JP2005295708A - クローポール型三相リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパクトなクローポール型三相リニアモータを得る。
【解決手段】 ３種類の単位コア１１，１３，１５を可動子３の移動方向に順次並べる。複数の単位コア１１には、一対の磁極構成部の基部に第１及び第２の分割励磁巻線１７ａ及び１７ｂが巻装されたコの字形状を有している。また複数の単位コア１３及び１５は、連結部にそれぞれ励磁巻線１９，２１が巻装される６の字に似た形状を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、クローポール型三相リニアモータに関するものである。

特開２００２−２７７２９号公報の図１乃至図３には、複数のコア分割体を重ねてコアを構成し、コア分割体の巻線部を、巻回するコイルの厚み方向（リニアモータの移動方向と直交する方向）に位置を違えて構成したクローポール型のリニアモータの従来例が示されている。
特開２００２−２７７２９号公報 図１乃至図３

しかしながら、従来のクローポール型のリニアモータでは巻線部がコイルの厚み方向に長く形成されるために、この方向の寸法が大きくなり、結果的にリニアモータの電機子の寸法が大きくなる問題があった。また、電機子鉄心が界磁側を包み込む形状のため、界磁側を長くしすぎると撓んだり、剛性の低下を招く課題があった。

本発明の目的は、電機子を小型化することができるクローポール型三相リニアモータを提供することにある。

本発明の他の目的は、磁気吸引力およびコギングが少ないクローポール型三相リニアモータを提供することにある。

本発明の他の目的は、組み立て作業が簡単なクローポール型三相リニアモータを提供することにある。

本発明のクローポール型三層リニアモータは、永久磁石からなる複数の磁極がピッチτｐで交互に極性が異なるように移動方向に並べられて構成された永久磁石磁極列を備えた可動子と、この永久磁石の着磁方向と一致する幅方向の両側から永久磁石磁極列を所定の間隙を間に介して挟むように配置された一対の磁極面を備え且つ移動方向にピッチ（２／３）τｐで配置された複数の単位コアと、複数の単位コアのうち同相で励磁されるべき複数の単位コアに対して巻装された三相分の励磁巻線とを備えた固定子とを備えている。

本発明では、複数の単位コアとして３つのタイプの単位コアを用いる。第１のタイプの単位コアは、第一相の励磁巻線が巻装される第１の単位コアグループを構成する。第１のタイプの単位コアは、一対の磁極面を有して永久磁石磁極列の両側に配置され、移動方向及び幅方向の両方向と直交する直交方向に延びる一対の磁極構成部と、一対の磁極構成部の直交方向の一方の方向に位置する端部どうしを連結する連結部とを備えている。

第２のタイプの単位コアは、第二相の励磁巻線が巻装される第２の単位コアグループを構成する。第２のタイプの単位コアは一対の磁極面を有して直交方向に延びる一対の磁極構成部と、一対の磁極構成部の一方の磁極構成部に連結された第１の延長部と、一対の磁極構成部の他方の磁極構成部に連結された第２の延長部と、第１の延長部と第２の延長部とを連結する連結部とを有している。そして第１の延長部が一方の磁極構成部の直交方向における一方の方向側に位置する端部に連結されて永久磁石磁極列を越えて幅方向の一方の方向に延びている。また第２の延長部が他方の磁極構成部の直交方向における他方の方向に位置する端部に連結されて永久磁石磁極列から離れて幅方向の一方の方向に延びている。更に連結部が直交方向に延びて第１の延長部と第２の延長部における幅方向の一方の方向側に位置する端部どうしを連結する構造を有している。

第３のタイプの単位コアは、第三相の励磁巻線が巻装される第３の単位コアグループを構成している。第３のタイプの単位コアは第２の単位コアグループを構成する複数の単位コアと同じ構造を有している。第２のタイプの単位コアと異なるのは、第３のタイプの単位コアでは、その連結部が第２の単位コアグループを構成する複数の単位コアの連結部とは永久磁石磁極列を間にして幅方向の反対側に位置するように配置される点である。

