JP2009254177A - Motor stator and motor - Google Patents

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JP2009254177A JP2008101056A JP2008101056A JP2009254177A JP 2009254177 A JP2009254177 A JP 2009254177A JP 2008101056 A JP2008101056 A JP 2008101056A JP 2008101056 A JP2008101056 A JP 2008101056A JP 2009254177 A JP2009254177 A JP 2009254177A
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Toshihiro Kanehara
利宏 金原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a low priced/high power efficiency-motor stator capable of isotropically controlling eddy current. <P>SOLUTION: The motor stator that is disposed as opposed to a moving member where a plurality of planar members 11 composed of magnetic bodies are spread and arranged in parallel with an opposite surface S to a moving member including a stator body 10 that is laminated at a predetermined height towards the opposite surface S and a columnar member 2 that has a saturated magnetic flux density bigger than that of the planar member, is supported by the stator body 10, protrudes up to the opposite surface S, and is disposed so as to be of a certain pitch in the dimensional direction is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、可動子と対向する面に歯が形成されたモータ用固定子、およびそのような固定子を備えたモータに関するものである。   The present invention relates to a motor stator having teeth formed on a surface facing a mover, and a motor including such a stator.

図8は従来の平面モータを示す図である。図8の(a)は固定子の平面図である。図8の(b)は固定子と可動子の断面図である。   FIG. 8 is a diagram showing a conventional planar motor. FIG. 8A is a plan view of the stator. FIG. 8B is a cross-sectional view of the stator and the mover.

平面モータは、定盤200の上に固定された固定子100と、固定子100の上に浮かせた可動子500とで構成される。可動子500には平面モータの駆動によって位置変化させようとする移動対象が搭載される。固定子100の可動子500と対向する面には、多数の固定子歯102が格子状に形成されている。固定子歯102間の歯溝は樹脂などの非磁性体101で埋められている。固定子100の可動子500と対向する面の表面は滑らかに仕上げられている。   The planar motor includes a stator 100 that is fixed on the surface plate 200 and a mover 500 that is floated on the stator 100. A movable object whose position is to be changed by driving a planar motor is mounted on the mover 500. A large number of stator teeth 102 are formed in a lattice pattern on the surface of the stator 100 facing the mover 500. The tooth gap between the stator teeth 102 is filled with a nonmagnetic material 101 such as resin. The surface of the surface of the stator 100 facing the mover 500 is smoothly finished.

可動子500は突極501を備えている。突極501には励磁コイル504が巻かれている。突極501の固定子100に対向する面には、可動子歯502が形成されている。可動子歯502間の歯溝は非磁性体503で埋められている。また、突極501同士の間も非磁性体503で埋められている。可動子500の固定子100と対向する面の表面は滑らかに仕上げられている。隣接する突極501の間隔は、励磁相数に応じて可動子歯502と固定子歯102との相対位置が異なるように設定される。   The mover 500 includes a salient pole 501. An exciting coil 504 is wound around the salient pole 501. Movable teeth 502 are formed on the surface of the salient pole 501 facing the stator 100. The tooth gap between the mover teeth 502 is filled with a non-magnetic material 503. Further, the gap between the salient poles 501 is also filled with a non-magnetic material 503. The surface of the surface of the mover 500 facing the stator 100 is smoothly finished. The interval between the adjacent salient poles 501 is set so that the relative positions of the mover teeth 502 and the stator teeth 102 differ according to the number of excitation phases.

可動子500には、固定子100に向けて圧縮空気を噴出する噴出口(図示せず)が設けられている。この圧縮空気によって固定子100と可動子500の間に空気軸受けが構成される。可動子500は、空気軸受けによって空隙δgで固定子100上に浮いている。   The mover 500 is provided with an ejection port (not shown) that ejects compressed air toward the stator 100. An air bearing is formed between the stator 100 and the mover 500 by the compressed air. The mover 500 floats on the stator 100 with a gap δg by an air bearing.

Φは励磁コイル504が発生する磁束である。磁束Φは、突極501から空隙δgを介して固定子100に入り、固定子100の内部を通過し、空隙δgを介して隣接する突極501から可動子500に帰還する。この時、可動子歯502と固定子歯102との間に生じる磁気吸引力によって、可動子500が移動する。   Φ is a magnetic flux generated by the exciting coil 504. The magnetic flux Φ enters the stator 100 from the salient pole 501 through the gap δg, passes through the stator 100, and returns to the mover 500 from the adjacent salient pole 501 through the gap δg. At this time, the mover 500 is moved by the magnetic attractive force generated between the mover tooth 502 and the stator tooth 102.

平面モータの移動対象をX軸方向およびY軸方向の2次元方向に移動させる場合には、図8の(b)に示す構造の可動子を、X軸方向用とY軸方向用に分けて設ける。X軸方向に移動させる場合にはX軸方向用の可動子を駆動させ、Y軸方向に移動させる場合にはY軸方向用の可動子を駆動させる。   When moving the movement target of the planar motor in the two-dimensional direction of the X-axis direction and the Y-axis direction, the mover having the structure shown in FIG. 8B is divided into the X-axis direction and the Y-axis direction. Provide. When moving in the X axis direction, the mover for the X axis direction is driven, and when moving in the Y axis direction, the mover for the Y axis direction is driven.

図9は固定子100の構造を示す図である。図9の(a)は固定子100の平面図、図9の(b)は固定子100のY軸方向の断面図、図9の(c)は固定子100のX軸方向の断面図である。   FIG. 9 is a view showing the structure of the stator 100. 9A is a plan view of the stator 100, FIG. 9B is a cross-sectional view of the stator 100 in the Y-axis direction, and FIG. 9C is a cross-sectional view of the stator 100 in the X-axis direction. is there.

固定子100は、磁性薄板(例えば1mm以下の板厚)100aがY軸方向に積層された積層体構造となっている。下記特許文献1には、このような構造をした固定子が記載されている。   The stator 100 has a laminated structure in which magnetic thin plates (for example, a plate thickness of 1 mm or less) 100a are laminated in the Y-axis direction. The following Patent Document 1 describes a stator having such a structure.

固定子100はおよそ以下のような手順で製作される。まず、表面が絶縁被膜で覆われ、細長い矩形状をした磁性薄板を多数用意する。これらの磁性薄板を積層し、磁性薄板の長辺からなる板筋面が平面モータの固定子として必要な面積を供えた積層体を形成する。形成された積層体の、磁性薄板の長辺からなる板筋面の一方を上面、その反対側の面を下面とする。この積層体の上面に、溝加工により格子状の歯102を形成し、歯溝を非磁性体101で埋める。積層体は、磁性薄板を積層するときに使用する接着剤の接着乱れにより、表面に凹凸や反りが生じているため、最後に積層体の上面および下面の表面を滑らかにする仕上げ加工が行われる。   The stator 100 is manufactured by the following procedure. First, a large number of magnetic thin plates having an elongated rectangular shape whose surface is covered with an insulating film are prepared. By laminating these magnetic thin plates, a laminated body is formed in which the plate streaks composed of the long sides of the magnetic thin plates provide the necessary area as a stator of a flat motor. In the formed laminate, one surface of the long plate of the magnetic thin plate is defined as the upper surface, and the opposite surface is defined as the lower surface. A lattice-like tooth 102 is formed on the upper surface of the laminate by groove processing, and the tooth groove is filled with the nonmagnetic material 101. Since the laminated body has irregularities and warping on the surface due to the adhesive disorder of the adhesive used when laminating the magnetic thin plates, the finishing process is finally performed to smooth the upper and lower surfaces of the laminated body. .

