JPH011466A - dc linear motor - Google Patents

dc linear motor

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Publication number
JPH011466A
JPH011466A JP63-37951A JP3795188A JPH011466A JP H011466 A JPH011466 A JP H011466A JP 3795188 A JP3795188 A JP 3795188A JP H011466 A JPH011466 A JP H011466A
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JP
Japan
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stator core
linear motor
conductor
permanent magnet
coil
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JP63-37951A
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大木 創
小川 昭司
米田 忠男
Original Assignee
エヌティエヌ株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は直流リニアモータに関し、特に、搬送機や精
密位置決めテーブルなどを直接駆動するような直流リニ
アモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a DC linear motor, and particularly to a DC linear motor that directly drives a conveyor, a precision positioning table, etc.

[従来の技術] 第24図は従来の界磁に永久磁石を使用し、導体を鉄心
のスロット内に分布巻きした方式の直流リニアモータの
一例を示す図である。
[Prior Art] FIG. 24 is a diagram showing an example of a conventional DC linear motor in which a permanent magnet is used as a field and a conductor is wound in a distributed manner within a slot of an iron core.

まず、第24図を参照して、従来の直流リニアモータの
構成について説明する。ステータコア1の巻線スペース
であるスロットla、lb・・・1dには、導体2a、
2b、2cなどが、前記スロット1a、1b・・・1d
のうちで一定のピッチを有して巻回され、多数の励磁コ
イルを形成している。
First, the configuration of a conventional DC linear motor will be described with reference to FIG. 24. In the slots la, lb...1d, which are the winding spaces of the stator core 1, conductors 2a,
2b, 2c, etc. are the slots 1a, 1b...1d.
The coils are wound at a constant pitch to form a large number of excitation coils.

なお、第24図では、導体2aがスロット1aとスロッ
ト1dにまたがった状態を示している。
Note that FIG. 24 shows a state in which the conductor 2a straddles the slot 1a and the slot 1d.

導体2aなどが巻回されたステータコア1はステータコ
アアセンブリとして、固定台3上に固着されている。こ
のステータコアアセンブリに対向して、スライド方向に
自在に動き得るようなリニアガイドによって可動子(図
示せず)が配置され、その可動子には、ステータコアア
センブリの上面と一定のエアギャップ6aを保って、界
磁用の永久磁石4a、4bが磁気回路であるヨシクラ上
に固着されている。
A stator core 1 around which a conductor 2a and the like are wound is fixed on a fixed base 3 as a stator core assembly. A movable element (not shown) is arranged opposite to the stator core assembly by a linear guide that can freely move in the sliding direction, and the movable element is provided with a constant air gap 6a between the upper surface of the stator core assembly and the upper surface of the stator core assembly. , permanent magnets 4a and 4b for field are fixed on a magnetic circuit.

第25図は第24図に示した直流リニアモータの動作原
理を説明するための図である。次に、第25図を参照し
て、従来の直流リニアモータの動作原理について説明す
る。第25図は第24図における永久磁石4a、4bと
導体2との関係のみを示したものである。永久磁石4b
のN極の表面から出た磁束はエアギャップ6aから矢印
7aに示す方向を通り、図示しないステータコアを矢印
7bの方向に通り、さらに第24図に示すコア1のヨー
ク部1′を通って矢印7cの方向に進み、永久磁石4a
のS極の方向に向かって矢印7d。
FIG. 25 is a diagram for explaining the operating principle of the DC linear motor shown in FIG. 24. Next, with reference to FIG. 25, the operating principle of a conventional DC linear motor will be explained. FIG. 25 shows only the relationship between the permanent magnets 4a, 4b and the conductor 2 in FIG. 24. Permanent magnet 4b
The magnetic flux emitted from the surface of the N pole passes from the air gap 6a in the direction shown by the arrow 7a, passes through the stator core (not shown) in the direction shown by the arrow 7b, and then passes through the yoke portion 1' of the core 1 shown in FIG. Proceed in the direction of 7c and pick up the permanent magnet 4a.
Arrow 7d points toward the south pole.

エアギャップ6a内の矢印7eの方向に進んで永久磁石
4aのS極に到達する。
It advances in the direction of the arrow 7e within the air gap 6a and reaches the S pole of the permanent magnet 4a.

この磁束はさらにヨーク5内の矢印7fに進み、永久磁
石4bのN極に流れ込み、完全なループとなる。このと
き、導体の電流方向が第25図に示すとおりであれば、
矢印7bに示す方向の磁束と手前から向う側へ流れる導
体電流とが鎖交し、フレミングの左手の法則に従う力が
導体2に働く。
This magnetic flux further advances to the arrow 7f inside the yoke 5, flows into the N pole of the permanent magnet 4b, and forms a complete loop. At this time, if the current direction in the conductor is as shown in Figure 25,
The magnetic flux in the direction shown by arrow 7b interlinks with the conductor current flowing from the front side to the opposite side, and a force according to Fleming's left-hand rule acts on the conductor 2.

この力の方向は左方向であるが、導体2は固定され、永
久磁石4a、4bが可動部であるので、可動子は図示し
ないガイドに従って右方向に進むような推力を発生する
The direction of this force is to the left, but since the conductor 2 is fixed and the permanent magnets 4a and 4b are movable parts, the movable element generates a thrust that moves to the right according to a guide (not shown).

また、矢印7dに示す磁束と導体の電流(第25図にお
いては、向う側から手前側に流れている。
Furthermore, the magnetic flux and conductor current shown by arrow 7d (in FIG. 25, it flows from the opposite side to the near side).

)が鎖交し、前述のフレミングの左手の法則により、前
述の場合と同じ方向の力、つまり導体2には左方向、可
動子には右方向の推力が発生し、それぞれの推力が和と
なって可動子には右方向の推力が発生することになる。
) are interlinked, and according to Fleming's left-hand rule described above, a force is generated in the same direction as in the previous case, that is, a thrust is generated in the left direction on the conductor 2 and in the right direction on the mover, and the respective thrust forces are the sum. As a result, a rightward thrust is generated in the mover.

これは、1極分の永久磁石4aまたは4bのスライド方
向の幅に導体2を3相分設け、このうちの2相分に通電
して推力を発生させる方式である。
This is a method in which three phases of the conductor 2 are provided in the width of one pole of the permanent magnet 4a or 4b in the sliding direction, and two of these phases are energized to generate thrust.

第26図は第24図および第25図に示した直流リニア
モータの駆動回路の一例を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing an example of a drive circuit for the DC linear motor shown in FIGS. 24 and 25.

第26図において、導体Lll、Vl、Wl・・・に通
電させるためのパワートランジスタ”II+T「、2・
・・と駆動用電源Eの部分とを示したものである。なお
、駆動回路には、その他に可動子の位置を検出し、パワ
ートランジスタ”II+Tr12・・・を導通させるた
めの検出部と、論理回路部などが設けられているが、こ
こでは説明の簡略化のために省略している。
In FIG. 26, power transistors "II+T", 2.
. . . and the driving power source E are shown. The drive circuit is also provided with a detection section for detecting the position of the movable element and for making the power transistor "II+Tr12 conductive" and a logic circuit section, but the explanation will be simplified here. It has been omitted for the sake of.

前述の第25図に示した例において、可動子の右方向の
推力を発生させるためには、導体ul+v+ l  u
21  v21  u31  vaを通電させるために
、第26図におけるパワートランジスタTr。
In the example shown in FIG. 25, in order to generate a rightward thrust of the mover, the conductor ul+v+lu
21 v21 u31 va to conduct electricity, the power transistor Tr in FIG.

a+ Tr2.、Tr、、、”2G+ Tr、g。a+ Tr2. ,Tr,,,”2G+Tr,g.

Tr27をオン状態にすることになる。This will turn on Tr27.

[発明が解決しようとする課題] 上述の従来の直流リニアモータにおいては、推力は磁束
とそれに鎖交する通電された導体2によって発生するが
、磁束の状態と通電された導体2の位置関係で推力の大
きさが変動する欠点が、ある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional DC linear motor, thrust is generated by the magnetic flux and the energized conductor 2 interlinked with it, but the thrust is generated depending on the state of the magnetic flux and the positional relationship of the energized conductor 2. There is a drawback that the magnitude of the thrust varies.

以下、より詳細に説明する。This will be explained in more detail below.

第27図ないし第31図は従来の直流リニアモータの推
力の変動を説明するための図である。まず、第27図は
導体2の通電状況と可動子の永久磁石との位置関係を示
したものである。第27図において、可動子の右端の位
置はA点であり、可動子が左方向から移動し、図示の通
電状態に切換えた瞬間の位置を示している。B点は次の
通電状態に切換わる寸前の位置であり、0点はA点とB
点との中間の位置である。これらのA、  B、  C
の3点で推力の大きさを比較することにする。
FIGS. 27 to 31 are diagrams for explaining changes in thrust of a conventional DC linear motor. First, FIG. 27 shows the energization status of the conductor 2 and the positional relationship between the permanent magnet of the mover. In FIG. 27, the right end position of the movable element is point A, which indicates the position at the moment when the movable element moves from the left and switches to the illustrated energized state. Point B is the position just before switching to the next energized state, and point 0 is the position between points A and B.
This is the intermediate position between the point and the point. These A, B, C
Let's compare the magnitude of thrust from three points.