本発明では、これら第１乃至第３のタイプの単位コアを、所定の順番に繰り返して移動方向に並ぶように配置する。第１のタイプの単位コアにおいては、連結部と永久磁石磁極列との間に第１の励磁巻線が位置するスペースが形成できるように一対の磁極構成部の長さを定める。そして第１の単位コアグループを構成する複数の第１のタイプの単位コアの連結部または該連結部に連結された一対の磁極構成部の基部を内包するように第１の励磁巻線を形成する。また第２の単位コアグループを構成する複数の第２のタイプの単位コアの連結部または該連結部に連結された一対の磁極構成部の基部を内包するように第２の励磁巻線を形成する。更に第３の単位コアグループを構成する複数の第３のタイプの単位コアの連結部または該連結部に連結された一対の磁極構成部の基部を内包するように第３の励磁巻線を形成する。このようにすれば３つの励磁巻線を異なる単位コアグループにそれぞれ形成することができ、固定子の寸法を従来よりもコンパクトにすることができる。

なお同相に励磁される単位コアグループを構成する複数の単位コアどうしのピッチを、２τｐ±［τｐ／（３ｎ）］（ここでｎは１以上の整数）になるように各単位コアを配置するのが好ましい。このような配置にすると、コギング推力を小さくすることができる。また第１の励磁巻線を、複数の第１のタイプの単位コアのそれぞれの一方の磁極構成部の基部を内包する第１の分割励磁巻線と複数の単位コアのそれぞれの他方の磁極構成部の基部を内包する第２の分割励磁巻線とから構成してもよい。このようにすると、第１の励磁巻線の高さ寸法（巻線の巻回方向と直交する巻線幅寸法または第１のタイプの単位コアに巻装された状態では磁極構成部が延びる方向の寸法）を小さくすることができる。

各単位コアに巻装する励磁巻線をそれぞれ異なる位置に形成することが可能である。例えば、第２の励磁巻線を複数の第２のタイプの単位コアの連結部を内包するように形成し、第３の励磁巻線を複数の第３のタイプの単位コアの連結部を内包するように形成すれば、各励磁巻線が可動子の永久磁石の着磁方向と一致する方向及び対向する方向にそれぞれ形成されることになり、励磁巻線が一方向にだけ並べられることが無くなって、固定子の外形寸法を小さくすることができる。

各単位コアを固定するためにスペーサプレートを用いることができる。このスペーサプレートには、第１のタイプの単位コアの一対の磁極構成部の中間部と、第２のタイプ及び第３の単位コアの第１の延長部の一部または全部が嵌合される複数の貫通孔が移動方向に順次形成されている。第１乃至第３のタイプの単位コアはスぺーサプレートの複数の貫通孔に嵌合する。スペーサプレートのそれぞれの貫通孔内のコアに流れる磁束はプラスの磁束とマイナスの磁束とが互いに打ち消し合う作用が働いて、貫通孔の周囲に渦電流が発生することを防止することができる。そのため、スペーサプレートの材質には樹脂の他に非磁性金属を用いることができる。

またスぺーサプレートを可動ステージに対して取付けるようにすれば、モータの組み立てが容易になる。この場合スペーサプレートには可動ステージに対して取付るための取付け用穴を複数設けておけばよい。

なお第１のタイプの単位コアの中間部及び第２及び第３のタイプの単位コアの第１の延長部に、それぞれスぺーサプレートの表面または裏面と当接して各単位コアの位置決めをはかる突起部を一体に設けてもよい。このようにするとスペーサプレートの貫通孔に対して各単位コアを容易に位置決め固定することができる
また第１のタイプの単位コアの一対の磁極構成部を、その中間部よりも連結部側の対向スペースが広くなるような形状にしてもよい。このようにすると第１の励磁巻線を巻装するスペースが広くなるので巻線の高さ寸法（巻線幅寸法）を小さくすることができる。その結果、固定子の高さ方向の寸法（第１のタイプの単位コアの磁極構成部が延びる方向の寸法）を小さくすることができる。

