JP5289799B2 - Linear motor - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械等の産業機械で使用するリニアモータに関する。 The present invention relates to a linear motor used in industrial machines such as machine tools.
従来から、工作機械等の産業機械では、高速、高精度化を実現するための手段としてリニアモータが使用されている。このようなリニアモータの中で、特に長ストロークの機械において、高価な永久磁石を可動子側に配置することで、永久磁石の使用量を少なくして、モータの低コスト化を実現した特許文献1及び特許文献2に開示されているようなリニアモータがある。
Conventionally, in an industrial machine such as a machine tool, a linear motor has been used as a means for realizing high speed and high accuracy. Among such linear motors, particularly in a long stroke machine, a patent document that realizes cost reduction of the motor by reducing the amount of permanent magnets used by disposing an expensive permanent magnet on the mover side. There is a linear motor as disclosed in No. 1 and
図4(a)は、従来のリニアモータの構成を示した図であり、永久磁石59,64を移動方向に並べた可動子51と、電磁鋼板を積層するなどして形成された固定子52a,52bから構成されている。固定子52a,52bは例えば工作機械のベッドに固定され、固定子磁気ヨーク61より突出するように、ピッチPの間隔で固定子突極50が形成されており、固定子52aと固定子52bは、電気角180度に相当するP/2ピッチだけ、図示したX軸方向にずらして配置されている。また、可動子51は、例えば、工作機械のテーブルに固定され、ベッドとテーブル間に設けられた転がりガイド等で図4(a)のX軸方向に移動可能に支持される。さらに、磁束の変化による鉄損を低減するため電磁鋼板を積層して形成されたU,V,W相の可動子ブロック53,55,54は、それぞれが可動子51の進行方向であるX軸方向に相対的に120度、即ち固定子52a,52bの磁極ピッチPの電気角で120度に相当するP/3だけずらして配置されている。また、可動子ブロック53,55,54には、それぞれU,V,W相の三相交流巻線56,58,57が巻回されており、可動子51の可動子ブロック表面には永久磁石59,64がS,Nの順に交互に配置され、配列されている。永久磁石59,64は図4(b)、図4(c)に示すようにS,Nを一組とする永久磁石対がピッチPで配置されている。
FIG. 4A is a diagram showing a configuration of a conventional linear motor, and a
今、三相交流巻線56,58,57にU→V,W方向に電流を印加した場合、即ち三相交流巻線56には図示した巻線方向に電流を流し、三相交流巻線58,57には図示した巻線方向と反対方向に電流を流すと、永久磁石59,64のうち、三相交流巻線の励磁方向と同一の磁性方向に配置された永久磁石の磁束は強められ、励磁方向と反対の磁性方向に配置された永久磁石の磁束は弱められるため、図4(a)の可動子ブロック53はSIDE−A側をS極、SIDE−B側をN極に、可動子ブロック55,54は逆にSIDE−A側をN極、SIDE−B側をS極に励磁される。そして各可動子ブロックおよび固定子側を通過した磁束は図4(a)の62に示すような磁路を形成する。すると、可動子51のSIDE−A側とSIDE−B側にはX軸の同一方向に磁気吸引力が働き推力が発生する。なお、3つの可動子ブロック53,55,54は図4(d)のように磁気的な可動子ブロック結合部60を設けても、同一可動子ブロックのSIDE−A側、SIDE−B側に生成されるN,S極の磁束密度は同一であり、磁気バランスが取れているため、隣り合う可動子ブロックへの磁束の漏れはわずかであり、推力の低下は殆ど無い。
Now, when a current is applied to the three-
また、上述した従来のリニアモータにおいて、特に長ストロークの可動範囲を実現する場合には、図5に示すように安価な電磁鋼板を積層して形成した簡単な構造の固定子ブロックを繰り返し並べて配置するだけで実現できる。さらに、高価な永久磁石59,64を可動子側に配置し、永久磁石の使用量を減らすことができるため、リニアモータの製作コストを低く抑えることができる。
Further, in the above-described conventional linear motor, particularly when realizing a long stroke movable range, a simple structure of stator blocks formed by laminating inexpensive electromagnetic steel plates is repeatedly arranged as shown in FIG. Just do it. Furthermore, since the expensive
図6(a)は図4(a)と異なる構成の従来のリニアモータを示す図である。図6(a)において、固定子12は例えば電磁鋼板を積層して形成され、表面には固定子磁気ヨーク21より突出するように、ピッチPの間隔で固定子突極10が配置されている。可動子11も固定子12と同様例えば電磁鋼板を積層して形成され、可動子磁気ヨーク20、U,V,W相の可動子ティース13,15,14を持つ。これら3つの可動子ティースはそれぞれが固定子突極10に対して、X軸方向に相対的に電気角で120度に相当するP/3だけずらして配置されている。可動子ティースには、それぞれU,V,W相の三相交流巻線16,18,17が巻回されており,可動子11のティース表面には永久磁石19がS,Nの順に交互に配置され、図6(b)、に示すようにS,Nを一組とする永久磁石対がピッチPで配列されている。図6(a)の磁路22は三相交流巻線16,18,17にU→V,W方向に電流を印加した状態における磁束の様子を表しており、図4(a)に示したリニアモータと同様に永久磁石19のうち、三相交流巻線の励磁方向と同一の磁性方向に配置された永久磁石の磁束を強め、励磁方向と反対の磁性方向に配置された永久磁石の磁束を弱めることによって各ティースを一つの磁極として励磁し、可動子11全体にわたる大きな磁路22を形成したものである。これにより可動子11の固定子12側においてX軸方向に磁気吸引力が働き推力が発生する。尚、図6(a)で示した従来のリニアモータにおいても、図4(a)で示した従来のリニアモータと同様、長ストロークの可動範囲を実現する場合には、安価な電磁鋼板を積層して形成した簡単な構造の固定子ブロックを繰り返し並べて配置するだけで実現できる。さらに、永久磁石19を可動子側だけに配置し、高価な永久磁石の使用量を減らすことができるため、リニアモータの製作コストを低く抑えることができる。
FIG. 6A is a diagram showing a conventional linear motor having a configuration different from that in FIG. In FIG. 6A, the
しかし、上述した従来のリニアモータは、以下に説明するような課題があった。図4(a),図6(a)において可動子51,11がピッチPだけ移動する間に、三相交流巻線56,58,57または16,18,17に印加される三相交流電流は図7のように変化し、これに伴い可動子ブロック53,55,54と固定子52a,52b並びに可動子ティース13,15,14と固定子12に生成された磁路62,22は大きく変化する。一方、図5のように固定子ブロックを可動子の移動方向に並べて配置した場合、固定子ブロックの境界面65に空隙が存在すると、この空隙部では固定子ブロックの電磁鋼板内と比べ磁気抵抗が高くなる。したがって、スライダが移動し、磁路が境界面65を交差するように生成される場合とそうでない場合とでリニアモータに生成される磁束量が変化してしまうため推力リップルが発生する。
However, the above-described conventional linear motor has problems as described below. 4A and 6A, the three-phase AC current applied to the three-
さらに詳しく推力リップルを生じるメカニズムについて説明する。図8(a)〜図8(d)は図4(a)のW相可動子ブロック54の中央付近に固定子ブロック境界面が存在する場合を示した図である。固定子52aと固定子52bは図4(a)の固定子であり、可動子ブロック53,55,54は図4(a)の可動子ブロックを示しており、その他の構成部品は図4(a)と同じであるが、図を簡略化するため省略している。今、可動子がピッチPだけ移動すると、三相交流巻線56,57,58に印加される電流が図7のように(1)U→V,W、(2)U→W、(3)U,V→W、(4)V→W、(5)V→W,U、(6)V→U、(7)V,W→U、(8)W→U、(9)W→U,V、(10)W→V、(11)W,U→V、(12)U→V、(13)U→V,W、と変化する。例えば(3)の状態では図8(a)のように磁路62が境界面を避けるように生成されるため所望の推力が出力されるが、(6)の状態まで推移すると図8(b)のように磁路62と境界面が完全に交差した状態になるため推力が最低となる。続いて,(9)の状態まで推移すると図8(c)のように再び磁路62が境界面を避けるように生成されるため所望の推力が出力され、(12)の状態では図8(d)のように磁路62と境界面が完全に交差するため、推力が最低となる。このように可動子がピッチPだけ移動する間に、2回推力が低下するためP/2ピッチの推力リップルを生じることになる。このP/2ピッチの推力リップルは、磁路62と境界面が交差することによって生じるものであるため、従来から広く用いられてきた固定子や可動子を、可動子の移動方向に斜めにP/2ピッチ分スキューしても、この磁路62と境界面が交差する現象を回避することができないため、推力リップルを除去することができない。
The mechanism that generates thrust ripple will be described in more detail. FIGS. 8A to 8D are diagrams showing a case where a stator block boundary surface exists near the center of the W-
また、図9は高推力を得るために複数の可動子を直列に繋いだ例を示したものであり、図9では1つのサーボ制御装置66に対し、2つの可動子51a,51bが接続された場合を示している。ここで、可動子51a,51bは同方向に効率良く推力を発生するためピッチPの整数倍ずらして配置する必要がある。このとき可動子51a,51bには同様の磁束が形成され、それぞれ境界面65と同じ位相で交差するためスライダの台数に比例して推力リップルが大きくなるという問題がある。
