CN100527573C - 直线电动机和xy台 - Google Patents

Abstract

提供一种直线电动机和XY台，解决了在通过连结多个电枢来构成多相结构的直线电动机时，线圈侧的全长与相数成正比而变长的问题。把直线电动机作成，电枢具有通过次级侧面对置的对置部，在电枢中把线圈缠绕在次级侧的肋部上。还把直线电动机作成，电枢具有通过次级侧面对置的对置部，在电枢中把线圈缠绕在与次级侧垂直的方向上的同一个位置上。

Description

直线电动机和XY台

技术领域

本发明涉及由初级侧和次级侧构成的直线电动机、和使用该电动机的XY台。

背景技术

在直线电动机中，可考虑现有的直线电动机那样的各种结构的直线电动机，但是，大多突破旋转机而使用进行直线驱动的结构的直线电动机。

例如，在日本特开2001-28875号公报(下面，称为专利文献1)中，作为实施例之一记述了为了谋求容易制造、节省空间和提高电力效率，用1个线圈多极化，在电枢中把多个两种形状的铁心配置成每隔一个为同种铁心的直线电动机。

<专利文献1>

日本特开2001-28875号公报

发明内容

如上述专利文献1的一个实施例的直线电动机那样，在通过连结多个电枢来构成多相结构的直线电动机时，产生线圈侧的全长与相数成正比而变长的问题。

本发明的目的在于，提供能够缩短作成多相结构时电枢间的距离，缩短直线电动机的全长的直线电动机。

按照本发明的一个特征，把直线电动机作成，电枢具有通过次级侧面对置的相对邻，在电枢中把线圈缠绕在次级侧的肋部上。

按照本发明的另一个特征，还把直线电动机作成，电枢具有通过次级侧面对置的对置部，在电枢中把线圈缠绕在与次级侧垂直的方向上的同一个位置上。

另外，本发明的其它特征在以下的详述中可以清楚地看到。

根据本发明，提供了一种直线电动机，其特征在于包括：电枢，具有多个缠绕着单独线圈的铁心；初级侧，具有多个上述电枢；以及次级侧，具有永久磁铁，上述初级侧和上述次级侧相对移动，所述直线电动机的特征在于：上述铁心具备：经次级侧上部磁极齿和下部磁极齿对置的对置单元，具有上述上部磁极齿和下部磁极齿的上述铁心在上述直线电动机的行进方向观看形成为左右反方向地延伸，缠绕在相邻的上述铁心上的上述线圈在上述直线电动机的行进方向观看配置于不重叠的位置上。

根据本发明，提供了一种具有在X轴方向上驱动的第一电动机和在Y轴方向上驱动的第二电动机的XY台，其特征在于：上述第一电动机和上述第二电动机的至少一个使用权利要求1的上述直线电动机。

根据本发明，提供了一种直线电动机，其特征在于包括：电枢，具有多个各自缠绕着单独线圈的铁心；初级侧，具有多个上述电枢；以及次级侧，具有永久磁铁，上述初级侧和上述次级侧相对移动，所述直线电动机的特征在于：上述铁心具备：经次级侧上部磁极齿和下部磁极齿对置的对置单元，具有上述上部磁极齿和上述下部磁极齿的上述铁心在上述直线电动机的行进方向观看形成为左右反方向地延伸，上述电枢具备：上部和下部的磁极相互不同的上述铁心，缠绕在相邻的上述铁心上的上述线圈配置于不相邻的位置上。

根据本发明，提供了一种具有在X轴方向上驱动的第一电动机和在Y轴方向上驱动的第二电动机的XY台，其特征在于：上述第一电动机和上述第二电动机的至少一个使用技术方案5的上述直线电动机。

按照本发明，在直线电动机中，缩短在作成多相结构时相邻的异相电枢间的距离，可缩短直线电动机的全长。

附图说明

图1为本发明实施例1的直线电动机的基本结构图，

图2为把本发明实施例1的直线电动机三相配置起来的图。

图3为本发明实施例2的XY台的结构图。

图3为本发明实施例2的XY台的结构图。

图4为比较例的直线电动机的基本结构图。

图5为比较例的直线电动机的线圈配置结构图。

具体实施方式

下面，说明本发明的实施例。

[实施例1]

