JP3852117B2 - リニアモータ - Google Patents
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Description
〔技術分野〕
本発明は、工作機のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータに関するものである。
〔背景技術〕
従来のムービングコイル形リニアモータは、図２２に示すように、固定部に設けた界磁永久磁石１１と、この界磁磁石に対向するくし歯状の電機子コア１２をそなえ、電機子コアに分布巻にした電機子コイル１３を巻装しており、この電機子コイルを巻装する電機子コア１２は、相数をｎ、界磁永久磁石１１の数をｐ、１極あたりに対向するティース１４の数をｑとすれば、電機子コア１２に設けるティース数Ｎは、
Ｎ＝ｎ×ｐ×ｑ
であり、このティース数を等間隔にそなえた電機子コア１２に、電機子コイル１３の３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを、少なくとも２以上のティースピッチとなるコイル飛びによって巻装している。
しかるに、ムービングコイル形のリニアモータは、移動する電機子コア１２の磁気回路がエンドレスになっておらず、両端で解放されているため、可動子推力方向Ｘの両端のスロットは、中央部分のスロットと異なり、１個のコイルだけを収納しており、このスロットによって端効果が発生し、界磁磁石１１の磁極ピッチの中に１周期のコギング推力ＴＣを生じ、推力ムラを発生させている。
また、コイルの温度管理をするために、コイルを収納したスロット内に温度センサを挿入する場合は、スロットを大きくする必要があり、電機子コアが大きくなり巻線の占積率を低下させる欠点がある。このためリニアモータではコイルの両端に温度センサを設けるようにしているが、コイル中央部の温度測定がでないので、精度の高い温度検出が得られなかった。
〔発明の開示〕
本発明は、このようなコギング推力による問題を解決するとともに、コイル温度の検出精度を向上させるリニアモータを提供することを目的とする。
このため本発明は、電機子コアを複数のブロックコアに分割し、各ブロックコアに等ピッチで設けたティースに、集中巻で巻装した電機子コイルをそなえ、このブロックコアを相互間に磁石ピッチの電気角１８０°を前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、前記間隙を挟むブロックコアの電機子コイル相互を、この間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装するようにしている。
したがって、各ブロックコアの電機子コイルによって生じるコギング推力の位相が、順次に間隙に応じた電気角での位相ずれをそなえ、各ブロックコアに生じるコギング推力を相互に相殺して打ち消すことができ、巻線を完全な３相平衡巻線で構成させるとともに、前記ブロックコア相互の間隙内に温度センサを挿入することができる。
電機子コアを３個のブロックコアに分割して、それぞれ磁石ピッチの８倍の長さで９個のティースを等ピッチにそなえた第１のブロックコアと、第２のブロックコアおよび第３のブロックコアをそなえ、各ブロックコアのティースを３個のグループにして集中巻で巻装した３相電機子コイルをそなえ、このブロックコア相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第１のブロックコアは、３個のグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、各グループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、各グループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装して各相コイルを３相平衡結線にしている。
また、前記３個のブロックコア相互間に磁石ピッチの１／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、ティースを３個のグループに分け、第１のブロックコアは、各グループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、巻方向を逆にして各グループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、第１のブロックコアと同じ巻方向で各グループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装してもよい。
また、電機子コアを２個のブロックコアに分割し、それぞれ磁石ピッチの８倍の長さで９個のティースを等ピッチにそなえた第１のブロックコアと、同様の第２のブロックコアを、相互間に磁石ピッチの１／２の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第１のブロックコアのティースを３個ずつのグループに分け、Ｕ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、１個のティースにＶ相コイルを、次の３個のティースをグループにしてＷ相帯を、次の３個のティースをグループにしてＵ相帯とし、残る２個のティースにＶ相帯コイルを巻装することもできる。
さらに、同様の効果を生む手段として、第２のブロックコアも３個ずつのグループに分けて、起磁力ベクトルが第１のブロックコアと電気的に１２０°位相がずれるように、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装する方法等もある。
なお、いずれの場合においても、ブロックコア相互の間隙に磁性体の間隔片を挿入して間隙を保持させ、また、この間隙にサーミスタあるいはサーマルプロテクタなどの温度センサを挿入してコイルの温度管理をすることができる。
このように本発明によれば、ムービングコイル形のリニアモータにおいて、可動子の電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数のグループに分けたティースをそなえており、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った整数倍の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイルを前記間隙に対応する電気角で位相をずらせており、電機子コイルを集中巻にしてティースに直巻することができ、可動子の端効果によって生じるコギング推力をブロックコア相互で相殺してゼロにし得る効果があり、高精度のリニアモータを得ることができる。
可動子を３個のブロックコアにして磁石ピッチの２／３あるいは１／３の間隙で推力の方向に配置し、各ブロックコアを磁石ピッチの８倍の長さで９個のティースを設け、３個づつのグループに分けて巻線を巻装することにより、ティースに直接コイルを巻き付けて集中巻きにし、鎖交磁束が大きく、かつ３相平衡結線にすることができる。
また、２個のブロックコアに分割し、磁石ピッチの１／２の間隙で配置し、相互の電機子コイルを９０°の位相差にし、同一相のコギング推力を直列に接続した場合は、起磁力位相差による循環電流をなくし、効率のよいリニアモータが得られる。
なお、この間隙内に温度センサを設けることにより、コイル中間部の温度を検出でき、リニアモータにおけるコイルの温度管理を正確に行うことができ、間隙内の温度センサを含めて樹脂モールドすれば、温度センサの保持を確実にし、温度の検出精度も良好になる利点が得られる。
