JP2526819B2 - リニアモ―タ - Google Patents
リニアモ―タInfo
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- JP2526819B2 JP2526819B2 JP62260348A JP26034887A JP2526819B2 JP 2526819 B2 JP2526819 B2 JP 2526819B2 JP 62260348 A JP62260348 A JP 62260348A JP 26034887 A JP26034887 A JP 26034887A JP 2526819 B2 JP2526819 B2 JP 2526819B2
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- Japan
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- stator
- linear motor
- windings
- inductor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定子に対向して空隙を介し無接触で直線
状に推進する移動子からなるリニアモータに関する。
状に推進する移動子からなるリニアモータに関する。
従来、例えばIC製造装置等の清浄な環境内および真空
内でワークピースを運搬運転される製造設備などの磁気
浮上搬送装置における移動子の推進に使われる手段とし
て、片側式リニアリラクタンスモータがある。
内でワークピースを運搬運転される製造設備などの磁気
浮上搬送装置における移動子の推進に使われる手段とし
て、片側式リニアリラクタンスモータがある。
この従来例は推力と共にその約10倍前後の吸引力を発
生する。
生する。
また、位相差をもって配列したＣ形ヨークに各相の巻
線を施した固定子と、この固定子の間隙に、非磁性体の
保持部材磁性体の単片を埋設した移動子を間挿したリニ
アパルスモータがある（例えば、実開昭56−118588号公
報）。
線を施した固定子と、この固定子の間隙に、非磁性体の
保持部材磁性体の単片を埋設した移動子を間挿したリニ
アパルスモータがある（例えば、実開昭56−118588号公
報）。
このように磁気浮上搬送装置の吸引力は浮上用電磁石
の負担を大きくし、 （移動子重量）＋（搬送物重量） ＋（リニアモータ吸引力） を支えるようにするために相当以上に大きなものとな
る。
の負担を大きくし、 （移動子重量）＋（搬送物重量） ＋（リニアモータ吸引力） を支えるようにするために相当以上に大きなものとな
る。
また、加減速時にはモータの吸引力が急激に変化する
ため、浮上制御系，案内制御系に対しては外乱となり、
移動子の固定子への接触、発振、ピッチング、ヨーイン
グの原因となる。
ため、浮上制御系，案内制御系に対しては外乱となり、
移動子の固定子への接触、発振、ピッチング、ヨーイン
グの原因となる。
さらに、この片側式リニアリラクタンスモータの固定
子を２つ相対向して設けると、互いに吸引力を相殺する
が、一度移動子が相互のステータの中心からずれると、
どちらか一方に寄り制御不能となる。
子を２つ相対向して設けると、互いに吸引力を相殺する
が、一度移動子が相互のステータの中心からずれると、
どちらか一方に寄り制御不能となる。
これを防ぐためには、浮上制御系、案内制御系に大き
な負担を負うことになる。
な負担を負うことになる。
また、後者のものは、パルスモータの宿命である推力
と速度変動を解消することは出来ない。
と速度変動を解消することは出来ない。
ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服し、効率
よく浮上制御系、案内制御系の安定化を図ったリニアモ
ータを提供することを、その目的とする。
よく浮上制御系、案内制御系の安定化を図ったリニアモ
ータを提供することを、その目的とする。
本発明は、上記目的を達成するための手段として、突
起状のNS−１個のティース間に設けたNS個のスロット内
に多相・多極の分数スロット巻線を設けた２個の固定子
間に、空隙を介し、移動方向に所定ピッチで磁性体より
なる誘導子を埋設した板状・非磁性体の良導電体の移動
子を間挿した磁束貫通形のリニアモータにおいて、前記
巻線のうち前記固定子の両端部に位置する相の巻線を、
その相の他の巻線の1/2ターンの巻線に２分割して、こ
れを両端部のティースに巻回し、前記２個の固定子の巻
線の対向するもの同士を、電気角で180゜の位相だけず
らして結線し、前記誘導子の進行方向の幅を極ピッチの
1/2とした、ことを特徴とするものである。
起状のNS−１個のティース間に設けたNS個のスロット内
に多相・多極の分数スロット巻線を設けた２個の固定子
間に、空隙を介し、移動方向に所定ピッチで磁性体より
なる誘導子を埋設した板状・非磁性体の良導電体の移動
子を間挿した磁束貫通形のリニアモータにおいて、前記
巻線のうち前記固定子の両端部に位置する相の巻線を、
