JP2014143881A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は固定子と駆動コイルを有する可動子とを組み合わせてなるリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor formed by combining a stator and a mover having a drive coil.
例えば、半導体製造装置、液晶表示装置の製造分野においては、大面積の基板等の処理対象物を高速度にて直線移動させ、適宜の移動位置にて高精度に位置決めすることができる送り装置が必要である。この種の送り装置は、一般的には、駆動源としてのモータの回転運動をボールねじ機構等の運動変換機構により直線運動に変換して実現されるが、運動変換機構が介在することから、移動速度の高速化に限界がある。また運動変換機構の機械的な誤差の存在により、位置決め精度も不十分であるという問題がある。 For example, in the field of manufacturing semiconductor manufacturing devices and liquid crystal display devices, there is a feeding device that can linearly move an object to be processed such as a large-area substrate at a high speed and accurately position the object at an appropriate moving position. is necessary. This type of feeding device is generally realized by converting the rotational motion of a motor as a drive source into a linear motion by a motion conversion mechanism such as a ball screw mechanism, but since a motion conversion mechanism is interposed, There is a limit to increasing the moving speed. There is also a problem that positioning accuracy is insufficient due to the presence of mechanical errors in the motion conversion mechanism.
この問題に対応するため、近年においては、直線運動出力が直接的に取り出し可能なリニアモータを駆動源とする送り装置が使用されている。リニアモータは、直線状の固定子と該固定子に沿って移動する可動子とを備えている。前述した送り装置においては、板状の永久磁石を一定間隔毎に多数並設して固定子を構成し、磁極歯と通電コイルとを備える電機子を可動子としたムービングコイル型のリニアモータ(例えば、特許文献1参照)が使用されている。 In order to cope with this problem, in recent years, a feeding device using a linear motor capable of directly taking out a linear motion output as a drive source has been used. The linear motor includes a linear stator and a mover that moves along the stator. In the above-described feeding device, a moving coil type linear motor (a moving coil type linear motor) in which a large number of plate-like permanent magnets are arranged in parallel at regular intervals to constitute a stator, and an armature having magnetic pole teeth and energizing coils is used as a mover. For example, Patent Document 1) is used.
ムービングコイル型のリニアモータでは、固定子に磁石を配置するため、リニアモータの全長が長くなるほど(可動子の移動距離が長くなるほど)、使用する磁石の量が増える。近年、希土類の価格上昇に伴い、使用する磁石量の増加は、コスト増加の原因となっていた。
また、リニアモータが動作する際、固定子に設けられた歯部の磁極変化によりヒステリシス損が発生する。そのため、リニアモータを高速に動作させるためには、より多くの電力を必要としていた。
In a moving coil type linear motor, since magnets are arranged on the stator, the amount of magnets to be used increases as the total length of the linear motor increases (the moving distance of the mover increases). In recent years, with the increase in the price of rare earths, an increase in the amount of magnets used has caused an increase in cost.
Further, when the linear motor operates, a hysteresis loss occurs due to a change in the magnetic poles of the teeth provided on the stator. Therefore, more electric power is required to operate the linear motor at high speed.
本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなされたものであり、移動距離の全長が長くても磁石の使用量が増加しないリニアモータであって、ヒステリシス損を低減することにより、低電力で高速動作を可能としたリニアモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is a linear motor that does not increase the amount of use of a magnet even when the total moving distance is long. An object of the present invention is to provide a linear motor that can operate.
本発明に係るリニアモータは、固定子、及びコイルを有する可動子を備えたリニアモータにおいて、前記固定子は前記可動子の移動方向に長い2つの板状部を有し、前記2つの板状部は可動子の移動域を間にして対向し、磁気的に結合するようにしてあり、前記2つの板状部の互いに対向する面それぞれには、直方体状の歯部が、一方の板状部の歯部と他方の板状部の歯部とは少なくとも一部が対向しないように、前記移動方向に並設してあり、前記可動子は前記コイル内部に、共に前記移動方向を長手方向とする矩形板状の磁石及び2つの電機子コアが縦姿勢で配してあり、前記電機子コアの前記板状部に対向する面それぞれには長手方向に沿って突出部が並設してあり、前記磁石は前記2つの電機子コア間に配してあり、一方の電機子コアの突出部と他方の電機子コアの突出部とを千鳥配置としてあり、前記磁石は2つの電機子コアの対向方向に磁化してあることを特徴とする。 The linear motor according to the present invention is a linear motor including a stator and a mover having a coil. The stator has two plate-like portions that are long in the moving direction of the mover, and the two plate-like parts are used. The parts are opposed to each other with the moving range of the mover therebetween and are magnetically coupled, and a rectangular parallelepiped tooth portion is formed on one of the two plate-like parts on the mutually opposing surfaces. The tooth part of the first part and the tooth part of the other plate-like part are arranged side by side in the movement direction so that at least a part does not face each other. The rectangular plate-shaped magnet and the two armature cores are arranged in a vertical posture, and each of the surfaces of the armature core that faces the plate-like portion is provided with protrusions along the longitudinal direction. The magnet is disposed between the two armature cores, and one of the armature cores And the projection and the projecting portion of the other of the armature core have a staggered, wherein said magnet are magnetized in the opposite direction of the two armature core.
本発明にあっては、リニアモータ稼動時の歯部の磁極の変化は、残留値からN極(S極)又はN極(S極)から残留値への変化しかないため、ヒステリシス損が低減可能となり、低電力で高速動作が可能となる。 According to the present invention, the change in the magnetic pole of the tooth portion during operation of the linear motor is only a change from the residual value to the N pole (S pole) or from the N pole (S pole) to the residual value, thereby reducing the hysteresis loss. It becomes possible to operate at high speed with low power.
本発明に係るリニアモータは、前記歯部は長手方向の略中央部に溝を有することを特徴とする。 The linear motor according to the present invention is characterized in that the tooth portion has a groove at a substantially central portion in the longitudinal direction.
本発明にあっては、前記歯部の長手方向の略中央部に溝を有することで、歯部の中央部においてS極とN極とがオーバーラップする領域を低減できる。 In the present invention, by having the groove at the substantially central portion in the longitudinal direction of the tooth portion, it is possible to reduce a region where the S pole and the N pole overlap in the central portion of the tooth portion.
本発明に係るリニアモータは、前記突出部の板状部に対向する面は略平行四辺形としてあることを特徴とする。 The linear motor according to the present invention is characterized in that a surface of the protruding portion facing the plate-like portion is a substantially parallelogram.
