JP5347596B2 - Canned linear motor armature and canned linear motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体・液晶製造装置のステージ駆動や工作機のテーブル送りに使われると共に、温度勾配による熱変形が小さく、かつ、剛性が高いキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータに関する。 The present invention relates to a canned linear motor armature and a canned linear motor that are used for stage driving of a semiconductor / liquid crystal manufacturing apparatus and table feed of a machine tool, are less susceptible to thermal deformation due to a temperature gradient, and have high rigidity.
従来のキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータは、電機子巻線をキャンで覆い、電機子巻線とキャンの間に設けた冷媒流路に冷媒を流すことで、電機子巻線が発生する熱を冷媒で回収し、リニアモータ表面の温度上昇を低減している。 In the conventional canned linear motor armature and the canned linear motor, the armature winding is formed by covering the armature winding with a can and flowing a refrigerant through a refrigerant flow path provided between the armature winding and the can. The generated heat is recovered with a refrigerant to reduce the temperature rise on the surface of the linear motor.
図9は従来技術を示すキャンド・リニアモータの全体斜視図である。
図において、100はキャンド・リニアモータ電機子、101は筐体、102はキャン、103はキャン固定用ボルト、104は押え板、105は端子台、106は冷媒供給口、107は冷媒排出口、108は電機子巻線、200は界磁、201は界磁ヨーク支持部材、202は界磁ヨーク、203は永久磁石である。
また、図10は図9のA−A線に沿う従来技術におけるキャンド・リニアモータの正断面図、図11は図10のキャンを除いた固定子内部の構造を示したものである。
図10、図11において、109は巻線固定枠、110は冷媒流路、111はキャン固定部Oリング、112は巻線固定用ボルト、118は集中巻コイルである。
FIG. 9 is an overall perspective view of a canned linear motor showing the prior art.
In the figure, 100 is a canned linear motor armature, 101 is a housing, 102 is a can, 103 is a can fixing bolt, 104 is a holding plate, 105 is a terminal block, 106 is a refrigerant supply port, 107 is a refrigerant discharge port,
FIG. 10 is a front sectional view of a conventional canned linear motor along the line AA in FIG. 9, and FIG. 11 shows the structure inside the stator excluding the can in FIG.
10 and 11, 109 is a winding fixing frame, 110 is a refrigerant flow path, 111 is a can fixing portion O-ring, 112 is a winding fixing bolt, and 118 is a concentrated winding coil.
界磁200は、図9に示すように、界磁ヨーク支持部材201の長さ分の距離を隔てて上下2列の界磁ヨーク202を備え、その四隅に界磁ヨーク支持部材201を配置し、界磁ヨーク202の互いの対向面に永久磁石203をそれぞれ取り付けて成るものである。そして、界磁200の中空空間内にキャンド・リニアモータ電機子100が挿入され、その場合、永久磁石203が電機子巻線108と対向するように配置される。界磁200は、図示しない静圧軸受案内等によって支持されている。
また、界磁200の進行方向から見た断面形状は図10に示すように、キャンド・リニアモータ電機子100を挟み込むようにして口の字形を形成しており、永久磁石203は、電機子100のキャン102表面と磁気的空隙を介して配置されると共に、界磁200の移動方向に沿って(紙面と垂直)、極ピッチごとに交互に異極となるように複数配置されている。
As shown in FIG. 9, the
Further, as shown in FIG. 10, the cross-sectional shape viewed from the traveling direction of the