このように、固定子100を磁性薄板100aの積層により形成するのは、可動子500の磁束変化や移動によって発生する渦電流損を抑制するためである。渦電流損は渦電流によって生じるエネルギー損失である。磁束Φが固定子100を通過するのに伴って、固定子100内部に渦電流が発生する。渦電流が発生すると、固定子100自身の抵抗によって固定子100が発熱する。また、渦電流が発生すると、可動子500には移動方向と逆方向に推力が発生し、可動子500の制動力として作用してしまう。このように、渦電流は、可動子500を移動させるのに余計な電力を消費させ、モータの電力効率を低下させる要因となる。   The reason why the stator 100 is formed by stacking the magnetic thin plates 100a in this way is to suppress eddy current loss that occurs due to magnetic flux change or movement of the mover 500. Eddy current loss is energy loss caused by eddy current. As the magnetic flux Φ passes through the stator 100, an eddy current is generated inside the stator 100. When the eddy current is generated, the stator 100 generates heat due to the resistance of the stator 100 itself. Further, when an eddy current is generated, a thrust is generated in the mover 500 in the direction opposite to the moving direction, and acts as a braking force for the mover 500. Thus, the eddy current consumes extra power to move the mover 500 and causes the power efficiency of the motor to decrease.

なお、固定子歯102となる部分には磁束が集中する。高い推力のモータを得るために、磁性薄板100aは高い磁束飽和密度を有する材料(たとえばCoFe系)で製作する。   Note that the magnetic flux concentrates on the portion that becomes the stator teeth 102. In order to obtain a motor with high thrust, the magnetic thin plate 100a is made of a material having a high magnetic flux saturation density (for example, CoFe type).

特開2007−221950JP2007-221950A

しかしながら、上記のようにY軸方向に積層した積層体で形成した固定子は、X軸方向用の可動子が発生させる渦電流は抑制することができるものの、Y軸方向用の可動子が発生させる渦電流は抑制することができない。   However, although the stator formed of the laminate laminated in the Y-axis direction as described above can suppress the eddy current generated by the X-axis direction mover, the Y-axis direction mover is generated. The eddy current that is generated cannot be suppressed.

図10は固定子100に発生する渦電流を示す説明図である。図10の(a)は固定子100の平面図、図10の(b)、(e)は固定子100のX軸方向の断面図、図10の(c)、(d)は固定子100のY軸方向の断面図である。
500XはX軸方向用の可動子、500YはY軸方向用の可動子、Φxは可動子500Xの励磁コイルが発生する磁束、Φyは可動子500Yの励磁コイルが発生する磁束、Iexは磁束Φxによって発生する渦電流、Ieyは磁束Φyによって発生する渦電流である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing eddy currents generated in the stator 100. 10A is a plan view of the stator 100, FIGS. 10B and 10E are cross-sectional views of the stator 100 in the X-axis direction, and FIGS. 10C and 10D are the stator 100. FIG. It is sectional drawing of the Y-axis direction.
500X is a mover for the X-axis direction, 500Y is a mover for the Y-axis direction, Φx is a magnetic flux generated by the excitation coil of the mover 500X, Φy is a magnetic flux generated by the excitation coil of the mover 500Y, and Iex is a magnetic flux Φx. Is an eddy current generated by the magnetic flux Φy.

まず、可動子500Xが発生させる渦電流について説明する。磁束Φxは、図10の(a)、(b)に示すように、固定子100内部をX軸方向に通過する。すると、渦電流Iexのループは、図10の(c)に示すように、ZY平面内に発生する。しかし、固定子100のZY平面は、それぞれが絶縁被膜で覆われた磁性薄板の板筋面であるため、各磁性薄板間に導通はない。そのため、渦電流Iexのループは細かく分断され、個々の磁性薄板の板筋面内で周回する小さなループとなり、その結果渦電流損が抑制される。   First, an eddy current generated by the mover 500X will be described. As shown in FIGS. 10A and 10B, the magnetic flux Φx passes through the stator 100 in the X-axis direction. Then, the loop of the eddy current Iex is generated in the ZY plane as shown in FIG. However, since the ZY plane of the stator 100 is a streak surface of each magnetic thin plate covered with an insulating coating, there is no conduction between the magnetic thin plates. Therefore, the loop of the eddy current Iex is finely divided to form a small loop that circulates in the plane of the individual magnetic thin plate, and as a result, eddy current loss is suppressed.

次に、可動子500Yが発生させる渦電流について説明する。磁束Φyは、図10の(a)、(d)に示すように、固定子100内部をY軸方向に通過する。すると、渦電流Ieyのループは、図10の(e)に示すように、XZ平面内に発生する。XZ平面は一枚の磁性薄板となっている。そのため、渦電流Ieyは各磁性薄板内で大きくループを取ることができ、その結果大きな渦電流損が発生する。   Next, an eddy current generated by the mover 500Y will be described. As shown in FIGS. 10A and 10D, the magnetic flux Φy passes through the stator 100 in the Y-axis direction. Then, the loop of the eddy current Iey is generated in the XZ plane as shown in FIG. The XZ plane is a single magnetic thin plate. Therefore, the eddy current Iey can take a large loop in each magnetic thin plate, resulting in a large eddy current loss.

このように、Y方向、すなわち一方向に積層した積層体で形成した固定子は、渦電流の抑制効果が一方向にしか得られず、等方的な抑制効果が得られない。そのため、モータの電力効率が低下するという問題があった。   Thus, the stator formed of the laminated body laminated in the Y direction, that is, in one direction, can obtain an eddy current suppressing effect only in one direction, and cannot obtain an isotropic suppressing effect. Therefore, there has been a problem that the power efficiency of the motor is lowered.

また、上記のように磁性薄板の積層体に溝加工して固定子100を形成するためには、溝加工を行う都合上、磁性薄板の厚み公差を最小限に抑える必要がある(特許文献1参照)。磁性薄板には高精度の板厚管理が必要になり、非常に高いコストが必要となる。これにより、磁性薄板ひいては固定子100の製作には非常に高いコストがかかるという問題があった。   Further, in order to form a stator 100 by grooving a laminated body of magnetic thin plates as described above, it is necessary to minimize the thickness tolerance of the magnetic thin plate for convenience of grooving (Patent Document 1). reference). Magnetic thin plates require highly accurate plate thickness management, which requires very high costs. As a result, there is a problem in that the production of the magnetic thin plate and thus the stator 100 is very expensive.

また、高い飽和磁束密度を有する材料は、機械加工によって磁気特性を損ない易い。そのため、積層体に溝加工を行う際に磁性薄板の磁気特性が激しく劣化し、モータの電力効率を低下させるおそれがあるという問題があった。   In addition, a material having a high saturation magnetic flux density tends to impair magnetic properties by machining. For this reason, there has been a problem that the magnetic properties of the magnetic thin plate are severely deteriorated when grooving is performed on the laminated body, which may reduce the power efficiency of the motor.

本発明は、従来技術の問題点をなくし、渦電流を等方的に抑制することができ、低コストで電力効率の高いモータ用固定子を実現することを目的とする。また、このようなモータ用固定子を利用して、渦電流を等方的に抑制することができ、低コストで電力効率の高いモータを実現することを目的とする。   An object of the present invention is to realize a stator for a motor that eliminates the problems of the prior art, isotropically suppresses eddy currents, and is low in cost and high in power efficiency. Another object of the present invention is to realize a motor with low cost and high power efficiency that can suppress eddy currents isotropically using such a stator for a motor.