本発明にあっては、突出部の板状部に対向する面を略平行四辺形としたので、複数の電機子コアをスキュー配置した場合と同様に、ディテント力が低減され、固定子と可動子の相対位置の違いによる推力むらを低減することが可能となる。 In the present invention, since the surface of the projecting portion facing the plate-like portion is a substantially parallelogram, the detent force is reduced and the stator and the movable member are reduced as in the case where the plurality of armature cores are skewed. It is possible to reduce thrust unevenness due to a difference in relative positions of the children.
本発明に係るリニアモータは、前記突出部には、他の突出部とは前記可動子の移動方向の長さが異なるものを含むことを特徴とする。 In the linear motor according to the present invention, the protrusion includes a protrusion having a length in a moving direction different from that of the other protrusion.
本発明にあっては、可動子の移動方向の長さが異なる突出部を有することにより、ディテント力を低減させることが可能となる。 In this invention, it becomes possible to reduce detent force by having the protrusion part from which the length of the moving direction of a needle | mover differs.
本発明に係るリニアモータは、前記歯部の断面短辺は前記可動子の移動方向に対し傾斜していることを特徴とする。 The linear motor according to the present invention is characterized in that the short side section of the tooth portion is inclined with respect to the moving direction of the mover.
本発明にあっては、前記歯部の断面短辺は前記可動子の移動方向に対し傾斜している。すなわち歯部をスキュー配置としてあるので、ディテント力が低減され、固定子と可動子の相対位置の違いによる推力むらを低減することが可能となる。 In the present invention, the short side of the cross section of the tooth portion is inclined with respect to the moving direction of the mover. That is, since the tooth portions are arranged in a skew manner, the detent force is reduced, and it becomes possible to reduce the thrust unevenness due to the difference in the relative positions of the stator and the mover.
本発明に係るリニアモータは、前記一方の板状部の歯部と前記他方の板状部の歯部とでは、前記断面短辺の傾斜方向を逆にしてあることを特徴とする。 The linear motor according to the present invention is characterized in that the inclined direction of the short side of the cross section is reversed between the tooth portion of the one plate-like portion and the tooth portion of the other plate-like portion.
本発明にあっては、一方の板状部の歯部と他方の板状部の歯部とで、長手方向の両端の位置関係を逆にしてある。すなわち歯部の傾ける方向を板状部の一方と他方とで異なるようにしているので、可動子が移動方向に対して左右に傾くことにより生じるこじりを抑えることが可能となる。 In the present invention, the positional relationship between both ends in the longitudinal direction is reversed between the tooth portion of one plate-like portion and the tooth portion of the other plate-like portion. That is, since the direction in which the tooth portion is inclined is different between one and the other of the plate-like portions, it is possible to suppress the twisting that occurs when the mover is inclined to the left and right with respect to the moving direction.
本発明にあっては、可動子のみに磁石を使用するので、移動距離の全長が長くても磁石の使用量が増加せず、電機子コアは板状部の対向方向に長い部分と短い部分を設けたことにより、固定子の歯部の磁極は残留値からN極又はS極、N極又はS極から残留値にしか変化しないため、ヒステリシス損が低減し、低電力で高速動作が可能となる。 In the present invention, since the magnet is used only for the mover, the amount of use of the magnet does not increase even if the total length of the moving distance is long, and the armature core has a long portion and a short portion in the opposing direction of the plate-like portion. Since the magnetic poles of the stator teeth change only from the residual value to the N or S pole, and from the N or S pole to the residual value, hysteresis loss is reduced and high speed operation with low power is possible. It becomes.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態1
図1は実施の形態1に係るリニアモータの概略構成の一例を示す部分破断斜視図である。本実施の形態に係るリニアモータは、可動子1と固定子2とから構成されている。可動子1はコイル11、電機子コア12、13及び永久磁石(磁石)14を含む。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an example of a schematic configuration of the linear motor according to the first embodiment. The linear motor according to the present embodiment includes a
図2は実施の形態1に係るリニアモータの電機子コア12、13及び永久磁石14の形状の一例を示す斜視図である。図2Aは電機子コア12を示している。図2Bは電機子コア13を示している。図2Cは永久磁石14を示している。図1に示すように電機子コア12は可動子1の移動方向を長手方向とする矩形板状である。電機子コア12の長手方向の上面及び下面には直方体状の突起部12a(突出部)が形成してある。隣り合う2つの突起部12aの間は凹部12bとなっている。図2Aに示す例では突起部12aは上面及び下面にそれぞれ5個ずつ形成してある。上面の突起部12aと下面の突起部12aとは対向する位置に形成してある。電機子コア13も電機子コア12と同様に可動子1の移動方向を長手方向とする矩形板状である。電機子コア13の長手方向の上面及び下面には直方体状の突起部13a(突出部)が形成してある。隣り合う2つの突起部13aの間は凹部13bとなっている。図2Bに示す例では突起部13aは上面及び下面にそれぞれ4個ずつ形成してある。上面の突起部13aと下面の突起部13aとは対向する位置に形成してある。突起部12a、突起部13aの個数はあくまでも一例であり、図2A、2Bに示すものに限られない。電機子コア12の上面及び下面それぞれに突起部12a及び凹部12bが最低一組あれば良い。同様に電機子コア13の上面及び下面それぞれに突起部13a及び凹部13bが最低一組あれば良い。このような電機子コア12、電機子コア13及び磁石14を組み合わせ、その周囲にコイル11線を巻き回すことで最小サイズの可動子を形成することが可能である。電機子コア12及び電機子コア13の縦横は略同一寸法としてある。電機子コア12及び電機子コア13の奥行きも略同一寸法としてある。電機子コア12と電機子コア13とをそれぞれの中心が一致するように重ねた場合、突起部12aと凹部13bとが及び凹部12bと突起部13aとが、それぞれ重なる位置(千鳥配置)となるように突起部12a、13aを形成してある。図2Cに示すように永久磁石14は可動子1の移動方向を長手方向とする矩形板状である。紙面の裏側から表側方向に磁化されている。永久磁石14の横寸法は電機子コア12及び電機子コア13と略同一としてある。永久磁石14の縦寸法は、電機子コア12に形成してある上面凹部12bの底面と下面凹部12bの底面との距離と略同一としてある。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the shapes of the
電機子コア12、13は、軟磁性材料、例えばケイ素鋼板を積層してもよいし、磁性金属粉末を固めた例えばSMC(軟磁性複合部材:Soft Magnetic Composites)にしてもよい。このような部材を用いることで、電機子コア材料の渦電流損やヒステリシス損や偏磁を抑制することができる。
永久磁石14は、ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ボロン(B)を主成分とするネオジム磁石である。ネオジム磁石に限らず、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石などを用いても良い。
The
The
図3は実施の形態1に係るリニアモータの可動子1の一例を示す斜視図である。電機子コア12、電機子コア13及び永久磁石14は縦姿勢で、コイル11の内部に配されている。電機子コア12、電機子コア13及び永久磁石14の長手方向が可動子1の移動方向となるようにしてある。電機子コア12、13の広面にコイル11を巻き回した構成としてある。永久磁石14は電機子コア12と電機子コア13との間に配されている。図2Cに示したように磁石14は広面の一方から他方に向かう向きに磁化されているから、電機子コア12、13の対向方向に磁化してあることになる。上述したように、電機子コア12の突起部12aと電機子コア13の突起部13aとは長手方向に沿って互い違いの配置(千鳥配置)となっている。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the
電機子コア12及び13を矩形板状とし、長手方向の上面及び下面に突起部12a、13aを有する構成としているので、電機子コア12及び13を軟磁性鋼板から切り出し加工あるいは鋼板を打ち抜き加工しその後積層することで製造できる。
よって突起部12a、13a及び凹部12b、13bの可動子1の移動方向の幅寸法のばらつきを少なくすることができコギング特性を良好にすることが可能となる。
Since the
Therefore, it is possible to reduce variations in the width dimension of the
図4は実施の形態1に係るリニアモータの概略構成の一例を示す正面図である。図5は実施の形態1に係るリニアモータの概略構成の一例を示す側面図である。 FIG. 4 is a front view showing an example of a schematic configuration of the linear motor according to the first embodiment. FIG. 5 is a side view showing an example of a schematic configuration of the linear motor according to the first embodiment.
