conductor portion 2 of the armature coil 1 where the conductor portion 1c or 1d that does not contribute to the generation of thrust parallel to the moving direction of the mover intersects with the field magnet (not shown). The magnetic pole discriminating element 3 for the coil 1 is provided.

しかし,この方法によると,電機子コイル1の界磁マ
グネットと対向する推力の発生に寄与する導体部1aまた
は1b面上に磁極判別素子3を配設することになるので,
該磁極判別素子3の厚み分だけ界磁マグネットと面対向
する上記電機子コイル1を配設したステータヨーク間の
磁気空隙長が増加し,結果としてその分だけ電機子コイ
ル1に到来する磁束密度も弱まり,大きな推力が得られ
ない欠点があった。
However, according to this method, since the magnetic pole discriminating element 3 is disposed on the surface of the conductor portion 1a or 1b that contributes to the generation of thrust that opposes the field magnet of the armature coil 1,
The magnetic gap length between the stator yokes provided with the armature coils 1 facing the field magnet increases by the thickness of the magnetic pole discrimination element 3, and as a result, the magnetic flux density reaching the armature coils 1 by that amount. It also weakened, and there was a drawback that a large thrust could not be obtained.

そこで,これを改良する為に,従来では,第4図及び
第5図[第5図においてはプリント配線基板8を省略し
ている]に示す方法を採用していた。
Therefore, in order to improve this, conventionally, the method shown in FIGS. 4 and 5 [the printed wiring board 8 is omitted in FIG. 5] has been adopted.

この多極多相形の可動マグネット形リニア直流ブラシ
レスモータLDMは,上記電機子コイル1群からなるコア
レスステータ電機子4と微小空隙を介して移動子5の移
動方向の幅がそれぞれT幅のN極,S極の磁極を隣接配設
して形成した多極形の界磁マグネット6を移動子として
用いたものとなっている。コアレスステータ電機子4を
構成する矩形枠状の電機子コイル1の上記推力の発生に
寄与しない導体部1c,1dは,推力の発生に寄与しない導
体部部分が多いことから,この導体部1c,1dの長さ幅α
だけ移動子5の移動方向の幅が狭いL′(L=L′+
α)幅の界磁マグネット6を用いている。
This multi-pole / multi-phase movable magnet type linear DC brushless motor LDM is an N-pole motor having a coreless stator armature 4 consisting of the above armature coil 1 and an N-pole with a width in the moving direction of a moving element 5 through a minute gap. The multi-pole field magnet 6 formed by arranging the S poles adjacent to each other is used as a moving element. The conductor portions 1c and 1d of the rectangular frame-shaped armature coil 1 forming the coreless stator armature 4 that do not contribute to the generation of thrust are many conductor portions that do not contribute to generation of thrust. 1d length width α
However, the width of the moving element 5 in the moving direction is narrower than L '(L = L' +
A field magnet 6 having a width of α) is used.

このように形成した可動マグネット型リニアDブラシ
レスモータLDMによれば,界磁マグネット6の幅が狭く
なっているため,推力の発生に寄与する導体部1a,1dと
推力の発生に寄与しない導体部1c,1dとが交叉する導体
部2上にホール素子やホールIC等の磁極判別素子3を配
設しても,この磁極判別素子3は界磁マグネット6と対
向しないために,従来のように磁極判別素子3の厚み分
だけ界磁マグネット6と面対向する上記電機子コイル1
を配設したステータヨーク7間の磁気空隙長が増加しな
いで済み,その結果,電機子コイル1に到来する磁束密
度も高まり,大きな推力が得られる利点がある。
According to the movable magnet type linear D brushless motor LDM formed in this way, since the field magnet 6 has a narrow width, the conductor portions 1a and 1d that contribute to the generation of thrust and the conductor portions that do not contribute to generation of thrust. Even if the magnetic pole discriminating element 3 such as a Hall element or a Hall IC is arranged on the conductor portion 2 where 1c and 1d intersect, the magnetic pole discriminating element 3 does not face the field magnet 6, so that it is different from the conventional one. The armature coil 1 which faces the field magnet 6 by the thickness of the magnetic pole discriminating element 3.
It is not necessary to increase the magnetic gap length between the stator yokes 7 in which the magnetic poles are arranged, and as a result, the magnetic flux density reaching the armature coil 1 is increased, and a large thrust can be obtained.

尚,符号7はステータヨーク兼リニアガイドを示し,
符号8はコアレスステータ電機子4の界磁マグネット6
と対向する面に配設した非磁性体からなるプリント配線
基板で,磁極判別素子3の端子及び電機子コイル1群の
電気的結線を行う図示しないプリント配線パターンが形
成してある。符号9は移動子5を形成する走行ヨーク
で,その両側は下面方向に延長して延長折曲部9aを形成
しており,該延長折曲部9aに回動自在に取り付けたガイ
ドローラ10を上記ステータヨーク兼リニアガイド7の両
側面にガイドさせて走らせることで,界磁マグネット6
を取り付けた走行ヨーク9からなる移動子5をコアレス
ステータ電機子4などからなる固定子11と相対的直線移
動をなすように構成している。符号12は固定子11の固定
基台を示す。
In addition, reference numeral 7 indicates a stator yoke and linear guide,
Reference numeral 8 is a field magnet 6 of the coreless stator armature 4.
A printed wiring board (not shown) for electrically connecting the terminals of the magnetic pole discriminating element 3 and the armature coil group 1 is formed on the printed wiring board made of a non-magnetic material, which is disposed on the surface opposed to. Reference numeral 9 is a traveling yoke that forms the moving element 5. Both sides of the traveling yoke extend in the direction of the lower surface to form extended bent portions 9a. The guide rollers 10 rotatably attached to the extended bent portions 9a are provided. The field magnet 6 is guided by running on both sides of the stator yoke and linear guide 7.
The moving element 5 composed of the traveling yoke 9 to which is attached is configured to make relative linear movement with the stator 11 composed of the coreless stator armature 4 and the like. Reference numeral 12 indicates a fixed base of the stator 11.

かかるリニア直流ブラシレスモータLDMは実用化さ
れ,十分な成果を上げている有用なものである。
Such a linear DC brushless motor LDM has been put to practical use and is a useful one with sufficient results.

しかしながら,かかるリニア直流ブラシレスモータLD
Mは,推力の小さな小型の場合には,有利であるが,更
に大きな推力を得るために大型の構造のものに形成する
と当然のことながら当該リニア直流ブラシレスモータLD
Mも大型のものになり,これに用いる電機子コイル1の
形状も大きくなり,推力の発生に寄与する導体部1a,1b
及び推力の発生に寄与しない導体部1c,1d共々大きな幅
のものに形成される。
However, such a linear DC brushless motor LD
M is advantageous when the thrust is small and small, but of course the linear DC brushless motor LD
M also becomes large, the shape of the armature coil 1 used for this also becomes large, and the conductor parts 1a, 1b that contribute to the generation of thrust
Also, the conductor portions 1c and 1d that do not contribute to the generation of thrust are formed to have large widths.

