JP4226840B2 - Electric motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転動作および回転軸方向の直線移動動作をする電動機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の電動機の構造としては、図9に示すように、回転移動軸方向に回転モータとリニアモータを並べる電動機がある。この電動機は、回転移動軸51を円筒状のフレーム52の内側で非接触で支持するようにしている。回転移動軸51に、回転用モータ53の回転子54と、リニアモータ56の移動子57とを並べて固定し、回転子54と移動子57に対向して、円筒状のフレーム52の内側に、回転用モータ53の固定子55とリニアモータ56の固定子58とを固定している。
【0003】
また従来のこの種の電動機の構造としては、図10に示すように、回転移動軸を中空として、回転移動軸の外周に設けた回転モータと回転移動軸の内周に設けたリニアモータにより構成する電動機がある。この電動機は、回転移動軸51が強磁性体からなる中空円筒51からなり、且つ回転移動軸51の内側に回転移動軸51と同心の固定軸61を設け、回転移動軸51の外周に回転用モータ53の回転子54を固定し、回転子54に対向して、円筒状のフレーム52の内側に、回転用モータ53の固定子55を固定している。また回転移動軸51の内側にリニアモータ56の移動子57を固定し、移動子57に対向して、固定軸61にリニアモータ56の固定子58を固定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術で説明した電動機は、回転モータとリニアモータがそれぞれ独立した構造であるため、大きく、構造も複雑である課題がある。
【0005】
本発明の目的は、小型化と構造の簡素化を図った、回転動作およびその軸方向移動動作を行う電動機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定側磁性材に第1のコイルと第1の永久磁石を固定し、移動側磁性材に第2のコイルと第2の永久磁石を固定し、前記第1のコイルと前記第2の永久磁石からなる第1の構成、および前記第2のコイルと前記第1の永久磁石とからなる第2の構成のうち、第1の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第2の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【0007】
本発明は、固定側磁性材に第1のコイルと第1の導体を固定し、移動側磁性材に第2のコイルと第2の導体を固定し、前記第1のコイルと前記第2の導体からなる第1の構成、および前記第2のコイルと前記第1の導体とからなる第2の構成のうち、第1の構成で回転誘導モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第2の構成でリニア誘導モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【0008】
本発明は、固定側磁性材に第2のコイルと第2の永久磁石を固定し、移動側磁性材に第1のコイルと第1の永久磁石を固定し、前記第1のコイルと前記第2の永久磁石からなる第1の構成、および前記第2のコイルと前記第1の永久磁石とからなる第2の構成のうち、第1の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第2の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【0009】
本発明は、固定側磁性材に第2のコイルと第2の導体を固定し、移動側磁性材に第1のコイルと第1の導体を固定し、前記第1のコイルと前記第2の導体からなる第1の構成、および前記第2のコイルと前記第1の導体とからなる第2の構成のうち、第1の構成で回転誘導モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第2の構成でリニア誘導モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【0011】
図1は本発明の第1の実施の形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図3のI―I線断面図である。図3は本発明の第1の実施の形態を示す電動機の軸方向断面図で、図1のII―II線断面図である。
【0012】
固定側磁性材1の磁極ティースで囲まれたスロット内部および磁極ティース側面にわたって第1のコイル2が巻かれ、回転軸方向において隣り合う極が異極となるように着磁した第1の永久磁石3が、第1のコイル2の内側で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【0013】
一方、移動側磁性材4に設けた、回転軸方向と直角方向のスロット内部に第2のコイル5が巻かれ、第2のコイル5の外周面において隣り合う極が異極となるように着磁した第2の永久磁石6が、第2のコイル5の外側で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【0014】
