JP5208432B2 - Linear motor - Google Patents

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本発明は小型化に適したリニアモータに関する。   The present invention relates to a linear motor suitable for miniaturization.

リニアモータには様々なタイプのものがあるが、リニアモータカーのような大きな駆動力を必要としない場合には、永久磁石とコイルとの組み合わせで構成されることが多い。このような永久磁石とコイルとの組み合わせによるリニアモータは、例えば半導体製造装置の分野において精密用マイクロステージ、または精密位置決めステージの駆動源として適用されている。これは、リニアモータによる駆動機構は、これまで主流であったボールネジ駆動機構に比べて駆動速度が高いうえに位置決め精度が高く、また高い繰り返し位置決め精度、駆動時と停止時のオーバシュート、アンダーシュートが小さく、等速移動時の速度リップルが小さいというような多くの利点があるからである。   There are various types of linear motors, but when a large driving force is not required unlike a linear motor car, the linear motor is often composed of a combination of a permanent magnet and a coil. Such a linear motor using a combination of a permanent magnet and a coil is applied as a driving source for a precision microstage or a precision positioning stage, for example, in the field of semiconductor manufacturing equipment. This is because the linear motor drive mechanism has a higher drive speed and higher positioning accuracy than the ball screw drive mechanism that has been the mainstream until now, and high repeat positioning accuracy, overshoot and undershoot during driving and stopping. This is because there are many advantages such as a small speed ripple at the time of constant speed movement.

図6を参照して、本発明者により提案されているリニアモータについて説明する。このリニアモータは特許文献1に開示されている。   A linear motor proposed by the present inventor will be described with reference to FIG. This linear motor is disclosed in Patent Document 1.

図6において、リニアモータは、電磁石用コイル(以下、コイルと略称する)を複数個連続的に配列したものを収容した軸体(以下、固定子と呼ぶ)10と、これらのコイルからの磁束との相互作用により固定子10の延在方向と同じ方向に走行可能とした可動磁石体(以下、可動子と呼ぶ)20とを含む。固定子10は、ベース30上に間隔をおいて固定された2つのブラケット31の間に架け渡されている。   In FIG. 6, the linear motor includes a shaft body (hereinafter referred to as a stator) 10 that houses a plurality of electromagnet coils (hereinafter abbreviated as coils) continuously arranged, and magnetic flux from these coils. And a movable magnet body (hereinafter referred to as a movable element) 20 that can travel in the same direction as the direction in which the stator 10 extends. The stator 10 is bridged between two brackets 31 fixed on the base 30 at intervals.

図7をも参照して、固定子10と可動子20の内部構造について説明する。固定子10は、中空軸状のセンターコア11と、センターコア11の周囲に装着された複数のコイル12と、複数のコイル12の外周側をカバーするように組み合わされたパイプ13とを含む。コイル12は制御ドライバー40のモータ接続端子に接続されたU相コイル、V相コイル、W相コイルを含み、これらの各コイルはセンターコア11の周囲にその磁極軸がセンターコア11の軸芯に平行になるようにして可動子20の走行範囲にわたって装着されている。   With reference also to FIG. 7, the internal structure of the stator 10 and the needle | mover 20 is demonstrated. The stator 10 includes a hollow shaft-shaped center core 11, a plurality of coils 12 mounted around the center core 11, and a pipe 13 combined to cover the outer peripheral side of the plurality of coils 12. The coil 12 includes a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil connected to the motor connection terminal of the control driver 40, and each of these coils has a magnetic pole axis around the center core 11 and an axis of the center core 11. It is mounted over the travel range of the mover 20 so as to be parallel.

可動子20は、パイプ13を囲むことができるような環状の複数の永久磁石21と、これら複数の永久磁石21を収容している磁石ケース22とを含む。複数の永久磁石21は、同じ長さ寸法を持ち、しかも隣接する磁極が互いに反対向きになり、かつ磁極軸がセンターコア11の軸芯に平行になるように直列的に組み合わされて磁石ケース22に収容されている。コイル12、永久磁石21のサイズは、推力、リニアモータ全体の大きさ等の条件により変わるが、すべての永久磁石21は軸方向の寸法が等しく、また軸方向の寸法がコイル12の磁極軸方向の寸法の3倍になるように作られる。   The mover 20 includes a plurality of annular permanent magnets 21 that can surround the pipe 13 and a magnet case 22 that accommodates the plurality of permanent magnets 21. The plurality of permanent magnets 21 have the same length dimension, are combined in series so that adjacent magnetic poles are opposite to each other, and the magnetic pole axes are parallel to the axis of the center core 11, thereby forming a magnet case 22. Is housed in. The sizes of the coil 12 and the permanent magnet 21 vary depending on conditions such as thrust and the overall size of the linear motor, but all the permanent magnets 21 have the same axial dimension, and the axial dimension is the axial direction of the magnetic pole of the coil 12. It is made to be three times the size of

パイプ13の内径はコイル12の外径よりやや大きく、外径が永久磁石21の内径よりやや小さくなるようにされている。このようにして、パイプ13の外面側と永久磁石21の内面側との間及びコイル12の外面側とパイプ13の内面側との間にはそれぞれ、ギャップができるようにされている。そして、センターコア11の中空部、場合によってはコイル12の外面側とパイプ13の内面側との間のギャップを気体や液体による冷却空間として利用する。パイプ13にはステンレス等の非磁性金属材料が用いられるが、他の材料、例えば樹脂材料でも良い。   The inner diameter of the pipe 13 is slightly larger than the outer diameter of the coil 12, and the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the permanent magnet 21. In this way, gaps are formed between the outer surface side of the pipe 13 and the inner surface side of the permanent magnet 21 and between the outer surface side of the coil 12 and the inner surface side of the pipe 13. And the hollow part of the center core 11, the gap between the outer surface side of the coil 12 and the inner surface side of the pipe 13 depending on the case is utilized as a cooling space by gas or liquid. The pipe 13 is made of a nonmagnetic metal material such as stainless steel, but other materials such as a resin material may be used.

なお、可動子20は、パイプ13の外周に対してギャップを維持した状態、すなわちパイプ13に非接触状態で移動させる必要がある。これは、ガイドブロック23とガイドレール32により実現される。すなわち、磁石ケース22には2つのガイドブロック23が組み合わされ、これら2つのガイドブロック23が可動子20の走行方向に沿うようにベース30上に配置されたガイドレール32によりスライド案内されるようにしている。   The mover 20 needs to be moved in a state where a gap is maintained with respect to the outer periphery of the pipe 13, that is, in a non-contact state with the pipe 13. This is realized by the guide block 23 and the guide rail 32. That is, two guide blocks 23 are combined with the magnet case 22, and these two guide blocks 23 are slidably guided by the guide rails 32 arranged on the base 30 along the traveling direction of the mover 20. ing.

