JP3052205B1 - リニアモ―タ用可動コイル及びその製造方法 - Google Patents
リニアモ―タ用可動コイル及びその製造方法Info
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- JP3052205B1 JP3052205B1 JP11273579A JP27357999A JP3052205B1 JP 3052205 B1 JP3052205 B1 JP 3052205B1 JP 11273579 A JP11273579 A JP 11273579A JP 27357999 A JP27357999 A JP 27357999A JP 3052205 B1 JP3052205 B1 JP 3052205B1
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Abstract
【要約】
【課題】 複数相のコイルから成り、これを組合わせる
場合に圧縮を必要としないリニアモータ用可動コイルを
提供すること。 【解決手段】 可動コイルは、１極当たりＵ相、Ｖ相、
Ｗ相の３つのコイル単体ユニット２０ｕ、２０ｖ、２０
ｗから成り、これら３つのコイル単体ユニットは、２つ
の折り曲げ部の間に形成される開口部が交互に反対向き
になるように組み合わせると共に、あるコイル単体ユニ
ットの前記開口部に、隣接するコイル単体ユニットの１
つの折り曲げ部が入り込むようにして、各コイル単体ユ
ニットにおける２つの折り曲げ部の直線部分が定ピッチ
で並ぶように立体的に整列させて組み合わせて成る。
場合に圧縮を必要としないリニアモータ用可動コイルを
提供すること。 【解決手段】 可動コイルは、１極当たりＵ相、Ｖ相、
Ｗ相の３つのコイル単体ユニット２０ｕ、２０ｖ、２０
ｗから成り、これら３つのコイル単体ユニットは、２つ
の折り曲げ部の間に形成される開口部が交互に反対向き
になるように組み合わせると共に、あるコイル単体ユニ
ットの前記開口部に、隣接するコイル単体ユニットの１
つの折り曲げ部が入り込むようにして、各コイル単体ユ
ニットにおける２つの折り曲げ部の直線部分が定ピッチ
で並ぶように立体的に整列させて組み合わせて成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置決めステージ
に適したリニアモータに関し、特にその可動コイルの構
造及びその製造方法に関する。本発明による可動コイル
を備えたリニアモータは、被加工物を搭載したテーブル
をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能にするための位置決め
ステージに適している。
に適したリニアモータに関し、特にその可動コイルの構
造及びその製造方法に関する。本発明による可動コイル
を備えたリニアモータは、被加工物を搭載したテーブル
をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能にするための位置決め
ステージに適している。
【０００２】
【従来の技術】近年、精密位置決めステージの駆動源
は、ボールネジ駆動機構から、より高精度、高推力が得
られるリニアモータ駆動機構へと移行する動きが目立っ
てきている。
は、ボールネジ駆動機構から、より高精度、高推力が得
られるリニアモータ駆動機構へと移行する動きが目立っ
てきている。
【０００３】図６〜図９を参照して、精密位置決めステ
ージに適用されるリニアモータ駆動部の基本構成につい
て説明する。図６において、このリニアモータ駆動部
は、一軸方向にスライド可能に設けられた可動コイル部
４０と、この可動コイル部４０のスライド方向両側にお
いて可動コイル部４０の側面とそれぞれ対向し、前記一
軸方向に延在する固定磁石部５０とから成る。可動コイ
ル部４０は、その上方の面側が、テーブルのような被駆
動部を実装するために使用される。また、図示のリニア
モータは３相駆動型であり、この場合、可動コイルは、
図６に示されるように、１極につき、３相用のＵ相コイ
ル４１、Ｖ相コイル４２、Ｗ相コイル４３から成る。
ージに適用されるリニアモータ駆動部の基本構成につい
て説明する。図６において、このリニアモータ駆動部
は、一軸方向にスライド可能に設けられた可動コイル部
４０と、この可動コイル部４０のスライド方向両側にお
いて可動コイル部４０の側面とそれぞれ対向し、前記一
軸方向に延在する固定磁石部５０とから成る。可動コイ
ル部４０は、その上方の面側が、テーブルのような被駆
動部を実装するために使用される。また、図示のリニア
モータは３相駆動型であり、この場合、可動コイルは、
図６に示されるように、１極につき、３相用のＵ相コイ
ル４１、Ｖ相コイル４２、Ｗ相コイル４３から成る。
【０００４】固定磁石部５０は、前記一軸方向に延在す
る断面略Ｕ字形状のヨーク５１を持つ。ヨーク５１の互
いに対向する２つの内壁にはそれぞれ、各相のコイルの
側面にギャップを介して対向するように３組の永久磁石
５２が並べて固定配置されている。そして、永久磁石５
２は、ヨーク５１の各内壁において、前記一軸方向に間
隔をおいて多数固定配置される。
る断面略Ｕ字形状のヨーク５１を持つ。ヨーク５１の互
いに対向する２つの内壁にはそれぞれ、各相のコイルの
側面にギャップを介して対向するように３組の永久磁石
５２が並べて固定配置されている。そして、永久磁石５
２は、ヨーク５１の各内壁において、前記一軸方向に間
隔をおいて多数固定配置される。
【０００５】このリニアモータ駆動部の作用を説明する
ためにまず、ある固定されたモータ位置に対し可動コイ
ル部４０に作用する磁束密度の変化を図７に示す。ここ
で、位置情報に関しては、リニアエンコーダ等により検
出するものであり、特に規定はしない。図７から、Ｕ
相、Ｖ相、Ｗ相は各々位相が２π／３ずれた正弦波であ
る。つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルに作用する磁束
密度をそれぞれＢｕ、Ｂｖ、Ｂｗとすると、各磁束密度
Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗは、 Ｂｕ＝Ｂｏ・ｓｉｎθ （１） Ｂｖ＝Ｂｏ・ｓｉｎ｛θ＋（２π／３）｝ （２） Ｂｗ＝Ｂｏ・ｓｉｎ｛θ＋（４π／３）｝ （３） で表される。ただし、Ｂｏは全体の磁束密度である。
ためにまず、ある固定されたモータ位置に対し可動コイ
ル部４０に作用する磁束密度の変化を図７に示す。ここ
で、位置情報に関しては、リニアエンコーダ等により検
出するものであり、特に規定はしない。図７から、Ｕ
相、Ｖ相、Ｗ相は各々位相が２π／３ずれた正弦波であ
る。つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルに作用する磁束
密度をそれぞれＢｕ、Ｂｖ、Ｂｗとすると、各磁束密度
Ｂｕ、Ｂｖ、Ｂｗは、 Ｂｕ＝Ｂｏ・ｓｉｎθ （１） Ｂｖ＝Ｂｏ・ｓｉｎ｛θ＋（２π／３）｝ （２） Ｂｗ＝Ｂｏ・ｓｉｎ｛θ＋（４π／３）｝ （３） で表される。ただし、Ｂｏは全体の磁束密度である。
【０００６】図８には、位置に対してコイルに流す電流
の変化を示す。電流も磁束密度同様、位相が２π／３ず
れた正弦波であり、各相の電流をｉｕ、ｉｖ、ｉｗとす
ると、各電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗは、 ｉｕ＝ｉｏ・ｓｉｎθ （４） ｉｖ＝ｉｏ・ｓｉｎ｛θ＋（２π／３）｝ （５） ｉｗ＝ｉｏ・ｓｉｎ｛θ＋（４π／３）｝ （６） で表される。ただし、ｉｏは最大電流値である。
の変化を示す。電流も磁束密度同様、位相が２π／３ず
れた正弦波であり、各相の電流をｉｕ、ｉｖ、ｉｗとす
ると、各電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗは、 ｉｕ＝ｉｏ・ｓｉｎθ （４） ｉｖ＝ｉｏ・ｓｉｎ｛θ＋（２π／３）｝ （５） ｉｗ＝ｉｏ・ｓｉｎ｛θ＋（４π／３）｝ （６） で表される。ただし、ｉｏは最大電流値である。
【０００７】以上のことから、モータ位置に対する電流
の関係を図９に示すと、位置の変化に対しては各相のコ
イルに流れる電流の総和は常に一定であり、更に幅Ｌの
各相のコイルに流れる電流ｉとモータ推力Ｆの関係は、 Ｆ＝Ｂ・ｉ・Ｌ という線形な比例関係を持つ。
の関係を図９に示すと、位置の変化に対しては各相のコ
イルに流れる電流の総和は常に一定であり、更に幅Ｌの
各相のコイルに流れる電流ｉとモータ推力Ｆの関係は、 Ｆ＝Ｂ・ｉ・Ｌ という線形な比例関係を持つ。
【０００８】上記（４）、（５）、（６）式に示す通
り、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流値は正確に１２０度ずつず
れている値が各相用のドライバより出力されるため、コ
イル幅もそれぞれ、磁束密度１ピッチ（永久磁石の磁極
Ｎ−Ｎ間）を１／３にした寸法である必要がある。これ
は、各相のコイルの寸法誤差が、可動コイルの推力リッ
プルに大きく作用することを意味する。
り、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流値は正確に１２０度ずつず
れている値が各相用のドライバより出力されるため、コ
イル幅もそれぞれ、磁束密度１ピッチ（永久磁石の磁極
Ｎ−Ｎ間）を１／３にした寸法である必要がある。これ
は、各相のコイルの寸法誤差が、可動コイルの推力リッ
プルに大きく作用することを意味する。
【０００９】次に、従来の３相用可動コイルの構造の一
例を図１０に示す。図１０は、一極分の可動コイルを示
している。従来の３相用可動コイルは各相のコイル６
１、６２、６３を多層巻きにて略矩形状に仮巻きした
後、永久磁石に対向する部分、図１０で言えば、長手方
向の軸に平行な２辺部分が走行方向に関して一直線に並
ぶように組み合わされる。そして、形状寸法を確保する
ため、圧縮して寸法出しを行うのが一般的となってい
る。
例を図１０に示す。図１０は、一極分の可動コイルを示
している。従来の３相用可動コイルは各相のコイル６
１、６２、６３を多層巻きにて略矩形状に仮巻きした
後、永久磁石に対向する部分、図１０で言えば、長手方
向の軸に平行な２辺部分が走行方向に関して一直線に並
ぶように組み合わされる。そして、形状寸法を確保する
ため、圧縮して寸法出しを行うのが一般的となってい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この方法で３相用可動
コイルを作成した場合、以下に示すような問題が発生す
る。
コイルを作成した場合、以下に示すような問題が発生す
る。
【００１１】（１）各相のコイルの幅の寸法管理が困難
である。 （２）３相分のコイルを圧縮して寸法出しを行うため、
コイル線材に応力がかかってしまう。 （３）各相の重ね合わせた端部の負担を軽減させてコイ
ルを構成しようとした場合、図１０に示す通り、無駄な
磁束領域が増加してしまう。すなわち、図１０に示す３
相用可動コイルでは、その直線部分Ｌ１だけしか永久磁
石との間で作用せず、図１０の斜めの領域は有効磁束領
域として利用できない。
である。 （２）３相分のコイルを圧縮して寸法出しを行うため、
コイル線材に応力がかかってしまう。 （３）各相の重ね合わせた端部の負担を軽減させてコイ
ルを構成しようとした場合、図１０に示す通り、無駄な
磁束領域が増加してしまう。すなわち、図１０に示す３
相用可動コイルでは、その直線部分Ｌ１だけしか永久磁
石との間で作用せず、図１０の斜めの領域は有効磁束領
域として利用できない。
【００１２】そこで、本発明の課題は、複数相のコイル
から成り、これを組合わせる場合に圧縮を必要としない
リニアモータ用可動コイルを提供することにある。
から成り、これを組合わせる場合に圧縮を必要としない
リニアモータ用可動コイルを提供することにある。
【００１３】本発明の他の課題は、従来の可動コイルに
比べて有効磁束領域を増やすことのできるリニアモータ
用可動コイルを提供することにある。
比べて有効磁束領域を増やすことのできるリニアモータ
用可動コイルを提供することにある。
【００１４】本発明の更に他の課題は、上記のリニアモ