電機子100は、図10に示すように、内部を中空とする口の字形の筐体101と、該筐体101の中空を覆うため筐体101の外形を象った板状のキャン102と、キャン102を筐体101に固定するためのキャン固定用ボルト103と、キャン固定用ボルト103の通し穴を持ちキャンを均等な荷重でもって押えるための押え板104と、筐体101の中空内に配置された3相の電機子巻線108と、電機子巻線108を固定している巻線固定枠109と、筐体101とキャン102の中を冷媒が通過する冷媒流路110と、筐体101の縁よりも少し大き目に象られたキャン固定部Oリング111と、巻線固定枠109と筐体101を固定するための巻線固定用ボルト112と、により構成されている。筐体101の中空部の形状は、電機子巻線108の外周を囲うように象られている。電機子巻線108は板状に形成された巻線固定枠109の両面に配置されている。電機子巻線108と一体になった巻線固定枠109は、筐体101の中空内に配置され、巻線固定用ボルト112で筐体101と固定されている。筐体101の表裏の縁には、周回した溝が設けられており、そこにキャン固定部Oリング111が配置されている。そして、筐体101にふたをするようにキャン102が筐体101の表裏に配置されている。キャン102の上から筐体101の縁に沿って押え板104が敷かれ、キャン固定用ボルト103にて締め付けられ、キャン102と筐体101は固定される。
電機子巻線108は、図11に示すように、複数の集中巻コイル118から構成され、巻線固定枠109の左右両側に貼り付けられている。電機子巻線108への電力供給は、図9に示すように、筐体101に取り付けられた端子台105から行われる。端子台105と電機子巻線108はリード線(図示しない)で各々電気的に接続されている。また、冷媒は筐体101に設けた冷媒供給口106より供給され、冷媒排出口107より排出される。その間に、冷媒は電機子巻線108とキャン102の間にある冷媒流路110を流れ、発熱する電機子巻線108を冷却する。
As shown in FIG. 10, the
As shown in FIG. 11, the armature winding 108 is composed of a plurality of concentrated
このように構成されたキャンド・リニアモータは、図9に示すように、界磁200とキャンド・リニアモータ電機子100の電気的相対位置に応じた所定の電流を電機子巻線108に流すことにより、永久磁石203の作る磁界と作用して界磁200に推力が発生し、界磁200は矢印で示す進行方向に移動することとなる。なお、界磁200の位置は高精度な位置検出が可能なレーザー干渉計(図示しない)により計測され、界磁200は高精度な一定速送りや位置決めがなされる。一方、この駆動時に電機子巻線108に発生する銅損は、冷媒流路110を流れる冷媒によりほとんどが回収されるので、キャン102の表面の温度上昇を抑えることができる。
As shown in FIG. 9, the canned linear motor configured as described above causes a predetermined current corresponding to the electrical relative position between the
近年、キャンド・リニアモータが使用される用途では、可動子を極めて高加減速に移動させるようになってきている。そのため、以下のような問題が起きた。
(1)キャンド・リニアモータの可動子を高加減速させるために、従来にもまして大きな推力を発生させるようになった。推力の増加とともに電機子巻線に供給する電流も大きくなり、そこで発生する銅損も大きくなった。そして、この銅損の増大は、冷媒供給口から冷媒排出口にかけての温度勾配を引き起こした。温度勾配が起こると、空間に空気の揺らぎを起こし、レーザー干渉計の計測精度劣化の問題を引き起こした。
(2)推力の増加とともに、キャンド・リニアモータ電機子には大きな反作用力が働く。その反作用力は、キャンド・リニアモータ電機子の筐体が受けることになるが、筐体は内部を中空とした構造となっているため剛性が小さかった。そのため、キャンド・リニアモータ電機子が振動する問題が生じた。
In recent years, in applications where a canned linear motor is used, the mover has been moved with extremely high acceleration / deceleration. Therefore, the following problems occurred.
(1) In order to accelerate and decelerate the mover of the canned / linear motor, a larger thrust is generated than before. As the thrust increased, the current supplied to the armature winding increased, and the copper loss generated there increased. This increase in copper loss caused a temperature gradient from the refrigerant supply port to the refrigerant discharge port. When the temperature gradient occurred, the air fluctuated in the space, causing the problem of deterioration in measurement accuracy of the laser interferometer.