図6に戻って、ベース30上には可動子20の走行方向に沿ってリニアエンコーダ用のリニアスケール33が配置され、磁石ケース22にはリニアスケール33に対向するようにエンコーダヘッド24が設けられている。エンコーダヘッド24からの検出信号は可撓性の信号ケーブルを持つキャタピラ状のケーブルベヤ(図示省略)を介して制御ドライバー40に入力される。エンコーダヘッド24からの検出信号は可動子20の位置決め制御に利用されることは言うまでも無い。また、固定子10内の各コイル12は、ブラケット31を介して三相用の電力ケーブル35に接続され、電力ケーブル35は制御ドライバー40に接続されている。制御ドライバー40は、単相100Vの交流電源50に接続する場合、単相−三相変換器を内蔵し、U相、V相、W相の各相がU相コイル、V相コイル、W相コイルに接続される。但し、電源のU相、V相、W相がU相コイル、V相コイル、W相コイルに一対一の関係で接続されるとは限らない。電源とU相コイル、V相コイル、W相コイルとの接続には様々な形態がある。制御ドライバー40にはまた、制御データ入力手段及びデータ処理手段としてパーソナルコンピュータ等によるコンピュータ41が接続され、コンピュータ41から与えられるデータに基づき、エンコーダヘッド24からの検出信号を用いて可動子20の位置決め制御や速度制御をフルクローズドループ制御で実行する。   Returning to FIG. 6, the linear scale 33 for the linear encoder is arranged on the base 30 along the traveling direction of the movable element 20, and the encoder head 24 is provided on the magnet case 22 so as to face the linear scale 33. ing. A detection signal from the encoder head 24 is input to the control driver 40 via a caterpillar-shaped cable carrier (not shown) having a flexible signal cable. Needless to say, the detection signal from the encoder head 24 is used for positioning control of the movable element 20. Each coil 12 in the stator 10 is connected to a three-phase power cable 35 via a bracket 31, and the power cable 35 is connected to a control driver 40. When connected to a single-phase 100V AC power supply 50, the control driver 40 has a built-in single-phase to three-phase converter, and each of the U-phase, V-phase, and W-phase is a U-phase coil, V-phase coil, and W-phase. Connected to the coil. However, the U-phase, V-phase, and W-phase of the power source are not necessarily connected to the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil in a one-to-one relationship. There are various forms of connection between the power source and the U-phase coil, V-phase coil, and W-phase coil. Also connected to the control driver 40 is a computer 41 such as a personal computer as control data input means and data processing means. Based on the data given from the computer 41, the movable element 20 is positioned using the detection signal from the encoder head 24. Control and speed control are executed by fully closed loop control.

図8は、3つのU相コイル、W相コイル、V相コイルを1組とする基本構成を3組、すなわち合計9個のコイルを備える場合の接続と制御ドライバー40を使用する場合の接続例を示す。ここでは、U相コイルについては第1のコイルU1の巻き始め端Sを制御ドライバー40のU端子に接続し、第1のコイルU1の巻き終り端Eを第2のコイルU2の巻き終り端Eに接続している。そして、第2のコイルU2の巻き始め端Sを第3のコイルU3の巻き始め端Sに接続し、第3のコイルU3の巻き終り端Eをコモン端子に接続している。同様に、W相コイルについては第1のコイルW1の巻き終り端Eを制御ドライバー40のW端子に接続し、第1のコイルW1の巻き始め端Sを第2のコイルW2の巻き始め端Sに接続している。そして、第2のコイルW2の巻き終り端Eを第3のコイルW3の巻き終り端Eに接続し、第3のコイルW3の巻き始め端Sをコモン端子に接続している。一方、V相コイルについては第1のコイルV1の巻き始め端Sを制御ドライバー40のV端子に接続し、第1のコイルV1の巻き終り端Eを第2のコイルV2の巻き終り端Eに接続している。そして、第2のコイルV2の巻き始め端Sを第3のコイルV3の巻き始め端Sに接続し、第3のコイルV3の巻き終り端Eをコモン端子に接続している。   FIG. 8 shows an example of connection in the case of using three sets of the basic configuration including three U-phase coils, W-phase coils, and V-phase coils, that is, a total of nine coils and a control driver 40. Indicates. Here, for the U-phase coil, the winding start end S of the first coil U1 is connected to the U terminal of the control driver 40, and the winding end E of the first coil U1 is connected to the winding end E of the second coil U2. Connected to. The winding start end S of the second coil U2 is connected to the winding start end S of the third coil U3, and the winding end end E of the third coil U3 is connected to the common terminal. Similarly, for the W-phase coil, the winding end E of the first coil W1 is connected to the W terminal of the control driver 40, and the winding start end S of the first coil W1 is connected to the winding start end S of the second coil W2. Connected to. The winding end E of the second coil W2 is connected to the winding end E of the third coil W3, and the winding start S of the third coil W3 is connected to the common terminal. On the other hand, for the V-phase coil, the winding start end S of the first coil V1 is connected to the V terminal of the control driver 40, and the winding end E of the first coil V1 is connected to the winding end E of the second coil V2. Connected. The winding start end S of the second coil V2 is connected to the winding start end S of the third coil V3, and the winding end E of the third coil V3 is connected to the common terminal.

簡単に言えば、図8のように9個のコイルを備える場合には、2つの相については3つのコイルのうちの中間のコイルをその両側のコイルと巻き始め端S、巻き終り端Eを逆にして接続し、残りの1つの相については3つのコイルのうちの両側のコイルをそれらの間のコイルと巻き始め端S、巻き終り端Eを逆にして接続している。   In short, when nine coils are provided as shown in FIG. 8, for two phases, an intermediate coil of the three coils is connected to the coils on both sides thereof, the winding start end S, and the winding end E. For the remaining one phase, the coils on both sides of the three coils are connected to the coil between them with the winding start end S and winding end E reversed.

これを12個以上、すなわち4組以上の複数の組のコイルを有する場合について言えば、複数組における複数のU相コイル、複数のW相コイル、複数のV相コイルはそれぞれ相毎に直列接続されて制御ドライバー40にスター結線により接続される。しかも、2つの相における複数のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの1つの相における複数のコイルは奇数組における磁極が前記2つの相における複数のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記2つの相における複数のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続される。   Speaking of the case where there are 12 or more coils, that is, 4 or more sets of coils, a plurality of U-phase coils, a plurality of W-phase coils, and a plurality of V-phase coils in the plurality of sets are connected in series for each phase. Then, it is connected to the control driver 40 by star connection. In addition, the plurality of coils in the two phases are connected so that the magnetic poles in the even-numbered set are opposite to the magnetic poles in the odd-numbered set, and the plurality of coils in the remaining one phase have the magnetic poles in the odd-numbered set in the two phases. Are connected in such a way that the magnetic poles in the odd-numbered sets of the plurality of coils are opposite to the magnetic poles in the even-numbered sets.

