CN1719702A - 线性驱动设备 - Google Patents

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CN1719702A
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河合知彦
蛯原建三
见波弘志
曾我部正丰
志村孔史
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Abstract

一种线性驱动设备，相对具有现有结构的驱动机构，可以采用简单的结构来降低齿槽效应力，处理具有不同周期的多种齿槽效应波形，并且不仅能够抑制齿槽效应力，还能够抑制垂直摆动的振动。该设备的结构具有多个磁铁阵列，其中具有不同极性的永久磁铁在相同方向上交替和成直线排列，和多个线圈模块，具有多个齿和装有衔铁线圈的槽。沿各磁铁阵列移动方向上设置的线圈模块之间的排列距离等于对应于当线圈模块移动一个磁极时所产生的齿槽效应力的任何一个周期的一半的长度与一个磁极对长度的整数倍的和或差。线圈模块通过连接件彼此连接，连接件沿磁铁阵列产生相对移动。

Description

线性驱动设备
技术领域
本发明涉及一种线性驱动设备，更具体来说，涉及一种通过使线圈模块相对线性电机等的永久磁铁做相对运动实施线性驱动的设备。该线性驱动设备可用作机床的工作台进给驱动器等或用作运输设备的驱动机构。
背景技术
一些情况下，线性驱动设备被用作机床的工作台进给驱动器等或用作运输设备的驱动机构。
已知这种驱动机构是线性电机等的驱动机构，使衔铁块相对成直线设置的永久磁铁运动。在这种线性电机中，由于永久磁铁的表面形状和线圈的槽形，会产生齿槽效应力。齿槽效应力妨碍了定位精确度和进给平稳度。
一种降低齿槽效应力的已知方法应用了无槽、无芯电机。然而，在无槽、无芯电机中，很难使用正弦波作为电动电压。因此，在驱动平稳度方面存在有问题。另一个问题是线圈和机器之间的低刚性使其难以完成快速反应控制。
如果使用槽线圈来降低齿槽效应力，带来的好处是电动电压可以容易地转变为正弦波，驱动可以平稳地执行，线圈和机器之间的刚性增加，这保证了快速反应的控制，通过缩小间距可以有效使用磁铁，这在经济上很有利。
例如，已知下面的文献是通过上述槽线圈装置来降低齿槽效应力的技术。
未审定日本专利公开第11-308848号公开了一种结构，其中衔铁被分成了三块，第一至第三衔铁以永久磁铁之间的三分之一安装间距来设置，因此，抵消了在各个衔铁中产生的齿槽效应力矩。JP2000-278931A公开了一种结构，其中通过以与衔铁块之间的间距对应的电角度相移衔铁块的衔铁线圈，衔铁块之间的齿槽效应推力被抵消。WO99/041825公开了一种结构，其中衔铁芯被分成了多块，通过在磁铁间距中的180°的电角度和分块的数量来决定块之间的设置间距，由此以与间距对应的电角度来相移横跨各间距的块芯的衔铁线圈。JP2002-101636A公开了一种结构，其中两套衔铁设置在其以180度的电角度切换的位置上。JP3360606B公开了一种结构，其中左右永久磁铁设置在切换的位置上，且衔铁齿设置在切换的位置上。
在上述文献描述的结构中，衔铁线圈相对衔铁块设置不同，以使衔铁线圈必须构造成位于特别相对各线性电机的位置。另外，为降低现有线性电机的齿槽效应力，需要重新排列衔铁线圈。结果，出现了增加改进成本的问题。
除了在行进方向上出现的齿槽效应力的问题，线性电机还存在另外一个问题，相对不同于行进方向的方向，也就是说，与行进方向(水平方向或垂直方向)正交的方向，产生了微小的波动，这与齿槽效应力同步产生。在一个线性驱动设备中，滑动装置通常限制在不同于行进方向的方向。然而，在某些情况下，在与滑动装置的行进方向不同的方向上会产生微小的波动。在高精确度定位的情况下，抑制在与滑动装置的行进方向不同的方向上产生的微小波动非常重要。
在上述文献描述的结构中，衔铁线圈的间距设置由永久磁铁的间距来决定，这就产生了问题：相对齿槽效应力，不能保证获得令人满意的抑制效果。
图1说明了磁铁阵列102与衔铁线圈103之间的位置关系，在磁铁阵列102中永久磁铁排列在移动方向，图2表示此时产生的齿槽效应力的波动。
在线性电机中，当衔铁线圈103沿磁铁阵列102移动一在相同磁极(南极或北极)的相邻永久磁铁之间的距离时，产生了如图2所示的齿槽效应力。齿槽效应力包括多个具有不同周期的齿槽效应波形部分。例如，在由一个极的长度产生的运动中，包括单周期齿槽效应波形、二周期齿槽效应波形和三周期齿槽效应波形。虽然包含在齿槽效应波形周期的许多部分通常被以整数倍转换，但在周期中的关系并非必须为整数倍。