图4和图5示出比较例的直线电动机的结构。在本比较例中，在电枢单元的底边，把缠绕线圈的A相电枢单元7、B相电枢单元8、C相电枢单元9耦合起来构成一个初级侧构件。

与图2一样，在异相电枢间必须保持规定的间隔。在上述直线电动机的上述电枢的极距为P时，必须使相邻的不同电枢与磁极齿的间距保持为(k·P+P/M){(k＝0，1，2，...)，(M＝2，3，4，...)}{在此，k为在可以配置相邻电枢的范围内自由选择的数，M为电动机的相数}。图5中，在线圈端部的长度为L时，异相电枢间(例如，A相与B相间，还有B相与C相间)必须保持大于等于2L的间隔。在线圈设计上受到制约，以使异相电枢线圈的端部纳入这样的间隔内。

图4示出在比较例中使用的直线电动机，图4示出，在包括在铁心上具有线圈的多个电枢的直线电动机中，该铁心由配置线圈的线圈部铁心、和使次级侧磁极的前部与背部对置的磁极铁心构成，由多极构成的一相的铁心组合是由一个共同线圈构成的结构的直线电动机。

图4(a)为示出直线电动机的磁力线方向的图，图4(b)为直线电动机的整体图。把多个永久磁铁34配置成N极、S极交错而构成直线电动机的次级侧6。电枢3与直线电动机的初级侧(具有缠绕着线圈的磁性体的一侧)相当，由：铁心51、52；以及电枢线圈4构成。

铁心51、52由磁性体构成，将其构成为在铁心51和铁心52中，上部与下部的磁极不同。次级侧6成为被铁心51和铁心52包围的形状。在此，把铁心51的上部磁极齿11a和下部磁极齿21b定义为第1对置部，把铁心52的下部磁极齿12b和上部磁极齿22a定义为第2对置部。因此，把电枢3构成为，第(2n-1)铁心具有第1对置部，第(2n)铁心具有第2对置部(其中，n＝1，2，3，...)。在铁心51、52的各对置部的上部磁极齿与下部磁极齿之间设有一定的间隙，当把次级侧6引进间隙时，形成次级侧6被第1对置部和第2对置部夹持的结构。在根据次级侧6与电枢3的相对位置使单相交流电流在线圈4中流动时，磁力线在直线电动机各对置部的上部磁极齿与下部磁极齿之间的间隙中交替地翻转而通过上部与下部的磁极齿间，在第1对置部与第2对置部中流动的磁力线的方向交互地成为反方向。由于第1对置部和第2对置部中流动的磁力线、与永久磁铁34形成的磁力线的相互作用，在次级侧6中在X方向上产生电磁力引起的驱动力，次级侧6往复运动，在此，次级侧6成为被铁心51和铁心52包围的形状。

图1为本发明的直线电动机的实施例的整体图。图1中，线圈4缠绕在电枢3的磁极上，把多个电枢3的单元连结起来而构成初级侧，由轴承等可以移动地支持次级侧6。线圈4缠绕在次级侧6的肋部上。把线圈4配置在相对于次级侧避开磁极方向(按照图4，为Y轴方向)的位置上，希望把线圈4缠绕在相对于次级侧6在垂直方向(次级侧的磁极方向，按照图4，为Y轴方向)上的同一个位置上。

电枢的铁心由配置线圈4的线圈部铁心、和使次级侧6的磁极的前部与背部对置的磁极部铁心构成。是把各磁极的线圈配置在互相错开的位置上的结构，但因各相的磁动势条件是同等的，故在正常运转方面没有问题。

此外，在制作要求微小推力的超小型直线电动机时，也是有效的方法之一。

图2示出配置本发明实施例的三相电枢线圈的一个例子。如图2所示，在上述直线电动机的上述电枢的极距为P时，必须使相邻的、不同电枢与磁极齿的间距保持为(k·P+P/M){(k＝0，1，2，...)，(M＝2，3，4，...)}{在此，k为在可以配置相邻电枢的范围内自由选择的数，M为电动机的相数}。把线圈设计成为，使相邻电枢线圈的端部纳入这样的间隔内。