ータ用可動コイルに適した製造方法を提供することにあ
る。
ータ用可動コイルに適した製造方法を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一軸方
向にスライド可能に設けられた可動コイル部と、該可動
コイル部と対向しつつ前記一軸方向に延在するように配
置された固定磁石部とから成るリニアモータ用の可動コ
イルにおいて、該可動コイルは、少なくとも２相分のコ
イル単体ユニットから成り、各相のコイル単体ユニット
は、巻線を同一平面上で所定回数巻回して略矩形状に
し、かつ該矩形状の対向する２辺をそれぞれが互いに対
向し合うように略９０度折り曲げたコイルシートを複数
層重ねて成り、更に、少なくとも２相分のコイル単体ユ
ニットを、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲
げ部の直線部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列さ
せて組み合わせたことを特徴とするリニアモータ用可動
コイルが提供される。
向にスライド可能に設けられた可動コイル部と、該可動
コイル部と対向しつつ前記一軸方向に延在するように配
置された固定磁石部とから成るリニアモータ用の可動コ
イルにおいて、該可動コイルは、少なくとも２相分のコ
イル単体ユニットから成り、各相のコイル単体ユニット
は、巻線を同一平面上で所定回数巻回して略矩形状に
し、かつ該矩形状の対向する２辺をそれぞれが互いに対
向し合うように略９０度折り曲げたコイルシートを複数
層重ねて成り、更に、少なくとも２相分のコイル単体ユ
ニットを、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲
げ部の直線部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列さ
せて組み合わせたことを特徴とするリニアモータ用可動
コイルが提供される。
【００１６】前記可動コイルが、１極当たりＵ相、Ｖ
相、Ｗ相の３つのコイル単体ユニットから成る場合、こ
れら３つのコイル単体ユニットは、２つの折り曲げ部の
間に形成される開口部が交互に反対向きになるように組
み合わせると共に、あるコイル単体ユニットの前記開口
部に、隣接するコイル単体ユニットの１つの折り曲げ部
が入り込むようにして、各コイル単体ユニットにおける
２つの折り曲げ部の直線部分が定ピッチで並ぶように立
体的に整列させて組み合わせて成る。
相、Ｗ相の３つのコイル単体ユニットから成る場合、こ
れら３つのコイル単体ユニットは、２つの折り曲げ部の
間に形成される開口部が交互に反対向きになるように組
み合わせると共に、あるコイル単体ユニットの前記開口
部に、隣接するコイル単体ユニットの１つの折り曲げ部
が入り込むようにして、各コイル単体ユニットにおける
２つの折り曲げ部の直線部分が定ピッチで並ぶように立
体的に整列させて組み合わせて成る。
【００１７】前記巻線は、断面が矩形状あるいは円形状
である。
である。
【００１８】前記１極当たり３つのコイル単体ユニット
は、樹脂でモールドされる。
は、樹脂でモールドされる。
【００１９】各相のコイル単体ユニットは、これを構成
している複数層のコイルシートのうち、奇数層のコイル
シートと偶数層のコイルシートとを、巻線方向を逆にし
た状態で組み合わせ、しかも、一番目の奇数層のコイル
シートの巻き始め端と一番目の偶数層のコイルシートの
巻き始め端とを接続すると共に、前記一番目の偶数層の
コイルシートの巻き終り端は二番目の奇数層のコイルシ
ートの巻き終り端に接続するようにして、前記複数層の
コイルシートが直列に接続される。
している複数層のコイルシートのうち、奇数層のコイル
シートと偶数層のコイルシートとを、巻線方向を逆にし
た状態で組み合わせ、しかも、一番目の奇数層のコイル
シートの巻き始め端と一番目の偶数層のコイルシートの
巻き始め端とを接続すると共に、前記一番目の偶数層の
コイルシートの巻き終り端は二番目の奇数層のコイルシ
ートの巻き終り端に接続するようにして、前記複数層の
コイルシートが直列に接続される。
【００２０】各相のコイル単体ユニットはまた、これを
構成している複数層のコイルシートのうち、奇数層のコ
イルシートと偶数層のコイルシートとを、巻線方向を同
じにした状態で組み合わせ、しかも、奇数層のコイルシ
ートの巻き始め端と偶数層のコイルシートの巻き始め端
とを接続すると共に、奇数層のコイルシートの巻き終り
端と偶数層のコイルシートの巻き終り端とを接続するよ
うにして、前記複数層のコイルシートが並列に接続され
る。
構成している複数層のコイルシートのうち、奇数層のコ
イルシートと偶数層のコイルシートとを、巻線方向を同
じにした状態で組み合わせ、しかも、奇数層のコイルシ
ートの巻き始め端と偶数層のコイルシートの巻き始め端
とを接続すると共に、奇数層のコイルシートの巻き終り
端と偶数層のコイルシートの巻き終り端とを接続するよ
うにして、前記複数層のコイルシートが並列に接続され
る。
【００２１】本発明によればまた、一軸方向にスライド
可能に設けられた可動コイル部と、該可動コイル部と対
向しつつ前記一軸方向に延在するように配置された固定
磁石部とから成るリニアモータ用の可動コイルの製造方
法において、該可動コイルは、少なくとも２相分のコイ
ル単体ユニットから成り、各相のコイル単体ユニット
は、巻線を同一平面上において所定回数巻回して略矩形
状にする工程と、該矩形状の対向する２辺をそれぞれが
互いに対向し合うように略９０度折り曲げて略コ字形状
のコイルシートに形成する工程と、前記略コ字形状に形
成したコイルシートを複数層重ねる工程とにより形成さ
れ、更に、前記少なくとも２相分のコイル単体ユニット
を、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部の
直線部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列させて組
み合わせる工程を含むことを特徴とするリニアモータ用