上記のような目的を達成するために、請求項1の発明は、
可動子に対向させて配置するためのモータ用固定子であって、
磁性体からなる複数の板状部材を可動子との対向面に平行に敷き並べるとともに、対向面に向かって所定厚さに積層した固定子本体と、
板状部材より高い飽和磁束密度を有し、固定子本体に保持されて対向面まで突出する柱状部材とを備え、
この柱状部材は2次元方向に一定ピッチとなるように配置されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1
A stator for a motor for disposing it facing the mover,
A stator body in which a plurality of plate-like members made of a magnetic material are laid in parallel to the facing surface of the mover, and laminated to a predetermined thickness toward the facing surface;
A columnar member that has a higher saturation magnetic flux density than the plate-like member, is held by the stator body and protrudes to the opposing surface;
The columnar members are arranged to have a constant pitch in the two-dimensional direction.

請求項2の発明は、
請求項1に記載のモータ用固定子において、柱状部材は固定子本体の貫通穴に挿入されて保持されていることを特徴とする。
The invention of claim 2
The stator for a motor according to claim 1, wherein the columnar member is inserted and held in a through hole of the stator body.

請求項3の発明は、
請求項2に記載のモータ用固定子において、貫通穴は個々の板状部材に予め形成され、各板状部材は貫通穴の位置関係を保持して積層されることを特徴とする。
The invention of claim 3
The stator for a motor according to claim 2, wherein the through holes are formed in advance in each plate-like member, and each plate-like member is laminated while maintaining the positional relationship of the through-holes.

請求項4の発明は、
請求項1から3のいずれかに記載のモータ用固定子において、可動子との対向面が平面であって、固定子本体が平板状に形成され、柱状部材は固定子本体の板面から垂直に突出していることを特徴とする。
The invention of claim 4
The stator for a motor according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface facing the movable element is a flat surface, the stator body is formed in a flat plate shape, and the columnar member is perpendicular to the plate surface of the stator body. It is characterized by protruding.

請求項5の発明は、
請求項1から3のいずれかに記載のモータ用固定子において、可動子との対向面が円筒面であって、固定子本体が円筒状に形成され、柱状部材は固定子本体の径方向に突出していることを特徴とする。
The invention of claim 5
The stator for a motor according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface facing the mover is a cylindrical surface, the stator body is formed in a cylindrical shape, and the columnar member is arranged in a radial direction of the stator body. It is characterized by protruding.

請求項6の発明は、
請求項1から3のいずれかに記載のモータ用固定子において、可動子との対向面が球面であって、固定子本体が球体状に形成され、柱状部材は固定子本体の径方向に突出していることを特徴とする。
The invention of claim 6
4. The motor stator according to claim 1, wherein the surface facing the mover is a spherical surface, the stator body is formed in a spherical shape, and the columnar member projects in a radial direction of the stator body. It is characterized by.

請求項7の発明は、
請求項5または6に記載のモータ用固定子において、柱状部材は対向面を展開した平面上において、その突出した端面が2次元方向に一定ピッチとなるように配置されていることを特徴とする。
The invention of claim 7
The stator for a motor according to claim 5 or 6, wherein the columnar members are arranged so that the protruding end faces have a constant pitch in a two-dimensional direction on a plane in which the opposing surfaces are developed. .

請求項8の発明は、
請求項1から7のいずれかに記載のモータ用固定子において、固定子本体から突出した柱状部材間は、可動子との対向面まで非磁性体で埋められていることを特徴とする。
The invention of claim 8
The stator for a motor according to any one of claims 1 to 7, wherein a space between the columnar members protruding from the stator main body is filled with a nonmagnetic material up to a surface facing the mover.

請求項9の発明は、
請求項1から8のいずれかに記載のモータ用固定子と、このモータ用固定子に対向させた可動子を備えることを特徴とするモータである。
The invention of claim 9
A motor comprising the stator for a motor according to any one of claims 1 to 8 and a mover opposed to the stator for the motor.

請求項1の発明によれば、
磁性体からなる板状部材を積層して固定子本体を形成し、この固定子本体に高い飽和磁束密度を有する柱状部材を一定ピッチとなるように配置したことにより、
渦電流を等方的に抑制することができ、低コストで電力効率の高いモータ用固定子を実現することができる。
According to the invention of claim 1,
By laminating plate-like members made of magnetic material to form a stator main body, and by arranging columnar members having a high saturation magnetic flux density in this stator main body so as to have a constant pitch,
An eddy current can be suppressed isotropically, and a motor stator with low power and high power efficiency can be realized.

また、請求項2の発明によれば、
柱状部材は固定子本体の貫通穴に挿入されて保持されているため、柱状部材が積層された板状部材同士を固定する釘のように作用し、板状部材の積層の強度が増す。
According to the invention of claim 2,
Since the columnar member is inserted and held in the through hole of the stator main body, it acts like a nail for fixing the plate-shaped members on which the columnar members are stacked, and the strength of stacking the plate-shaped members is increased.

請求項3の発明によれば、
貫通穴は個々の板状部材に予め形成され、各板状部材は貫通穴の位置関係を保持して積層されるため、積層後に板状部材に貫通穴を形成しなくてよい。
According to the invention of claim 3,
The through holes are formed in advance in each plate-like member, and each plate-like member is laminated while maintaining the positional relationship of the through-holes. Therefore, it is not necessary to form the through-holes in the plate-like member after lamination.

請求項4の発明によれば、
可動子との対向面が平面であって、固定子本体が平板状に形成され、柱状部材は固定子本体の板面から垂直に突出しているため、平板状の面モータに適したモータ用固定子を実現することができる。
According to the invention of claim 4,
Since the surface facing the mover is a flat surface, the stator body is formed in a flat plate shape, and the columnar member protrudes perpendicularly from the plate surface of the stator body. A child can be realized.

請求項5の発明によれば、
可動子との対向面が円筒面であって、固定子本体が円筒状に形成され、柱状部材は固定子本体の径方向に突出しているため、円筒状の面モータに適したモータ用固定子を実現することができる。
According to the invention of claim 5,
Since the surface facing the mover is a cylindrical surface, the stator body is formed in a cylindrical shape, and the columnar member protrudes in the radial direction of the stator body, the motor stator suitable for a cylindrical surface motor Can be realized.

請求項6の発明によれば、
可動子との対向面が球面であって、固定子本体が球体状に形成され、柱状部材は固定子本体の径方向に突出しているため、球体状の面モータに適したモータ用固定子を実現することができる。
According to the invention of claim 6,
Since the surface facing the mover is a spherical surface, the stator main body is formed in a spherical shape, and the columnar member protrudes in the radial direction of the stator main body, a motor stator suitable for a spherical surface motor is provided. Can be realized.

請求項7の発明によれば、
柱状部材は対向面を展開した平面上において、その突出した端面が2次元方向に一定ピッチとなるように配置されているため、円筒状の面モータでは回転運動および並進運動の両方を行うことができるモータ用固定子を実現することができる。また、球面状の面モータでは回転運動ができるモータ用固定子を実現することができる。
According to the invention of claim 7,
Since the columnar members are arranged on the plane where the opposing surface is developed so that the protruding end faces have a constant pitch in the two-dimensional direction, the cylindrical surface motor can perform both rotational movement and translational movement. It is possible to realize a motor stator. In addition, a spherical surface motor can realize a motor stator that can rotate.