FIG. 9 shows an example in which a plurality of movers are connected in series to obtain a high thrust. In FIG. 9, two
図10は特許文献2に開示されている推力リップルを平準化する技術であり、2つの可動子51a,51bをピッチPの整数倍から±P/4ずらして配置している。これによりP/2周期の推力リップルは可動子51aから生じるものと可動子51bから生じるものとで180度位相が異なるため相殺することが可能である。しかし、可動子51aと可動子51bはP/4に相当する電気角90度分ずらして制御される必要があるため、2つのサーボ制御装置66a,66bが必要となる。
FIG. 10 shows a technique for leveling the thrust ripple disclosed in
以上のような問題を解決するために、本発明のリニアモータは、互いに対向する面に間隔Pで配列される突極を備え、並行して延びる二つの固定子と、三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ブロックと、前記可動子ブロックの二つの固定子にそれぞれ対向する2面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記二つの固定子の間を固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、を有するリニアモータであって、各固定子は、前記可動子の移動方向に前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを複数個並べて構成され、前記二つの固定子は、各固定子を構成する固定子ブロック間に形成された境界面が前記移動方向において同じ位置に位置するように配置され、前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、各可動子を構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との距離LがL≦L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ブロックの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the linear motor of the present invention includes salient poles arranged at intervals P on opposite surfaces, and includes two stators extending in parallel and a three-phase AC winding. with 3 and one of the slider blocks of a pole of a three-phase, respectively, and a permanent magnet arranged in the alternating
また、本発明のリニアモータは、互いに対向する面に間隔Pで配列される突極を備え、並行して延びる二つの固定子と、三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ブロックと、前記可動子ブロックの二つの固定子にそれぞれ対向する2面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記二つの固定子の間を固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、を有するリニアモータであって、各固定子は、前記可動子の移動方向に前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを複数個並べて構成され、前記二つの固定子は、各固定子を構成する固定子ブロック間に形成された境界面が前記移動方向に(1/2)×L0だけずらして配置され、前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、各可動子を構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との距離LがL≦(1/2)×L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ブロックの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、ことを特徴とする。
Further, the linear motor of the present invention includes salient poles arranged at intervals P on mutually facing surfaces, and three kinds of magnetic poles each having three phases by two stators extending in parallel and three-phase AC windings. and the movable element blocks, and a permanent magnet arranged in the alternating
また、本発明のリニアモータは、互いに対向する面に間隔Pで配列される突極を備え、並行して延びる二つの固定子と、三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ブロックと、前記可動子ブロックの二つの固定子にそれぞれ対向する2面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記二つの固定子の間を固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、を有するリニアモータであって、各固定子は、前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを前記可動子の移動方向に並べたものを、前記可動子の移動方向に垂直な方向に2段重ねして構成され、1段目の固定子ブロックと2段目の固定子ブロックは、隣り合う固定子ブロック間に形成された境界面の位置が、前記可動子の移動方向に(1/2)×L0だけずらして配置され、前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、各可動子を構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との距離LがL≦(1/2)×L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ブロックの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、ことを特徴とする。 Further, the linear motor of the present invention includes salient poles arranged at intervals P on mutually facing surfaces, and three kinds of magnetic poles each having three phases by two stators extending in parallel and three-phase AC windings. and the movable element blocks, and a permanent magnet arranged in the alternating polarity 2 surfaces respectively facing the two stators of the slider blocks, the extending direction of the stator between the two stator a linear motor having a movable element movable along, each stator, while maintaining the pre-Symbol salient poles spacing P, and a stator block of the overall length L0 in the moving direction of the mover side-by-side ones, are constituted by superposed two-step in a direction perpendicular to the moving direction of the mover, the first-stage stator block and the stator block in the second stage, between neighboring Ri fit stator block position of the formed boundary surface, in the moving direction of the mover (1 2) are offset by × L0, the mover is arranged m (m is provided between septum constitutes the movable element group consisting of a natural number) of the movable element, the three constituting each movable element The distance L between the rear end surface of the rear end block located closest to the rear end side in the movement direction and the front end surface of the front end block located closest to the front end side in the movement direction is L ≦ (1/2) × L0 / m, or the rear end face of the rear end block of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the boundary located on the front end side immediately than the rear end face L−Lj = k × L0 ± (1/2) × (1 / d) × L0 × Δ (i and j are natural numbers less than m, k is an integer, d is an integer other than 1, and the distance from the surface is Ln . divisor of m, delta is that is arranged so that the relation of real number) of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2, and wherein the.