このため,推力の発生に寄与する導体部1a,1dと推力
の発生に寄与しない導体部1c,1dとが交叉する導体部2
の部分は上記推力の発生に寄与する導体部1a,1b部分も
大きな幅が占領するため,推力の発生において無視し得
るものでなくなる。
Therefore, the conductor portion 2 in which the conductor portions 1a and 1d that contribute to the generation of thrust and the conductor portions 1c and 1d that do not contribute to the generation of thrust intersect
Since the large width also occupies the conductor portions 1a and 1b that contribute to the generation of the thrust, the area of is not negligible in the generation of the thrust.

従って,上記導体部2を無視した上記構造のリニア直
流ブラシレスモータLDM構造とすると,上記導体部2を
構成する推力の発生に寄与する導体部1a,1b部分によっ
て得られる推力が無駄になり,その分大きな推力が得ら
れなくなる。
Therefore, when the linear DC brushless motor LDM structure having the above-mentioned structure ignoring the conductor portion 2 is used, the thrust force obtained by the conductor portions 1a and 1b that contribute to the generation of the thrust force that constitutes the conductor portion 2 is wasted. A large thrust cannot be obtained.

すなわち,上記導体部2を構成する推力の発生に寄与
する導体部1a,1b部分によって得られる推力を有効に生
かして,より大きな推力を得ることができるリニア直流
ブラシレスモータを得ようとすると,上記界磁マグネッ
ト6の移動子の移動方向と直角方向の幅も上記導体部2
と対向することができる大きさの幅Lを持ったものに形
成することが望ましい。
That is, when the linear DC brushless motor capable of obtaining a larger thrust is effectively used by effectively utilizing the thrust obtained by the conductors 1a and 1b that contribute to the generation of the thrust forming the conductor 2, The width of the field magnet 6 in the direction perpendicular to the moving direction of the moving element is also equal to that of the conductor 2
It is desirable to form it so as to have a width L that is large enough to face with.

即ち,第6図に示すようなリニア直流ブラシレスモー
タLDM−1構造とすることである。
That is, the linear DC brushless motor LDM-1 structure as shown in FIG. 6 is used.

尚,第6図では第4図及び第5図と共通する箇所は,
同一符号を用いてその説明を省略する。符号6′は,推
力の発生に寄与しない導体部1c,1dの幅αだけ界磁マグ
ネット6よりも両側に長く形成した界磁マグネット[第
7図参照]を示す。
Incidentally, in FIG. 6, the points common to FIG. 4 and FIG.
The same reference numerals are used and the description thereof is omitted. Reference numeral 6'denotes a field magnet [see FIG. 7] formed on both sides of the field magnet 6 by the width α of the conductor portions 1c and 1d that do not contribute to the generation of thrust.

しかしながら,このように構成すると,上記したと同
様に電機子コイル1の界磁マグネット6′と対向する推
力の発生に寄与する導体部1aまたは1bの導体部2[第3
図参照]面上に磁極判別素子3を配設することになるの
で,該磁極判別素子3の厚み分だけ界磁マグネット6′
と面対向する上記電機子コイル1を配設したステータヨ
ーク7間の磁気空隙13の長さが増加し,結果としてその
分だけ電機子コイル1に到来する磁束密度も弱まり,大
きな推力が得られない欠点を有する。
However, with this configuration, similarly to the above, the conductor portion 1a or 1b of the conductor portion 1a or 1b that contributes to the generation of thrust that opposes the field magnet 6'of the armature coil 1 [third
[See FIG.] Since the magnetic pole discriminating element 3 is arranged on the surface, the field magnet 6 ′ is formed by the thickness of the magnetic pole discriminating element 3.
The length of the magnetic gap 13 between the stator yokes 7 in which the armature coils 1 facing each other are increased, and as a result, the magnetic flux density reaching the armature coils 1 is weakened accordingly, and a large thrust is obtained. Has no drawbacks.

このため,電機子コイル1の上記導体部2の部分をも
有効に活用して,該導体部2によっても推力を発生する
ようにするため,従来では,第8図の可動マグネット型
リニア直流ブラシレスモータLDM−2に示すように電機
子コイル1の推力の発生に寄与する導体部1aまたは1b
[図では導体部1bを選択している]の延長上のプリント
配線基板8′位置に磁極判別素子3を配設していた。
Therefore, in order to make effective use of the conductor portion 2 of the armature coil 1 so that thrust is also generated by the conductor portion 2, in the prior art, the movable magnet type linear DC brushless shown in FIG. As shown in the motor LDM-2, a conductor portion 1a or 1b that contributes to the generation of thrust of the armature coil 1.
The magnetic pole discriminating element 3 is arranged at the position of the printed wiring board 8'on the extension of [the conductor portion 1b is selected in the figure].

しかも界磁マグネットの漏洩磁束を検出する方法で
は,確実な位置検知を行って正確に電機子コイル1の電
流切換を行うには信頼性に乏しくなるため,このリニア
直流ブラシレスモータLDM−2では,界磁マグネット6
−1は磁極判別素子3にまで対向するようにβ幅の長さ
を増やした幅,即ちL′′(=L+β)幅のものを用
い,強い検出磁束を得て確実な位置検出を行えるように
している。尚,符号9′は,界磁マグネット6−1の上
面に固定した走行ヨークを示す。
Moreover, in the method of detecting the leakage magnetic flux of the field magnet, it is not reliable to detect the position surely and accurately switch the current of the armature coil 1. Therefore, in this linear DC brushless motor LDM-2, Field magnet 6
-1 is a width with an increased β width so as to face the magnetic pole discriminating element 3, that is, an L ″ (= L + β) width, so that a strong detection magnetic flux can be obtained and reliable position detection can be performed. I have to. Reference numeral 9'denotes a traveling yoke fixed to the upper surface of the field magnet 6-1.

しかしながら,かかるリニア直流ブラシレスモータLD
M−2によると,上記増加した幅βの分だけ界磁マグネ
ット6−1が重量を増加しているので,該界磁マグネッ
ト6−1に付設する走行ヨーク9′等の重量も増加し,
負荷が大きくなり,外部利用のための出力効率が悪くな
り,而も大型化して高価になる欠点がある。
However, such a linear DC brushless motor LD
According to M-2, since the weight of the field magnet 6-1 is increased by the increased width β, the weight of the traveling yoke 9'and the like attached to the field magnet 6-1 is also increased,
It has a drawback that the load becomes large, the output efficiency for external use becomes poor, and it becomes large and expensive.

