JPH02168845A - Linear motor - Google Patents

Linear motor

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JPH02168845A
JPH02168845A JP32238488A JP32238488A JPH02168845A JP H02168845 A JPH02168845 A JP H02168845A JP 32238488 A JP32238488 A JP 32238488A JP 32238488 A JP32238488 A JP 32238488A JP H02168845 A JPH02168845 A JP H02168845A
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core
movable part
length
coil
linear motor
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Tadao Yoneda
米田 忠男
Yasuyuki Fujita
康之 藤田
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NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To increase the rigidity of core and to reduce deformation of core by arranging at least one foot at the intermediate section of core at fixed section then securing the core at least three points including the opposite ends to a fixing base. CONSTITUTION:Opposite ends of a core 21 are secured through spacers 4 to a fixing base 3 to provide an empty section Y wound with no coil 22 in the central section of the core 21, then a foot 5 is fixed with a screw 6 and further secured through a screw 7 to a base 3.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野] この発明はリニアモータに関し、特に、可動部とコアの
外周に導体を巻回して励磁コイルか形成された固定部と
固定部に設けられて可動部の位置を検出するための位置
検出部を備えたようなリニアモータに関する。
[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" The present invention relates to a linear motor, and in particular, a movable part and a fixed part in which an excitation coil is formed by winding a conductor around the outer periphery of the core, and a fixed part provided in the fixed part. The present invention relates to a linear motor equipped with a position detection section for detecting the position of a movable section.

[従来の技術] 本願発明者らは、特願昭63−225357号において
、角形のステータコアの外周に導体を巻回してコイルを
形成した構造のリニアモータを提案した。この提案され
たリニアモータは、永久磁石を多極化することによって
コアを薄く設計することができるという利点かあり、全
体のシステムをコンバクI・化することか可能になった
[Prior Art] In Japanese Patent Application No. 63-225357, the present inventors proposed a linear motor having a structure in which a conductor is wound around the outer periphery of a rectangular stator core to form a coil. This proposed linear motor has the advantage that the core can be designed to be thin by making the permanent magnets multipolar, making it possible to convert the entire system into a compact I-type motor.

第8図は上述の提案されたリニアモータの可動部と固定
部を示す図であり、特に、第8図(a)は正面図を示し
、第8図(b)は側面図を示す。
FIG. 8 is a diagram showing a movable part and a fixed part of the above-mentioned proposed linear motor, in particular, FIG. 8(a) shows a front view, and FIG. 8(b) shows a side view.

第8図において、固定部2はコア21とその外周に巻回
されたコイル22とによって構成されている。可動部1
は図示しないリニアガイドによって左右方向に移動可能
であって、永久磁石11とヨーク12とによって構成さ
れている。磁気回路は永久磁石]]−エアギャップ5−
コア21−エアギャップ5−永久磁石11→ヨ一ク12
→永久磁石]1のループによって形成されている。した
がって、コア21と永久磁石11にはエアギャップ5を
介して常に吸引力が発生している。この吸引力の大きさ
は永久磁石に強力なレアアースマグネットを使用した例
では数10kgfにも達する。
In FIG. 8, the fixed part 2 is composed of a core 21 and a coil 22 wound around the outer periphery of the core 21. Movable part 1
is movable in the left-right direction by a linear guide (not shown), and is composed of a permanent magnet 11 and a yoke 12. The magnetic circuit is a permanent magnet]] - Air gap 5 -
Core 21 - Air gap 5 - Permanent magnet 11 → Yoke 12
→Permanent magnet] It is formed by a loop of 1. Therefore, an attractive force is always generated between the core 21 and the permanent magnet 11 via the air gap 5. The magnitude of this attractive force reaches several tens of kgf in an example where a strong rare earth magnet is used as a permanent magnet.

[発明か解決しようとする課題] ところで、第8図に示した固定部2のコア2]は両端か
スペーサ4を介して取(=j台3に固定されているため
に、前述の永久磁石11による吸引力により、コア21
は上方に引」二げられ、コア2]は弓形に変形してしま
う。この変形量は可動部1がコア2]の全長の中間に位
置したときにコア2]の中間点で最大となる。このよう
に、コア2]が弓形に変形することにより、可動部]の
位置によって推力の大きさが変化したり、永久磁石1]
とコイル22が接触するという不具合が起こる場合かあ
る。したがって、設計時点において、吸引力の大きさと
、コア21の断面形状と長さからコア21の撓み量を計
算し、エアギャップ5の太きさを決める必要があった。
[Problem to be solved by the invention] By the way, since the core 2 of the fixed part 2 shown in FIG. 11, the core 21
is pulled upward, and the core 2] is deformed into an arched shape. This amount of deformation becomes maximum at the midpoint of the core 2 when the movable portion 1 is located in the middle of the entire length of the core 2. In this way, by deforming the core 2 into an arcuate shape, the magnitude of the thrust changes depending on the position of the movable part, and the permanent magnet 1]
In some cases, a problem may occur where the coil 22 comes into contact with the coil 22. Therefore, at the time of design, it was necessary to calculate the amount of deflection of the core 21 from the magnitude of the suction force and the cross-sectional shape and length of the core 21, and to determine the thickness of the air gap 5.