また、ブロックコアを構成するティースを継鉄部の係合突起と嵌合部で嵌合連結することにより、ティースの打抜を容易にし、コイルを巻装したティースを連結でき、巻線作業が簡単になるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施例を示す側断面図である。図２は、第１の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図３は、第１の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図４は、第２の実施例を示す側断面図である。図５は、第２の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図６は、第２の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図７は、第３の実施例を示す側断面図である。図８は、第３の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図９は、第３の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図１０は、第３の実施例における各相のベクトル図である。図１１は、第３の実施例の変形例を示す巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図１２は、第５の実施例を示す側断面図である。図１３は、第５の実施例における巻線の説明図で、（ａ）結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図１４は、第６の実施例を示す側断面図である。図１５は、第６の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図１６は、第７の実施例を示す側断面図である。図１７は、第７の実施例を示す側断面図である。図１８は、第７の実施例における巻線配置図である。図１９は、第７の実施例における巻線配置図である。図２０は、第８の実施例を示す正断面図である。図２１は、第９の実施例を示す一部側断面図である。図２２は、従来の例を示す側断面図とコギング推力の状態を示す特性図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例を示すもので、１は固定部２に等ピッチＰmで取り付けられた界磁磁石で、この界磁磁石１に対向して移動する可動子３の長さと可動子が移動するストロークを合わせた長さに配置されている。可動子３に設けたコアは、第１のブロックコア３１、第２のブロックコア３２、および第３のブロックコア３３に分割して移動方向に取り付けている。
各ブロックコア３１、３２、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰmの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設けており、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル５を集中巻にして巻装している。６はブロックコア相互間に挿入した間隔片で、界磁磁石１のピッチＰmの２／３倍の幅をそなえており、非磁性体で構成することが望ましい。
３相９コイルで、これに対向する磁極数が８となる電磁構造の巻線配置におけるスロットピッチは、電気角で１６０°になり、コイル飛びはスロットＮｏ１〜Ｎｏ２になるので、ティースにコイルを直接巻き付け、集中巻にすることができる。したがって、図２（ａ）の結線図に示すように、第１のブロックコア３１は、各グループのティース４にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順にコイル５をそなえている。
第２のブロックコア３２は、前記第１のブロックコア３１に対して推力の方向に間隔片６により磁石ピッチＰmの２／３ずらせており、磁石ピッチＰmは電気角で１８０°であるから、電気角で１２０°ずれることになり、このブロックコアの電機子コイルも第１のブロックコア３１の電機子コイルに対して１２０°の位相ずれをもたせるため、前記第１のブロックコアと同じ側の端からＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で電機子コイル５をそなえている。
また、第３のブロックコア３３の電機子コイル５も同様に、第２のブロックコア３２から電気角で１２０°ずらせることになり、Ｗ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順で巻装される。
したがって、各相コイルと磁石との対向位置は位相をずらさない場合と同様になり、鎖交磁束が最大になる。
このように、可動子３の各ブロックコアのコイル配置は、図２（ｂ）に示すように、ブロックコア３１、３２、３３が相互に、界磁磁石１のピッチＰmの２／３（電気角で１２０°）の間隔片６によって離されており、これに応じて各ブロックコアの電機子コイルを相互に電気角で１２０°の位相差で巻装することにより、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、図３に示すように１２０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
［第２の実施例］
図４は、第２の実施例を示す側断面図で、前記第１の実施例と同じ部分に同一の符号を付しており、可動子３のコアを３個のブロックコアに分割して、界磁磁石１のピッチＰmの１／３倍の幅をそなえ間隔片６ａを挟んで連鎖結合させており、各ブロックコア３１、３２、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰmの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設け、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにしている。
このように、各ブロックコア相互の同じ側端のティース位置は、ブロックコア相互間に間隔片６ａを挟んで磁石ピッチＰmの１／３づつずれており、磁石ピッチＰmは電気角で１８０°であるから、電気角で６０°ずれることになる。
したがって、第１のブロックコア３１は、図５（ａ）の結線図に示すように端から順次に、各グループのスロットにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯のコイルを直接巻装し、第２のブロックコア３２の電機子コイルは、電気角で６０°位相をずらせるためＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に巻方向を逆にして巻装し、第３のブロックコア３３は第２のブロックコアと６０°の位相差にするため、第１のブロックコアのコイルと同方向にしてＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で巻装する。この状態の各ブロックコアの巻線配置を図５（ｂ）に示している。
このため、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、図６に示すように６０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
［第３の実施例］
図７は、第３の実施例を示す側断面図で、１は界磁磁石、２は固定部、３は可動子で、この実施例では界磁磁石１の磁石ピッチＰmの８個分の長さに９個のティースを等ピッチでそなえた２個のブロックコア３１、３２を、磁石ピッチＰmの１／２の幅の間隔片６ｂを挟んで設けている。
第１のブロックコア３１は、図８（ａ）に示すように、９個のティース４を３個のグループに分けて、順にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の電機子コイル５を巻装しており、第２のブロックコア３２は、第１のティースにＶ相帯の１つのコイルを巻き、次の３個のティースにＷ相帯のコイル、次の３個のティースにＵ相帯のコイル、次の２個のティースにＶ相帯の２つのコイルを巻装することによって、ブロックコア相互の電機子コイル５を９０°の位相差で３相平衡巻線とし、鎖交磁束を最大にすることができる。