在此，说明图5所示比较例的线圈配置与图2所示本发明实施例的线圈配置的不同。在直线电动机的上述电枢的极距为P时，必须把与相邻的异相电枢的磁极齿的间距保持为(k·P+P/M)。但是，在是作为现有技术的图5所示的绕线方法时，由于相邻异相电枢(例如，7、8)的电枢线圈的线圈端部相互邻接，故(k·P+P/M)变大。与此不同，在采用作为本实施例的图2所示绕线方法时，由于相邻异相的电枢线圈的线圈端部互相间不相邻，故(k·P+P/M)的大小比作为现有技术的图5所示绕线方法变小。

结果，按照本实施例，在直线电动机中，在作成多相结构时缩短相邻的异相电枢间的距离，可缩短直线电动机的全长。

[实施例2]

图3为使用本发明的驱动装置的XY台的整体图。图3中，电枢3X、3Y为图2所示的A相、B相、C相这3个电枢的组合产生的三相驱动装置。当然，也可以产生两相、五相驱动装置。

图3中，3X表示X方向驱动装置的电枢3、3Y表示Y方向驱动装置的电枢3。在XY台的底座120上配置有直线导向机构121(直线轴承)，以使X方向驱动装置的电枢3X能够自由自在地驱动。此外，在Y轴上也配置有直线导向机构121(直线轴承)，以使Y方向驱动装置的电枢3Y能够自由自地驱动。在底座120上使用可以进行X方向驱动或XY驱动的XY台(未图示)，也可以把操作固定，得到微小位移的移动。

按照本实施例，在直线电动机中，在作成多相结构时缩短相邻的异相电枢间的距离，具有缩短直线电动机的全长的效果。

图3中，对于一个共同的次级导体驱动多台电枢3Y的方式(多驱动方式)的场合下，通过缩短一台电枢的全长，可得到相对地延长各电枢的有效行程的效果。

此外，按照本实施例，对于一个共同的次级导体驱动多台电枢(直线电动机)的方式(多驱动方式)的场合下，通过缩短一台电枢的全长，具有相对地延长有效行程的效果。

Claims (8)

1.一种直线电动机，其特征在于包括：

电枢，具有多个缠绕着单独线圈的铁心；

初级侧，具有多个上述电枢；以及

次级侧，具有永久磁铁，

上述初级侧和上述次级侧相对移动，所述直线电动机的特征在于：

上述铁心具备：经次级侧上部磁极齿和下部磁极齿对置的对置单元，

具有上述上部磁极齿和下部磁极齿的上述铁心在上述直线电动机的行进方向观看形成为左右反方向地延伸，

缠绕在相邻的上述铁心上的上述线圈在上述直线电动机的行进方向观看配置于不重叠的位置上。

2.根据权利要求1所述的直线电动机，其特征在于：

从上述永久磁铁的磁极方向观看，上述线圈和上述永久磁铁配置于相互不重叠的位置上。

3.根据权利要求1所述的直线电动机，其特征在于：

相邻的上述铁心的距离小于缠绕在相邻的上述铁心上的各线圈的厚度。

4.一种具有在X轴方向上驱动的第一电动机和在Y轴方向上驱动的第二电动机的XY台，其特征在于：

上述第一电动机和上述第二电动机的至少一个使用权利要求1的上述直线电动机。

5.一种直线电动机，其特征在于包括：

电枢，具有多个各自缠绕着单独线圈的铁心；

初级侧，具有多个上述电枢；以及

次级侧，具有永久磁铁，

上述初级侧和上述次级侧相对移动，所述直线电动机的特征在于：

上述铁心具备：经次级侧上部磁极齿和下部磁极齿对置的对置单元，

具有上述上部磁极齿和上述下部磁极齿的上述铁心在上述直线电动机的行进方向观看形成为左右反方向地延伸，

上述电枢具备：上部和下部的磁极相互不同的上述铁心，

缠绕在相邻的上述铁心上的上述线圈配置于不相邻的位置上。

6.根据权利要求5所述的直线电动机，其特征在于：

上述线圈和上述永久磁铁配置于从上述永久磁铁的磁极方向观看相互不重叠的位置上。

7.根据权利要求5所述的直线电动机，其特征在于：

相邻的上述铁心的距离小于缠绕在相邻的上述铁心上的各线圈的厚度。

8.一种具有在X轴方向上驱动的第一电动机和在Y轴方向上驱动的第二电动机的XY台，其特征在于：

上述第一电动机和上述第二电动机的至少一个使用权利要求5的上述直线电动机。

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