第２のタイプの単位コア及び第３のタイプの単位コアが、第２の延長部と連結部との境界部分または連結部の中間領域に単位コアを二つの単位分割コアに分割することを許容する嵌め合い構造を備えていてもよい。このような嵌め合い構造を設けておくと、励磁巻線を予め用意しておき、各単位コアの二つの単位分割コアを嵌め合う前に励磁巻線を装着し、その後二つの単位分割コアを嵌め合わせて単位コアを構成することにより、励磁巻線を複数の単位コアに対して巻装するための作業が容易になり、結果として固定子の製造組み立てが容易になる。嵌め合い構造としては、凹凸嵌合構造により組み合わされる構造など公知の嵌め合わせ構造を用いることができる。この場合において、第２のタイプの単位コアの磁極構成部間に発生する磁気吸引力と垂直な方向に嵌め合わせる嵌め合わせ構造にすると、嵌め合わせ構造を設けてもコアの強度が弱くなることはない。

第１乃至第３のタイプの単位コアが、それぞれの連結部の中間領域に単位コアを二つの単位分割コアに分割することを許容する嵌め合い構造を備えていてもよい。この嵌め合い構造は、例えば、二つの単位分割コアにそれぞれ形成され、少なくとも二つの単位分割コアの分割面に向かって開口して互いに整合する二つのスリット溝と、二つの単位分割コアのそれぞれの分割面が互いに当接した状態において、二つのスリット溝に跨ってきつく嵌合されて二つの分割コアを結合する結合プレートとから構成することができる。このようにしても励磁巻線を予め用意しておき、各単位コアを構成する二つの単位分割コアを結合する際に、励磁巻線と複数の単位コアに対して簡単に巻装することができるので、固定子の製造組み立てが容易になる。また結合プレートを用いることにより嵌め合い構造部分における磁気抵抗を低くすることが可能となる。結合プレートの形状、大きさを、第１乃至第３のタイプの単位コアに共通なものとすれば、部品の共通化を図ることができて、製造コストを下げることができる。

本発明によれば、複数の励磁巻線を異なる方向に巻装することができるので、固定子の形状寸法がコンパクトなクローポール型三相リニアモータが得られる。

また、電機子は、界磁側を包み込まない構造にすることができるので、ストロークに限界がなく、高剛性のクローポール型三相リニアモータが得られる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本発明のクローポール型三相リニアモータの実施の形態の一例の斜視図である。図２（Ａ）は、図１の実施の形態で用いる可動子の斜視図、図２（Ｂ）は可動子の平面図である。図３は固定子の組立工程を示す斜視図である。また図４は固定子を構成する単位コアの配置を示す図である。まず図１〜図４を用いてこの実施の形態のクローポール型三相リニアモータの構造を説明する。

本実施の形態のクローポール型三相リニアモータは、固定子１と固定子１に対して往復運動を行う可動子３とを備えている。なお、図１では、理解を容易にするため、リニアモータを構成する他の部材を省略して固定子１の主要部と可動子３とを示している。可動子３は移動方向に長く延びた枠体４の中に移動方向に延びる永久磁石磁極列５を備えている。永久磁石磁極列５は、その一方の側面にＮ極が現れるように着磁された複数の永久磁石７・・・と一方の側面にＳ極が現れるように着磁された複数の永久磁石９・・・とが磁極の極性が異なるように交互に並ぶように配置されて構成されている。隣り合う永久磁石７・・・と永久磁石９・・・とはピッチτｐで配置されている。枠体４は非磁性材料あるいは磁性材料によって構成されている。永久磁石７と永久磁石９との間に締め付けネジ６をねじ込むことにより、枠体４の対向する一対のプレートを互いに引き寄せることにより、各永久磁石７及び９を枠体４内に位置決め固定している。また、ネジ６を枠体４の対向する一対のプレートを互いに引き寄せるものと、固定子をベースに固定するためのものと交互に構成してもよい。