したがって、各ブロックコア３１、３２の巻線配置は図８（ｂ）に示すようになり、図９のように、第１のブロックコア３１と第２のブロックコア３２の端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２を相互に相殺させることができる。
また、第１のブロックコア３１の電機子コイルと、第２のブロックコア３２の電機子コイルの、同相のコイルを直列に接続することにより、図１０に示すように２つの電機子に生じる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成され、循環電流を無くすことができる。
［第４の実施例］
図１１は、第４の実施例を示す巻線配置図で、図８に示すコイル配置とコイル接続方法についての変形例を示している。
第１のブロックコア３１は、図１１（ａ）に示すように、９個のティース４を３個のグループに分けて、順にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の電機子コイル５を巻装しており、第２のブロックコア３２は、同様に９個のティースを３個のグループに分けて、Ｖ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で電機子コイルを巻装することによって、ブロックコア相互の電機子コイル５を９０°の位相差で３相平衡巻線とすることができる。
したがって、各ブロックコア３１、３２の巻線配置は図１１（ｂ）に示すようになり、図９のように、第１のブロックコア３１と第２のブロックコア３２の端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２を相互に相殺させることができる。また、第１のブロックコア３１の電機子コイルと、第２のブロックコア３２の電機子コイルの、同相のコイルを直列に接続することにより、図１０に示すように２つの電機子に生じる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成され、循環電流を無くすことができる。
［第５の実施例］
図１２は本発明の第５の実施例を示すもので、リニアモータの所要寸法を長くする必要がある場合に好適な例である。
図において、１は固定部２に等ピッチＰmで取り付けられた界磁磁石で、この界磁磁石１に対向して移動する可動子３の長さと可動子が移動するストロークを合わせた長さに配置されている。可動子３に設けたコアは、第１のブロックコア３１、第２のブロックコア３２、および第３のブロックコア３３に分割して移動方向に取り付けている。
各ブロックコア３１、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰｍの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設けており、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル５を集中巻にして巻装している。ブロックコア３２は、ブロックコア３１、３３の２倍（ピッチＰｍの１６倍）の長さをそなえ、等ピッチＰtで１８個のティース４を設けており、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル５を集中巻にして巻装している。
６はブロックコア相互間に挿入した間隔片で、界磁磁石１のピッチＰmの２／３倍の幅をそなえており、非磁性体で構成することが望ましい。
３相９コイルで、これに対向する磁極数が８となる電磁構造の巻線配置におけるスロットピッチは、電気角で１６０°になり、コイル飛びはスロットＮｏ１〜Ｎｏ２になるので、ティースにコイルを直接巻き付け、集中巻にすることができる。したがって、図１３（ａ）の結線図に示すように、第１のブロックコア３１は各グループのティース４にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順にコイル５をそなえている。
第２のブロックコア３２は、前記第１のブロックコア３１に対して推力の方向に間隔片６により磁石ピッチＰmの２／３ずらせており、磁石ピッチＰmは、電気角で１８０°であるから、電気角で１２０°ずれることになり、このブロックコアの電機子コイルも第１のブロックコア３１の電機子コイルに対して１２０°の位相ずれをもたせるため、前記第１のブロックコアと同じ側の端からＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順を２度繰り返して電機子コイル５をそなえている。
また、第３のブロックコア３３の電機子コイル５も同様に、第２のブロックコア３２から電気角で１２０°ずらせることになり、Ｗ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順で巻装される。したがって、各相コイルと磁石との対向位置は位相をずらさない場合と同様になり、鎖交磁束が最大になる。このように、可動子３の各ブロックコアのコイル配置は、図１３（ｂ）に示すように、ブロックコア３１、３２、３３が相互に、界磁磁石１のピッチＰmの２／３（電気角で１２０°）の間隔片６によって離されており、これに応じて各ブロックコアの電機子コイルを相互に電気角で１２０°の位相差で巻装することにより、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、第１の実施例と同様に、図３に示すように１２０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
なお、本実施例の場合、リニアモータの進行方向が逆の仕様となった場合には、第２のブロックコア３２と第３のブロックコア３３は、Ｖ相帯とＷ相帯が入れ替わることになる。
［第６の実施例］
図１４は、第６の実施例を示す側断面図で、可動子３のコアを３個のブロックコアに分割して、界磁磁石１のピッチＰmの１／３倍の幅をそなえ間隔片６ａを挟んで連鎖結合させており、各ブロックコア３１、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰmの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設け、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにしている。またブロックコア３２は、前記第５の実施例と同様にブロックコア３１、３３の２倍の長さ（ピッチＰｍの１６倍の長さ）としている。
このように、各ブロックコア相互の同じ側端のティース位置は、ブロックコア相互間に間隔片６ａを挟んで磁石ピッチＰmの１／３づつずれており、磁石ピッチＰmは電気角で１８０°であるから、電気角で６０°ずれることになる。
したがって、第１のブロックコア３１は、図１５（ａ）の結線図に示すように端から順次に、各グループのスロットにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯のコイルを直接巻装し、第２のブロックコア３２の電機子コイルは、電気角で６０°位相をずらせるためＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に巻方向を逆にして２度繰り返し巻装し、第３のブロックコア３３は第２のブロックコア３２と６０°の位相差にするため、第１のブロックコア３１のコイルと同方向にしてＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で巻装する。この状態の各ブロックコアの巻線配置を図１５（ｂ）に示している。