上記のリニアモータは、小型化に適しており、コイルを固定し、永久磁石を可動としたことにより、コイルにおける発熱に対する冷却構造を簡単にすることができ、可動部に対して電力を供給する必要が無いので可撓性の電力ケーブルを引きずることが無くなり、引きずりに起因する断線トラブルが少なくなる等の様々な利点を有する。   The above linear motor is suitable for miniaturization, and by fixing the coil and making the permanent magnet movable, the cooling structure for heat generation in the coil can be simplified, and power is supplied to the movable part. Since there is no need, there is no need to drag a flexible power cable, and there are various advantages such as fewer troubles of disconnection due to dragging.

しかしながら、この種のリニアモータには更なる小型化が要求されている。   However, further miniaturization is required for this type of linear motor.

特開2002−291220号公報JP 2002-291220 A

本発明の課題は、小型化、省スペース化に適したリニアモータを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a linear motor suitable for miniaturization and space saving.

本発明によるリニアモータは、複数の電磁石用コイルを軸体の周囲に、それらの磁極軸が前記軸体の軸芯と同じ向きになるようにして直列的に装着してなる固定子と、前記コイルを囲むことができるような環状あるいは略U形の断面形状を有して前記複数のコイルからの磁束との相互作用によりこれら複数のコイルに沿って走行可能に組み合わされた1つ以上の永久磁石を持つ可動子とを有するリニアモータであり、前記軸体はベース体に固定されると共に、前記複数のコイルを装着するためのコイル装着部と、前記永久磁石の走行をガイドするためのガイド部とを一体かつ軸方向に分かれて並ぶように有し、前記可動子は、前記軸体の貫通可能な中空のケースの内面側に、前記1つ以上の永久磁石を装着すると共に、前記ガイド部によりガイドされるガイドブロックを装着してなり、しかも前記1つ以上の永久磁石と前記ガイドブロックが軸方向に分かれて並ぶように構成されていることを特徴とする。 The linear motor according to the present invention includes a stator in which a plurality of electromagnet coils are mounted in series around a shaft body so that their magnetic pole axes are in the same direction as the axis of the shaft body, One or more permanents having an annular or substantially U-shaped cross-sectional shape that can enclose the coils and combined to run along the plurality of coils by interaction with magnetic flux from the plurality of coils. A linear motor having a mover having magnets, the shaft body being fixed to a base body, a coil mounting portion for mounting the plurality of coils, and a guide for guiding the travel of the permanent magnet and a part so as to be lined is divided into integral and axially, the mover is on the inner surface side of the penetrable hollow casing of the shaft body, with attaching the one or more permanent magnets, the guide Depending on the part Ri Na wearing the guide block to be de, yet said guide block with one or more permanent magnets is characterized that you have been configured so as to be arranged separated in the axial direction.

本発明によるリニアモータにおいては、前記軸体と前記可動子は以下の第1〜第3の態様を取り得る。   In the linear motor according to the present invention, the shaft body and the mover may take the following first to third aspects.

第1の態様においては、前記軸体はその軸芯方向に関して一方の側に前記コイル装着部を有すると共に、他方の側に前記ガイド部を有し、前記可動子は、前記中空のケースの中心軸方向に関して一方の側に前記1つ以上の永久磁石を有すると共に、他方の側に前記ガイドブロックを有する。   In the first aspect, the shaft body has the coil mounting portion on one side with respect to the axial direction of the shaft body and the guide portion on the other side, and the mover is a center of the hollow case. The one or more permanent magnets are provided on one side with respect to the axial direction, and the guide block is provided on the other side.

第2の態様においては、前記軸体はその軸芯方向に関して中央部に前記ガイド部を有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記コイル装着部を有し、前記可動子は、前記中空のケースの中心軸方向に関して中央部に前記ガイドブロックを有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記1つ以上の永久磁石を有する。   In the second aspect, the shaft body has the guide portion at the center with respect to the axial direction, and has the coil mounting portions on both sides of the center portion, and the mover has the The guide block is provided in the central portion with respect to the central axis direction of the hollow case, and the one or more permanent magnets are provided on both sides of the central portion.

第3の態様においては、前記軸体はその軸芯方向に関して中央部に前記コイル装着部を有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記ガイド部を有し、前記可動子は、前記中空のケースの中心軸方向に関して中央部に前記1つ以上の永久磁石を有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記ガイドブロックを有する。   In a third aspect, the shaft body has the coil mounting portion at the center with respect to the axial direction of the shaft body, the guide portions on both sides of the center portion, and the mover has the The hollow case has the one or more permanent magnets in the center with respect to the central axis direction, and the guide blocks on both sides of the center.

上記第1〜第3の態様のいずれにおいても、特に、前記ガイド部がスプライン軸で、前記ガイドブロックがスプラインナットであるボールスプライン構造により、前記可動子の直線運動をガイドすることが好ましい。この場合、前記スプライン軸の外周、前記スプラインナットの内周の一方には少なくとも1つのキー溝が、他方には該キー溝に嵌合する少なくとも1つのキーがそれぞれ形成されていることが好ましい。   In any of the first to third aspects, it is particularly preferable that the linear movement of the mover is guided by a ball spline structure in which the guide portion is a spline shaft and the guide block is a spline nut. In this case, it is preferable that at least one key groove is formed on one of the outer periphery of the spline shaft and the inner periphery of the spline nut, and at least one key fitted in the key groove is formed on the other.

また、前記コイル装着部と前記ガイド部は鉄系の材料から成り、該軸体のうち少なくとも前記ガイド部は焼入れ処理されたものであることが望ましい。 Further, it is desirable that the coil mounting portion and the guide portion are made of an iron-based material, and at least the guide portion of the shaft body is hardened.

前記複数のコイルは、前記コイル装着部の周囲にU相コイル、V相コイル、W相コイルを相順に直列的に装着したもの複数組からなり、前記1つ以上の永久磁石は、前記軸体の軸芯方向に関して前記各相のコイルの3倍の長さ寸法を有すると共に、前記軸芯方向又は該軸芯に向かって放射状に着磁されかつ隣接する磁極が互いに反対向きになるように直列的に組み合わされた3個の永久磁石からなる。この場合、前記複数組における複数の前記U相コイル、複数の前記V相コイル、複数の前記W相コイルはそれぞれ相毎に直列接続されてスター又はデルタ結線により接続され、しかも2つの相における複数のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの1つの相における複数のコイルは奇数組における磁極が前記2つの相における複数のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記2つの相における複数のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続されていることが望ましい。   The plurality of coils are composed of a plurality of sets in which a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil are sequentially mounted around the coil mounting portion in phase order, and the one or more permanent magnets include the shaft body Series in such a manner that the length of the coil is three times as long as the coil of each phase with respect to the axial direction of the core, and the adjacent magnetic poles are radially opposite to each other in the axial direction or toward the axial center. It consists of three permanent magnets combined together. In this case, the plurality of U-phase coils, the plurality of V-phase coils, and the plurality of W-phase coils in the plurality of sets are connected in series for each phase and connected by star or delta connection, Are connected such that the magnetic poles in the even number set are opposite to the magnetic poles in the odd number set, and the plurality of coils in the remaining one phase are the odd number of the plurality of coils in the two phases. It is desirable that the magnetic poles in the set are opposite to each other, and the magnetic poles in the even-numbered set are connected to be opposite to the magnetic poles in the even-numbered set of the plurality of coils in the two phases.