ここで、第1のコイル2は回転同期モータ用コイルであり、第2の永久磁石6は回転同期モータ用永久磁石であり、第1のコイル2と第2の永久磁石6で回転モータの一つである回転同期モータを構成し、図2に示す、第1のコイル2による回転磁界7と第2の永久磁石6の磁極分布8との磁力によって、移動側磁性材4を回転動作する。
【0015】
また、第2のコイル5はリニア同期モータ用コイルであり、第1の永久磁石3はリニア同期モータ用永久磁石であり、第2のコイル5と第1の永久磁石3でリニア同期モータを構成し、図4に示す、第2のコイル5による移動磁界9と第1の永久磁石3の磁極分布10との磁力によって、移動側磁性材4をその軸方向に直線移動動作する。
【0016】
なお、第1の永久磁石3をリニア誘導モータ用導体に、第2の永久磁石6を回転誘導モータ用導体に替えることにより、第1のコイル2と回転誘導モータ用導体で回転誘導モータを、第2のコイル5とリニア誘導モータ用導体で回転誘導モータを構成することができ、移動側磁性材4について回転動作と軸方向移動動作を行える。
【0017】
図5は本発明の第2の実施の形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図7のIII―III線断面図である。図7は本発明の第2実施の形態を示す電動機の軸方向断面図で、図5のIV―IV線断面図である。
【0018】
本第2実施の形態は、図1および図3の本発明の第1の実施の形態における、固定側磁性材1および移動側磁性材4の形状を入れ替え、固定側磁性材1に設けた、回転軸方向と直角方向のスロット内部に第2のコイル5が巻かれ、第2のコイル5の内周面において隣り合う極が異極となるように着磁した第2の永久磁石6が、第2のコイル5の内周で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【0019】
一方、移動側磁性材4の磁極ティースで囲まれたスロット内部および磁極ティース側面にわたって第1のコイル2が巻かれ、回転軸方向において隣り合う極が異極となるように着磁した第1の永久磁石3が、第1のコイル2の外側で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【0020】
ここで、第1のコイル2は回転同期モータ用コイルであり、第2の永久磁石6は回転同期モータ用永久磁石であり、第1のコイル2と第2の永久磁石6で回転モータの一つである回転同期モータを構成し、図6に示す、第1のコイル2による回転磁界7と第2の永久磁石6の磁極分布8との磁力によって、移動側磁性材4を回転動作する。
【0021】
また、第2のコイル5はリニア同期モータ用コイルであり、第1の永久磁石3はリニア同期モータ用永久磁石であり、第2のコイル5と第1の永久磁石3でリニア同期モータを構成し、図8に示す、第2のコイル5による移動磁界9と第1の永久磁石3の磁極分布10との磁力によって、移動側磁性材4をその軸方向に直線移動動作する。
【0022】
なお、第1の永久磁石3をリニア誘導モータ用導体に、第2の永久磁石6を回転誘導モータ用導体に替えることにより、第1のコイル2と回転誘導モータ用導体で回転誘導モータを、第2のコイル5とリニア誘導モータ用導体で回転誘導モータを構成することができ、移動側磁性材4について回転動作と軸方向移動動作を行える。
【0023】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化と構造の簡素化を図った、回転動作およびその軸方向移動動作を行う電動機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図3のI―I線断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態を示す電動機について回転動作を行うときの回転方向における磁束密度分布である。
【図3】本発明の第1の実施形態を示す電動機のリニア駆動方向断面図で、図1のII―II線断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態を示す電動機について軸方向移動動作を行うときの軸方向における磁束密度分布である。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図7のIII― III線断面図である。
【図6】本発明の第2の実施形態を示す電動機について回転動作を行うときの回転方向における磁束密度分布である。
【図7】本発明の第2実施の形態を示す電動機の軸方向断面図で、図5のIV―IV線断面図である。
【図8】本発明の第2の実施形態を示す電動機について軸方向移動動作を行うときの軸方向における磁束密度分布である。
【図9】従来のこの種の電動機の構造を示す第1の例の軸方向断面図である。
【図10】従来のこの種の電動機の構造を示す第2の例の軸方向断面図である。
【符号の説明】
1…固定側磁性材、2…第1のコイル、3…第1の永久磁石、4…移動側磁性材、5…第2のコイル、6…第2の永久磁石、7…第1のコイル2による回転磁界、8…第2の永久磁石6の磁極分布、9…第2のコイル5による移動磁界、10…第1の永久磁石3の磁極分布。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric motor that performs a rotation operation and a linear movement operation in a rotation axis direction.