図4に示すように固定子2は断面略横U字形である。図1に示すように、固定子2は可動子1の移動方向に長くなっている。固定子2は互いに対向する上板部21、下板部22、上板部21と下板部22とを連結する側板部23を含む。側板部23は上板部21と下板部22とを磁気的に結合する役割を果たしている。固定子2は、軟磁性金属、例えば平板状の圧延鋼材を折り曲げることにより形成する。また、上板部21、下板部22、側板部23それぞれを平板状の軟磁性金属の板として作成し、溶接やねじ止めにより形成してもよい。なお、図4に示す向きで設置されることが固定子2の必須の要件ではない。設置可能な如何なる向きで使用することが可能である。したがって、図4に示すように上板部21が上側で、下板部22が下側で、側板部23が左右側となるように設置することは必須ではない。
As shown in FIG. 4, the
上板部21には可動子1の移動方向に直交した長手方向を有する複数の歯部21aが可動子1の移動方向に沿って並設されている。歯部21aは直方体状である。歯部21aは上板部21の下板部22に対向する面に設けてある。歯部21aは上板部21から下板部22に向かって突出している。同様に下板部22に複数の歯部22aが可動子1の移動方向に沿って並設されている。歯部22aは略直方体状である。歯部22aは下板部22の上板部21に対向する面に設けてある。歯部22aは下板部22から上板部21に向かって突出している。歯部21a、22aは軟磁性の金属板、例えば鋼板等により形成し、それぞれ上板部21、下板部22に溶接等で接合又はねじ止め等により固定する。またU字状に形成した軟磁性鋼板の歯部となる部位を残し歯部となる部位の両側に溝を掘り込み加工により形成し、歯部21a、22aとしてもよい。このようにすると、歯部を溶接等で接合又はねじ止め等により固定する場合に比べて、固定子2のコストダウンが可能となる。
A plurality of
図4及び図5に示すように、上板部21の歯部21a及び下板部22の歯部22aは同一形状、同一寸法であるのが望ましい。隣り合う歯部21aの間隔(歯部21aのピッチ)は歯部21aの配置方向の幅(図5における横幅)と略同一としてある。歯部22aのピッチも同様である。図5に示すように、歯部21a、22aの突出長(図5における縦方向の長さ)は歯部21a、22aのピッチよりも長くしてある。歯部21a、22aの図4の紙面左右方向の寸法は、電機子コア12、13及び磁石14の紙面左右方向の寸法を加算したものより、やや大きくしてある。この場合フリンジング磁束により仮想的にエアギャップが短くなり、可動子の磁石からの磁束を効率よく固定子に流すことができる。短くすると可動子が吸引力で中央に吸引されて直進性が良くなる。またこの長さは同じでもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, it is desirable that the
図5に示すように歯部21a及び歯部22aは可動子の移動方向に互い違いに配置(千鳥配置)されている。歯部21a及び歯部22aのそれぞれ可動子1と対向する面同士は対向していないが、面の一部同士が対向しても良い。そのような場合でも、推力は発生するからである。しかし、全面が対向すると可動子1に推力が発生しない。
As shown in FIG. 5, the
歯部21a及び歯部22aそれぞれの配置方向の幅(図5における横幅)は、可動子1の電機子コア12の突起部12a及び電機子コア13の突起部13aの組の移動方向の長さ(図5における横幅)より、短くしてある。
歯部21a及び歯部22aのそれぞれの配置方向の幅は突起部12a及び13aの移動方向の幅と同じであってもよく、また長くてもよい。リニアモータの寸法や推力特性等を考慮し適宜設定すればよい。
The width in the arrangement direction of each of the
The width in the arrangement direction of each of the
図6は実施の形態1に係るリニアモータの推力発生原理を示す説明図である。図7は図6のVII−VII線による断面図である。図8は図6のVIII−VIII線による断面図である。図6は固定子2の開口側(リニアモータの側面)から見た場合の図である。図7、図8それぞれの紙面左側が図6の紙面表側を示す。図6において、電機子コア12の手前側、紙面左右方向にコイル11が通っているが、説明の都合上、記載を省略している。可動子1のコイル11に交流電流を流す。図6のコイル11において、丸の中に黒丸は紙面裏から手前へ電流が流れることを示す。丸の中にXは紙面表から奥へ電流が流れることを示す。図6のコイル11に示す方向に通電した場合、可動子1が固定子2の外部にある状態(通電した可動子が単体の状態)では、コイル11により電機子コア12、13上側にはS極、下側にはN極が励磁される。しかしながら、可動子1が軟磁性体である固定子2の内部にある場合には、電機子コア12、13の励磁は可動子1及び固定子2を含めた一体の磁気回路で考慮する必要がある。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the principle of thrust generation of the linear motor according to the first embodiment. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. FIG. 6 is a view when viewed from the opening side of the stator 2 (side surface of the linear motor). The left side of each of FIGS. 7 and 8 shows the front side of the page of FIG. In FIG. 6, the
図6において、上板部21の歯部21aの磁極及び電機子コア13の突起部13aの磁極は点線で示す。下板部22の歯部22aの磁極及び電機子コア12の突起部12aの磁極は実線で示す。実線は可動子1及び固定子2の手前側で発生している現象であることを示す。点線は可動子1及び固定子2の奥側で発生している現象であることを示す。
In FIG. 6, the magnetic poles of the
コイル11を図7、図8に示す向きに通電すると、図7Aの紙面右側(図6において奥側)の電機子コア13の突起部13aにはS極が励磁される。その磁極の直上である歯部21aの奥側にはN極が励磁される。通常電機子コア13の下側の突起部13aにN極が励磁されるが電機子コア13の下側の突起部13aの直下には歯部22aがなく、最も近い歯部は図8Aに示す歯部22aとなるため、励磁の状態は変わり次のような流れとなる。磁力線は電機子コア13と電機子コア12で挟まれた磁石14を貫通し電機子コア12に流入する。図8Aに示す様に電機子コア12の下側の突起部12aから下側の歯部22aへ流入する。磁力線は磁気回路として最も磁気抵抗の小さい経路を通過しようとするからである。空気は磁性体より磁気抵抗が大きく、距離が長いほど磁気抵抗が大きくなる。そのため、磁力線は電機子コア13の下側の突起部13aから歯部22aに流れこむのではなく、電機子コア12の下側の突起部12aから下側の歯部22aへ流入するという経路を流れることとなる。