[考案の課題] 本願考案は,上記事情を考慮してなされたもので,
磁極判別素子は電機子コイルの推力の発生に寄与する導
体部と対向する位置に配設することが滑らかな推力リッ
プルが得られることから,かかる位置に磁極判別素子を
配設したと同じような位置に配設しても電機子コイルと
重ならないように配設できるようにすることで,極めて
容易に磁極判別素子を配設できるようにして,組立調整
を容易にし且つ安価にリニア直流ブラシレスモータを製
造できるようにすること,界磁マグネットの移動子と
直交する方向の幅を電機子コイルの移動子と直交する方
向の幅と同じ幅に形成しても,界磁マグネットとステー
タ電機子側のステータヨーク間の磁気空隙の長さを長く
しないで済むようにして,尚且つ界磁マグネットの移動
子の移動方向と直交する方向の幅を無駄に長くしない
で,安価にして尚且つ推力の向上を図ること,また一
般に電機子コイルは,導線を多数ターン巻回して形成す
るが,巻枠に電機子コイルを巻いていくと電機子コイル
は上記第3図に示したような矩形枠状の電機子コイル1
に形成するのが難しく,巻線処理をうまくしなければ,
一般には平面において楕円状のものに形成される。この
ような楕円状の電機子コイル1は,一般には不良品とさ
れるわけであるが,本考案に於いては,逆に巻線し易い
平面における楕円状の電機子コイルを良品として用い
て,安価且つ容易にリニア直流ブラシレスモータを形成
でき,しかも上記及びの課題を達成できるようにす
ること,といった課題を解決したリニア直流ブラシレス
モータを得ることを課題になされたものである。その他
の課題は,以下の説明にて明らかにする。
[Problems of the Invention] The present invention has been made in consideration of the above circumstances.
Since the magnetic pole discrimination element is arranged at a position facing the conductor portion that contributes to the generation of the thrust of the armature coil, a smooth thrust ripple can be obtained. Even if the linear DC brushless motor is arranged at a position, it can be arranged so as not to overlap with the armature coil, so that the magnetic pole discrimination element can be arranged very easily, the assembly and adjustment are facilitated, and the cost is low. Even if the width of the field magnet in the direction orthogonal to the mover is formed to be the same as the width of the armature coil in the direction perpendicular to the mover, the field magnet and the stator armature side The length of the magnetic gap between the stator yokes is not increased, and the width of the field magnet in the direction orthogonal to the moving direction of the moving element is not unnecessarily increased, so that the cost is reduced and In order to improve the force, and generally, the armature coil is formed by winding a large number of turns of a conductive wire. When the armature coil is wound around the winding frame, the armature coil has a rectangular shape as shown in FIG. Frame-shaped armature coil 1
Difficult to form, and if the winding process is not successful,
Generally, it is formed in an elliptical shape in a plane. Such an elliptical armature coil 1 is generally regarded as a defective product. However, in the present invention, conversely, an elliptical armature coil on a plane where winding is easy is used as a good product. It is an object to obtain a linear DC brushless motor that solves the above-mentioned problems such that a linear DC brushless motor can be formed inexpensively and easily and the above-mentioned problems can be achieved. Other issues will be clarified in the following explanation.

[考案の課題達成手段] かかる本考案の課題は,隣り配置の磁極が異極となる
ようにN極,S極の磁極をP(Pは2以上の整数)個備え
て界磁マグネットを形成し,該界磁マグネットと対向す
る位置に移動子の移動方向に沿ってn(nは2以上の整
数)個の空心型の電機子コイル群を配設してコアレス電
機子を形成し,該コアレス電機子側に磁極判別素子を設
け,上記界磁マグネット若しくは磁極判別素子を有する
コアレス電機子の何れか一方を相対的移動する移動子と
し,他方を固定子としてなるリニア直流ブラシレスモー
タにおいて,下記構成要素〜を満足したリニア直流
ブラシレスモータを提供することによって達成される。
[Means for Achieving the Object of the Invention] The object of the present invention is to form a field magnet by providing P (P is an integer of 2 or more) N magnetic poles and S magnetic poles so that adjacent magnetic poles have different polarities. Then, a coreless armature is formed by arranging n (n is an integer of 2 or more) air-core type armature coil groups at a position facing the field magnet along the moving direction of the moving element. A linear DC brushless motor in which a magnetic pole discriminating element is provided on the coreless armature side, and one of the field magnet or the coreless armature having the magnetic pole discriminating element is a moving body for relative movement and the other is a stator This is achieved by providing a linear DC brushless motor that satisfies the components.

構成要素:上記電機子コイルは,上記移動子の移動方
向と直角な方向の長さ幅が上記界磁マグネットの移動子
の移動方向と直角な方向の幅の長さとほぼ等しく形成さ
れていること。
Component: The armature coil is formed such that the length in the direction perpendicular to the moving direction of the mover is substantially equal to the length in the direction perpendicular to the moving direction of the mover of the field magnet. .

構成要素:上記電機子コイルは上記移動子の移動方向
と直角な方向の導体部延長位置と上記移動子の移動方向
と平行な方向の導体部の延長位置において互いに交叉す
る電機子コイルの角部外周位置に磁極判別素子を電機子
コイルと重ならないように配設することができる磁極判
別素子配設用スペースを有することができるような空心
型形状に形成されていること。
Component: The armature coil has a corner portion of the armature coil which intersects with each other at a conductor extension position in a direction perpendicular to the moving direction of the mover and a conductor extension position in a direction parallel to the moving direction of the mover. It should be formed in an air-core shape so as to have a space for disposing the magnetic pole discriminating element so as not to overlap the armature coil at the outer peripheral position.

構成要素:電機子コイルの上記移動子の移動方向と直
角な方向の推力の発生に寄与する導体部と上記移動子の
移動方向と平行な方向の導体部とが交叉する電機子コイ
ルと重ならない当該電機子コイルの角部外周の上記磁極
判別素子配設用スペース位置に磁極判別素子を電機子コ
イルと重ならないように配設していること。
Component: An armature coil where the conductor part of the armature coil that contributes to the generation of thrust in a direction perpendicular to the moving direction of the mover and the conductor part parallel to the moving direction of the mover do not overlap. The magnetic pole discriminator is arranged in the space for arranging the magnetic pole discriminator around the corner of the armature coil so as not to overlap the armature coil.

その他の課題は,上記電機子コイルを上記移動子の移
動方向と直角な方向の導体部延長位置と上記移動子の移
動方向と平行な方向の導体部の延長位置において互いに
交叉する電機子コイルの角部外周位置に磁極判別素子を
電機子コイルと重ならないように配設することができる
磁極判別素子配設用スペースを有することができるよう
な平面において楕円形状の空心型のものに形成すること
で達成される。
Another problem is the armature coil that crosses the armature coil at the conductor extension position in the direction perpendicular to the moving direction of the mover and the conductor extension position in the direction parallel to the moving direction of the mover. Forming an elliptical air-core type in a plane so that there can be a space for arranging the magnetic pole discriminator so as not to overlap the armature coil at the outer peripheral position of the corner portion. Is achieved in.

[考案の実施例] 第1図は本考案の一実施例を示す多極多相形の可動マ
グネット型リニア直流ブラシレスモータLDM−3の主要
部を示す分解斜視図,第2図は界磁マグネット6′とコ
アレスステータ電機子4′との展開図を示す。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of a multi-pole / multi-phase movable magnet type linear DC brushless motor LDM-3 showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a field magnet 6 The development view of 'and the coreless stator armature 4'is shown.

第1図及び第2図を参照して,可動マグネット型リニ
ア直流ブラシレスモータLDM−3は,長板状のステータ
ベース14にスタッド15を用いてその上部に磁性体からな
る長板状のステータヨーク16を配設固定し,該ステータ
ヨーク16の下面とステータベース14間に制御回路内蔵用
空隙部を形成している。符号29は,上記制御回路内蔵用
空隙部内に内蔵した図示しない制御回路に接続されたリ
ード線を示す。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, a movable magnet type linear DC brushless motor LDM-3 includes a long plate-shaped stator base 14 with studs 15 and a long plate-shaped stator yoke made of a magnetic material on an upper portion thereof. 16 are disposed and fixed, and a space for incorporating a control circuit is formed between the lower surface of the stator yoke 16 and the stator base 14. Reference numeral 29 indicates a lead wire connected to a control circuit (not shown) built in the control circuit built-in space.