固定子１を構成する複数の単位コア１１，１３及び１５は、それぞれ、図３に示すように、複数の永久磁石７及び９の着磁方向と一致する幅方向の両側から永久磁石磁極列５を所定の間隙を間に介して挟むように配置された一対の磁極面３７，３９，４９を備えている。固定子１は、可動子３の移動方向に所定のピッチで配置された複数の単位コア１１，１３，及び１５と、複数の単位コア１１，１３及び１５のうち同相で励磁されるべき複数の単位コア１１，１３，１５に対して巻装されたＶ相（第一相）の第１の励磁巻線１７、Ｕ相（第二相）の第２の励磁巻線１９及びＷ相（第三相）の第３の励磁巻線２１の三相分の励磁巻線とを備えている。第１の励磁巻線１７は後で詳しく説明するように２つに分割して巻回されている。この例では、複数の単位コア１１，１３，１５は互いに移動方向に２／３τｐのピッチで配置されている。単位コア１１は、Ｖ相（第一相）の第１の励磁巻線１７が巻装される第１の単位コアグループ２３を構成する単位コアである。単位コア１３は、Ｕ相（第二相）の第２の励磁巻線１９が巻装される第２の単位コアグループ２５を構成する単位コアである。また単位コア１５は、Ｗ相（第三相）の第３の励磁巻線２１が巻装される第３の単位コアグループ２７を構成する単位コアである。単位コア１１，１３及び１５はそれぞれ、複数枚の電磁鋼板が積層されて構成されている。

単位コア１１は可動子３の移動方向及び幅方向（永久磁石７及び９の着磁方向）の両方向と直交する直交方向（図３では上下方向）に延びる一対の磁極構成部２９ａ，２９ｂと、一対の磁極構成部２９ａ，２９ｂの直交方向の一方の方向に位置する端部（図３では上側端部）３１，３１どうしを連結する連結部３５とを備えた、いわゆるコの字形状を有している。単位コア１１の一対の磁極構成部２９ａ，２９ｂは一対の磁極面３７，３７を有しており、可動子３の永久磁石磁極列５の両側に配置されている。一対の磁極構成部２９ａ，２９ｂの長さは、連結部３５と永久磁石磁極列５との間に第１の励磁巻線１７ａ及び１７ｂが位置し得るスペースが形成できるように定められている。

単位コア１３は、一対の磁極面３９，３９を有して可動子３の移動方向及び幅方向の両方向と直交する直交方向に延びる一対の磁極構成部４１ａ，４１ｂを有している。単位コア１３は、数字の６の字に似た形状を有している。一対の磁極構成部４１ａ，４１ｂの一方の磁極構成部４１ａには第１の延長部４５が連結されている。一対の磁極構成部４１ａ，４１ｂの他方の磁極構成部４１ｂには第２の延長部４３が連結されている。第１の延長部４５と第２の延長部４３とは連結部４７で連結されている。第１の延長部４５は一方の磁極構成部４１ａの、前述の直交方向（図３の紙面上では上下方向）における一方の方向（上向方向）側に位置する端部（上側端部）に連結されて永久磁石磁極列５を越えて可動子３の幅方向の一方の方向に延びた構造を有している。第２の延長部４３は、他方の磁極構成部４１ｂの直交方向における他方の方向（図３の紙面上では下向方向）に位置する端部（下側端部）に連結され、永久磁石磁極列５から離れて幅方向の一方の方向に延びた構造を有している。連結部４７は直交方向（図３の紙面上では上下方向）に延びて第１の延長部４３と第２の延長部４５における幅方向の一方の方向側に位置する端部どうしを連結する構造を有している。

単位コア１５は、一対の磁極構成部５１ａ及び５１ｂ、第１及び第２の延長部５５及び５３と連結部５７とを備えて構成されており、第２の単位コアグループ２５を構成する単位コア１３と同じ構造を有している。単位コア１５は、単位コア１５の連結部５７が第２の単位コアグループ２５を構成する複数の単位コア１３の連結部４７とは永久磁石磁極列５を間にして幅方向の反対側に位置するように配置されている。第１乃至第３のタイプの単位コア１１，１３，１５は、単位コア１１，単位コア１３、単位コア１５、単位コア１１、単位コア１３、単位コア１５、・・・というように所定の順番に繰り返して可動子３の移動方向に並ぶように配置されている。

