CN1499700B - 直线驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种直线驱动装置，具备：由配置了由导体构成的线圈(4)的磁性体构成的多个电枢单元(3)、和并列配置了上述多个电枢单元(3)的电枢，电枢单元(3)具有磁极齿相互对置的多个对置部件，多个对置部件与相邻的对置部件的磁极齿相互不同，在构成上述对置部件的磁极齿之间配置二次侧部件(6)，在电枢单元(3)中，在每个单侧的相对侧配置线圈(4)。

Description

直线驱动装置
技术领域
本发明涉及通过电磁力驱动的驱动装置。
背景技术
近年来，作为半导体制造装置等的驱动源，大多使用利用电磁力的直线驱动装置(直线电动机)。作为，直线电动机的结构，提出了各种各样的结构，例如日本特开2001-28875号公报(以下称为现有例1)中，记载了为了容易制造、节省空间及提高电力效率而在一个线圈中使之多极化，在电枢中配置多个将两种形状的芯作成1个而成为同种芯的直线电动机。
在如上述直线电动机那样地，通过连接多个电枢单元，来构成多相结构的直线电动机的情况下，线圈侧的全长与相数成比例地变长，设置场所被限制了。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够缩短在多相结构时的电枢之间的距离，并能够缩短直线电动机的全长的直线电动机。
本发明提供一种直线驱动装置，其特征在于，具备将多个电枢单元多相排列配置的电枢，其中，上述多个电枢单元具备：第一芯，具有上部磁极齿和下部磁极齿对置的第1对置部件，并且由磁性体构成；和第二芯，具有上部磁极齿和下部磁极齿对置的第2对置部件，并且由磁性体构成，其中，上述第一芯和上述第二芯相互不同地配置，并且，流过上述第1对置部件和上述第2对置部件的磁通流向为相反的方向，其中，上述第1、第2对置部件的上部磁极齿和下部磁极齿之间配置有二次侧部件，在每个电枢单元中，线圈仅被配置在电枢单元的单侧，并且每个线圈被交替地配置在相邻的电枢单元的相对侧。
本发明的一个特征在于：直线驱动装置具有由配置了由导体构成的线圈的磁性体构成的多个电枢单元、和并列配置了多个电枢单元的电枢，电枢单元具有磁极齿相互对置的多个的对置部件，多个对置部件与相邻的对置部件的磁极齿相互不同，在构成对置部件的磁极齿之间配置了二次侧部件，在电枢单元中，至少在2个位置配置线圈。
进而，本发明的另一特征在于：直线驱动装置具有由配置了由导体构成的线圈的磁性体构成的多个电枢单元、并列配置了多个电枢单元的电枢，电枢单元具有磁极齿相互对置的多个的对置部件，多个对置部件与相邻的对置部件的磁极齿相互不同，在构成对置部件的磁极齿之间配置了二次侧部件，在电枢单元中，在每个单侧相反的侧面配置线圈。
进而，本发明的另一特征在于：具有由配置了由导体构成的线圈的磁性体构成的多个电枢单元、具有多个电枢单元的电枢、具有由具有多个磁铁的平板或磁性体构成的具有凹凸的平板的二次侧部件，电枢单元具有第1磁极和第2磁极，在第1磁极上交互配置从二次侧部件看被配置为朝向一个方向的磁极齿和被配置成朝向其他方向的磁极齿，在第2磁极上交互配置从二次侧部件看被配置为朝向一个方向的磁极齿和被配置成朝向其他方向的磁极齿，在电枢单元中，在每个单侧的相反的侧面配置线圈。
另外，本发明的其他特征如本申请的权利要求所记载。
附图说明
图1是本发明的实施例2的整体图。
图2是用于比较例的直线电动机的结构图。
图3是比较例的直线电动机的整体图。
图4是本发明的实施例1的整体图。
具体实施方式
图2、图3是展示用来说明本发明的作用、效果的比较例的直线电动机的结构的概要的图。图2(a)是展示直线电动机的磁力线线流向的图，图2(b)是直线电动机的整体图。直线电动机的二次侧部件形成为大致平板状，多个永久磁铁34被配置为N极、S极交差。电枢单元3相当于直线电动机的一次侧(具有缠绕了线圈的磁性体的侧)，由芯51、52和由导体构成的电枢线圈4构成。线圈4被配置在芯51、52的底边。芯51、52由磁性体构成，在电枢单元3中，芯51和芯52被构成为上部和下部的磁极齿相互不同。在此，将芯51的上部磁极齿11a和下部磁极齿21b定义为第1对置部件，将芯52的下部磁极齿12b和上部磁极齿22a定义为第2对置部件。由此，以使第(2n-1)个芯具有第1对置部件，使第(2n)个芯具有第2对置部件的方式构成电枢3，n＝1、2、3…。