このため、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、第１の実施例と同様に、図６に示すように６０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
なお、本実施例の場合、リニアモータの進行方向が逆の仕様となった場合には、第２のブロックコア３２と第３のブロックコア３３は、Ｖ相帯とＷ相帯が入れ替わることになる。
［第７の実施例］
図１６、１７は、コイルの温度管理をするための温度センサを設けた第７の実施例で、可動子３のコアを複数個（図では３個）のブロックコア３１、３２、３３に分割し、各ブロックコア相互間に界磁磁石１のピッチＰmの２／３の間隙を設け、間隔片６を挿入しており、この間隙を挟む両側のコイル５１、５２の間にサーミスタあるいはサーマルプロテクタのような温度センサ７を挿入し、樹脂モールド８で充填保持させている。なお、図１６は、前記第１〜４の実施例を対象にしており、図１７は前記第５、６の実施例を対象にしている。
したがって、温度センサ７は、電機子コイル５の温度をコイルエンドでなく、コイル温度が高くなるコイル中間部で検出することができ、ティース４および電機子コイル５の寸法や構成に影響を与えないで、確実なコイル温度を検出することができる。
なお、この実施例では図１８および図１９の巻線配置図に示すように、温度センサ７が、Ｗ相とＶ相およびＵ相とＷ相の間に挿入されるので、各相のコイル温度をほぼ平均して検出できる。
また、温度センサ７は、間隙内に接着などにより取り付けることができるが、コイル相互間に挿入して樹脂モールド８で充填することにより、確実な保持を行うとともに、コイル５１、５２からの熱伝導を良好にして検出精度を向上させることができる。また、この場合、鉄心全体をモールドするようにしてもよい。
［第８の実施例］
なお、前述した各実施例では、いずれも可動子３の一方に電機子コイル５をそなえ、界磁磁石１と対向させているが、図２０に断面を示すように、可動子３に、それぞれ電機子コイル５をそなえたティース４を両側に設け、それぞれ固定部２の両側に設けた界磁磁石１に対向させるようにした場合も、それぞれの電機子コイルを同様に実施することができる。７は冷却用の冷媒通路である。
［第９の実施例］
また、前述した各実施例のブロックコアは、くし歯状の鉄心で一体にしたものを示してあるが、図２１のように、継鉄部４１の片側に係合突起４２を形成し、反対側にこの係合突起にかみ合う嵌合部４３を設けた積層板を順次に、嵌合連結して固着させるようにしておけば、ティース４の形状を小さくして打抜を容易にし、あらかじめ積層したティース４にコイル５を巻き付けたものを連結することができるので、巻線を容易にし得る利点がある。
なお、この場合も、前記第８の実施例で示した両側にティース４を有するブロックコアにおいても実施することができる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明は、工作機のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータに適用して、コイル温度の検出精度を向上させたリニアモータを製造、提供する分野に利用できる。
本発明は、工作機のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータに関するものである。
〔背景技術〕
従来のムービングコイル形リニアモータは、図２２に示すように、固定部に設けた界磁永久磁石１１と、この界磁磁石に対向するくし歯状の電機子コア１２をそなえ、電機子コアに分布巻にした電機子コイル１３を巻装しており、この電機子コイルを巻装する電機子コア１２は、相数をｎ、界磁永久磁石１１の数をｐ、１極あたりに対向するティース１４の数をｑとすれば、電機子コア１２に設けるティース数Ｎは、
Ｎ＝ｎ×ｐ×ｑ
であり、このティース数を等間隔にそなえた電機子コア１２に、電機子コイル１３の３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを、少なくとも２以上のティースピッチとなるコイル飛びによって巻装している。
しかるに、ムービングコイル形のリニアモータは、移動する電機子コア１２の磁気回路がエンドレスになっておらず、両端で解放されているため、可動子推力方向Ｘの両端のスロットは、中央部分のスロットと異なり、１個のコイルだけを収納しており、このスロットによって端効果が発生し、界磁磁石１１の磁極ピッチの中に１周期のコギング推力ＴＣを生じ、推力ムラを発生させている。
また、コイルの温度管理をするために、コイルを収納したスロット内に温度センサを挿入する場合は、スロットを大きくする必要があり、電機子コアが大きくなり巻線の占積率を低下させる欠点がある。このためリニアモータではコイルの両端に温度センサを設けるようにしているが、コイル中央部の温度測定がでないので、精度の高い温度検出が得られなかった。
〔発明の開示〕
本発明は、このようなコギング推力による問題を解決するとともに、コイル温度の検出精度を向上させるリニアモータを提供することを目的とする。
このため本発明は、電機子コアを複数のブロックコアに分割し、各ブロックコアに等ピッチで設けたティースに、集中巻で巻装した電機子コイルをそなえ、このブロックコアを相互間に磁石ピッチの電気角１８０°を前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、前記間隙を挟むブロックコアの電機子コイル相互を、この間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装するようにしている。
したがって、各ブロックコアの電機子コイルによって生じるコギング推力の位相が、順次に間隙に応じた電気角での位相ずれをそなえ、各ブロックコアに生じるコギング推力を相互に相殺して打ち消すことができ、巻線を完全な３相平衡巻線で構成させるとともに、前記ブロックコア相互の間隙内に温度センサを挿入することができる。
電機子コアを３個のブロックコアに分割して、それぞれ磁石ピッチの８倍の長さで９個のティースを等ピッチにそなえた第１のブロックコアと、第２のブロックコアおよび第３のブロックコアをそなえ、各ブロックコアのティースを３個のグループにして集中巻で巻装した３相電機子コイルをそなえ、このブロックコア相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第１のブロックコアは、３個のグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、各グループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、各グループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装して各相コイルを３相平衡結線にしている。
また、前記３個のブロックコア相互間に磁石ピッチの１／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、ティースを３個のグループに分け、第１のブロックコアは、各グループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、巻方向を逆にして各グループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、第１のブロックコアと同じ巻方向で各グループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装してもよい。
また、電機子コアを２個のブロックコアに分割し、それぞれ磁石ピッチの８倍の長さで９個のティースを等ピッチにそなえた第１のブロックコアと、同様の第２のブロックコアを、相互間に磁石ピッチの１／２の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第１のブロックコアのティースを３個ずつのグループに分け、Ｕ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、１個のティースにＶ相コイルを、次の３個のティースをグループにしてＷ相帯を、次の３個のティースをグループにしてＵ相帯とし、残る２個のティースにＶ相帯コイルを巻装することもできる。