When the
図7A、8Aにより示す磁力線の経路は、図6では紙面左から4番目の歯部21a、電機子コア13の左から2番目上部の突起部13a、磁石14(図6では現れず)、電機子コア12の左から3番目下部の突起部12a、左から5番目の歯部22aというものである。ここで、左から2番目上部の突起部13a、磁石14を通る磁力線は図6に示すように、電機子コア12の左から3番目下部の突起部12aのみではなく、電機子コア12の左から2番目下部の突起部12a、左から4番目の歯部22aという経路にも流れる。その他の部分についても、図6に示す磁力線の流れが発生している。
7A and 8A, the lines of magnetic force lines shown in FIG. 6 are the
図6、図7A、図8Aを参照して、コイル11を通電したことによる電機子コア12、13の励磁について説明したが、次に電機子コア12、13に挟まれた磁石14による電機子コア12、13の励磁とリニアモータの推力発生原理について述べる。図7Bは図7Aと同様に図6のVII−VII線による断面図である。図8Bは図8Aと同様に図6のVIII−VIII線による断面図である。図9はリニアモータの推力発生原理を示す説明図である。図7B、図8Bに示すように磁石14は矢印の方向に磁化してある。この場合は矢印の終点がN極、始点がS極となるように着磁してある。したがって、図7Bにおいて左側の電機子コア12はN極に、右側の電機子コア13はS極に励磁される。図8Bにおいても同様である。図9において紙面手前側の電機子コア12はN極に、紙面奥側の電機子コア13はS極に励磁されている。また歯部21a、22aの磁極について考えると、上側の歯部21aについては、図9の紙面奥側はN極に励磁され、紙面手前側は励磁されていない。また下側の歯部22aついては、紙面手前側はS極に励磁され、紙面奥側は励磁されていない(図7B、図8Bを参照)。よって手前側の電機子コア12は下側の歯部22aと吸引し、奥側の電機子コア13は上側の歯部21aと吸引し、可動子1は紙面右側に移動する。
なお、図7において、断面で示した突起部13aと対向する歯部22aはないが、当該突起部13aより奥(紙面裏面方向)にある突起部12aと対向する歯部22aが見えるはずである。また、図8において、断面で示した突起部12aと対向する歯部21aはないが、当該突起部12aより奥(紙面裏面方向)にある突起部13aと対向する歯部21aが見えるはずである。しかし、上述の説明内容について、理解の妨げとならないように記載を省略している。
Excitation of the
In FIG. 7, there is no
図10は実施の形態1に係るリニアモータの推力発生原理を示す説明図である。図10は図6の状態から可動子1が右側に移動した状態を示す図である。図11は図10のXI−XI線による断面図である。図12は図10のXII−XII線による断面図である。図10は固定子2の開口側から見た場合の図である。図11、図12それぞれの紙面左側が図10の紙面表側を示す。図10において、電機子コア12の手前側、紙面左右方向にコイル11が通っているが、説明の都合上、記載を省略している。可動子1のコイル11に流れる電流は図6とは逆方向となる。図10に示す方向にコイル11を通電した場合、可動子1及び固定子2がどのように励磁されるかについては、図6の場合と同様に可動子1及び固定子2を含めた一体の磁気回路で考慮する必要がある。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the principle of thrust generation of the linear motor according to the first embodiment. FIG. 10 is a diagram showing a state where the
図10において、上板部21の歯部21aの磁極及び電機子コア12の突起部12aの磁極は実線で示す。下板部22の歯部22aの磁極及び電機子コア13の突起部13aの磁極は点線で示す。実線、点線の使い分けは図6と同様である。実線は手前側で発生している現象を示す。点線は奥側で発生している現象を示す。
In FIG. 10, the magnetic poles of the
コイル11を図11、図12に示す向きに通電すると、図11Aの紙面右側(図10において奥側)の電機子コア13の下側の突起部13aにはS極が励磁される。その磁極の真下である歯部22aの奥側にはN極が励磁される。通常電機子コア13の上側の突起部13aにN極が励磁されるが電機子コア13の上側の突起部13aの真上には歯部21aがなく、最も近い歯部は図12Aに示す歯部21aとなるため、励磁の状態は変わり次のような流れとなる。磁力線は電機子コア13と電機子コア12で挟まれた磁石14を貫通し電機子コア12に流入する。図12Aに示すように電機子コア12の上側の突起部12aから上側の歯部21aへ流入する。磁力線は磁気回路として最も磁気抵抗の少ない経路を通過しようとするからである。空気は磁性体より磁気抵抗が大きく、距離が長いほど磁気抵抗が大きくなる。そのため、磁力線は電機子コア13の上側の突起部13aから歯部21aに流れこむのではなく、電機子コア12の上側の突起部12aから上側の歯部21aへ流入するという経路を流れることとなる。
When the
図11A、12Aに示す磁力線の経路は、図10では紙面左から5番目の歯部22a、電機子コア13の左から2番目下部の突起部13a、磁石14(図10では現れず)、電機子コア12の左から2番目上部の突起部12a、左から4番目の歯部21aというものである。ここで、左から2番目下部の突起部13a、磁石14を通る磁力線は図10に示すように、電機子コア12の左から2番目上部の突起部12aのみではなく、電機子コア12の左から3番目上部の突起部12a、左から5番目の歯部21aという経路にも流れる。その他の部分についても、図10に示す磁力線の流れが発生している。
11A and 12A, the lines of magnetic force lines shown in FIG. 10 are the