根据一种已经提出的方法，齿槽效应力通过在永久磁铁间距的基础上设置衔铁线圈的排列间距来抑制。因此，该方法仅能用于一种周期的齿槽效应波形，不能用于具有不同周期的多种齿槽效应波形。
发明内容
本发明利用现有结构的驱动机构的部件，采用简单的结构降低了齿槽效应力。另外，本发明处理了具有不同周期的多个齿槽效应波形。此外，本发明不仅抑制了齿槽效应力，还抑制了垂直摆动的振动。
本发明用开槽线圈降低了齿槽效应力，这有利于可以采用正弦波的电动电压来保证平稳驱动，由于线圈模块的高刚性有利于快速反应控制，并有利于通过缩小间距有效利用磁铁，使制造成本降低。
根据本发明的一个方面，线性驱动设备包括：平行排列的由永久磁铁形成的多个磁铁阵列，其不同磁极交替排列；和沿所述磁铁阵列排列的多个线圈模块，其彼此连接以相对所述磁铁阵列移动，各线圈模块具有与衔铁线圈配合的齿和槽，所述线圈模块以通过分别将对应于不同齿槽效应力分量的半周期的长度加到多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中和从多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中减去对应于不同齿槽效应力分量的半周期的长度时而获得的排列距离中的任何一个排列距离进行排列，所述不同齿槽效应力分量是在所述线圈模块移动一个在磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离时产生的。
采用本发明的上述结构，不管排列位置与磁铁阵列的关系如何，线圈模块具有共同结构。这消除了形成只用于现有结构的驱动机构的线圈模块的必要性。另外，根据本发明的结构，通过沿磁铁阵列排列多列线圈模块，可以抵消振动。
相邻的两线圈模块形成第一线圈模块对，各第一线圈模块对的线圈模块以排列距离中的一个排列距离排列；相邻的两第一线圈模块对形成第二线圈模块对，各第二线圈模块对的第一线圈模块对以排列距离中的另一个排列距离排列；依次地相邻的两前面的线圈模块对形成后续的线圈模块对，各后续的线圈模块对的前面的线圈模块对以排列距离中的另一个排列距离排列。
这种结构可以处理齿槽效应力分量的多个周期的情况。另外，选择排列距离中的哪个排列距离可以自由决定。
多个磁铁阵列可包括至少一对磁铁阵列，在相对所述磁铁阵列的所述线圈模块的移动方向上，沿对称轴线对称排列。
根据本发明的另一方面，线性驱动设备包括：由永久磁铁形成的第一磁铁阵列，其不同磁极交替排列；由永久磁铁形成的第二磁铁阵列，其不同磁极交替排列，与第一磁铁阵列平行；多个线圈模块，均具有与衔铁线圈配合的齿和槽；和连接件，用来连接所述多个线圈模块，以相对所述第一和第二永久磁铁阵列移动，其中，多个线圈模块包括面对所述第一磁铁阵列的第一线圈模块，面对所述第一磁铁阵列的第二线圈模块，在线圈模块的移动方向上，第二线圈模块以通过将不同齿槽效应力分量的半周期加到多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中和从多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中减去不同齿槽效应力分量的半周期时而获得的排列距离中的一个排列距离间隔开，所述不同齿槽效应力分量是在所述第一线圈模块移动所述磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离时产生的，和面对所述第二磁铁阵列的第三和第四线圈模块，排列在分别与所述第一线圈模块和第二线圈模块相对应的位置。
在上述结构中，可提供线圈模块(2n)×2(n：大于0的整数)来减少不同齿槽效应力分量的n个周期。这种情况下，线圈模块2n-1的两个单元以排列距离中的一种排列距离排列以面对第一磁铁阵列和第二磁铁中的一个。
根据本发明的又一方面，线性驱动设备包括：多个永久磁铁的磁铁阵列，使不同磁极交替排列；和多个线圈模块，均具有与衔铁线圈配合的多个齿和槽；其中多个磁铁阵列的第一磁铁阵列和多个线圈模块的第一线圈模块彼此面对排列，形成第一组，多个磁铁阵列的第二磁铁阵列和多个线圈模块的第二线圈模块与第一磁铁阵列和第一线圈模块的第一装置平行排列，多个磁铁阵列的第三磁铁阵列和多个线圈模块的第三线圈模块与第一磁铁阵列和第一线圈模块的第一装置垂直排列，和多个磁铁阵列的第四磁铁阵列和多个线圈模块的第四线圈模块与第二磁铁阵列和第二线圈模块的所述第二装置垂直排列，所述第一至第四线圈模块中相邻的两个线圈模块移动一距离，该距离是通过将对应于齿槽效应力分量的半周期的长度加到多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中和从多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中减去对应于齿槽效应力分量的半周期的长度而获得的距离中的一个距离，和所述第一至第四线圈模块通过沿所述第一至第四磁铁阵列的连接件连接，相对所述第一至第四磁铁阵列移动。