図４に示すように、同相に励磁される単位コアグループ２３，２５，２７どうしを配置する間隔ｘを、以下の関係にすることによりコギング推力を抑えることができる。

ｘ＝２τｐ±［τｐ／（３ｎ）］（ここでｎは１以上の整数）。

例えばτｐが１６ｍｍ、ｎが３の場合単位コアどうしの間隔ｘは３０．２２ｍｍあるいは３３．７８ｍｍとなる。

第１の励磁巻線１７は、複数の第１のタイプの単位コア１１のそれぞれの一方の磁極構成部２９ｂの基部を内包する第１の分割励磁巻線１７ａと複数の単位コア１１のそれぞれの他方の磁極構成部２９ａの基部を内包する第２の分割励磁巻線１７ｂとから構成されている。勿論第１の単位コアグループ２３を構成する複数の第１のタイプの単位コア１１の連結部３５を内包するように１つの励磁巻線を設けて第１の励磁巻線としてもよい。また第２の励磁巻線１９は、第２の単位コアグループ２５を構成する複数の第２のタイプの単位コア１３の連結部４７の基部を内包するように形成されている。また、第３の励磁巻線２１は、第３の単位コアグループ２７を構成する複数の第３のタイプの単位コア１５の連結部５７の基部を内包するように形成されている。このように第１乃至第３の励磁巻線１７，１９，２１をそれぞれの単位コアグループ２３，２５，２７に対して形成すると、固定子１の大きさをコンパクトにすることができる。

本実施の形態では、各単位コアを配置する間隔を一定として固定するために、各単位コアを固定するスペーサプレート６１を用いる。図５はスペーサプレート６１の外観と単位コアとの関係を示す斜視図である。また、図６は固定子にスペーサプレート６１を装着した場合のリニアモータの概略を示す図である。この例ではスペーサプレート６１は樹脂で形成されているが、非磁性ＳＵＳなどの非磁性金属を用いて形成することもできる。スペーサプレート６１は板状を呈しており、第１のタイプの単位コア１１の一対の磁極構成部２９，２９の中間部が嵌合される３つの矩形状の貫通孔６１ａが形成されている。また、スペーサプレート６１には、第２のタイプの単位コア１３の第２の延長部４５の一部が嵌合される３つの矩形状の貫通孔６１ｂが形成されており、さらに第３のタイプの単位コア１５の第２の延長部５５の一部が嵌合される３つの矩形状の貫通孔６１ｃが形成されている。これら貫通穴６１ａ，６１ｂ及び６１ｃは可動子３の移動方向に順次形成されている。スペーサプレート６１の長辺側の周囲にはリニアモータの可動ステージ６９に対してねじ止めで取り付けるために８つの取付用孔６１ｄ・・・が形成されている。

スペーサプレート６１を用いる場合には、各単位コア１１,１３，１５にスペーサプレート６１の位置決めを容易にするために位置決め用の突起部７３，７５，７７を設けることもできる。図７（Ａ）は位置決め用の突起部７３，７５，７７を一体に設けた場合の各単位コア１１，１３，１５の正面図、図７（Ｂ）は各単位コア１１，１３，１５の斜視図を示している。第１のタイプの単位コア１１の一対の磁極構成部２９，２９の中間部には、スペーサプレート６１の表面６３に当接するように一対の突起部７３，７３が一体に設けられている。また第２のタイプの単位コア１３の第１の延長部４５には、スペーサプレート６１の裏面６５に当接する突起部７５，７５が形成されている。第３のタイプの単位コア１５の第１の延長部５５にはスペーサプレート６１の裏面６５に当接する突起部７７，７７が形成されている。それぞれの突起部の高さは約５ｍｍである。