ステータヨーク16の上面には,プリント配線基板17を
配設し,電機子コイル1′群及び後記する位置に磁極変
換素子3を配設している。
A printed wiring board 17 is provided on the upper surface of the stator yoke 16, and armature coil 1'groups and magnetic pole conversion elements 3 are provided at positions to be described later.

上記ステータヨーク16の側面部には,その外側方向に
突出する横断面三角形状のリニアガイド用突起18が一体
形成されていて図示しない移動子本体に取り付けた同じ
く図示しないガイドローラとによってリニアガイドを構
成している。プリント配線基板17の上面には,移動子19
の移動方向に沿って6個の空心型の電機子コイル1′−
1,1′−2,1′−3,1′−4,1′−5,1′−6を重畳しない
ように密接して隣接配設してコアレス構造のコアレスス
テータ電機子4′を形成している。
A linear guide protrusion 18 having a triangular cross-section protruding outward is integrally formed on the side surface of the stator yoke 16, and a linear guide is provided by a guide roller (not shown) attached to a moving body (not shown). I am configuring. On the upper surface of the printed wiring board 17, a moving element 19
6 air-core type armature coils 1'- along the moving direction of
1,1'-2,1'-3,1'-4,1'-5,1'-6 are closely arranged so as not to overlap each other to form a coreless stator armature 4'having a coreless structure. are doing.

電機子コイル1′について説明すると,この電機子コ
イル1′は,移動子19の移動方向と直角な方向の幅が略
L幅の長さに形成され,第7図に示したと同様の界磁マ
グネット6′の移動子19の移動方向と直角な方向の幅の
長さLとほぼ等しい幅に形成された空心型のものになっ
ている。しかも電機子コイル1′は,移動子19の移動方
向と直角な方向に延びた導体部1′a又は′bのほぼ真
ん中の中心線と,移動子19の移動方向と平行な方向の導
体部1′cのほぼ真ん中の中心線とが交叉する位置に磁
極判別素子3を電機子コイル1′と重ならないように配
設することができる磁極判別素子配設用スペース20を当
該電機子コイル1′の角部に有することができるような
平面において楕円状の空心型のものとなるように導線を
用いて多数ターン巻回して形成されたものとなってい
る。
Explaining the armature coil 1 ', this armature coil 1'is formed such that the width in the direction perpendicular to the moving direction of the moving element 19 is substantially L width, and the same field magnet as shown in FIG. The magnet 6'is of an air-core type having a width substantially equal to the length L of the width of the magnet 19 in the direction perpendicular to the moving direction of the moving element 19. Moreover, the armature coil 1 ′ has a conductor portion extending in a direction perpendicular to the moving direction of the moving element 19 in a direction substantially parallel to the center line of the conductor portion 1 ′ a or ′ b. A magnetic pole discriminating element arranging space 20 can be arranged at a position where the center line of the center 1'c intersects so as not to overlap with the armature coil 1 '. It is formed by winding a large number of turns using a conductive wire so that it becomes an elliptical air-core type in a plane that can be provided at the corner portion of the '.

上記電機子コイル1′は,効率及び性能の良好なリニ
ア往復通電方式を採用することができるように,推力の
発生に寄与する有効導体部1′aのほぼ真ん中の中心線
と1′bのほぼ真ん中の中心線との開角が,界磁マグネ
ット6′の走行方向における一磁極幅を略Tとする時,
略一磁極幅Tの開角となるように巻線形成されている。
The armature coil 1'has a central reciprocating center line of the effective conductor portion 1'a and a portion 1'b which contributes to the generation of thrust so that the linear reciprocating energization method with good efficiency and performance can be adopted. When the opening angle with the center line in the middle is approximately T, the width of one magnetic pole in the running direction of the field magnet 6 ',
The winding is formed to have an opening angle of approximately one magnetic pole width T.

尚,電機子コイル1′において,移動子19の移動方向
と平行な導体部1′c,1′dは,あまり推力の発生に寄
与しない導体部となっている。
In the armature coil 1 ', the conductor portions 1'c, 1'd parallel to the moving direction of the mover 19 are conductor portions that do not contribute much to the generation of thrust.

電機子コイル1′−1,1′−2,1′−3の移動子19の移
動方向と直角な方向の推力の発生に寄与する導体部1′
aのほぼ真ん中の中心線と移動子19の移動方向と平行な
方向の導体部1′cのほぼ真ん中の中心線とがその延長
位置において交叉する位置に電機子コイル1′と重なら
ない当該電機子コイル1′の角部外周の上記磁極判別素
子配設用スペース20位置のプリント配線基板17面に磁極
判別素子3−1,3−2,3−3を電機子コイル1′と重なら
ないように配設している。また電機子コイル1′−4,
1′−5,1′−6の移動子19の移動方向と直角な方向の推
力の発生に寄与する導体部1′bのほぼ真ん中の中心線
と移動子19の移動方向と平行な方向の導体部1′cのほ
ぼ真ん中の中心線とがその延長位置において交叉する位
置の電機子コイル1′と重ならない当該電機子コイル
1′の角部外周の上記磁極判別素子配設用スペース21位
置のプリント配線基板17面に磁極判別素子3−4,3−5,3
−6を電機子コイル1′と重ならないように配設してい
る。
A conductor portion 1'that contributes to the generation of thrust in a direction perpendicular to the moving direction of the moving element 19 of the armature coils 1'-1, 1'-2, 1'-3.
The electric machine which does not overlap with the armature coil 1'at a position where the substantially center line of a and the substantially center line of the conductor portion 1'c in the direction parallel to the moving direction of the mover 19 intersect at the extended position. Do not overlap the magnetic pole discriminating elements 3-1, 3-2, 3-3 with the armature coil 1'on the surface of the printed wiring board 17 in the space 20 for disposing the magnetic pole discriminating element on the outer periphery of the corner of the child coil 1 '. It is installed in. Also, armature coil 1'-4,
1'-5, 1'-6 of the center of the conductor portion 1'b which contributes to the generation of thrust in the direction perpendicular to the moving direction of the moving element 19 and the direction parallel to the moving direction of the moving element 19. The space 21 for arranging the magnetic pole discriminating element on the outer periphery of the corner of the armature coil 1'that does not overlap with the armature coil 1'at a position where the center line of the conductor portion 1'c intersects at its extended position. The magnetic pole discrimination element 3-4,3-5,3 on the surface of the printed wiring board 17
-6 is arranged so as not to overlap the armature coil 1 '.

上記の位置に磁極判別素子3−1,・・・,3−6を配設
することで,移動子19の移動方向と直角な方向の幅が略
L幅の長さの電機子コイル1′とほぼ等しく,移動子19
の移動方向と直角な方向の幅の略長さLを持った界磁マ
グネット6′を電機子コイル1′群からならるコアレス
ステータ電機子4′と相対的移動するように配設したと
しても,界磁マグネット6′と空隙を介して対向する位
置に磁極判別素子3−1,・・・,3−6を配設してあるた
め,当該界磁マグネット6′のN極,S極の磁極の磁束を
検出できるので,正確な位置検出が行える。
By arranging the magnetic pole discriminating elements 3-1, ..., 3-6 at the above-mentioned positions, the armature coil 1 ′ having a width of a substantially L width in the direction perpendicular to the moving direction of the moving element 19. Is almost equal to
Even if a field magnet 6'having a substantially length L of a width perpendicular to the direction of movement of is arranged so as to move relative to the coreless stator armature 4'consisting of the armature coil 1'group. Since the magnetic pole discriminating elements 3-1, ..., 3-6 are arranged at positions facing the field magnet 6'through a gap, the magnetic pole discriminating elements 3-1, ... Since the magnetic flux of the magnetic pole can be detected, accurate position detection can be performed.