本発明によるリニアモータによれば、以下の効果が得られる。   According to the linear motor of the present invention, the following effects can be obtained.

固定子と可動子の組み合わせ体と、これとは別に可動子のスライドをガイドするガイド部材とを並設する必要が無く、1本の軸状に構成できるのでコンパクトになり、省スペース構成で部品点数も少なくなるので大幅なコストダウンにつながる。   There is no need to arrange a combination of a stator and a mover and a guide member for guiding the mover slide separately from each other, and it can be configured as a single shaft, making it compact and space-saving components. The number of points will be reduced, leading to a significant cost reduction.

可動子側をケーブルレスとすることができるので、ケーブルの引きずりに起因するケーブル断が少ない。また、1本の軸状に構成されるので進直性のアライメント調整が不要となる。   Since the mover side can be made cableless, there are few cable breaks caused by cable dragging. In addition, since it is configured as a single shaft, straight alignment adjustment is not required.

図1〜図5を参照して、本発明によるリニアモータの好ましい実施形態について説明する。   A preferred embodiment of a linear motor according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明によるリニアモータは、可動子のガイド部分に特徴があり、電磁石用のコイルと永久磁石との組み合わせによる推進力発生源の構成は、図6〜図8で説明したリニアモータにおける推進力発生源の構成をそのまま採用できる。それゆえ、以下では、この推進力発生源の構成、作用については詳しい説明は省略し、図6〜図8で説明したものと異なる部分について説明するものとする。   The linear motor according to the present invention is characterized by the guide part of the mover, and the structure of the propulsive force generation source by the combination of the electromagnet coil and the permanent magnet is the propulsive force generation in the linear motor described with reference to FIGS. The source configuration can be adopted as it is. Therefore, in the following, a detailed description of the configuration and operation of this propulsive force generation source will be omitted, and only parts different from those described in FIGS. 6 to 8 will be described.

図1は、本実施形態によるリニアモータを底面図(図a)、側面図(図b)、端面図(図c)で示す。   FIG. 1 shows a linear motor according to this embodiment in a bottom view (FIG. A), a side view (FIG. B), and an end view (FIG. C).

本実施形態によるリニアモータは、複数の電磁石用コイル(以下、コイルと呼ぶ)を有する軸状の固定子1と、複数の永久磁石を有する可動子2とを有する。可動子2は、固定子1の貫通可能な中空の箱状であり、固定子1に沿ってスライド(走行)可能である。   The linear motor according to this embodiment includes a shaft-shaped stator 1 having a plurality of electromagnet coils (hereinafter referred to as coils) and a mover 2 having a plurality of permanent magnets. The mover 2 has a hollow box shape through which the stator 1 can pass, and can slide (run) along the stator 1.

図2は、固定子1の外観(図a)及び端面(図b)を示し、鉄系の材料による軸体1−1を有する。軸体1−1は、複数のコイルCを装着するためのコイル装着部1−2と、可動子2のスライドをガイドするためのガイド部1−3とを有する。ここでは、コイル装着部1−2とガイド部1−3とは一体の軸体であり、軸体1−1の中心には軸方向に貫通孔1−1aが設けられている。この貫通孔1−1aは、前述したように、コイルCの発熱を内側から強制冷却する場合に、冷却媒体の流通に利用される。したがって、コイルCの内側からの強制冷却を行わない場合には貫通孔1−1aは不要である。コイル装着部1−2とガイド部1−3との間にはフランジ状の突起1−4が形成され、この突起1−4は後述するガイドブロック、ひいては可動子2のストッパーとして作用する。   FIG. 2 shows an appearance (FIG. A) and an end face (FIG. B) of the stator 1, and has a shaft 1-1 made of an iron-based material. The shaft body 1-1 includes a coil mounting portion 1-2 for mounting a plurality of coils C, and a guide portion 1-3 for guiding the slide of the mover 2. Here, the coil mounting part 1-2 and the guide part 1-3 are an integral shaft body, and a through hole 1-1a is provided in the axial direction at the center of the shaft body 1-1. As described above, the through hole 1-1a is used for circulation of the cooling medium when the heat generation of the coil C is forcibly cooled from the inside. Therefore, when the forced cooling from the inside of the coil C is not performed, the through hole 1-1a is unnecessary. A flange-like projection 1-4 is formed between the coil mounting portion 1-2 and the guide portion 1-3, and this projection 1-4 acts as a guide block, which will be described later, and as a stopper of the mover 2.

本実施形態では、コイルCが12個装着され、4個のU相コイルU1〜U4、4個のV相コイルV1〜V4、4個のW相コイルW1〜W4がそれぞれ相順に配列されると共に、相毎に直列接続されてスター結線により制御ドライバーに接続される。つまり、U相、V相、W相について4組のコイルからなり、この場合、図8に関連して説明したように、2つの相における4個のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの1つの相における4個のコイルは奇数組における磁極が前記2つの相における4個のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記2つの相における4個のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続される。   In the present embodiment, twelve coils C are mounted, four U-phase coils U1 to U4, four V-phase coils V1 to V4, and four W-phase coils W1 to W4 are arranged in phase sequence, respectively. Each phase is connected in series and connected to the control driver by star connection. That is, it consists of four sets of coils for the U phase, the V phase, and the W phase. In this case, as described with reference to FIG. 8, the four coils in the two phases are an even number set with respect to the magnetic poles in the odd number set. The four coils in the remaining one phase are connected so that the magnetic poles in the remaining phase are in the opposite direction, and the magnetic poles in the odd set are opposite to the magnetic poles in the odd set of the four coils in the two phases. The magnetic poles in the set are connected to be opposite to the magnetic poles in the even set of four coils in the two phases.

図3は、可動子2の内部構造を説明するための断面図(図a)及び端面図(図b)である。可動子2は、軸体1−1の貫通可能な中空のケース2−1と、その一端側寄りの内面側に固着された3個の環状(略U形状でも良い)の永久磁石2−2と、反対端側寄りの内面側に固着されてガイド部1−3によりスライドがガイドされるガイドブロック2−3とを有する。ガイドブロック2−3は断面ではなく、外観が示されている。ケース2−1は磁性体材料で作られるのが好ましいが、この限りではない。   FIG. 3 is a cross-sectional view (FIG. A) and an end view (FIG. B) for explaining the internal structure of the mover 2. The mover 2 includes a hollow case 2-1 through which the shaft body 1-1 can pass, and three annular (substantially U-shaped) permanent magnets 2-2 fixed to the inner surface near the one end. And a guide block 2-3 which is fixed to the inner surface side near the opposite end side and whose slide is guided by the guide portion 1-3. The guide block 2-3 is not a cross section but an external appearance. The case 2-1 is preferably made of a magnetic material, but is not limited thereto.