また、本発明のリニアモータは、直線に沿って間隔Pで配列される突極を備える固定子と、前記突極に対向し三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ティースと、前記可動子ティースの固定子に対向する面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、を有するリニアモータであって、前記固定子は、前記可動子の移動方向に前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを複数個並べて構成され、前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、各可動子を構成する3種のティースのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ティースの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ティースの先端面との距離LがL≦L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ティースの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記固定子ブロック間に形成される境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、ことを特徴とする。 Further, the linear motor of the present invention has three types of movable elements , each of which has a salient pole arranged along a straight line at an interval P and a three-phase magnetic pole facing each of the salient poles by a three-phase AC winding. linear with the child teeth, and a permanent magnet arranged in alternating polarity surface facing the stator of the mover teeth, and a movable element movable along the extending direction of the stator a motor, the stator in a state where the salient pole kept at intervals P in the moving direction of the movable element is constituted by arranging a plurality of stator blocks of the full-length L0, the mover is the interval A movable element group consisting of m (m is a natural number) movable elements arranged and arranged, of the three types of teeth constituting each movable element, of the rear end teeth positioned closest to the rear end side in the moving direction A rear end surface and a tip end located closest to the tip end in the moving direction The distance L from the tip end surface of the sleeve is L ≦ L0 / m, or the rear end surface of the rear end teeth of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the rear Li−Lj = k × L0 ± (1 / d) × L0 × Δ (i, j are m) where Ln is a distance from the boundary surface formed between the stator blocks located immediately on the tip side from the end surface. the following natural number, k is an integer, d is a divisor of m other than 1, delta is arranged such that the relation of real number) of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2, it is characterized.
また、本発明のリニアモータは、直線に沿って間隔Pで配列される突極を備える固定子と、前記突極に対向し三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ティースと、前記可動子ティースの固定子に対向する面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、を有するリニアモータであって、前記固定子は、前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを前記可動子の移動方向に並べたものを、前記可動子の移動方向に垂直な方向に2段重ねして構成され、1段目の固定子ブロックと2段目の固定子ブロックは、隣り合う固定子ブロック間に形成された境界面の位置が、前記可動子の移動方向に(1/2)×L0だけずらして配置され、前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、各可動子を構成する3種の可動子ティースのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ティースの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ティースの先端面との距離LがL≦(1/2)×L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ティースの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、ことを特徴とする。 Further, the linear motor of the present invention has three types of movable elements, each of which has a salient pole arranged along a straight line at an interval P and a three-phase magnetic pole facing each of the salient poles by a three-phase AC winding. linear with the child teeth, and a permanent magnet arranged in alternating polarity surface facing the stator of the mover teeth, and a movable element movable along the extending direction of the stator a motor, the stator, the pre-Symbol salient poles while keeping the distance P, and that arranged stator blocks of the full-length L0 in the moving direction of the mover, perpendicular to the moving direction of the mover such direction is configured by superimposing two stages, the first stage stator block and the stator block in the second stage, the position of the boundary surface formed between the stator blocks fit Ri next, of the mover The mover is arranged so as to be shifted by ( 1/2) × L0 in the moving direction. Is placed m provided interval (m is a natural number) constituting the movable element group composed of pieces of the movable element, the most the moving direction rear end side of the three mover teeth constituting each movable element The distance L between the rear end surface of the rear end tooth positioned at the front end and the front end surface of the front end tooth positioned closest to the front end in the moving direction is L ≦ (1/2) × L0 / m, or the movable group is movable. When the distance between the rear end surface of the rear end teeth of the child Mn (n = 1, 2,..., M) and the boundary surface located immediately on the front end side from the rear end surface is Ln , Li−Lj = k × L0 ± (1/2) × (1 / d) × L0 × Δ (i, j are natural numbers less than or equal to m, k is an integer, d is a divisor of m other than 1, Δ is 0.8 ≦ Δ ≦ that are arranged so that the relation of the real 1.2), characterized in that.