その相の他の巻線の1/2ターンの巻線に２分割して、こ
れを両端部のティースに巻回し、前記２個の固定子の巻
線の対向するもの同士を、電気角で180゜の位相だけず
らして結線し、前記誘導子の進行方向の幅を極ピッチの
1/2とした、ことを特徴とするものである。
リニアモータをダブルステータの磁束貫通形とし、移
動子はそれらに挟まれ間挿されているので移動子に働く
吸引力を低減する。
動子はそれらに挟まれ間挿されているので移動子に働く
吸引力を低減する。
また、移動子の誘導子まわりを良導電体で形成し渦電
流が流れダンパ効果をなす。
流が流れダンパ効果をなす。
本発明の一実施例における要部の構成を表わす斜視図
を第１図に示す。
を第１図に示す。
第２図は、固定子を形成し相対向する２つのステータ
の巻線の配置位置とそれに流す電流方向を表わす結線図
である。
の巻線の配置位置とそれに流す電流方向を表わす結線図
である。
移動子の一部側面図を第３図に表わす。
この一実施例では、移動子１は板状の非磁性体金属で
たとえばアルミニウムからなり、等ピッチＴの八角形形
状の磁性体金属たとえば３％シリコン鉄からなる誘導子
２が穿設された八角形穴に嵌入固着されている。その誘
導子２には31ステータａのティース35と32ステータｂの
ティース36によって発生する磁束が貫通する。そしてそ
の貫通磁束が33巻線ａおよび34巻線ｂに流れる電流の回
転位相、この場合は直線に展開しているから直進する位
相の変化に追従して移動子１が位相の進む方向につれて
その方向に移動推力を生起する。この推力を向上するた
め、誘導子２は、ティース35,36,……の移動子１の移動
方向における極ピッチの約1/2としておりかつ誘導子２
の平面形状を八角とするのはリラクタンス変化を正弦波
近づけるためである。
たとえばアルミニウムからなり、等ピッチＴの八角形形
状の磁性体金属たとえば３％シリコン鉄からなる誘導子
２が穿設された八角形穴に嵌入固着されている。その誘
導子２には31ステータａのティース35と32ステータｂの
ティース36によって発生する磁束が貫通する。そしてそ
の貫通磁束が33巻線ａおよび34巻線ｂに流れる電流の回
転位相、この場合は直線に展開しているから直進する位
相の変化に追従して移動子１が位相の進む方向につれて
その方向に移動推力を生起する。この推力を向上するた
め、誘導子２は、ティース35,36,……の移動子１の移動
方向における極ピッチの約1/2としておりかつ誘導子２
の平面形状を八角とするのはリラクタンス変化を正弦波
近づけるためである。
固定子３は移動子１を空隙を介して相対向する同一形
態をなす31ステータａと32ステータｂによって構成され
ている。
態をなす31ステータａと32ステータｂによって構成され
ている。
ティース35,36,……の空極相互によって開孔したスロ
ットに33巻線a,34巻線ｂを巻装する。
ットに33巻線a,34巻線ｂを巻装する。
ここにおける33巻線ａおよび34巻線ｂの巻回方式は、
本出願人が先に提案した特願昭61−91478号（ブラシレ
ス直流リニアモータの巻線方法）に基づいており、この
先行する提案はつぎのとおりである。
本出願人が先に提案した特願昭61−91478号（ブラシレ
ス直流リニアモータの巻線方法）に基づいており、この
先行する提案はつぎのとおりである。
すなわち、コイルをスロットに効率良く巻装するため
には、スロット数およびコイル飛び数を適切に選定する
ことが要求されるが、リニアモータの場合、移動子には
端部が存在するため、エンドスロット付近では、どうし
ても規定のコイル飛び数を確保することができないとい
うリニアモータ特有の問題が生じることになる。そのた
め、従来は、エンドスロットについては、空白のスペー
スが生じてもやむを得ないものとし、また、コイル飛び
数の値も大きなものとなっていたため、銅損の発生損失
を一定以下に低減させることが困難となっていた。
には、スロット数およびコイル飛び数を適切に選定する
ことが要求されるが、リニアモータの場合、移動子には
端部が存在するため、エンドスロット付近では、どうし
ても規定のコイル飛び数を確保することができないとい
うリニアモータ特有の問題が生じることになる。そのた
め、従来は、エンドスロットについては、空白のスペー
スが生じてもやむを得ないものとし、また、コイル飛び
数の値も大きなものとなっていたため、銅損の発生損失
を一定以下に低減させることが困難となっていた。
そこで、この先行する提案では、エンドスロット以外
については、コイル飛び数を最も小さな数である２と定
めることができるようにした、いわゆる分数スロット巻
線を適用し、エンドスロットについては、次善の策とし
て、隣接する上コイル辺同士または下コイル辺同士を連
続させるようにしている。このような構成によって、全
てのスロットに対して空白スペースを生じることなく、
コイルを挿入することが可能になり、高精度化、高効率
化、その他種々の効果を得ることが可能になっている。
については、コイル飛び数を最も小さな数である２と定
