JP2003070226A - リニア同期モータ - Google Patents
リニア同期モータInfo
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- JP2003070226A JP2003070226A JP2001253059A JP2001253059A JP2003070226A JP 2003070226 A JP2003070226 A JP 2003070226A JP 2001253059 A JP2001253059 A JP 2001253059A JP 2001253059 A JP2001253059 A JP 2001253059A JP 2003070226 A JP2003070226 A JP 2003070226A
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- mover
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定子側の永久磁石の磁化方向及び配列を工
夫することによって、永久磁石列による磁束密度分布を
略正弦波とし、可動子コイルに誘起される逆起電力を正
弦波に近づけることによりコギングトルクを低減して可
動子推力のリップルを小さくする。 【解決手段】 コイルを有する一次側可動子と、複数の
永久磁石を直線に沿って配置した二次側固定子とを備
え、コイルに通電することにより可動子を二次側固定子
に沿って直線的に移動させるリニア同期モータにおい
て、前記複数の永久磁石を隣接して配置すると共に、隣
接する永久磁石の磁化方向を可動子の移動方向及び直角
方向に９０°ずつ異ならせたる。
夫することによって、永久磁石列による磁束密度分布を
略正弦波とし、可動子コイルに誘起される逆起電力を正
弦波に近づけることによりコギングトルクを低減して可
動子推力のリップルを小さくする。 【解決手段】 コイルを有する一次側可動子と、複数の
永久磁石を直線に沿って配置した二次側固定子とを備
え、コイルに通電することにより可動子を二次側固定子
に沿って直線的に移動させるリニア同期モータにおい
て、前記複数の永久磁石を隣接して配置すると共に、隣
接する永久磁石の磁化方向を可動子の移動方向及び直角
方向に９０°ずつ異ならせたる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リニア同期モータに関
し、特に、二次側固定子を構成する永久磁石の磁化方向
及び配置を工夫してコギングトルクを減少させたリニア
同期モータに関する。本発明によれば、コギングトルク
を小さくできるので、可動子推力のリップル（脈動）が
小さいリニア同期モータを実現できる。本発明に係るリ
ニア同期モータは、例えば、工場、倉庫等での物品搬送
装置、更には、部品装着装置、工作機械等の種々の位置
制御装置に使用して最適である。
し、特に、二次側固定子を構成する永久磁石の磁化方向
及び配置を工夫してコギングトルクを減少させたリニア
同期モータに関する。本発明によれば、コギングトルク
を小さくできるので、可動子推力のリップル（脈動）が
小さいリニア同期モータを実現できる。本発明に係るリ
ニア同期モータは、例えば、工場、倉庫等での物品搬送
装置、更には、部品装着装置、工作機械等の種々の位置
制御装置に使用して最適である。
【０００２】
【従来の技術】リニア同期モータは、周知のように、Ｄ
Ｃ（直流）ブラシレスモータ（もしくはＡＣ（交流）サ
ーボモータ）を直線状に展開したものに相当し、リニア
同期モータの可動子にはコア（鉄心）を使用するものと
使用しないものとがある。
Ｃ（直流）ブラシレスモータ（もしくはＡＣ（交流）サ
ーボモータ）を直線状に展開したものに相当し、リニア
同期モータの可動子にはコア（鉄心）を使用するものと
使用しないものとがある。
【０００３】可動子にコアを使用しない場合（コアレス
型）には、コアに起因するコギングトルクがないので推