さらに、同様の効果を生む手段として、第２のブロックコアも３個ずつのグループに分けて、起磁力ベクトルが第１のブロックコアと電気的に１２０°位相がずれるように、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装する方法等もある。
なお、いずれの場合においても、ブロックコア相互の間隙に磁性体の間隔片を挿入して間隙を保持させ、また、この間隙にサーミスタあるいはサーマルプロテクタなどの温度センサを挿入してコイルの温度管理をすることができる。
このように本発明によれば、ムービングコイル形のリニアモータにおいて、可動子の電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数のグループに分けたティースをそなえており、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った整数倍の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイルを前記間隙に対応する電気角で位相をずらせており、電機子コイルを集中巻にしてティースに直巻することができ、可動子の端効果によって生じるコギング推力をブロックコア相互で相殺してゼロにし得る効果があり、高精度のリニアモータを得ることができる。
可動子を３個のブロックコアにして磁石ピッチの２／３あるいは１／３の間隙で推力の方向に配置し、各ブロックコアを磁石ピッチの８倍の長さで９個のティースを設け、３個づつのグループに分けて巻線を巻装することにより、ティースに直接コイルを巻き付けて集中巻きにし、鎖交磁束が大きく、かつ３相平衡結線にすることができる。
また、２個のブロックコアに分割し、磁石ピッチの１／２の間隙で配置し、相互の電機子コイルを９０°の位相差にし、同一相のコギング推力を直列に接続した場合は、起磁力位相差による循環電流をなくし、効率のよいリニアモータが得られる。
なお、この間隙内に温度センサを設けることにより、コイル中間部の温度を検出でき、リニアモータにおけるコイルの温度管理を正確に行うことができ、間隙内の温度センサを含めて樹脂モールドすれば、温度センサの保持を確実にし、温度の検出精度も良好になる利点が得られる。
また、ブロックコアを構成するティースを継鉄部の係合突起と嵌合部で嵌合連結することにより、ティースの打抜を容易にし、コイルを巻装したティースを連結でき、巻線作業が簡単になるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施例を示す側断面図である。図２は、第１の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図３は、第１の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図４は、第２の実施例を示す側断面図である。図５は、第２の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図６は、第２の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図７は、第３の実施例を示す側断面図である。図８は、第３の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図９は、第３の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図１０は、第３の実施例における各相のベクトル図である。図１１は、第３の実施例の変形例を示す巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図１２は、第５の実施例を示す側断面図である。図１３は、第５の実施例における巻線の説明図で、（ａ）結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図１４は、第６の実施例を示す側断面図である。図１５は、第６の実施例における巻線の説明図で、（ａ）は結線図で、（ｂ）は巻線配置図である。図１６は、第７の実施例を示す側断面図である。図１７は、第７の実施例を示す側断面図である。図１８は、第７の実施例における巻線配置図である。図１９は、第７の実施例における巻線配置図である。図２０は、第８の実施例を示す正断面図である。図２１は、第９の実施例を示す一部側断面図である。図２２は、従来の例を示す側断面図とコギング推力の状態を示す特性図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例を示すもので、１は固定部２に等ピッチＰmで取り付けられた界磁磁石で、この界磁磁石１に対向して移動する可動子３の長さと可動子が移動するストロークを合わせた長さに配置されている。可動子３に設けたコアは、第１のブロックコア３１、第２のブロックコア３２、および第３のブロックコア３３に分割して移動方向に取り付けている。
各ブロックコア３１、３２、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰmの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設けており、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル５を集中巻にして巻装している。６はブロックコア相互間に挿入した間隔片で、界磁磁石１のピッチＰmの２／３倍の幅をそなえており、非磁性体で構成することが望ましい。
３相９コイルで、これに対向する磁極数が８となる電磁構造の巻線配置におけるスロットピッチは、電気角で１６０°になり、コイル飛びはスロットＮｏ１〜Ｎｏ２になるので、ティースにコイルを直接巻き付け、集中巻にすることができる。したがって、図２（ａ）の結線図に示すように、第１のブロックコア３１は、各グループのティース４にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順にコイル５をそなえている。
第２のブロックコア３２は、前記第１のブロックコア３１に対して推力の方向に間隔片６により磁石ピッチＰmの２／３ずらせており、磁石ピッチＰmは電気角で１８０°であるから、電気角で１２０°ずれることになり、このブロックコアの電機子コイルも第１のブロックコア３１の電機子コイルに対して１２０°の位相ずれをもたせるため、前記第１のブロックコアと同じ側の端からＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で電機子コイル５をそなえている。
また、第３のブロックコア３３の電機子コイル５も同様に、第２のブロックコア３２から電気角で１２０°ずらせることになり、Ｗ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順で巻装される。
したがって、各相コイルと磁石との対向位置は位相をずらさない場合と同様になり、鎖交磁束が最大になる。
このように、可動子３の各ブロックコアのコイル配置は、図２（ｂ）に示すように、ブロックコア３１、３２、３３が相互に、界磁磁石１のピッチＰmの２／３（電気角で１２０°）の間隔片６によって離されており、これに応じて各ブロックコアの電機子コイルを相互に電気角で１２０°の位相差で巻装することにより、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、図３に示すように１２０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