また磁極判別素子3−1〜3−6は,2分割中心線21を
境として電機子コイル1′−1〜1′−6の内側の有効
導体部のほぼ真ん中の中心線の延長した上記位置に配設
している。
Further, the magnetic pole discriminating elements 3-1 to 3-6 are located at the above-described position where the center line of the center of the effective conductor inside the armature coils 1'-1 to 1'-6 is extended with the center line 21 as a boundary. It is installed in.

このように磁極判別素子3−1〜3−6を配設した理
由について以下に説明する。
The reason for arranging the magnetic pole discriminating elements 3-1 to 3-6 in this way will be described below.

もしも磁極判別素子3−1〜3−6全てを電機子コイ
ル1′−1〜1′−6の一方の推力の発生に寄与する導
体部1′aまたは1′bのほぼ真ん中の中心線を延長し
た上記位置に配設しておくと,上記した位置に磁極判別
素子3−1〜3−6を配設した場合に比較して大きな推
力が得られない場合があるためである。
If all of the magnetic pole discriminating elements 3-1 to 3-6 are connected to the center line of the conductor portion 1'a or 1'b which contributes to the generation of one thrust of the armature coils 1'-1 to 1'-6. This is because, when the magnetic pole discriminating elements 3-1 to 3-6 are arranged at the above-mentioned positions, a large thrust may not be obtained when the magnetic pole discriminating elements 3-1 to 3-6 are arranged at the above-mentioned positions.

第2図を参照して界磁マグネット6′が,符号6″に
示す位置にあるとき,界磁マグネット6″は電機子コイ
ル1′−6,1′−5,1′−4と対向している。
Referring to FIG. 2, when the field magnet 6'is in the position 6 ", the field magnet 6" faces the armature coils 1'-6,1'-5,1'-4. ing.

この状態では,電機子コイル1′−5,1′−4は推力
の発生に寄与する状態にあるが,電機子コイル1′−6
においては,フレミングの左手の法則に従って推力を発
生できない状態にある。この時の推力は,主に電機子コ
イル1′−5,1′−4による合計4個の推力の発生に寄
与する有効導体部1′aと1′bにより発生する。
In this state, the armature coils 1'-5, 1'-4 are in a state of contributing to the generation of thrust, but the armature coils 1'-6
At, the thrust cannot be generated according to Fleming's left-hand rule. The thrust at this time is generated mainly by the effective conductor portions 1'a and 1'b which contribute to the generation of a total of four thrusts by the armature coils 1'-5, 1'-4.

次に,界磁マグネット6′が矢印A方向に移動して符
号6で示す位置に移動すると,電機子コイル1′−6,
1′−5,1′−4,1′−3が界磁マグネット6と対向し
ていて,電機子コイル1′−5と1′−4の2つの推力
の発生に寄与する有効導体部1′aと1′bにより推力
が発生するほか,電機子コイル1′−3のための磁極判
別素子3−3も界磁マグネット6のS極の磁極を検出
するので,電機子コイル1′−3の推力の発生に寄与す
る有効導体部1′bによっても推力が発生する。
Next, when the field magnet 6'moves in the direction of arrow A and moves to the position indicated by reference numeral 6, the armature coil 1'-6,
1'-5, 1'-4, 1'-3 are opposed to the field magnet 6 and contribute to the generation of two thrusts of the armature coils 1'-5 and 1'-4. In addition to the thrust generated by'a and 1'b, the magnetic pole discriminating element 3-3 for the armature coil 1'-3 also detects the magnetic pole of the S pole of the field magnet 6, so that the armature coil 1'- Thrust is also generated by the effective conductor portion 1 ′ b that contributes to the thrust generation of No. 3.

しかし,電機子コイル1′−6のための磁極判別素子
3−6を符号3′−6で示す位置に配設してあると,該
磁極判別素子3′−6は界磁マグネット6のN極の磁
極を検出していない状態にあるので,電機子コイル1′
−6が界磁マグネット6と対向していても推力を発生
することができない。
However, when the magnetic pole discriminating element 3-6 for the armature coil 1'-6 is arranged at the position indicated by reference numeral 3'-6, the magnetic pole discriminating element 3'-6 is N of the field magnet 6. Since the magnetic pole of the pole is not detected, the armature coil 1 '
Even if −6 faces the field magnet 6, thrust cannot be generated.

即ち,合計5個の推力の発生に寄与する有効導体部
1′aと1′bによる大きさの推力しか得ることができ
ない。
That is, it is possible to obtain only the thrust force of the effective conductor portions 1'a and 1'b that contribute to the generation of the thrust force of five in total.

しかしながら,本考案のような位置に電機子コイル
1′−6のための磁極判別素子3−6を配設してある
と,該磁極判別素子3−6は界磁マグネット6のN極
の磁極を検出している状態にあるので,電機子コイル
1′−6の界磁マグネット6と対向している推力の発
生に寄与する有効導体部1′aによっても推力を発生さ
せることができる。
However, when the magnetic pole discriminating element 3-6 for the armature coil 1'-6 is arranged at the position as in the present invention, the magnetic pole discriminating element 3-6 is the magnetic pole of the N pole of the field magnet 6. Is detected, the thrust can be generated also by the effective conductor portion 1'a that is opposed to the field magnet 6 of the armature coil 1'-6 and contributes to the generation of the thrust.

即ち,合計6個の推力の発生に寄与する有効導体部
1′aと1′bによる大きな推力を得ることができる。
That is, a large thrust can be obtained by the effective conductor portions 1'a and 1'b that contribute to the generation of a total of six thrusts.

更に,界磁マグネット6′が矢印A方向に移動して符
号6′で示す位置に移動すると,磁極判別素子を符号
3′−5または3−5,3′−4または3′−4で示す位
置に配設してあっても,推力は同一で,電機子コイル
1′−4と1′−3の合計4個の推力の発生に寄与する
有効導体部1′aと1′bによる大きさ推力しか得るこ
とができない。
Further, when the field magnet 6'moves in the direction of arrow A and moves to the position indicated by the reference numeral 6 ', the magnetic pole discriminating element is indicated by the reference numeral 3'-5 or 3-5, 3'-4 or 3'-4. Even if they are arranged at the positions, the thrust is the same, and the size of the effective conductors 1'a and 1'b that contribute to the generation of a total of four thrusts of the armature coils 1'-4 and 1'-3. Only thrust can be obtained.