また、本発明のリニアモータであって、前記可動子群は、互いに隣接する可動子同士において、前記永久磁石の磁極方向が逆向きになるように配置され、且つ前記三相交流巻線による磁極の向きが逆向きになるように結線された構造、あるいは、互いに隣接する可動子同士において、前記永久磁石の磁極方向が逆向きになるように配置され、且つ、前記互いに隣接する可動子が、前記固定子の突極間隔Pのq(qは整数)倍±P/2の間隔で配置された構造、あるいは、互いに隣接する可動子同士において、前記三相交流巻線による磁極の向きが逆向きになるように結線され、且つ前記固定子の突極間隔Pのq(qは整数)倍±P/2の間隔を前記可動子との間に設けて配置された構造、を持つことを特徴とする。 Further, in the linear motor of the present invention, the mover group is arranged such that the magnetic pole directions of the permanent magnets are opposite to each other between the movers adjacent to each other, and the magnetic poles formed by the three-phase AC windings. Are arranged so that the directions of the magnets are reversed, or the movable elements adjacent to each other are arranged so that the magnetic pole directions of the permanent magnets are reversed, and the movable elements adjacent to each other, wherein q salient poles spacing P of the stator (q is an integer) are arranged at intervals of multiples ± P / 2 structure or, in the movable element adjacent to each other, the orientation of the magnetic poles by the three-phase alternating-current winding is reversed are connected such that the direction, and that has a structure, which is arranged disposed between the q salient poles spacing P of the stator (q is integer) ± P / 2 the mover spacing Features.
さらに、本発明のリニアモータであって、前記固定子が複数配置された固定子列を形成し、前記可動子群が前記固定子列に渡って配置されていることを特徴とする。
他の本発明のリニアモータは、間隔Pで配列される突極を備えた固定子と、三相交流巻線により三相の磁極となる3種の可動子ブロックまたはティースと、前記突極に対向する面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、を有するリニアモータであって、前記固定子は、複数の固定子ブロックを、固定子ブロック間に形成された境界面が移動方向に間隔L0で位置するように、並べて構成され、前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、各可動子を構成する3種の可動子ブロックまたはティースのうち最も前記移動方向後端側に位置する可動子ブロックまたはティースの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する可動子ブロックまたはティースの先端面との距離LがL≦L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の前記後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数)の関係になるように配置されている、ことを特徴とする。
Furthermore, in the linear motor of the present invention, a stator row in which a plurality of the stators are arranged is formed, and the movable element group is arranged over the stator rows.
Another linear motor of the present invention includes a stator having salient poles arranged at intervals P, three kinds of mover blocks or teeth that become three-phase magnetic poles by a three-phase AC winding, and the salient poles. A linear motor having permanent magnets arranged on opposite surfaces with alternating polarities and movable along a direction in which the stator extends, wherein the stator includes a plurality of stators. The stator blocks are arranged side by side so that the boundary surface formed between the stator blocks is positioned at a distance L0 in the moving direction, and the number of the movable elements is m (m is a natural number) arranged at a distance. Of the three movable element blocks or teeth that constitute each movable element, and the rear end surface of the movable element block or teeth that is located closest to the rear end side in the movement direction, Possible to be located on the tip side in the moving direction The distance L from the distal end surface of the child block or teeth is L ≦ L0 / m, or the rear end surface of the movable member Mn (n = 1, 2,..., M) of the movable member group and the rear end surface Li−Lj = k × L0 ± (1 / d) × L0 (i, j are natural numbers less than or equal to m, k is an integer, d is 1) where Ln is the distance from the boundary surface located immediately on the tip side. Other than the divisor of m).
本発明によれば、複数のサーボ制御装置を必要とすることなく、固定子ブロックと固定子ブロックの境界面が磁路と交差することによって生じる推力の低下を複数の可動子間で分散し、推力リップルを小さくすることができるという効果がある。 According to the present invention, without requiring a plurality of servo control devices, the reduction in thrust generated by the boundary between the stator block and the stator block intersecting the magnetic path is distributed among the plurality of movers, There is an effect that thrust ripple can be reduced.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(a)は、実施例1に係るリニアモータを示す図である。可動子51a,51bは図4(a)の可動子51と同様の構造であり、可動子51a,51bを構成するU,V,W相の可動子ブロックは、3つの可動子ブロックを並べて配置した状態において、端面間の距離がLとなるように構成されている。一方、固定子52a,52bは全長がL0で規定される固定子ブロックから構成され、互いに対向する面に所定間隔で配置される固定子突極を有し、可動子の移動方向に並べて配置されている。ここで、可動子51a,51bは同一方向に推力を発生するために固定子の突極間隔Pのn(nは整数)倍の間隔を設けて配置されている。
FIG. 1A is a diagram illustrating the linear motor according to the first embodiment. The
今、可動子51aの3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をL1、可動子51bの3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をL2とすると、図1(a)ではL1−L2=−(1/2)×L0の関係になるように可動子51a,51bが配置されている。この時、可動子がピッチPだけ移動すると、可動子51aと固定子52a,52bとの間には図8(a)〜図8(d)のような磁束変化が生じ、図8(b)、図8(d)の2つの状態で境界面65と磁路62が交差する。これにより磁束量が低下してしまい、結果として推力リップルが発生する。しかし、可動子51aと可動子51bとの間にL1−L2=−(1/2)×L0の関係があることにより、可動子51bは境界面65の影響を受けない位置に配置されるため、スライダの台数に比例して推力リップルが大きくなるという問題を回避することができる。