在上述结构中，可提供线圈模块(2n)×2(n：大于0的整数)来减少不同齿槽效应力分量的n个周期。这种情况下，线圈模块2n-1的两个单元以排列距离中的一种排列距离彼此垂直排列。
线性驱动设备可进一步包括一流体轴承，用以相对所述磁铁阵列可动支持所述连接件。
通过在移动方向上排列多个线圈模块并用连接件彼此连接，本发明的线性驱动设备能够抑制垂直摆动的振动。
相对具有现有结构的驱动机构，本发明可以采用简单的结构来降低齿槽效应力。本发明能够处理具有不同周期的多种齿槽效应波形。另外，本发明不仅能够抑制齿槽效应力，而且还能够抑制垂直摆动的振动。
附图说明
图1是说明磁铁阵列102与衔铁线圈103之间的位置关系图，在磁铁阵列102中永久磁铁排列在移动方向；
图2表示齿槽效应力的波动图；
图3是说明根据本发明的线性驱动设备的一种结构的实施例的剖视图；
图4是说明根据本发明的线性驱动设备的一种结构的实施例的剖视图；
图5a和图5b分别说明一种结构的实施例，其中磁铁阵列和线圈模块对沿两条直线排列；
图6说明根据本发明的线性驱动设备的一种结构的实施例；
图7说明根据本发明的线性驱动设备的一种结构的实施例；
图8说明根据本发明的线性驱动设备的一种结构的实施例；
图9a至图9d说明一种结构，通过使用根据本发明的线性驱动设备，其中的具有n种周期的齿槽效应力被降低；
图10a和图10b说明一种结构，通过使用根据本发明的线性驱动设备，其中的具有n种周期的齿槽效应力被降低；和
图11a和图11b说明一种结构，通过使用根据本发明的线性驱动设备，其中的具有n种周期的齿槽效应力被降低。
具体实施方式
图3是说明根据本发明的线性驱动设备的一种结构的实施例的剖视图。图3所示结构的实施例中，包含两个线圈模块的线圈模块对沿磁铁阵列对的各磁铁阵列设置。
图3中，线性驱动设备1由磁铁阵列2A、2B和线圈模块3a-3d形成。
各磁铁阵列2A、2B由具有不同极性的多个永久磁铁4交错和成直线地排列。永久磁铁4排列的直线方向是一个移动体的移动方向。在图3所示结构的实施例中，第一磁铁阵列2A和第二磁铁阵列2B设置为使磁极位于外部。
一衔铁块6具有两个线圈模块对3A和3B。由第一线圈模块3a和第二线圈模块3b组成的线圈模块对3A设置在第一磁铁阵列2A的相对侧，而由第三线圈模块3c和第四线圈模块3d组成的线圈模块对3B设置在第二磁铁阵列2B的相对侧。通过这种设置，由第一线圈模块3a和第二线圈模块3b形成的线圈模块对3A，和由第三线圈模块3c和第四线圈模块3d形成的线圈模块对3B在磁铁阵列2上彼此相对设置。
各线圈模块3a至3d具有形成在齿10之间的槽11，衔铁线圈12缠绕在各槽11内。线圈模块3a至3d具有共同的结构。
虽然图3所示的实施例中设置了4个线圈模块，但要设置的线圈模块的数量不限于4个，如下所述，可以设有更多的线圈模块。同样在该情形下，设置的线圈模块彼此间仅排列间距不同，所有线圈模块的齿、槽、衔铁线圈等的结构相同。
四个线圈模块3a至3d通过连接件5连接，并相对磁铁阵列2A和2B一体移动。连接件5是一体移动线圈模块的装置。连接并非必须由连接件完成，可以使用任意的固定装置，例如通过一体形成来固定一相对位置关系的结构，只要固定装置能达到上述目的。
此处在线圈模块3a和线圈模块3b之间的排列距离L为对应于一个齿槽效应力的组成部分的任何一个周期的一半的长度与一个磁极对长度的整数倍的和或差，齿槽效应力是当线圈模块3a移动一个磁极对的长度时产生的，该磁极对的长度是相同磁极的相邻永久磁铁之间的距离。
如图2所示，齿槽效应力包括多个周期部分。通常，包括在一个磁极对的长度内出现的整数倍的周期部分，例如在一个磁极长度中出现一次、二次、三次等的一个周期部分。然而，周期部分并非必须限于上述描述的那些。
要减少的周期部分选自包含在齿槽效应力中的多个周期，且与半个周期对应的长度与磁极对的整数倍长度的和或差定义为在线圈模块3a和线圈模块3b之间的排列距离L。如果出现一个磁极对整数倍长度的变化，即使排列距离增加作为线圈模块之间关系的上述长度且磁铁阵列在电角度方面保持相同，也不会影响齿槽效应力的降低，因此用作调整线圈模块3a和线圈模块3b之间的距离。