図10、図11A、図12Aを参照して、コイル11を通電したことによる電機子コア12、13の励磁について説明したが、次に電機子コア12、13に挟まれた磁石14による電機子コア12、13の励磁とリニアモータの推力発生原理について述べる。図11Bは図11Aと同様に図10のXI−XI線による断面図である。図12Bは図12Aと同様に図10のXII−XII線による断面図である。図13はリニアモータの推力発生原理を示す説明図である。図11B、図12Bに示すように磁石14は矢印の方向に磁化してある。この場合は矢印の終点がN極、始点がS極となるように着磁してある。したがって、図11Bにおいて左側の電機子コア12はN極に、右側の電機子コア13はS極に励磁される。図12Bにおいても同様である。図13において紙面手前側の電機子コア12はN極に、紙面奥側の電機子コア13はS極に励磁されている。また歯部21a、22aの磁極について考えると、上側の歯部21aについては、図13の紙面手前側はS極に励磁され、紙面奥側は励磁されていない。また下側の歯部22aついては、紙面奥側はN極に励磁され、紙面手前側は励磁されていない(図11B、図12Bを参照)。よって手前側の電機子コア12は上側の歯部21aと吸引し、奥側の電機子コア13は下側の歯部22aと吸引し、可動子1は紙面右側に移動する。可動子1が右側に移動すると先に示した図6から図9と同様な状態となる。このように同様な動作を繰り返すことにより、可動子1は継続的に移動する。
なお、図11において、断面で示した突起部13aと対向する歯部21aはないが、当該突起部13aより奥(紙面裏面方向)にある突起部12aと対向する歯部21aが見えるはずである。また、図12において、断面で示した突起部12aと対向する歯部22aはないが、当該突起部12aより奥(紙面裏面方向)にある突起部13aと対向する歯部22aが見えるはずである。しかし、上述の説明内容について、理解の妨げとならないように記載を省略している。
10, 11 </ b> A, and 12 </ b> A, the excitation of the
In FIG. 11, there is no
ここで2種類の電機子コア12、13及び磁石14との組み合わせと上下の歯部21a、22aにおいて通電による励磁の状態について考察する。まず電機子コア12、13の励磁について考える。図7A、図8A、図11A、図12Aに示すように手前側(紙面左側)の電機子コア12の突起部12aは上部及び下部ともN極に励磁されるか又は励磁されず、奥側(紙面右側)の電機子コア13の突起部13aは上部及び下部ともS極に励磁されるか又は励磁されない。
Here, the combination of the two types of
次に歯部21a、22aについて考える。図7A、図12Aに示すように、歯部21aの奥側はN極に励磁されるか又は励磁されない。手前側はS極に励磁されるか又は励磁されない。図8A、図11Aに示すように、歯部22aの奥側はN極に励磁されるか又は励磁されない。歯部22aの手前側はS極に励磁されるか又は励磁されない。図7A等において、歯部21a、22aが励磁されないか、励磁されていても極めて弱い状態を0で示している。また、上記歯部21a、22aにおいて、左側(手前側)、右側(奥側)と表記しているが、励磁の状態はこれらの真ん中で完全に分かれているわけではなく、歯部21a、22aの中央部においてはS極になったりN極になったりする。所謂オーバーラップ部分が存在する。
Next, the
電流の向きを一定の周期で変える(交番電流を流す)と本実施の形態の電機子コア12、13や歯部21a、22aはN←→Sの様に磁極が変化せず、残留値←→N又は残留値←→Sのように変化する。すなわち、NからS又はSからNのように逆の極には変化しない。
When the direction of the current is changed at a constant period (an alternating current is passed), the
ここで磁性体のヒステリシス損について考える。ヒステリシス損は磁性体を交流で磁化した場合に失われる電気エネルギーである。ヒステリシス損は該磁性体のヒステリシスループで囲まれた部分の面積に比例することが知られている。本実施の形態のリニアモータのように、電機子12の突起部12a、電機子コア13の突起部13a、歯部21a、22aで励磁される極を限定しNとSとの間で変化しないようにすれば、ヒステリシスループの面積を小さくでき、ヒステリシス損を低減できる。
Here, the hysteresis loss of the magnetic material is considered. Hysteresis loss is electrical energy lost when a magnetic material is magnetized by alternating current. It is known that the hysteresis loss is proportional to the area of the magnetic material surrounded by the hysteresis loop. Like the linear motor of the present embodiment, the poles excited by the
図14は鉄の通常のヒステリシス曲線を示したグラフである。図15は実施の形態1に係るリニアモータにおける電機子コア、歯部のヒステリシス曲線を示したグラフである。横軸が磁界の強さであり、単位はA/mである。縦軸が磁束密度であり、単位はTである。図14と図15とを比較して明らかのように、図15で示す本実施の形態におけるヒステリシス曲線で囲まれた部分の面積のほうが、図14で示すヒステリシス曲線で囲まれた部分の面積より小さい。したがって、ヒステリシス損の低減が示されている。 FIG. 14 is a graph showing a normal hysteresis curve of iron. FIG. 15 is a graph showing hysteresis curves of the armature core and teeth in the linear motor according to the first embodiment. The horizontal axis is the strength of the magnetic field, and the unit is A / m. The vertical axis represents the magnetic flux density, and the unit is T. As is clear from comparison between FIG. 14 and FIG. 15, the area of the portion surrounded by the hysteresis curve in the present embodiment shown in FIG. 15 is larger than the area of the portion surrounded by the hysteresis curve shown in FIG. small. Therefore, a reduction in hysteresis loss is shown.