請求項8の発明によれば、
固定子本体から突出した柱状部材間は、可動子との対向面まで非磁性体で埋められているため、各柱状部材同士の絶縁が確保され、また、可動子との対向面が平滑な面になる。
According to the invention of claim 8,
The space between the columnar members protruding from the stator body is filled with a non-magnetic material up to the surface facing the mover, so that insulation between the columnar members is ensured and the surface facing the mover is smooth. become.

請求項9の発明によれば、
請求項1から8のいずれかに記載のモータ用固定子と、このモータ用固定子に対向させた可動子を備えるため、渦電流を等方的に抑制することができ、低コストで電力効率の高いモータを実現することができる。
According to the invention of claim 9,
Since the motor stator according to any one of claims 1 to 8 and the mover opposed to the motor stator are provided, eddy current can be suppressed isotropically, and the power efficiency is low. High motor can be realized.

図1は本発明によるモータ用固定子およびモータの一実施例を示す図である。図1の(a)は固定子1の平面図、図1の(b)は固定子1のY軸方向の断面図、図1の(c)は固定子1のX軸方向の断面図である。
図2は、図1に示すモータ用固定子およびモータの詳細構造を示すため一部を取り出して示す図である。図2の(a)は固定子1の詳細な平面図、図2の(b)は固定子1および可動子500の断面図である。なお、図1では可動子500を省略して示している。従来例と同じ構成要素には同じ番号を付して説明を省略する。
FIG. 1 is a view showing an embodiment of a motor stator and a motor according to the present invention. 1A is a plan view of the stator 1, FIG. 1B is a sectional view of the stator 1 in the Y-axis direction, and FIG. 1C is a sectional view of the stator 1 in the X-axis direction. is there.
FIG. 2 is a diagram showing a part extracted to show the detailed structure of the motor stator and the motor shown in FIG. 2A is a detailed plan view of the stator 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the stator 1 and the mover 500. In FIG. 1, the mover 500 is omitted. The same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

平面モータは、定盤200の上に固定された固定子1と、固定子1の上に浮かせた可動子500とで構成される。固定子1の可動子500と対向する面には、多数の固定子歯12が格子状に形成されている。固定子歯12間の歯溝は樹脂などの非磁性体3で埋められている。固定子1の可動子500と対向する面(対向面S)の表面は滑らかに仕上げられている。   The planar motor includes a stator 1 fixed on the surface plate 200 and a mover 500 floated on the stator 1. A large number of stator teeth 12 are formed in a lattice pattern on the surface of the stator 1 facing the mover 500. The tooth gap between the stator teeth 12 is filled with a nonmagnetic material 3 such as resin. The surface of the stator 1 facing the mover 500 (opposing surface S) is smoothly finished.

可動子500に備えられた、隣接する突極501の間隔は、励磁相数に応じて可動子歯502と固定子歯12との相対位置が異なるように設定される。   The interval between the adjacent salient poles 501 provided in the mover 500 is set so that the relative positions of the mover teeth 502 and the stator teeth 12 differ according to the number of excitation phases.

可動子500には、固定子1に向けて圧縮空気を噴出する噴出口(図示せず)が設けられている。この圧縮空気によって固定子1と可動子500の間に空気軸受けが構成される。可動子500は、空気軸受けによって空隙δgで固定子1上に浮いている。   The mover 500 is provided with an ejection port (not shown) that ejects compressed air toward the stator 1. An air bearing is formed between the stator 1 and the mover 500 by the compressed air. The mover 500 floats on the stator 1 with a gap δg by an air bearing.

Φは励磁コイル504が発生する磁束である。磁束Φは、突極501から空隙δgを介して固定子1に入り、固定子1の内部を通過し、空隙δgを介して隣接する突極501から可動子500に帰還する。この時、可動子歯502と固定子歯12との間に生じる磁気吸引力によって、可動子500が移動する。   Φ is a magnetic flux generated by the exciting coil 504. The magnetic flux Φ enters the stator 1 from the salient pole 501 through the gap δg, passes through the interior of the stator 1, and returns to the mover 500 from the adjacent salient pole 501 through the gap δg. At this time, the mover 500 is moved by the magnetic attractive force generated between the mover tooth 502 and the stator tooth 12.

固定子1は、板状部材11が積層されてなる固定子本体10と、この固定子本体10に挿入されて保持され、固定子歯12となる柱状部材2から構成されている。固定子本体10は、定盤200に大部分が収納された状態で定盤200に固定されている。   The stator 1 includes a stator body 10 in which plate-like members 11 are stacked, and a columnar member 2 that is inserted and held in the stator body 10 and serves as stator teeth 12. The stator main body 10 is fixed to the surface plate 200 in a state where most of the stator body 10 is accommodated in the surface plate 200.

板状部材11は、図3の(a)に示すような平面形状が長方形の磁性薄板である。板状部材11は、通常の電磁軟鉄材料で形成される。板状部材11は、上下方向に8個の矩形状の貫通穴11aが形成されている。貫通穴11aは、固定子1の固定子歯の一歯分の大きさとし、一辺がdnの正方形とする。各貫通穴11aは一定ピッチPで形成される。また、この板状部材11を同一平面内に敷き並べた際に、すべての貫通穴11aがピッチPで格子状に並ぶように、板状部材11の一辺の長さおよび貫通穴11aの板状部材11での形成位置が設定される。ピッチPは、固定子歯の歯ピッチとなる。板状部材11の表面は絶縁皮膜で覆われる。   The plate member 11 is a magnetic thin plate having a rectangular planar shape as shown in FIG. The plate-like member 11 is formed of a normal electromagnetic soft iron material. The plate-like member 11 has eight rectangular through holes 11a formed in the vertical direction. The through hole 11a has a size corresponding to one tooth of the stator teeth of the stator 1, and is a square with one side dn. Each through hole 11a is formed at a constant pitch P. Further, when the plate-like members 11 are laid out in the same plane, the length of one side of the plate-like member 11 and the plate-like shape of the through-holes 11a so that all the through-holes 11a are arranged in a lattice pattern with a pitch P. The formation position on the member 11 is set. The pitch P is the tooth pitch of the stator teeth. The surface of the plate-like member 11 is covered with an insulating film.

柱状部材2は、図3の(b)に示すような直方体の部材である。柱状部材2は、将来磁束密度が集中する固定子歯となるため、高い飽和磁束密度を有する素材(たとえばCoFe系)で形成されている。柱状部材2は、板状部材11の貫通穴11aに挿入可能なように、横断面形状の各辺の寸法が貫通穴11aの寸法に合うように設定される。柱状部材2の高さhnは、板状部材11の高さをhbとしたとき、高さhbの少なくとも数倍以上の高さに設定される。高さhnは固定子1の高さとなる。   The columnar member 2 is a rectangular parallelepiped member as shown in FIG. Since the columnar member 2 becomes a stator tooth in which the magnetic flux density will concentrate in the future, the columnar member 2 is formed of a material having a high saturation magnetic flux density (for example, a CoFe system). The columnar member 2 is set so that the dimension of each side of the cross-sectional shape matches the dimension of the through hole 11a so that the columnar member 2 can be inserted into the through hole 11a of the plate-like member 11. The height hn of the columnar member 2 is set to a height of at least several times the height hb, where hb is the height of the plate-like member 11. The height hn is the height of the stator 1.