(2) As the thrust increases, a large reaction force acts on the canned linear motor armature. The reaction force is received by the casing of the canned linear motor armature, but the casing has a structure with a hollow interior, so that the rigidity is small. As a result, a problem has occurred that the canned linear motor armature vibrates.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、キャンド・リニアモータ電機子の温度勾配を抑制することでレーザー干渉計の計測精度劣化を引き起こす空気の揺らぎをなくし、かつ、電機子の剛性を向上することで振動を低減するキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, eliminates air fluctuations that cause deterioration in measurement accuracy of a laser interferometer by suppressing a temperature gradient of a canned linear motor armature, and provides an armature. An object of the present invention is to provide a canned linear motor armature and a canned linear motor that reduce vibration by improving the rigidity of the can.
上記問題を解決するため、請求項1記載の発明は、平板状に形成された複数の集中巻コイルよりなる電機子巻線と、前記電機子巻線を囲むように形成された筐体と、前記筐体の開口部を密閉する平板状のキャンと、を具備したキャンド・リニアモータ電機子において、前記集中巻コイル間の間隙部に前記筐体と一体に形成した橋桁を設け、前記橋桁上に複数の凸部を設け、前記複数の凸部を前記キャンに密着させて、前記橋桁と非接触で向かい合う前記キャンの内側に冷媒流路下形成されることを特徴としている。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のキャンド・リニアモータ電機子において、前記集中巻コイルの空心部に熱伝導部材を設け、前記熱伝導部材と前記橋桁を前記キャンに密着させたことを特徴としている。
また、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のキャンド・リニアモータ電機子において、前記キャンの内部に冷媒流路を設けたことを特徴としている。
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜3記載の何れか1項に記載のキャンド・リニアモータ電機子と、前記キャンド・リニアモータ電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記キャンド・リニアモータ電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたキャンド・リニアモータを特徴としている。
また、請求項5記載の発明は、請求項4記載のキャンド・リニアモータにおいて、前記集中巻コイルを配置する間隔を表わすコイルピッチλcと前記永久磁石の磁極ピッチλmの関係を、4/3×λm ≦ λc ≦ 2×λmとしたことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the canned linear motor armature according to the first aspect, a heat conductive member is provided in an air core portion of the concentrated winding coil, and the heat conductive member and the bridge girder are closely attached to the can. It is characterized by that.
The invention of claim 3, wherein, in the canned linear motor armature 請 Motomeko 1 or 2, is characterized in that a coolant channel in the interior of the can.
According to a fourth aspect of the present invention, the canned linear motor armature according to any one of the first to third aspects and the canned linear motor armature are arranged to face each other via a magnetic gap. And a plurality of permanent magnets having different polarities alternately arranged next to each other, wherein one of the canned linear motor armature and the field is a stator and the other is a mover. It is characterized by a canned linear motor in which the magnet and the armature travel relatively.
Further, an invention according to claim 5, wherein, in the canned linear motor according to claim 4, the relationship between the magnetic pole pitch λm of the permanent magnet and the coil pitch λc representing an interval for placing the concentrated winding coil, 4/3 × It is characterized in that λm ≦ λc ≦ 2 × λm.