[0002]
[Prior art]
As a conventional structure of this type of electric motor, as shown in FIG. 9, there is an electric motor in which a rotary motor and a linear motor are arranged in the rotational movement axis direction. In this electric motor, the rotary moving
[0003]
Further, as shown in FIG. 10, the conventional structure of this type of electric motor includes a rotary motor provided on the outer periphery of the rotary moving shaft and a linear motor provided on the inner periphery of the rotary moving shaft as shown in FIG. There is an electric motor. In this electric motor, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The electric motor described in the above prior art has a large and complicated structure because the rotary motor and the linear motor have independent structures.
[0005]
An object of the present invention is to provide an electric motor that performs a rotating operation and an axial movement operation thereof, which are reduced in size and simplified in structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the first coil and the first permanent magnet are fixed to the fixed-side magnetic material, the second coil and the second permanent magnet are fixed to the moving-side magnetic material, the first coil and the first coil Among the first configuration composed of two permanent magnets and the second configuration composed of the second coil and the first permanent magnet, the rotary synchronous motor is configured in the first configuration to form the moving side magnetism. An electric motor characterized by rotating a material, forming a linear synchronous motor with a second configuration, and linearly moving the moving-side magnetic material in its axial direction.
[0007]
In the present invention, the first coil and the first conductor are fixed to the fixed-side magnetic material, the second coil and the second conductor are fixed to the moving-side magnetic material, and the first coil and the second coil are fixed. Of the first configuration composed of a conductor and the second configuration composed of the second coil and the first conductor, the rotation induction motor is configured in the first configuration to rotate the moving-side magnetic material. And it is an electric motor characterized by comprising a linear induction motor with a 2nd structure, and carrying out the linear movement operation | movement of the said movement side magnetic material to the axial direction.
[0008]
The present invention fixes the second coil and the second permanent magnet to the fixed-side magnetic material, fixes the first coil and the first permanent magnet to the moving-side magnetic material, the first coil and the first coil Among the first configuration composed of two permanent magnets and the second configuration composed of the second coil and the first permanent magnet, the rotary synchronous motor is configured in the first configuration to form the moving side magnetism. An electric motor characterized by rotating a material, forming a linear synchronous motor with a second configuration, and linearly moving the moving-side magnetic material in its axial direction.
[0009]
The present invention fixes the second coil and the second conductor to the fixed-side magnetic material, fixes the first coil and the first conductor to the moving-side magnetic material, the first coil and the second coil Of the first configuration composed of a conductor and the second configuration composed of the second coil and the first conductor, the rotation induction motor is configured in the first configuration to rotate the moving-side magnetic material. And it is an electric motor characterized by comprising a linear induction motor with a 2nd structure, and carrying out the linear movement operation | movement of the said movement side magnetic material to the axial direction.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary drive surface of an electric motor showing a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 3 is an axial sectional view of the electric motor showing the first embodiment of the present invention, and is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
[0012]
A first permanent magnet is wound around the inside of the slot surrounded by the magnetic pole teeth of the fixed-side
[0013]
On the other hand, the
[0014]
Here, the
[0015]
The
[0016]
By replacing the first
[0017]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotary drive surface of an electric motor showing a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 7 is an axial sectional view of an electric motor showing a second embodiment of the present invention, and is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
[0018]
In the second embodiment, the shapes of the fixed-side
[0019]
On the other hand, the
[0020]
Here, the
[0021]
The
[0022]
By replacing the first
[0023]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the motor which performs rotation operation | movement and its axial direction movement operation | movement which aimed at size reduction and the simplification of a structure can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary drive surface of an electric motor showing a first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along a line II in FIG.
FIG. 2 is a magnetic flux density distribution in the rotation direction when the electric motor showing the first embodiment of the present invention is rotated.
3 is a sectional view in the linear drive direction of the electric motor showing the first embodiment of the present invention, and is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 4 is a magnetic flux density distribution in the axial direction when an axial movement operation is performed on the electric motor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotary drive surface of an electric motor showing a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 6 is a magnetic flux density distribution in a rotation direction when a rotating operation is performed for an electric motor showing a second embodiment of the present invention.
7 is an axial cross-sectional view of an electric motor showing a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 8 is a magnetic flux density distribution in the axial direction when an axial movement operation is performed for an electric motor showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an axial sectional view of a first example showing the structure of a conventional electric motor of this type.