図4は固定子本体10の構造を示す図である。図4の(a)は、板状部材11をY軸方向に敷き並べた状態を示したものである。複数の板状部材11が、各板状部材11の長辺をY軸と平行にしてライン状に並べられている。また、隣合うライン同士は、板状部材11の長辺の1/2ずつ位置をずらしている。各貫通穴11aの間隔は一定ピッチPとなっている。   FIG. 4 is a view showing the structure of the stator body 10. 4A shows a state in which the plate-like members 11 are laid out in the Y-axis direction. A plurality of plate-like members 11 are arranged in a line with the long side of each plate-like member 11 parallel to the Y axis. Adjacent lines are shifted in position by 1/2 of the long side of the plate-like member 11. The interval between the through holes 11a is a constant pitch P.

一方、図4(b)は板状部材11をX軸方向に敷き並べた状態を示したものである。複数の板状部材11が、各板状部材11の長辺をX軸と平行にしてライン状に並べられている。また、隣合うライン同士は、板状部材11の長辺の1/2ずつ位置をずらしている。各貫通穴11aの間隔は一定ピッチPとなっている。   On the other hand, FIG. 4B shows a state in which the plate-like members 11 are laid out in the X-axis direction. A plurality of plate-like members 11 are arranged in a line with the long side of each plate-like member 11 parallel to the X axis. Adjacent lines are shifted in position by 1/2 of the long side of the plate-like member 11. The interval between the through holes 11a is a constant pitch P.

固定子本体10は以下のように製作される。
まず、板状部材11を、固定子本体10に必要な面積が確保される程度に、図3の(a)のようにY軸方向に敷き並べる(1層目)。その上に、板状部材11を図3の(b)のようにX軸方向に敷き並べる(2層目)。このとき、1層目の各貫通穴11aの中心位置と、2層目の各貫通穴11aの中心位置を一致させるようにする。さらに、2層目の上に板状部材11をY軸方向に敷き並べる(3層目)。2層目の積層のときと同様に、2層目の各貫通穴11aの中心位置と、3層目の各貫通穴11aの中心位置が一致するようにする。
このように、板状部材11を、各貫通穴11aの中心位置を一致させながらX軸方向とY軸方向に交互に敷き並べ、板状部材11の高さが柱状部材2の高さhnを超えない範囲で何層にも積層していく。上から見ると、板状部材11がX軸方向およびY軸方向に千鳥状に配置された状態となる。各板状部材11は、接着剤で互いに締結される。
The stator body 10 is manufactured as follows.
First, the plate-like members 11 are laid out in the Y-axis direction (first layer) as shown in FIG. 3A to such an extent that a necessary area is secured for the stator body 10. On top of that, the plate-like members 11 are laid out in the X-axis direction as shown in FIG. 3B (second layer). At this time, the center position of each through hole 11a in the first layer is made to coincide with the center position of each through hole 11a in the second layer. Further, the plate-like members 11 are laid in the Y-axis direction on the second layer (third layer). As in the case of stacking the second layer, the center position of each through hole 11a in the second layer is made to coincide with the center position of each through hole 11a in the third layer.
In this manner, the plate-like members 11 are alternately laid out in the X-axis direction and the Y-axis direction while matching the center positions of the respective through holes 11a, and the height of the plate-like member 11 is set to the height hn of the columnar member 2. Laminate as many layers as possible. When viewed from above, the plate-like members 11 are arranged in a staggered manner in the X-axis direction and the Y-axis direction. The plate-like members 11 are fastened to each other with an adhesive.

積層直後の固定子本体10の側面には、板状部材11がその長手方向に1/2だけ飛び出した部分が存在する。そのため、積層後に板状部材11の飛び出している部分をカットし、側面を滑らかに整える。   On the side surface of the stator body 10 immediately after lamination, there is a portion where the plate-like member 11 protrudes by 1/2 in the longitudinal direction. Therefore, the protruding portion of the plate-like member 11 is cut after lamination, and the side surface is smoothed.

このようにして製作された固定子本体10には、ピッチPで上面から下面まで貫通する貫通穴ができあがっている。この貫通穴に柱状部材2が挿入される。柱状部材2は固定子本体10の上面側の板面から垂直に突出するように挿入される。柱状部材2は対向面Sまで突出させる。すなわち、柱状部材2の固定子本体10から突出した先端の端面が、対向面Sとなる。   The stator body 10 manufactured in this way has through holes penetrating from the upper surface to the lower surface at a pitch P. The columnar member 2 is inserted into the through hole. The columnar member 2 is inserted so as to protrude vertically from the plate surface on the upper surface side of the stator body 10. The columnar member 2 is projected to the facing surface S. That is, the end surface of the tip of the columnar member 2 protruding from the stator main body 10 becomes the facing surface S.

柱状部材2の固定子本体10から突出した部分は固定子歯12となる。柱状部材2は、接着剤で周囲の板状部材11に締結される。柱状部材2同士の間にできた溝(歯溝)は、対向面Sまで樹脂などの非磁性体3で埋められる。最後に、固定子本体10の上面および下面の表面を滑らかにする仕上げ加工が行われる。
可動子500との対向面Sは、柱状部材2の先端の端面および非磁性体3の表面を通る平滑な面となる。
A portion protruding from the stator body 10 of the columnar member 2 becomes a stator tooth 12. The columnar member 2 is fastened to the surrounding plate-like member 11 with an adhesive. A groove (tooth groove) formed between the columnar members 2 is filled up to the opposing surface S with a nonmagnetic material 3 such as resin. Finally, a finishing process for smoothing the upper and lower surfaces of the stator body 10 is performed.
The facing surface S facing the mover 500 is a smooth surface that passes through the end surface of the tip of the columnar member 2 and the surface of the nonmagnetic material 3.

図5は固定子本体10に発生する渦電流を示す説明図である。図5の(a)は固定子1の平面図、図5の(b)、(e)は固定子1のX軸方向の断面図、図5の(c)、(d)は固定子1のY軸方向の断面図である。
500XはX軸方向用の可動子、500YはY軸方向用の可動子、Φxは可動子500Xの励磁コイルが発生する磁束、Φyは可動子500Yの励磁コイルが発生する磁束、Iexは磁束Φxによって発生する渦電流、Ieyは磁束Φyによって発生する渦電流である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing eddy currents generated in the stator body 10. 5A is a plan view of the stator 1, FIGS. 5B and 5E are cross-sectional views of the stator 1, and FIGS. 5C and 5D are stators 1. FIG. It is sectional drawing of the Y-axis direction.
500X is a mover for the X-axis direction, 500Y is a mover for the Y-axis direction, Φx is a magnetic flux generated by the excitation coil of the mover 500X, Φy is a magnetic flux generated by the excitation coil of the mover 500Y, and Iex is a magnetic flux Φx. Is an eddy current generated by the magnetic flux Φy.

磁束Φxは固定子1内部をX軸方向に通過し、渦電流IexのループはZY平面内に発生する。固定子1のZY平面は、板状部材11の積層と柱状部材2である。板状部材11は絶縁されているため、各板状部材11の間に導通はない。また、各板状部材11と柱状部材2の間にも導通はない。そのため、渦電流Iexのループは細かく分断され、個々の板状部材11および柱状部材2の内部で周回する小さなループとなり、その結果渦電流損が抑制される。   The magnetic flux Φx passes through the stator 1 in the X-axis direction, and a loop of eddy current Iex is generated in the ZY plane. The ZY plane of the stator 1 is a stack of plate-like members 11 and columnar members 2. Since the plate-like member 11 is insulated, there is no conduction between the plate-like members 11. Further, there is no conduction between each plate member 11 and the columnar member 2. Therefore, the loop of the eddy current Iex is finely divided into small loops that circulate inside the individual plate-like member 11 and the columnar member 2, and as a result, eddy current loss is suppressed.