力リップルは無視できる程度に小さいという利点があ
る。しかし、コアがないため磁束を収束できないので可
動子推力が小さいという欠点がある。一方、コイルをコ
アに巻回したコア付型では、可動子推力を大きくできる
一方コアの存在（コイルを巻回するスロットの存在）に
基づくコギングトルクが大きいので可動子推力にリップ
ルが生ずるという問題があった。更に、リニア同期モー
タは、直線状に展開した構造上から、回転型モータのよ
うにコギングトルクを相殺することが困難なため、回転
型モータよりもコギングトルクが大きく、このコギング
トルクを如何にして小さくできるかという課題があっ
た。
型）には、コアに起因するコギングトルクがないので推
力リップルは無視できる程度に小さいという利点があ
る。しかし、コアがないため磁束を収束できないので可
動子推力が小さいという欠点がある。一方、コイルをコ
アに巻回したコア付型では、可動子推力を大きくできる
一方コアの存在（コイルを巻回するスロットの存在）に
基づくコギングトルクが大きいので可動子推力にリップ
ルが生ずるという問題があった。更に、リニア同期モー
タは、直線状に展開した構造上から、回転型モータのよ
うにコギングトルクを相殺することが困難なため、回転
型モータよりもコギングトルクが大きく、このコギング
トルクを如何にして小さくできるかという課題があっ
た。
【０００４】図４（ａ）を参照して本発明が応用される
従来のリニア同期モータの一例を簡単に説明する。図４
（ａ）はリニア同期モータ（１０で示す）の斜視図であ
り、分かりやすくするため、可動子１２をモータから分
離して図示している。リニア同期モータ１０は、可動子
１２の他に、モータ全体を支持する板状の台１４と、こ
の台１４の上に設けられた２本のガイドレール１６ａ及
び１６ｂ、複数の永久磁石１８を配置するバックヨーク
（基板）２０（このバックヨーク２０の上に配置された
永久磁石列を２２で示す）、可動子１２が固定され且つ
可動子１２と共にガイドレール１６に沿って移動可能な
リニアガイド２４等を有する。バックヨーク２０とこの
基板上に配置した永久磁石列２２との組み合わせが二次
側固定子２６である。
従来のリニア同期モータの一例を簡単に説明する。図４
（ａ）はリニア同期モータ（１０で示す）の斜視図であ
り、分かりやすくするため、可動子１２をモータから分
離して図示している。リニア同期モータ１０は、可動子
１２の他に、モータ全体を支持する板状の台１４と、こ
の台１４の上に設けられた２本のガイドレール１６ａ及
び１６ｂ、複数の永久磁石１８を配置するバックヨーク
（基板）２０（このバックヨーク２０の上に配置された
永久磁石列を２２で示す）、可動子１２が固定され且つ
可動子１２と共にガイドレール１６に沿って移動可能な
リニアガイド２４等を有する。バックヨーク２０とこの
基板上に配置した永久磁石列２２との組み合わせが二次
側固定子２６である。
【０００５】更に、図４（ａ）に示すように、可動子１
２の位置を検出するためのエンコーダ２８がガイドレー
ル１６ｂに沿って設けられている。リミットスイッチ３
０は可動子１２が磁石列２２の端部に移動したときに動
作するスイッチである。可動子１２の上部にはステージ
３２があり、下部（参照番号３４で示す）にはコイルを
巻回したコアが配置されている。このコイルに通電する
ことによりコイルに発生する磁場と磁石列の周期磁場と
の吸引力と反発力とにより可動子１２を水平方向に駆動
し、可動子１２の位置はエンコーダ２８により検出され
る。尚、リニア同期モータ自体は公知であり、本発明は
リニア同期モータの永久磁石の磁化方向及び配置に関す
るので、リニア同期モータの制御装置等については説明
を省略する。
２の位置を検出するためのエンコーダ２８がガイドレー
ル１６ｂに沿って設けられている。リミットスイッチ３
０は可動子１２が磁石列２２の端部に移動したときに動
作するスイッチである。可動子１２の上部にはステージ
３２があり、下部（参照番号３４で示す）にはコイルを