それゆえに、この発明の主たる目的は、コアの剛性を向
上させ、永久磁石の吸引力によるコアの変形量を少なく
し得る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 linear motor that can improve the rigidity of the core and reduce the amount of core deformation caused by the attractive force of the permanent magnets.

この発明の他の目的は、コアの中間部に少なくとも]っ
の脚を取付けたとき、導体数の減少分による推力の減少
を最少限に抑えることのできるようなリニアモータを提
供することである。
Another object of the present invention is to provide a linear motor that can minimize the reduction in thrust due to the reduction in the number of conductors when at least one leg is attached to the intermediate portion of the core. .

[課題を解決するための手段] 第1請求項にかかる発明は、永久磁石が設けられた可動
部と、断面矩形のコアを含み、コアの外周に導体を巻回
して励磁コイルが形成された固定部と、固定部に設けら
れ、可動部の位置を検出するための位置検出部を備えた
リニアモータであって、固定部のコアの中間に設けられ
る少なくとも1つの脚を含み、コアの両端を含んで少な
くとも3箇所を取付台に固定するようにしたものである
[Means for Solving the Problem] The invention according to the first claim includes a movable part provided with a permanent magnet and a core having a rectangular cross section, and an excitation coil is formed by winding a conductor around the outer periphery of the core. A linear motor comprising a fixed part and a position detecting part provided on the fixed part for detecting the position of the movable part, the linear motor including at least one leg provided in the middle of a core of the fixed part, and at least one leg provided at both ends of the core. It is designed to be fixed to the mounting base in at least three places including.

第2請求項にかかる発明は少なくとも1つの脚の取付間
隔は、少なくとも4極の偶数極長であって、可動部の移
動範囲すべてにおいて、該可動部の長さあたりに含まれ
る脚の数が1以上の整数となるように配置され、かつ脚
が設けられた両側の極の6個のコイルの長さかそれぞれ
u/6 (uは脚の幅)だけ短くされ、可動部が左端ま
たは右端に位置したとぎにそれぞれ固定部の左端または
右端の極の3個のコイルについてそれぞれ見/6ずつ短
くされて左端または右端に旦/2の長さ分についてコイ
ルを巻回しない空白部分を設けるように構成される。
In the invention according to the second claim, the mounting interval of at least one leg is an even number of pole lengths of at least four poles, and the number of legs included per length of the movable part is in the entire moving range of the movable part. The length of the six coils on both poles on both sides where the legs are provided is shortened by u/6 (u is the width of the legs), and the movable part is placed at the left or right end. Once in position, the three coils at the left or right end pole of the fixed part are each shortened by 6/6, and a blank space is provided at the left or right end where no coil is wound by 1/2 length. configured.

第3請求項にかかる発明は脚の取付間隔が少なくとも2
極の偶数極長であって、可動部の移動範囲のすべてにお
いて該可動部の長さあたりに含まれる脚の数が1以上の
整数となるように配置されかつ脚が設けられた一方側の
極の3個のコイルの長さがそれぞれfl/3 (Qは脚
の幅)だけ短くされかつ可動部が右端に位置したときに
、該可動部の左端が脚にかかる場合は固定部の右端の極
のコイル3個の長さがそれぞれ銃/3だけ短くなるよう
に構成される。
In the invention according to the third claim, the mounting interval of the legs is at least 2.
The poles are even-numbered pole lengths and are arranged so that the number of legs included per length of the movable part is an integer of 1 or more in the entire movement range of the movable part, and on one side where the legs are provided. When the lengths of the three coils of the pole are each shortened by fl/3 (Q is the width of the leg) and the movable part is located at the right end, if the left end of the movable part touches the leg, the right end of the fixed part The lengths of the three pole coils are each shortened by gun/3.

第4請求項にかかる発明は、励磁コイルは3相であって
、各相のコイルが全長にわたって各相ごとにすべて電気
的に直列接続され、直列接続された各相のコイルの一端
は短絡され、他端には駆動信号が入力される。
In the fourth aspect of the invention, the excitation coil has three phases, the coils of each phase are electrically connected in series for each phase over the entire length, and one end of the coil of each phase connected in series is short-circuited. , and a drive signal is input to the other end.

[作用] 第1請求項にかかる発明は、コアの中間部に少なくとも
1つの脚を設け、取付台にコアを固定するようにしたの
で、コアの剛性が向上し、永久磁石の吸引力によるコア
の変形量を少なくできる。
[Function] The invention according to the first claim is provided with at least one leg in the middle part of the core, and the core is fixed to the mounting base, so that the rigidity of the core is improved and the core is fixed by the attraction force of the permanent magnet. The amount of deformation can be reduced.

第2請求項および第3請求項にかかる発明は、脚の取付
による導体数の減少分の振分は方を考慮するようにした
ので、推力の減少を最少限に抑えることができる。
In the inventions according to the second and third claims, the reduction in the number of conductors due to the attachment of the legs is taken into consideration, so that the reduction in thrust force can be minimized.