まず、A点での導体2と磁束密度分布との関係は第28
図に示すようになる。すなわち、磁束の分布は一般的に
永久磁石の両端が磁気の中心に比べて小さく、第28図
に示すような台形状または正弦波に近い分布となる。こ
のA点において、導体u4.■4.u2.v2と磁束密
度B [T]との関係は第28図に示すように、導体U
、とu2は強い磁束を受けて大きい推力を発生するが、
導体v1と■2は導体Ul+  u2に比べて磁束分布
が弱いために、推力が弱くなっている0これに対して、
可動子が移動して第27図に示す0点に到達したときの
磁束分布と導体2の関係は第29図に示すようになり、
導体11 +  vI +1□+  ■2のいずれもが
強い磁束を受けている。
First, the relationship between the conductor 2 and the magnetic flux density distribution at point A is the 28th
The result will be as shown in the figure. That is, the magnetic flux distribution is generally smaller at both ends of the permanent magnet than at the magnetic center, resulting in a trapezoidal or nearly sinusoidal distribution as shown in FIG. At this point A, conductor u4. ■4. u2. The relationship between v2 and magnetic flux density B [T] is as shown in Figure 28.
, and u2 receive a strong magnetic flux and generate a large thrust, but
Conductors v1 and ■2 have weaker magnetic flux distribution than conductor Ul+ u2, so the thrust is weaker.0On the other hand,
When the mover moves and reaches the 0 point shown in Fig. 27, the relationship between the magnetic flux distribution and the conductor 2 is as shown in Fig. 29,
Both conductors 11 + vI +1□+ (2) are subjected to strong magnetic flux.

したがって、第29図に示した0点での推力は、第28
図に示したA点での推力に比べて大きな力を発生してい
ることが明らかである。さらに、可動子が進んで、第2
7図のB点に到達したときの推力は、第30図に示すよ
うにA点と同じ大きさになっている。このように、可動
子がA点→C点−B点というように移動する間に推力の
変動が発生する。この状態は、第31図に示すように、
推力F[kgf]の大きさが可動子の移動に伴なって、
波状の変動を起こすため、直線運動が滑らかでなかった
り、振動発生の原因にもなるおそれがあった。
Therefore, the thrust at the 0 point shown in FIG.
It is clear that a larger force is generated than the thrust at point A shown in the figure. Furthermore, the mover advances and the second
The thrust when reaching point B in FIG. 7 is the same magnitude as at point A, as shown in FIG. 30. In this way, while the mover moves from point A to point C to point B, fluctuations in thrust occur. In this state, as shown in Fig. 31,
The magnitude of thrust F [kgf] increases as the mover moves,
Because of the wave-like fluctuations, linear motion may not be smooth or may cause vibrations.

また、第27図に示すように、導体2は永久磁石1極の
ピッチに相当するステータ長さの間に3相分(u I 
+  vl * Wlなど)存在するが、通電される導
体2は、このうちの2相分(u+、vl)のみであり、
永久磁石による磁束が有効に推力に変換されず、無駄を
生じる。
Moreover, as shown in FIG. 27, the conductor 2 has three phases (u I
+ vl * Wl, etc.), but the conductors 2 that are energized are only for two phases (u+, vl),
The magnetic flux generated by the permanent magnet is not effectively converted into thrust, resulting in waste.

第32図および第33図はステータコア両端部の推力を
説明するための図である。第32図においては、直流リ
ニアモータのスライド方向で右端のステータコアアセン
ブリと可動子の一例を示したものであって、推力を発生
している導体2の本数はスロットSII S2+  8
4+  85内の導体で8本である。しかし、この導体
2と永久磁石4a。
FIG. 32 and FIG. 33 are diagrams for explaining the thrust at both ends of the stator core. FIG. 32 shows an example of the rightmost stator core assembly and mover in the sliding direction of the DC linear motor, and the number of conductors 2 generating thrust is slot SII S2+ 8
There are 8 conductors in 4+85. However, this conductor 2 and permanent magnet 4a.

4bとの位置関係において、スロットS++  54の
導体は永久磁石4a、4bのN極、S極の領域から外れ
るため、第33図に示すような通電状態に切換わる。
4b, the conductor of the slot S++ 54 is out of the N-pole and S-pole regions of the permanent magnets 4a and 4b, so that the conductor is switched to the energized state as shown in FIG. 33.

このときの導体2の本数は、スロットs2.s3+  
”S−sG内の7本分となってしまい、通常の8本に対
して推力が87.5%に低下する。さらに、可動子が右
方向に進んで、通電状態が切換わると、導体2の本数は
6本となり、推力も75%に低下する。すなわち、第3
3図に示す右端の長さ追分は推力が低下し、無効長さと
なる。この無効長さ止は左端にもあり、全長のうち2Q
、が無効分または推力低下領域となるという欠点がある
The number of conductors 2 at this time is the slot s2. s3+
"There are 7 wires in S-sG, and the thrust is reduced to 87.5% compared to the normal 8 wires.Furthermore, when the mover moves to the right and the energization state is switched, the conductor 2 becomes 6, and the thrust decreases to 75%.In other words, the 3rd
In the length addition at the right end shown in Figure 3, the thrust decreases and becomes an invalid length. This invalid length stop is also on the left end, and 2Q of the total length
, which has the disadvantage that it becomes an inactive component or a region of reduced thrust.

なお、店はマグネットl極長さ分に相当する。Note that the length corresponds to the length of one pole of the magnet.

第34図は第24図に示す線A−A’の断面図である。FIG. 34 is a sectional view taken along line A-A' shown in FIG. 24.

第34図において、導体2は2つのスロットにまたがっ
て巻回されているため、ステータコア1の左右に導体2
のはみ出し部分2’ 、2’が生じる。これらのはみ出
し部分2’ 、2’部分はかなりのスペースを占め、直
流リニアモータの幅を大きくする要因となる。このはみ
出し部分2′。
In FIG. 34, since the conductor 2 is wound across two slots, the conductor 2 is wound on the left and right sides of the stator core 1.
Protruding portions 2', 2' are generated. These protruding portions 2', 2' occupy a considerable amount of space and become a factor in increasing the width of the DC linear motor. This protruding portion 2'.

2′の導体の量は、第24図に示す線A−A’に沿う断
面では、導体2a、2b、2cの導体量に相当し、15
スロット分に収められた量にほぼ等しくなる。
The amount of conductor 2' corresponds to the amount of conductor 2a, 2b, and 2c in the cross section along line AA' shown in FIG.
It is approximately equal to the amount stored in the slot.

また、従来の直流リニアモータにおいては、第26図に
示したように、永久磁石1極ピッチ分に3相分の導体が
必要となるため、それぞれの導体にそれぞれ2個のパワ
ートランジスタが必要となり、パワートランジスタが非
常に多い数となっている。しかも、駆動回路におけるパ
ワートランジスタは常時6個必要とするため、これを制
御するための位置検出器および位置検出信号によりパワ
ートランジスタを導通させる論理回路が非常に複雑にな
るという欠点があった。
In addition, in a conventional DC linear motor, as shown in Figure 26, conductors for three phases are required for one pole pitch of the permanent magnet, so two power transistors are required for each conductor. , the number of power transistors is extremely large. Moreover, since six power transistors are always required in the drive circuit, there is a drawback that the position detector for controlling the transistors and the logic circuit for turning on the power transistors using the position detection signal are extremely complicated.

位置検出器は回転式の3相ブラシレス直流モータの場合
と同様にして、N、  S各1極分の永久磁石4a、4
bの1極対の間に3等分ピッチで3個必要となる。たと
えば、ステータ長さ500mm。
The position detector is the same as in the case of a rotary three-phase brushless DC motor, with permanent magnets 4a and 4 for one pole each of N and S.
Three pieces are required at three equal pitches between one pair of poles b. For example, the stator length is 500mm.

永久磁石1極のピッチが25mmであれば、50mmの
ステータに対して位置検出器が3個必要となり、全長で
は30個必要となってしまう。
If the pitch of one permanent magnet pole is 25 mm, three position detectors are required for a 50 mm stator, and 30 position detectors are required for the entire length.

第35図ないし第37図は従来の直流リニアモータにお
ける推力の低下を補う方法を示す図である。前述の第2
4図に示した直流リニアモータは2極、3相ユニポ一ラ
方式であるが、これをさらに准カアップのための手段の
1つとして、永久磁石の幅を広くしたのが第35図に示
した例である。
FIGS. 35 to 37 are diagrams showing a method of compensating for a decrease in thrust in a conventional DC linear motor. The second mentioned above
The DC linear motor shown in Figure 4 is a 2-pole, 3-phase unipolar system, but as a means to further increase the capacity, the width of the permanent magnets has been widened, as shown in Figure 35. This is an example.

この第35図に示した例では、第24図に示した永久磁
石4a、4bの幅を2倍とし、導体2を2スロット分直
列としたものである。
In the example shown in FIG. 35, the width of the permanent magnets 4a and 4b shown in FIG. 24 is doubled, and the conductor 2 is arranged in series for two slots.

したがって、駆動回路としては、前述の第26図に示し
たものと同様のものを構成すればよいが、前述のごとく
左右の両端での推力の低下する部分の長さが2倍となっ
てしまう欠点がある。しかも、第35図に示した線A−
A’に沿う断面部のステータコアからはみ出す導体の量
も第24図に示した線A−A’に沿う断面に比べて2倍
となる。すなわち、第34図に示した導体のはみ出し部
分2′、2′の量が2倍となり、リニアモータの幅がさ
らに大きくなってしまう欠点がある。
Therefore, the drive circuit may be configured to be similar to that shown in FIG. 26, but as described above, the length of the portion where the thrust decreases at both left and right ends is doubled. There are drawbacks. Moreover, the line A- shown in FIG.
The amount of conductor protruding from the stator core in the cross section along A' is also twice that in the cross section along line A-A' shown in FIG. That is, the amount of protruding portions 2', 2' of the conductor shown in FIG. 34 is doubled, resulting in a disadvantage that the width of the linear motor becomes even larger.

さらに、推力の低下を補う別の手段としては、永久磁石
の極数を多くする方法がある。第36図に示した例は4
極としたものであり、通電導体はuI+  v++  
u2+  V2+  ua、  v、、  u4+  
V4 +  uS +  vSの10本の導体となる。
Furthermore, as another means to compensate for the decrease in thrust, there is a method of increasing the number of poles of the permanent magnet. The example shown in Figure 36 is 4
The current-carrying conductor is uI+ v++
u2+ V2+ ua, v,, u4+
There are 10 conductors of V4 + uS + vS.