所以，根据本发明的结构，通过设置具有共同结构的线圈模块之间的排列距离，可以减少要减少的选自在实际线性驱动设备中产生的齿槽效应力的周期部分。
图4表示一个实施例，该实施例使图3所示实施例中的磁铁阵列和线圈模块位置关系相反。两磁铁阵列2A和2B以一距离彼此相对。线圈模块对3A和3B设置在磁铁阵列2A和2B之间，面对在各自磁铁阵列内所示的磁极。通过使用连接件5，线圈模块3A和3B被互相连接。通过用粘接剂等将二者粘在一起来替代使用连接件，可以完成线圈模块3A和3B的连接。
在线圈模块对3A中，线圈模块3a和线圈模块3b以规定排列间距L设置。如所提及的那样，排列间距L为对应于齿槽效应力的任何一个周期的一半的长度与一个磁极对长度的整数倍的和或差，槽效应力是当线圈模块移动一个磁极时产生的。
对于线圈模块对3B，线圈模块3c和线圈模块3d同样以规定排列间距L设置。
线圈模块对3A和线圈模块对3B夹在磁铁阵列2A和磁铁阵列2B之间，与各自磁铁阵列的磁极相对设置，由此因连接件5而一体移动。
一对磁铁阵列和线圈模块并非必须如图3和图4所示的那样沿一直线排列，也可沿多条直线排列。图5a和图5b分别表示一实施例，其中一对磁铁阵列和线圈模块沿两条直线排列。
如所提及的那样，图5a图示了一种结构，其中磁铁阵列和线圈模块对沿一条直线排列。在这种结构中，线圈模块3a和线圈模块3b沿成直线排列的磁铁阵列2中的一个设置，并且在线圈模块3a和线圈模块3b之间设有排列间距L。
相反地，图5b所示的结构中，设有成直线排列的两个磁铁阵列2a和2b。线圈模块3a沿磁铁阵列2a设置，线圈模块3b沿磁铁阵列2b设置。在线圈模块3a和线圈模块3b之间设有排列间距L。采用这种结构，由线圈模块3a和3b组成的线圈模块对的长度可以减小。
图5a和图5b中所示结构的实施例，将参照图6至图8来说明。
图6和图7所示结构的实施例中，磁铁阵列2A由以直角设置的磁铁阵列2a和磁铁阵列2b形成，同周期和同相位的磁极沿移动方向设置。虽未在图中示出，磁铁阵列2B由以直角设置的两个磁铁阵列形成，并且相同周期和相同相位的磁极同样沿移动方向设置。
然后，线圈模块对3A相对磁铁阵列2A设置，线圈模块对3B相对磁铁阵列2B设置。
线圈模块对3A由线圈模块3a和线圈模块3b形成。线圈模块3a相对磁铁阵列2a设置，线圈模块3b相对磁铁阵列2b设置。线圈模块3a和线圈模块3b以排列间距L隔开。
同样，线圈模块对3B由线圈模块3c和线圈模块3d形成。线圈模块3c相对磁铁阵列2c(未示出)设置，线圈模块3d相对磁铁阵列2d(未示出)设置。线圈模块3c和线圈模块3d以排列间距L隔开。
如所描述的那样，排列间距L为对应于当线圈模块移动一个磁极时所产生的齿槽效应力的任何一个周期的一半与一个磁极对长度的整数倍的和或差。
图7表示一种结构，其中如图6所示形成的线圈模块3a至3d由连接件5连接，以一体移动。
通过使其一体移动地形成所有线圈模块，可以降低齿槽效应力和永久磁铁与线圈模块的吸引。
如图8所示，磁铁阵列和线圈模块之间的关系可通过将磁铁阵列设置在外部、将线圈模块设置在内部来形成。图8所示结构的实施例中，磁铁阵列和线圈模块之间的位置关系与在图7所示结构的实施例中的位置关系相反。
图8所示结构的实施例中，线圈模块3a至3d环绕连接件5设置，磁铁阵列2a至2d设置在线圈模块的外周边侧。线圈模块3a和线圈模块3b相对磁铁阵列的排列方向以排列间距L隔开，由此来形成线圈模块对3A。另外，线圈模块3c和线圈模块3d相对磁铁阵列的排列方向以排列间距L隔开，由此来形成线圈模块对3B。
在磁铁阵列2a至2d中，与线圈模块3A相对应，磁铁阵列2a和2b形成磁铁阵列对2A，与线圈模块3B相对应，磁铁阵列2c和2d形成磁铁阵列对2B。
在上述结构的实施例中，通过由连接件5连接线圈模块3a至3d来形成一体移动，可降低齿槽效应力和永久磁铁与线圈模块之间的吸引。
如图2所示，当线圈在南极和北极之间移动一个磁极对时，所产生的齿槽效应力作为多个周期的复合而出现。在各上述结构中，两线圈模块以规定排列间距隔开，排列间距根据多个周期部分的一个来设置，由此降低了周期部分的齿槽效应力。由此，采用上述结构，仅可减少多个周期部分中的一个周期部分。
通过使用包含(2的n次幂)×2个线圈模块的线圈模块，本发明的线性驱动设备能够降低具有n种周期的齿槽效应力。
下面将说明降低具有n种周期的齿槽效应力的结构。