巻回したコアが配置されている。このコイルに通電する
ことによりコイルに発生する磁場と磁石列の周期磁場と
の吸引力と反発力とにより可動子１２を水平方向に駆動
し、可動子１２の位置はエンコーダ２８により検出され
る。尚、リニア同期モータ自体は公知であり、本発明は
リニア同期モータの永久磁石の磁化方向及び配置に関す
るので、リニア同期モータの制御装置等については説明
を省略する。
【０００６】図４（ｂ）は、図４（a）で説明した二次
側固定子２６の概略を示す側面図である。図４（ｂ）に
示すように、永久磁石を配置するバックヨーク２０の上
には複数の永久磁石１８が、所定の間隔を置いて一定方
向（可動子１２の移動方向３６）に配置されている。永
久磁石１８の磁化方向は、可動子１２の移動方向に対し
て直角であり、所定間隔を置いた隣の磁石とは夫々磁化
方向が１８０°異なっている。
側固定子２６の概略を示す側面図である。図４（ｂ）に
示すように、永久磁石を配置するバックヨーク２０の上
には複数の永久磁石１８が、所定の間隔を置いて一定方
向（可動子１２の移動方向３６）に配置されている。永
久磁石１８の磁化方向は、可動子１２の移動方向に対し
て直角であり、所定間隔を置いた隣の磁石とは夫々磁化
方向が１８０°異なっている。
【０００７】上述したように、コイルをコアに巻回した
コア付型のリニア同期モータでは、可動子推力を大きく
できる反面、コアの存在（コイルを巻回するためのスロ
ットの存在）に基づくコギングトルクが大きいため可動
子推力がリップル（脈動）するという問題があった。こ
の可動子推力のトルクリップルは、可動子コイルに誘起
される逆起電力が正弦波でないことによるものであり、
この逆起電力を正弦波に近づけることによって可動子推
力リップルを減少させることができる。このため、従来
から、永久磁石を固定子側に設けたリニア同期モータで
は、可動子コイルに誘起される逆起電力を正弦波に近づ
けるために下記の様な提案がなされてきた。
コア付型のリニア同期モータでは、可動子推力を大きく
できる反面、コアの存在（コイルを巻回するためのスロ
ットの存在）に基づくコギングトルクが大きいため可動
子推力がリップル（脈動）するという問題があった。こ
の可動子推力のトルクリップルは、可動子コイルに誘起
される逆起電力が正弦波でないことによるものであり、
この逆起電力を正弦波に近づけることによって可動子推
力リップルを減少させることができる。このため、従来
から、永久磁石を固定子側に設けたリニア同期モータで
は、可動子コイルに誘起される逆起電力を正弦波に近づ
けるために下記の様な提案がなされてきた。
【０００８】その内の一は、固定子の永久磁石をスキュ
ー(skew)させることである。例えば、図４（ｂ）の例の
ように永久磁石３０を可動子１２の運動方向に直角に配
置するのではなく、可動子１２の運動方向に対して斜め
に配置する方法である。リニアモータに使用される永久
磁石は通常板状なので、リニアモータでの永久磁石のス
キューは、永久磁石を湾曲した形状とする回転型モータ
でのスキューに比べて容易である。
ー(skew)させることである。例えば、図４（ｂ）の例の
ように永久磁石３０を可動子１２の運動方向に直角に配
置するのではなく、可動子１２の運動方向に対して斜め
に配置する方法である。リニアモータに使用される永久
磁石は通常板状なので、リニアモータでの永久磁石のス
キューは、永久磁石を湾曲した形状とする回転型モータ
でのスキューに比べて容易である。
【０００９】更に、可動子１２の歯（ティース）の形
状、コイルを収納するスロット端部の形状を工夫した
り、或いは、可動子１２の歯をスキューさせたりする方
法もある。更に又、可動子コイルのピッチの調節、固定
子の磁極数と可動子の歯数との比率等を工夫し、可動子
コイルに誘起される逆起電力を正弦波に近づける努力が
なされてきた。
状、コイルを収納するスロット端部の形状を工夫した
り、或いは、可動子１２の歯をスキューさせたりする方
法もある。更に又、可動子コイルのピッチの調節、固定