可動コイルの製造方法が提供される。
可能に設けられた可動コイル部と、該可動コイル部と対
向しつつ前記一軸方向に延在するように配置された固定
磁石部とから成るリニアモータ用の可動コイルの製造方
法において、該可動コイルは、少なくとも２相分のコイ
ル単体ユニットから成り、各相のコイル単体ユニット
は、巻線を同一平面上において所定回数巻回して略矩形
状にする工程と、該矩形状の対向する２辺をそれぞれが
互いに対向し合うように略９０度折り曲げて略コ字形状
のコイルシートに形成する工程と、前記略コ字形状に形
成したコイルシートを複数層重ねる工程とにより形成さ
れ、更に、前記少なくとも２相分のコイル単体ユニット
を、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部の
直線部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列させて組
み合わせる工程を含むことを特徴とするリニアモータ用
可動コイルの製造方法が提供される。
【００２２】本発明による製造方法においては、前記可
動コイルが、１極当たりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイ
ル単体ユニットから成る場合、これら３つのコイル単体
ユニットを、２つの折り曲げ部の間に形成される開口部
が交互に反対向きになるように組み合わせると共に、あ
るコイル単体ユニットの前記開口部に、隣接するコイル
単体ユニットの１つの折り曲げ部が入り込むようにし
て、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部の
直線部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列させて組
み合わせる工程を含む。
動コイルが、１極当たりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイ
ル単体ユニットから成る場合、これら３つのコイル単体
ユニットを、２つの折り曲げ部の間に形成される開口部
が交互に反対向きになるように組み合わせると共に、あ
るコイル単体ユニットの前記開口部に、隣接するコイル
単体ユニットの１つの折り曲げ部が入り込むようにし
て、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部の
直線部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列させて組
み合わせる工程を含む。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、図１〜図３を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。図１は、Ｕ相、
Ｖ相、Ｗ相の３相分のコイルから成る１極分の可動コイ
ルを製造する工程を示している。図１（ａ）において
は、幅ｔを持つ断面矩形状の巻線１０を同一平面上にお
いて所定回数巻回して略矩形状にしたものが１層分とし
て作られる。この１層分のコイルは、最内側に巻き始め
端１０ｓを、最外側に巻き終わり端１０ｅを持つ。次
に、１相分のコイルを作るために、図１（ａ）で作られ
た１層分のコイルは、矩形状の対向する２辺をそれぞれ
が互いに対向し合うように略９０度折り曲げて略コ字形
状に成形される。このように成形された１層分のコイル
は、以下ではコイルシートと呼ぶ。このような成形にお
いては、特別な治具が用いられる。
本発明の実施の形態について説明する。図１は、Ｕ相、
Ｖ相、Ｗ相の３相分のコイルから成る１極分の可動コイ
ルを製造する工程を示している。図１（ａ）において
は、幅ｔを持つ断面矩形状の巻線１０を同一平面上にお
いて所定回数巻回して略矩形状にしたものが１層分とし
て作られる。この１層分のコイルは、最内側に巻き始め
端１０ｓを、最外側に巻き終わり端１０ｅを持つ。次
に、１相分のコイルを作るために、図１（ａ）で作られ
た１層分のコイルは、矩形状の対向する２辺をそれぞれ
が互いに対向し合うように略９０度折り曲げて略コ字形
状に成形される。このように成形された１層分のコイル
は、以下ではコイルシートと呼ぶ。このような成形にお
いては、特別な治具が用いられる。
【００２４】図１（ｂ）においては、上記のようにして
略コ字形状に成形したものが複数個（ここでは、５個）
用意され、これらの複数個を積層して１相分のコイル２
０が作られる。このような１相分のコイル２０は、以下
ではコイル単体ユニットと呼ぶ。このような積層のため
に、上記の折り曲げ工程においては、最も内側になるコ
イルシートの２つの折り曲げ部の間隔が最も小さく、最
も外側になるコイルシートの２つの折り曲げ部の間隔が
最も大きくなるようにされることは言うまでも無い。コ
イル単体ユニット２０の２つの折り曲げ部の間には開口
部が形成され、その幅（２つの折り曲げ部の間隔）は、
コイル単体ユニット２０のコイル開口径Ｃｃとして規定
される。また、折り曲げ部の厚さ（ここでは、巻線１０
の幅ｔ×５）は、コイル単体ユニット２０のコイル幅Ｗ
ｃとして規定される。更に、コイル単体ユニット２０の
折り曲げ部のうち、最も内側の巻線の直線部分の長さが
コイル直線部Ｈｃとして規定される。コイル単体ユニッ
ト２０の折り曲げ部のうち、特に直線部の高さは、コイ
ル厚さＤｃとして規定される。
略コ字形状に成形したものが複数個（ここでは、５個）
用意され、これらの複数個を積層して１相分のコイル２
０が作られる。このような１相分のコイル２０は、以下
ではコイル単体ユニットと呼ぶ。このような積層のため
に、上記の折り曲げ工程においては、最も内側になるコ
イルシートの２つの折り曲げ部の間隔が最も小さく、最
も外側になるコイルシートの２つの折り曲げ部の間隔が
最も大きくなるようにされることは言うまでも無い。コ
イル単体ユニット２０の２つの折り曲げ部の間には開口
部が形成され、その幅（２つの折り曲げ部の間隔）は、
コイル単体ユニット２０のコイル開口径Ｃｃとして規定