ここで更に界磁マグネット6′が矢印A方向に移動し
て符号6′で示す位置に移動すると,電機子コイル
1′−5,1′−4,1′−3,1′−2が界磁マグネット6
′と対向していて,電機子コイル1′−4と1′−3
の2つの推力の発生に寄与する有効導体部1′aと1′
bにより推力が発生するほか,電機子コイル1′−2の
ための磁極判別素子3−2も界磁マグネット6′のS
極の磁極を検出するので,電機子コイル1′−2の推力
の発生に寄与する有効導体部1′aによっても推力が発
生する。
Here, when the field magnet 6'moves further in the direction of the arrow A and moves to the position indicated by the reference numeral 6 ', the armature coils 1'-5,1'-4,1'-3,1'-2 move the field. Magnetic magnet 6
′, Facing the armature coils 1′-4 and 1′-3
Effective conductors 1'a and 1'that contribute to the generation of the two thrusts of
In addition to the thrust generated by b, the magnetic pole discriminating element 3-2 for the armature coil 1'-2 also has the S of the field magnet 6 '.
Since the magnetic poles of the poles are detected, the thrust is also generated by the effective conductor portion 1'a that contributes to the generation of the thrust of the armature coil 1'-2.

しかし,電機子コイル1′−5のための磁極判別素子
3−5を符号3′−5で示す位置に配設してあると,該
磁極判別素子3′−5は界磁マグネット6′のN極の
磁極を検出していない状態にあるので,電機子コイル
1′−5が界磁マグネット6′と対向していても推力
を発生することができない。
However, when the magnetic pole discriminating element 3-5 for the armature coil 1'-5 is arranged at the position indicated by reference numeral 3'-5, the magnetic pole discriminating element 3'-5 is arranged in the field magnet 6 '. Since the magnetic pole of N pole is not detected, thrust cannot be generated even if the armature coil 1'-5 faces the field magnet 6 '.

即ち,合計5個の推力の発生に寄与する有効導体部
1′aと1′bによる大きさの推力しか得ることができ
ない。
That is, it is possible to obtain only the thrust force of the effective conductor portions 1'a and 1'b that contribute to the generation of the thrust force of five in total.

しかしながら,本考案のような位置に電機子コイル
1′−5のための磁極判別素子3−5を配設してある
と,該磁極判別素子3−5は界磁マグネット6′のN
極の磁極を検出している状態にあるので,電機子コイル
1′−5の界磁マグネット6′と対向している推力の
発生に寄与する有効導体部1′aによっても推力を発生
させることができる。
However, when the magnetic pole discriminating element 3-5 for the armature coil 1'-5 is disposed at the position as in the present invention, the magnetic pole discriminating element 3-5 is N of the field magnet 6 '.
Since the magnetic poles of the poles are being detected, the thrust is also generated by the effective conductor portion 1'a that contributes to the generation of the thrust facing the field magnet 6'of the armature coil 1'-5. You can

即ち,合計6個の推力の発生に寄与する有効導体部
1′aと1′bによる大きな推力を得ることができる。
That is, a large thrust can be obtained by the effective conductor portions 1'a and 1'b that contribute to the generation of a total of six thrusts.

上記のことは界磁マグネット6′が電機子コイル1′
−1と対向している状態から反矢印A方向に動いていく
場合でも,同様に考えることができる。
The above means that the field magnet 6'is the armature coil 1 '.
The same can be considered when moving in the direction opposite to the arrow A from the state of facing -1.

以上から明らかなように磁極判別素子3−1〜3−6
の配設次第によって,大きな推力を発生させることがで
きるので,6個の電機子コイル1′−1〜1′−6をそれ
ぞれ3個ずつ,即ち,3個の電機子コイル1′−1〜1′
−3と3個の電機子コイル1′−4〜1′−6とに2分
割中心線21を境として分け,3個の電機子コイル1′−1
〜1′−3のための磁極判別素子3−1〜3−3を2分
割中心線21に近い推力の発生に寄与する導体部1′bを
延長した上記位置に配設しており,また3個の電機子コ
イル1′−4〜1′−6のための磁極判別素子3−4〜
3−6を2分割中心線21に近い推力の発生に寄与する導
体部1′aを延長した上記位置に配設している。
As is clear from the above, the magnetic pole discrimination elements 3-1 to 3-6
Since a large thrust can be generated depending on the arrangement of the three armature coils, each of the six armature coils 1'-1 to 1'-6 is three, that is, the three armature coils 1'-1 to 1'-1. 1 '
-3 and the three armature coils 1'-4 to 1'-6 are divided by the center line 21 divided into two, and three armature coils 1'-1
The magnetic pole discriminating elements 3-1 to 3-3 for 1 to 3'-3 are arranged at the above-mentioned positions where the conductor portion 1'b which contributes to the generation of thrust near the center line 21 is extended. Magnetic pole discriminating elements 3-4 for three armature coils 1'-4 to 1'-6
3-6 is arranged at the above-mentioned position where the conductor portion 1'a that contributes to the generation of thrust near the center line 21 is extended.

上記ステータヨーク18の両端部には,上部方向に突出
する移動子19の脱出防止用突起22を設け,その内側にゴ
ム部材などの緩衝部材23を配設して移動子19の万が一の
脱線により暴走した場合の衝撃をやわらげるようにして
いる。
At both ends of the stator yoke 18, projections 22 for preventing escape of the mover 19 projecting upward are provided, and a cushioning member 23 such as a rubber member is provided inside the protrusions 22 to prevent the mover 19 from being accidentally derailed. I try to soften the impact of a runaway.

上記移動子19の図示しない移動子本体には適宜な手段
によってリニア磁気スライダ24を固定し,移動子19と一
体して直線走行するようにしている。リニア磁気スライ
ダ24のスライダベース25の磁気センサ26と対向する側面
には,微細なピッチ[例えば,50μm位]でN極,S極の
磁極を多極着磁して形成したリニア磁気エンコーダ磁極
27を設けて,該リニア磁気エンコーダ磁極27と磁気セン
サ26とによりリニア磁気エンコーダ28を形成し,磁気セ
ンサ26の磁気抵抗素子でリニア磁気エンコーダ磁極27を
演出するようにして,移動子19の移動速度及び移動位置
を検出している。
A linear magnetic slider 24 is fixed to a moving body (not shown) of the moving body 19 by an appropriate means so that the moving body 19 and the moving body 19 travel linearly. On a side surface of the linear magnetic slider 24 facing the magnetic sensor 26 of the slider base 25, a linear magnetic encoder magnetic pole formed by magnetizing N-pole and S-pole magnetic poles with a fine pitch [eg, about 50 μm].
27 is provided, a linear magnetic encoder 28 is formed by the linear magnetic encoder magnetic pole 27 and the magnetic sensor 26, and the linear magnetic encoder magnetic pole 27 is produced by the magnetic resistance element of the magnetic sensor 26. The speed and moving position are detected.