子の磁極数と可動子の歯数との比率等を工夫し、可動子
コイルに誘起される逆起電力を正弦波に近づける努力が
なされてきた。
【００１０】しかしながら、コア付のリニア同期モータ
は、回転型同期モータに比べ、コギングトルクが大きい
ため、上述の従来の方法を単独で使用するのではなく、
複数組み合わせて使用するのが普通であった。しかし、
この様にするとコギングトルクを或る程度まで低減でき
る反面、可動子推力が大幅に低下するという問題があっ
た。
は、回転型同期モータに比べ、コギングトルクが大きい
ため、上述の従来の方法を単独で使用するのではなく、
複数組み合わせて使用するのが普通であった。しかし、
この様にするとコギングトルクを或る程度まで低減でき
る反面、可動子推力が大幅に低下するという問題があっ
た。
【００１１】
【発明の目的】したがって、本発明の目的は、固定子側
の永久磁石の磁化方向及び配列を工夫することによっ
て、永久磁石列による磁束密度分布を略正弦波とするこ
とにより、可動子コイルに誘起される逆起電力を正弦波
に近づけることによって従来の問題を解決することであ
る。
の永久磁石の磁化方向及び配列を工夫することによっ
て、永久磁石列による磁束密度分布を略正弦波とするこ
とにより、可動子コイルに誘起される逆起電力を正弦波
に近づけることによって従来の問題を解決することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、コイルを有す
る一次側可動子と、複数の永久磁石を直線に沿って配置
した二次側固定子とを備え、コイルに通電することによ
り可動子を二次側固定子に沿って直線的に移動させるリ
ニア同期モータにおいて、前記複数の永久磁石を隣接し
て配置すると共に、隣接する永久磁石の磁化方向を可動
子の移動方向及び直角方向に９０°ずつ異ならせたこと
を特徴とするリニア同期モータである。
る一次側可動子と、複数の永久磁石を直線に沿って配置
した二次側固定子とを備え、コイルに通電することによ
り可動子を二次側固定子に沿って直線的に移動させるリ
ニア同期モータにおいて、前記複数の永久磁石を隣接し
て配置すると共に、隣接する永久磁石の磁化方向を可動
子の移動方向及び直角方向に９０°ずつ異ならせたこと
を特徴とするリニア同期モータである。
【００１３】
【実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図３を参照
して説明する。
して説明する。
【００１４】図１(ａ)は、本発明の第１の実施の形態を
説明する図であり、複数の永久磁石４０を隣接させてバ
ックヨーク４１上に配置した永久磁石列４２を示してい
る。磁石列４２の上の矢印４４は可動子（図示せず）の
移動方向を示し、参照番号４６は磁石列４２の上方に形
成される磁束密度の分布（周期磁場）を指す。
説明する図であり、複数の永久磁石４０を隣接させてバ
ックヨーク４１上に配置した永久磁石列４２を示してい
る。磁石列４２の上の矢印４４は可動子（図示せず）の
移動方向を示し、参照番号４６は磁石列４２の上方に形
成される磁束密度の分布（周期磁場）を指す。
【００１５】永久磁石４０の内部の矢印は磁石の磁化方
向を示し、隣接する永久磁石４０の磁化方向は可動子の
移動方向４４及びこの移動方向４４に直角の方向に９０
°ずつ異なっている。外形寸法及び磁気特性の等しい
（略等しい）複数の永久磁石４０を図１（ａ）のように
配列することにより、可動子の移動方向に直角の磁場
（図面では上下方向の矢印の磁場）と、可動子の移動方
向に並行する磁場（図面では水平方向の矢印の磁場）が
重畳する結果、磁石列４２の両端部を除いて、磁石列４
２の上方に形成される磁束密度の分布（周期磁場）４６
を正弦波（略正弦波）とすることができる。従って、可
動子コイルに誘起される逆起電力も略正弦波となり、基
本波（正弦波）に対する高調波成分を小さくできるの
で、可動子推力のリップルを大幅に減少させることが可
能である。
向を示し、隣接する永久磁石４０の磁化方向は可動子の