本発明のクローポール型三相リニアモータで用いる単位コアの形状は、種々変形が可能である。図８は第１の単位コアの形状を変化させた場合の固定子の概略を示す図である。図８に示した単位コア１１１の一対の磁極構成部１２９ａ，１２９ｂの対向スペースは、中間部よりも連結部側１３５の方が広い形状となっている。対向スペースが広がったことに伴って単位コア１１１の高さ寸法（図８の紙面で上下方向の寸法）は小さくなっている。このような形状にすることにより第１の分割励磁巻線１１７ａと第２の分割励磁巻線１１７ｂとを低く巻装することができ、固定子をさらにコンパクトにすることができる。

本発明で用いる単位コアは単位分割コアを組合せて構成することもできる。図９（Ａ）は図３で示した第２のタイプの単位コアを分割構造とした場合の斜視図である。第２のタイプの単位コア１１３及び第３のタイプの単位コア１１５は、図９に示すように第１の延長部１４３と連結部１４７との境界部分に単位コア１１３を二つの単位分割コア１１３ａ，１１３ｂに分割することを許容する嵌め合い構造７９を備えている。嵌め合い構造７９は、連結部１４７の第１の延長部１４３側に突出する嵌合用凸部８１と、第１の延長部１４３の連結側に形成された被嵌合用凹部８３とから構成されている。嵌合用凸部８１は、延長部１４３側に向かうに従って幅寸法が大きくなる形状を有しており、被嵌合用凹部８３は連結部１４７側に向かうに従って幅寸法が小さくなる溝から構成されている。図９（Ｂ）は嵌め合い構造の別の例を示している。図９（Ｂ）に示した嵌め合い構造８５は、第１の延長部１４３の連結部１４７側に凸出する嵌合用凸部８７と、連結部１４７の第１の延長部１４３側に形成された被嵌合用凹部８９とから構成されている。嵌合用凸部８７は連結部１４７側に向かうに従っても幅寸法がほぼ同じになるリブからなり、被嵌合用凹部８９は第１の延長部１４３側に向かうに従っても幅寸法がほぼ同じになる溝から構成されている。このように第２のタイプの単位コア及び第３のタイプの単位コアをそれぞれ分割コアで構成することにより、励磁巻線を別に用意しておき分割コアの組立時に励磁巻線を複数の単位コアに対して装着することができ、固定子の組立作業が容易になる。なお、嵌め合い構造は連結部の中間領域に形成することもできる。

図１０は図９に示した嵌め合い構造の別の例を説明するために用いる図である。図１０に示す嵌め合い構造は第１乃至第３のタイプの単位コアに共通であり、連結部の中間領域に単位コアを二つの単位分割コアに分割することを許容するものである。ここで第２のタイプの単位コアを用いて嵌め合い構造を説明する。第２のタイプの単位コア２１３には連結部２４７の中間領域に嵌め合い構造９１が形成されている。そして第２のタイプの単位コア２１３は嵌め合い構造９１によって第１の単位分割コア２１３ａと第２の単位分割コア２１３ｂとに分割されている。第１の単位分割コア２１３ａの分割面２４７ａ（連結部２４７の端部）には、第２の単位分割コア２１３ｂの分割面２４７ｂに向かって開口したスリット溝２４７ｃが形成されている。また、第２の単位分割コア２１３ｂの分断面２４７ｂ（連結部２４７の端部）には、第１の単位分割コア２１３ａの分割面２４７ａに向かって開口したスリット溝２４７ｄが形成されている。二つのスリット溝２４７ｃと２４７ｄとは互いに整合する位置に形成されている。二つの単位分割コア２１３ａと２１３ｂとを結合する場合には分割コアどうしを結合させる結合プレート９３を用いる。結合プレート９３は板形状を有しており、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いたものを複数枚積層して構成されている。結合プレートの二つの長辺の一方の長辺の縁部９３ａには、スリット溝２４７ａの底壁部に嵌合される嵌合凹部９３ｃが形成されている。また結合プレート９３の他方の長辺の縁部９３ｂには、スリット溝２４７ｄの底壁部に嵌合される嵌合凹部９３ｄが形成されている。これら嵌合用凹部９３ｃ及び９３ｄは、分割コア２１３ａと２１３ｂの位置決めを容易にすることで、スペーサプレート６１への挿入の作業性を高めることができ、また、分割コア２１３ａと２１３ｂの磁気飽和を防止する目的で設けられている。結合プレート９３により、分割面２４７ａ，２４７ｂが互いに当接した状態では結合プレート９３がスリット溝２４７ｃ，２４７ｄに跨ってきつく嵌合される。