第4請求項にかかる発明は、各相のコイルを各相ごとに
すべて電気的に直列接続し、その一端を短絡し、他端に
駆動信号を入力するようにしたので、制御回路や駆動回
路を簡素化でき、各コイルと駆動回路とを接続するリー
ド線の数を少なくできる。
In the fourth aspect of the invention, the coils of each phase are electrically connected in series for each phase, one end of which is short-circuited, and a drive signal is input to the other end. can be simplified, and the number of lead wires connecting each coil and the drive circuit can be reduced.

[発明の実施例コ 第1図はこの発明の一実施例の可動部と固定部を示す図
であって、特に、第1図(a)は正面図を示し、第1図
(b)は側面図を示す。この第1図に示した実施例は、
コア21の中央部にコイル22を巻回しない空白部Yを
設け、その部分に脚5をねじ6によって取付け、さらに
取付台3にねじ7によって締付けるようにしたものであ
る。それによって、コア21の剛性が向上し、永久磁石
11の吸引力によるコア21の変形量を少なくすること
ができる。
[Embodiment of the invention] Fig. 1 is a diagram showing a movable part and a fixed part of an embodiment of the invention, in particular, Fig. 1(a) shows a front view, and Fig. 1(b) shows a front view. A side view is shown. The embodiment shown in FIG.
A blank part Y in which the coil 22 is not wound is provided in the center of the core 21, and the legs 5 are attached to this part with screws 6, and further tightened to the mounting base 3 with screws 7. Thereby, the rigidity of the core 21 is improved, and the amount of deformation of the core 21 due to the attractive force of the permanent magnet 11 can be reduced.

上述のごとく、コア21の中央部に脚5を設けて取付台
3に取付けることにより、コア21の変形量を少なくで
きるが、空白部Yを設けたことによって、コイル22の
巻数が少なくなり、推力が低下する。そこで、このよう
な推力の低下を少なくできる実施例について以下に説明
する。
As mentioned above, by providing the leg 5 in the center of the core 21 and attaching it to the mounting base 3, the amount of deformation of the core 21 can be reduced, but by providing the blank portion Y, the number of turns of the coil 22 is reduced, Thrust is reduced. Therefore, an embodiment that can reduce such a decrease in thrust will be described below.

第2A図はこの発明の各実施例と対比するために、脚を
設けていない可動部と固定部を示す正面図であり、第2
B図、第2C図、第2E図および第2F図はこの発明の
各実施例における固定部の正面図であり、第2D図はこ
の発明の実施例の効果を説明するための固定部の正面図
である。
FIG. 2A is a front view showing a movable part and a fixed part without legs for comparison with each embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. B, FIG. 2C, FIG. 2E, and FIG. 2F are front views of the fixing portion in each embodiment of the present invention, and FIG. 2D is a front view of the fixing portion for explaining the effects of the embodiment of the present invention. It is a diagram.

まず、第2B図は、可動部1の全長(ストロークの方向
)あたり1個の脚5を設けた場合の固定部2を示すもの
であって、この脚5の幅を立とすると、固定部2の左端
にも髪/2の長さ分だけコイルを巻回しない空白部分が
設けられる。これによって、可動部1の長さあたりコイ
ル22の長さは第2A図に示した例に比べて此だけ短く
なる。
First, FIG. 2B shows the fixed part 2 when one leg 5 is provided for the entire length (stroke direction) of the movable part 1. A blank portion is also provided at the left end of 2 where the coil is not wound by the length of hair/2. As a result, the length of the coil 22 per length of the movable part 1 becomes shorter than that in the example shown in FIG. 2A.

すなわち、脚5に隣接した1極分(コイルuB。That is, one pole adjacent to leg 5 (coil uB).

VB、w8およびコイルug 、 Vg 、 Wg )
で迂/2だけ短くし、さらに第2B図の左端の1極分(
コイルLJ+ + ”+ + ”’+ )でl/2だけ
短くするように対応している。
VB, w8 and coil ug, Vg, Wg)
shorten it by /2, and further shorten it by one pole on the left end of Figure 2B (
Coil LJ+ + ``+ + '''+) is adapted to shorten the length by 1/2.

つまり、第2B図に示すように、8極で1極の長さをτ
とした場合には、第2B図に示すように各コイルに記号
を付けると、1極の長さを麩/2短くする場所は、u8
n  7+  V8n  ?+ w8n7とu8 n 
+ va n + W8 n  (n 11+ 2゛′
)である。
In other words, as shown in Figure 2B, the length of one pole in eight poles is τ
In this case, if each coil is marked with a symbol as shown in Figure 2B, the location where the length of one pole is shortened by 0/2 is u8.
n7+V8n? +w8n7 and u8n
+ va n + W8 n (n 11+ 2゛'
).