このような導体を駆動するためには、駆動回路を第37
図に示すように構成する必要があり、同時に導通するパ
ワートランジスタはTri a +  Tra I +
  Tr  I  4 1   T  r  a  s
  +   T  r  +   g  、   T 
 r  3 7  r   T  r  20 、Tr
、2 、Tr25 、Tr43の10個となり、さらに
駆動回路が■雑になってしまうという欠点があった。
In order to drive such a conductor, the drive circuit is
It is necessary to configure as shown in the figure, and the power transistors that are conductive at the same time are Tri a + Tra I +
Tr I 4 1 Tr a s
+ T r + g, T
r 3 7 r T r 20 , Tr
, 2, Tr25, and Tr43, resulting in a further disadvantage that the drive circuit becomes complicated.

それゆえに、この発明の主たる目的は、上述の欠点を解
消し得て、推力の低下が極めて少ない直流リニアモータ
を提供することである。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a DC linear motor which can eliminate the above-mentioned drawbacks and which exhibits extremely little reduction in thrust.

[課題を解決するための手段] この発明は導体が巻回されたステータコアと、ステータ
コアに対向して配置されて可動子となる界磁永久磁石と
を備えた直流リニアモータであって、ステータコアおよ
び界磁永久磁石の間とステータコアの背面とにわたって
導体をリング状に巻回してコイルが構成され、スライド
方向の単位長さあたり同一巻数のコイルを電気的に接続
してコイル群とされ、界磁永久磁石1極の長さより長い
連続した複数個のコイル群に同一方向の電流が流れるよ
うに通電されかつ界磁永久磁石の極の長さに対して十分
長い区間にわたって通電された導体が配置されて構成さ
れる。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a DC linear motor including a stator core around which a conductor is wound, and a field permanent magnet arranged opposite to the stator core and serving as a mover. A coil is constructed by winding a conductor in a ring shape between the field permanent magnets and the back side of the stator core. Coils with the same number of turns per unit length in the sliding direction are electrically connected to form a coil group. A conductor is arranged so that current flows in the same direction through a plurality of continuous coil groups that are longer than the length of one pole of a permanent magnet, and is energized over a section that is sufficiently long than the length of a pole of a field permanent magnet. It consists of

より好ましくは界磁永久磁石の極間はコイル群ピッチの
2倍の間隔に選ばれる。
More preferably, the distance between the poles of the field permanent magnet is selected to be twice the pitch of the coil group.

また、ステータコアは電磁鋼板を成形して積層されかつ
その長さがコイル群の長さの整数倍に選ばれていて、ス
ライド方向に磁気的に連続な手段によって所定数配列さ
れる。
Further, the stator core is made of formed and laminated electromagnetic steel plates, the length of which is selected to be an integral multiple of the length of the coil group, and a predetermined number of stator cores are arranged in a sliding direction by magnetically continuous means.

さらに、ステータコアは軟鉄の角材を複数積層して所定
の寸法に形成するかあるいは所定の寸法の一本の軟鉄の
角材によって形成される。
Further, the stator core may be formed by laminating a plurality of square pieces of soft iron to have a predetermined size, or may be formed by a single square piece of soft iron having a predetermined size.

ステータコアは1つの例として、それぞれが中央に配列
されるように2組設けられ、界磁永久磁石はそれぞれが
2組のステータコアに対向し、それぞれの極性が異極と
なりかつ対向する導体の通電方向が同方向となるよう各
コイル群が電気的に接続される。また、ステータコアの
他の例として、ステータコアを中央に設け、界磁永久磁
石をステータコアの両側に対向しかつそれぞれの極性が
同極となるように2組設けられる。
As an example, two sets of stator cores are provided so that each stator core is arranged in the center, and each field permanent magnet is opposed to the two sets of stator cores, and the polarity of each is different and the current direction of the opposing conductor is set. Each coil group is electrically connected so that the coils are in the same direction. Further, as another example of the stator core, the stator core is provided in the center, and two sets of field permanent magnets are provided on both sides of the stator core so that they face each other and have the same polarity.

さらに、隣接するコイル群同士が互いに電気的に直列接
続され、左右両端のコイル群同士も互いに電気的に接続
され、半導体素子によって各コイル群に流れる電流が切
換えられる。
Furthermore, adjacent coil groups are electrically connected to each other in series, and coil groups at both left and right ends are also electrically connected to each other, and the current flowing through each coil group is switched by a semiconductor element.

さらに、コイル群ピッチの2倍の間隔を有するように位
置検出素子が配置されるとともに、コイル群ピッチの3
倍の長さを有するターゲットが可動子に取付けられる。
Furthermore, the position detection elements are arranged so as to have an interval twice the coil group pitch, and three times the coil group pitch.
A target with double length is attached to the mover.

さらに、隣接する2つの位置検出素子からの信号と両側
の信号の論理和信号の3つの信号とに基づいて、論理回
路によって半導体素子が制御される。
Furthermore, the semiconductor element is controlled by the logic circuit based on three signals: the signals from two adjacent position detection elements and the OR signal of the signals on both sides.

[作用] この発明に係る直流リニアモータは、ステータコアおよ
び界磁永久磁石の間とステータコアの背面にわたって導
体をリング状に巻回してコイルを構成することにより、
磁束分布のすべての区間に通電された導体が存在するこ
とになり、大きな推力を得ることができる。
[Function] The DC linear motor according to the present invention has a coil formed by winding a conductor in a ring shape between the stator core and the field permanent magnets and over the back surface of the stator core.
Since energized conductors exist in all sections of the magnetic flux distribution, a large thrust can be obtained.

[発明の実施例] 第1図はこの発明の一実施例の構造を示す図であり、第
2図および第3図はこの発明の一実施例に含まれるステ
ータコアの形状を示す図であり、第4図は位置検出器と
ターゲットの配置関係を示す図であり、第5図および第
6A図は駆動回路の一例を示す図である。
[Embodiments of the Invention] Fig. 1 is a diagram showing the structure of an embodiment of the present invention, and Figs. 2 and 3 are diagrams showing the shape of a stator core included in an embodiment of the invention. FIG. 4 is a diagram showing the arrangement relationship between a position detector and a target, and FIGS. 5 and 6A are diagrams showing an example of a drive circuit.

まず、第1図ないし第6A図を参照して、この発明の一
実施例の構成について説明する。第1図において、ステ
ータコア10は電磁鋼板を成形したものを積層して所定
の厚さとなるように構成したものである。このステータ
コア10には磁気回路である歯10a2巻線スペースで
あるスロット10b、磁気回路であるヨーク10eおよ
び背面側の巻線スペース10cが設けられるとともに、
取付材30に取付けるための脚10fを含む。
First, the configuration of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6A. In FIG. 1, a stator core 10 is constructed by laminating formed electromagnetic steel sheets to a predetermined thickness. This stator core 10 is provided with teeth 10a as a magnetic circuit, slots 10b as a winding space, a yoke 10e as a magnetic circuit, and a winding space 10c on the back side.
A leg 10f for attachment to the attachment member 30 is included.

ステータコア10は、特に長尺リニアモータにおいては
、第2図に示す形状に構成され、巻線のしやすい長さ単
位で、しかもコイル群ピッチの整数倍の長さとなるよう
に製作し、さらに第3図に示すように数枚単位で重ねた
ものを、さらに表。
The stator core 10, especially for long linear motors, is constructed in the shape shown in FIG. As shown in Figure 3, several sheets are stacked one on top of the other and then placed on the front.

裏1表・・・の順に重ね合わせることにより、左右両端
に凹凸を形成し、これをスライド方向に突き合わせるこ
とにより、磁気的に全く連続なステータコアが形成され
る。
By overlapping them in the order of back, front, etc., unevenness is formed on both left and right ends, and by abutting these in the sliding direction, a completely magnetically continuous stator core is formed.

導体20は前記スロット10bと背面側の巻線スペース
10cにヨーク10eを軸心としてリング状に巻回され
ている。第1図においては、1スロツトに対して導体2
0を1本示しているが、実際には複数本巻回されている
。この導体20は隣接したスロットの導体間で電気的に
直列接続され、コイル群CI+c2.・・・Cf、を形
成している。なお、第1図に示した例では、5スロツト
群を1コイル群としている。
The conductor 20 is wound in a ring shape around the yoke 10e in the slot 10b and the winding space 10c on the back side. In Figure 1, two conductors are connected to one slot.
Although one 0 is shown, there are actually multiple windings. This conductor 20 is electrically connected in series between the conductors of adjacent slots, and the coil group CI+c2. ...Cf is formed. In the example shown in FIG. 1, five slot groups are used as one coil group.

上述のごとくすべてのスロットに導体20が巻回された
ステータコアアセンブリはステータコアの脚10fによ
って取付材30に固着されている。
The stator core assembly in which the conductors 20 are wound around all the slots as described above is fixed to the mounting member 30 by the legs 10f of the stator core.

一方、可動子は図示しないリニアガイドによって左右に
自在に移動できるように配置され、その可動子にはりニ
アモータの界磁である永久磁石40a、40bが前記ス
テータコアアセンブリの面とあるエアギャップ60aを
保持しかつ磁気回路であるヨーク50に固着されたもの
が取付けられている。
On the other hand, the mover is arranged so as to be able to freely move left and right by a linear guide (not shown), and permanent magnets 40a and 40b, which are the field of the near motor, are attached to the mover and maintain an air gap 60a with the surface of the stator core assembly. Moreover, a magnetic circuit fixed to the yoke 50 is attached.