同様に、磁束Φyは固定子1内部をY軸方向に通過し、渦電流IeyのループはXZ平面内に発生する。固定子1のXZ平面は、板状部材11の積層と柱状部材2である。板状部材11は絶縁されているため、各板状部材11の間に導通はない。また、各板状部材11と柱状部材2の間にも導通はない。そのため、渦電流Ieyのループは細かく分断され、個々の板状部材11および柱状部材2の内部で周回する小さなループとなり、その結果渦電流損が抑制される。   Similarly, the magnetic flux Φy passes through the stator 1 in the Y-axis direction, and a loop of eddy current Iey is generated in the XZ plane. The XZ plane of the stator 1 is a stack of plate-like members 11 and a columnar member 2. Since the plate-like member 11 is insulated, there is no conduction between the plate-like members 11. Further, there is no conduction between each plate member 11 and the columnar member 2. Therefore, the loop of the eddy current Iey is finely divided to form a small loop that circulates inside the individual plate member 11 and the columnar member 2, and as a result, eddy current loss is suppressed.

このように、本実施例は以上のように構成され、板状部材11を対向面Sに平行にX軸方向とY軸方向に交互に敷き並べ、対向面Sに向かって所定厚さに積層して固定子本体10を形成するとともに、この固定子本体10に柱状部材2を挿入して固定子1を構成したことにより、渦電流損の抑制効果をX軸方向およびY軸方向の両方向に得ることができる。これにより、可動子500の移動方向に関わらず渦電流損を抑制することができ、モータの電力効率を向上させることができるモータ用固定子やモータを実現することができる。   In this way, the present embodiment is configured as described above, and the plate-like members 11 are alternately laid in parallel in the X-axis direction and the Y-axis direction in parallel to the facing surface S, and laminated to a predetermined thickness toward the facing surface S. Thus, the stator main body 10 is formed, and the columnar member 2 is inserted into the stator main body 10 to constitute the stator 1, whereby the effect of suppressing eddy current loss is improved in both the X-axis direction and the Y-axis direction. Obtainable. Thereby, an eddy current loss can be suppressed regardless of the moving direction of the mover 500, and a motor stator and motor that can improve the power efficiency of the motor can be realized.

また、本実施例では、固定子1の製作にあたり固定子歯12と固定子本体10の積層構成が2分化されており、板状部材11に溝加工は行われない。そのため、板状部材11を形成する磁性薄板には、従来例のような高精度の板厚管理は不要となる。そのため、モータ用固定子ひいてはモータ全体のコストを低く抑えることができる。   Further, in this embodiment, when the stator 1 is manufactured, the laminated structure of the stator teeth 12 and the stator body 10 is divided into two, and the plate member 11 is not grooved. For this reason, the magnetic thin plate forming the plate-like member 11 does not require highly accurate plate thickness management as in the conventional example. For this reason, the cost of the stator for the motor and thus the entire motor can be kept low.

また、本実施例では、固定子1が板状部材11と柱状部材2の異なる部材で形成されているため、各部位の飽和磁束密度の必要性に応じて材料を使い分けることができる。本実施例では、高磁束飽和密度を有する素材で製作するのは、固定子歯12として磁束が集中する柱状部材2のみである。固定子歯12ほど磁束密度が集中せず、高い磁束飽和密度を必要としない部位は、通常の電磁軟鉄材料の板状部材11で製作されている。これにより、固定子1の製作コストを下げることができる。ひいては、モータ全体のコスト削減にもなる。   Further, in this embodiment, since the stator 1 is formed of different members such as the plate-like member 11 and the columnar member 2, the materials can be properly used according to the necessity of the saturation magnetic flux density of each part. In the present embodiment, only the columnar member 2 on which the magnetic flux concentrates as the stator teeth 12 is manufactured from a material having a high magnetic flux saturation density. The portion where the magnetic flux density is not concentrated as much as the stator teeth 12 and does not require a high magnetic flux saturation density is made of a plate-like member 11 made of a normal electromagnetic soft iron material. Thereby, the manufacturing cost of the stator 1 can be reduced. As a result, the cost of the entire motor is also reduced.

また、本実施例では、柱状部材2を板状部材11から突出させて固定子歯12としたことにより、従来例のような溝加工が不要となる。そのため、固定子の溝加工に起因した磁気特性の劣化がなく、モータの電力効率を維持することができる。   Further, in this embodiment, the columnar member 2 is protruded from the plate-like member 11 to form the stator teeth 12, so that the groove processing as in the conventional example becomes unnecessary. For this reason, there is no deterioration of the magnetic characteristics due to the groove processing of the stator, and the power efficiency of the motor can be maintained.

また、柱状部材2は固定子本体10の貫通穴に挿入されて保持されているため、柱状部材2が積層された板状部材11同士を固定する釘のように作用し、板状部材11の積層の強度が増す。   Further, since the columnar member 2 is inserted and held in the through hole of the stator main body 10, it acts like a nail for fixing the plate-shaped members 11 on which the columnar members 2 are laminated. Increases the strength of the laminate.

また、貫通穴1aは個々の板状部材11に予め形成され、各板状部材11は貫通穴の位置関係を保持して積層されるため、積層後に板状部材11に貫通穴を形成しなくてよい。   Further, the through holes 1a are formed in advance in each plate-like member 11, and each plate-like member 11 is laminated while maintaining the positional relationship of the through-holes, so that no through-hole is formed in the plate-like member 11 after lamination. It's okay.

また、本実施例では、対向面Sが平面であって、固定子本体10が平板状に形成され、柱状部材2は固定子本体10の板面から垂直に突出しているため、平板状の面モータに適したモータ用固定子となっている。   Further, in the present embodiment, the opposing surface S is a flat surface, the stator body 10 is formed in a flat plate shape, and the columnar member 2 protrudes perpendicularly from the plate surface of the stator main body 10. It is a motor stator suitable for motors.

また、本実施例では、固定子本体10から突出した柱状部材2同士の間は、可動子500との対向面Sまで非磁性体3で埋められている。そのため、各柱状部材2同士の絶縁が確保され、また、可動子500との対向面Sが平滑な面となる。   Further, in this embodiment, the space between the columnar members 2 protruding from the stator main body 10 is filled with the nonmagnetic material 3 up to the surface S facing the mover 500. Therefore, insulation between the columnar members 2 is ensured, and the facing surface S facing the mover 500 becomes a smooth surface.

なお、本実施例では、板状部材11に8個の貫通穴1aを形成したが、貫通穴の個数は8個に限られない。また、本実施例では、柱状部材2の横断面形状および板状部材の貫通穴の形状を正方形としたが、形状はこれに限らず、長方形や円形、楕円形など他の形状としてもよい。   In the present embodiment, eight through holes 1a are formed in the plate-like member 11, but the number of through holes is not limited to eight. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the columnar member 2 and the shape of the through hole of the plate-like member are square, but the shape is not limited to this, and may be other shapes such as a rectangle, a circle, and an ellipse.

なお、本実施例では、あらかじめ貫通穴1aが形成された板状部材11を用いて固定子本体10を形成したが、貫通穴が形成されていない板状部材を積層し、積層後にこの積層体に柱状部材2用の貫通穴を開けて固定子本体を形成してもよい。   In this embodiment, the stator body 10 is formed by using the plate-like member 11 in which the through-hole 1a is formed in advance. However, a plate-like member in which the through-hole is not formed is laminated, and this laminated body after lamination. Alternatively, a through hole for the columnar member 2 may be formed to form the stator body.