本発明のクローポール型三相リニアモータの実施の形態の主要部を示す斜視図である。 （Ａ）は図１で用いる可動子の斜視図、（Ｂ）は可動子の平面図である。 固定子の組立工程を示す斜視図である。 固定子を構成する単位コアの配置を示す概略図である。 スペーサプレートの外観を示す斜視図である。 スペーサプレートを装着した場合のリニアモータの概略を示す図である。 （Ａ）は位置決め用の突起部を設けた各単位コアの正面図、（Ｂ）は各単位コアの斜視図である。 第１の単位コアの形状を変化させた場合の固定子の概略を示す図である。 （Ａ）は図３で示した第２のタイプの単位コアを分割構造とした場合の斜視図、（Ｂ）は嵌め合い構造の別の例の斜視図である。 図９に示した嵌め合い構造の別の例を説明するために用いる図である。

符号の説明

１ 固定子
１１ 第１のタイプの単位コア
１３ 第２のタイプの単位コア
１５ 第３のタイプの単位コア
１７ 第１の励磁巻線
１９ 第２の励磁巻線
２１ 第３の励磁巻線
２３ 第１の単位コアグループ
２５ 第２の単位コアグループ
２７ 第３の単位コアグループ

Claims (10)

1. 永久磁石からなる複数の磁極がピッチτｐで交互に極性が異なるように移動方向に並べられて構成された永久磁石磁極列を備えた可動子と、
   前記永久磁石の着磁方向と一致する幅方向の両側から前記永久磁石磁極列を所定の間隙を間に介して挟むように配置された一対の磁極面を備え且つ前記移動方向にピッチ（２／３）τｐで配置された複数の単位コアと、前記複数の単位コアのうち同相で励磁されるべき複数の単位コアに対して巻装された三相分の励磁巻線とを備えた固定子とを備え、
   第一相の励磁巻線が巻装される第１の単位コアグループを構成する複数の前記単位コアは、前記一対の磁極面を有して前記永久磁石磁極列の両側に配置され、前記移動方向及び前記幅方向の両方向と直交する直交方向に延びる一対の磁極構成部と、前記一対の磁極構成部の前記直交方向の一方の方向に位置する端部どうしを連結する連結部とを備えた第１のタイプの単位コアであり、
   第二相の励磁巻線が巻装される第２の単位コアグループを構成する複数の前記単位コアは、前記一対の磁極面を有して前記直交方向に延びる一対の磁極構成部と、前記一対の磁極構成部の一方の磁極構成部に連結された第１の延長部と、前記一対の磁極構成部の他方の磁極構成部に連結された第２の延長部と、前記第１の延長部と前記第２の延長部とを連結する連結部とを有しており、前記第１の延長部が前記一方の磁極構成部の前記直交方向における前記一方の方向側に位置する端部に連結されて前記永久磁石磁極列を越えて前記幅方向の一方の方向に延びており、前記第２の延長部が前記他方の磁極構成部の前記直交方向における他方の方向に位置する端部に連結されて前記永久磁石磁極列から離れて前記幅方向の前記一方の方向に延びており、前記連結部が前記直交方向に延びて前記第１の延長部と前記第２の延長部における前記幅方向の前記一方の方向側に位置する端部どうしを連結する構造を有する第２のタイプの単位コアであり、
   第三相の励磁巻線が巻装される第３の単位コアグループを構成する複数の前記単位コアは、前記第２の単位コアグループを構成する前記複数の単位コアと同じ構造を有しており、しかもその前記連結部が前記第２の単位コアグループを構成する前記複数の単位コアの前記連結部とは前記永久磁石磁極列を間にして前記幅方向の反対側に位置するように配置される第３のタイプの単位コアであり、
   前記第１乃至第３のタイプの単位コアが、所定の順番に繰り返して前記移動方向に並ぶように配置されており、
   前記第１のタイプの単位コアにおいては、前記連結部と前記永久磁石磁極列との間に前記第１の励磁巻線が位置するスペースが形成できるように前記一対の磁極構成部の長さが定められており、