永久磁石2−2は、軸体1−1の軸芯方向に関してコイルCの長さの3倍の長さを有し、隣接する磁極の向きが互いに反対向きになるように固着されている。なお、永久磁石2−2の着磁方向は、軸体1−1の軸芯方向、軸芯に向かう放射状方向(径方向)のいずれでも良いが、図3では軸芯方向の着磁を示している。このような永久磁石の配置の場合、永久磁石相互間には反発力が作用するので、3個の永久磁石2−2は以下のようにしてケース2−1内に固着されている。ケース2−1の内面側に3個の永久磁石2−2を受け入れることのできる長さを持つ凹部2−1aを形成して3個の永久磁石2−2を収容し、図1(c)に示すように、ケース2−1の端部を蓋部材2−4で塞ぎ、しかも蓋部材2−4を通してケース2−1の端部における4つのコーナーにボルト2−5を螺入する。勿論、蓋部材2−4には、コイルCを装着したコイル装着部1−2の貫通可能な穴が設けられている。   The permanent magnet 2-2 has a length that is three times the length of the coil C with respect to the axial direction of the shaft body 1-1, and is fixed so that the directions of adjacent magnetic poles are opposite to each other. Note that the magnetization direction of the permanent magnet 2-2 may be either the axial direction of the shaft 1-1 or the radial direction (radial direction) toward the axial axis, but FIG. 3 shows magnetization in the axial direction. ing. In the case of such an arrangement of permanent magnets, since a repulsive force acts between the permanent magnets, the three permanent magnets 2-2 are fixed in the case 2-1 as follows. A concave portion 2-1a having a length capable of receiving the three permanent magnets 2-2 is formed on the inner surface side of the case 2-1, and the three permanent magnets 2-2 are accommodated. FIG. As shown, the end of the case 2-1 is closed with a lid member 2-4, and the bolts 2-5 are screwed into the four corners at the end of the case 2-1 through the lid member 2-4. Of course, the lid member 2-4 is provided with a hole through which the coil mounting portion 1-2 on which the coil C is mounted can be passed.

スライドブロック2−3は、3個の永久磁石ケース2−2と共にケース2−1に固着されていることによりこれらは常に一体的に可動である。そして、スライドブロック2−3をガイド部1−3が貫通していることにより、スライドブロック2−3の移動がガイド部1−3により案内される。これは、可動子2全体が一体的にガイド部1−3により移動をガイドされることを意味する。   Since the slide block 2-3 is fixed to the case 2-1 together with the three permanent magnet cases 2-2, they are always movable integrally. And the guide part 1-3 has penetrated the slide block 2-3, and the movement of the slide block 2-3 is guided by the guide part 1-3. This means that the entire mover 2 is integrally guided by the guide portion 1-3.

本実施形態では特に、ガイド部1−3とガイドブロック2−3とをボールスプライン構造により実現するようにしており、以下にこれを簡単に説明する。   In the present embodiment, in particular, the guide portion 1-3 and the guide block 2-3 are realized by a ball spline structure, which will be briefly described below.

周知のように、ボールスプラインは、スプライン軸と、このスプライン軸に装着されるスプラインナットとからなり、スプライン軸とスプラインナット間に多数の鋼球を介在させ、鋼球を循環運動させながらころがり対偶でスプラインナットのスライドをガイドする。このような多数の鋼球によるスライドガイド部は、通常、スプラインナットの周方向に間隔をおいて数箇所に設けられる。また、通常、スプライン軸には1つ以上のキー溝が形成され、スプラインナットの内径面にはキー溝に嵌合する1つ以上のキー(図示省略)が形成される。   As is well known, a ball spline is composed of a spline shaft and a spline nut attached to the spline shaft. A large number of steel balls are interposed between the spline shaft and the spline nut, and the ball pair is rolled against the pair while circulating the steel balls. Use to guide the slide of the spline nut. Such slide guide portions made of a large number of steel balls are usually provided at several locations at intervals in the circumferential direction of the spline nut. Also, usually, one or more key grooves are formed on the spline shaft, and one or more keys (not shown) that fit into the key grooves are formed on the inner surface of the spline nut.

本実施形態では、図2に示すガイド部1−3が上記のスプライン軸と同様の機能を持つように作られ、図3に示すガイドブロック2−3は上記のスプラインナットで実現される。但し、図2ではキー溝は図示を省略している。軸体1−1は、鉄系の材料で作られるが、特に、少なくともガイド部1−3は焼入れ処理、例えば高周波焼入れ処理を施されることが望ましい。コイル装着部1−2については、いわゆる生鉄の方が、残留磁気特性が良いので焼き入れ処理はしない方が好ましい。図2ではガイド部1−3にキー溝は示していないが、これはボールスプラインにはキー溝とキーを持たないものもあり、本発明はこのようなボールスプラインであっても適用可能であるからである。いずれにしても、ボールスプラインは、可動部のピッチング防止機能、ヨーイング防止機能において優れた効果を持つ。   In the present embodiment, the guide portion 1-3 shown in FIG. 2 is made to have the same function as the above-described spline shaft, and the guide block 2-3 shown in FIG. 3 is realized by the above-mentioned spline nut. However, the keyway is not shown in FIG. The shaft body 1-1 is made of an iron-based material. In particular, it is desirable that at least the guide portion 1-3 is subjected to a quenching process, for example, an induction quenching process. As for the coil mounting portion 1-2, so-called raw iron is preferably not subjected to quenching because it has better residual magnetic properties. In FIG. 2, the keyway is not shown in the guide portion 1-3, but there are some ball splines that do not have a keyway and a key, and the present invention can be applied to such a ball spline. Because. In any case, the ball spline has an excellent effect in the pitching prevention function and yawing prevention function of the movable part.

図4は、ガイドブロック(スプラインナット)2−3を装着する前の、可動子2の構造を断面図で示す。凹部2−1aとは反対側のケース2−1の内面にはガイドブロック2−3を受け入れると共に、その固定収容位置を規定する凹部2−1bが形成されている。   FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the mover 2 before the guide block (spline nut) 2-3 is mounted. A recess 2-1b is formed on the inner surface of the case 2-1 opposite to the recess 2-1a to receive the guide block 2-3 and define its fixed accommodation position.

図5は、可動子2を固定子1に組み付けた状態を断面図で示す。コイル装着部1−2の端部からU相、V相、W相のコイル用巻線Lが引き出され、制御ドライバーに接続される。特許文献1に開示されたリニアモータでは、図7で説明したように、永久磁石21の内周面とコイル12の外周面との間にはパイプ13が設けられている。これに対し、本実施形態では、コイルCの外周面を機械的強度の大きい絶縁性のテープを巻いて被覆する(図示省略)ことでパイプを省略している。これにより、コイルCと永久磁石2−2との間のギャップを小さくして、図7の場合よりも大きな推進力が得られるようにしている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where the mover 2 is assembled to the stator 1. A coil winding L for U phase, V phase, and W phase is drawn out from the end of the coil mounting portion 1-2 and connected to a control driver. In the linear motor disclosed in Patent Document 1, the pipe 13 is provided between the inner peripheral surface of the permanent magnet 21 and the outer peripheral surface of the coil 12 as described in FIG. On the other hand, in this embodiment, the pipe is omitted by covering the outer peripheral surface of the coil C by winding an insulating tape having a high mechanical strength (not shown). Thereby, the gap between the coil C and the permanent magnet 2-2 is reduced so that a larger driving force than that in the case of FIG. 7 can be obtained.