在芯51、52的各对置部件的上部磁极齿和下部磁极齿之间设置一定的间隙，二次侧部件6穿过间隙，其结构成为二次侧部件6被配置在构成第1对置部件的磁极齿11a、21b之间和构成第2对置部件的磁极齿12b、22a之间。与二次侧部件6和电枢3的相对的位置对应地使单相的交流电流流过线圈4，在直线电动机的各对置部件的上部磁极齿和下部磁极齿之间的间隙，磁通上下轮流地通过上部和下部的磁极齿间，流过第1对置部件和第2对置部件的磁通流向为相反的方向。由于流过第1对置部件和第2对置部件的磁通和永久磁铁34产生的磁通的相互作用，在二次侧部件6上产生x方向的电磁力造成的驱动力，二次侧部件6往返运动。在电枢3的一个磁极1上，在从二次侧部件看的一个方向和另一个方向上交互配置第1磁极齿11a、12b，在另一个磁极2上，在从二次侧部件6看的一个方向(在图2中是上方)和另一个方向(下方)上交互配置第2磁极齿21b、22a。
图3是比较例1的整体图。为了平滑地驱动图2的结构的直线电动机，有必要将电枢单元3配置为将M相的电枢3串联M个(M为2以上的自然数)，并使各个电枢单元3的端部的磁极齿的中心的距离大致为k＊P+P/M(k＝0，1，2…)的间距。在图3中展示了电动机的相数M＝3的情况，配置了A相、B相、C相的电枢单元3。设线圈线的长度为L，由于有必要最低离开2L进行配置，所以不能将电枢单元3相互接近配置为电枢单元3的端部的磁极齿间的距离为2L以下。
图4是本发明的直线电动机的实施例1的整体图。在图4中，与比较例1不同之处是在电枢单元3的磁极齿下部的两侧，在两个地方分开缠绕线圈4。由于在电枢单元的两侧分开缠绕线圈4，所以为了缠绕与比较例1相同数目的圈数的线圈4所必要的圈数可以是每个地方一半的圈数。所以，本实施例的线圈线的长度L’由于是比较例1的线圈线长度L的一半，所以能够比比较例1更接近地配置电枢单元3，因而能够使电枢整体紧凑。
图1展示了本发明的实施例2的直线电动机的整体图。在本实施例中，是能够在与实施例1相同的电枢单元3的两侧配置线圈4的结构，在相邻的电枢单元3中，在线圈部分的芯的相对侧每侧相互不同地配置线圈4。本实施例的线圈线的长度L”几乎与比较例的线圈线的长度L相同，但由于相邻的电枢单元3的线圈4被配置在相对侧，所以能够比比较例更接近地进行配置，因而能够使电枢的整体紧凑。
另外，在实施例1中，有必要针对一个电枢单元3在两处配置线圈，但在本实施例中，由于可以针对一个电枢单元3在一处配置线圈4，所以能够在紧凑地构成的同时，提高电枢的生产率，降低制造成本。
另外，在上述比较例、实施例中，展示了二次侧部件6移动的例子，但本发明也能够适用于电枢侧移动的情况。另外，在上述比较例、实施例中，展示了在二次侧部件6中配置永久磁铁34的例子，但二次侧部件6也可以是具有由具有凹凸的磁性体构成的平板或由导体构成的平板。
根据本发明，由于在电枢单元的线圈部分的两侧分开两处配置线圈，所以能够缩短线圈线的长度，能够相互接近地配置电枢单元，因而能够使电枢整体紧凑。
另外，由于在电枢单元中在线圈部分的芯的相对侧每侧相互不同地配置线圈4，所以能够相互接近地配置电枢单元，能够使之紧凑，另外，由于可以在一个电枢单元中在一处配置线圈，所以能够提高电枢的生产率，降低制造成本。

Claims (3)

1.一种直线驱动装置，其特征在于，具备将多个电枢单元多相排列配置的电枢，其中，
上述多个电枢单元具备：
第一芯，具有上部磁极齿和下部磁极齿对置的第1对置部件，并且由磁性体构成；和
第二芯，具有上部磁极齿和下部磁极齿对置的第2对置部件，并且由磁性体构成，
其中，上述第一芯和上述第二芯相互不同地配置，并且，流过上述第1对置部件和上述第2对置部件的磁通流向为相反的方向，
其中，上述第1、第2对置部件的上部磁极齿和下部磁极齿之间配置有二次侧部件，
在每个电枢单元中，线圈仅被配置在电枢单元的单侧，
并且每个线圈被交替地配置在相邻的电枢单元的相对侧。
2.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于：
在上述二次侧部件中配置多个永久磁铁。
3.根据权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于：
设上述电枢的极间距为P，则上述电枢单元使相邻的异相电枢单元的磁极齿中心的间隔大致为k＊P+P/M，其中，k＝0，1，2，···，M＝1，2，3，···。
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