請求項1記載の発明によると、集中巻コイル間の間隙部に筐体と一体に形成した橋桁上に複数の凸部を設け、複数の凸部をキャンに密着させているので、電機子巻線に発生した熱の一部を橋桁に伝導させて筐体全体に放熱させることができる。つまり、電機子巻線の熱が橋桁と筐体を伝って拡散されるので、キャンド・リニアモータ電機子全体の温度勾配を抑制することができる。さらに、筐体には一体に形成された橋桁が設けられているため、筐体の剛性を格段に向上することができる。また、橋桁と非接触で向かい合うキャンの内側に冷媒流路が形成されるので、電機子巻線が発生する熱の一部を冷媒により回収することができる。
請求項2記載の発明によると、電機子巻線の発生した熱を、橋桁と集中巻コイルの空心部に設けた熱伝導部材から伝導させて、キャン全体にも放熱させることができる。つまり、電機子巻線の熱がより多くの場所に拡散されるので、キャンド・リニアモータ電機子全体の温度勾配をさらに抑制することができる。
請求項3記載の発明によると、キャンの内部に冷媒流路を設けているので、電機子巻線が発生する熱の一部を冷媒により回収することができる。さらに、冷媒が直に電機子巻線に触れることがなく冷媒と電機子巻線が絶縁されているので、冷媒に冷却能力の高い水を用いることができる。つまり、請求項1または2よりも温度上昇を低減でき、それに合わせ温度勾配も抑制することができる。
請求項4記載の発明によると、請求項1から3いずれかのキャンド・リニアモータ電機子と永久磁石を有する界磁とを対向させて、キャンド・リニアモータ電機子と界磁の何れか一方を固定子、他方を可動子として構成しているので、請求項1から3の効果を有するキャンド・リニアモータを提供することができる。
請求項5記載の発明によると、集中巻コイルのコイルピッチλcと永久磁石の磁極ピッチλmの関係を、電機子巻線の鎖交磁束数が大きくなるように規定しているので、所定の推力を発生でき、かつ、請求項4の効果を有するキャンド・リニアモータを提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the plurality of convex portions are provided on the bridge girder formed integrally with the housing in the gap portion between the concentrated winding coils , and the plurality of convex portions are in close contact with the can , the armature winding Part of the heat generated in the wire can be conducted to the bridge girder and dissipated to the entire housing. That is, since the heat of the armature winding is diffused through the bridge girder and the casing, the temperature gradient of the entire canned linear motor armature can be suppressed. Furthermore, since the bridge girder formed integrally is provided in the housing, the rigidity of the housing can be significantly improved. Moreover, since the refrigerant flow path is formed inside the can facing the bridge girder in a non-contact manner, a part of the heat generated by the armature winding can be recovered by the refrigerant.
According to the second aspect of the present invention, the heat generated by the armature winding can be conducted from the heat conducting member provided in the air girder of the bridge girder and the concentrated winding coil to be radiated to the entire can. That is, since the heat of the armature winding is diffused to more places, the temperature gradient of the entire canned linear motor armature can be further suppressed.
According to the third aspect of the invention, since it provided a coolant flow path inside the key catcher down, some of the heat armature winding occurs can you to recover the refrigerant. Furthermore, since the refrigerant is not directly touching the armature winding and the refrigerant and the armature winding are insulated, water having a high cooling capacity can be used as the refrigerant. That is, the temperature rise can be reduced as compared with the first or second aspect , and the temperature gradient can be suppressed accordingly.
According to the invention of claim 4, the canned linear motor armature according to any one of
According to the fifth aspect of the present invention, the relationship between the coil pitch λc of the concentrated winding coil and the magnetic pole pitch λm of the permanent magnet is defined so that the number of interlinkage magnetic fluxes of the armature winding is increased. And a canned linear motor having the effect of claim 4 can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施例から第3実施例に共通なキャンド・リニアモータの全体斜視図、図2は第1実施例を示す図1のA−A線に沿う正断面図である。なお、図2のC−C線より上部は集中巻コイルの中心部の断面、C−C線より下部は集中巻コイル間の断面を表している。図3は図2のキャンを除いた電機子内部の構造図である。以下、本発明の構成要素が従来技術と同じものについては同一符号を付してその説明を省略し、異なる点を中心に説明する。図において、101Xは筐体、120は橋桁である。 FIG. 1 is an overall perspective view of a canned linear motor common to the first to third embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a front sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing the first embodiment. . In addition, the upper part from the CC line of FIG. 2 represents the cross section of the center part of a concentrated winding coil, and the lower part from the CC line represents the cross section between concentrated winding coils. FIG. 3 is a structural diagram inside the armature excluding the can of FIG. Hereinafter, the same components as those of the prior art will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and differences will be mainly described. In the figure, 101X is a housing, and 120 is a bridge girder.