リニアモータとしての駆動原理は、特許文献1に開示されているリニアモータと同じ原理であるので説明は省略するが、前述したように、ケース2−1、3個の永久磁石2−2、ガイドブロック2−3は一体的に動く。そして、この動きは、ガイドブロック(スプラインナット)2−3がガイド部(スプライン軸)1−3でガイドされることによりガイドされる。特に、可動子2のスライドが、ボールスプラインの持つ、優れたピッチング防止機能、ヨーイング防止機能により、永久磁石2−2の内周面とコイルCの外周面との間のギャップを一定に保持した状態でガイドされる。   The driving principle of the linear motor is the same as that of the linear motor disclosed in Patent Document 1 and will not be described. However, as described above, the case 2-1, the three permanent magnets 2-2, the guide Block 2-3 moves integrally. This movement is guided by the guide block (spline nut) 2-3 being guided by the guide portion (spline shaft) 1-3. In particular, the slide of the mover 2 keeps the gap between the inner peripheral surface of the permanent magnet 2-2 and the outer peripheral surface of the coil C constant by the excellent pitching prevention function and yawing prevention function of the ball spline. Guided in state.

軸体1−1に設けられたストッパー1−4は、スライドブロック2−3の端部と係合することで、可動子2の図中右方への移動を規制する。一方、図中、左方への移動規制は図示しないメカニカルストッパー等によりケース2−1あるいはスライドブロック2−3を係止することで実現される。   The stopper 1-4 provided on the shaft body 1-1 engages with the end of the slide block 2-3, thereby restricting the movement of the mover 2 to the right in the drawing. On the other hand, in the figure, the leftward movement restriction is realized by locking the case 2-1 or the slide block 2-3 with a mechanical stopper (not shown).

本実施形態によるリニアモータは、主として数10ミリ以下の小ストロークで使用されることが多いが、可動子2のストロークは固定子1のコイルCの延在長、言い換えればコイルCの個数で任意に設定することができる。   The linear motor according to the present embodiment is often used mainly with a small stroke of several tens of millimeters or less, but the stroke of the mover 2 is arbitrary depending on the extension length of the coil C of the stator 1, in other words, the number of the coils C. Can be set to

本実施形態によるリニアモータは、図5に示すようなベース体5と組み合わされることが好ましい。この場合、本リニアモータは固定子1の少なくとも一端側においてベース体5に設けられたブラケット5−1に固定されれば良い。そして、可動子2の底面にリニアスケールを設置し、これに対向するベース体5にはエンコーダヘッドを設置することで可動子2の位置検出を行うことができる。   The linear motor according to the present embodiment is preferably combined with a base body 5 as shown in FIG. In this case, the linear motor may be fixed to the bracket 5-1 provided on the base body 5 on at least one end side of the stator 1. The position of the mover 2 can be detected by installing a linear scale on the bottom surface of the mover 2 and installing an encoder head on the base body 5 opposite to the linear scale.

本実施形態におけるリニアモータの特徴を挙げれば以下の通りである。   The characteristics of the linear motor in this embodiment are as follows.

コンパクト設計
固定子と可動子の組み合わせ体と、これとは別に可動子のスライドをガイドするガイド部材とを並設する必要が無く、1本の軸状に構成できるのでコンパクトになり、省スペース構成で設計者の工数を低減でき、また組付け精度が向上し、高価である磁石を少量しか用いないうえに部品点数も少なくなるので大幅なコストダウンにつながる。
Compact design There is no need to install a combination of a stator and a mover and a guide member that guides the slide of the mover separately, and it can be configured as a single shaft, making it compact and saving space. As a result, the number of man-hours for the designer can be reduced, the assembling accuracy is improved, only a small amount of expensive magnets are used, and the number of parts is reduced, leading to a significant cost reduction.

長寿命・メンテナンスフリー
可動子側をケーブルレスとすることができるので、ケーブルの引きずりに起因するケーブル断が少ない。また、1本の軸状に構成されるので進直性のアライメント調整が不要となる。
Long life and maintenance-free Since the mover side can be made cable-free, there are few cable breaks caused by cable dragging. In addition, since it is configured as a single shaft, straight alignment adjustment is not required.

リニアモータ本体は長寿命であり、基本的な精度維持寿命はガイド構造(ボールスプライン)に依存する。   The linear motor body has a long life, and the basic accuracy maintenance life depends on the guide structure (ball spline).

高分解能
位置決め精度は、組み合わされるリニアエンコーダにより、シングルナノメーターも可能である。
High resolution Positioning accuracy can be as low as a single nanometer with the combined linear encoder.

ユーザー(設計者)の負担軽減
設計する際の負担軽減と実際の組み付けもそのままボルトオンで装着可能である。
Reducing user's (designer's) burden The design burden can be reduced and the actual assembly can be done with bolt-on.

真空環境に対応
10−5パスカル程度の真空環境下でも使用可能である。この場合、コイルCの外周を被覆するテープの材料には真空下で不純物を放出しないような材料を選択する。
Compatible with vacuum environment It can be used in a vacuum environment of about 10-5 Pascals. In this case, a material that does not release impurities under vacuum is selected as the tape material covering the outer periphery of the coil C.

以上、本発明によるリニアモータを好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限らず、様々な変更が可能である。   The preferred embodiment of the linear motor according to the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記の実施形態では、軸体1−1はその軸芯方向に関して一方の側にコイル装着部1−2を有すると共に、他方の側にガイド部1−3を有し、可動子2においては、ケース2−1の中心軸方向に関して一方の側に3個の永久磁石2−2を直列的に配置して有すると共に、他方の側にガイドブロック2−3を有するようにしている。永久磁石は1個以上あれば良く、以下のような形態としても良い。   For example, in the above embodiment, the shaft body 1-1 has the coil mounting part 1-2 on one side with respect to the axial direction of the shaft body 1-1 and the guide part 1-3 on the other side. Has three permanent magnets 2-2 arranged in series on one side with respect to the central axis direction of the case 2-1, and has a guide block 2-3 on the other side. There may be one or more permanent magnets, and the following forms may be adopted.

軸体はその軸芯方向に関して中央部にガイド部を有すると共に、この中央部を間にした両側にそれぞれコイル装着部を有し、可動子においては、ケースの中心軸方向に関して中央部にガイドブロックを有すると共に、この中央部を間にした両側にそれぞれ1つ以上の永久磁石を直列的に配置して有する構造とする。あるいはまた、軸体はその軸芯方向に関して中央部にコイル装着部を有すると共に、この中央部を間にした両側にそれぞれガイド部を有し、可動子は、ケースの中心軸方向に関して中央部に1つ以上の永久磁石を直列的に配置して有すると共に、この中央部を間にした両側にそれぞれガイドブロックを有する構造とする。   The shaft body has a guide portion at the center with respect to the axial direction of the shaft body, and has coil mounting portions on both sides of the center portion. And one or more permanent magnets arranged in series on both sides of the central portion. Alternatively, the shaft body has a coil mounting portion in the central portion with respect to the axial direction, and has guide portions on both sides of the central portion, and the mover has a central portion in the central axial direction of the case. It has a structure in which one or more permanent magnets are arranged in series, and guide blocks are provided on both sides with the central portion in between.