前記永久磁石40a、40bのステータコアアセンブリ
に対向する極は異極である。前記永久磁石40a、40
bのそれぞれの磁気中心のスライド方向の間隔は前記コ
イル群ピッチの3倍になるように配置されている。つま
り、永久磁石40a。
The permanent magnets 40a and 40b have opposite poles facing the stator core assembly. The permanent magnets 40a, 40
The spacing between the respective magnetic centers of b in the sliding direction is arranged to be three times the pitch of the coil group. That is, the permanent magnet 40a.

40bの間に2コイル群ピッチの空間をあけて配置する
ことになる。前記コイル群は隣接同士ですべて電気的に
直列的に接続され、その接続部からタップが取出され、
このタップがステータコアのリード線となる。
40b with a space of two coil group pitches. The coil groups are all electrically connected in series with each other, and a tap is taken out from the connection part,
This tap becomes the lead wire of the stator core.

このリード線は第5図に示した駆動回路における駆動電
源Eの正側パワートランジスタTr、。
This lead wire is connected to the positive side power transistor Tr of the drive power source E in the drive circuit shown in FIG.

Tra、Trl・・・と、負側パワートランジスタTr
2.Tr、、Trg、・・・の接続点にすべて順番に接
続される。そして、両端のリード線は短絡線100によ
って接続短絡され、コイル群は電気的にループ状となっ
ている。
Tra, Trl... and negative side power transistor Tr
2. They are all connected in order to the connection points of Tr, Trg, . . . . The lead wires at both ends are connected and short-circuited by a shorting wire 100, and the coil group is electrically looped.

第5図に示した駆動回路のパワートランジスタTr、な
いしTr、。は第4図に示した位置検出器によって駆動
される。すなわち、可動子に固着されたターゲット80
のスライド方向の長さは3コイルピツチ長(第4図では
1コイル群ピッチを11、cとしているため、ターゲッ
ト80の長さは31cとなる。)とし、検出索子aない
しgは固定部に等間隔で配置され、その間隔は2コイル
群ピッチつまり21cの長さとされる。
Power transistors Tr, Tr, of the drive circuit shown in FIG. is driven by the position detector shown in FIG. That is, the target 80 fixed to the mover
The length in the sliding direction is 3 coil pitches (in Fig. 4, the pitch of one coil group is 11, c, so the length of the target 80 is 31c), and the detection ropes a to g are attached to the fixed part. They are arranged at equal intervals, and the interval is the pitch of two coil groups, that is, the length of 21c.

第6A図に示した制御回路は第4図に示した位置検出器
の信号に基づいて、第5図に示すパワートランジスタT
r、ないしTr、(、を駆動する論理回路で構成され、
論理和回路101とEXOR回路102と8チヤネルマ
ルチプレクサ103と駆動回路90とによって構成され
る。論理和回路101は位置検出器の信号のうち、たと
えばaとd、bとe・・・のように、2つ飛んだ信号の
論理和をとるものであり、EXOR回路102は論理和
回路101の出力を反転させる排他的論理和回路であり
、8チヤネルマルチプレクサ103は位置検出信号を可
動子の位置に対応した駆動回路90に含まれる各パワー
トランジスタTr+〜Tr。
The control circuit shown in FIG. 6A uses the power transistor T shown in FIG. 5 based on the signal from the position detector shown in FIG.
It is composed of a logic circuit that drives r, to Tr, (,
It is composed of an OR circuit 101, an EXOR circuit 102, an 8-channel multiplexer 103, and a drive circuit 90. The OR circuit 101 is for calculating the logical sum of two skipped signals, such as a and d, b and e, etc., among the signals of the position detector. The 8-channel multiplexer 103 is an exclusive OR circuit that inverts the output of the movable element, and the 8-channel multiplexer 103 transfers the position detection signal to each of the power transistors Tr+ to Tr included in the drive circuit 90 corresponding to the position of the movable element.

。を導通させるための信号を出力するものである◎第7
図はこの発明の一実施例の動作を説明するための図であ
り、第8図および第9図は駆動回路の動作を説明するた
めの図であり、第10図は第6A図に示した8チヤネル
マルチプレクサを示す図であり、第11図は8チヤネル
マルチプレクサの動作論理を示す図であり、第12図は
第6A図に示した制御回路の動作を説明するための図で
ある。
. It outputs a signal to conduct the ◎7th
The figure is a diagram for explaining the operation of an embodiment of the present invention, FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the drive circuit, and FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the drive circuit. 11 is a diagram showing the operation logic of the 8-channel multiplexer, and FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the control circuit shown in FIG. 6A.

次に、第7図ないし第2図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。
Next, with reference to FIGS. 7 to 2, a specific operation of an embodiment of the present invention will be described.

第7図に示した動作説明図は第1図における永久磁石4
0a、40bと導体20を通る磁束を示したものであっ
て、永久磁石40bの表面から発生した磁束はステータ
コア(図示せず)とのエアギャップ60aを矢印7−O
aの方向に進み、ステータコアの歯10a、10eを矢
印70bの方向に流れる。ここで、矢印70eの方向に
流れる磁束はステータコアヨークの外側であるため微少
であり、磁束の流れはすべて矢印70bの方向に流れる
。さらに、磁束は永久磁石40aのS極の下の歯を通り
、エアギャップ60aを矢印70cの方向に流れ、永久
磁石40aのS極に到達し、さらにヨーク50を矢印7
0dの方向に流れ、永久磁石40bに達してループを構
成する。
The operation explanatory diagram shown in FIG. 7 is based on the permanent magnet 4 in FIG.
0a, 40b and the conductor 20, the magnetic flux generated from the surface of the permanent magnet 40b moves through the air gap 60a with the stator core (not shown) by the arrow 7-O.
a, and flows through stator core teeth 10a, 10e in the direction of arrow 70b. Here, the magnetic flux flowing in the direction of arrow 70e is minute because it is outside the stator core yoke, and all the magnetic flux flows in the direction of arrow 70b. Further, the magnetic flux passes through the lower teeth of the S pole of the permanent magnet 40a, flows through the air gap 60a in the direction of the arrow 70c, reaches the S pole of the permanent magnet 40a, and further flows through the yoke 50 as indicated by the arrow 70c.
It flows in the direction of 0d, reaches the permanent magnet 40b, and forms a loop.

一方、導体20には、第7図に示すように、コイル群c
I+’2とc4+CIに図示の向きに電流を流すと、第
7図に示した永久磁石40a、40bと導体20との位
置関係では、磁束と通電された導体20の鎖交はコイル
群C7とc4とに存在し、ここで推力を発生することに
なる。このような通電状態は第5図に示した駆動回路に
より、パワートランジスタTr+ 、Tr23.Tr+
 GおよびTr24の4個を導通させることにより可能
となる。
On the other hand, the conductor 20 has a coil group c as shown in FIG.
When a current is applied to I+'2 and c4+CI in the direction shown in the figure, in the positional relationship between the permanent magnets 40a, 40b and the conductor 20 shown in FIG. c4 and generates thrust here. Such an energized state is established by the drive circuit shown in FIG. 5 to control the power transistors Tr+, Tr23 . Tr+
This is possible by making the four transistors G and Tr24 conductive.

この状態は、第7図に示したB点まで持続され、推力を
発生しているB点に達したとき、通電状態を切換えて、
1コイル群ピッチ進行方向(右方向)に進める。この状
態は、第5図に示したパワートランジスタ’rr、 2
.Tr24 、Tr、、およびTr2.が導通状態とな
って達成される。このように、進行方向に導体電流によ
る磁界を進めることにより、リニアモータは有効な推力
を発生し続ける。
This state is maintained until point B shown in Fig. 7, and when reaching point B where thrust is being generated, the energization state is switched and
Advance in the 1st coil group pitch direction (to the right). In this state, the power transistor 'rr, 2 shown in FIG.
.. Tr24, Tr, and Tr2. is achieved by becoming conductive. In this way, by advancing the magnetic field caused by the conductor current in the traveling direction, the linear motor continues to generate effective thrust.

次に、導体への通電切換は、第4図に示した位置検出装
置の出力信号に基づいて行なわれる。第4図(ど示した
位置検出装置において、可動子に固定されたターゲット
80の長さと固定側に配置された位置検出器a、b・・
・gの間隔は、1.5:1の割合であるため、検出器は
可動子がどのような位置でも1個または2個作動してい
ることになる。
Next, switching of energization to the conductor is performed based on the output signal of the position detection device shown in FIG. FIG. 4 (In the position detection device shown in FIG.
- Since the spacing between g is at a ratio of 1.5:1, one or two movable elements of the detector are operating at any position.

具体的には、第4図に示したターゲット80と検出器a
、b・・・gの位置ではaとbが作動しているが、ター
ゲット80が1コイルピッチ分右方向へ進めばbのみが
作動し、次にbとC・・・というように動作することに
なる。第6A図に示した駆動回路は各検出信号を処理し
て所定のパワートランジスタT「、ないしTr、、、を
導通させる。
Specifically, the target 80 and detector a shown in FIG.
, b...G, a and b are operating, but if the target 80 moves to the right by one coil pitch, only b is activated, then b and C... and so on. It turns out. The drive circuit shown in FIG. 6A processes each detection signal and makes a predetermined power transistor T', or Tr, conductive.

第6A図に示した駆動回路の入力には、位置検出器aな
いしgの出力信号が与えられ、駆動回路の出力は第5図
に示したパワートランジスタTr1〜Tr、。に与えら
れる。駆動回路の論理和回路101は位置検出器a、b
・・・gからの信号のうち2つ飛びの信号の論理和を求
めるものであって、位置検出器aとd、  bとe、 
 cとf・・・の信号の論理和を形成している。この第
6A図に示した例では、もとの信号が位置検出器a、 
 b・・・gの出力の7個であり、論理和の信号も合計
7個であるから、総計14個の信号が得られることにな
る。
The output signals of the position detectors a to g are applied to the inputs of the drive circuit shown in FIG. 6A, and the output signals of the drive circuit are supplied to the power transistors Tr1 to Tr shown in FIG. given to. The OR circuit 101 of the drive circuit connects position detectors a and b.
・・・It calculates the logical sum of every two signals among the signals from position detectors a and d, b and e,
The logical sum of the signals c and f... is formed. In the example shown in FIG. 6A, the original signal is transmitted to the position detector a,
Since there are seven outputs of b...g and a total of seven OR signals, a total of 14 signals are obtained.