   前記第１の単位コアグループを構成する複数の前記第１のタイプの単位コアの前記連結部または該連結部に連結された前記一対の磁極構成部の基部を内包するように前記第１の励磁巻線が形成されており、
   前記第２の単位コアグループを構成する複数の前記第２のタイプの単位コアの前記連結部または該連結部に連結された前記一対の磁極構成部の基部を内包するように前記第２の励磁巻線が形成されており、
   前記第３の単位コアグループを構成する複数の前記第３のタイプの単位コアの前記連結部または該連結部に連結された前記一対の磁極構成部の基部を内包するように前記第３の励磁巻線が形成されていることを特徴とするクローポール型三相リニアモータ。
2. 同相に励磁される前記単位コアグループを構成する前記複数の単位コアどうしのピッチが、２τｐ±［τｐ／（３ｎ）］（ここでｎは１以上の整数）である請求項１に記載のクローポール型三相リニアモータ。
3. 前記第１の励磁巻線は、前記複数の第１のタイプの単位コアのそれぞれの一方の前記磁極構成部の前記基部を内包する第１の分割励磁巻線と前記複数の単位コアのそれぞれの他方の前記磁極構成部の前記基部を内包する第２の分割励磁巻線とから構成されている請求項１に記載のクローポール型三相リニアモータ。
4. 前記第２の励磁巻線が、複数の前記第２のタイプの単位コアの前記連結部を内包するように形成されており、
   前記第３の励磁巻線が、複数の前記第３のタイプの単位コアの前記連結部を内包するように形成されている請求項３に記載のクローポール型三相リニアモータ。
5. 前記第１のタイプの単位コアの前記一対の磁極構成部の中間部と、前記第２のタイプ及び第３の単位コアの前記第１の延長部の一部または全部が嵌合される複数の貫通孔が前記移動方向に順次形成されたスぺーサプレートを備え、
   前記第１乃至第３のタイプの単位コアが前記スぺーサプレートの前記複数の貫通孔に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のクローポール型三相リニアモータ。
6. 前記スぺーサプレートが可動ステージに対して取付けられている請求項５に記載のクローポール型三相リニアモータ。
7. 前記第１のタイプの単位コアの前記中間部及び前記第２及び第３のタイプの単位コアの前記第１の延長部には、それぞれ前記スぺーサプレートの表面または裏面と当接して各単位コアの位置決めをはかる突起部が一体に設けられている請求項５に記載のクローポール型三相リニアモータ。
8. 前記第１のタイプの単位コアの前記一対の磁極構成部は、前記中間部よりも前記連結部側の対向スペースが広くなるような形状を有している請求項５、６または７に記載のクローポール型三相リニアモータ。
9. 前記第２のタイプの単位コア及び前記第３のタイプの単位コアは、前記第２の延長部と前記連結部との境界部分または前記連結部の中間領域に前記単位コアを二つの単位分割コアに分割することを許容する嵌め合い構造を備えている請求項１に記載のクローポール型三相リニアモータ。
10. 前記第１乃至第３のタイプの単位コアは、前記連結部の中間領域に前記単位コアを二つの単位分割コアに分割することを許容する嵌め合い構造を備えており、
    前記嵌め合い構造は、前記二つの単位分割コアにそれぞれ形成され、少なくとも前記二つの単位分割コアの分割面に向かって開口して互いに整合する二つのスリット溝と、前記二つの分割コアのそれぞれの分割面が互いに当接した状態において、前記二つのスリット溝に跨ってきつく嵌合されて前記二つの分割コアを結合する結合プレートとから構成されている請求項９に記載のクローポール型三相リニアモータ。

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