Now, the distance between the rear end surface of the rear end block located closest to the rear end side in the movement direction among the three types of mover blocks of the
また、図1(a)において可動子51a,51bが(1/2)×L0だけ移動した状態では、可動子51aが境界面65の影響を受けない位置に配置され、一方、可動子51bのみが推力リップルを発生することとなる。なお、このときのL1,L2の関係は、L1−L2=−(1/2)×L0と表記できる。さらに可動子51a,51bは図1(a)の状態からL0の整数倍の間隔を広げても同様の効果を得ることができる。即ち、この関係を一般化すると整数値kを用いてL1−L2=k×L0±(1/2)×L0と表現される。
Further, in the state where the
ここで、上記の推力リップルを分散させる効果は厳密にL1−L2=k×L0±(1/2)×L0の関係を保つ必要はなく、境界面65に対し2つの可動子51a,51bが、おおよそで(1/2)×L0だけ相対的にずれていれば十分その効果を得ることが可能である。さらに、図1(a)では簡単のため可動子が2つの場合について説明を行ったが、可動子の数がm個の場合についても同様であり、境界面65と各可動子の端面との距離をL1,L2,・・・,LmとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係を保てば良い。即ち、可動子の数が3個の場合は境界面65に対し、おおよそで(1/3)×L0だけ各可動子が相対的にずれるように配置すればよく、可動子の数が4個の場合は、おおよそで(1/4)×L0または(1/2)×L0だけ各可動子が相対的にずれるように配置すればよい。そして、この関係式を満たすように個々の可動子が配置された場合においては、ある可動子が境界面65の影響を受けている時は別の可動子は境界面65の影響を受けない状態となる。また、可動子の位置によっては複数の可動子が同時に境界面65の影響を受けることが考えられるが、可動子に対する境界面65の相対位置がすべての可動子に対して異なるため、推力リップルの位相も異なったものとして得られる。これにより個々の可動子における推力リップルが相殺され、可動子群としてみた場合には平準化された推力が得られることになる。なお、各可動子が生成するP/2ピッチの推力リップルを小さくするためには、各可動子51a,51bを構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との間の距離L(以下、端面間距離Lという)と固定子ブロックの全長L0に関し、L≦L0の関係を有することが望ましいが、本特許の技術を適用する上では必ずしもその関係を有する必要はない。
Here, the effect of dispersing the thrust ripple is not strictly required to maintain the relationship of L1−L2 = k × L0 ± (1/2) × L0, and the two
なお、L≦L0/mの関係を持たせた場合については、境界面65の間隔L0の間にm個の可動子を配置することが可能であり、境界面65の影響を受ける可動子の数を最小限に抑えることができる。したがって、この場合についてはLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δの関係式を満足せずとも可動子全体の推力リップルを小さくすることができる。
In the case where the relationship of L ≦ L0 / m is given, m movers can be arranged between the gaps L0 of the
さらに、図1(a)上では固定子52a,52bを構成する各固定子ブロックは全長L0の同一形状のものを並べて図示しているが、必ずしも境界面65の位置が厳密に等間隔に保たれる必要はなく、各固定子ブロックの全長も均一にL0を保つ必要はない。また、固定子52a,52bに形成される境界面65の位置が図1(a)のように対向する位置付近になく、図1(b)のように固定子ブロックの全長L0の約半分、即ち(1/2)×L0程度の間隔で境界面65が形成されるように固定子52a,52bを構成した場合についても、同様の原理で推力リップルの低減効果を得ることができる。ただし、境界面65の間隔がL0ではなく(1/2)×L0となることにより、境界面65と各可動子の端面との距離L1,L2,・・・,Lmに関し、Li−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦(1/2)×L0/mの関係(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数、Lは可動子ブロックの端面間距離)を満たすことが必要となる。
Further, in FIG. 1 (a), the stator blocks constituting the
一方、図1(c)に示した固定子12は所定間隔で配置される突極を持ち、境界面65は2段に分け、可動子の移動方向に相対的に(1/2)×L0だけずらして積層されたものを図示したものである。この図1(c)に示した固定子12を図1(a)、図1(b)の固定子52a,52bと置き換えて配置した場合、境界面65の間隔は(1/2)×L0相当になるよう配置されるわけであるから、図1(b)の場合と同様に境界面65と各可動子の端面との距離L1,L2,・・・,Lmに関し、Li−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦(1/2)×L0/mの関係(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数、Lは可動子ブロックの端面間距離)を満たすことで、推力リップルの低減効果を得ることができる。
On the other hand, the
なお、この推力リップル低減技術は図6(a)の構成を有するリニアモータにおいても、その効果を得ることができる。即ち、図6(a)の固定子12として一つ辺りの全長がL0で規定される固定子ブロックを複数個並べて構成した場合には、境界面65と各可動子ティースの端面との距離L1,L2,・・・,Lmに関し、Li−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦L0/mの関係を満たせばよく、固定子12を図1(c)の固定子に置き換えて配置した場合には、境界面65と各可動子ティースの端面との距離L1,L2,・・・,Lmに関し、Li−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦(1/2)×L0/mの関係(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数、Lは可動子ブロックの端面間距離)を満たすことで、推力リップルの低減効果を得ることができる。
Note that this thrust ripple reduction technique can achieve the effect even in the linear motor having the configuration shown in FIG. That is, when the entire length of one Atari as
図2は、実施例2に係るリニアモータを示す図である。基本的な構成は実施例1と同様であるが、固定子52a,52bが複数配置された固定子列を形成し、複数の可動子がこの固定子列を隔てて配置されている点で異なる。なお、図2では簡単に示すため2組の固定子列に可動子が2つ配置された場合を示した。このような場合においても実施例1と同様に、固定子52a,52bを図1(a)のようにL0程度の間隔で境界面65が形成されるように構成した場合にはLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦L0/mの関係を満たすように、固定子52a,52bを図1(b)、図1(c)のように(1/2)×L0程度の間隔で境界面65が形成されるように構成した場合にはLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦(1/2)×L0/mの関係(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数、Lは可動子ブロックの端面間距離)を満たすようにm個の可動子を配置することで推力リップルの低減効果を得ることができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the linear motor according to the second embodiment. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, but is different in that a stator row in which a plurality of