［第２の実施例］
図４は、第２の実施例を示す側断面図で、前記第１の実施例と同じ部分に同一の符号を付しており、可動子３のコアを３個のブロックコアに分割して、界磁磁石１のピッチＰmの１／３倍の幅をそなえ間隔片６ａを挟んで連鎖結合させており、各ブロックコア３１、３２、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰmの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設け、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにしている。
このように、各ブロックコア相互の同じ側端のティース位置は、ブロックコア相互間に間隔片６ａを挟んで磁石ピッチＰmの１／３づつずれており、磁石ピッチＰmは電気角で１８０°であるから、電気角で６０°ずれることになる。
したがって、第１のブロックコア３１は、図５（ａ）の結線図に示すように端から順次に、各グループのスロットにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯のコイルを直接巻装し、第２のブロックコア３２の電機子コイルは、電気角で６０°位相をずらせるためＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に巻方向を逆にして巻装し、第３のブロックコア３３は第２のブロックコアと６０°の位相差にするため、第１のブロックコアのコイルと同方向にしてＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で巻装する。この状態の各ブロックコアの巻線配置を図５（ｂ）に示している。
このため、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、図６に示すように６０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
［第３の実施例］
図７は、第３の実施例を示す側断面図で、１は界磁磁石、２は固定部、３は可動子で、この実施例では界磁磁石１の磁石ピッチＰmの８個分の長さに９個のティースを等ピッチでそなえた２個のブロックコア３１、３２を、磁石ピッチＰmの１／２の幅の間隔片６ｂを挟んで設けている。
第１のブロックコア３１は、図８（ａ）に示すように、９個のティース４を３個のグループに分けて、順にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の電機子コイル５を巻装しており、第２のブロックコア３２は、第１のティースにＶ相帯の１つのコイルを巻き、次の３個のティースにＷ相帯のコイル、次の３個のティースにＵ相帯のコイル、次の２個のティースにＶ相帯の２つのコイルを巻装することによって、ブロックコア相互の電機子コイル５を９０°の位相差で３相平衡巻線とし、鎖交磁束を最大にすることができる。
したがって、各ブロックコア３１、３２の巻線配置は図８（ｂ）に示すようになり、図９のように、第１のブロックコア３１と第２のブロックコア３２の端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２を相互に相殺させることができる。
また、第１のブロックコア３１の電機子コイルと、第２のブロックコア３２の電機子コイルの、同相のコイルを直列に接続することにより、図１０に示すように２つの電機子に生じる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成され、循環電流を無くすことができる。
［第４の実施例］
図１１は、第４の実施例を示す巻線配置図で、図８に示すコイル配置とコイル接続方法についての変形例を示している。
第１のブロックコア３１は、図１１（ａ）に示すように、９個のティース４を３個のグループに分けて、順にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の電機子コイル５を巻装しており、第２のブロックコア３２は、同様に９個のティースを３個のグループに分けて、Ｖ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で電機子コイルを巻装することによって、ブロックコア相互の電機子コイル５を９０°の位相差で３相平衡巻線とすることができる。
したがって、各ブロックコア３１、３２の巻線配置は図１１（ｂ）に示すようになり、図９のように、第１のブロックコア３１と第２のブロックコア３２の端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２を相互に相殺させることができる。また、第１のブロックコア３１の電機子コイルと、第２のブロックコア３２の電機子コイルの、同相のコイルを直列に接続することにより、図１０に示すように２つの電機子に生じる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成され、循環電流を無くすことができる。
［第５の実施例］
図１２は本発明の第５の実施例を示すもので、リニアモータの所要寸法を長くする必要がある場合に好適な例である。
図において、１は固定部２に等ピッチＰmで取り付けられた界磁磁石で、この界磁磁石１に対向して移動する可動子３の長さと可動子が移動するストロークを合わせた長さに配置されている。可動子３に設けたコアは、第１のブロックコア３１、第２のブロックコア３２、および第３のブロックコア３３に分割して移動方向に取り付けている。
各ブロックコア３１、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰｍの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設けており、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル５を集中巻にして巻装している。ブロックコア３２は、ブロックコア３１、３３の２倍（ピッチＰｍの１６倍）の長さをそなえ、等ピッチＰtで１８個のティース４を設けており、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル５を集中巻にして巻装している。
６はブロックコア相互間に挿入した間隔片で、界磁磁石１のピッチＰmの２／３倍の幅をそなえており、非磁性体で構成することが望ましい。
３相９コイルで、これに対向する磁極数が８となる電磁構造の巻線配置におけるスロットピッチは、電気角で１６０°になり、コイル飛びはスロットＮｏ１〜Ｎｏ２になるので、ティースにコイルを直接巻き付け、集中巻にすることができる。したがって、図１３（ａ）の結線図に示すように、第１のブロックコア３１は各グループのティース４にＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順にコイル５をそなえている。
第２のブロックコア３２は、前記第１のブロックコア３１に対して推力の方向に間隔片６により磁石ピッチＰmの２／３ずらせており、磁石ピッチＰmは、電気角で１８０°であるから、電気角で１２０°ずれることになり、このブロックコアの電機子コイルも第１のブロックコア３１の電機子コイルに対して１２０°の位相ずれをもたせるため、前記第１のブロックコアと同じ側の端からＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順を２度繰り返して電機子コイル５をそなえている。