上述したような実施の形態1に係るリニアモータは次のような効果を奏する。可動子1のみに永久磁石を使用するので、移動距離の全長が長くても永久磁石の使用量が増加しない。また、可動子1は矩形板状の2つの電機子コア12、13を、矩形板状の永久磁石14を挟んで縦姿勢に配し、各電機子コア12、13の歯部21a、22aに対向する面それぞれには長手方向に沿って突起部12a、13aが並設してある。一方の電機子コア12(13)の突起部12a(13a)と他方の電機子コア13(12)の突起部13a(12a)とを千鳥配置としてある。それにより、固定子2の歯部21a、22aの磁極は残留値からN極又はS極、N極又はS極から残留値にしか変化しないため、ヒステリシス損が低減し、低電力で高速動作が可能となる。
The linear motor according to the first embodiment as described above has the following effects. Since permanent magnets are used only for the
なお、磁石14の磁化方向は図7B等に示すように固定子2の図6の紙面奥側から手前側としたが、逆向きとしても良い。その場合、電機子コア12と電機子コア13との間で流れる磁力線の向きが逆向きとなる。すなわち、磁力線は電機子コア12の突起部12aから入り、磁石14を通り、電機子コア13の突起部13aから出るという経路となる。電機子コア12と電機子コア13との間で流れる磁力線の向きが逆向きとなることにより、上述した動作も変わるが、動作原理については同様である。
Note that the magnetization direction of the
また、実施の形態1では可動子1がすべて固定子2に挟まれている形態を示したが、本発明においては可動子1のうち電機子コア12、13と永久磁石14とが固定子2に挟まれていればよく、コイル11の一部が固定子2から突出していてもよい。
In the first embodiment, all of the
次に端効果による影響の改善について説明する。端効果とは、リニアモータにおいて、可動子両端に発生する磁気的吸引、反発力の影響がモータの推力特性(コギング特性、ディテント特性)に影響を及ぼすことを言う。端効果が発生するのは、磁束ループが移動方向と同じ方向に流れるためである。(特許文献1の第2図参照)しかしながら、実施の形態1に係るリニアモータでは、固定子2本体を通る磁路を含めたループ(磁束ループ)は可動子1の移動方向と直角な方向に流れるため、端効果の影響を低減させることが可能となる。
Next, the improvement of the influence by the end effect will be described. The end effect means that in a linear motor, the influence of magnetic attraction and repulsion generated at both ends of the mover affects the thrust characteristics (cogging characteristics, detent characteristics) of the motor. The end effect occurs because the magnetic flux loop flows in the same direction as the moving direction. However, in the linear motor according to the first embodiment, the loop (magnetic flux loop) including the magnetic path passing through the
実施の形態2
図16は実施の形態2に係るリニアモータの固定子2の構成を示す正面図である。実施の形態2において、歯部21a、22aのそれぞれは溝21a1、22a1を有することを特徴とする。上述したように歯部21a、22aはコイル11による励磁と、歯部21a、22aを含む固定子2、電機子コア12、13、永久磁石14により構成される磁力線の流れによる励磁とが混在する。この2つの励磁により、歯部21a、22aの長手方向の中央付近には、S極とN極とがオーバーラップする領域が発生する。オーバーラップする領域により、歯部21a、22aの励磁が弱まるので、このオーバーラップする領域は存在しないか、存在したとしても狭い領域であることが望ましい。そこで、実施の形態2においては、歯部21a、22aそれぞれに溝21a1、22a1を設けてある。
FIG. 16 is a front view showing the configuration of the
溝21a1は歯部21aの長手方向の中央部に形成してある。溝21a1は歯部21aの可動子1と対向する面から板状部21方向へ掘ったように形成してある。溝21a1は歯部21aの長手方向と交差する方向に沿って形成してある。図16では、溝21a1は歯部21aの長手方向と直角な方向、すなわち短手方向に沿って形成してある。溝21a1は断面が矩形状となる矩形溝としてある。溝21a1の深さは歯部21aの突出長より短くしてある。図16では、溝21a1の底面付近の連結部21a2で左右の歯部はつながっている。それに限らず、歯部21aが溝21a1により左右が完全に分かれていても良い。一方、歯部21a(22a)の可動子1と対向する面を左右に分ける程度の深さの浅いV溝を溝21a1(22a1)としても良い。なお、歯部22aに形成してある溝22a1、連結部22a2はそれぞれ歯部21aに形成してある溝21a1、連結部21a2と同様であるので、説明を省略する。
The groove 21a1 is formed in the central portion in the longitudinal direction of the
以上のように実施の形態2に係るリニアモータは、実施の形態1に係るリニアモータが奏する効果に加え、溝21a1、22a1により歯部21a、22aの中央部でS極とN極がオーバーラップする領域を低減することが可能となる。それにより、歯部21a、22aの励磁状態が安定し、安定した推進力を得ることが可能となる。なお、溝21a1、22a1の深さや幅を適宜設定することにより、オーバーラップする領域をなくすことも可能である。
As described above, in the linear motor according to the second embodiment, in addition to the effects achieved by the linear motor according to the first embodiment, the S pole and the N pole overlap at the center of the
実施の形態3
図17は実施の形態3に係るリニアモータの可動子1を示す斜視図である。図18は実施の形態3に係るリニアモータの可動子1を示す平面図である。固定子2については、実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 17 is a perspective view showing the
実施の形態3において、可動子1の全体的な構成は実施の形態1と同様であるので、ここでは実施の形態1との違いを主に説明する。
実施の形態3において、電機子コア12の突起部12a1の移動方向(図18の紙面左右方向)の長さは、他の突起部12aよりも長くなっている。それに対応して突起部12a1の反対側(図18の紙面裏側)にある突起部12a1(図示せず)も移動方向の長さが他の突起部12aよりも長くなっている。電機子コア13も電機子コア12と同様である。図18に示す凹部13b1の移動方向の長さは他の凹部13bよりも長くなっている。凹部13b1の反対側にある凹部13b1(図示せず)の移動方向の長さも他の凹部13bよりも長くなっている。なお、長さの異なる突起部12a1、凹部13b1の位置をそれぞれ、電機子コア12、電機子コア13の長手方向中央としているが、それに限られない。電機子コア12のいずれか1つの突起部の移動方向の長さが他の突起部よりも長くなっていれば良い。電機子コア13のいずれか1つの凹部の移動方向の長さが他の凹部よりも長くなっていれば良い。突起部12a1と凹部13b1との移動方向の位置は一致していなくても良い。また、電機子コア12の凹部の長さと電機子コア13の突起部の移動方向の長さを変える構成としても良い。さらに、特定の突起部の移動方向の長さを他の突起部より長くし、特定の凹部の移動方向の長さを他の凹部より長い構成としているが、長くするのではなく、短くするのでも良い。
In
In the third embodiment, the length of the protrusion 12a1 of the
実施の形態1において電機子コア12は平面視略長方形をなしている。それに対して、実施の形態3において、電機子コア12は、図18に示すように平面視が長方形を含まない略平行四辺形をなしている。電機子コア12の突起部12a、12a1、電機子コア12の凹部12bは端面(板状部21、22と対向する面)が長方形を含まない略平行四辺形としてある。突起部12a、12a1を構成する面のうち、移動方向に対する面を傾斜してある。
In the first embodiment, the
電機子コア12と同様に電機子コア13は、平面視が長方形を含まない略平行四辺形をなしている(図18参照)。電機子コア13の突起部13a、電機子コア13の凹部13b、13b1の端面(板状部21、22と対向する面)が略平行四辺形としてある。突起部13aを構成する面のうち、移動方向に対する面を傾斜してある。
Like the
電機子コア12、13と同様に永久磁石14は、平面視が長方形を含まない略平行四辺形をなしている(図18参照)。電機子コア12、13、永久磁石14の移動方向(長手方向)の長さは、略同一としてある。可動子1は実施の形態1と同様、電機子コア12と電機子コア13との間に永久磁石14が配され、これらの周りにコイル11が巻回してある構成である。
実施の形態1と異なり、突起部12a、13aは図18に示すように、移動方向に対する面が傾いている構成である。各突起部12a、13aを、いわゆるスキュー配置している。このような構成は、ディテント力を低減させるための構成である。
As with the
Unlike the first embodiment, the
可動子は移動方向で比透磁率が周期的に変化するため、高次のディテント力高調波成分が顕著になる。一般に相独立型の駆動では、3相合成時に基本波及び2次、4次の高調波は打ち消されるが、3次、6次、9次などの3の倍数の高調波は強め合うこととなる。 Since the relative permeability of the mover periodically changes in the moving direction, higher-order detent force harmonic components become significant. In general, in the case of phase-independent driving, the fundamental wave and the second-order and fourth-order harmonics are canceled at the time of three-phase synthesis, but the third-order, sixth-order, and ninth-order harmonics strengthen each other. .