図3は、実施例3に係るリニアモータを示す図である。実施例1及び実施例2において、m個の可動子は同一方向に推力を発生するために固定子の突極間隔Pのn(nは整数)倍の間隔を設けて配置されていることを前提としていた。しかし、m個の可動子からなる可動子群において、一つは前記可動子の構造を持ち、一つは前記可動子に設けた永久磁石の磁極方向が逆向き、あるいは三相交流巻線による磁極の向きが逆向きになるように結線された構造を持つ時、後者の可動子は図3に示すように固定子の突極間隔Pのn(nは整数)倍±P/2の間隔を設けて配置することで同一方向の推力を発生することができる。このような構造・配置条件を持つ2種類の可動子を組み合わせて可動子群を形成した場合についても、固定子側においてL0程度の間隔で境界面65が形成されている場合にはLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦L0/mの関係を満たすように、(1/2)×L0程度の間隔で境界面65が形成されている場合にはLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δの関係、あるいはL≦(1/2)×L0/mの関係(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数、Lは可動子ブロックの端面間距離)を満たすようにm個の可動子を配置することで推力リップルの低減効果を得ることができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the linear motor according to the third embodiment. In the first embodiment and the second embodiment, the m movers are arranged with an interval n (n is an integer) times the salient pole interval P of the stator in order to generate thrust in the same direction. It was assumed. However, in the mover group consisting of m movers, one has the structure of the mover, and one is the reverse direction of the magnetic pole of the permanent magnet provided on the mover or by three-phase AC winding When having a structure in which the magnetic poles are connected in the opposite direction, the latter mover is n (n is an integer) times ± P / 2 intervals of the stator salient pole interval P as shown in FIG. It is possible to generate thrust in the same direction by arranging and arranging. The case of forming the two kinds mover group by combining the mover of having such a structure and arrangement conditions also, in the case where the
なお、2種類の可動子に関し、一つは前記可動子の構造を持ち、一つは前記可動子に設けた永久磁石の磁極方向が逆向き、且つ三相交流巻線による磁極の向きが逆向きになるように結線された構造を持つ場合については、固定子の突極間隔Pのn(nは整数)倍の間隔を設けて配置した上で、同様の関係式を満たすようにm個の可動子を配置することで推力リップルの低減効果を得ることができる。 Regarding the two types of movers, one has the structure of the mover, and one has the reverse direction of the magnetic pole of the permanent magnet provided on the mover and the reverse of the direction of the magnetic pole by the three-phase AC winding. In the case of a structure that is wired so as to be oriented, m pieces are arranged so as to satisfy the same relational expression after being arranged with an interval n times (n is an integer) times the salient pole interval P of the stator. The effect of reducing thrust ripple can be obtained by arranging the mover.
10,50 固定子突極、11,51,51a,51b 可動子、12,52a,52b 固定子、13,14,15 可動子ティース、53,54,55 可動子ブロック、16,17,18,56,57,58 三相交流巻線、19,59,64 永久磁石、20 可動子磁気ヨーク、21,61 固定子磁気ヨーク、22,62 磁路、60 可動子ブロック結合部、65 境界面、66,66a,66b サーボ制御装置。 10, 50 Stator pole, 11, 51, 51a, 51b Movable element, 12, 52a, 52b Stator, 13, 14, 15 Movable tooth, 53, 54, 55 Movable block, 16, 17, 18, 56, 57, 58 Three-phase AC winding, 19, 59, 64 permanent magnet, 20 mover magnetic yoke, 21, 61 stator magnetic yoke, 22, 62 magnetic path, 60 mover block coupling portion, 65 interface, 66, 66a, 66b Servo control device.
Claims (8)
三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ブロックと、前記可動子ブロックの二つの固定子にそれぞれ対向する2面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記二つの固定子の間を固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、
を有するリニアモータであって、
各固定子は、前記可動子の移動方向に前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを複数個並べて構成され、
前記二つの固定子は、各固定子を構成する固定子ブロック間に形成された境界面が前記移動方向において同じ位置に位置するように配置され、
前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、
各可動子を構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との距離LがL≦L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ブロックの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、
ことを特徴とするリニアモータ。 Two stators having salient poles arranged at intervals P on opposite surfaces and extending in parallel ;
A three-phase alternating-current windings by three mover blocks the magnetic poles of each three-phase, and a permanent magnet arranged in the alternating polarity 2 surfaces respectively facing the two stators of the slider blocks A mover movable between the two stators along a direction in which the stator extends ;
A linear motor having
Each stator is configured by arranging a plurality of stator blocks having a total length L0 in a state where the salient poles are kept at a distance P in the moving direction of the mover .
The two stators are arranged such that a boundary surface formed between the stator blocks constituting each stator is located at the same position in the moving direction,
The mover is arranged m provided interval (m is a natural number) constituting the movable element group composed of pieces of the movable element,
The distance L between the rear end surface of the rear end block located closest to the rear end side in the movement direction and the front end surface of the front end block located closest to the front end side in the movement direction among the three types of mover blocks constituting each mover. Is L ≦ L0 / m, or the rear end face of the rear end block of the mover group Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the front end side immediately before the rear end face. Li−Lj = k × L0 ± (1 / d) × L0 × Δ (i, j are natural numbers less than or equal to m, k is an integer, d is a divisor of m other than 1 when the distance from the boundary surface is Ln. , delta is that is arranged so that the relation of real number) of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2,
A linear motor characterized by that.