本発明が従来技術と異なる点は、図3に示すように集中巻コイル118(電機子巻線108)間に間隙部を設け、そこに筐体101Xとして一体に形成した橋桁120を設けた点である。
筐体101Xの形状は橋桁状になっており、その中空部の形状は集中巻コイル118をちょうどくり抜いたような形となっている。集中巻コイル118は板状に形成された巻線固定枠109の両面に1個ずつ配置され、それを一組として筐体101Xの中空部に1組ずつ配置されている。そして、巻線固定用ボルト112によって筐体101Xと固定されている。このとき、集中巻コイル118と橋桁120が近接するように、集中巻コイル118と橋桁120の幅が調整されている。筐体101Xの表裏の縁には、周回した溝が設けられており、そこにキャン固定部Oリング111が配置されている。そして、筐体101にふたをするようにキャン102が筐体101の表裏に配置されている。キャン102の上から筐体101の縁に沿って押え板104が敷かれ、キャン固定用ボルト103にて締め付けられ、キャン102と筐体101は固定される。ここで、筐体101Xには、比透磁率が1に近く、さらに熱伝導性の良い材料が望ましいので、オーステナイト系ステレンスやチタンなどの金属、セラミックス、カーボン繊維強化プラスチック(CFRP)を使用する。
電機子巻線108への電力供給は、筐体101Xに取り付けられた端子台105から行われる。端子台105と電機子巻線108はリード線(図示しない)で各々電気的に接続されている。また、冷媒は筐体101Xに設けた冷媒供給口106より供給され、冷媒排出口107より排出される。その間に、冷媒は電機子巻線108とキャン102の間にある冷媒流路110を流れ、発熱する電機子巻線108を冷却する。
The present invention is different from the prior art in that a gap is provided between concentrated winding coils 118 (armature windings 108) as shown in FIG. 3, and a
The shape of the
Electric power is supplied to the armature winding 108 from the
界磁200は、従来技術と全く同じように構成されている。そして、キャンド・リニアモータは、界磁200とキャンド・リニアモータ電機子100の電気的相対位置に応じた所定の電流を電機子巻線108に流すことにより、永久磁石203の作る磁界と作用して界磁200に推力を発生させることができる。
The
このように構成されたキャンド・リニアモータ電機子100は、電機子巻線108とキャン102の間にある冷媒流路110に冷媒が流れ、発熱する電機子巻線108を効果的に冷却することができる。さらに、電機子巻線108に発生した熱の一部を橋桁120に伝導させて筐体101X全体に放熱させることができる。つまり、電機子巻線108の熱が筐体101Xを使って拡散することができ、キャンド・リニアモータ電機子100全体の温度勾配を抑制することができる。
また、筐体101Xの内部には一体に形成された橋桁120を設けているため、筐体101Xの剛性を格段に向上することができる。
The canned /
Further, since the
次に本発明の第2実施例について説明する。
図4は第2実施例を示す図1のA−A線に沿う正断面図である。なお、図4のC−C線より上部は集中巻コイルの中心部の断面、C−C線より下部は集中巻コイル間の断面を表している。図5は図4のキャンを除いた電機子内部の構造図である。図において、121は熱伝導部材、122は凸部、123は熱伝導部Oリング、124は締結用ネジである。
第2実施例が第1実施例と異なる点は、図5に示すように、集中巻コイル118(電機子巻線108)の空心部に熱伝導部材121を設け、この熱伝導部材121とキャン102を密着させ、さらに、橋桁120にも凸部122を設け、この凸部を介して橋桁120とキャン102も密着させた点である。
熱伝導部材121は円筒形状となっており、集中巻コイル118の空心部において巻線固定枠109上に配置されている。そして、キャン102との密着面で、熱伝導部Oリング123が装着され、キャン102と締結用ネジ124によって締結され、密着されている。また、橋桁120上には円筒形状の凸部122が設けられ、キャン102との密着面で熱伝導部Oリング123が装着されている。そして、キャン102と締結用ネジ124によって締結され、密着されている。
熱伝導部材121には、第1実施例で示した筐体101Xと同じく、比透磁率が1に近く、さらに熱伝導性の良い材料であるオーステナイト系ステレンスやチタンなどの金属、セラミックス、カーボン繊維強化プラスチック(CFRP)を使用する。ここで、筐体101Xや熱伝導部材121に金属ではないセラミックス、CFRPを使用した場合、締結用ネジ124で締めることができるように、それらにヘリサートやブッシュ(図示しない)を挿入しても良い。また、貫通穴を設け、密着させるキャン102との反対側でナットにより締めるようにしても良い。