また、可動子のスライドガイドはボールスプラインに限られるものではなく、直動運動をガイドするものであれば何でも良い。例えば、樹脂製の低摺動ブッシュやエアブッシュ、つまりエア浮上による静圧軸受等が挙げられる。また、隣り合う永久磁石2−2の間や、隣り合うコイルCの間にそれぞれ磁性体によるスペーサ部材を介在させるようにしても良い。更に、U相、V相、W相の三相コイルの接続形態は、スター結線だけでなく、特許文献1にも開示されているように、並列スター結線、デルタ結線、並列デルタ結線等、様々な形態が適用できる。   Further, the slide guide of the mover is not limited to the ball spline, and any guide that guides the linear motion may be used. For example, a resin-made low sliding bush or air bush, that is, a hydrostatic bearing by air levitation, or the like can be given. Moreover, you may make it interpose the spacer member by a magnetic body between the adjacent permanent magnets 2-2, or between the adjacent coils C, respectively. Furthermore, the connection form of the U-phase, V-phase, and W-phase three-phase coils is not limited to star connection, and as disclosed in Patent Document 1, there are various connection forms such as parallel star connection, delta connection, and parallel delta connection. Various forms are applicable.

本発明によるリニアモータは様々な分野への適用が可能であるが、例えば半導体製造装置関連ではボンダー、マウンター等のヘッド駆動源、精密機械装置関連ではレーザー等の光学装置の光軸調整等、幅広い用途に適用可能である。   The linear motor according to the present invention can be applied to various fields. For example, a wide range of head drive sources such as a bonder and mounter for semiconductor manufacturing equipment, and an optical axis adjustment for optical equipment such as laser for precision machinery. Applicable for use.

図1は本発明によるリニアモータの好ましい実施形態の外観を底面図(図a)、側面図(図b)、正面図で示す。FIG. 1 is a bottom view (FIG. A), a side view (FIG. B), and a front view of a preferred embodiment of a linear motor according to the present invention. 図2は、図1のリニアモータにおける固定子の構造を示す。FIG. 2 shows the structure of the stator in the linear motor of FIG. 図3は、図1のリニアモータにおける可動子の構造を示す。FIG. 3 shows the structure of the mover in the linear motor of FIG. 図4は、図1のリニアモータにおける可動子を、ガイドブロックの装着前の状態について示す。FIG. 4 shows the mover in the linear motor of FIG. 1 in a state before the guide block is mounted. 図5は本発明によるリニアモータの好ましい実施形態の内部構造を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the internal structure of a preferred embodiment of the linear motor according to the present invention. 図6は、本発明者により提案されているリニアモータとその周辺機器について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the linear motor and its peripheral devices proposed by the present inventor. 図7は、図6に示されているリニアモータの内部構造を説明するための図である。FIG. 7 is a view for explaining the internal structure of the linear motor shown in FIG. 図8は、図6に示されているリニアモータにおける三相コイルの接続形態を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the connection form of the three-phase coils in the linear motor shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定子
1−1 軸体
1−2 コイル装着部
1−3 ガイド部
1−4 ストッパー
2 可動子
2−1 ケース
2−2 永久磁石
2−3 ガイドブロック
2−4 蓋部材
2−5 ボルト
5 ベース体
5−1 ブラケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 1-1 Shaft body 1-2 Coil mounting part 1-3 Guide part 1-4 Stopper 2 Mover 2-1 Case 2-2 Permanent magnet 2-3 Guide block 2-4 Lid member 2-5 Bolt 5 Base body 5-1 Bracket

Claims (8)