三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ブロックと、前記可動子ブロックの二つの固定子にそれぞれ対向する2面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記二つの固定子の間を固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、
を有するリニアモータであって、
各固定子は、前記可動子の移動方向に前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを複数個並べて構成され、
前記二つの固定子は、各固定子を構成する固定子ブロック間に形成された境界面が前記移動方向に(1/2)×L0だけずらして配置され、
前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、
各可動子を構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との距離LがL≦(1/2)×L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ブロックの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、
ことを特徴とするリニアモータ。 Two stators having salient poles arranged at intervals P on opposite surfaces and extending in parallel ;
A three-phase alternating-current windings by three mover blocks the magnetic poles of each three-phase, and a permanent magnet arranged in the alternating polarity 2 surfaces respectively facing the two stators of the slider blocks A mover movable between the two stators along a direction in which the stator extends ;
A linear motor having
Each stator is configured by arranging a plurality of stator blocks having a total length L0 in a state where the salient poles are kept at a distance P in the moving direction of the mover .
The two stators are arranged such that a boundary surface formed between stator blocks constituting each stator is shifted by ( 1/2) × L0 in the moving direction,
The mover is arranged m provided interval (m is a natural number) constituting the movable element group composed of pieces of the movable element,
The distance L between the rear end surface of the rear end block located closest to the rear end side in the movement direction and the front end surface of the front end block located closest to the front end side in the movement direction among the three types of mover blocks constituting each mover. L ≦ (1/2) × L0 / m, or the rear end face of the rear end block of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the rear end face Li−Lj = k × L0 ± (1/2) × (1 / d) × L0 × Δ (i, j are natural numbers less than or equal to m), where Ln is the distance from the boundary surface located immediately on the tip side. is an integer, d is a divisor of m other than 1, delta is that is arranged so that the relation of real number) of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2,
A linear motor characterized by that.
三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ブロックと、前記可動子ブロックの二つの固定子にそれぞれ対向する2面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記二つの固定子の間を固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、
を有するリニアモータであって、
各固定子は、前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを前記可動子の移動方向に並べたものを、前記可動子の移動方向に垂直な方向に2段重ねして構成され、
1段目の固定子ブロックと2段目の固定子ブロックは、隣り合う固定子ブロック間に形成された境界面の位置が、前記可動子の移動方向に(1/2)×L0だけずらして配置され、
前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、
各可動子を構成する3種の可動子ブロックのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ブロックの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ブロックの先端面との距離LがL≦(1/2)×L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ブロックの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、
ことを特徴とするリニアモータ。 Two stators having salient poles arranged at intervals P on opposite surfaces and extending in parallel ;
A three-phase alternating-current windings by three mover blocks the magnetic poles of each three-phase, and a permanent magnet arranged in the alternating polarity 2 surfaces respectively facing the two stators of the slider blocks A mover movable between the two stators along a direction in which the stator extends ;
A linear motor having
Each stator, a pre-Symbol salient poles while maintaining the intervals P, 2 stage stator block full-length L0 those arranged in the moving direction of the mover, in a direction perpendicular to the moving direction of the mover It is composed of layers ,
First-stage stator block and the stator block in the second stage, the position of the boundary surface formed between the stator blocks fit Ri neighboring, in the moving direction of the mover by (1/2) × L0 Placed and
The mover is arranged m provided interval (m is a natural number) constituting the movable element group composed of pieces of the movable element,
The distance L between the rear end surface of the rear end block located closest to the rear end side in the movement direction and the front end surface of the front end block located closest to the front end side in the movement direction among the three types of mover blocks constituting each mover. L ≦ (1/2) × L0 / m, or the rear end face of the rear end block of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the rear end face Li−Lj = k × L0 ± (1/2) × (1 / d) × L0 × Δ (i, j are natural numbers of m or less, k where Ln is the distance from the boundary surface located immediately on the tip side. is an integer, d is a divisor of m other than 1, delta is that is arranged so that the relation of real number) of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2,
A linear motor characterized by that.
前記突極に対向し三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ティースと、前記可動子ティースの固定子に対向する面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、
を有するリニアモータであって、
前記固定子は、前記可動子の移動方向に前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを複数個並べて構成され、
前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、
各可動子を構成する3種のティースのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ティースの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ティースの先端面との距離LがL≦L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ティースの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記固定子ブロック間に形成された境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、
ことを特徴とするリニアモータ。 A stator having salient poles arranged at intervals P along a straight line ;
And three mover teeth serving as poles of each three-phase by opposing the three-phase alternating-current winding in the stator teeth, and permanent magnets arranged with the polarity alternately on opposite sides to the stator of the mover teeth and includes a movable armature in the direction of extension of said stator,
A linear motor having
The stator is configured by arranging a plurality of stator blocks having a total length L0 in a state where the salient poles are kept at a distance P in the moving direction of the mover.
The mover is arranged m provided interval (m is a natural number) constituting the movable element group composed of pieces of the movable element,
The distance L between the rear end surface of the rear end tooth positioned closest to the rear end side in the moving direction and the front end surface of the front end tooth positioned closest to the front end in the moving direction among the three types of teeth constituting each mover is L ≦ L0 / m or the rear end face of the rear end teeth of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the fixed position located on the front end side immediately than the rear end face Li−Lj = k × L0 ± (1 / d) × L0 × Δ (i, j are natural numbers less than m, k is an integer, d is 1 and Ln is the distance from the boundary surface formed between the child blocks. Other than the divisor of m, Δ is a real number of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2) .
A linear motor characterized by that.