移動方向４４及びこの移動方向４４に直角の方向に９０
°ずつ異なっている。外形寸法及び磁気特性の等しい
（略等しい）複数の永久磁石４０を図１（ａ）のように
配列することにより、可動子の移動方向に直角の磁場
（図面では上下方向の矢印の磁場）と、可動子の移動方
向に並行する磁場（図面では水平方向の矢印の磁場）が
重畳する結果、磁石列４２の両端部を除いて、磁石列４
２の上方に形成される磁束密度の分布（周期磁場）４６
を正弦波（略正弦波）とすることができる。従って、可
動子コイルに誘起される逆起電力も略正弦波となり、基
本波（正弦波）に対する高調波成分を小さくできるの
で、可動子推力のリップルを大幅に減少させることが可
能である。
【００１６】図１（ａ）に示す複数の永久磁石４０は、
接着剤を用いて直接接合するか、或いは、薄い非磁性体
を間に介在させて接続してもよい。このように、単純な
形状の複数の永久磁石４０を、その磁化方向を考慮して
配列すれば、容易に正弦波或いは略正弦波の磁束密度分
布（周期磁場）を得ることができる。従って、可動子コ
イルに誘起される逆起電力は、永久磁石列４２の端部を
除いて高調波成分の少ない正弦波となり、可動子の推力
リップルを非常に小さくできる。本発明者による実験に
よれば、後述するように、基本波に対する高調波成分を
約１０％以下とすることができた。
接着剤を用いて直接接合するか、或いは、薄い非磁性体
を間に介在させて接続してもよい。このように、単純な
形状の複数の永久磁石４０を、その磁化方向を考慮して
配列すれば、容易に正弦波或いは略正弦波の磁束密度分
布（周期磁場）を得ることができる。従って、可動子コ
イルに誘起される逆起電力は、永久磁石列４２の端部を
除いて高調波成分の少ない正弦波となり、可動子の推力
リップルを非常に小さくできる。本発明者による実験に
よれば、後述するように、基本波に対する高調波成分を
約１０％以下とすることができた。
【００１７】図１で示す第１の実施の形態及び後述する
第２及び第３の実施の形態で使用する永久磁石は、フェ
ライト磁石、鋳造磁石、希土類磁石、ボンド磁石等が使
用可能であり磁石の種類を問わない。しかし、コギング
トルクを下げると可動子推力が低下するという従来の問
題は、高磁気特性を有する希土類燒結磁石、希土類ボン
ド磁石を使用した場合に特に顕著となるので、本発明
は、NdFeB系或いはSmCo系の高磁気特性を有する希土類
磁石を使用した場合にその効果が発揮される。
第２及び第３の実施の形態で使用する永久磁石は、フェ
ライト磁石、鋳造磁石、希土類磁石、ボンド磁石等が使
用可能であり磁石の種類を問わない。しかし、コギング
トルクを下げると可動子推力が低下するという従来の問
題は、高磁気特性を有する希土類燒結磁石、希土類ボン
ド磁石を使用した場合に特に顕著となるので、本発明
は、NdFeB系或いはSmCo系の高磁気特性を有する希土類
磁石を使用した場合にその効果が発揮される。
【００１８】図１（ｂ）を参照して本発明の第２の実施
の形態を説明する。この第２の実施の形態は、図１
（ａ）に示した磁石列４２を１対（４２ａ及び４２ｂで
示す）平行して配置したものである。参照番号５０ａ及
び５０ｂは夫々磁石列４２ａ及び４２ｂ用のバックヨー
クである。磁石列４２ａ及び４２ｂの間には２個の可動
子（図示せず）を磁石列４２ａ及び４２ｂに対応させて
配置する。２個の可動子の移動方向を参照番号５２ａ及
び５２ｂで示す。この第２の実施の形態によれば、図１
（ａ）に示した第１の実施の形態に比べて可動子の推力
を２倍にすることができる。更に、磁石列４２ａと４２
ｂが形成する周期磁場を１８０°ずらすようにすれば、
磁石列４２ａと４２ｂに対応させた可動子に働く吸引力
及び反発力を相殺させることができるので、移動中の可
動子を保持するリニアガイドにかかる負荷を極めて小さ
くすることが可能であり、リニアガイドの製作コスト削
減及び寿命の点で顕著な効果を得ることができる。
の形態を説明する。この第２の実施の形態は、図１
（ａ）に示した磁石列４２を１対（４２ａ及び４２ｂで