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a front sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing the second embodiment. In addition, the upper part from CC line of FIG. 4 represents the cross section of the center part of a concentrated winding coil, and the lower part from CC line represents the cross section between concentrated winding coils. FIG. 5 is a structural diagram of the inside of the armature excluding the can of FIG. In the figure, 121 is a heat conducting member, 122 is a convex part, 123 is a heat conducting part O-ring, and 124 is a fastening screw.
As shown in FIG. 5, the second embodiment differs from the first embodiment in that a
The
As in the
このように構成されたキャンド・リニアモータ電機子100は、熱伝導部材121とキャン102との密着面、凸部122とキャン102の密着面に熱伝導部Oリング123が入っているので、電機子巻線108とキャン102の間にできた冷媒流路110が完全に密閉されて形成されることになる。冷媒は電機子巻線108とキャン102の間にある冷媒流路110を流れ、発熱する電機子巻線108を効果的に冷却することができる。さらに、電機子巻線108に発生した熱の一部を橋桁120に伝導させて筐体101X全体に放熱させるだけでなく、熱伝導部材121と凸部122から伝導させてキャン102全体に放熱させることができる。つまり、電機子巻線108の熱が筐体101Xとキャン102に拡散されるので、キャンド・リニアモータ電機子100全体の温度勾配を第1実施例よりもさらに抑制することができる。
また、第1実施例同様に、筐体101Xの内部には一体に形成された橋桁120が設けられているため、筐体101Xの剛性を格段に向上することができる。
In the canned /
Further, similarly to the first embodiment, since the
次に本発明の第3実施例について説明する。
図6は第3実施例を示す図1のA−A線に沿う正断面図である。なお、図6のC−C線より上部は集中巻コイルの中心部の断面、C−C線より下部は集中巻コイル間の断面を表している。図7は図6のキャンを除いた電機子内部の構造図である。図において、102Xはキャン、110Xは冷媒流路、125はキャン支柱である。第3実施例が第2実施例と異なる点は、図7に示すように、キャン内部に冷媒流路とキャン支柱を設けた点である。
キャン102Xには、その内部に冷媒流路110Xが設けられ、さらに、熱伝導部材121と橋桁123の上に位置する内部にもキャン支柱125が設けられている。そして、キャン102Xはキャン支柱125がある箇所で締結用ネジ121により熱伝導部材121と橋桁123と締結され、キャン102Xと密着されている。また、キャン102Xと電機子巻線108も密着するように、筐体101Xと電機子巻線108は同じ厚さに設計されている。そして、キャン102Xと電機子巻線108の間には熱伝導性の良いグリース(図示しない)が塗布される。なお、第1、2実施例では、キャン固定部Oリング111、熱伝導部Oリング123が使用されたが、冷媒流路110Xがキャン102Xの内部に設けられているため、不要となっている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a front sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing a third embodiment. In addition, the upper part from CC line of FIG. 6 represents the cross section of the center part of a concentrated winding coil, and the lower part from CC line represents the cross section between concentrated winding coils. FIG. 7 is a structural diagram of the inside of the armature excluding the can of FIG. In the figure, 102X is a can, 110X is a refrigerant flow path, and 125 is a can post. The third embodiment differs from the second embodiment in that a refrigerant flow path and a can column are provided inside the can as shown in FIG.