FIG. 10 is an axial sectional view of a second example showing the structure of this type of conventional electric motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
この固定側磁性材の内部に固定された第1のコイルと、
この第1のコイルの内側に固定された第1の永久磁石と、
この第1の永久磁石の内側に備えられた円筒状の移動側磁性材と、
この移動側磁性材の内部に固定された第2のコイルと、
この第2のコイルの外側且つ前記移動側磁性材の内部に固定された第2の永久磁石とを備え、
前記第1のコイルと前記第2の永久磁石とからなる第1の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、
前記第2のコイルと前記第1の永久磁石とからなる第2の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機。 A cylindrical fixed-side magnetic material;
A first coil fixed inside the fixed-side magnetic material;
A first permanent magnet fixed inside the first coil;
A cylindrical moving-side magnetic material provided inside the first permanent magnet;
A second coil fixed inside the moving-side magnetic material;
A second permanent magnet fixed outside the second coil and inside the moving-side magnetic material,
Rotation operation of the moving-side magnetic material by constituting a rotation synchronous motor with a first configuration comprising the first coil and the second permanent magnet,
An electric motor characterized in that a linear synchronous motor is configured with a second configuration including the second coil and the first permanent magnet, and the moving-side magnetic material is linearly moved in the axial direction thereof.
前記第1のコイルは前記固定側磁性材の磁極ティースで囲まれたスロットおよび前記磁極ティースの側面にわたって巻かれることをすることを特徴とする電動機。In Claim 1, said 1st permanent magnet is arranged so that the pole which adjoins in said axial direction may become a different pole,
The electric motor according to claim 1, wherein the first coil is wound over a slot surrounded by the magnetic pole teeth of the fixed-side magnetic material and a side surface of the magnetic pole teeth.
前記第2のコイルは前記軸方向と直角方向のスロット内部に巻かれることをすることを特徴とする電動機。In Claim 2, the 2nd permanent magnet is arranged so that the pole which adjoins in the peripheral direction of the movement side magnetic material may become a different pole,
The electric motor according to claim 1, wherein the second coil is wound inside a slot perpendicular to the axial direction .
この固定側磁性材の内部に固定された第2のコイルと、
この第2のコイルの内側に固定された第2の永久磁石と、
この第2の永久磁石の内側に備えられた円筒状の移動側磁性材と、
この移動側磁性材の内部に固定された第1のコイルと、
この第1のコイルの外側且つ前記移動側磁性材の内部に固定された第1の永久磁石とを備え、
前記第1のコイルと前記第2の永久磁石とからなる第1の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、
前記第2のコイルと前記第1の永久磁石とからなる第2の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機。 A cylindrical fixed-side magnetic material;
A second coil fixed inside the fixed-side magnetic material;
A second permanent magnet fixed inside the second coil;
A cylindrical moving-side magnetic material provided inside the second permanent magnet;
A first coil fixed inside the moving-side magnetic material;
A first permanent magnet fixed outside the first coil and inside the moving-side magnetic material,
Rotation operation of the moving-side magnetic material by constituting a rotation synchronous motor with a first configuration comprising the first coil and the second permanent magnet,
An electric motor characterized in that a linear synchronous motor is configured with a second configuration including the second coil and the first permanent magnet, and the moving-side magnetic material is linearly moved in the axial direction thereof.
前記第2のコイルは前記軸方向と直角方向のスロット内部に巻かれることを特徴とする電動機。In Claim 4, said 2nd permanent magnet is arranged so that the pole which adjoins in the peripheral direction of said fixed side magnetic material may become a different pole,
The electric motor according to claim 1, wherein the second coil is wound inside a slot perpendicular to the axial direction .
前記第1のコイルは前記移動側磁性材の磁極ティースで囲まれたスロットおよび前記磁極ティースの側面にわたって巻かれることをすることを特徴とする電動機。In Claim 5, said 1st permanent magnet is arranged so that the pole which adjoins in said axial direction may become a different pole,
Motor wherein the first coil, characterized in that the wound over the side surface of the slot and the magnetic pole teeth surrounded by the magnetic pole teeth of the movable magnetic member.
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