第2C図に示した例は、可動部1の長さの1/2のとこ
ろにも脚5を設けることにより、コア21の剛性をさら
に向上させたものである。この第2C図に示した例では
、u4n  3+  v4n  3W4o−aとu4n
+  4n+ w4nの極の長さ■ を肛/2短くすることになる。
In the example shown in FIG. 2C, the rigidity of the core 21 is further improved by providing legs 5 at 1/2 of the length of the movable part 1. In the example shown in FIG. 2C, u4n 3+ v4n 3W4o-a and u4n
+4n+w4n pole length ■ will be shortened by 0/2.

上述のごとく、第2B図および第2C図に示したように
、コア21の中間に少なくとも1個の脚5を設け、剛性
の高い取付台に固定することにより、コア21の剛性が
向上する。また、脚5を設けたことにより、コイル22
の導体数が減少し、推力の低下をきたすが、この実施例
によれば、推力の低下を最少限に抑えることができる。
As described above, as shown in FIGS. 2B and 2C, the rigidity of the core 21 is improved by providing at least one leg 5 in the middle of the core 21 and fixing it to a highly rigid mounting base. In addition, by providing the legs 5, the coil 22
However, according to this embodiment, the decrease in thrust can be minimized.

ここで、より具体的な数値を例に掲げて説明する。脚5
を設けていない第2A図に示した可動部]に設けられて
いる永久磁石1]を8極とし、1−極の長さτを25m
mとする。このシステムにおいて、2相分(たとえばコ
イルVI +  V2 +  v3 +V4”’と〜W
l 、W2 、w3.w4 °゛)にある−定電流を流
し続けた場合、可動部1に発生する推力の大きさは磁束
の分布が正弦波状であったとすれば、第3図の実線で示
すように正弦波状となる。
Here, the explanation will be given using more specific numerical values as an example. leg 5
The permanent magnet 1] provided in the movable part shown in Fig. 2A which is not provided with 8 poles, and the length τ of 1 pole is 25 m.
Let it be m. In this system, two phases (e.g. coil VI + V2 + v3 + V4'' and ~W
l, W2, w3. w4 °゛) When a constant current continues to flow, the magnitude of the thrust generated in the movable part 1 is sinusoidal, as shown by the solid line in Figure 3, if the magnetic flux distribution is sinusoidal. Become.

この第3図はこの実施例による推力の大きさを説明する
ための図である。第3図において、Aは全推力の大きさ
である一方向のみを示し、その大きさの最大値を1とし
て示している。またaは1極分(たとえばコイルv1と
wl)の磁束と電流によって発生する推力を示している
。したがって、A=gXaという関係があり、aの最大
値は0゜125という大きさとなっている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the magnitude of thrust according to this embodiment. In FIG. 3, A indicates only one direction, which is the magnitude of the total thrust, and indicates the maximum value of the magnitude as 1. Further, a indicates the thrust generated by the magnetic flux and current of one pole (for example, coils v1 and wl). Therefore, there is the relationship A=gXa, and the maximum value of a is 0°125.

ここで、この発明の実施例についても同様に推]1 力の大きさを検討すると、第2B図において、脚5の幅
を8mmとする。この場合、コイルU。
Here, the same applies to the embodiments of the present invention.]1 When considering the magnitude of the force, in FIG. 2B, the width of the leg 5 is assumed to be 8 mm. In this case, coil U.

Vl、Wlのグループと[6、VB 、W6のグループ
の1極分の長さはτ−桔/2=25−8/2=21より
21. m mとなる。この場合、他の6極分のコイル
の長さは変イっらず25 m mである。したがって、
推力発生に寄与するコイルの巻数は第2A図に示した例
に比べて、(21,X2+25X6)/25x8=0.
96により、96%、つまり導体数の減少量は4%であ
り、同じ電流値に対して推力も4%減少することになる
The length of one pole of the group Vl, Wl and the group [6, VB, W6 is 21. It becomes mm. In this case, the length of the coils for the other six poles remains unchanged at 25 mm. therefore,
Compared to the example shown in FIG. 2A, the number of turns of the coil contributing to thrust generation is (21,X2+25X6)/25x8=0.
96, the reduction in the number of conductors is 96%, that is, the number of conductors is reduced by 4%, and the thrust force is also reduced by 4% for the same current value.

しかし、永久磁石11の1極の長さにコイルの1極分の
長さの異なるuI +  v+ +  Vl + w+
とuB 、VB 、W8の部分は位相のずれがあるため
、全推力としてはさらに低下する。第3図におけるbl
とb2はコイルul、Vl、WlとコイルUB 、VB
 、 W8のグループによって発生する推力の大きさを
示している。いずれも最大値は導体数か21/25=0
.84 (84%)となっているため、0,1,25x
0.84=0.105となりている。
However, the length of one pole of the permanent magnet 11 is different from the length of one pole of the coil uI + v+ + Vl + w+
Since there is a phase shift between uB, VB, and W8, the total thrust further decreases. bl in Figure 3
and b2 are coils ul, Vl, Wl and coils UB, VB
, shows the magnitude of the thrust generated by the W8 group. In both cases, the maximum value is the number of conductors or 21/25 = 0
.. 84 (84%), so 0,1,25x
0.84=0.105.