EXOR回路102はこれらの論理和信号の排他的論理
和を求める。これは、リニアモータの方向を決めるため
に必要とされるものであって、EXOR回路102の入
力の一方をスイッチ105により、“H2,“L#レベ
ルのいずれかに切換えることができる。第6A図に示し
た例では、スイッチ105がオフになっているとき、E
XOR回路102の一方の入力は“H”レベルとなり、
位置検出器a −Hの出力信号はこのEXOR回路10
2によって反転されることになる。
EXOR circuit 102 calculates the exclusive OR of these OR signals. This is necessary to determine the direction of the linear motor, and one of the inputs of the EXOR circuit 102 can be switched to either "H2" or "L# level" by the switch 105. In the example shown in FIG. 6A, when switch 105 is off, E
One input of the XOR circuit 102 becomes “H” level,
The output signal of the position detector a-H is output from this EXOR circuit 10.
2 will be inverted.

また、スイッチ105がオンであれば、EXOR回路1
02の一方の入力は“L”レベルとなって、位置検出器
a −Hの出力信号はそのまま出力されることになる。
Furthermore, if the switch 105 is on, the EXOR circuit 1
One input of 02 becomes "L" level, and the output signals of position detectors a-H are output as they are.

このようにして、EXOR回路102を通った信号は8
チヤネルマルチプレクサ103に与えられる。この8チ
ヤネルマルチプレクサ103の人力は3チヤネルで出力
が8チヤネルとなっていて、第10図に示すようなIC
によって構成される。このマルチプレクサ103の動作
論理は第11図に示すように、たとえばC9B、Aの各
チャネルに“L“、 “H”、 “L”が人力されれば
、第2チヤネルから信号が出力される。
In this way, the signal passing through the EXOR circuit 102 is 8
is applied to channel multiplexer 103. This 8-channel multiplexer 103 has 3 channels and outputs 8 channels, and the IC as shown in FIG.
Consisted of. The operating logic of this multiplexer 103 is as shown in FIG. 11. For example, when "L", "H", and "L" are manually applied to each channel of C9B and A, a signal is output from the second channel.

第6A図の制御回路では、マルチプレクサ103への入
力は隣接した位置検出装置の2チャネル群の出力信号と
その前後の2チャネル群の論理和信号を入力している。
In the control circuit of FIG. 6A, the inputs to the multiplexer 103 are the output signals of two channel groups of adjacent position detecting devices and the OR signal of the two channel groups before and after the output signals.

たとえば、ICIには、位置検出器aの出力信号と位置
検出器dの出力信号の論理和信号1位置検出器すの出力
信号および位置検出器Cの出力信号の3信号が人力され
る。具体的に説明すると、第4図では、位置信号は位置
検出器aの出力と位置検出器すの出力が“H”レベルと
なっている。したがって、論理和回路101を通ってa
十d、b+e、e+aおよびf+bの論理和出力も“H
”レベルとなる。ここで、右方向の推力を正方向とし、
スイッチ105をオンして、上述の信号を反転させない
状態であれば、マルチプレクサ103のICIないしI
C7の入力状態は第12図の(I)のようになる。
For example, the ICI is manually inputted with three signals: a logical sum of the output signal of the position detector a and the output signal of the position detector d; one output signal of the position detector A; and the output signal of the position detector C. To be more specific, in FIG. 4, the position signals of the output of the position detector a and the output of the position detector S are at "H" level. Therefore, a
The logical sum output of d, b+e, e+a and f+b is also “H”.
” level.Here, the thrust in the right direction is the positive direction,
When the switch 105 is turned on and the above-mentioned signal is not inverted, ICI or I of the multiplexer 103 is
The input state of C7 is as shown in FIG. 12 (I).

したがって、ICIの■チャネル、IC6の■チャネル
が有効な出力信号となり、パワートランジスタTrB、
Tr44.Tr、およびTr6が導通状態となる。この
状態は第8図の実線で示す矢印方向の電流となり、導体
へはCI−’C2,Cs −c4方向に通電されて右方
向の推力が発生する。可動子が1コイルピッチ分進んだ
ところで位置検出器すの出力信号のみが“H”レベルと
なる。
Therefore, the ■ channel of ICI and the ■ channel of IC6 become valid output signals, and the power transistor TrB,
Tr44. Tr and Tr6 become conductive. In this state, a current flows in the direction of the arrow shown by the solid line in FIG. 8, and the conductors are energized in the CI-'C2 and Cs-c4 directions, generating a rightward thrust. When the movable element advances by one coil pitch, only the output signal of the position detector becomes "H" level.

このとき、b+eとf+bも“H”レベルとなり、マル
チプレクサICIないしIC7への入力状態は第12図
の(II)のようになる。
At this time, b+e and f+b also become "H" level, and the input states to multiplexers ICI to IC7 become as shown in (II) of FIG.

ここでは、IC1の■チャネルおよびIC7の■チャネ
ルのみが有効な出力信号となり、パワートランジスタT
r、o 、Trl 3 r  Tr、およびT r 6
が導通し、第8図において点線で示す矢印方向に電流が
流れる。そして、導体には、C2→C3,C6−C5方
向に電流が流れる。これは前述の(1)の状態に比べて
、コイル群への通電が1ピッチ分右方向に進んでいる。
Here, only the ■channel of IC1 and the ■channel of IC7 become valid output signals, and the power transistor T
r, o, Trl 3 r Tr, and Tr 6
conducts, and current flows in the direction of the arrow shown by the dotted line in FIG. Current flows in the conductor in the C2->C3, C6-C5 direction. In this case, compared to the above-mentioned state (1), the energization to the coil group is advanced by one pitch in the right direction.

ここで、逆転させて左方向へ推力を発生させるために、
スイッチSWをオフ状態にすれば、位置信号はすべて反
転され、第12図の(m)に示すような状態となる。
Here, in order to reverse and generate thrust to the left,
When the switch SW is turned off, all position signals are inverted, resulting in a state as shown in FIG. 12(m).

このとき、IC1の■チャネルおよびIC7の■チャネ
ルが有効となり、パワートランジスタTrg、Tr+ 
a + Tr4およびTr7が導通し、導体にはC,−
e(2,C,−4IC5の方向の電流に切換わり、左方
向に推力が発生して確実に反転する。
At this time, the ■channel of IC1 and the ■channel of IC7 become effective, and the power transistors Trg and Tr+
a + Tr4 and Tr7 are conductive, and the conductors are C, -
e(2, C, -4 The current is switched to the direction of IC5, a thrust is generated in the left direction, and the rotation is reliably reversed.

上述のような動作状態において、各導通パワートランジ
スタに流れる電流はすべて均一であり、−左方向へ連続
的に導体通電磁界が進行し、可動子も一方方向へ進んで
いるときに急激に導体の電流方向が反転し、特性に悪影
響を及ぼすこともない。
In the operating state described above, the current flowing through each conductive power transistor is uniform, and when the electromagnetic field passing through the conductor is progressing continuously to the left and the mover is also moving in one direction, the current flowing through the conductor suddenly changes. The direction of the current is reversed, and the characteristics are not adversely affected.

上述の実施例において、永久磁石40a、40bの間隔
を2コイルピッチ分空間としているが、これを1コイル
ピッチ分にした場合には、第9図に示すように、導体へ
の通電がC位置−C2,C4→C1であった場合、パワ
ートランジスタT「+−eTr、2 、”rr、−*T
r、2方向への通電状態となる。ここで、パワートラン
ジスタTr、□は両方向の電流回路であるため、パワー
トランジスタTr+とTrBに流れる2倍の電流が流れ
ることになる。次に、磁界が進んで、導体C2→C8,
C1→c4の場合にも、パワートランジスタTr+ 、
には2倍の電流が流れ、パワートランジスタの容量を大
きくする必要があることと、導体電流の方向もこの例で
はC8のコイル群が急激に逆転して好ましくないため、
N、  S極の永久磁石40a、40bはコイルピッチ
群の間隔をあけて配置するのが好ましい。
In the above embodiment, the distance between the permanent magnets 40a and 40b is two coil pitches, but if this is set to one coil pitch, as shown in FIG. 9, the conductor is energized at position C. -C2,C4→C1, power transistor T "+-eTr,2,"rr,-*T
r, the state becomes energized in two directions. Here, since the power transistors Tr and □ are bidirectional current circuits, twice as much current flows through the power transistors Tr+ and TrB. Next, the magnetic field advances and conductors C2→C8,
Also in the case of C1→c4, the power transistor Tr+,
Because twice as much current flows through , it is necessary to increase the capacity of the power transistor, and the direction of the conductor current is also unfavorable because in this example, the coil group of C8 suddenly reverses.
It is preferable that the N and S pole permanent magnets 40a and 40b are arranged at intervals of the coil pitch group.

次に、第6B図を参照して、駆動回路の他の例について
説明する。この第6B図に示した駆動回路は、位置検出
器から与えられる7個の信号と・方向信号の合計8個の
信号をROM201〜204に入力し、ROM201〜
204に予め記憶されているデータに基づいて、20個
のパワートランジスタTr、〜Tr、。を順次切換えて
駆動するものである。
Next, another example of the drive circuit will be described with reference to FIG. 6B. The drive circuit shown in FIG. 6B inputs a total of eight signals, seven signals given from the position detector and a direction signal, to the ROMs 201 to 204.
Based on data prestored in 204, 20 power transistors Tr, ~Tr,. It is driven by switching sequentially.