前記実施例1では固定子1を平面状に形成したが、固定子を曲面状に形成することも可能である。図6は、実施例2として、固定子を円筒状に形成した例を示す。図6の(a)は本実施例の固定子の斜視図、図6の(b)は本実施例の固定子の横断面図である。   In the first embodiment, the stator 1 is formed in a planar shape, but the stator can also be formed in a curved surface shape. FIG. 6 shows an example in which the stator is formed in a cylindrical shape as the second embodiment. FIG. 6A is a perspective view of the stator of this embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the stator of this embodiment.

板状部材11’を内側に中空部40を形成するように並べるとともに径方向に積層して固定子本体10’を形成する。板状部材11’の貫通穴11a’に柱状部材2を径方向に放射状に挿入する。柱状部材2は板状部材11’の外周方向に突出させ、固定子歯12’を構成する。柱状部材2の歯溝は非磁性体3で埋め、表面を滑らかに仕上げ加工する。
このように構成することにより、可動子(図示せず)との対向面が円筒面となり、また固定子本体10’が円筒状に形成される。
The plate-like members 11 ′ are arranged so as to form the hollow portion 40 on the inner side and are laminated in the radial direction to form the stator body 10 ′. The columnar members 2 are inserted radially into the through holes 11a ′ of the plate-shaped member 11 ′. The columnar member 2 is protruded in the outer peripheral direction of the plate-like member 11 ′ to constitute a stator tooth 12 ′. The tooth gap of the columnar member 2 is filled with the non-magnetic material 3 and the surface is smoothly finished.
With this configuration, the surface facing the mover (not shown) is a cylindrical surface, and the stator body 10 'is formed in a cylindrical shape.

板状部材11’の外形寸法や貫通穴11a’の位置は、何層目に積層されるかに応じて設定する。また、板状部材11’は、円筒の中心からの距離に応じた曲率で反らせた形状とする。柱状部材2は、可動子との対向面を展開した平面上において、その突出した端面が2次元方向に一定ピッチとなるように配置される。   The external dimensions of the plate-like member 11 ′ and the positions of the through holes 11 a ′ are set according to the number of layers to be stacked. The plate-like member 11 ′ has a shape bent with a curvature corresponding to the distance from the center of the cylinder. The columnar member 2 is arranged so that the protruding end surface has a constant pitch in the two-dimensional direction on the plane where the surface facing the mover is developed.

可動子は、その内径が固定子1’の外周径よりも大きい円筒形状とし、固定子と同心状に配置される。可動子の円筒内側の面に可動子歯が形成される。   The mover has a cylindrical shape whose inner diameter is larger than the outer peripheral diameter of the stator 1 ′, and is arranged concentrically with the stator. Mover teeth are formed on the inner surface of the mover cylinder.

本実施例によれば、固定子1’を固定し、可動子を固定子1’の周囲で回転運動あるいは並進運動させることにより、2次元運動ができる面モータを構成することができる。
また、可動子1’と固定子の固定・非固定を入れ替えれば、内側の円筒を回転運動あるいは並進運動させることができる面モータを構成することができる。
According to the present embodiment, it is possible to configure a surface motor capable of two-dimensional movement by fixing the stator 1 ′ and rotating or moving the mover around the stator 1 ′.
Further, if the mover 1 ′ and the stator are fixed / non-fixed, a surface motor capable of rotating or translating the inner cylinder can be configured.

なお、本実施例では固定子本体10’の内側に中空部40を形成したが、中空部40は非磁性体で満たされていてもよい。また、中空部40の中央には、適当な厚みの非磁性体を介して鉄などの磁性物質の軸が設けられていてもよい。   In this embodiment, the hollow portion 40 is formed inside the stator main body 10 '. However, the hollow portion 40 may be filled with a nonmagnetic material. Moreover, the center of the hollow part 40 may be provided with a shaft of a magnetic substance such as iron via a non-magnetic material having an appropriate thickness.

また、本実施例では可動子との対向面を円筒状としたが、対向面を球面とし、固定子本体を球体状とすれば、球体状の面モータに適したモータ用固定子を実現することができる。この場合には、可動子の対向面は、固定子と同心状に配置され、固定子よりも直径の大きい球体面の少なくとも一部となる。   In this embodiment, the surface facing the mover is cylindrical, but if the facing surface is spherical and the stator body is spherical, a motor stator suitable for a spherical surface motor is realized. be able to. In this case, the facing surface of the mover is arranged concentrically with the stator and becomes at least a part of a spherical surface having a diameter larger than that of the stator.

つぎに、実施例3について説明する。本実施例は、先の実施例1に対して、柱状部材2の代わりに段付き形状の柱状部材20を用いたものである。
図7の(a)に示すように、柱状部材20は中央部に段部21が形成され、段部21を境に柱状部材20が上部側と下部側にわかれている。段部21は、上部側が下部側よりも細くなるように形成される。上部側の断面は一辺がdnの正方形、下部側の断面は一辺がdm(dn<dm)の正方形である。柱状部材20全体の高さはhnとし、段部21よりも下部側の部分の高さはh1とする。高さh1は、板状部材の高さhbの整数倍とする。
Next, Example 3 will be described. In this embodiment, a stepped columnar member 20 is used instead of the columnar member 2 with respect to the previous embodiment 1.
As shown in FIG. 7A, the columnar member 20 has a stepped portion 21 at the center, and the columnar member 20 is divided into an upper side and a lower side with the stepped portion 21 as a boundary. The step portion 21 is formed such that the upper side is thinner than the lower side. The cross section on the upper side is a square with one side dn, and the cross section on the lower side is a square with one side dm (dn <dm). The height of the entire columnar member 20 is hn, and the height of the lower part than the stepped portion 21 is h1. The height h1 is an integer multiple of the height hb of the plate member.

板状部材は、図7の(b)に示すような一辺の長さがdnの貫通穴11Aaが形成された板状部材11Aと、図7の(c)に示すような一辺の長さがdmの貫通穴11Baが形成された板状部材11Bの2種類を用意する。積層された板状部材の高さがh1になるまでは、板状部材11Bを使用して積層していく。その次の層からは、板状部材11Aを使用して、板状部材全体の高さが柱状部材20の高さhnを超えない範囲で積層していく。板状部材11A、11Bを積層する際は、貫通穴11Aaおよび11Baの中心位置を一致させる。   The plate-like member has a plate-like member 11A in which a through hole 11Aa having a side dn as shown in FIG. 7B is formed, and a side length as shown in FIG. Two types of plate-like members 11B having dm through holes 11Ba are prepared. Until the height of the laminated plate-like members becomes h1, the plate-like members 11B are used for lamination. From the next layer, the plate-like member 11A is used, and the whole plate-like member is laminated so that the height does not exceed the height hn of the columnar member 20. When the plate-like members 11A and 11B are stacked, the center positions of the through holes 11Aa and 11Ba are made to coincide.