される。また、折り曲げ部の厚さ（ここでは、巻線１０
の幅ｔ×５）は、コイル単体ユニット２０のコイル幅Ｗ
ｃとして規定される。更に、コイル単体ユニット２０の
折り曲げ部のうち、最も内側の巻線の直線部分の長さが
コイル直線部Ｈｃとして規定される。コイル単体ユニッ
ト２０の折り曲げ部のうち、特に直線部の高さは、コイ
ル厚さＤｃとして規定される。
【００２５】なお、図１（ｂ）のように積層された複数
層のコイルシート間の電気的接続は、直列接続と並列接
続の２通りある。これを図４、図５を参照して説明す
る。図４、図５においては、便宜上、図１で説明したコ
イルシートを折り曲げ前の模式化した形態で示してい
る。直列接続の場合、図４に示されるように、奇数層の
コイルシート（図４ａ）と偶数層のコイルシート（図４
ｂ）が、巻線方向を逆にした状態で組み合わされる。そ
して、一番目の奇数層のコイルシートの巻き始め端１０
ｓと一番目の偶数層のコイルシートの巻き始め端１１ｓ
とを接続する。更に、一番目の偶数層のコイルシートの
巻き終り端１１ｅは二番目の奇数層のコイルシートの巻
き終り端に接続される。以下、同様に接続する結果、電
流の流れる方向が一定方向に合わされる。
層のコイルシート間の電気的接続は、直列接続と並列接
続の２通りある。これを図４、図５を参照して説明す
る。図４、図５においては、便宜上、図１で説明したコ
イルシートを折り曲げ前の模式化した形態で示してい
る。直列接続の場合、図４に示されるように、奇数層の
コイルシート（図４ａ）と偶数層のコイルシート（図４
ｂ）が、巻線方向を逆にした状態で組み合わされる。そ
して、一番目の奇数層のコイルシートの巻き始め端１０
ｓと一番目の偶数層のコイルシートの巻き始め端１１ｓ
とを接続する。更に、一番目の偶数層のコイルシートの
巻き終り端１１ｅは二番目の奇数層のコイルシートの巻
き終り端に接続される。以下、同様に接続する結果、電
流の流れる方向が一定方向に合わされる。
【００２６】並列接続の場合、図５に示されるように、
奇数層のコイルシート（図５ａ）と偶数層のコイルシー
ト（図５ｂ）は、巻線方向を同じにした状態で組み合わ
される。そして、奇数層のコイルシートの巻き始め端１
０ｓと偶数層のコイルシートの巻き始め端１１ｓとを接
続すると共に、奇数層のコイルシートの巻き終り端１０
ｅと偶数層のコイルシートの巻き終り端１１ｅとを接続
する。その結果、電流の流れる方向が一定方向に合わさ
れる。
奇数層のコイルシート（図５ａ）と偶数層のコイルシー
ト（図５ｂ）は、巻線方向を同じにした状態で組み合わ
される。そして、奇数層のコイルシートの巻き始め端１
０ｓと偶数層のコイルシートの巻き始め端１１ｓとを接
続すると共に、奇数層のコイルシートの巻き終り端１０
ｅと偶数層のコイルシートの巻き終り端１１ｅとを接続
する。その結果、電流の流れる方向が一定方向に合わさ
れる。
【００２７】図１（ｃ）においては、上記のようにして
作られたコイル単体ユニットが３個用意される。すなわ
ち、３個のコイル単体ユニットは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相用
のコイル単体ユニット２０ｕ、２０ｖ、２０ｗとして用
いられる。これら３個のコイル単体ユニットの組み立て
は、Ｕ相のコイル単体ユニット２０ｕとＶ相のコイル単
体ユニット２０ｖにおける１つの折り曲げ部の外側面を
隣接させ、これらＵ相のコイル単体ユニット２０ｕの２
つの折り曲げ部の間とＶ相のコイル単体ユニット２０ｖ
における２つの折り曲げ部の間にそれぞれ、Ｗ相のコイ
ル単体ユニット２０ｗの２つの折り曲げ部が入るように
して行われる。言い換えれば、Ｗ相のコイル単体ユニッ
ト２０ｗの２つの折り曲げ部の間に、Ｕ相のコイル単体
ユニット２０ｕの１つの折り曲げ部とＶ相のコイル単体
ユニット２０ｖの１つの折り曲げ部とが挿入される。更
に言えば、３つのコイル単体ユニット２０ｕ、２０ｖ、
２０ｗは、２つの折り曲げ部の間に形成される開口部が
交互に反対向きになるように組み合わされると共に、１
つのコイル単体ユニットの前記開口部に、隣接するコイ
ル単体ユニットの１つの折り曲げ部が入り込むようにし
て、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部が
定ピッチで一軸方向に並ぶように組み合わせされる。
作られたコイル単体ユニットが３個用意される。すなわ
ち、３個のコイル単体ユニットは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相用
のコイル単体ユニット２０ｕ、２０ｖ、２０ｗとして用
いられる。これら３個のコイル単体ユニットの組み立て
は、Ｕ相のコイル単体ユニット２０ｕとＶ相のコイル単
体ユニット２０ｖにおける１つの折り曲げ部の外側面を
隣接させ、これらＵ相のコイル単体ユニット２０ｕの２
つの折り曲げ部の間とＶ相のコイル単体ユニット２０ｖ
における２つの折り曲げ部の間にそれぞれ、Ｗ相のコイ
ル単体ユニット２０ｗの２つの折り曲げ部が入るように
して行われる。言い換えれば、Ｗ相のコイル単体ユニッ
ト２０ｗの２つの折り曲げ部の間に、Ｕ相のコイル単体
ユニット２０ｕの１つの折り曲げ部とＶ相のコイル単体
ユニット２０ｖの１つの折り曲げ部とが挿入される。更
に言えば、３つのコイル単体ユニット２０ｕ、２０ｖ、
２０ｗは、２つの折り曲げ部の間に形成される開口部が
交互に反対向きになるように組み合わされると共に、１
つのコイル単体ユニットの前記開口部に、隣接するコイ
ル単体ユニットの１つの折り曲げ部が入り込むようにし
て、各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部が
定ピッチで一軸方向に並ぶように組み合わせされる。
【００２８】なお、リニアモータにおける可動コイル部
は、通常、複数極の構成とされる。図１（ｃ）では、２
極目のＵ相のコイル単体ユニット２０ｕ´をも示してい
る。２極目のＵ相のコイル単体ユニット２０ｕ´の１つ
の折り曲げ部が、Ｗ相のコイル単体ユニット２０ｗの１
つの折り曲げ部と共に、Ｖ相のコイル単体ユニット２０