複数の電磁石用コイルを軸体の周囲に、それらの磁極軸が前記軸体の軸芯と同じ向きになるようにして直列的に装着してなる固定子と、前記コイルを囲むことができるような環状あるいは略U形の断面形状を有して前記複数のコイルからの磁束との相互作用によりこれら複数のコイルに沿って走行可能に組み合わされた1つ以上の永久磁石を持つ可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記軸体はベース体に固定されると共に、前記複数のコイルを装着するためのコイル装着部と、前記永久磁石の走行をガイドするためのガイド部とを一体かつ軸芯方向に分かれて並ぶように有し、
前記可動子は、前記軸体の貫通可能な中空のケースの内面側に、前記1つ以上の永久磁石を装着すると共に、前記ガイド部によりガイドされるガイドブロックを装着してなり、しかも前記1つ以上の永久磁石と前記ガイドブロックが軸芯方向に分かれて並ぶように構成されており、
前記軸体は前記軸芯方向に関して一方の側に前記コイル装着部を有すると共に、他方の側に前記ガイド部を有し、
前記可動子は、前記中空のケースの中心軸方向に関して一方の側に前記1つ以上の永久磁石を有すると共に、他方の側に前記ガイドブロックを有することを特徴とするリニアモータ。
A plurality of electromagnet coils can be enclosed around the shaft body, and the stator can be surrounded by a stator that is mounted in series so that their magnetic pole axes are in the same direction as the axis of the shaft body. A mover having one or more permanent magnets having an annular shape or a substantially U-shaped cross-sectional shape and combined so as to be able to travel along the plurality of coils by interaction with magnetic fluxes from the plurality of coils. In a linear motor having
The shaft body is fixed to the base body, and a coil mounting portion for mounting the plurality of coils and a guide portion for guiding the travel of the permanent magnet are arranged integrally and separately in the axial direction. have to,
The mover is on the inner surface side of the penetrable hollow casing of the shaft body, with attaching the one or more permanent magnets, Ri Na wearing the guide block which is guided by the guide portion, moreover the One or more permanent magnets and the guide block are arranged so as to be divided and arranged in the axial direction,
The shaft body has the coil mounting portion on one side with respect to the axial direction, and the guide portion on the other side,
The movable element has the one or more permanent magnets on one side with respect to the central axis direction of the hollow case, and has the guide block on the other side .
複数の電磁石用コイルを軸体の周囲に、それらの磁極軸が前記軸体の軸芯と同じ向きになるようにして直列的に装着してなる固定子と、前記コイルを囲むことができるような環状あるいは略U形の断面形状を有して前記複数のコイルからの磁束との相互作用によりこれら複数のコイルに沿って走行可能に組み合わされた1つ以上の永久磁石を持つ可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記軸体はベース体に固定されると共に、前記複数のコイルを装着するためのコイル装着部と、前記永久磁石の走行をガイドするためのガイド部とを一体かつ軸芯方向に分かれて並ぶように有し、
前記可動子は、前記軸体の貫通可能な中空のケースの内面側に、前記1つ以上の永久磁石を装着すると共に、前記ガイド部によりガイドされるガイドブロックを装着してなり、しかも前記1つ以上の永久磁石と前記ガイドブロックが軸芯方向に分かれて並ぶように構成されており、
前記軸体はその軸芯方向に関して中央部に前記ガイド部を有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記コイル装着部を有し、
前記可動子は、前記中空のケースの中心軸方向に関して中央部に前記ガイドブロックを有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記1つ以上の永久磁石を有することを特徴とするリニアモータ。
A plurality of electromagnet coils can be enclosed around the shaft body, and the stator can be surrounded by a stator that is mounted in series so that their magnetic pole axes are in the same direction as the axis of the shaft body. A mover having one or more permanent magnets having an annular shape or a substantially U-shaped cross-sectional shape and combined so as to be able to travel along the plurality of coils by interaction with magnetic fluxes from the plurality of coils. In a linear motor having
The shaft body is fixed to the base body, and a coil mounting portion for mounting the plurality of coils and a guide portion for guiding the travel of the permanent magnet are arranged integrally and separately in the axial direction. Have
The mover is provided with the one or more permanent magnets and a guide block guided by the guide part on the inner surface side of a hollow case through which the shaft body can pass. Two or more permanent magnets and the guide block are configured to be divided and arranged in the axial direction,
The shaft body has the guide portion at the center with respect to the axial direction of the shaft, and the coil mounting portions on both sides of the center portion,
The mover has the guide block at a central portion with respect to the central axis direction of the hollow case, and has the one or more permanent magnets on both sides of the central portion. .
複数の電磁石用コイルを軸体の周囲に、それらの磁極軸が前記軸体の軸芯と同じ向きになるようにして直列的に装着してなる固定子と、前記コイルを囲むことができるような環状あるいは略U形の断面形状を有して前記複数のコイルからの磁束との相互作用によりこれら複数のコイルに沿って走行可能に組み合わされた1つ以上の永久磁石を持つ可動子とを有するリニアモータにおいて、
前記軸体はベース体に固定されると共に、前記複数のコイルを装着するためのコイル装着部と、前記永久磁石の走行をガイドするためのガイド部とを一体かつ軸芯方向に分かれて並ぶように有し、
前記可動子は、前記軸体の貫通可能な中空のケースの内面側に、前記1つ以上の永久磁石を装着すると共に、前記ガイド部によりガイドされるガイドブロックを装着してなり、しかも前記1つ以上の永久磁石と前記ガイドブロックが軸芯方向に分かれて並ぶように構成されており、
前記軸体はその軸芯方向に関して中央部に前記コイル装着部を有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記ガイド部を有し、
前記可動子は、前記中空のケースの中心軸方向に関して中央部に前記1つ以上の永久磁石を有すると共に、該中央部を間にした両側にそれぞれ前記ガイドブロックを有することを特徴とするリニアモータ。
A plurality of electromagnet coils can be enclosed around the shaft body, and the stator can be surrounded by a stator that is mounted in series so that their magnetic pole axes are in the same direction as the axis of the shaft body. A mover having one or more permanent magnets having an annular shape or a substantially U-shaped cross-sectional shape and combined so as to be able to travel along the plurality of coils by interaction with magnetic fluxes from the plurality of coils. In a linear motor having
The shaft body is fixed to the base body, and a coil mounting portion for mounting the plurality of coils and a guide portion for guiding the travel of the permanent magnet are arranged integrally and separately in the axial direction. Have
The mover is provided with the one or more permanent magnets and a guide block guided by the guide part on the inner surface side of a hollow case through which the shaft body can pass. Two or more permanent magnets and the guide block are configured to be divided and arranged in the axial direction,
The shaft body has the coil mounting portion in the center portion with respect to the axial direction of the shaft body, and the guide portions on both sides of the center portion,
The mover has the one or more permanent magnets in a central portion with respect to the central axis direction of the hollow case, and has the guide blocks on both sides of the central portion. .
前記ガイド部がスプライン軸で、前記ガイドブロックがスプラインナットであるボールスプライン構造により、前記可動子の直線運動をガイドすることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のリニアモータ。 The guide portion is a spline shaft, a ball spline structure and the guide block is spline nut, the linear motor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to guide the linear movement of the mover. 前記スプライン軸の外周、前記スプラインナットの内周の一方には少なくとも1つのキー溝が、他方には該キー溝に嵌合する少なくとも1つのキーがそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項に記載のリニアモータ。 The outer periphery of the spline shaft and the inner periphery of the spline nut are each formed with at least one key groove, and the other is formed with at least one key that fits into the key groove. 4. The linear motor according to 4 . 前記コイル装着部と前記ガイド部は鉄系の材料から成り、該軸体のうち少なくとも前記ガイド部は焼入れ処理されたものであることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のリニアモータ。 The guide portion and the coil mounting portion is made of an iron-based material, a linear according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least the guide portion of the shaft body is one that is quenching motor. 前記複数のコイルは、前記コイル装着部の周囲にU相コイル、V相コイル、W相コイルを相順に直列的に装着したもの複数組からなり、前記1つ以上の永久磁石は、前記軸体の軸芯方向に関して前記各相のコイルの3倍の長さ寸法を有すると共に、前記軸芯方向又は該軸芯に向かって放射状に着磁されかつ隣接する磁極が互いに反対向きになるように直列的に組み合わされた3個の永久磁石からなることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のリニアモータ。 The plurality of coils are composed of a plurality of sets in which a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil are sequentially mounted around the coil mounting portion in phase order, and the one or more permanent magnets include the shaft body Series in such a manner that the length of the coil is three times as long as the coil of each phase with respect to the axial direction of the core, and the adjacent magnetic poles are radially opposite to each other in the axial direction or toward the axial center. linear motor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it consists to combined three permanent magnets. 前記複数組における複数の前記U相コイル、複数の前記V相コイル、複数の前記W相コイルはそれぞれ相毎に直列接続されてスター又はデルタ結線により接続され、しかも2つの相における複数のコイルは奇数組における磁極に対して偶数組における磁極が反対向きになるように接続され、残りの1つの相における複数のコイルは奇数組における磁極が前記2つの相における複数のコイルの前記奇数組における磁極と反対向きであり、偶数組における磁極は前記2つの相における複数のコイルの前記偶数組における磁極と反対向きになるように接続されていることを特徴とする請求項に記載のリニアモータ。 The plurality of U-phase coils, the plurality of V-phase coils, and the plurality of W-phase coils in the plurality of sets are connected in series for each phase and connected by star or delta connection, and the plurality of coils in two phases are The magnetic poles in the odd pairs are connected so that the magnetic poles in the even pairs are opposite to the magnetic poles in the odd pairs, and the magnetic poles in the odd pair are the magnetic poles in the odd pair. The linear motor according to claim 7 , wherein the magnetic poles in the even-numbered sets are connected so as to be opposite to the magnetic poles in the even-numbered sets of the plurality of coils in the two phases.
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