第13図は第7図における可動子が位置Aにあるときの
コイル群とN極の永久磁石40bの磁束密度B [T]
の関係を示し、第14図は第7図における可動子が位置
Bにあるときの第13図と同様の関係を示し、第15図
は可動子の位置と発生推力Fとの関係を示す図である。
FIG. 13 shows the magnetic flux density B [T] of the coil group and N-pole permanent magnet 40b when the mover is in position A in FIG.
FIG. 14 shows the same relationship as FIG. 13 when the movable element is at position B in FIG. 7, and FIG. 15 shows the relationship between the position of the movable element and the generated thrust F. It is.

第13図に示す導体への通電状態で右に進む場合の最初
の位置から第13図に示す点線Cの位置を経て第14図
に示す位置にあるとき、これらの間における磁束密度B
の分布と通電状態の関係は均一となる。また、発生推力
は第15図に示すように変動がなくなっている。すなわ
ち、第13図および第14図から明らかなように、磁束
分布の全区間にわたって通電された導体が存在すること
になる。これに対して、前述の第27図ないし第31図
に示した従来例においては、磁束分布の区間内に無通電
の導体が存在して推力に寄与していないが、この発明の
実施例では、磁束密度Bの分布と通電導体の関係が均一
となるため、大きな推力を得ることができる。
When moving to the right while the conductor is energized as shown in Fig. 13, from the initial position to the position indicated by the dotted line C in Fig. 13 and then to the position shown in Fig. 14, the magnetic flux density B between these positions is
The relationship between the distribution and the energization state is uniform. Further, the generated thrust has no longer fluctuated as shown in FIG. That is, as is clear from FIGS. 13 and 14, there is a conductor that is energized throughout the entire range of magnetic flux distribution. On the other hand, in the conventional examples shown in FIGS. 27 to 31 described above, there is a non-current conductor within the section of the magnetic flux distribution and it does not contribute to the thrust, but in the embodiment of the present invention Since the relationship between the distribution of magnetic flux density B and the current-carrying conductor becomes uniform, a large thrust force can be obtained.

第16図はりニアモータの右端のステータコアアセンブ
リと永久磁石との関係を示す図であり、第17図は第1
図における線B−B’に沿う断面図である。
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the stator core assembly at the right end of the beam near motor and the permanent magnet, and FIG.
It is a sectional view along line BB' in a figure.

第16図に示すように、この発明の一実施例では、最右
端においても、中間の位置においても、通電導体20の
本数が変化することなく、ステータコアアセンブリの左
右両端に無駄がなく、すべて有効となる。しかも、ステ
ータコアアセンブリ部の断面は第17図に示すように、
従来の巻線方式のように断面に多数の導体が交差してい
ないため、ステータコアからはみ出す部分(コイルエン
ド)は1スロツトに収められた導体骨のみで済み、前述
の第34図で示したように、長さLE2に比べて・長さ
LE +のように小さくすること力(でき、リニアモー
タ部の幅を小さくすることができる〇さらに・この発明
の一実施例による駆動回路においては、パワートランジ
スタの数を1コイル群ピッチー永久磁石1極分の幅とす
ると、永久磁石1極分の幅について2個のパワートラン
ジスタのみで済み、従来のように6個必要であるのに比
べて大幅にパワートランジスタの数を低減できる。
As shown in FIG. 16, in one embodiment of the present invention, the number of current-carrying conductors 20 does not change whether at the rightmost end or at an intermediate position, and there is no waste at both left and right ends of the stator core assembly, and all of them are effective. becomes. Moreover, the cross section of the stator core assembly part is as shown in Fig. 17.
Unlike the conventional winding method, many conductors do not intersect in the cross section, so the only part protruding from the stator core (coil end) is the conductor bone housed in one slot, as shown in Figure 34 above. In addition, in the drive circuit according to an embodiment of the present invention, the power can be reduced by making the length LE + smaller than the length LE2, and the width of the linear motor section can be made smaller. If the number of transistors is defined as the pitch of one coil group - the width of one pole of a permanent magnet, only two power transistors are required for the width of one pole of a permanent magnet, which is significantly larger than the conventional method that requires six. The number of power transistors can be reduced.

これらパワートランジスタの数を大幅に少なくできるた
め、これを制御する制御回路も簡略化できる。
Since the number of these power transistors can be significantly reduced, the control circuit that controls them can also be simplified.

また、この発明の一実施例では、位置検出装置を2コイ
ル群ピッチに1個設ければよく、従来と同様にして、ス
テータ長さ500mm、永久磁石1極のピッチ25mm
、1コイル群ピッチ25mmとすると、全長では20個
の位置検出器を配置すればよいことになり、従来例に比
べて位置検出器の数が2/3で済むことになる。
Further, in one embodiment of the present invention, it is sufficient to provide one position detection device at the pitch of two coil groups, and the stator length is 500 mm and the pitch of one permanent magnet pole is 25 mm.
, assuming that the pitch of one coil group is 25 mm, it is sufficient to arrange 20 position detectors in total length, and the number of position detectors can be reduced to 2/3 compared to the conventional example.

第18図はこの発明の一実施例において推力をアップす
る方法を説明するための図であり、第19図は第18図
の駆動回路の一例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining a method of increasing thrust in an embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a diagram showing an example of the drive circuit of FIG. 18.

この発明の一実施例において推力を2倍にしようとする
場合には、第1図に示した永久磁石40a、40bの幅
(ピッチ)を2倍にした永久磁石41a、41bを設け
ればよい。これらの永久磁石41a、41bの2極間に
おける空間は第1図と同様にして、2コイル群ピッチで
よい。また、ステータコアアセンブリとしては、第1図
と全く変わることはない。なお、第18図においては、
1コイル群をまとめて1導体として示している。
In an embodiment of the present invention, if the thrust is to be doubled, permanent magnets 41a and 41b with twice the width (pitch) of permanent magnets 40a and 40b shown in FIG. 1 may be provided. . The space between the two poles of these permanent magnets 41a and 41b may be the same as in FIG. 1, with a pitch of two coil groups. Furthermore, the stator core assembly is completely unchanged from that shown in FIG. In addition, in Fig. 18,
One coil group is collectively shown as one conductor.

このような導体を駆動する駆動回路は第19図に示すよ
うに構成すればよく、この第19図に示した例は前述の
第5図および第8図と何ら変わることはない。但し、導
通するパワートランジスタの位置のみが変わり、3つの
コイル群が直列的に通電されるように回路の結線方法の
みを変えれば済む。したがって、従来の欠点として取上
げたようなコイルエンドの増大や制御回路が複雑になる
ということ力(なく、自由に推力アップを図ることがで
きる。
A drive circuit for driving such a conductor may be constructed as shown in FIG. 19, and the example shown in FIG. 19 is no different from the above-mentioned FIGS. 5 and 8. However, only the position of the conductive power transistor needs to be changed, and only the wiring method of the circuit needs to be changed so that the three coil groups are energized in series. Therefore, the thrust force can be increased freely without increasing the number of coil ends and complicating the control circuit, which were the drawbacks of the conventional method.

なお、永久磁石41a、41bの幅を第1図に示した永
久磁石40a、40bの3倍、4倍にしてもよい。また
、第5図の駆動回路において左右両端のリード線を短絡
線100により短絡してループ状にしたことにより、第
5図におけるコイル群cpsに通電させるために必要な
パワートランジスタTra l 、Tr、□ (第5図
の点線部分)が不要となり、コイル群CI5への通電は
パワートランジスタTr、1またはTr2で行なうこと
ができ、パワートランジスタの数を省略できる。
Note that the width of the permanent magnets 41a and 41b may be made three times or four times that of the permanent magnets 40a and 40b shown in FIG. In addition, in the drive circuit shown in FIG. 5, the lead wires at both left and right ends are short-circuited by the short-circuit wire 100 to form a loop, so that the power transistors Tra l , Tr, which are necessary for energizing the coil group cps in FIG. □ (dotted line portion in FIG. 5) is not required, and the coil group CI5 can be energized by the power transistor Tr, 1 or Tr2, and the number of power transistors can be omitted.

なお、上述の実施例では、ステータコアは第2図および
第3図に示すように、ある単位長さで製作し、その長さ
単位で導体を巻回してステータコアアセンブリとするこ
とができるため、どのような長尺リニアモータであって
も前述のステータコアアセンブリを継ぎ足すのみで容易
に製作することができる。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the stator core can be manufactured in a certain unit length, and the stator core assembly can be made by winding the conductor in units of that length. Even such a long linear motor can be easily manufactured by simply adding the stator core assembly described above.

ところで、従来例および上述の実施例のような永久磁石
を用いる直流リニアモータにおいて、永久磁石の磁気吸
引力が問題になることがある。すなわち、第1図に示し
た直流リニアモータにおいては、永久磁石40aと40
bはステータコア10とエアギャップ60aを介して対
向して磁気回路を構成している。このような磁気回路に
おいて、磁気吸引力はエアギャップ60aを小さくする
方向に作用する。つまり、永久磁石40a、40bとヨ
ーク50は下方に相当強い力で引張られる。
By the way, in DC linear motors using permanent magnets such as the conventional example and the above-described embodiments, the magnetic attraction force of the permanent magnets may become a problem. That is, in the DC linear motor shown in FIG. 1, the permanent magnets 40a and 40
b constitutes a magnetic circuit, facing the stator core 10 via an air gap 60a. In such a magnetic circuit, the magnetic attraction force acts in a direction that reduces the air gap 60a. In other words, the permanent magnets 40a, 40b and the yoke 50 are pulled downward with a considerably strong force.