示す）平行して配置したものである。参照番号５０ａ及
び５０ｂは夫々磁石列４２ａ及び４２ｂ用のバックヨー
クである。磁石列４２ａ及び４２ｂの間には２個の可動
子（図示せず）を磁石列４２ａ及び４２ｂに対応させて
配置する。２個の可動子の移動方向を参照番号５２ａ及
び５２ｂで示す。この第２の実施の形態によれば、図１
（ａ）に示した第１の実施の形態に比べて可動子の推力
を２倍にすることができる。更に、磁石列４２ａと４２
ｂが形成する周期磁場を１８０°ずらすようにすれば、
磁石列４２ａと４２ｂに対応させた可動子に働く吸引力
及び反発力を相殺させることができるので、移動中の可
動子を保持するリニアガイドにかかる負荷を極めて小さ
くすることが可能であり、リニアガイドの製作コスト削
減及び寿命の点で顕著な効果を得ることができる。
【００１９】図２を参照して本発明の第３の実施の形態
を説明する。第３の実施の形態では、バックヨーク６０
の上に配置した複数の永久磁石６２は可動子の移動方向
（破線６８で示す）に対してスキューしている（尚、磁
石列を６４、二次側固定子を６６で示す）。即ち、第３
の実施の形態の各磁石６２の磁化方向は、上述の第１及
び第２の実施の形態と同様であるが、永久磁石６２の夫
々は可動子の移動方向６８に対して角度がつけられてい
る。このように、永久磁石６２をスキューさせれば、永
久磁石の磁化の“ばらつき”、永久磁石の磁化角度の
“ばらつき”、永久磁石の配置誤差、永久磁石の寸法の
“ばらつき”等を吸収することができ、磁石列の上部に
形成される磁場を乱すことなく正弦波の周期磁場を得る
ことができる。第１〜第３の実施の形態では、隣接する
永久磁石の磁化方向を可動子の移動方向及び直角方向に
９０°ずつ異ならせているので、４個の永久磁石ごとに
正弦波磁場の１周期を形成している。従って、スキュー
は１／４周期ごとに行われる。換言すれば、第３の実施
の形態では、１ピッチ（１周期）の１／４ピッチ毎にス
キューを行っていると言える。
を説明する。第３の実施の形態では、バックヨーク６０
の上に配置した複数の永久磁石６２は可動子の移動方向
（破線６８で示す）に対してスキューしている（尚、磁
石列を６４、二次側固定子を６６で示す）。即ち、第３
の実施の形態の各磁石６２の磁化方向は、上述の第１及
び第２の実施の形態と同様であるが、永久磁石６２の夫
々は可動子の移動方向６８に対して角度がつけられてい
る。このように、永久磁石６２をスキューさせれば、永
久磁石の磁化の“ばらつき”、永久磁石の磁化角度の
“ばらつき”、永久磁石の配置誤差、永久磁石の寸法の
“ばらつき”等を吸収することができ、磁石列の上部に
形成される磁場を乱すことなく正弦波の周期磁場を得る
ことができる。第１〜第３の実施の形態では、隣接する
永久磁石の磁化方向を可動子の移動方向及び直角方向に
９０°ずつ異ならせているので、４個の永久磁石ごとに
正弦波磁場の１周期を形成している。従って、スキュー
は１／４周期ごとに行われる。換言すれば、第３の実施
の形態では、１ピッチ（１周期）の１／４ピッチ毎にス
キューを行っていると言える。
【００２０】図３を参照し、第３の実施の形態を応用し
た具体例を説明する。図３は、リニア同期モータの可動
子の移動方向に直角の断面図であり、二次側固定子６６
以外の構造は図４（ａ）に示したものと同様である。従
って、バックヨーク、磁石列、固定子以外は図４（ａ）
で用いた参照番号を使用している。
た具体例を説明する。図３は、リニア同期モータの可動
子の移動方向に直角の断面図であり、二次側固定子６６
以外の構造は図４（ａ）に示したものと同様である。従
って、バックヨーク、磁石列、固定子以外は図４（ａ）
で用いた参照番号を使用している。
【００２１】図３において、二次側固定子６６は、永久
磁石としてNdFeB燒結磁石（信越化学工業（株）製のＮ4
8Ｍ））を使用し、図２の実施の形態と同様に１／４ピ
ッチでスキューさせている。永久磁石は、夫々、９mm
（横）×５mm（縦）×１００mm（奥行）の直方体であり