また、第３のブロックコア３３の電機子コイル５も同様に、第２のブロックコア３２から電気角で１２０°ずらせることになり、Ｗ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順で巻装される。したがって、各相コイルと磁石との対向位置は位相をずらさない場合と同様になり、鎖交磁束が最大になる。このように、可動子３の各ブロックコアのコイル配置は、図１３（ｂ）に示すように、ブロックコア３１、３２、３３が相互に、界磁磁石１のピッチＰmの２／３（電気角で１２０°）の間隔片６によって離されており、これに応じて各ブロックコアの電機子コイルを相互に電気角で１２０°の位相差で巻装することにより、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、第１の実施例と同様に、図３に示すように１２０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
なお、本実施例の場合、リニアモータの進行方向が逆の仕様となった場合には、第２のブロックコア３２と第３のブロックコア３３は、Ｖ相帯とＷ相帯が入れ替わることになる。
［第６の実施例］
図１４は、第６の実施例を示す側断面図で、可動子３のコアを３個のブロックコアに分割して、界磁磁石１のピッチＰmの１／３倍の幅をそなえ間隔片６ａを挟んで連鎖結合させており、各ブロックコア３１、３３は、前記界磁磁石１のピッチＰmの８倍の長さをそなえ、等ピッチＰtで９個のティース４を設け、ティース４はそれぞれ３個づつのグループにしている。またブロックコア３２は、前記第５の実施例と同様にブロックコア３１、３３の２倍の長さ（ピッチＰｍの１６倍の長さ）としている。
このように、各ブロックコア相互の同じ側端のティース位置は、ブロックコア相互間に間隔片６ａを挟んで磁石ピッチＰmの１／３づつずれており、磁石ピッチＰmは電気角で１８０°であるから、電気角で６０°ずれることになる。
したがって、第１のブロックコア３１は、図１５（ａ）の結線図に示すように端から順次に、各グループのスロットにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯のコイルを直接巻装し、第２のブロックコア３２の電機子コイルは、電気角で６０°位相をずらせるためＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に巻方向を逆にして２度繰り返し巻装し、第３のブロックコア３３は第２のブロックコア３２と６０°の位相差にするため、第１のブロックコア３１のコイルと同方向にしてＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順で巻装する。この状態の各ブロックコアの巻線配置を図１５（ｂ）に示している。
このため、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、第１の実施例と同様に、図６に示すように６０°の位相差を生じ、その和を０にすることができる。
なお、本実施例の場合、リニアモータの進行方向が逆の仕様となった場合には、第２のブロックコア３２と第３のブロックコア３３は、Ｖ相帯とＷ相帯が入れ替わることになる。
［第７の実施例］
図１６、１７は、コイルの温度管理をするための温度センサを設けた第７の実施例で、可動子３のコアを複数個（図では３個）のブロックコア３１、３２、３３に分割し、各ブロックコア相互間に界磁磁石１のピッチＰmの２／３の間隙を設け、間隔片６を挿入しており、この間隙を挟む両側のコイル５１、５２の間にサーミスタあるいはサーマルプロテクタのような温度センサ７を挿入し、樹脂モールド８で充填保持させている。なお、図１６は、前記第１〜４の実施例を対象にしており、図１７は前記第５、６の実施例を対象にしている。
したがって、温度センサ７は、電機子コイル５の温度をコイルエンドでなく、コイル温度が高くなるコイル中間部で検出することができ、ティース４および電機子コイル５の寸法や構成に影響を与えないで、確実なコイル温度を検出することができる。
なお、この実施例では図１８および図１９の巻線配置図に示すように、温度センサ７が、Ｗ相とＶ相およびＵ相とＷ相の間に挿入されるので、各相のコイル温度をほぼ平均して検出できる。
また、温度センサ７は、間隙内に接着などにより取り付けることができるが、コイル相互間に挿入して樹脂モールド８で充填することにより、確実な保持を行うとともに、コイル５１、５２からの熱伝導を良好にして検出精度を向上させることができる。また、この場合、鉄心全体をモールドするようにしてもよい。
［第８の実施例］
なお、前述した各実施例では、いずれも可動子３の一方に電機子コイル５をそなえ、界磁磁石１と対向させているが、図２０に断面を示すように、可動子３に、それぞれ電機子コイル５をそなえたティース４を両側に設け、それぞれ固定部２の両側に設けた界磁磁石１に対向させるようにした場合も、それぞれの電機子コイルを同様に実施することができる。７は冷却用の冷媒通路である。
［第９の実施例］
また、前述した各実施例のブロックコアは、くし歯状の鉄心で一体にしたものを示してあるが、図２１のように、継鉄部４１の片側に係合突起４２を形成し、反対側にこの係合突起にかみ合う嵌合部４３を設けた積層板を順次に、嵌合連結して固着させるようにしておけば、ティース４の形状を小さくして打抜を容易にし、あらかじめ積層したティース４にコイル５を巻き付けたものを連結することができるので、巻線を容易にし得る利点がある。
なお、この場合も、前記第８の実施例で示した両側にティース４を有するブロックコアにおいても実施することができる。
〔産業上の利用可能性〕
本発明は、工作機のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニアモータに適用して、コイル温度の検出精度を向上させたリニアモータを製造、提供する分野に利用できる。
Claims (10)
- 固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コアに電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、
電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数の整数倍のティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装し、かつ、前記ブロックコアが、それぞれ磁石ピッチの８倍の長さをそなえ９個のティースを等ピッチに設けた第１のブロックコアと、同様の第２のブロックコアおよび第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個づつのグループに分け、第１のブロックコアはこのグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを１２０°の位相差で３相平衡結線にしたことを特徴とするリニアモータ。 - 固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コアに電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数の整数倍のティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装し、かつ、前記ブロックコアが、それぞれ磁石ピッチの８倍の長さをそなえ９個のティースを等ピッチに設けた第１のブロックコアと、同様の第２のブロックコアおよび第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの１／３間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個づつのグループに分け、第１のブロックコアはこのグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループに巻方向を逆にしてＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループに第１のブロックコアと同じ巻方向でＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを６０°の位相差で３相平衡結線にしたことを特徴とするリニアモータ。