[考案の作用] 従って,上記リニア直流ブラシレスモータLDM−3に
おいて,図示しないマイクロコンピュータからの信号に
より,移動子19を所定の速度で所定量の位置に所定量移
動させるべきコントロール信号が図示しない通電制御回
路に加えられ,コアレスステータ電機子4′側に配設さ
れた磁極判別素子3が界磁マグネット6′のN極又はS
極の磁極を検出すると,その検出出力信号がドライバー
を介して電機子コイル1′群に所定方向の電流を流すの
で,当該電機子コイル1′群及びこれと対向する界磁マ
グネット6′とによりフレミングの左手の法則に合致し
た所定方向の推力が発生し,移動子19の速度及び位置
は,磁気センサ26がリニア磁気エンコーダ磁極27を検出
した信号によって判明し,この検出信号が上記通電制御
回路にフィードバックされ,移動子19がフィードバック
ループの制御をかけられてサーボ走行等し,移動子19
は,図示しないガイドローラがリニアガイド用突起18と
摺動接触しながら直線的走行をなす。
[Advantage of the Invention] Therefore, in the linear DC brushless motor LDM-3, a control signal for moving the mover 19 to a predetermined position at a predetermined speed by a signal from a microcomputer (not shown) is energized (not shown). The magnetic pole discriminating element 3 added to the control circuit and arranged on the coreless stator armature 4'side is the N pole or S pole of the field magnet 6 '.
When the magnetic poles of the poles are detected, the detection output signal causes a current in a predetermined direction to flow through the armature coil 1'group through the driver, so that the armature coil 1'group and the field magnet 6'opposite this group. A thrust force in a predetermined direction that conforms to Fleming's left-hand rule is generated, and the speed and position of the mover 19 are found from the signal detected by the magnetic sensor 26 of the linear magnetic encoder magnetic pole 27, and this detection signal is the energization control circuit. Is fed back to the moving element 19 and the moving element 19 is controlled by a feedback loop to perform servo travel and the like.
The guide roller (not shown) makes linear running while slidingly contacting the linear guide protrusion 18.

[考案の効果] 本考案は上記から明きらかなように,従来のように磁
極判別素子を電機子コイルの推力の発生する導体部のほ
ぼ真ん中の中心線と対向する位置に配設したとしても,
余り推力に寄与しない電機子コイルの導体部分には電機
子コイルの導体部が存在しないので,従来と同じような
位置に磁極判別素子を配設でき,滑らかな推力リップル
が得られる。しかも,かかる位置に磁極判別素子を配設
したと同じような位置に配設しても電機子コイルと重な
らないように配設できるため,極めて磁極判別素子を容
易に配設できるため,組立調整が容易で,安価にリニア
直流ブラシレスモータを製造できる。また界磁マグネッ
トの移動子と直交する方向の幅を電機子コイルの移動子
と直交する方向の幅と同じ幅に形成しても,界磁マグネ
ットとステータ電機子側のステータヨーク間の磁気空隙
の長さを長くしないで済み,尚且つ界磁マグネットの移
動子の移動方向と直交する方向の幅を無駄に長くしない
で,安価にして尚且つ推力の向上を図ることができる。
また電機子コイルは,平面において楕円状のものに形成
した極めて巻線の容易な形状のものを用いているので,
電機子コイルの不良品が少なく,従ってリニア直流ブラ
シレスモータを形成できる。
[Advantages of the Invention] As is apparent from the above, the present invention provides that even if the magnetic pole discriminating element is arranged at a position facing the center line of the center of the conductor portion of the armature coil where thrust is generated as in the conventional case. ,
Since the armature coil conductor portion, which does not contribute much to the thrust, does not have the armature coil conductor portion, the magnetic pole discrimination element can be arranged at the same position as in the conventional case, and a smooth thrust ripple can be obtained. Moreover, even if the magnetic pole discrimination element is arranged at such a position, the magnetic pole discrimination element can be arranged so as not to overlap with the armature coil, so that the magnetic pole discrimination element can be extremely easily arranged. Easy and inexpensive to manufacture a linear DC brushless motor. Even if the width of the field magnet in the direction orthogonal to the mover is the same as the width of the armature coil in the direction orthogonal to the mover, the magnetic gap between the field magnet and the stator armature-side stator yoke is not reduced. Of the field magnet, and the width in the direction orthogonal to the moving direction of the moving element of the field magnet is not unnecessarily lengthened, so that the cost can be reduced and the thrust can be improved.
Also, since the armature coil is formed in an elliptical shape in a plane, it has an extremely easy winding shape.
There are few defective armature coils, so a linear DC brushless motor can be formed.