隙間なく配置した。可動子は珪素鋼鈑（0.5mm厚）を積
層したコアにコイルを100ターン巻回して作製した。こ
のような可動子に３相交流電流を流し、２００ＡＴの起
磁力のときに可動子の推力は７５０Ｎであり、推力リッ
プル（トルクリップル）は約８％であった。従来例との
比較のため、上述の永久磁石、バックヨーク、可動子と
同一のものを使用し、夫々の磁石を４ｍｍの間隔を置い
て配置した（図４（ｂ）参照）。このときの可動子推力
は６９０Ｎであり、推力リップルは約２３％であった。
更に、可動子コイルに誘起された逆起電力を測定したと
ころ、第３の実施の形態では、基本波（正弦波）の逆起
電力は約０．０５ｍＶ、第５次、第７次、第１１次、及
び第１３次の高調波が測定されたが、その合計値は０．
００５ｍＶ以下（１０％以下）であった。これに対し、
上述の従来例では、基本波（正弦波）の逆起電力は同じ
く約０．０５ｍＶであったが、第５次、第７次、第１１
次、及び第１３次の高調波が特に大きく、その合計値は
約０．０３ｍＶであった。このように、上述の実験結果
によれば、図４（ｂ）に示した従来の固定子を使用した
場合と比較し、逆起電力を大幅に低減でき、したがって
推力リップルを大幅に小さくすることができた。
磁石としてNdFeB燒結磁石（信越化学工業（株）製のＮ4
8Ｍ））を使用し、図２の実施の形態と同様に１／４ピ
ッチでスキューさせている。永久磁石は、夫々、９mm
（横）×５mm（縦）×１００mm（奥行）の直方体であり
隙間なく配置した。可動子は珪素鋼鈑（0.5mm厚）を積
層したコアにコイルを100ターン巻回して作製した。こ
のような可動子に３相交流電流を流し、２００ＡＴの起
磁力のときに可動子の推力は７５０Ｎであり、推力リッ
プル（トルクリップル）は約８％であった。従来例との
比較のため、上述の永久磁石、バックヨーク、可動子と
同一のものを使用し、夫々の磁石を４ｍｍの間隔を置い
て配置した（図４（ｂ）参照）。このときの可動子推力
は６９０Ｎであり、推力リップルは約２３％であった。
更に、可動子コイルに誘起された逆起電力を測定したと
ころ、第３の実施の形態では、基本波（正弦波）の逆起
電力は約０．０５ｍＶ、第５次、第７次、第１１次、及
び第１３次の高調波が測定されたが、その合計値は０．
００５ｍＶ以下（１０％以下）であった。これに対し、
上述の従来例では、基本波（正弦波）の逆起電力は同じ
く約０．０５ｍＶであったが、第５次、第７次、第１１
次、及び第１３次の高調波が特に大きく、その合計値は
約０．０３ｍＶであった。このように、上述の実験結果
によれば、図４（ｂ）に示した従来の固定子を使用した
場合と比較し、逆起電力を大幅に低減でき、したがって
推力リップルを大幅に小さくすることができた。
【００２２】更に、第１及び第２実施例についても上記
と同様の実験を行なった。その結果、コイルに誘起され
る逆起電力は略正弦波であり、前記逆起電力の基本波で
ある正弦波に対する高調波成分は略１０％以下であっ
た。
と同様の実験を行なった。その結果、コイルに誘起され
る逆起電力は略正弦波であり、前記逆起電力の基本波で
ある正弦波に対する高調波成分は略１０％以下であっ
た。
【００２３】尚、第３の実施の形態で説明した永久磁石
のスキューは、第２の実施の形態にも応用可能である。
更に、本発明の実施の形態ではコア付のリニア同期モー
タについて説明したが、コアレスのリニア同期モータに
も応用できることは勿論である。
のスキューは、第２の実施の形態にも応用可能である。
更に、本発明の実施の形態ではコア付のリニア同期モー
タについて説明したが、コアレスのリニア同期モータに
も応用できることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固定子側の永久磁石の磁化方向及び配列を工夫すること
によって、永久磁石列による磁束密度分布を略正弦波と
することにより、可動子コイルに誘起される逆起電力を
正弦波に近づけることによって従来の問題を解決するこ