The can 102 </ b> X is provided with a
このように構成されたキャンド・リニアモータ電機子100は、キャン102Xの内部に冷媒流路110Xが形成されることになるため、第2実施例同様の効果を得ることができる。それだけでなく、冷媒が直に電機子巻線に触れることなく冷媒と電機子巻線が絶縁されているので、冷媒に冷却能力の高い水を用いることができる。つまり、第2実施例よりも温度上昇を低減でき、ひいては温度勾配を小さくすることができる。
また、第1、第2実施例同様に、筐体101Xの内部には一体に形成された橋桁120が設けられているため、筐体101Xの剛性を格段に向上することができる。
In the canned
Further, as in the first and second embodiments, since the
次に本発明の集中巻コイルのコイルピッチと永久磁石の磁極ピッチの関係ついて説明する。ここで示す関係とは、前述した第1〜3実施例に適用するものである。
図8(a)〜(d)は集中巻コイルと永久磁石の配置を示す図である。キャンド・リニアモータ電機子100の集中巻コイル118を配置する間隔(コイルピッチ)をλc、界磁200側の永久磁石203の磁極ピッチをλmとした場合、λc:λmが異なる4種類について示している。
図8(a)はλc:λm=4:3として構成されたものである。電機子巻線108は3相となっており、集中巻コイル118は左からU相、W相、V相、U相・・・の順に並んでいる。λmの電気角は180度であるので、λcの電気角は240度となっている。
図8(b)はλc:λm=6:4として構成されたものである。電機子巻線108は2相となっており、集中巻コイル118は左からA相、B’相、A’相、B相、A相・・・の順に並んでいる。λcの電気角は270度となっている。
図8(c)はλc:λm=5:3として構成されたものである。電機子巻線108は3相となっており、集中巻コイル118は左からU相、V’相、W相、U’相、V相、W’相、U相・・・の順に並んでいる。λcの電気角は300度となっている。
図8(d)はλc:λm=2:1として構成されたものである。電機子巻線108は単相となっており、集中巻コイル118はすべて同相となっている。λcの電気角は360度となっている。
また、図8(a)〜(d)のすべてにおいて、集中巻コイル118間には橋桁120が入るための隙間が設けられている。
Next, the relationship between the coil pitch of the concentrated winding coil of the present invention and the magnetic pole pitch of the permanent magnet will be described. The relationship shown here applies to the first to third embodiments described above.
FIGS. 8A to 8D are diagrams showing the arrangement of concentrated winding coils and permanent magnets. When the interval (coil pitch) at which the concentrated winding
FIG. 8A shows a configuration in which λc: λm = 4: 3. The armature winding 108 has three phases, and the concentrated winding
FIG. 8B shows a configuration where λc: λm = 6: 4. The armature winding 108 has two phases, and the concentrated winding
FIG. 8C shows a configuration where λc: λm = 5: 3. The armature winding 108 has three phases, and the concentrated winding
FIG. 8D shows a configuration in which λc: λm = 2: 1. The armature winding 108 has a single phase, and all the concentrated winding
Further, in all of FIGS. 8A to 8D, a gap for the
次に、集中巻コイル118が有効的に推力を発生する条件について説明する。集中巻コイル118の発生推力が大きいということは、永久磁石203の磁束を有効的に鎖交しているということである。鎖交磁束数を大きくするには、集中巻コイル118のコイル辺の中心間隔をλa、コイル辺の幅をWaとした場合、λaの大きさが磁極ピッチλmに近く、Waができるだけ大きくしなければならない。つまり、前者の条件はいわゆる短節巻係数を大きくすることであり、後者の条件は巻数を大きくすることである。図8(a)〜(d)は、図を見てわかるように、上記した条件に比較的合ったものであり、λaの大きさが磁極ピッチλmに近く、Waが比較的大きくなっている。つまり、λcの電気角の大きさが240〜360度の場合、推力を有効的に発生できるようになっており、その条件をコイルピッチλcと磁極ピッチλmの関係として改めて書き直すと
4/3×λm ≦ λc ≦ 2×λm
となる。
以上のような構成とすることで、所定の推力を発生でき、第1〜第3実施例で示したキャンド・リニアモータを提供することができる。
Next, the conditions under which the concentrated winding
It becomes.