ｖの２つの折り曲げ部の間に挿入される。以下、同様に
して、複数極の可動コイルが構成される。この場合、各
相のコイル単体ユニットの電気的接続は、同じ相のコイ
ル単体ユニットが直列に接続されるが、並列接続でも良
い。
は、通常、複数極の構成とされる。図１（ｃ）では、２
極目のＵ相のコイル単体ユニット２０ｕ´をも示してい
る。２極目のＵ相のコイル単体ユニット２０ｕ´の１つ
の折り曲げ部が、Ｗ相のコイル単体ユニット２０ｗの１
つの折り曲げ部と共に、Ｖ相のコイル単体ユニット２０
ｖの２つの折り曲げ部の間に挿入される。以下、同様に
して、複数極の可動コイルが構成される。この場合、各
相のコイル単体ユニットの電気的接続は、同じ相のコイ
ル単体ユニットが直列に接続されるが、並列接続でも良
い。
【００２９】図２は、図６で説明したように、固定磁石
部５０の間に、上記のようにして構成された複数極の可
動コイル部４０が配置された例を上側から示している。
なお、図２では、可動コイル部４０は、各コイル単体ユ
ニットの位置関係を理解し易くするために、最終組み立
て前の状態で示している。固定磁石部５０は、一軸方向
に延在する断面略Ｕ字形状のヨーク５１を持つ。ヨーク
５１の互いに対向する２つの内壁にはそれぞれ、各相の
コイル単体ユニットの直線部Ｈｃにギャップを介して対
向するように複数組の永久磁石５２が並べて固定配置さ
れている。
部５０の間に、上記のようにして構成された複数極の可
動コイル部４０が配置された例を上側から示している。
なお、図２では、可動コイル部４０は、各コイル単体ユ
ニットの位置関係を理解し易くするために、最終組み立
て前の状態で示している。固定磁石部５０は、一軸方向
に延在する断面略Ｕ字形状のヨーク５１を持つ。ヨーク
５１の互いに対向する２つの内壁にはそれぞれ、各相の
コイル単体ユニットの直線部Ｈｃにギャップを介して対
向するように複数組の永久磁石５２が並べて固定配置さ
れている。
【００３０】図３は、可動コイル部４０の断面構造を図
２の矢印Ａ方向から見た図である。必要な極数分のコイ
ル単体ユニットが上記のようにして組み合わされた後、
コイル基板３１に固定され、更にコイル単体ユニットの
周囲は樹脂３２でモールドされる。図３で明らかなよう
に、各コイルの直線部Ｈｃが、永久磁石５２とギャップ
を介して対向している。なお、コイル基板３１側は、図
示しない被駆動体、例えば可動テーブルや可動ステージ
に固定され、図３中における上下、左右方向の規制が行
われている状態で図面に対して表裏方向に走行する。
２の矢印Ａ方向から見た図である。必要な極数分のコイ
ル単体ユニットが上記のようにして組み合わされた後、
コイル基板３１に固定され、更にコイル単体ユニットの
周囲は樹脂３２でモールドされる。図３で明らかなよう
に、各コイルの直線部Ｈｃが、永久磁石５２とギャップ
を介して対向している。なお、コイル基板３１側は、図
示しない被駆動体、例えば可動テーブルや可動ステージ
に固定され、図３中における上下、左右方向の規制が行
われている状態で図面に対して表裏方向に走行する。
【００３１】なお、図１では、巻線１０として断面形状
が矩形状のものを用いる場合について説明したが、断面
形状は円形でも良い。
が矩形状のものを用いる場合について説明したが、断面
形状は円形でも良い。
【００３２】
【発明の効果】本発明のような可動コイル部の構成によ
れば、下記の効果が得られる。
れば、下記の効果が得られる。
【００３３】（１）各相のコイル幅Ｗｃを積層するコイ
ルの層数、コイル厚さＤｃを１層分のコイルのターン数
で調整できるので、設計時のコイル寸法との誤差が少な
くなる。
ルの層数、コイル厚さＤｃを１層分のコイルのターン数
で調整できるので、設計時のコイル寸法との誤差が少な
くなる。
【００３４】（２）各相のコイルが略コ字形状となって
いるため、各相のコイルの位置関係が決まりやすく、３
相リニアモータを構成しやすい構造となっている。
いるため、各相のコイルの位置関係が決まりやすく、３
相リニアモータを構成しやすい構造となっている。
【００３５】（３）一層分のコイルの対向辺部分を折り
曲げることにより、最大限に有効磁束領域を活用でき
る。すなわち、図１０で説明したような斜めの領域が無
いので、無駄な磁束領域を少なくできる。
曲げることにより、最大限に有効磁束領域を活用でき
る。すなわち、図１０で説明したような斜めの領域が無
いので、無駄な磁束領域を少なくできる。
【００３６】（４）各相のコイル単体で寸法出しが可能
となっているため、３相分のコイルを組合わせる時の圧
縮作業が不必要となる。その結果、各相のコイルの巻線
に応力が加わることが無く、断線、その他の問題が生じ
ない。
となっているため、３相分のコイルを組合わせる時の圧
縮作業が不必要となる。その結果、各相のコイルの巻線
に応力が加わることが無く、断線、その他の問題が生じ
ない。
【図１】本発明による可動コイルの製造過程を、３相リ
ニアモータの場合について順をおって示した斜視図であ
る。
ニアモータの場合について順をおって示した斜視図であ
る。
【図２】図１の製造過程を経て作られた複数極の可動コ
イルを、固定磁石部に組合わせ配置した例を上側から示
した図である。
イルを、固定磁石部に組合わせ配置した例を上側から示
した図である。
【図３】図１の製造過程を経て作られた複数極の可動コ
イルを、図２の矢印Ａ方向から見た図である。
イルを、図２の矢印Ａ方向から見た図である。
【図４】本発明によるコイル単体ユニットにおける複数
層のコイルシートを直列接続する方法を説明するための
模式図である。
層のコイルシートを直列接続する方法を説明するための
模式図である。
【図５】本発明によるコイル単体ユニットにおける複数
層のコイルシートを並列接続する方法を説明するための
模式図である。
層のコイルシートを並列接続する方法を説明するための
模式図である。
【図６】従来の３相リニアモータの基本構成を説明する
ための図である。
ための図である。
【図７】図６に示された可動コイル部に作用する磁束密
度の変化を示した図である。
度の変化を示した図である。
【図８】図６に示された可動コイル部に流す電流の変化