高調波成分の中で特に6次の高調波が多くなる傾向にあるため、電機子コア12の突起部12a1、電機子コア13の凹部13b1の移動方向の長さを、他の電機子コア12の突起部12a、電機子コア13の他の凹部13bよりもτ/6(τ:極ピッチ、τ=λ/2、λ:電気角で360度に相当する長さ)だけ長くしてある。これにより、突起部12a1と突起部12aとに発生するディテント力の位相が6次の高調波成分において180度異なるので、6次の高調波成分が打ち消され減少する。なお、τ/6だけ電機子コア12の突起部12a1を長くしたが、τ/6だけ電機子コア12の突起部12a1を他の電機子コア12の突起部12aより短くしても、同様の効果を奏する。すなわち、他の突起部12aとτ/6だけ長さが異なる電機子コアを設ければ良い。
Among the harmonic components, the sixth-order harmonic tends to increase in particular. Therefore, the length in the moving direction of the projection 12a1 of the
次に、12次以上の高調波成分については、電機子コア12の突起部12a、12a1、電機子コア13の突起部13aをスキュー配置することにより低減可能である。スキュー配置は、移動方向の垂直方向に対して傾斜(角度)をつけて電機子コア12の突起部12a、12a1、電機子コア13の突起部13aを形成することである。なお、スキューさせる角度(スキュー角度)は0〜6度程度である。
Next, the 12th and higher harmonic components can be reduced by arranging the
上述では電機子コア12の突起部12a及び突起部12a1の長さ並びに電機子コア13の凹部13b及び凹部13b1の長さを変えると共に、突起部12a、12a1、13aのスキュー配置を行った。このような構成では、電機子コアの突起部の長さとスキュー角度は独立で変更できるため、主たる高調波成分に対してディテント力を有効に低減することが可能である。それに限られず、スキュー配置はせずに、突起部12a1等の長さのみを変えても良い。また、突起部12a1、凹部13b1は形成せずに、突起部12a、13aのスキュー配置のみを行なっても良い。
In the above description, the lengths of the
以上のように実施の形態3に係るリニアモータは、実施の形態1及び実施の形態2に係るリニアモータが奏する効果に加え、ディテント力の高調波成分を低減するという効果を奏する。 As described above, the linear motor according to the third embodiment has the effect of reducing the harmonic component of the detent force in addition to the effects exhibited by the linear motor according to the first and second embodiments.
実施の形態4
図19は実施の形態4に係るリニアモータの固定子2の構成を示す断面図である。リニアモータの固定子2を可動子1の移動方向に沿って切断した横断面図である。上板部21が有する歯部21a及び下板部22が有する歯部22aをスキュー配置している。図19の左から3番目の歯部21aを用いて説明する。歯部21aの断面は長方形である。点線で示す長方形は歯部21aをスキュー配置していない場合を示している。図19において、可動子1の移動方向は左右の方向である。スキュー配置していない場合、点線で示す歯部21aの断面短辺は可動子1の移動方向に対して、平行である。スキュー配置した場合、断面短辺E1とE2は可動子1の移動方向に対して傾斜していることとなる。図19では歯部22aは突出方向先端の端面が現れている。図19の左から二番目の歯部22aにおいて、点線で示す長方形は歯部22aがスキュー配置していない場合を示している。端面の短辺は可動子1の移動方向と平行であり、傾斜していない。スキュー配置した場合、端面の短辺E3、E4は可動子1の移動方向に対して傾斜している。歯部22aの断面は端面と同一形状であるから、断面短辺も同様に可動子1の移動方向に対して傾斜することとなる。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a configuration of the
可動子1については、上述の実施の形態1は実施の形態2又は実施の形態3と同様であるので、説明を省略する。実施の形態4においては、固定子2の歯部21a及び歯部22aをスキュー配置することにより、可動子1の電機子コア12の突起部12a(12a1)、電機子コア13の突起部13aをスキューさせなくても、ディテント力の低減が可能となる。
なお、可動子1として上述の実施の形態3と同様なものも使用可能である。ディテント力の低減には、固定子2の歯部21a、22a並びに可動子1の電機子コア12の突起部12a(12a1)、電機子コア13の突起部13aの可動子1の移動方向となす角度が関係する。当該なす角度が適切な値となるように、固定子2の歯部21a、22a並びに可動子1の電機子コア12の突起部12a(12a1)、電機子コア13の突起部13aのそれぞれをスキューさせれば良い。
Regarding the
Note that the same movable element as that of the above-described third embodiment can be used. In order to reduce the detent force, the
実施の形態5
図20は実施の形態5に係るリニアモータの固定子2の構成を示す断面図である。リニアモータを可動子1の移動方向に沿って切断した横断面図である。上板部21が有する歯部21a及び下板部22の有する歯部22aをスキュー配置している。すなわち、固定子2の歯部21a及び歯部22aは、可動子1の移動方向に対して傾斜するように配置してある。可動子については、上述の実施の形態1、実施の形態2又は実施の形態3と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the configuration of the
実施の形態5において、一方の板状部21が備える歯部21aと他方の板状部22が備える歯部22aとでは、断面短辺の傾斜の方向を逆にしてある。図20に示すように、歯部21aの断面短辺E1、E2と歯部22aの端面短辺と同様な断面短辺E3、E4とは可動子1の移動方向に対して傾斜している。その点は上述の実施の形態4と同様である。実施の形態5では、歯部21aと歯部22aとで傾斜する方向を逆にしている。すなわち、歯部21aの断面短辺E1、E2の傾斜方向と歯部22aの断面短辺E3、E4とは傾斜方向が逆にしてある。これは、スキュー配置したことによるこじりを抑えることを目的としている。歯部21a、22aをスキュー配置することにより、リニアモータに発生する推力は、移動方向からスキュー角度分傾く方向に生じるので、可動子全体が傾きこじりを発生する場合がある。歯部21aと歯部22aの傾斜方向を逆にすることにより、歯部21aと歯部22aにより発生する移動方向に垂直な方向(横方向)の推力成分が逆向きとなる。そのため、横方向の推力成分は、互いに打ち消しあい、こじりを防止することが可能となる。
In the fifth embodiment, the
以上のように、実施の形態5においては、実施の形態1から実施の形態4に係るリニアモータにおける効果に加え、次の効果を奏する。固定子2の歯部21a及び歯部22aをスキュー配置することにより、可動子1の電機子コア12の突起部12a(12a1)、電機子コア13の突起部13a(13a1)をスキューさせることなく、ディテント力の高調波成分を低減するという効果を奏する。また、歯部21aと歯部22aの傾ける向きを逆方向にすることにより、こじりを防止するという効果を奏する。
As described above, the fifth embodiment provides the following effects in addition to the effects of the linear motor according to the first to fourth embodiments. By arranging the
なお、実施の形態5においても、実施の形態4と同様に、実施の形態3における可動子1を用いることも可能であり、可動子1及び固定子2のスキュー角度は適宜定めれば良い。
In the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the
また、本明細書では、固定子2は板状部材において歯部となる部分が突出した形状であるが、例えば板状部材で歯となる部分を残しスリットを形成したり、または歯となる部分をくし歯状に形成したりしても、本発明は実施可能である。