他のコイルu2 、  v2 、 w2−1J7 、 
 V7 、 w7の6極分についてはaに示す推力を発
生する。
Other coils u2, v2, w2-1J7,
For the six poles of V7 and w7, the thrust shown in a is generated.

これらを合成すると、Bに示すようになり、その最大値
は約0.95、つまり位相ずれによる推力減少分は約0
.01−となる。
When these are combined, the result is shown in B, and the maximum value is approximately 0.95, which means that the thrust reduction due to phase shift is approximately 0.
.. It becomes 01-.

また、第2C図に示した例では、3mm幅の脚5を中間
に設けることにより、導体数は第2A図に示した例に比
べて8%減少して0.92となるが、位相のずれを含め
た全推力の最大値は約09905となり、位相ずれによ
る推力の減少分は約0.015となる。
In addition, in the example shown in FIG. 2C, by providing the leg 5 with a width of 3 mm in the middle, the number of conductors is reduced by 8% to 0.92 compared to the example shown in FIG. 2A, but the phase difference The maximum value of the total thrust including the shift is about 09905, and the decrease in thrust due to the phase shift is about 0.015.

これらの実施例に対して、第2D図に示した例は、脚5
を設けたことによるコイルの減少分をすべてのコイルu
l 、  Vl、 Wl−uB 、VB 、W8に均一
に振分けたものである。この第2D図に示した例では、
全導体数は第2B図に示した実施例と同様にして、0.
96であるが、コイル22の1極分の長さがすべてτ−
Q、/8=24mmとなって、永久磁石1]の1極分の
長さ25mmと] 3 異なるため、6極ごとに発生する推力の位相がすべて異
なることになる。
For these embodiments, the example shown in FIG.
The decrease in coils due to the provision of
1, Vl, Wl-uB, VB, and W8. In the example shown in this Figure 2D,
The total number of conductors was set to 0. as in the embodiment shown in FIG. 2B.
96, but the length of one pole of the coil 22 is all τ-
Q, /8 = 24 mm, and the length of one pole of the permanent magnet 1 is 25 mm.] 3 Since this is different, the phases of the thrust generated for each of the six poles are all different.

第4図は第2D図に示した例における推力の大きさを示
す図である。第2D図に示した例の6極ごとに発生する
推力は第2D図の左から順にC4c2・・C8となる。
FIG. 4 is a diagram showing the magnitude of thrust in the example shown in FIG. 2D. The thrusts generated for each of the six poles in the example shown in FIG. 2D are C4c2...C8 in order from the left in FIG. 2D.

そのそれぞれの最大値は0゜125X24/25=0.
12となる。すべての推力はCのようになり、その最大
値は約0.92となり、位相ずれによる推力の減少分は
0. 04となる。第2D図に示した例において、さら
に脚5を追加した場合についても同様にして推力の大き
さを算定すると、約0.88となり、位相ずれによる推
力の減少分はやはり0.04となる。これは第2B図の
実施例の0.01や第2C図の実施例の0.01.5に
対してかなり大きい数値である。
The maximum value of each of them is 0°125X24/25=0.
It becomes 12. All the thrusts become like C, the maximum value is about 0.92, and the decrease in thrust due to phase shift is 0.92. It becomes 04. In the example shown in FIG. 2D, if the magnitude of the thrust is calculated in the same manner when the legs 5 are added, it is approximately 0.88, and the decrease in thrust due to the phase shift is also 0.04. This is a considerably larger value than 0.01 in the embodiment shown in FIG. 2B and 0.01.5 in the embodiment shown in FIG. 2C.

なお、固定部2の左端に立/2の長さ分だけコイル22
を巻回しない空白部分を設けた理由は、可動部1かどの
ような位置にあっても永久磁石11から出る磁束と鎖交
する導体数が同じ数となるように揃えるためである。し
たがって、たとえば脚5の位置がこの実施例のように、
w8とu9の間ではなく、W6とu7の間であれば、固
定部2の左端に前述のような空白部分を設ける必要はな
い。
In addition, the coil 22 is placed at the left end of the fixed part 2 by the length of /2.
The reason for providing a blank part where the magnetic flux is not wound is to ensure that the number of conductors interlinked with the magnetic flux emitted from the permanent magnet 11 is the same no matter where the movable part 1 is located. Therefore, for example, if the position of the leg 5 is as in this embodiment,
If it is between W6 and u7 instead of between w8 and u9, there is no need to provide the above-mentioned blank space at the left end of the fixed part 2.

また、この実施例のような推力低下を極力少なくすると
いう特徴を出すためには、脚5の取付間隔は、少なくと
も4極長の偶数極長であってしかも可動部1がどのよう
な位置に移動しても、可動部1の長さあたりに含まれる
脚の本数は少なくとも1以上の整数となるように配備す
る必要がある。
In addition, in order to achieve the feature of minimizing the reduction in thrust force as in this embodiment, the mounting interval of the legs 5 should be an even number of pole lengths of at least 4 pole lengths, and the position of the movable part 1 should be adjusted. Even if the movable part 1 moves, the number of legs included in the length of the movable part 1 must be arranged so that it is an integer of at least one.