を示した図である。
を示した図である。
【図９】図６に示されたリニアモータの位置に対する電
流の関係を示した図である。
流の関係を示した図である。
【図１０】従来の３相用可動コイルの構造の一極分につ
いて示した図である。
いて示した図である。
１０ 巻線 １０ｓ、１１ｓ 巻き始め端 １０ｅ、１１ｅ 巻き終わり端 ２０ コイル単体ユニット ２０ｕ Ｕ相のコイル単体ユニット ２０ｖ Ｂ相のコイル単体ユニット ２０ｗ Ｗ相のコイル単体ユニット ３１ コイル基板 ３２ 樹脂 ４０ 可動コイル部 ５０ 固定磁石部 ５１ ヨーク ５２ 永久磁石
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−23057（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−3657（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 41/00 H02K 3/00 H02K 15/00
Claims (10)
- 【請求項１】 一軸方向にスライド可能に設けられた可
動コイル部と、該可動コイル部と対向しつつ前記一軸方
向に延在するように配置された固定磁石部とから成るリ
ニアモータ用の可動コイルにおいて、 該可動コイルは、少なくとも２相分のコイル単体ユニッ
トから成り、 各相のコイル単体ユニットは、巻線を同一平面上で所定
回数巻回して略矩形状にし、かつ該矩形状の対向する２
辺をそれぞれが互いに対向し合うように略９０度折り曲
げたコイルシートを複数層重ねて成り、 更に、少なくとも２相分のコイル単体ユニットを、各コ
イル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部の直線部分
が定ピッチで並ぶように立体的に整列させて組み合わせ
たことを特徴とするリニアモータ用可動コイル。 - 【請求項２】 請求項１記載のリニアモータ用可動コイ
ルにおいて、前記可動コイルは、１極当たりＵ相、Ｖ
相、Ｗ相の３つのコイル単体ユニットから成り、これら
３つのコイル単体ユニットは、２つの折り曲げ部の間に
形成される開口部が交互に反対向きになるように組み合
わせると共に、あるコイル単体ユニットの前記開口部
に、隣接するコイル単体ユニットの１つの折り曲げ部が
入り込むようにして、各コイル単体ユニットにおける２
つの折り曲げ部の直線部分が定ピッチで並ぶように立体
的に整列させて組み合わせて成ることを特徴とするリニ
アモータ用可動コイル。 - 【請求項３】 請求項１あるいは２記載のリニアモータ
用可動コイルにおいて、前記巻線は、断面が矩形状ある
いは円形状であることを特徴とするリニアモータ用可動
コイル。 - 【請求項４】 請求項２記載のリニアモータ用可動コイ
ルにおいて、前記１極当たり３つのコイル単体ユニット
は、樹脂でモールドされていることを特徴とするリニア
モータ用可動コイル。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のリニア
モータ用可動コイルにおいて、各相のコイル単体ユニッ
トは、これを構成している複数層のコイルシートのう
ち、奇数層のコイルシートと偶数層のコイルシートと
を、巻線方向を逆にした状態で組み合わせ、しかも、一
番目の奇数層のコイルシートの巻き始め端と一番目の偶
数層のコイルシートの巻き始め端とを接続すると共に、
前記一番目の偶数層のコイルシートの巻き終り端は二番
目の奇数層のコイルシートの巻き終り端に接続するよう
にして、前記複数層のコイルシートを直列に接続して成
ることを特徴とするリニアモータ用可動コイル。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかに記載のリニア
モータ用可動コイルにおいて、各相のコイル単体ユニッ
トは、これを構成している複数層のコイルシートのう
ち、奇数層のコイルシートと偶数層のコイルシートと
を、巻線方向を同じにした状態で組み合わせ、しかも、
奇数層のコイルシートの巻き始め端と偶数層のコイルシ
ートの巻き始め端とを接続すると共に、奇数層のコイル
シートの巻き終り端と偶数層のコイルシートの巻き終り
端とを接続するようにして、前記複数層のコイルシート
を並列に接続して成ることを特徴とするリニアモータ用
可動コイル。 - 【請求項７】 一軸方向にスライド可能に設けられた可
動コイル部と、該可動コイル部と対向しつつ前記一軸方
向に延在するように配置された固定磁石部とから成るリ
ニアモータ用の可動コイルの製造方法において、 該可動コイルは、少なくとも２相分のコイル単体ユニッ
トから成り、 各相のコイル単体ユニットは、 巻線を同一平面上において所定回数巻回して略矩形状に
する工程と、 該矩形状の対向する２辺をそれぞれが互いに対向し合う
ように略９０度折り曲げて略コ字形状のコイルシートに
形成する工程と、 前記略コ字形状に形成したコイルシートを複数層重ねる
工程とにより形成され、 更に、前記少なくとも２相分のコイル単体ユニットを、
各コイル単体ユニットにおける２つの折り曲げ部の直線
部分が定ピッチで並ぶように立体的に整列させて組み合
わせる工程を含むことを特徴とするリニアモータ用可動
コイルの製造方法。 - 【請求項８】 請求項７記載のリニアモータ用可動コイ
ルの製造方法において、前記可動コイルは、１極当たり
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイル単体ユニットから成
り、これら３つのコイル単体ユニットを、２つの折り曲
げ部の間に形成される開口部が交互に反対向きになるよ
うに組み合わせると共に、あるコイル単体ユニットの前
記開口部に、隣接するコイル単体ユニットの１つの折り
曲げ部が入り込むようにして、各コイル単体ユニットに
おける２つの折り曲げ部の直線部分が定ピッチで並ぶよ
うに立体的に整列させて組み合わせる工程を含むことを
特徴とするリニアモータ用可動コイルの製造方法。 - 【請求項９】 請求項７あるいは８記載のリニアモータ
用可動コイルの製造方法において、前記各相のコイル単