图9a表示减少一种周期部分的结构的实施例，图9b表示减少两种周期部分的结构的实施例，图9c表示减少三种周期部分的结构的实施例，图9d表示减少四种周期部分的结构的实施例。
图9a所示结构的实施例所应用的情况中的周期数n为“1”。第一线圈模块对CM1设在磁铁阵列2的两侧。线圈模块对CM1由两个所述线圈模块形成，根据要减少的周期部分(第一周期部分)，设置两个线圈模块之间的排列间距。
因此，位于一侧的线圈模块对需要两个(＝2的一次幂)线圈模块。通过将线圈模块对设在磁铁阵列2的每侧，线圈模块的数量为4(＝2×2)。
图10a表示第一线圈模块对CM1的结构实施例。基于第一周期部分一半的长度设置线圈模块3a和3b之间的排列间距。
图9b所示结构的实施例所应用的情况中的周期数n为“2”。两个第一线圈模块对CM1设在磁铁阵列2的每侧，由此提供第二线圈模块对CM2。如所提及的那样，根据多个周期部分中的一个周期部分(第一周期部分)，设置第一线圈模块对CM1的排列间距。
线圈模块对CM2由两个第一线圈模块对CM1形成，并根据多个周期部分中的另一周期部分(第二周期部分)设置两个线圈模块之间的排列间距。
结果，位于一侧的第二线圈模块对CM2需要4个(2的二次幂)线圈模块。通过将该线圈模块对设在磁铁阵列2的每侧，线圈模块的数量为8(＝4×2)。
根据上述结构，包含在第二线圈模块对CM2中的线圈模块以相应于两种周期部分(第一和第二周期部分)的排列间距设置。
图10b和图11a表示第二线圈模块对CM2的结构实施例。基于第一周期部分一半的长度设置此处的线圈模块3a和3b之间的排列间距，并基于第二周期部分一半的长度设置第一线圈模块对CM1的排列间距。
图9c所示结构的实施例所应用的情况中的周期数n为“3”。两个第二线圈模块对CM2设在磁铁阵列2的每侧，由此提供第三线圈模块对CM3。根据多个周期部分中的一个周期部分(第一周期部分)，设置第一线圈模块对CM1的排列间距，并根据多个周期部分中的另一个周期部分(第二周期部分)，设置第二线圈模块对CM2的排列间距。
第三线圈模块对CM3由两个第二线圈模块对CM2形成，并根据多个周期部分中的又一周期部分(第三周期部分)设置两个线圈模块之间的排列间距。
因此，位于一侧的第三线圈模块对CM3需要8个(2的三次幂)线圈模块。通过将该线圈模块对设在磁铁阵列2的每侧，线圈模块的数量为16(＝8×2)。
根据上述结构，包含在第三线圈模块对CM3中的线圈模块以相应于三种周期部分(第一至第三周期部分)的排列间距设置。
图11b表示第三线圈模块对CM3的结构实施例。基于第一周期部分一半的长度设置线圈模块3a和3b之间的排列间距。基于第二周期部分一半的长度设置第一线圈模块对CM1的排列间距。基于第三周期部分一半的长度设置第二线圈模块对CM2的排列间距。
图9d所示结构的实施例所应用的情况中的周期数n为“4”。两个第三线圈模块对CM3设在磁铁阵列2的每侧，由此提供第四线圈模块对CM4。根据多个周期部分中的一个周期部分(第一周期部分)，设置第一线圈模块对CM1之间的排列间距。根据多个周期部分中的另一个周期部分(第二周期部分)，设置第二线圈模块对CM2的排列间距。根据多个周期部分中的又一个周期部分(第三周期部分)，设置第三线圈模块对CM3的排列间距。
第四线圈模块对CM4由两个第三线圈模块对CM3形成，并根据多个周期部分中的又一周期部分(第四周期部分)设置两个线圈模块之间的排列间距。
结果，位于一侧的第四线圈模块对CM4需要16个(2的四次幂)线圈模块。通过将该线圈模块对设在磁铁阵列2的两侧，线圈模块的数量为32(＝16×2)。
根据上述结构，包含在第四线圈模块对CM4中的线圈模块以相应于四种周期部分(第一至第四周期部分)的排列间距设置。

Claims (12)

1.一种线性驱动设备，包括：
平行排列的由永久磁铁形成的多个磁铁阵列，其不同磁极交替排列；和
沿所述磁铁阵列排列的多个线圈模块，其彼此连接以相对所述磁铁阵列移动，各线圈模块具有与衔铁线圈配合的齿和槽，
所述线圈模块以通过分别将对应于不同齿槽效应力分量的半周期的长度加到多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中和从多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中减去对应于不同齿槽效应力分量的半周期的长度时而获得的排列距离中的任何一个排列距离进行排列，所述不同齿槽效应力分量是所述线圈模块移动一个在磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离时产生的。