次に、第2E図および第2F図を参照して、この発明の
第2実施例について説明する。第2E図に示した例は、
脚5を可動部1の長さ間隔に1個設けた例であり、第2
F図に示した例はさらに中間に脚5を設けた例である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2E and 2F. The example shown in Figure 2E is
This is an example in which one leg 5 is provided at the length interval of the movable part 1, and the second
The example shown in Figure F is an example in which a leg 5 is further provided in the middle.

ここで、第2E図および第2F図について、前述の第1
実施例と同様にして、具体的な数値を掲げて説明する。
Here, regarding FIGS. 2E and 2F, the above-mentioned
In the same manner as in the examples, explanation will be given using specific numerical values.

第2E図では、コイルuB、VB。In FIG. 2E, coils uB, VB.

w8のグループの極のみを脚5の幅分の8mm短くして
17mmとした。導体数の減少分については、第1実施
例と同様にして、4%であるため、脚5を設けない場合
の推力を1とすれば、0.96となる。これにコイルL
18 、VB 、WBのグループの位相が他の7つのグ
ループと異なるための推力の減少がある。これらを考慮
して、推力の最大値を算定すると約0.945となる。
Only the pole of the w8 group was shortened by 8 mm, which is the width of the leg 5, to 17 mm. The reduction in the number of conductors is 4%, as in the first embodiment, so if the thrust when the legs 5 are not provided is 1, it becomes 0.96. Coil L to this
There is a reduction in thrust because the phase of the 18, VB, and WB groups is different from the other seven groups. Taking these into consideration, the maximum value of thrust is calculated to be approximately 0.945.

位相ずれによる推力の減少分は約0.015である。The reduction in thrust due to the phase shift is approximately 0.015.

一方、第2F図に示した脚5をもう1つ設けた例につい
ては、導体の減少による推力の低下は8%であり、推力
の大きさは0.92となる。また、位相ずれを含めた推
力の最大値は約0.915であり、位相のずれによる推
力の減少分は約0.05となる。これらの方法も第2D
図の例に比べて効果的な方法である。
On the other hand, in the example shown in FIG. 2F in which one more leg 5 is provided, the thrust force decreases by 8% due to the decrease in the number of conductors, and the magnitude of the thrust force becomes 0.92. Further, the maximum value of the thrust including the phase shift is about 0.915, and the decrease in thrust due to the phase shift is about 0.05. These methods also apply to 2D
This method is more effective than the example shown in the figure.

第5図はこの実施例におけるコイルの結線図であり、第
6図は論理回路のブロック図であり、第7図は駆動回路
の電気回路図である。
FIG. 5 is a wiring diagram of the coil in this embodiment, FIG. 6 is a block diagram of the logic circuit, and FIG. 7 is an electric circuit diagram of the drive circuit.

次に、コイル22の駆動方法について説明する。Next, a method for driving the coil 22 will be explained.

コイルu1.v11W1〜u8〜.V8.W8〜は第5
図に示すように接続されている。すなわち、コイルu1
.u21 u3〜u8Nと% vll  V2V5〜V
8〜と、WI、W2 、W3〜W8〜番は(為ずれもす
べてのコイルが電気的に直列接続される。
Coil u1. v11W1~u8~. V8. W8~ is the 5th
Connected as shown. That is, coil u1
.. u21 u3~u8N and % vll V2V5~V
8~, WI, W2, W3~W8~ (so all the coils are electrically connected in series.

そして、極性はコイルuI+u3〜u7〜(奇数番目)
、v2.■4〜v8〜(偶数番目)、w++w3〜w7
〜(奇数番目)が同じ極性とされ、他は逆の極性とされ
る。そして、コイルU、〜u8〜はU相を形成し、■1
〜V8〜はV相を形成し、W1〜w8〜はW相を形成し
、3相をなしている。
And the polarity is coil uI + u3 ~ u7 ~ (odd number)
, v2. ■4~v8~ (even numbered), w++w3~w7
~ (odd numbered) are assumed to have the same polarity, and the others are assumed to have opposite polarity. Then, the coil U, ~u8~ forms a U phase, and ■1
~V8~ forms a V phase, and W1~w8~ forms a W phase, forming three phases.

上述の3相分のコイルの右端は端子U、 V、 Wとさ
れ、他端は中性点Nにおいて、3相分のすべてが短絡さ
れたいわゆるY結線方式となっている。
The right end of the three-phase coil described above is used as terminals U, V, and W, and the other end is a so-called Y-connection system in which all three phases are short-circuited at a neutral point N.

なお、この配線は多少複雑となるが、Δ結線方式として
もよい。いずれにしても、リニアモータから出る端子(
リード線)は3本である。
Although this wiring is somewhat complicated, it is also possible to use the Δ wiring method. In any case, the terminal coming out of the linear motor (
There are three lead wires.