- 固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コアに電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数の整数倍のティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装し、かつ、前記ブロックコアが、磁石ピッチの８倍の長さをそなえ９個のティースを等ピッチに設けた第１のブロックコアと、磁極ピッチの１６倍の長さをそなえ１８個のティースを等ピッチに設けた第２のブロックコアと、前記第１のブロックと同様の第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個づつのグループに分け、第１のブロックコアはこのグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順を２度繰り返して電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを１２０°の位相差で３相平衡結線にしたことを特徴とするリニアモータ。
- 固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コアに電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数の整数倍のティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装し、かつ、前記ブロックコアが、磁石ピッチの８倍の長さをそなえ９個のティースを等ピッチに設けた第１のブロックコアと、磁極ピッチの１６倍の長さをそなえ１８個のティースを等ピッチに設けた第２のブロックコアと、前記第１のブロックと同様の第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個ずつのグループに分け、第１のブロックコアはこのグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループにＷ相帯、Ｖ相帯、Ｕ相帯の順を２度繰り返して電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループにＶ相帯、Ｕ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを１２０°の位相差で３相平衡結線にしたことを特徴とするリニアモータ。
- 固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コアに電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数の整数倍のティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装し、かつ、前記ブロックコアが、磁石ピッチの８倍の長さをそなえ９個のティースを等ピッチに設けた第１のブロックコアと、磁極ピッチの１６倍の長さをそなえ１８個のティースを等ピッチに設けた第２のブロックコアと、前記第１のブロックと同様の第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個づつのグループに分け、第１のブロックコアはこのグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順を２度繰り返して電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを１２０°の位相差で３相平衡結線にし、さらに、前記第１のブロックコアと、第２のブロックコアおよび第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの１／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個ずつのグループに分け、第１のブロックコアは、このグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループに巻方向を逆にしてＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順を２度繰り返して電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループに第１のブロックコアと同じ巻方向でＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを６０°の位相差で３相平衡結線にしたことを特徴とするリニアモータ。
- 固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コアに電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数の整数倍のティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装し、かつ、前記ブロックコアが、磁石ピッチの８倍の長さをそなえ９個のティースを等ピッチに設けた第１のブロックコアと、磁極ピッチの１６倍の長さをそなえ１８個のティースを等ピッチに設けた第２のブロックコアと、前記第１のブロックと同様の第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの２／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個づつのグループに分け、第１のブロックコアはこのグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループにＶ相帯、Ｗ相帯、Ｕ相帯の順を２度繰り返して電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループにＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを１２０°の位相差で３相平衡結線にし、さらに、前記第１のブロックコアと、第２のブロックコアおよび第３のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの１／３の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを３個ずつのグループに分け、第１のブロックコアは、このグループにＵ相帯、Ｖ相帯、Ｗ相帯の順に電機子コイルを巻装し、第２のブロックコアは、このグループに巻方向を逆にしてＷ相帯、Ｕ相帯、Ｖ相帯の順を２度繰り返して電機子コイルを巻装し、第３のブロックコアは、このグループに第１のブロックコアと同じ巻方向でＷ相帯、Ｖ相帯、Ｕ相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを６０°の位相差で３相平衡結線にしたことを特徴とするリニアモータ。
- 前記ブロックコア相互の間隙に、磁性体の間隔片を挿入した請求項１ないし６のいずれかの項に記載したリニアモータ。
- 前記ブロックコア相互の間隙に、温度センサを挿入した請求項１ないし７のいずれかの項に記載したリニアモータ。
- 前記ブロックコア相互の間隙に温度センサを挿入して、電機子全体を樹脂モールドした請求項１ないし８のいずれかの項に記載したリニアモータ。
- 前記ブロックコアが、継鉄部の片側に係合突起を形成し、反対側にこの係合突起にかみ合う嵌合部を設けて順次に嵌合連結したティースで構成されている請求項１ないし９のいずれかの項に記載したリニアモータ。
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