前記突極に対向し三相交流巻線によりそれぞれ三相の磁極となる3種の可動子ティースと、前記可動子ティースの固定子に対向する面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、
を有するリニアモータであって、
前記固定子は、前記突極を間隔Pに保った状態で、全長L0の固定子ブロックを前記可動子の移動方向に並べたものを、前記可動子の移動方向に垂直な方向に2段重ねして構成され、
1段目の固定子ブロックと2段目の固定子ブロックは、隣り合う固定子ブロック間に形成された境界面の位置が、前記可動子の移動方向に(1/2)×L0だけずらして配置され、
前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、
各可動子を構成する3種の可動子ティースのうち最も前記移動方向後端側に位置する後端ティースの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する先端ティースの先端面との距離LがL≦(1/2)×L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の後端ティースの後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/2)×(1/d)×L0×Δ(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数、Δは0.8≦Δ≦1.2の実数)の関係になるように配置されている、
ことを特徴とするリニアモータ。 A stator having salient poles arranged at intervals P along a straight line ;
And three mover teeth serving as poles of each three-phase by opposing the three-phase alternating-current winding in the stator teeth, and permanent magnets arranged with the polarity alternately on opposite sides to the stator of the mover teeth and includes a movable armature in the direction of extension of said stator,
A linear motor having
The stator has a pre-Symbol salient poles while maintaining the intervals P, 2 stage those arranged stator blocks of the full-length L0 in the moving direction of the mover, in a direction perpendicular to the moving direction of the mover It is composed of layers ,
First-stage stator block and the stator block in the second stage, the position of the boundary surface formed between the stator blocks fit Ri neighboring, in the moving direction of the mover by (1/2) × L0 Placed and
Before SL mover, it arranged m provided interval (m is a natural number) constituting the movable element group composed of pieces of the movable element,
The distance L between the rear end surface of the rear end tooth located closest to the rear end side in the moving direction and the front end surface of the front end tooth positioned closest to the front end side in the moving direction among the three types of mover teeth constituting each mover. L ≦ (1/2) × L0 / m, or the rear end face of the rear end teeth of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group, and the rear end face Li−Lj = k × L0 ± (1/2) × (1 / d) × L0 × Δ (i, j are natural numbers of m or less, k where Ln is the distance from the boundary surface located immediately on the tip side. is an integer, d is a divisor of m other than 1, delta is that is arranged so that the relation of real number) of 0.8 ≦ Δ ≦ 1.2,
A linear motor characterized by that.
前記可動子群は、
互いに隣接する可動子同士において、前記永久磁石の磁極方向が逆向きになるように配置され、且つ前記三相交流巻線による磁極の向きが逆向きになるように結線された構造、あるいは、
互いに隣接する可動子同士において、前記永久磁石の磁極方向が逆向きになるように配置され、且つ、前記互いに隣接する可動子が、前記固定子の突極間隔Pのq(qは整数)倍±P/2の間隔で配置された構造、あるいは、
互いに隣接する可動子同士において、前記三相交流巻線による磁極の向きが逆向きになるように結線され、且つ前記固定子の突極間隔Pのq(qは整数)倍±P/2の間隔を前記可動子との間に設けて配置された構造、
を持つことを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 5,
The mover group is
In the mover adjacent to each other, the magnetic pole direction of the permanent magnets are arranged such that the opposite, and orientation of the magnetic poles by the three-phase alternating-current windings are connected so as to be opposite structure or,
The movable elements adjacent to each other are arranged so that the magnetic pole directions of the permanent magnets are opposite to each other , and the movable elements adjacent to each other are multiplied by q ( q is an integer) times the salient pole interval P of the stator. arranged structure ± P / 2 intervals or,
The movable elements adjacent to each other are connected so that the direction of the magnetic poles by the three-phase AC windings are reversed, and q ( q is an integer) times ± P / 2 of the salient pole interval P of the stator. A structure in which an interval is provided between the movable element ,
Linear motor characterized by having
前記固定子が複数配置された固定子列を形成し、前記可動子群が前記固定子列に渡って配置されていることを特徴とするリニアモータ。 The linear motor according to any one of claims 1 to 6,
A linear motor, wherein a stator row in which a plurality of the stators are arranged is formed, and the movable element group is arranged over the stator rows.
三相交流巻線により三相の磁極となる3種の可動子ブロックまたはティースと、前記突極に対向する面に極性を交互にして配列された永久磁石と、を備え、前記固定子の延びる方向に沿って移動可能な可動子と、 The stator includes three kinds of mover blocks or teeth that become three-phase magnetic poles by a three-phase AC winding, and permanent magnets arranged alternately on the surfaces facing the salient poles, and the stator extends. A mover movable along the direction,
を有するリニアモータであって、 A linear motor having
前記固定子は、複数の固定子ブロックを、固定子ブロック間に形成された境界面が移動方向に間隔L0で位置するように、並べて構成され、 The stator is configured by arranging a plurality of stator blocks such that a boundary surface formed between the stator blocks is positioned at an interval L0 in the movement direction,
前記可動子は、間隔を設けて配置されたm(mは自然数)個の可動子からなる可動子群を構成し、 The mover constitutes a mover group composed of m (m is a natural number) movers arranged at intervals.
各可動子を構成する3種の可動子ブロックまたはティースのうち最も前記移動方向後端側に位置する可動子ブロックまたはティースの後端面と、最も前記移動方向先端側に位置する可動子ブロックまたはティースの先端面との距離LがL≦L0/m、あるいは、前記可動子群の可動子Mn(n=1,2,・・・,m)の前記後端面と、当該後端面よりも直ぐ先端側に位置する前記境界面との距離をLnとするとLi−Lj=k×L0±(1/d)×L0(i,jはm以下の自然数、kは整数、dは1以外のmの約数)の関係になるように配置されている、 Of the three types of mover blocks or teeth constituting each mover, the rear end surface of the mover block or teeth located closest to the rear end side in the movement direction, and the mover block or teeth located closest to the front end side in the movement direction The distance L from the front end surface of L is L ≦ L0 / m, or the rear end surface of the mover Mn (n = 1, 2,..., M) of the mover group and the front end that is closer than the rear end surface Li−Lj = k × L0 ± (1 / d) × L0 (i, j are natural numbers less than m, k is an integer, d is an integer other than 1 and Ln is the distance to the boundary surface located on the side. Divisor)
ことを特徴とするリニアモータ。 A linear motor characterized by that.
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