このため、リニアガイドに負担がかかり、摺動抵抗が増
大して推力の損失(機械損)の増大やガイドの耐久性の
低下あるいは精密リニアテーブルなどにおいては、精度
の低下という現象を起こす原因となる。そこで、そのよ
うな現象を防止できるような実施例について説明する。
This puts a strain on the linear guide and increases sliding resistance, which can lead to increased thrust loss (mechanical loss), reduced guide durability, and reduced accuracy in precision linear tables. Become. Therefore, an embodiment that can prevent such a phenomenon will be described.

第20A図はこの発明の他の実施例の構成を示す図であ
り、第21図は第20A図の駆動回路の一例を示す図で
ある。第20A図に示した実施例は、ヨーク50を中央
部に配置し、その両側に永久磁石40a、40b、40
a’ 、40b’を配置し、永久磁石40a、40bに
対してステータコアアセンブリ10を配置し、永久磁石
40a’。
FIG. 20A is a diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a diagram showing an example of the drive circuit of FIG. 20A. In the embodiment shown in FIG. 20A, a yoke 50 is arranged in the center, and permanent magnets 40a, 40b, 40 are arranged on both sides of the yoke 50.
a', 40b', and the stator core assembly 10 is arranged relative to the permanent magnets 40a, 40b, the permanent magnet 40a'.

40b′に対向するようにステータコアアセンブリ10
′を配置したものである。なお、可動子としてのヨーク
50は従来例よりも薄くすることができる。
stator core assembly 10 opposite to 40b'
′ is arranged. Note that the yoke 50 as a movable element can be made thinner than the conventional example.

これは第20A図のように対向した永久磁石40aと4
0b′の表面極性を異極とすることにより、磁束は永久
磁石40aのS極−永久磁石40bのN極−永久磁石4
0b′のS極→永久磁石40a’のN極の経路に流れ、
ヨーク50にはほとんど流れなくなるためである。また
、ステータコアアセンブリ10と10′の対向したコイ
ル群の通電方向を同じ方向とすることにより、推力は同
一方向に発生することになる。また、駆動回路は第21
図に示すような回路となる。すなわち、対向したコイル
群C1ないしCsとc 、 L ないしC6′を同極性
で直列接続することにより、パワートランジスタの数1
位置検出装置、駆動回路および制御回路共に前述の第5
図に示したものと同じものを用いることができ、全く同
じ効果を得ることができる。
This consists of permanent magnets 40a and 4 facing each other as shown in Figure 20A.
By making the surface polarities of 0b' different, the magnetic flux is distributed between the S pole of the permanent magnet 40a - the N pole of the permanent magnet 40b - the permanent magnet 4
It flows in the path from the S pole of 0b' to the N pole of permanent magnet 40a',
This is because almost no water flows into the yoke 50. Furthermore, by energizing the opposing coil groups of the stator core assemblies 10 and 10' in the same direction, thrust is generated in the same direction. In addition, the drive circuit is the 21st
The circuit will look like the one shown in the figure. That is, by connecting the opposing coil groups C1 to Cs and c, L to C6' in series with the same polarity, the number of power transistors can be reduced to 1.
The position detection device, the drive circuit, and the control circuit are all
The same thing as shown in the figure can be used and exactly the same effect can be obtained.

第20B図はこの発明の他の実施例の構成を示す図であ
る。この第20B図に示した実施例は、ステータコアア
センブリ10を中央部に配置し、その一方何に永久磁石
40aおよび40bとヨーク50を配置し、他方側に永
久磁石40a′および40b′とヨーク50′を配置し
たものである。
FIG. 20B is a diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 20B, the stator core assembly 10 is arranged in the center, and the permanent magnets 40a and 40b and the yoke 50 are arranged on one side, and the permanent magnets 40a' and 40b' and the yoke 50 are arranged on the other side. ′ is arranged.

なお、この実施例によれば、前述の第20A図に示した
実施例に比べて銅損が少なく効率の向上を図ることがで
きる。
In addition, according to this embodiment, compared to the embodiment shown in FIG. 20A described above, copper loss is reduced and efficiency can be improved.

これは、第20A図に示した実施例においては、ステー
タコアアセンブリ10および10′の環状のコイル群C
1,C2・・・+  CI ’ +  02′・・・の
うち、推力発生に寄与している部分は中央の永久磁石4
0a、40b、40a’ 、40b’ に対向している
部分のみであり、第20B図に示した実施例では、中央
のステータコアアセンブリ10のコイル群CI+  0
2・・・の両面に永久磁石40a、 40b、40a’
 、40b’が対向し、コイル群C7,C2・・・の両
面が推力発生に寄与するためである。また、永久磁石4
0bと40b′をN極とし、永久磁石40aと40a′
をS極とすることにより、磁束の流れは矢印7のように
なる。
In the embodiment shown in FIG. 20A, this is the annular coil group C of stator core assemblies 10 and 10'.
1, C2...+CI'+02'..., the part that contributes to thrust generation is the central permanent magnet 4.
0a, 40b, 40a', 40b', and in the embodiment shown in FIG.
Permanent magnets 40a, 40b, 40a' on both sides of 2...
, 40b' face each other, and both sides of the coil groups C7, C2, . . . contribute to thrust generation. In addition, permanent magnet 4
0b and 40b' are N poles, and permanent magnets 40a and 40a'
By setting this as the south pole, the magnetic flux flows as shown by arrow 7.

また、コイル群CI l  C21C41Cgの通電状
態が図示のようであれば、ヨーク50および50′はい
ずれも第20B図に示す右方向に推力が発生することに
なる。また、駆動回路は第5図に示したものと全く同じ
ものを用いることができ、全く同じ効果を得ることがで
きる。
Further, if the coil group CI l C21C41Cg is energized as shown in the figure, thrust will be generated in both yokes 50 and 50' in the right direction as shown in FIG. 20B. Moreover, the same drive circuit as shown in FIG. 5 can be used, and exactly the same effect can be obtained.

第22図はこの発明のその他の実施例を示す図であり、
第23図は第22図の線c−c’に沿う断面図である。
FIG. 22 is a diagram showing another embodiment of the present invention,
FIG. 23 is a sectional view taken along line c-c' in FIG. 22.

この第22図に示した実施例は、ステータコア10とし
て、電磁鋼板を短冊状に形成したものを積重ねて所定の
厚さとなるように構成し、これに導体20をリング状に
巻回し、スライド方向に成る長さごとにタップを引き出
して、そのタップ間をコイル群c+ l  C21C3
・・・というようにまとめてステータコアアセンブリを
構成している。その他、永久磁石の配置や駆動回路など
は前述の実施例と全く同じである。このように、ステー
タコアアセンブリ10を構成したことによって、磁束密
度が低い場合や低速度で鉄損が小さい場合には、軟鉄の
角材をそのまま用いてもよい。また、このように構成し
たステータコアアセンブリは前述の第20A図に示した
実施例にも適用することができる。
In the embodiment shown in FIG. 22, the stator core 10 is constructed by stacking electromagnetic steel plates in the form of strips to a predetermined thickness, and a conductor 20 is wound around this in a ring shape, so that the stator core 10 is formed into rectangular strips. Pull out the taps for each length, and connect the coils between the taps to the coil group C+ l
. . . collectively constitute the stator core assembly. Other than that, the arrangement of the permanent magnets, the drive circuit, etc. are exactly the same as in the previous embodiment. By configuring the stator core assembly 10 in this way, when the magnetic flux density is low or when the core loss is small at low speeds, a square piece of soft iron may be used as is. Further, the stator core assembly configured in this manner can also be applied to the embodiment shown in FIG. 20A described above.

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、ステータコアおよび
界磁永久磁石の間とステータコアの背面にわたって導体
をリング状に巻回してコイルを構成したことによって、
磁束密度分布と通電導体との関係を均一にでき、発生推
力の変動も少なくできる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by forming a coil by winding a conductor in a ring shape between the stator core and the field permanent magnets and over the back surface of the stator core,
The relationship between the magnetic flux density distribution and the current-carrying conductor can be made uniform, and fluctuations in the generated thrust can be reduced.

しかも、磁束分布の全区間に通電された導体が存在す・
るので、従来例に比べて大きな推力を得ることができる
。さらに、ステータコアの両端においても中間の位置に
おいても通電導体の本数が変わることがないので、無駄
がなくすべての導体を有効にできる。さらに、従来のよ
うにステータコアの断面に多数の導体が交差しないため
、コアからはみ出す部分を少なくでき、幅を小さくする
ことができる。さらに、導体を駆動するための半導体素
子の数も少なくでき、これを制御するための制御回路も
簡略化できる。
Moreover, there are energized conductors in the entire section of the magnetic flux distribution.
Therefore, a larger thrust force can be obtained compared to the conventional example. Furthermore, since the number of current-carrying conductors does not change either at both ends of the stator core or at an intermediate position, there is no waste and all the conductors can be used effectively. Furthermore, since a large number of conductors do not cross the cross section of the stator core as in the conventional case, the portion protruding from the core can be reduced, and the width can be reduced. Furthermore, the number of semiconductor elements for driving the conductors can be reduced, and the control circuit for controlling them can also be simplified.

また、ステータコアを2組設け、これらのステータコア
に対向するように界磁永久磁石を配置すれば、機械損を
少なくできしかも精度を向上させることができる。
Further, by providing two sets of stator cores and arranging field permanent magnets to face these stator cores, mechanical loss can be reduced and accuracy can be improved.