駆動部41は第7図に示すように、パワートランジスタ
Tr1〜Tr6および電源Eによって構成される。トラ
ンジスタTr、とTr2はそれぞのコレクタが直列接続
され、その接続点と端子Uが接続される。トランジスタ
TraとTr4はそれぞれのコレクタが直列接続され、
その接続点は端子Vに接続される。トランジスタTr、
とTr6はそれぞれのコレクタが直列接続され、その接
続点は端子Wに接続される。
The drive section 41 is composed of power transistors Tr1 to Tr6 and a power source E, as shown in FIG. The collectors of the transistors Tr and Tr2 are connected in series, and the connection point thereof is connected to the terminal U. The collectors of the transistors Tra and Tr4 are connected in series,
The connection point is connected to terminal V. transistor Tr,
and Tr6 have their respective collectors connected in series, and the connection point thereof is connected to the terminal W.

一方、第2B図に示すように、2/3極分の間隔で3箇
所に3個の位置検出器a、  b、  cが設けられる
。また、図示しないが可動部1の長さ分の間隔を隔てて
位置検出器a′、b′  c′が設けられる。ただし、
可動部1のストロークは可動部1の長さと同じであり、
しかも位置検出器が永久磁石11のS極で出力が得られ
るものであれば、可動部1が右端まで移動した場合、右
端の永久磁石がN極であるため、位置検出器b′とC′
を不要にすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, three position detectors a, b, and c are provided at three locations with an interval of 2/3 poles. Further, although not shown, position detectors a', b'c' are provided at an interval corresponding to the length of the movable portion 1. however,
The stroke of the movable part 1 is the same as the length of the movable part 1,
Moreover, if the position detector is one that can obtain an output at the S pole of the permanent magnet 11, when the movable part 1 moves to the right end, the right end permanent magnet is the N pole, so the position detectors b' and C'
can be made unnecessary.

位置検出器a、  a’の各検出信号は第6図に示すよ
うに、ORゲート31を介して論理回路32に与えられ
、位置検出器す、  cの各検出信号は直接論理回路3
2に与えられる。論理回路32は各検出信号に基づいて
、パワートランジスタTr〜Tr6を導通させるための
信号e −jを出力する。なお、論理回路32には、可
動部1の左右の移動方向を指示する信号dが与えられて
いる。
As shown in FIG. 6, each detection signal of the position detectors a and a' is given to a logic circuit 32 via an OR gate 31, and each detection signal of position detectors S and c is directly given to a logic circuit 32.
given to 2. Based on each detection signal, the logic circuit 32 outputs a signal e-j for making the power transistors Tr to Tr6 conductive. Note that the logic circuit 32 is given a signal d instructing the left and right movement direction of the movable portion 1.

上述のごとく、電気的に構成することによって、位置検
出器a、a’ 、b、cによって可動部1の位置を検出
し、論理回路32によって、駆動回路41の各パワート
ランジスタTr、〜Tr6を導通させ、コイル22に電
流を流して有効な推力を発生させて、可動部]を移動さ
せることができる。
As described above, by electrically configuring, the position of the movable part 1 is detected by the position detectors a, a', b, and c, and the logic circuit 32 controls each of the power transistors Tr, to Tr6 of the drive circuit 41. The movable part can be moved by making the coil 22 conductive and passing current through the coil 22 to generate an effective thrust.

[発明の効果] 以上のように、第1請求項にかかる発明によれば、コア
の中間部に少なくとも1つの脚を設けて取付台にコアを
固定するようにしたので、コアの剛性が向上し、永久磁
石の吸引力によるコアの変形量を少なくできる。しかも
、コイルの銅損による発熱分がコアから脚を介して取付
台を通して放熱されるので、脚を設けていない場合に比
べて放熱特性を向上できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the invention claimed in claim 1, at least one leg is provided in the middle part of the core to fix the core to the mounting base, so the rigidity of the core is improved. However, the amount of deformation of the core due to the attractive force of the permanent magnet can be reduced. Moreover, the heat generated by the copper loss of the coil is radiated from the core through the legs and through the mounting base, so the heat radiation characteristics can be improved compared to the case where the legs are not provided.

第2および第3請求項にかかる発明によれば、脚の取付
による導体数の減少分の振分を考慮するようにしている
ため、推力の減少を最少限に抑えることかできる。
According to the inventions according to the second and third claims, since the reduction in the number of conductors due to the attachment of the legs is taken into consideration, the reduction in thrust force can be minimized.

第4請求項にかかる発明によれば、コイルの結線を考慮
したことにより、論理回路および駆動回路を簡素化でき
、リード線の数も少なくできる。
According to the fourth aspect of the invention, by considering the coil connections, the logic circuit and the drive circuit can be simplified and the number of lead wires can be reduced.