なお,実施例では,界磁マグネット側を移動子とした
場合の可動マグネット形リニア直流ブブラシレスモータ
を説明したが,電機子コイルと磁極判別素子を移動子側
に配設し,対向する固定側に界磁マグネットを固定配設
した可動コアレス電機子形リニア直流ブラシレスモータ
としても良いことはいうまでもない。また,リニアエン
コーダとしては,適宜なものを用いれば良く,ロータリ
エンコーダを用いても良く,更にまたリニア磁気エンコ
ーダ磁極側を移動子と共に動かす例を示したが,リニア
磁気エンコーダ磁極側を固定側に配設し,磁気センサを
移動子と共に動かすようにしても良い。また界磁マグネ
ットの磁極数や電機子コイルの数は上記実施例に限定さ
れるものではなく,また界磁マグネットの磁極は密接し
たものでなくても良く,電機子コイル群も離して配設し
ても良いことはいうまでもない。
Although the movable magnet type linear DC brushless motor in which the field magnet side is used as the moving element has been described in the embodiment, the armature coil and the magnetic pole discriminating element are arranged on the moving side, and the fixed side facing each other. It goes without saying that a movable coreless armature-type linear DC brushless motor having a field magnet fixedly arranged therein may be used. Further, as the linear encoder, an appropriate one may be used, a rotary encoder may be used, and an example in which the magnetic pole side of the linear magnetic encoder is moved together with the mover has been shown. It may be arranged so that the magnetic sensor moves together with the moving element. The number of magnetic poles of the field magnet and the number of armature coils are not limited to those in the above embodiment, and the magnetic poles of the field magnet do not have to be in close contact with each other, and the armature coil groups are arranged separately. It goes without saying that you can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す多極多相形の可動マグ
ネット形リニア直流ブラシレスモータの主要部を表す分
解斜視図,第2図は同可動マグネット型リニア直流ブラ
シレスモータの界磁マグネットと電機子コイル及び磁極
判別素子との関係を示す展開図,第3図は従来用いてい
た電機子コイルと磁極判別素子の配設位置の説明図,第
4図は同電機子コイルを用いた従来の可動マグネット形
リニア直流ブラシレスモータを移動子の走行方向から見
た場合の縦断面図,第5図は同可動マグネット形リニア
直流ブラシレスモータの主要部の分解斜視図,第6図は
他の従来例を示す可動マグネット形リニア直流ブラシレ
スモータを移動子の走行方向から見た場合の縦断面図,
第7図は界磁マグネットの斜視図,第8図は更に別の従
来例を示す可動マグネット形リニア直流ブラシレスモー
タスモータの主要部を表す上面斜視図である。 [符号の説明] LDM,LDM−1,LDM−2,LDM−3……多極多相形の可動マグ
ネット形リニア直流ブラシレスモータ,1,1′……電機子
コイル,1a,1b,1′a,1′b……推力の発生に寄与する導
体部,1c,1d,1′c,1′d……推力の発生に寄与する導体
部と直交する導体部,2……推力の発生に寄与する導体部
と該導体部と直交する導体部とが交叉する導体部部分,
3,3−1,…,3−6……磁極判別素子,3′−4,3′−5,3′
−6……従来の方法による磁極判別素子の位置,4,4′…
…コアレスステータ電機子,5……移動子,6,6−1,6′,
6″,6,6′……界磁マグネット,7,7′……ステータ
ヨーク兼リニアガイド,8,8′……プリント配線基板,9,
9′……走行ヨーク,9a……延長折曲部,10……ガイドロ
ーラ,11……固定子,12……基台,13……磁気空隙,14……
ステータベース,15……スタッド,16……ステータヨー
ク,17……プリント配線基板,18……リニアガイド用突
起,19……移動子,20……磁極判別素子配設用スペース,2
1……2分割中心線,22……脱出防止用突起,23……緩衝
部材,24……リニア磁気スライダ,25……スライダベー
ス,26……磁気センサ,27……リニア磁気エンコーダ磁
極,28……リニア磁気エンコーダ,29……リード線。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of a multi-pole multi-phase movable magnet type linear DC brushless motor showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a field magnet of the movable magnet type linear DC brushless motor. FIG. 3 is a development view showing the relationship between the armature coil and the magnetic pole discriminator, FIG. 3 is an explanatory view of the positions where the armature coil and the magnetic pole discriminator are used, and FIG. 4 is a conventional diagram using the same armature coil. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the movable magnet type linear DC brushless motor seen from the traveling direction of the slider, FIG. 5 is an exploded perspective view of the main part of the movable magnet type linear DC brushless motor, and FIG. 6 is another conventional type. A vertical cross-sectional view of a moving magnet type linear DC brushless motor showing an example when viewed from the traveling direction of the moving element,
FIG. 7 is a perspective view of a field magnet, and FIG. 8 is a top perspective view showing a main part of a movable magnet type linear DC brushless motors motor showing another conventional example. [Explanation of symbols] LDM, LDM-1, LDM-2, LDM-3 ... Multi-pole / multi-phase movable magnet type linear DC brushless motor, 1, 1 '... Armature coil, 1a, 1b, 1'a , 1'b ... Conductor part that contributes to thrust generation, 1c, 1d, 1'c, 1'd ... Conductor part that is orthogonal to the conductor part that contributes to thrust force, 2 ... Contributes to thrust generation A conductor portion where a conductor portion and a conductor portion orthogonal to the conductor portion intersect,
3, 3-1, ..., 3-6 ... Magnetic pole discrimination element, 3'-4, 3'-5, 3 '
-6 ... Position of magnetic pole discriminator by conventional method, 4, 4 '...
… Coreless stator armature, 5 …… mover, 6,6-1,6 ′,
6 ″, 6,6 ′ …… field magnet, 7,7 ′ …… stator yoke and linear guide, 8,8 ′ …… printed wiring board, 9,
9 '... Traveling yoke, 9a ... Extension bending part, 10 ... Guide roller, 11 ... Stator, 12 ... Base, 13 ... Magnetic gap, 14 ...
Stator base, 15 …… Stud, 16 …… Stator yoke, 17 …… Printed wiring board, 18 …… Linear guide protrusion, 19 …… Mover, 20 …… Space for locating magnetic pole discriminator, 2
1 …… 2 center line, 22 …… Protrusion for preventing escape, 23 …… Cushioning member, 24 …… Linear magnetic slider, 25 …… Slider base, 26 …… Magnetic sensor, 27 …… Linear magnetic encoder magnetic pole, 28 ...... Linear magnetic encoder, 29 ...... Lead wire.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】隣り配置の磁極が異極となるようにN極,S
極の磁極をP(Pは2以上の整数)個備えて界磁マグネ
ットを形成し,該界磁マグネットと対向する位置に移動
子の移動方向に沿ってn(nは2以上の整数)個の空心
型の電機子コイル群を配設してコアレス電機子を形成
し,該コアレス電機子側に磁極判別素子を設け,上記界
磁マグネット若しくは磁極判別素子を有するコアレス電
機子の何れか一方を相対的移動する移動子とし,他方を
固定子としてなるリニア直流ブラシレスモータにおい
て,下記構成要素〜からなることを特徴とするリニ
ア直流ブラシレスモータ。 上記電機子コイルは,上記移動子の移動方向と直角
な方向の長さ幅が上記界磁マグネットの移動子の移動方
向と直角な方向の幅の長さとほぼ等しく形成されている
こと。 上記電機子コイルはそのほぼ真ん中の中心線が上記
移動子の移動方向と直角な方向の導体部のほぼ真ん中の
中心線の延長位置と上記移動子の移動方向と平行な方向
の導体部の延長位置において互いに交叉する電機子コイ
ルの角部外周位置に磁極判別素子を電機子コイルと重な
らないように配設することができる磁極判別素子配設用
スペースを有することができるような空心型形状に形成
されていること。 電機子コイルの上記移動子の移動方向と直角な方向
の推力の発生に寄与する導体部のほぼ真ん中の中心線が
上記移動子の移動方向と平行な方向の導体部のほぼ真ん
中の中心線とが交叉する電機子コイルと重ならない当該
電機子コイルの角部外周の上記磁極判別素子配設用スペ
ース位置に磁極判別素子の中心部がくるように当該磁極
判別素子を上記電機子コイルと重ならないように配設し
ていること。
1. A north pole and an south pole so that adjacent magnetic poles have different polarities.
A field magnet is formed by providing P magnetic poles (P is an integer of 2 or more), and n (n is an integer of 2 or more) along the moving direction of the mover at a position facing the field magnet. The coreless armature is formed by arranging the air-core type armature coil group, and a magnetic pole discrimination element is provided on the coreless armature side, and either the field magnet or the coreless armature having the magnetic pole discrimination element is provided. A linear DC brushless motor comprising a moving relative mover and the other as a stator, comprising the following components. The armature coil is formed so that the length and width in the direction perpendicular to the moving direction of the mover are substantially equal to the length in the direction perpendicular to the moving direction of the mover of the field magnet. In the armature coil, the extension position of the substantially central center line of the conductor portion in the direction substantially perpendicular to the moving direction of the mover and the extension of the conductor portion in the direction parallel to the moving direction of the mover in the armature coil. In an air-core shape in which there can be provided a space for arranging the magnetic pole discriminator so that the magnetic pole discriminator does not overlap the armature coil at the outer peripheral position of the armature coil that intersects with each other at the position. Being formed. The substantially center line of the conductor portion that contributes to the generation of thrust in the armature coil in the direction perpendicular to the moving direction of the mover is substantially the same as the center line of the conductor part in the direction parallel to the moving direction of the mover. Does not overlap with the armature coil that intersects with the armature coil, so that the magnetic pole discrimination element does not overlap with the armature coil so that the center of the magnetic pole discrimination element comes to the space position for disposing the magnetic pole discrimination element on the outer periphery of the corner of the armature coil. Be arranged like this.
【請求項2】上記電機子コイルは上記移動子の移動方向
と直角な方向の導体部延長位置と上記移動子の移動方向
と平行な方向の導体部の延長位置において互いに交叉す
る電機子コイルの角部外周位置に磁極判別素子を電機子
コイルと重ならないように配設することができる磁極判
別素子配設用スペースを有することができるような平面
において楕円形状の空心型に形成されていることを特徴
とする請求項(1)記載のリニア直流ブラシレスモー
タ。
2. The armature coil of an armature coil which intersects with each other at an extension position of a conductor portion in a direction perpendicular to a moving direction of the moving element and an extension position of a conductor portion in a direction parallel to a moving direction of the moving element. It should be formed in an elliptical air-core type in a plane so that there can be a space for arranging the magnetic pole discriminator so as not to overlap the armature coil at the corner outer peripheral position. The linear DC brushless motor according to claim 1, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010276009A (en) * 2009-05-29 2010-12-09 Keun Ji Hyo Vacuum self-priming pump

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