With the above configuration, a predetermined thrust can be generated, and the canned linear motor shown in the first to third embodiments can be provided.
なお、第1〜第3実施例では、界磁の形状を口形としたが、凹形や片側に永久磁石を並べるだけの構造としても、本発明が成り立つことは言うまでもない。また、第2、第3実施例では、熱伝導部材と橋桁をキャンに密着させるために締結用ネジを用いたが、これを用いず、接着で固定したり、グリースを用いて粘着させても良い。また、集中巻コイルの固定方法として、筐体に固定するのではなく橋桁に固定したり、巻線固定枠を用いず集中巻コイルを熱伝導部材に固定し、熱伝導部材を介してキャンと固定する構造としても良い。 In the first to third embodiments, the shape of the field is a mouth shape, but it goes without saying that the present invention can also be realized by a concave shape or a structure in which permanent magnets are simply arranged on one side. In the second and third embodiments, the fastening screw is used to bring the heat conducting member and the bridge girder into close contact with the can. However, without using this, the screw may be fixed by adhesion or adhered using grease. good. Also, as a method of fixing the concentrated winding coil, it is not fixed to the housing but fixed to the bridge girder, or the concentrated winding coil is fixed to the heat conducting member without using the winding fixing frame, and the can It is good also as a structure to fix.
100 キャンド・リニアモータ電機子
101、101X 筐体
102、102X キャン
103 キャン固定用ボルト
104 押え板
105 端子台
106 冷媒供給口
107 冷媒排出口
108 電機子巻線
109 巻線固定枠
110、110X 冷媒流路
111 キャン固定部Oリング
112 巻線固定用ボルト
118 集中巻コイル
120 橋桁
121 熱伝導部材
122 凸部
123 熱伝導部Oリング
124 締結用ネジ
125 キャン支柱
200 界磁
201 界磁ヨーク支持部材
202 界磁ヨーク
203 永久磁石
100 Canned /
Claims (5)
前記集中巻コイル間の間隙部に前記筐体と一体に形成した橋桁を設け、
前記橋桁上に複数の凸部を設け、前記複数の凸部を前記キャンに密着させて、前記橋桁と非接触で向かい合う前記キャンの内側に冷媒流路が形成されることを特徴とするキャンド・リニアモータ電機子。 An armature winding formed of a plurality of concentrated winding coils formed in a flat plate shape, a housing formed so as to surround the armature winding, and a flat can that seals an opening of the housing; In the canned linear motor armature,
Provide a bridge girder formed integrally with the housing in the gap between the concentrated winding coils ,
A plurality of convex portions are provided on the bridge girder, the plurality of convex portions are brought into close contact with the can, and a refrigerant flow path is formed inside the can facing the bridge girder in a non-contact manner. Linear motor armature.
4/3×λm ≦ λc ≦ 2×λm
としたことを特徴とする請求項4記載のキャンド・リニアモータ。 The relationship between the coil pitch λc representing the interval at which the concentrated winding coils are arranged and the magnetic pole pitch λm of the permanent magnet is 4/3 × λm ≦ λc ≦ 2 × λm
The canned linear motor according to claim 4, wherein
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