2.根据权利要求1的线性驱动设备，其中，相邻的两线圈模块形成第一线圈模块对，各第一线圈模块对的线圈模块以排列距离中的一个排列距离排列；相邻的两第一线圈模块对形成第二线圈模块对，各第二线圈模块对的第一线圈模块对以排列距离中的另一个排列距离排列；依次地相邻的两前面的线圈模块对形成后续的线圈模块对，各后续的线圈模块对的前面的线圈模块对以排列距离中的另一个排列距离排列。
3.根据权利要求1的线性驱动设备，其中，多个磁铁阵列包括至少一对磁铁阵列，所述一对磁铁阵列在相对所述磁铁阵列的所述线圈模块的一个移动方向上沿一个对称轴线对称地排列。
4.根据权利要求1的线性驱动设备，还包括一流体轴承，用以相对所述磁铁阵列可移动地支持所述线圈模块。
5.一种线性驱动设备，包括：
由永久磁铁形成的第一磁铁阵列，其不同磁极交替排列；
由永久磁铁形成的第二磁铁阵列，其不同磁极交替排列，与第一磁铁阵列平行；
多个线圈模块，均具有齿和装有衔铁线圈的槽；和
连接件，用来连接所述多个线圈模块，以相对所述第一和第二永久磁铁阵列移动，
其中，多个线圈模块包括面对所述第一磁铁阵列的第一线圈模块，面对所述第一磁铁阵列的第二线圈模块，在线圈模块的移动方向上，第二线圈模块以通过将不同齿槽效应力分量的半周期加到多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中和从多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中减去不同齿槽效应力分量的半周期时而获得的排列距离中的一个排列距离间隔开，所述不同齿槽效应力分量是所述第一线圈模块移动所述磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离时产生的，和面对所述第二磁铁阵列的第三和第四线圈模块，排列在分别与所述第一线圈模块和第二线圈模块相对应的位置。
6.根据权利要求5的线性驱动设备，其中，设置(2n)×2(n：大于0的整数)个线圈模块来减少不同齿槽效应力分量的n个周期。
7.根据权利要求6的线性驱动设备，其中，2n-1个线圈模块的两个单元以排列距离中的一个排列距离排列以与第一磁铁阵列和第二磁铁阵列中的一个相面对。
8.根据权利要求5的线性驱动设备，还包括一流体轴承，用以相对所述磁铁阵列可动支持所述连接件。
9.一种线性驱动设备，包括：
多个永久磁铁的磁铁阵列，使不同磁极交替排列；和
多个线圈模块，均具有与衔铁线圈配合的多个齿和槽；其中
多个磁铁阵列的第一磁铁阵列和多个线圈模块的第一线圈模块彼此面对排列，形成第一组，
多个磁铁阵列的第二磁铁阵列和多个线圈模块的第二线圈模块与第一磁铁阵列和第一线圈模块的第一装置平行排列，
多个磁铁阵列的第三磁铁阵列和多个线圈模块的第三线圈模块与第一磁铁阵列和第一线圈模块的第一装置垂直排列，和
多个磁铁阵列的第四磁铁阵列和多个线圈模块的第四线圈模块与第二磁铁阵列和第二线圈模块的所述第二装置垂直排列，
所述第一至第四线圈模块中相邻的两个线圈模块移动一距离，该距离是通过将对应于齿槽效应力分量的半周期的长度加到多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中和从多个磁极相同的相邻永久磁铁之间的距离中减去对应于齿槽效应力分量的半周期的长度而获得的距离中的一个距离，和
所述第一至第四线圈模块通过沿所述第一至第四磁铁阵列的连接件连接，相对所述第一至第四磁铁阵列移动。
10.根据权利要求9的线性驱动设备，其中，设置(2n)×2(n：大于0的整数)个线圈模块来减少不同齿槽效应力分量的n个周期。
11.根据权利要求10的线性驱动设备，其中，2n-1个线圈模块的两个单元以排列距离中的一个排列距离彼此垂直排列。
12.根据权利要求9的线性驱动设备，还包括一流体轴承，用以相对所述磁铁阵列可动支持所述连接件。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101829924A (zh) * 2009-03-11 2010-09-15 发那科株式会社 具有两个腔室的直线驱动装置及其引导结构
CN101895187A (zh) * 2010-08-17 2010-11-24 哈尔滨工业大学 直线永磁同步电机
US8067863B2 (en) 2007-01-18 2011-11-29 Bose Corporation Detent force correcting