体ユニットの形成は更に、 これを構成している複数層のコイルシートのうち、奇数
層のコイルシートと偶数層のコイルシートとを、巻線方
向を逆にした状態で組み合わせる工程と、 一番目の奇数層のコイルシートの巻き始め端と一番目の
偶数層のコイルシートの巻き始め端とを接続すると共
に、前記一番目の偶数層のコイルシートの巻き終り端は
二番目の奇数層のコイルシートの巻き終り端に接続する
ようにして、前記複数層のコイルシートを直列に接続す
る工程とを含むことを特徴とするリニアモータ用可動コ
イルの製造方法。 - 【請求項１０】 請求項７あるいは８記載のリニアモー
タ用可動コイルの製造方法において、前記各相のコイル
単体ユニットの形成は更に、 これを構成している複数層のコイルシートのうち、奇数
層のコイルシートと偶数層のコイルシートとを、巻線方
向を同じにした状態で組み合わせる工程と、 奇数層のコイルシートの巻き始め端と偶数層のコイルシ
ートの巻き始め端とを接続すると共に、奇数層のコイル
シートの巻き終り端と偶数層のコイルシートの巻き終り
端とを接続するようにして、前記複数層のコイルシート
を並列に接続する工程とを含むことを特徴とするリニア
モータ用可動コイルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11273579A JP3052205B1 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | リニアモ―タ用可動コイル及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11273579A JP3052205B1 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | リニアモ―タ用可動コイル及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3052205B1 true JP3052205B1 (ja) | 2000-06-12 |
| JP2001103725A JP2001103725A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=17529775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11273579A Expired - Fee Related JP3052205B1 (ja) | 1999-09-28 | 1999-09-28 | リニアモ―タ用可動コイル及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052205B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012157183A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Chokutoku Kagi Kofun Yugenkoshi | ユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーター |
| CN114303303A (zh) * | 2019-08-29 | 2022-04-08 | 株式会社电装 | 旋转电机 |
| KR102443365B1 (ko) * | 2020-12-11 | 2022-09-15 | 박새봄 | 빛에너지 확장형 화분 보조장치 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4532864B2 (ja) | 2003-09-01 | 2010-08-25 | 住友重機械工業株式会社 | ３相リニアモータ |
| WO2005031947A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-07 | Rydberg Pty Ltd | Electrical machines |
| WO2006080465A1 (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Mostec Inc. | コイル、コイルユニット、ステーター、及びローター |
| JP6579729B2 (ja) * | 2013-06-27 | 2019-09-25 | 住友重機械工業株式会社 | コイル及びコイルの製造方法 |
| CN106411013A (zh) * | 2016-04-25 | 2017-02-15 | 深圳安格锐电气有限公司 | 一种嵌入式工字型线圈的无铁芯直线电机 |
-
1999
- 1999-09-28 JP JP11273579A patent/JP3052205B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012157183A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Chokutoku Kagi Kofun Yugenkoshi | ユニットコイル、コイルアセンブリ及びコイルレスタイプリニアモーター |
| CN114303303A (zh) * | 2019-08-29 | 2022-04-08 | 株式会社电装 | 旋转电机 |
| CN114303303B (zh) * | 2019-08-29 | 2023-10-27 | 株式会社电装 | 旋转电机 |
| KR102443365B1 (ko) * | 2020-12-11 | 2022-09-15 | 박새봄 | 빛에너지 확장형 화분 보조장치 |
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|---|---|
| JP2001103725A (ja) | 2001-04-13 |
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