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

第1図はこの発明の一実施例の可動部と固定部を示す図
である。第2A図は従来のリニアモータの可動部と固定
部を示す正面図である。第2B図第2C図 第2E図お
よび第2F図はこの発明の各実施例における固定部の正
面図であり、第2D図はこの発明の実施例の効果を説明
するだめの固定部の正面図である。第3図はこの発明の
第1実施例の推力の大きさを説明するための図である。 第4図は第2D図に示した実施例における推力の大きさ
を説明するための図である。第5図はこの発明の実施例
におけるコイルの結線図である。第6図は論理回路のブ
ロック図である。第7図は駆動回路を示す電気回路図で
ある。第8図はこの発明の先行技術となるリニアモータ
の可動部と固定部を示す図である。 図において、1は可動部、2は固定部、5は脚部、11
は永久磁石、]2はヨーク、21はコア、22はコイル
、32は論理回路、41は駆動回路を示す。 特許出願人 エヌ・チー・エヌ東洋ベアリング第4 図 第7図
FIG. 1 is a diagram showing a movable part and a fixed part of an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a front view showing a movable part and a fixed part of a conventional linear motor. 2B, 2C, 2E and 2F are front views of the fixing part in each embodiment of the present invention, and FIG. 2D is a front view of the fixing part for explaining the effects of the embodiment of the present invention. It is. FIG. 3 is a diagram for explaining the magnitude of thrust in the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining the magnitude of thrust in the embodiment shown in FIG. 2D. FIG. 5 is a wiring diagram of a coil in an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram of the logic circuit. FIG. 7 is an electrical circuit diagram showing the drive circuit. FIG. 8 is a diagram showing a movable part and a fixed part of a linear motor which is a prior art of the present invention. In the figure, 1 is a movable part, 2 is a fixed part, 5 is a leg part, 11
is a permanent magnet,] 2 is a yoke, 21 is a core, 22 is a coil, 32 is a logic circuit, and 41 is a drive circuit. Patent applicant NCH N Toyo Bearing Figure 4 Figure 7

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)永久磁石が設けられた可動部と、 断面矩形のコアを含み、該コアの外周に導体を巻回して
励磁コイルが形成された固定部と、前記固定部に設けら
れ、前記可動部の位置を検出するための位置検出部を備
えたリニアモータにおいて、 前記固定部のコアの中間に設けられる少なくとも1つの
脚を含み、前記コアの両端を含んで少なくとも3箇所を
取付台に固定したことを特徴とする、リニアモータ。
(1) a movable part provided with a permanent magnet; a fixed part including a core with a rectangular cross section and an excitation coil formed by winding a conductor around the core; In a linear motor equipped with a position detection unit for detecting the position of the fixed unit, the fixed unit includes at least one leg provided in the middle of the core, and is fixed to the mounting base at at least three locations including both ends of the core. A linear motor characterized by:
(2)前記少なくとも1つの脚の取付間隔は、少なくと
も4極の偶数極長であって、 前記可動部の移動範囲すべてにおいて、該可動部の長さ
あたりに含まれる脚の数が1以上の整数となるように配
置され、かつ前記脚が設けられた両側の極の6個のコイ
ルの長さがそれぞれl/6(lは脚の幅)だけ短くされ
、前記可動部が左端または右端に位置したときにそれぞ
れ固定部の左端または右端の極の3個のコイルについて
それぞれl/6ずつ短くされて左端または右端にl/2
の長さ分についてコイルを巻回しない空白部分が設けら
れたことを特徴とする、請求項1項記載のリニアモータ
(2) The mounting interval of the at least one leg is an even pole length of at least four poles, and the number of legs included per length of the movable part is one or more in the entire movement range of the movable part. The lengths of the six coils of the poles on both sides where the legs are provided are each shortened by l/6 (l is the width of the legs), and the movable part is placed at the left end or the right end. When positioned, each of the three coils at the left or right end of the fixed part is shortened by 1/6, and the length is 1/2 at the left or right end.
2. The linear motor according to claim 1, further comprising a blank portion in which no coil is wound for a length of .
(3)前記脚の取付間隔は、少なくとも2極の偶数極長
であって、 前記可動部の移動範囲のすべてにおいて該可動部の長さ
あたりに含まれる脚の数が1以上の整数となるように配
置されかつ前記脚が設けられた一方側の極の3個のコイ
ルの長さがそれぞれl/3(lは脚の幅)だけ短くされ
かつ前記可動部が右端に位置したときに、該可動部の左
端が脚にかかる場合は固定部の右端の極のコイル3個の
長さがそれぞれl/3だけ短くされたことを特徴とする
、請求項1項記載のリニアモータ。
(3) The mounting interval of the legs is an even pole length of at least two poles, and the number of legs included per length of the movable part is an integer of 1 or more in the entire movement range of the movable part. When the lengths of the three coils of the one pole arranged as shown in FIG. 2. The linear motor according to claim 1, wherein when the left end of the movable part rests on the leg, the lengths of the three coils at the right end of the fixed part are each shortened by 1/3.
(4)前記励磁コイルは3相であって、各相のコイルが
全長にわたって各相ごとにすべて電気的に直列接続され
、直列接続された各相のコイルの一端は短絡され、他端
には駆動信号が入力されることを特徴とする、請求項2
項または3項記載のリニアモータ。
(4) The excitation coil is three-phase, and the coils of each phase are electrically connected in series over the entire length, one end of the series-connected coil of each phase is short-circuited, and the other end is connected electrically in series. Claim 2, characterized in that a drive signal is input.
Linear motor described in item 3 or item 3.
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