CN101286687B (zh) * 2007-03-08 2012-07-18 山洋电气株式会社 直线电动机
CN101803161B (zh) * 2007-09-14 2012-11-07 Thk株式会社 线性电动机以及降低线性电动机的齿槽效应的方法
CN103199669A (zh) * 2013-02-25 2013-07-10 哈尔滨工业大学 多相大行程圆筒型磁通切换式直线电机
CN104968594A (zh) * 2013-02-06 2015-10-07 奥的斯电梯公司 用于电梯系统的自推进式货物升降机
CN105281535A (zh) * 2015-11-10 2016-01-27 北京顿一科技有限公司 一种直线运动线性模组
CN105576938A (zh) * 2014-10-29 2016-05-11 发那科株式会社 直线电动机
CN106165273A (zh) * 2014-03-28 2016-11-23 日立金属株式会社 致动器、动子和电枢
CN108023460A (zh) * 2018-02-02 2018-05-11 上海莫戈纳机电科技有限公司 线性电机
CN112214857A (zh) * 2020-12-01 2021-01-12 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 双边模块化低定位力永磁同步直线电机及其性能优化方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7692768B2 (en) * 2006-06-29 2010-04-06 Nikon Corporation Iron core motor driven automatic reticle blind
JP5347218B2 (ja) * 2006-10-18 2013-11-20 株式会社安川電機 大推力リニアモータユニット
WO2009041316A1 (ja) * 2007-09-28 2009-04-02 Thk Co., Ltd. リニアモータシステム
JP2009183041A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Nidec Sankyo Corp リニアモータ
CN101958633B (zh) * 2010-09-26 2013-07-24 华中科技大学 一种基于组合铁芯初级的永磁同步直线电机
US8729745B2 (en) * 2010-10-25 2014-05-20 Asm Assembly Automation Ltd Multiple-phase linear switched reluctance motor
US10214387B2 (en) * 2016-05-13 2019-02-26 Otis Elevator Company Magnetic elevator drive member and method of manufacture
CN108757374B (zh) * 2018-06-05 2019-08-30 华中科技大学 双边永磁直线电机驱动式柱塞泵
DE102020106146A1 (de) 2020-03-06 2021-09-09 Feaam Gmbh Linearmaschine und Verfahren zum Betreiben der Linearmaschine
WO2024100907A1 (ja) * 2022-11-10 2024-05-16 Ｗｏｌｏｎｇモ－タ－制御技術株式会社 リニアモータ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08205514A (ja) * 1995-01-26 1996-08-09 Fanuc Ltd リニア同期モータ
JP3430770B2 (ja) * 1996-01-31 2003-07-28 松下電工株式会社 ドア開閉用リニアモータ
JPH09322518A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp 永久磁石使用同期形リニアモータ
EP1056187A4 (en) * 1998-02-13 2005-11-02 Yaskawa Denki Seisakusho Kk LINEAR MOTOR
JP3360606B2 (ja) 1998-03-10 2002-12-24 株式会社安川電機 リニアモータ