とが可能である。
固定子側の永久磁石の磁化方向及び配列を工夫すること
によって、永久磁石列による磁束密度分布を略正弦波と
することにより、可動子コイルに誘起される逆起電力を
正弦波に近づけることによって従来の問題を解決するこ
とが可能である。
【図１】 本発明の第１及び第２の実施の形態を説明す
る図。
る図。
【図２】 本発明の第３の実施の形態を説明する図。
【図３】 本発明の実施の形態に係る二次側固定子を実
際のリニア同期モータに組込んだ様子を示す断面図。
際のリニア同期モータに組込んだ様子を示す断面図。
【図４】 従来のリニア同期モータの概略を示す図。
４０、６２： 永久磁石
４２、４２ａ、４２ｂ、６４： 永久磁石列
４４、５２ａ、５２ｂ、６８： 可動子の移動方向
４６： 永久磁石列によって形成される周期磁場
Claims (4)
- 【請求項１】 コイルを有する一次側可動子と、複数の
永久磁石を直線に沿って配置した二次側固定子とを備
え、コイルに通電することにより可動子を二次側固定子
に沿って直線的に移動させるリニア同期モータにおい
て、前記複数の永久磁石を隣接して配置すると共に、隣
接する永久磁石の磁化方向を可動子の移動方向及び直角
方向に９０°ずつ異ならせたことを特徴とするリニア同
期モータ。 - 【請求項２】 請求項１において、コイルに誘起される
逆起電力は略正弦波であり、前記逆起電力の基本波であ
る正弦波に対する高調波成分は略１０％以下であること
を特徴とするリニア同期モータ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記複数の永久磁石
からなる永久磁石列を２個間隔を置いて平行に配置し、
平行に配置された前記２個の永久磁石列の間に該２個の
永久磁石列の夫々に対応させて２個の可動子を配置した
ことを特徴とするリニア同期モータ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
二次側固定子の複数の永久磁石は、前記可動子の移動方
向に対してスキューしていることを特徴とするリニア同
期モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001253059A JP2003070226A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | リニア同期モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001253059A JP2003070226A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | リニア同期モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003070226A true JP2003070226A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19081443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001253059A Pending JP2003070226A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | リニア同期モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003070226A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-08-23 JP JP2001253059A patent/JP2003070226A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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