さらにまた、上述においては、単相のリニアモータ(単相分のユニット)について説明したが、例えば3相駆動のリニアモータを構成する場合には、上記の可動子3個を、歯部のピッチ×(n+1/3)または歯部のピッチ×(n+2/3)(但し、nは整数)だけ間隔をあけて直線上に配置すれば良い。この場合、各可動子の長手方向の長さを考慮して整数nを設定すれば良い。
Further, in this specification, the
Furthermore, in the above description, a single-phase linear motor (unit for a single phase) has been described. However, for example, in the case of configuring a three-phase linear motor, the above-described three movers are connected to the tooth pitch. What is necessary is just to arrange | position on a straight line at intervals only x (n + 1/3) or the pitch of a tooth part x (n + 2/3) (n is an integer). In this case, an integer n may be set in consideration of the length of each movable element in the longitudinal direction.
各実施例で記載されている技術的特徴(構成要件)はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The technical features (components) described in each embodiment can be combined with each other, and new technical features can be formed by combining them.
The embodiments disclosed herein are illustrative in all respects and should not be considered as restrictive. The scope of the present invention is defined not by the above-mentioned meaning but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
1 可動子
11 コイル
12、13 電機子コア
12a、13a 突起部(突出部)
12b、13b 凹部
14 永久磁石(磁石)
2 固定子
21 上板部(板状部)
21a 歯部
22 下板部(板状部)
22a 歯部
23 側板部
12a1 突起部(突出部)
13b1 凹部
DESCRIPTION OF
12b, 13b Recessed
2
13b1 recess
Claims (6)
前記固定子は前記可動子の移動方向に長い2つの板状部を有し、前記2つの板状部は可動子の移動域を間にして対向し、磁気的に結合するようにしてあり、
前記2つの板状部の互いに対向する面それぞれには、直方体状の歯部が、一方の板状部の歯部と他方の板状部の歯部とは少なくとも一部が対向しないように、前記移動方向に並設してあり、
前記可動子は前記コイル内部に、共に前記移動方向を長手方向とする矩形板状の磁石及び2つの電機子コアが縦姿勢で配してあり、
前記電機子コアの前記板状部に対向する面それぞれには長手方向に沿って突出部が並設してあり、
前記磁石は前記2つの電機子コア間に配してあり、一方の電機子コアの突出部と他方の電機子コアの突出部とを千鳥配置としてあり、
前記磁石は2つの電機子コアの対向方向に磁化してあること
を特徴とするリニアモータ。 In a linear motor including a stator and a mover having a coil,
The stator has two plate-like portions that are long in the moving direction of the mover, the two plate-like portions are opposed to each other with the moving region of the mover in between, and are magnetically coupled,
To each of the two opposing surfaces of the two plate-like portions, a rectangular parallelepiped tooth portion, so that at least a portion of the tooth portion of one plate-like portion and the tooth portion of the other plate-like portion do not face each other, Juxtaposed in the direction of movement,
The mover has a rectangular plate-shaped magnet and two armature cores arranged vertically in the coil, both having the moving direction as a longitudinal direction.
Each of the surfaces of the armature core that faces the plate-like portion has protrusions along the longitudinal direction,
The magnet is disposed between the two armature cores, and the protruding portion of one armature core and the protruding portion of the other armature core are arranged in a staggered manner,
The linear motor, wherein the magnet is magnetized in a direction opposite to two armature cores.
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のリニアモータ。 3. The linear motor according to claim 1, wherein a surface of the projecting portion that faces the plate-like portion is a substantially parallelogram.
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusion includes a protrusion having a length different from that of the other protrusion in the moving direction.
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 4, wherein a short side of the cross section of the tooth portion is inclined with respect to a moving direction of the mover.
を特徴とする請求項5に記載のリニアモータ。 The linear motor according to claim 5, wherein the inclined direction of the short side of the cross section is reversed between the tooth portion of the one plate-like portion and the tooth portion of the other plate-like portion.
Priority Applications (1)
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JP2013012244A JP2014143881A (en) | 2013-01-25 | 2013-01-25 | Linear motor |
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2013
- 2013-01-25 JP JP2013012244A patent/JP2014143881A/en active Pending
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