JP4110335B2 (ja) 1998-04-20 2008-07-02 株式会社安川電機 リニアモータ
JP2000278931A (ja) 1999-03-19 2000-10-06 Yaskawa Electric Corp リニアモータ
US20030038556A1 (en) * 2000-03-30 2003-02-27 Gieskes Koenraad Alexander Variable reluctance motor
JP2002101636A (ja) 2000-09-20 2002-04-05 Yaskawa Electric Corp リニアモータ
JP2003274630A (ja) * 2002-03-13 2003-09-26 Shin Etsu Chem Co Ltd リニアモータ
NL1025269C2 (nl) * 2004-01-16 2005-07-19 Mlm Motors B V Modulaire lineaire motor.

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8067863B2 (en) 2007-01-18 2011-11-29 Bose Corporation Detent force correcting
CN101611530B (zh) * 2007-01-18 2012-10-10 伯斯有限公司 磁阻力减小的直线电磁致动器
CN101286687B (zh) * 2007-03-08 2012-07-18 山洋电气株式会社 直线电动机
CN101803161B (zh) * 2007-09-14 2012-11-07 Thk株式会社 线性电动机以及降低线性电动机的齿槽效应的方法
CN101829924B (zh) * 2009-03-11 2012-05-23 发那科株式会社 具有两个腔室的直线驱动装置及其引导结构
CN101829924A (zh) * 2009-03-11 2010-09-15 发那科株式会社 具有两个腔室的直线驱动装置及其引导结构
CN101895187A (zh) * 2010-08-17 2010-11-24 哈尔滨工业大学 直线永磁同步电机
CN101895187B (zh) * 2010-08-17 2012-06-27 哈尔滨工业大学 直线永磁同步电机
CN104968594A (zh) * 2013-02-06 2015-10-07 奥的斯电梯公司 用于电梯系统的自推进式货物升降机
CN103199669A (zh) * 2013-02-25 2013-07-10 哈尔滨工业大学 多相大行程圆筒型磁通切换式直线电机
CN103199669B (zh) * 2013-02-25 2016-04-13 哈尔滨工业大学 多相大行程圆筒型磁通切换式直线电机
CN106165273A (zh) * 2014-03-28 2016-11-23 日立金属株式会社 致动器、动子和电枢
CN105576938A (zh) * 2014-10-29 2016-05-11 发那科株式会社 直线电动机
CN105576938B (zh) * 2014-10-29 2019-02-05 发那科株式会社 直线电动机
US10355575B2 (en) 2014-10-29 2019-07-16 Fanuc Corporation Linear motor with reduced cogging force
CN105281535A (zh) * 2015-11-10 2016-01-27 北京顿一科技有限公司 一种直线运动线性模组
CN108023460A (zh) * 2018-02-02 2018-05-11 上海莫戈纳机电科技有限公司 线性电机
CN112214857A (zh) * 2020-12-01 2021-01-12 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 双边模块化低定位力永磁同步直线电机及其性能优化方法
CN112214857B (zh) * 2020-12-01 2021-02-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 双边模块化低定位力永磁同步直线电机及其性能优化方法

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