また、ステータコアを中央に設け、界磁永久磁石をステ
ータコアの両側に対向するように2組設ければ、銅損を
少なくして精度を向上させることができる。
Further, by providing the stator core in the center and providing two sets of field permanent magnets facing each other on both sides of the stator core, it is possible to reduce copper loss and improve accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の構造を示す図である。第
2図および第3図はステータコアの形状を示す図である
。第4図はこの発明の一実施例における位置検出器の配
置図である。第5図はこの発明の一実施例に含まれる駆
動回路を示す図である。第6A図はこの発明の一実施例
に含まれる制御回路の電気回路図である。第6B図は制
御回路の他の例を示す電気回路図である。第7図はこの
発明の一実施例の動作を説明するための図である。 第8図および第9図はこの発明の一実施例の駆動回路の
動作を説明するための図である。第10図は制御回路に
含まれる8チヤネルマルチプレクサを示す図である。第
11図はマルチプレクサの論理動作を示す図である。第
12図は制御回路の動作を説明するための図である。第
13図ないし第15図はこの発明の一実施例における発
生した推力を説明するための図である。第16図はステ
ータコアの両端の推力を説明するための図である。 第17図はステータコアのコイルエンドの大きさを示す
図である。第18図はこの発明の一実施例の推力をアッ
プする方法を説明するための図である。第19図は推力
をアップしたりニアモータの駆動回路を示す電気回路図
である。 第20A図および第20B図はこの発明の他の実施例の
構造を示す図である。第21図は第20A図に示した実
施例の駆動回路の電気回路図である。第22図はこの発
明のその他の実施例の構造を示す図である。第23図は
第22図における線c−c’に沿う断面図である。第2
4図は従来のりニアモータの構造を示す図である。第2
5図は従来のりニアモータの動作を説明するための図で
ある。第26図は従来のりニアモータの駆動回路の電気
回路図である。第27図ないし第31図は従来のりニア
モータにおける推力の変動を説明するための図である。 第32図および第33図は従来のりニアモータのコア両
端部における推力を説明するための図である。第34図
はステータコアのコイルエンドの大きさを示す図である
。第35図および第36図は従来のりニアモータの推力
をアップする方法を説明するための図である。第37図
は推力をアップしたりニアモータの駆動回路の電気回路
図である。 図において、10はステータコア、10aは歯、10b
はスロット、10c、10dは巻線スペース、10eは
ヨーク、20は導体、30は取付台、40a、40b、
40a’ 、40b’ 、41a。 41bは永久磁石、50はヨーク、60aはエアギャッ
プ、80はターゲット、101は論理和回路、102は
EXOR回路、103はマルチプレクサ、201ないし
204はROM、aないしgは位置検出器、C7ないし
C15はコイル群、Tr、ないしTr3゜はパワートラ
ンジスタを示す。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the shape of the stator core. FIG. 4 is a layout diagram of a position detector in an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing a drive circuit included in one embodiment of the present invention. FIG. 6A is an electrical circuit diagram of a control circuit included in one embodiment of the present invention. FIG. 6B is an electric circuit diagram showing another example of the control circuit. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of one embodiment of the present invention. FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the drive circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing an 8-channel multiplexer included in the control circuit. FIG. 11 is a diagram showing the logical operation of the multiplexer. FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the control circuit. FIGS. 13 to 15 are diagrams for explaining the thrust generated in one embodiment of the present invention. FIG. 16 is a diagram for explaining the thrust at both ends of the stator core. FIG. 17 is a diagram showing the size of the coil end of the stator core. FIG. 18 is a diagram for explaining a method of increasing the thrust of an embodiment of the present invention. FIG. 19 is an electric circuit diagram showing a drive circuit for increasing the thrust and driving the near motor. FIGS. 20A and 20B are diagrams showing the structure of another embodiment of the present invention. FIG. 21 is an electrical circuit diagram of the driving circuit of the embodiment shown in FIG. 20A. FIG. 22 is a diagram showing the structure of another embodiment of the invention. FIG. 23 is a sectional view taken along line c-c' in FIG. 22. Second
FIG. 4 is a diagram showing the structure of a conventional linear motor. Second
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a conventional linear motor. FIG. 26 is an electrical circuit diagram of a drive circuit for a conventional linear motor. FIGS. 27 to 31 are diagrams for explaining thrust fluctuations in a conventional linear motor. FIGS. 32 and 33 are diagrams for explaining the thrust at both ends of the core of a conventional linear motor. FIG. 34 is a diagram showing the size of the coil end of the stator core. FIGS. 35 and 36 are diagrams for explaining a method of increasing the thrust of a conventional linear motor. FIG. 37 is an electric circuit diagram of a near motor drive circuit for increasing thrust. In the figure, 10 is a stator core, 10a is a tooth, 10b
are slots, 10c and 10d are winding spaces, 10e is a yoke, 20 is a conductor, 30 is a mounting base, 40a, 40b,
40a', 40b', 41a. 41b is a permanent magnet, 50 is a yoke, 60a is an air gap, 80 is a target, 101 is an OR circuit, 102 is an EXOR circuit, 103 is a multiplexer, 201 to 204 are ROMs, a to g are position detectors, C7 to C15 denotes a coil group, and Tr to Tr3° denote a power transistor.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導体が巻回されたステータコアと、前記ステータ
コアに対向して配置されて可動子となる界磁永久磁石と
を備えた直流リニアモータにおいて、 前記導体は前記ステータコアと前記界磁永久磁石の間と
前記ステータコアの背面にわたってリング状に巻回され
てコイルを構成し、スライド方向の単位長さあたり同一
巻数のコイルを電気的に接続してコイル群とし、該界磁
永久磁石1極の長さより長い連続した複数個のコイル群
に同時に同一方向の電流が流れるように通電し、かつ前
記界磁永久磁石の極の長さに対して十分長い区間にわた
って通電された導体を配置したことを特徴とする、直流
リニアモータ。
(1) In a DC linear motor including a stator core around which a conductor is wound, and a field permanent magnet arranged opposite to the stator core and serving as a mover, the conductor is connected to the stator core and the field permanent magnet. The coils are wound in a ring shape over the gap and the back surface of the stator core, and the coils with the same number of turns per unit length in the sliding direction are electrically connected to form a coil group, and the length of one pole of the field permanent magnet is It is characterized by energizing so that current flows simultaneously in the same direction through a plurality of continuous coil groups that are longer than that, and arranging conductors that are energized over a sufficiently long section with respect to the pole length of the field permanent magnet. A DC linear motor.
(2)前記界磁永久磁石の極間は、前記コイル群ピッチ
の2倍の間隔に選ばれる、特許請求の範囲第1項記載の
直流リニアモータ。
(2) The DC linear motor according to claim 1, wherein the distance between the poles of the field permanent magnet is selected to be twice the pitch of the coil group.
(3)前記ステータコアは、電磁鋼板を成形して積層さ
れかつその長さが前記コイル群の長さの整数倍に選ばれ
ていて、前記スライド方向に磁気的に連続な手段によっ
て所定数配列されている、特許請求の範囲第2項記載の
直流リニアモータ。
(3) The stator core is made of formed and laminated electromagnetic steel plates, the length of which is selected to be an integral multiple of the length of the coil group, and a predetermined number of stator cores are arranged in the sliding direction by magnetically continuous means. A direct current linear motor according to claim 2.
(4)前記ステータコアは軟鉄の角材を複数積層して所
定の寸法に形成するかあるいは所定の寸法の1本の軟鉄
の角材によって形成される、特許請求の範囲第1項ない
し第3項のいずれかに記載の直流リニアモータ。
(4) The stator core is formed by laminating a plurality of square pieces of soft iron to have a predetermined size, or from a single square piece of soft iron having a predetermined size. The DC linear motor described in .
(5)前記ステータコアはそれぞれが中央に配列される
ように2組設けられ、 前記界磁永久磁石はそれぞれが前記2組のステータコア
に対向し、それぞれの極性が異極となりかつ対向する導
体の通電方向が同方向となるように各コイル群が電気的
に接続される、特許請求の範囲第1項ないし第4項のい
ずれかに記載の直流リニアモータ。
(5) Two sets of the stator cores are provided so that the stator cores are arranged in the center, and each of the field permanent magnets is opposite to the two sets of stator cores, and each of the field permanent magnets has a different polarity, and the opposing conductors are energized. The DC linear motor according to any one of claims 1 to 4, wherein each coil group is electrically connected so that the coil groups are in the same direction.
(6)前記ステータコアは中央に設けられ、前記界磁永
久磁石は前記ステータコアの両側に対向しかつそれぞれ
の極性が同極となるように2組設けられる、特許請求の
範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の直流リニア
モータ。
(6) The stator core is provided at the center, and the field permanent magnets are provided in two sets so as to face each side of the stator core and have the same polarity. The DC linear motor described in any of paragraphs.
(7)さらに、前記コイル群に流れる電流を切換えるた
めの半導体素子を含み、 隣接するコイル群同士が互いに電気的に直列接続され、
左右両端のコイル群同士も互いに電気的に接続され、前
記半導体素子は各接続点に配置される、特許請求の範囲
第1項または第2項に記載の直流リニアモータ。
(7) The coil further includes a semiconductor element for switching the current flowing through the coil group, and adjacent coil groups are electrically connected to each other in series;
The DC linear motor according to claim 1 or 2, wherein the coil groups at both left and right ends are also electrically connected to each other, and the semiconductor element is arranged at each connection point.
(8)さらに、前記コイル群ピッチの2倍の間隔を有す
るように配置される位置検出素子と、前記コイル群ピッ
チの3倍の長さを有し、前記可動子に取付けられるター
ゲットとを含む、特許請求の範囲第1項または第2項記
載の直流リニアモータ。
(8) Further, it includes position detection elements arranged to have an interval twice the pitch of the coil group, and a target having a length three times the pitch of the coil group and attached to the movable element. , a DC linear motor according to claim 1 or 2.
(9)さらに、隣接する2つの位置検出素子からの信号
と、両側の信号の論理和信号の3つの信号とに基づいて
、前記半導体素子を制御する論理回路を含む、特許請求
の範囲第8項記載の直流リニアモータ。
(9) Claim 8 further includes a logic circuit that controls the semiconductor element based on three signals: a signal from two adjacent position detection elements and a logical sum signal of the signals on both sides. DC linear motor described in section.
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