めることができるようにした、いわゆる分数スロット巻
線を適用し、エンドスロットについては、次善の策とし
て、隣接する上コイル辺同士または下コイル辺同士を連
続させるようにしている。このような構成によって、全
てのスロットに対して空白スペースを生じることなく、
コイルを挿入することが可能になり、高精度化、高効率
化、その他種々の効果を得ることが可能になっている。
しかして本発明とこの先行する提案との差違は、本発
明は移動子１を非磁性体とし進行方向に極ピッチの1/2
の幅で磁性体の誘導子を配設し、それに磁極を誘起させ
るためにある。例えば、ティース35がＮでティース36が
Ｓに励磁されているとき、誘導子２のティース35に対向
する面はＳに帯磁し、ティース36に対向する面はＮに帯
磁し、それぞれ磁束の通り易い方向へ移動子は推力を向
け移動する。
明は移動子１を非磁性体とし進行方向に極ピッチの1/2
の幅で磁性体の誘導子を配設し、それに磁極を誘起させ
るためにある。例えば、ティース35がＮでティース36が
Ｓに励磁されているとき、誘導子２のティース35に対向
する面はＳに帯磁し、ティース36に対向する面はＮに帯
磁し、それぞれ磁束の通り易い方向へ移動子は推力を向
け移動する。
すなわち、ステータに巻回した33巻線a,34巻線ｂは移
動子１を挟んで対向配置し、それぞれのステータ巻線3
3,34が発生する進行磁界の位相が対向する位置で、第２
図に示すように、電気角で180゜ずれるように結線す
る。
動子１を挟んで対向配置し、それぞれのステータ巻線3
3,34が発生する進行磁界の位相が対向する位置で、第２
図に示すように、電気角で180゜ずれるように結線す
る。
このため、一方のステータ巻線を出た磁束は、誘導子
２を通り抜けて、もう一方のステータを通り、隣の誘導
子２を通って帰る。
２を通り抜けて、もう一方のステータを通り、隣の誘導
子２を通って帰る。
さらにステータ巻線33,34は 極数Ｐ＝4, ティース数Ｎ＝9, 毎極毎相のスロット数ｑ＝3/4の分数スロット巻線法
を適用することにより、推力リップルの低減と、モータ
の小形化，高出力化を図る。
を適用することにより、推力リップルの低減と、モータ
の小形化，高出力化を図る。
また、第３図のように誘導子２のまわりは、非磁性良
導電体４で形成されているため、進行磁界の速度に対し
て移動子の速度が変動した場合に、渦電流が流れ、制御
推力が発生し、ダンパ効果が得られる。つまり、通常、
移動子２は移動磁界の進行速度に同期して移動するが、
負荷変動等の外乱などによって、誘導子２が移動磁界に
対して進んだり遅れたりするため磁束が変化する。この
とき、誘導作用によって、誘導子２を取り巻く良導電体
４に磁束変化量に比例した電流が流れ、移動子１の動き
を抑制する制御トルクが発生する。したがって、外乱に
よる移動子１の連続変化を抑えるダンパ効果が生じるこ
とになる。
導電体４で形成されているため、進行磁界の速度に対し
て移動子の速度が変動した場合に、渦電流が流れ、制御
推力が発生し、ダンパ効果が得られる。つまり、通常、
移動子２は移動磁界の進行速度に同期して移動するが、
負荷変動等の外乱などによって、誘導子２が移動磁界に
対して進んだり遅れたりするため磁束が変化する。この
とき、誘導作用によって、誘導子２を取り巻く良導電体
４に磁束変化量に比例した電流が流れ、移動子１の動き
を抑制する制御トルクが発生する。したがって、外乱に
よる移動子１の連続変化を抑えるダンパ効果が生じるこ
とになる。
さらに、固定子３の両側の31ステータa,32ステータｂ
の両部を、薄板非磁性体でキャンシールすると、揮発性
発ガスは少なくなり、真空内駆動が可能となる。ただ
し、薄板非磁性体の板厚は、強度と渦電流損を考慮した
値に設定するのが良い。
の両部を、薄板非磁性体でキャンシールすると、揮発性
発ガスは少なくなり、真空内駆動が可能となる。ただ
し、薄板非磁性体の板厚は、強度と渦電流損を考慮した
値に設定するのが良い。
かくして本発明によれば、次に掲げる幾多の格段の効
果を奏することができる。すなわち、 リニアモータをタブルステータの磁束貫通形にするこ
とにより、移動子に働く吸引力を低減することができ、
そのため浮上制御系，案内制御系の安定化が図れる。
果を奏することができる。すなわち、 リニアモータをタブルステータの磁束貫通形にするこ
とにより、移動子に働く吸引力を低減することができ、
そのため浮上制御系，案内制御系の安定化が図れる。
移動子の誘導子まわりを良導体で形成することで、渦
電流が流れダンパ効果が得られ、移動子の速度変動を小
さくすることができる。
電流が流れダンパ効果が得られ、移動子の速度変動を小
さくすることができる。
ステータ巻線に分数スロット巻線法を適用したこと
と、誘導子を八角形形状にすることでリラクタンスの変
化を正弦波に近づけたことにより、推力リップルの低減
が計れ、滑かな運転ができる。
と、誘導子を八角形形状にすることでリラクタンスの変
化を正弦波に近づけたことにより、推力リップルの低減
が計れ、滑かな運転ができる。