柱状部材20は、固定子本体の板状部材11B側から挿入される。柱状部材20は、上部側の端面から板状部材11Bに挿入される。柱状部材20の上部側の端面は固定子本体から垂直に突出する。
柱状部材20同士の間にできた溝は、樹脂などの非磁性体3で埋められ、仕上げ加工が行われる。その他の構成は実施例1と同じである。
The columnar member 20 is inserted from the plate-like member 11B side of the stator body. The columnar member 20 is inserted into the plate-like member 11B from the upper end surface. The upper end surface of the columnar member 20 protrudes vertically from the stator body.
A groove formed between the columnar members 20 is filled with a non-magnetic material 3 such as resin, and finishing is performed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施例によれば、柱状部材20に可動子方向への磁気吸引力が作用しても、柱状部材20は段付き構造としたことにより、段部21で板状部材に支えられる。これにより、柱状部材20を接着剤のみで板状部材に締結した場合よりも、さらに強固に板状部材に保持される。柱状部材20と板状部材の締結を強固にすることにより、より強力な磁気吸引力を持った高推力のモータを実現することができる。   According to this embodiment, even if a magnetic attractive force in the direction of the mover acts on the columnar member 20, the columnar member 20 is supported by the plate-shaped member at the stepped portion 21 because of the stepped structure. Thereby, the columnar member 20 is held on the plate-like member more firmly than when the columnar member 20 is fastened to the plate-like member only with the adhesive. By tightening the fastening of the columnar member 20 and the plate-like member, it is possible to realize a high-thrust motor having a stronger magnetic attractive force.

なお、本実施例は実施例1に柱状部材20を適用したものとして説明したが、柱状部材20は実施例2にも同様に適用可能である。
また、柱状部材の横断面形状は、上部側および下部側とも正方形としたが、これに限らず、たとえば柱状部材の上部側を円形、下部側を正方形とするなど、上部側と下部側とで異なる形状としてもよい。
さらに、柱状部材20に設けられた段の数は1段であったが、複数段としてもよい。
In addition, although the present Example demonstrated as what applied the columnar member 20 to Example 1, the columnar member 20 is applicable to Example 2 similarly.
The cross-sectional shape of the columnar member is square on both the upper side and the lower side. However, the shape is not limited to this. For example, the upper side of the columnar member is circular and the lower side is square. It is good also as a different shape.
Furthermore, although the number of steps provided in the columnar member 20 is one, it may be a plurality of steps.

図1は本発明による実施例1の構成を示すモータ用固定子およびモータの一実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a motor stator and a motor showing the configuration of Embodiment 1 according to the present invention. 図2は、図1に示すモータ用固定子およびモータの詳細構造を示すため一部を取り出して示す図。FIG. 2 is a diagram showing a part of the stator for motor and the motor shown in FIG. 図3は板状部材11と柱状部材2の形状を示す図。FIG. 3 is a view showing the shapes of the plate-like member 11 and the columnar member 2. 図4は固定子本体10の構造を示す図。FIG. 4 is a view showing the structure of the stator body 10. 図5は固定子本体10に発生する渦電流を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing eddy currents generated in the stator body 10. 図6は実施例2の固定子を円筒状に形成した例を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the stator of Example 2 is formed in a cylindrical shape. 図7は実施例3の柱状部材を段付き形状にした例を示す図。FIG. 7 is a view showing an example in which the columnar member of Example 3 is formed into a stepped shape. 図8は従来の平面モータを示す図。FIG. 8 is a diagram showing a conventional planar motor. 図9は従来例の固定子100の構造を示す図。FIG. 9 is a view showing the structure of a conventional stator 100. 図10は従来例の固定子100に発生する渦電流を示す説明図FIG. 10 is an explanatory diagram showing eddy current generated in the stator 100 of the conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定子
10 固定子本体
11 板状部材
11a 貫通穴
12 固定子歯
2 柱状部材
3 非磁性体
11’ 板状部材
11a’ 貫通穴
12’ 柱状部材
40 中空部
11A、11B 板状部材
11Aa、11Ba 貫通穴
20 柱状部材
21 段部
200 定盤
500 可動子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 10 Stator main body 11 Plate-shaped member 11a Through-hole 12 Stator tooth 2 Columnar member 3 Nonmagnetic material 11 'Plate-shaped member 11a' Through-hole 12 'Columnar member 40 Hollow part 11A, 11B Plate-shaped member 11Aa, 11Ba Through hole 20 Columnar member 21 Step part 200 Surface plate 500 Movable element

Claims (9)

可動子に対向させて配置するためのモータ用固定子であって、
磁性体からなる複数の板状部材を可動子との対向面に平行に敷き並べるとともに、前記対向面に向かって所定厚さに積層した固定子本体と、
前記板状部材より高い飽和磁束密度を有し、前記固定子本体に保持されて前記対向面まで突出する柱状部材とを備え、
この柱状部材は2次元方向に一定ピッチとなるように配置されていることを特徴とするモータ用固定子。
A stator for a motor for disposing it facing the mover,
A plurality of plate-like members made of a magnetic material are arranged in parallel to the surface facing the mover, and the stator body is laminated to a predetermined thickness toward the facing surface;
A columnar member having a saturation magnetic flux density higher than that of the plate-like member, and being held by the stator body and protruding to the facing surface;
The columnar members are arranged so as to have a constant pitch in a two-dimensional direction.
前記柱状部材は前記固定子本体の貫通穴に挿入されて保持されていることを特徴とする請求項1に記載のモータ用固定子。   The motor stator according to claim 1, wherein the columnar member is inserted and held in a through hole of the stator body. 前記貫通穴は個々の板状部材に予め形成され、各板状部材は貫通穴の位置関係を保持して積層されることを特徴とする請求項2に記載のモータ用固定子。   The stator for a motor according to claim 2, wherein the through holes are formed in advance in individual plate members, and the plate members are stacked while maintaining the positional relationship of the through holes. 前記可動子との対向面が平面であって、前記固定子本体が平板状に形成され、前記柱状部材は固定子本体の板面から垂直に突出していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ用固定子。   The surface facing said movable element is a plane, the said stator main body is formed in flat form, and the said columnar member protrudes perpendicularly | vertically from the plate | board surface of a stator main body. A stator for a motor according to any one of the above. 前記可動子との対向面が円筒面であって、前記固定子本体が円筒状に形成され、前記柱状部材は固定子本体の径方向に突出していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ用固定子。   The surface facing said movable element is a cylindrical surface, said stator main body is formed in a cylindrical shape, and said columnar member protrudes in the radial direction of the stator main body. The stator for motors according to any one of the above. 前記可動子との対向面が球面であって、前記固定子本体が球体状に形成され、前記柱状部材は固定子本体の径方向に突出していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ用固定子。   4. The method according to claim 1, wherein a surface facing the mover is a spherical surface, the stator body is formed in a spherical shape, and the columnar member protrudes in a radial direction of the stator body. The stator for motors according to the above. 前記柱状部材は前記対向面を展開した平面上において、その突出した端面が前記2次元方向に一定ピッチとなるように配置されていることを特徴とする請求項5または6に記載のモータ用固定子。   7. The motor fixing according to claim 5, wherein the columnar members are arranged such that protruding end surfaces thereof have a constant pitch in the two-dimensional direction on a plane in which the opposing surface is developed. Child. 前記固定子本体から突出した前記柱状部材間は、前記可動子との対向面まで非磁性体で埋められていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のモータ用固定子。   The motor stator according to any one of claims 1 to 7, wherein a space between the columnar members protruding from the stator main body is filled with a nonmagnetic material up to a surface facing the mover. 請求項1から8のいずれかに記載のモータ用固定子と、このモータ用固定子に対向させた可動子を備えることを特徴とするモータ。   A motor comprising: the motor stator according to claim 1; and a mover opposed to the motor stator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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