ステータ部を薄板非磁性体でキャンシールすること
で、揮発性発ガスが少なくなり、移動子側には磁石等を
用いていないため、揮発性発ガスの漏れがないので、ク
リーン大気中あるいは真空中での用途にも最適な構造に
なっている。
で、揮発性発ガスが少なくなり、移動子側には磁石等を
用いていないため、揮発性発ガスの漏れがないので、ク
リーン大気中あるいは真空中での用途にも最適な構造に
なっている。
第１図は本発明の一実施例の構成を表わす斜視図、第２
図は固定子を形成し相対向する２つのステータに巻回し
た巻線の配置位置とそれに流す電流方向を表わす結線
図、第３図は移動子の一部側面図である。 １……移動子（非磁性良導電体） ２……誘導子（磁性体金属） ３……固定子 31……ステータａ 32……ステータｂ 33……巻線ａ 34……巻線ｂ 35,36……ティース。
図は固定子を形成し相対向する２つのステータに巻回し
た巻線の配置位置とそれに流す電流方向を表わす結線
図、第３図は移動子の一部側面図である。 １……移動子（非磁性良導電体） ２……誘導子（磁性体金属） ３……固定子 31……ステータａ 32……ステータｂ 33……巻線ａ 34……巻線ｂ 35,36……ティース。
Claims (3)
- 【請求項１】突起状のNS−１個のティース間に設けたNS
個のスロット内に多相・多極の分数スロット巻線を設け
た２個の固定子間に、空隙を介し、移動方向に所定ピッ
チで磁性体よりなる誘導子を埋設した板状・非磁性体の
良導電体の移動子を間挿した磁束貫通形のリニアモータ
において、 前記巻線のうち前記固定子の両端部に位置する相の巻線
を、その相の他の巻線の1/2ターンの巻線に２分割し
て、これを両端部のティースに巻回し、 前記２個の固定子の巻線の対向するもの同士を、電気角
で180゜の位相だけずらして結線し、 前記誘導子の進行方向の幅を極ピッチの1/2とした、 ことを特徴とするリニアモータ。 - 【請求項２】前記誘導子をほぼ八角形にした請求項１記
載のリニアモータ。 - 【請求項３】前記固定子の移動子に対向する面をキャン
シールした請求項１または２記載のリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260348A JP2526819B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | リニアモ―タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260348A JP2526819B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | リニアモ―タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01103152A JPH01103152A (ja) | 1989-04-20 |
| JP2526819B2 true JP2526819B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=17346722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62260348A Expired - Fee Related JP2526819B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | リニアモ―タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526819B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10211892A1 (de) * | 2001-03-19 | 2002-12-05 | Canon Kk | Linearer Schrittmotor, Objektträgervorrichtung und Belichtungsvorrichtung |
| KR100398659B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2003-09-19 | 한국전기연구원 | 횡자속 선형 전동기식 가진기 |
| KR100440389B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-07-14 | 한국전기연구원 | 2상 횡자속형 영구자석 여자 선형 전동기 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62260348A patent/JP2526819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01103152A (ja) | 1989-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |