JPWO2002023702A1 - リニアモータ - Google Patents
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Abstract
電機子を複数の電機子ブロック４、５、６に分割して推力の方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコア９には等ピッチで配列された相数の整数倍のティース１０を設けてそこに集中巻にした電機子コイル１１を設け、磁極ピッチを電機子ブロック数で除した値の整数倍の電気角に対応する間隙を前記電機子ブロック間に設け、各電機子ブロックの電機子コイルの相互を、電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらすことにより、各電機子ブロックに生ずるコギンク推力に位相差を持たせ、相殺させて、その和を零にする。
Description
［技術分野］
本発明は、コギング推力の発生を抑え、電機子の長さを小さくし、しかも、コイル温度検出精度を向上できるリニアモータに関する。
［背景技術］
従来のムービングコイル形のリニアモータにあっては、図３５に示す様に、固定部に設けた界磁永久磁石４１と、この界磁永久磁石４１と対向する櫛歯状の電機子コア４２を備え、電機子コア４２に複数のティース４４を設け、そこに分布巻きにした電機子コイル４３を巻装していた。この電機子コイル４３を巻装する電機子コア４２は、相数をｎ、界磁永久磁石４１の数をｐ、１極あたりに対向するティース４４の数をｑとすれば、電機子コア４２に設けるティース４４の数Ｎは、Ｎ＝ｎ×ｐ×ｑ であり、このティース数を推力方向Ｘに等間隔で設けた電機子コア４２に電機子コイル４３の３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを、少なくとも２以上のティースピッチとなるコイル飛びによって設けていた。
このため、従来のムービングコイル形のリニアモータは、移動する電機子コアの磁気回路がエンドレスになっておらず、両端で開放されているため、電機子推力方向の両端のスロットは、中央部分のスロットと異なり、１個のコイルだけを収納しており、このスロットによって端効果が発生し、界磁磁石の磁極ピッチの中に１周期のコギングトルクＴＣを生じ、推力ムラを発生させていた。
また、コイルの温度管理をするために、コイルを収納したスロット内に温度センサを挿入する場合は、スロットを大きくする必要があり、電機子コアが大きくなり巻線の占積率を低下させる欠点がある。このため、リニアモータではコイルの両端に温度センサを設けるようにしているが、コイル中央部の温度測定ができないので、精度の高い温度検出が得られなかった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、コギング推力の発生を抑え、電機子の推力方向長さを短縮でき、しかもコイル温度検出精度を向上できるリニアモータを提供することを目的とする。
［発明の開示］
上記問題を解決するために、請求項１の本発明は、等ピッチで配列した界磁磁極と、この界磁磁極と対面する電機子とを備え、この電機子は複数の電機子ブロックに分割して推力の方向に配列してあり、各電機子ブロックのブロックコアは、等ピッチで配列された相数の整数倍のティースと前記ティースに集中巻きした電機子コイルとが設けられ、前記電機子ブロック間には、磁極ピッチを電機子ブロック数で除した値の整数倍の電気角に対応する間隙が設けられ、各電機子ブロックの電機子コイルの相互を、電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらして巻装してなるリニアモータを特徴としている。
また、請求項２の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、電機子のブロック数を３の整数倍とし、各電機子ブロック間に磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を設け、各電機子ブロックのブロックコアには３×ａ（ａ＝整数）個のティースを等ピッチで設け、電機子ブロック当たりの界磁磁極数を２×ａ（ａ＝整数）として等ピッチで配列し、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＶ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記のコイル配列を繰返して行い、各電機子ブロックの各相コイルを３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項３の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、電機子のブロック数を３の整数倍とし、各電機子ブロック間に磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を設け、各電機子ブロックのブロックコアには３×ａ（ａ＝整数）個のティースを等ピッチで設け、電機子ブロック当たりの界磁磁極数を２×ａ（ａ＝整数）として等ピッチで配列し、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てには第１の電機子ブロックとは巻き方何を逆にしてＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＶ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記のコイル配列を繰返して行い、各電機子ブロックの各相コイルを３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項４の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを１２０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項５の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロッのブロックコアのティースグループに第１の電機子ブロックとは巻き方向を逆にしてＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに第１の電機子ブロックと同じ方向でＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを６０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項６の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループの第１、第２のティースにはそれぞれＷ相コイル、第３、第４、第５のティースにはぞぞれＶ相コイル、第６、第７、第８のティースにはそれぞれＵ相コイル、第９のティースにはＷ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを９０°の位相差で配列して３相平衡結線したしたことを特徴としている。
また、請求項７の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを９０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項８の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２×ｃ（ｃ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が２を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴としている。
また、請求項９の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２×ｄ（ｄ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が２を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１０の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｅ（ｅ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１１の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｆ（ｆ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１２の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｇ（ｇ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１３の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｈ（ｈ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１４の本発明は、請求項１〜１３までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、前記電機子ブロックを構成するブロックコアは、片側に形成した係合突起と反対側にこの係合突起に嵌合するように形成した係合部を有してなる継鉄部と、各電機子コイルを巻回するティースとからなるコアセグメントで構成され、このコアセグメントを順次結合してなるブロックコア列の長手方向を両側から挟みこむようにそれぞれ界磁磁極を配列したことを特徴としている。
また、請求項１５の本発明は、請求項１〜１４までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、前記電機子ブロックを構成するブロックコアは、下端部がティース部を形成して上端部が継鉄部を形成するＴ字状のコアセグメントの複数を継鉄部で相互に連接させたブロックコアを備えることを特徴としている。
また、請求項１６の本発明は、請求項１〜１５までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、電機子ブロック間の間隙において、ブロックコアの継鉄部間を磁性体製の間隔片で支持し、この間隔片上の空間に温度センサをモールド支持したことを特徴としている。
また、請求項１７の本発明は、請求項１〜１６までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、電機子ブロックの推力方向と直交する方向に、電機子ブロックを所定の角度だけ傾斜させて配置することを特徴としている。
また、請求項１８の本発明は、請求項１〜１７までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、３個の電機子ブロックを用い，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとしたとき，電機子ブロックの傾斜角度θを
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／３Ｗ）
とすることを特徴としている。
また、請求項１９の本発明は、請求項１〜１７までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、２個の電機子ブロックを用い，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとしたとき，電機子ブロックの傾斜角度θを
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／２Ｗ）
とすることを特徴としている。
［発明を実施するための最良の形態］
リニアモータは、界磁磁極と、この界磁磁極と対面する電機子とを備え、その何れか一方を固定子、他方を可動子として用いる。本発明によれば、リニアモータに発生するコギング推力を抑えるため、電機子を複数に分割して、分割した電機子ブロック間に位相差を持たせて、発生したコギング推力を電機子ブロック間で相殺させる。このため、電機子コイルを集中巻とし、磁極ピッチを電機子ブロック数で除した値の整数倍の電気角に対応する間隙を電機子ブロック間に設け、電機子コイルの相互を電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらして配置する。
次に、図に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態を示すもので、電機子ブロック数３、各電機子ブロック当たりのティース数９、電機子ブロック当たりの界磁磁極数６の場合を示している。界磁磁極１は永久磁石からなり、固定子２側に等ピッチで設けられている。固定子２の上には、可動子を形成する電機子３が設けられている。電機子３は、第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロック５と第３の電機子ブロック６とを備え、電機子ブロック間には間隔片７をもうけて間隙を維持している。この場合の間隙寸法は、磁極ピッチＰｍの２／３である。各電機子ブロック４、５、６と間隔片７とは推力方向に配列されて固定手段８によって一体的に保持されている。電機子ブロック４、５、６のブロックコア９には、それぞれ等しいティースピッチＰｔで配列した９個のティース１０が設けられている。各ティース１０には、集中巻の電機子コイル１１が巻き込まれる。界磁磁極１は、永久磁石式であっても、巻線励磁式であっても良く、電機子３の推力方向の全長にリニアモータストロークを加えた長さの固定子２の全長にわたり等ピッチＰｍで配列される。磁極ピッチＰｍは、電気角１８０°であるので、間隙寸法Ｐｍ×２／３は電気角で１２０°となる。そこでティースピッチＰｔを電気角１２０°とする。そのため、各電機子ブロック４、５、６の電機子コイル配置は図２（ａ）に示す様になる。即ち、第１の電機子ブロック４では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、第２の電機子ブロック５では、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で巻き込み、第３の電機子ブロック６では、Ｗ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、電機子ブロック数が３を超えて、６ブロック、９ブロック、１２ブロック等となった場合は、上記の配列を繰り返して行い各相コイルを３相平衡結線する。このように電機子コイル１１を設けると、電機子３の推力方向のコイル配置は図２（ｂ）のごとくなり、第１の電機子ブロック４の最後のコイルＷ相の次には電気角１２０°の間隔片７が有ってＵ相部分を占めるので、第２の電機子ブロック５の電機子コイル１１の巻き始めはＶ相となる。同様に、第３の電機子ブロック６の電機子コイル１１の巻き始めはＷ相になる。
図３は、上記の構成によって生ずるコギング推力の状況を示す。図において、ＴＣ１は、第１の電機子ブロック４によって生ずるコギング推力、ＴＣ２は第２の電機子ブロック５によって生ずるコギング推力、ＴＣ３は、第３の電機子ブロック６によって生ずるコギング推力であって、三者の合成によってコギング推力が相殺されることが判る。
［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態を示すもので、電機子ブロック数３、各電機子ブロック当たりのティース数９、電機子ブロック当たりの界磁磁極数６の場合を示している。界磁磁極１は永久磁石からなり、固定子２側に等ピッチで設けられている。固定子２の上には、可動子を形成する電機子３が設けられている。電機子３は、第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロック５と第３の電機子ブロック６とを備え、電機子ブロック間には間隔片７をもうけて間隙を維持している。この場合の間隙寸法は、磁極ピッチＰｍの１／３である。各電機子ブロック４、５、６と間隔片７とは推力方向に配列されて固定手段８によって一体的に保持されている。電機子ブロック４、５、６のブロックコア９には、それぞれ等しいティースピッチＰｔで配列した９個のティース１０が設けられている。各ティース１０には、集中巻の電機子コイル１１が巻き込まれる。界磁磁極１は、永久磁石式であっても、巻線励磁式であっても良く、電機子３の推力方向の全長にリニアモータストロークを加えた長さの固定子２の全長にわたり等ピッチＰｍで配列される。磁極ピッチＰｍは、電気角１８０°であるので、間隙寸法Ｐｍ×１／３は電気角で６０°となる。また、ティースピッチＰｔを電気角１２０°とする。そのため、各電機子ブロック４、５、６の電機子コイル配置は図５（ａ）に示す様になる。即ち、第１の電機子ブロック４では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、第２の電機子ブロック５では、第１の電機子ブロックの巻き方向とは逆向きにＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で巻き込み、第３の電機子ブロック６では、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、電機子ブロック数が３を超えて、６ブロック、９ブロック、１２ブロック等となった場合は、上記の配列を繰り返して行い各相コイルを３相平衡結線する。このように電機子コイル１１を設けると、電機子３の推力方向のコイル配置は図５（ｂ）のごとくなり、第１の電機子ブロック４の最後のコイルＷ相の次には電気角６０°の間隔片７が有るので、第２の電機子ブロック５の電機子コイル１１の巻き始めは、第１の電機子ブロックの巻き方向とは逆向きのＷ相となる。同様に、第３の電機子ブロック６の電機子コイル１１の巻き始めはＶ相になる。
図６は、上記の構成によって生ずるコギング推力の状況を示す。図において、ＴＣ１は、第１の電機子ブロック４によって生ずるコギング推力、ＴＣ２は第２の電機子ブロック５によって生ずるコギング推力、ＴＣ３は、第３の電機子ブロック６によって生ずるコギング推力であって、三者の合成によってコギング推力が相殺されることが判る。
［第３の実施の形態］
図７は、第３の実施の形態を示すリニアモータの縦断面図である。この実施の形態では第１の実施の形態と同様に、電機子３は、ブロックコア９に９個のティース１０を備える第１、第２、第３の電機子ブロック４、５、６を有し、電機子ブロック間には磁極ピッチＰｍの２／３（電気角で１２０°）の寸法の間隔片７を配して電機子ブロックを離間させて固定手段８によって一体に保持している。しかしながら、固定子２に設けた界磁磁極１は各電機子ブロック当たり１０個としている。そして、図８（ａ）に示す様に、３個のティースをグループとして、第１の電機子ブロック４には、電気子コイルに１２０°の位相ずれを持たせるため、Ｕ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック５には、Ｖ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で、第３の電機子ブロック６には、Ｗ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込む。この際の推力方向のコイルと間隔片７の配置は図８（ｂ）に示す通りになる。この実施の形態の場合も、第１、第２、第３の電機子ブロックの端効果によって生じるコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、図９に示す通り１２０°の位相差を生じ、それらの和は零になり、打ち消される。
［第４の実施の形態］
図１０は、第４の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。この実施の形態の場合、固定子２に設けた界磁磁極１の数が、電機子ブロック当たり１０個である点、並びに、電機子３のブロックコア９のティース１０の数が９個である点が上記第３の実施の形態と同じである。異なる点は、第１、第２、第３の電機子ブロック４、５、６間の間隔片１２の寸法を磁極ピッチＰｍの１／３とした点と、電機子３の固定手段１３の推力方向の寸法が短縮された点である。つまり、各電機子ブロックを電気角で６０°ずらした例が示されている。
このため、電機子コイル配置は、図１１（ａ）に示すように、第１の電機子ブロック４では、Ｕ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で端から順次巻き込み、第２の電機子ブロック５では、第１の電機子ブロック４と電気角で６０°の位相をずらせるために、コイルの巻き方向を逆にしたＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルを順次巻き込み、第３の電機子ブロック６では、第２の電機子ブロック５と６０°の位相差とするため、第１の電機子ブロック４のコイルと同一巻き方向のＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で巻き込む。かくして巻き込まれた電機子コイルの推力方向の配列が図１１（ｂ）に示されている。この電機子コイル配列によって、第１の電機子ブロック４に生ずるコギング推力ＴＣ１、第２の電機子ブロック５に生ずるコギング推力ＴＣ２、および第３の電機子ブロック６に生ずるコギング推力ＴＣ３は、それぞれ図１２に示すとおり６０°の位相差となり、その総和は零となり、コギング推力は打ち消される。
［第５の実施の形態］
図１３は、第５の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。この実施の形態にあっては、固定子２に設けた界磁磁極１の寸法配列並びに、ティース１０の数を含めたブロックコア９の寸法構造が上記第４の実施の形態と同一であるが、電機子３が第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロック５の二分割構造となった点、電機子ブロック間の間隙即ち間隔片１４の幅寸法が磁極ピッチＰｍの１／２となった点、並びに固定手段１５が１電機子ブロック分短縮された点が異なる。
そこで、各電機子ブロックには、図１４（ａ）に示す電機子コイル配置が採用される。即ち、第１の電機子ブロック４には、９個のティース１０を３個のグループに分けて、Ｕ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック５では、第１、第２のティースにはそれぞれＷ相コイル、第３、第４、第５のティースにはそれぞれＶ相コイル、第６、第７、第８のティースにはそれぞれＵ相コイル、第９のティースにはＷ相コイルを巻き込む。この場合の電機子コイルと間隔片１４の推力方向の配列が図１４（ｂ）に示されている。この構成により、図１５に示す様に、第１の電機子ブロック４によるコギング推力ＴＣ１と、第２の電機子ブロック５によるコギング推力ＴＣ２とは、相互に９０°の位相差となり、その和は零となり、打ち消される。
また、図１６は本実施の形態による循環電流を説明するベクトル図である。
第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロックの同相のコイルを直列に接続することにより、図１６に示されるように、両電機子ブロックに生ずる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成されて、循環電流をなくすことができる。
［第６の実施の形態］
図１７は、第６の実施の形態を示す。この場合、第５の実施の形態の電機子コイル部分のみを変更した例が示されている。即ち、第１の電機子ブロック４においては、３個ずつのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック５には、Ｖ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルを巻き込むことにより、９０°の位相差で３相平衡結線することができる。この場合の、電機子コイルと間隔片１４の推力方向配列を図１７（ｂ）に示す。この実施の形態の場合も、図１５に示す様に９０°位相の異なる第１の電機子ブロックのコギング推力ＴＣ１と第２の電機子ブロックのコギング推力ＴＣ２とは相殺される。また、第５の実施の形態同様に、起磁力ベクトルの合成により、循環電流を無くすることができる。
［第７の実施の形態］
図１８は、第７の実施の形態を示す。この実施の形態の場合、図１８（ａ）に示す通り、電機子３の分割数は２であり、第１の電機子ブロック１６と第２の電機子ブロック１７のブロックコア１９には１２個のティース２０が設けられ、ティースピッチＰｔは１５０°に設定される。両電機子ブロック１６、１７間には磁極ピッチＰｍの１／２の間隙が設けられ、そこに間隔片２１を設けて、固定手段２２によって一体に保持されている。
固定子２に配列される界磁磁極１は、電機子ブロック当たり１０個設けられる。即ち、電機子ブロック１６、１７の推力方向の長さは磁極ピッチＰｍの１０倍の長さとなる。ここで、第１の電機子ブロック１６に設けられる電機子コイル２３は、図１９に示す様に、３個のティースのグループ毎に正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で巻き込まれる。第２の電機子ブロック１７には図１９に示す様に、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイルが巻き込まれ、両電機子ブロックの電機子コイルが２相結線される。この場合の推力方向の電機子コイル配置は、図１８（ｂ）の様になる。その結果、両電機子ブロックの位相差は９０°となり、図１５に示す場合と同様に、コギング推力は打ち消されて零となる。
［第８の実施の形態］
次に、第８の実施の形態について説明する。第８の実施の形態は、第７の実施の形態の電機子ブロックに３相の電機子コイルを施したものである。
この場合、各電機子ブロックのティースを２個ずつのグループとし、図２０に示す様に、第１の電機子ブロック１６には、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック１７には、正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み３相結線とする。この場合の電機子コイルの推力方向配列が図１８（ｃ）に示されている。この実施の形態の場合も電機子ブロック間の位相差は９０°であるので、コギング推力は、図１５に示す場合と同様に零となる。
［第９の実施の形態］
図２１（ａ）は、第９の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。
この実施の形態の場合、固定子２に設けた界磁磁極１の数は電機子ブロック当たり１０個、電機子３の分割数は３で、第１、第２、第３の電機子ブロック１６、１７、１８の各ブロックコア１９は１２個のティース（ティースピッチＰｔは電気角で１５０°）を持っている。そして、電機子ブロック間には磁極ピッチＰｍの２／３の寸法の間隔片２４を間挿して固定手段２５によって三組の電機子ブロックを一体保持している。この実施の形態では、図２２に示す様に３個のティース２０をグループとして、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み２相結線とする。この電機子コイルの推力方向の配列が図２１（ｂ）に示されている。この実施の形態の電機子ブロック間の位相差は１２０°であり、図９に示す場合と同様に、第１、第２、第３の電機子ブロックによるコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３の和は零となり、打ち消される。
［第１０の実施の形態］
次に、第９の実施の形態の電機子３を用いて３相式とした第１０の実施の形態について説明する。
図２３に示す様に、ティース２個をグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み３相結線とする。この実施の形態の場合も、位相差が１２０°で、図９に示すと同様に、コギング推力は零となる。
［第１１の実施の形態］
図２４（ａ）は、第１１の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。この実施の形態は、間隔片２６、固定手段２７並びに電機子コイル配置以外は、第９、第１０の実施の形態と同一である。即ち、第１、第２、第３の電機子ブロック１６、１７、１８間に設けられる間隔片２６は、磁極ピッチＰｍの１／３（電気角で６０°）であり、電機子ブロック１６、１７、１８と間隔片２６とは、固定手段２７によって一体に保持される。電機子コイル２３は、図２５に示す様に、ティース３個をグループとして設けられ、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み２相結線する。この電機子コイルの推力方向配列が図２４（ｂ）に示されている。この構成によって、図１２に示すごとくしてコギング推力は打ち消されて零になる。
［第１２の実施の形態］
第１２の実施の形態は、第１１の実施の形態の電機子コイルを、３相結線としたものである。この場合、２個のティースをグループとして、図２６に示す様に、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み３相結線する。この実施の形態の場合の推力方向の電機子コイル配列は、図２４（ｃ）に示されている。また、この実施の形態の電機子ブロック間の位相差は６０°であり、図１２の場合と同様に、コギング推力は零となる。
図２７はリニアモータの構造例を示すものであって、（ａ）は一部を破断したリニアモータの上面から見た平面図、（ｂ）はリニアモータの推力方向Ａと直角な面の縦断面図である。電機子ブロックを構成するブロックコア２８は、片側に係合突起２８ｂを形成し、反対側にこの係合突起２８ｂにかみあう係合部２８ｃを形成した継鉄部２８ａを備えており、継鉄部２８ａを順次嵌合連結している。また、ティース２８ｄには、電機子コイル３１を整列巻きにして収納されている。さらに、電機子ブロック２８はボルト２９ａを介してテーブル２９に保持されている。固定子３２に保持された界磁磁極３３はブロックコア列の長手方向に向かって両側の空隙を介して挟み込むように設けられている。３０は電機子コイル３１を冷却する冷却用の冷媒通路である。
図２８は、ブロックコアの形成例を示すもので、下端がティース部３４を形成し、上端部が継鉄部３５を形成するＴ字状のコアセグメント３６の複数を、継鉄部３５に設けた係合部３７に係合突起３８を嵌め合わせて相互に連接して、電機子コイル３９を配列可能とした例を示す。
図２９は、図７に示す実施の形態において、第１、第２、第３の電機子ブロック間に設けた間隔片７の上部空間に温度センサ４０を配置し、これを樹脂モールド４０ａで隣接する電機子コイルに接触保持させたものである。この様にすることにより、電機子コイルの内部温度を検出できる。
［第１３の実施の形態］
図３０は第１３の実施の形態によるリニアモータの上面図であり，電機子ブロック４，５，６の傾斜を示したものである。なお、図では説明を容易にするため電機子ブロック４，５，６の固定手段８を取り除いて示しており、電機子ブロック４，５，６の下面は界磁磁極１と平行に配置されている。電機子の基本構成は第１の実施の形態と同じである。側断面図は，その中央において図１と同じである。
第１の実施の形態と異なる点は，電機子ブロック４，５，６の推力方向と直交する方向に対して、所定の角度θだけ電機子ブロック４，５，６が傾斜して配置されていることである。それぞれの傾斜角θは，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとすれば，
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／３Ｗ）
に設定されている。つまり，電気角６０度（機械的寸法Ｐｍ／３）のスキューとなるように，傾斜されている。
以下，本実施の形態における効果を第１の実施の形態と比較して示す。
図３１は，第１の実施の形態によって生じるコギング推力の状況を示すものであり，高次のコギング推力成分も含めたものである。一般にコギング推力は，１次（電気角１８０度）の他，２次と３次成分も大きく含まれている。図において，ＴＣ１は電機子ブロック４によって生じるコギング推力，ＴＣ２は電機子ブロック５によって生じるコギング推力，ＴＣ３は電機子ブロック６によって生じるコギング推力である。三者の合成によるコギング推力は，１次と２次成分が相殺され，３次成分が重畳されたものである。
図３２は，本実施の形態によって生じるコギング推力の状況を示すものであり，高次のコギング推力成分も含めたものである。本実施の形態は，電気角６０度のスキューを施しているため，ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３には，３次成分が含まれていない。従って，三者の合成によるコギング推力は，第１の実施の形態よりもさらに低減することができる。
また，スキュー効果を得るため，従来，多数の永久磁石を斜めに貼り合わせたり，電機子ブロックのコアを斜めに積層したりしていたが，いずれも組み立てに手間が掛かっていた。本実施の形態により，予め構成した電機子ブロックを傾斜して配置するだけの簡単な可動子構造によって実現できる。
［第１４の実施の形態］
図３３は，第１４の実施の形態によるリニアモータの上面図であり，電機子ブロック４，９の傾斜を示したものである。なお、図では説明を容易にするため電機子ブロック４，９の固定手段８を取り除いて示しており、電機子ブロック４，９の下面は界磁磁極１と平行に配置されている。電機子の基本構成は第５の実施の形態と同じである。側断面図は，その中央において図１３と同じである。
第５の実施に形態と異なる点は，電機子ブロック４，９の推力方向と直交する方向に対して、所定の角度θだけ電機子ブロック４，９が傾斜して配置されていることである。それぞれの傾斜角θは，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとすれば，
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／２Ｗ）
に設定されている。つまり，電気角９０度（機械的寸法Ｐｍ／２）のスキューとなるように，傾斜されている。
以下，本実施の形態における効果を第５の実施の形態と比較して示す。
第５の実施の形態によって生じるコギング推力は，１次の他，２次と３次成分も含まれている。二者の合成によるコギング推力は，１，３次が相殺され，２次成分が重畳されたものである。
図３４は，本実施の形態によって生じるコギング推力の状況を示すものであり，高次のコギング推力成分も含めたものである。本実施の形態は，電気角９０度のスキューを施しているため，電機子ブロック４，９に発生するコギング推力には，２次成分が含まれていない。従って，二者の合成によるコギング推力は第５の実施の形態よりもさらに低減することができる。
また，本実施の形態も前実施の形態同様，予め構成した電機子ブロックを傾斜して配置するだけの簡単な可動子構造によって，上述の効果を得ることができる。
［産業上の利用可能性］
以上のように本発明にかかるリニアモータは、ＦＡ機器の搬送システム、例えば工作機のテーブル送りに用いられるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図２は、第１の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図３は、第１の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図４は、本発明の第２の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図５は、第２の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列をしめす。図６は、第２の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図７は、本発明の第３の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図８は、第３の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図９は、第３の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図１０は、本発明の第４の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図１１は、第４の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図１２は、第４の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図１３は、本発明の第５実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図１４は、第５の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列をしめす。図１５は、第５の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図１６は、第５の実施の形態による循環電流を説明するベクトル図である。図１７は、第６の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図１８は、第７、第８の実施の形態の説明図であり、（ａ）はリニアモータの縦断面図、（ｂ）は第７の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図、（ｃ）は第８の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図である。図１９は、第７の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２０は、第８の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２１は、第９、第１０の実施の形態の説明図であり、（ａ）はリニアモータの縦断面図、（ｂ）は第９の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図、（ｃ）は第１０の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図である。図２２は、第９の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２３は、第１０の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２４は、第１１、第１２の実施の形態の説明図であり、（ａ）はリニアモータの縦断面図、（ｂ）は第１１の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図、（ｃ）は第１２の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図である。図２５は、第１１の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２６は、第１２の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２７は、リニアモータの推力方向と直角な面の縦断面図である。図２８は、本発明によるコアセグメントを説明する平面図である。図２９は、本発明による温度センサの設置状況を説明するリニアモータの縦断面図である。図３０は、第１３の実施の形態によるリニアモータの上面から見た図であり，電機子ブロックの傾斜を示す。図３１は、第１の実施の形態による高次成分を含むコギング推力の説明図である。図３２は、第１３の実施の形態による高次成分を含むコギング推力の説明図である。図３３は、第１４の実施の形態によるリニアモータの上面から見た図であり，電機子ブロックの傾斜を示す。図３４は、第１４の実施の形態による高次成分を含むコギング推力の説明図である。図３５は、従来のリニアモータの説明図である。
本発明は、コギング推力の発生を抑え、電機子の長さを小さくし、しかも、コイル温度検出精度を向上できるリニアモータに関する。
［背景技術］
従来のムービングコイル形のリニアモータにあっては、図３５に示す様に、固定部に設けた界磁永久磁石４１と、この界磁永久磁石４１と対向する櫛歯状の電機子コア４２を備え、電機子コア４２に複数のティース４４を設け、そこに分布巻きにした電機子コイル４３を巻装していた。この電機子コイル４３を巻装する電機子コア４２は、相数をｎ、界磁永久磁石４１の数をｐ、１極あたりに対向するティース４４の数をｑとすれば、電機子コア４２に設けるティース４４の数Ｎは、Ｎ＝ｎ×ｐ×ｑ であり、このティース数を推力方向Ｘに等間隔で設けた電機子コア４２に電機子コイル４３の３相巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを、少なくとも２以上のティースピッチとなるコイル飛びによって設けていた。
このため、従来のムービングコイル形のリニアモータは、移動する電機子コアの磁気回路がエンドレスになっておらず、両端で開放されているため、電機子推力方向の両端のスロットは、中央部分のスロットと異なり、１個のコイルだけを収納しており、このスロットによって端効果が発生し、界磁磁石の磁極ピッチの中に１周期のコギングトルクＴＣを生じ、推力ムラを発生させていた。
また、コイルの温度管理をするために、コイルを収納したスロット内に温度センサを挿入する場合は、スロットを大きくする必要があり、電機子コアが大きくなり巻線の占積率を低下させる欠点がある。このため、リニアモータではコイルの両端に温度センサを設けるようにしているが、コイル中央部の温度測定ができないので、精度の高い温度検出が得られなかった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、コギング推力の発生を抑え、電機子の推力方向長さを短縮でき、しかもコイル温度検出精度を向上できるリニアモータを提供することを目的とする。
［発明の開示］
上記問題を解決するために、請求項１の本発明は、等ピッチで配列した界磁磁極と、この界磁磁極と対面する電機子とを備え、この電機子は複数の電機子ブロックに分割して推力の方向に配列してあり、各電機子ブロックのブロックコアは、等ピッチで配列された相数の整数倍のティースと前記ティースに集中巻きした電機子コイルとが設けられ、前記電機子ブロック間には、磁極ピッチを電機子ブロック数で除した値の整数倍の電気角に対応する間隙が設けられ、各電機子ブロックの電機子コイルの相互を、電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらして巻装してなるリニアモータを特徴としている。
また、請求項２の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、電機子のブロック数を３の整数倍とし、各電機子ブロック間に磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を設け、各電機子ブロックのブロックコアには３×ａ（ａ＝整数）個のティースを等ピッチで設け、電機子ブロック当たりの界磁磁極数を２×ａ（ａ＝整数）として等ピッチで配列し、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＶ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記のコイル配列を繰返して行い、各電機子ブロックの各相コイルを３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項３の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、電機子のブロック数を３の整数倍とし、各電機子ブロック間に磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を設け、各電機子ブロックのブロックコアには３×ａ（ａ＝整数）個のティースを等ピッチで設け、電機子ブロック当たりの界磁磁極数を２×ａ（ａ＝整数）として等ピッチで配列し、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てには第１の電機子ブロックとは巻き方何を逆にしてＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＶ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記のコイル配列を繰返して行い、各電機子ブロックの各相コイルを３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項４の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを１２０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項５の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロッのブロックコアのティースグループに第１の電機子ブロックとは巻き方向を逆にしてＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに第１の電機子ブロックと同じ方向でＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを６０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項６の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループの第１、第２のティースにはそれぞれＷ相コイル、第３、第４、第５のティースにはぞぞれＶ相コイル、第６、第７、第８のティースにはそれぞれＵ相コイル、第９のティースにはＷ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを９０°の位相差で配列して３相平衡結線したしたことを特徴としている。
また、請求項７の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを９０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴としている。
また、請求項８の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２×ｃ（ｃ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が２を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴としている。
また、請求項９の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、２×ｄ（ｄ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が２を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１０の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｅ（ｅ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１１の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｆ（ｆ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１２の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｇ（ｇ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１３の本発明は、請求項１記載のリニアモータにおいて、３×ｈ（ｈ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴としている。
また、請求項１４の本発明は、請求項１〜１３までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、前記電機子ブロックを構成するブロックコアは、片側に形成した係合突起と反対側にこの係合突起に嵌合するように形成した係合部を有してなる継鉄部と、各電機子コイルを巻回するティースとからなるコアセグメントで構成され、このコアセグメントを順次結合してなるブロックコア列の長手方向を両側から挟みこむようにそれぞれ界磁磁極を配列したことを特徴としている。
また、請求項１５の本発明は、請求項１〜１４までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、前記電機子ブロックを構成するブロックコアは、下端部がティース部を形成して上端部が継鉄部を形成するＴ字状のコアセグメントの複数を継鉄部で相互に連接させたブロックコアを備えることを特徴としている。
また、請求項１６の本発明は、請求項１〜１５までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、電機子ブロック間の間隙において、ブロックコアの継鉄部間を磁性体製の間隔片で支持し、この間隔片上の空間に温度センサをモールド支持したことを特徴としている。
また、請求項１７の本発明は、請求項１〜１６までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、電機子ブロックの推力方向と直交する方向に、電機子ブロックを所定の角度だけ傾斜させて配置することを特徴としている。
また、請求項１８の本発明は、請求項１〜１７までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、３個の電機子ブロックを用い，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとしたとき，電機子ブロックの傾斜角度θを
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／３Ｗ）
とすることを特徴としている。
また、請求項１９の本発明は、請求項１〜１７までの何れか１項に記載のリニアモータにおいて、２個の電機子ブロックを用い，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとしたとき，電機子ブロックの傾斜角度θを
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／２Ｗ）
とすることを特徴としている。
［発明を実施するための最良の形態］
リニアモータは、界磁磁極と、この界磁磁極と対面する電機子とを備え、その何れか一方を固定子、他方を可動子として用いる。本発明によれば、リニアモータに発生するコギング推力を抑えるため、電機子を複数に分割して、分割した電機子ブロック間に位相差を持たせて、発生したコギング推力を電機子ブロック間で相殺させる。このため、電機子コイルを集中巻とし、磁極ピッチを電機子ブロック数で除した値の整数倍の電気角に対応する間隙を電機子ブロック間に設け、電機子コイルの相互を電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらして配置する。
次に、図に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態を示すもので、電機子ブロック数３、各電機子ブロック当たりのティース数９、電機子ブロック当たりの界磁磁極数６の場合を示している。界磁磁極１は永久磁石からなり、固定子２側に等ピッチで設けられている。固定子２の上には、可動子を形成する電機子３が設けられている。電機子３は、第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロック５と第３の電機子ブロック６とを備え、電機子ブロック間には間隔片７をもうけて間隙を維持している。この場合の間隙寸法は、磁極ピッチＰｍの２／３である。各電機子ブロック４、５、６と間隔片７とは推力方向に配列されて固定手段８によって一体的に保持されている。電機子ブロック４、５、６のブロックコア９には、それぞれ等しいティースピッチＰｔで配列した９個のティース１０が設けられている。各ティース１０には、集中巻の電機子コイル１１が巻き込まれる。界磁磁極１は、永久磁石式であっても、巻線励磁式であっても良く、電機子３の推力方向の全長にリニアモータストロークを加えた長さの固定子２の全長にわたり等ピッチＰｍで配列される。磁極ピッチＰｍは、電気角１８０°であるので、間隙寸法Ｐｍ×２／３は電気角で１２０°となる。そこでティースピッチＰｔを電気角１２０°とする。そのため、各電機子ブロック４、５、６の電機子コイル配置は図２（ａ）に示す様になる。即ち、第１の電機子ブロック４では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、第２の電機子ブロック５では、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で巻き込み、第３の電機子ブロック６では、Ｗ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、電機子ブロック数が３を超えて、６ブロック、９ブロック、１２ブロック等となった場合は、上記の配列を繰り返して行い各相コイルを３相平衡結線する。このように電機子コイル１１を設けると、電機子３の推力方向のコイル配置は図２（ｂ）のごとくなり、第１の電機子ブロック４の最後のコイルＷ相の次には電気角１２０°の間隔片７が有ってＵ相部分を占めるので、第２の電機子ブロック５の電機子コイル１１の巻き始めはＶ相となる。同様に、第３の電機子ブロック６の電機子コイル１１の巻き始めはＷ相になる。
図３は、上記の構成によって生ずるコギング推力の状況を示す。図において、ＴＣ１は、第１の電機子ブロック４によって生ずるコギング推力、ＴＣ２は第２の電機子ブロック５によって生ずるコギング推力、ＴＣ３は、第３の電機子ブロック６によって生ずるコギング推力であって、三者の合成によってコギング推力が相殺されることが判る。
［第２の実施の形態］
図４は、第２の実施の形態を示すもので、電機子ブロック数３、各電機子ブロック当たりのティース数９、電機子ブロック当たりの界磁磁極数６の場合を示している。界磁磁極１は永久磁石からなり、固定子２側に等ピッチで設けられている。固定子２の上には、可動子を形成する電機子３が設けられている。電機子３は、第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロック５と第３の電機子ブロック６とを備え、電機子ブロック間には間隔片７をもうけて間隙を維持している。この場合の間隙寸法は、磁極ピッチＰｍの１／３である。各電機子ブロック４、５、６と間隔片７とは推力方向に配列されて固定手段８によって一体的に保持されている。電機子ブロック４、５、６のブロックコア９には、それぞれ等しいティースピッチＰｔで配列した９個のティース１０が設けられている。各ティース１０には、集中巻の電機子コイル１１が巻き込まれる。界磁磁極１は、永久磁石式であっても、巻線励磁式であっても良く、電機子３の推力方向の全長にリニアモータストロークを加えた長さの固定子２の全長にわたり等ピッチＰｍで配列される。磁極ピッチＰｍは、電気角１８０°であるので、間隙寸法Ｐｍ×１／３は電気角で６０°となる。また、ティースピッチＰｔを電気角１２０°とする。そのため、各電機子ブロック４、５、６の電機子コイル配置は図５（ａ）に示す様になる。即ち、第１の電機子ブロック４では、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、第２の電機子ブロック５では、第１の電機子ブロックの巻き方向とは逆向きにＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で巻き込み、第３の電機子ブロック６では、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込み、電機子ブロック数が３を超えて、６ブロック、９ブロック、１２ブロック等となった場合は、上記の配列を繰り返して行い各相コイルを３相平衡結線する。このように電機子コイル１１を設けると、電機子３の推力方向のコイル配置は図５（ｂ）のごとくなり、第１の電機子ブロック４の最後のコイルＷ相の次には電気角６０°の間隔片７が有るので、第２の電機子ブロック５の電機子コイル１１の巻き始めは、第１の電機子ブロックの巻き方向とは逆向きのＷ相となる。同様に、第３の電機子ブロック６の電機子コイル１１の巻き始めはＶ相になる。
図６は、上記の構成によって生ずるコギング推力の状況を示す。図において、ＴＣ１は、第１の電機子ブロック４によって生ずるコギング推力、ＴＣ２は第２の電機子ブロック５によって生ずるコギング推力、ＴＣ３は、第３の電機子ブロック６によって生ずるコギング推力であって、三者の合成によってコギング推力が相殺されることが判る。
［第３の実施の形態］
図７は、第３の実施の形態を示すリニアモータの縦断面図である。この実施の形態では第１の実施の形態と同様に、電機子３は、ブロックコア９に９個のティース１０を備える第１、第２、第３の電機子ブロック４、５、６を有し、電機子ブロック間には磁極ピッチＰｍの２／３（電気角で１２０°）の寸法の間隔片７を配して電機子ブロックを離間させて固定手段８によって一体に保持している。しかしながら、固定子２に設けた界磁磁極１は各電機子ブロック当たり１０個としている。そして、図８（ａ）に示す様に、３個のティースをグループとして、第１の電機子ブロック４には、電気子コイルに１２０°の位相ずれを持たせるため、Ｕ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック５には、Ｖ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で、第３の電機子ブロック６には、Ｗ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイル１１を巻き込む。この際の推力方向のコイルと間隔片７の配置は図８（ｂ）に示す通りになる。この実施の形態の場合も、第１、第２、第３の電機子ブロックの端効果によって生じるコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３は、図９に示す通り１２０°の位相差を生じ、それらの和は零になり、打ち消される。
［第４の実施の形態］
図１０は、第４の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。この実施の形態の場合、固定子２に設けた界磁磁極１の数が、電機子ブロック当たり１０個である点、並びに、電機子３のブロックコア９のティース１０の数が９個である点が上記第３の実施の形態と同じである。異なる点は、第１、第２、第３の電機子ブロック４、５、６間の間隔片１２の寸法を磁極ピッチＰｍの１／３とした点と、電機子３の固定手段１３の推力方向の寸法が短縮された点である。つまり、各電機子ブロックを電気角で６０°ずらした例が示されている。
このため、電機子コイル配置は、図１１（ａ）に示すように、第１の電機子ブロック４では、Ｕ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で端から順次巻き込み、第２の電機子ブロック５では、第１の電機子ブロック４と電気角で６０°の位相をずらせるために、コイルの巻き方向を逆にしたＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルを順次巻き込み、第３の電機子ブロック６では、第２の電機子ブロック５と６０°の位相差とするため、第１の電機子ブロック４のコイルと同一巻き方向のＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で巻き込む。かくして巻き込まれた電機子コイルの推力方向の配列が図１１（ｂ）に示されている。この電機子コイル配列によって、第１の電機子ブロック４に生ずるコギング推力ＴＣ１、第２の電機子ブロック５に生ずるコギング推力ＴＣ２、および第３の電機子ブロック６に生ずるコギング推力ＴＣ３は、それぞれ図１２に示すとおり６０°の位相差となり、その総和は零となり、コギング推力は打ち消される。
［第５の実施の形態］
図１３は、第５の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。この実施の形態にあっては、固定子２に設けた界磁磁極１の寸法配列並びに、ティース１０の数を含めたブロックコア９の寸法構造が上記第４の実施の形態と同一であるが、電機子３が第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロック５の二分割構造となった点、電機子ブロック間の間隙即ち間隔片１４の幅寸法が磁極ピッチＰｍの１／２となった点、並びに固定手段１５が１電機子ブロック分短縮された点が異なる。
そこで、各電機子ブロックには、図１４（ａ）に示す電機子コイル配置が採用される。即ち、第１の電機子ブロック４には、９個のティース１０を３個のグループに分けて、Ｕ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック５では、第１、第２のティースにはそれぞれＷ相コイル、第３、第４、第５のティースにはそれぞれＶ相コイル、第６、第７、第８のティースにはそれぞれＵ相コイル、第９のティースにはＷ相コイルを巻き込む。この場合の電機子コイルと間隔片１４の推力方向の配列が図１４（ｂ）に示されている。この構成により、図１５に示す様に、第１の電機子ブロック４によるコギング推力ＴＣ１と、第２の電機子ブロック５によるコギング推力ＴＣ２とは、相互に９０°の位相差となり、その和は零となり、打ち消される。
また、図１６は本実施の形態による循環電流を説明するベクトル図である。
第１の電機子ブロック４と第２の電機子ブロックの同相のコイルを直列に接続することにより、図１６に示されるように、両電機子ブロックに生ずる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成されて、循環電流をなくすことができる。
［第６の実施の形態］
図１７は、第６の実施の形態を示す。この場合、第５の実施の形態の電機子コイル部分のみを変更した例が示されている。即ち、第１の電機子ブロック４においては、３個ずつのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック５には、Ｖ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルを巻き込むことにより、９０°の位相差で３相平衡結線することができる。この場合の、電機子コイルと間隔片１４の推力方向配列を図１７（ｂ）に示す。この実施の形態の場合も、図１５に示す様に９０°位相の異なる第１の電機子ブロックのコギング推力ＴＣ１と第２の電機子ブロックのコギング推力ＴＣ２とは相殺される。また、第５の実施の形態同様に、起磁力ベクトルの合成により、循環電流を無くすることができる。
［第７の実施の形態］
図１８は、第７の実施の形態を示す。この実施の形態の場合、図１８（ａ）に示す通り、電機子３の分割数は２であり、第１の電機子ブロック１６と第２の電機子ブロック１７のブロックコア１９には１２個のティース２０が設けられ、ティースピッチＰｔは１５０°に設定される。両電機子ブロック１６、１７間には磁極ピッチＰｍの１／２の間隙が設けられ、そこに間隔片２１を設けて、固定手段２２によって一体に保持されている。
固定子２に配列される界磁磁極１は、電機子ブロック当たり１０個設けられる。即ち、電機子ブロック１６、１７の推力方向の長さは磁極ピッチＰｍの１０倍の長さとなる。ここで、第１の電機子ブロック１６に設けられる電機子コイル２３は、図１９に示す様に、３個のティースのグループ毎に正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で巻き込まれる。第２の電機子ブロック１７には図１９に示す様に、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイルが巻き込まれ、両電機子ブロックの電機子コイルが２相結線される。この場合の推力方向の電機子コイル配置は、図１８（ｂ）の様になる。その結果、両電機子ブロックの位相差は９０°となり、図１５に示す場合と同様に、コギング推力は打ち消されて零となる。
［第８の実施の形態］
次に、第８の実施の形態について説明する。第８の実施の形態は、第７の実施の形態の電機子ブロックに３相の電機子コイルを施したものである。
この場合、各電機子ブロックのティースを２個ずつのグループとし、図２０に示す様に、第１の電機子ブロック１６には、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロック１７には、正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み３相結線とする。この場合の電機子コイルの推力方向配列が図１８（ｃ）に示されている。この実施の形態の場合も電機子ブロック間の位相差は９０°であるので、コギング推力は、図１５に示す場合と同様に零となる。
［第９の実施の形態］
図２１（ａ）は、第９の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。
この実施の形態の場合、固定子２に設けた界磁磁極１の数は電機子ブロック当たり１０個、電機子３の分割数は３で、第１、第２、第３の電機子ブロック１６、１７、１８の各ブロックコア１９は１２個のティース（ティースピッチＰｔは電気角で１５０°）を持っている。そして、電機子ブロック間には磁極ピッチＰｍの２／３の寸法の間隔片２４を間挿して固定手段２５によって三組の電機子ブロックを一体保持している。この実施の形態では、図２２に示す様に３個のティース２０をグループとして、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み２相結線とする。この電機子コイルの推力方向の配列が図２１（ｂ）に示されている。この実施の形態の電機子ブロック間の位相差は１２０°であり、図９に示す場合と同様に、第１、第２、第３の電機子ブロックによるコギング推力ＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３の和は零となり、打ち消される。
［第１０の実施の形態］
次に、第９の実施の形態の電機子３を用いて３相式とした第１０の実施の形態について説明する。
図２３に示す様に、ティース２個をグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み３相結線とする。この実施の形態の場合も、位相差が１２０°で、図９に示すと同様に、コギング推力は零となる。
［第１１の実施の形態］
図２４（ａ）は、第１１の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。この実施の形態は、間隔片２６、固定手段２７並びに電機子コイル配置以外は、第９、第１０の実施の形態と同一である。即ち、第１、第２、第３の電機子ブロック１６、１７、１８間に設けられる間隔片２６は、磁極ピッチＰｍの１／３（電気角で６０°）であり、電機子ブロック１６、１７、１８と間隔片２６とは、固定手段２７によって一体に保持される。電機子コイル２３は、図２５に示す様に、ティース３個をグループとして設けられ、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み２相結線する。この電機子コイルの推力方向配列が図２４（ｂ）に示されている。この構成によって、図１２に示すごとくしてコギング推力は打ち消されて零になる。
［第１２の実施の形態］
第１２の実施の形態は、第１１の実施の形態の電機子コイルを、３相結線としたものである。この場合、２個のティースをグループとして、図２６に示す様に、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み３相結線する。この実施の形態の場合の推力方向の電機子コイル配列は、図２４（ｃ）に示されている。また、この実施の形態の電機子ブロック間の位相差は６０°であり、図１２の場合と同様に、コギング推力は零となる。
図２７はリニアモータの構造例を示すものであって、（ａ）は一部を破断したリニアモータの上面から見た平面図、（ｂ）はリニアモータの推力方向Ａと直角な面の縦断面図である。電機子ブロックを構成するブロックコア２８は、片側に係合突起２８ｂを形成し、反対側にこの係合突起２８ｂにかみあう係合部２８ｃを形成した継鉄部２８ａを備えており、継鉄部２８ａを順次嵌合連結している。また、ティース２８ｄには、電機子コイル３１を整列巻きにして収納されている。さらに、電機子ブロック２８はボルト２９ａを介してテーブル２９に保持されている。固定子３２に保持された界磁磁極３３はブロックコア列の長手方向に向かって両側の空隙を介して挟み込むように設けられている。３０は電機子コイル３１を冷却する冷却用の冷媒通路である。
図２８は、ブロックコアの形成例を示すもので、下端がティース部３４を形成し、上端部が継鉄部３５を形成するＴ字状のコアセグメント３６の複数を、継鉄部３５に設けた係合部３７に係合突起３８を嵌め合わせて相互に連接して、電機子コイル３９を配列可能とした例を示す。
図２９は、図７に示す実施の形態において、第１、第２、第３の電機子ブロック間に設けた間隔片７の上部空間に温度センサ４０を配置し、これを樹脂モールド４０ａで隣接する電機子コイルに接触保持させたものである。この様にすることにより、電機子コイルの内部温度を検出できる。
［第１３の実施の形態］
図３０は第１３の実施の形態によるリニアモータの上面図であり，電機子ブロック４，５，６の傾斜を示したものである。なお、図では説明を容易にするため電機子ブロック４，５，６の固定手段８を取り除いて示しており、電機子ブロック４，５，６の下面は界磁磁極１と平行に配置されている。電機子の基本構成は第１の実施の形態と同じである。側断面図は，その中央において図１と同じである。
第１の実施の形態と異なる点は，電機子ブロック４，５，６の推力方向と直交する方向に対して、所定の角度θだけ電機子ブロック４，５，６が傾斜して配置されていることである。それぞれの傾斜角θは，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとすれば，
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／３Ｗ）
に設定されている。つまり，電気角６０度（機械的寸法Ｐｍ／３）のスキューとなるように，傾斜されている。
以下，本実施の形態における効果を第１の実施の形態と比較して示す。
図３１は，第１の実施の形態によって生じるコギング推力の状況を示すものであり，高次のコギング推力成分も含めたものである。一般にコギング推力は，１次（電気角１８０度）の他，２次と３次成分も大きく含まれている。図において，ＴＣ１は電機子ブロック４によって生じるコギング推力，ＴＣ２は電機子ブロック５によって生じるコギング推力，ＴＣ３は電機子ブロック６によって生じるコギング推力である。三者の合成によるコギング推力は，１次と２次成分が相殺され，３次成分が重畳されたものである。
図３２は，本実施の形態によって生じるコギング推力の状況を示すものであり，高次のコギング推力成分も含めたものである。本実施の形態は，電気角６０度のスキューを施しているため，ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３には，３次成分が含まれていない。従って，三者の合成によるコギング推力は，第１の実施の形態よりもさらに低減することができる。
また，スキュー効果を得るため，従来，多数の永久磁石を斜めに貼り合わせたり，電機子ブロックのコアを斜めに積層したりしていたが，いずれも組み立てに手間が掛かっていた。本実施の形態により，予め構成した電機子ブロックを傾斜して配置するだけの簡単な可動子構造によって実現できる。
［第１４の実施の形態］
図３３は，第１４の実施の形態によるリニアモータの上面図であり，電機子ブロック４，９の傾斜を示したものである。なお、図では説明を容易にするため電機子ブロック４，９の固定手段８を取り除いて示しており、電機子ブロック４，９の下面は界磁磁極１と平行に配置されている。電機子の基本構成は第５の実施の形態と同じである。側断面図は，その中央において図１３と同じである。
第５の実施に形態と異なる点は，電機子ブロック４，９の推力方向と直交する方向に対して、所定の角度θだけ電機子ブロック４，９が傾斜して配置されていることである。それぞれの傾斜角θは，電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとすれば，
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／２Ｗ）
に設定されている。つまり，電気角９０度（機械的寸法Ｐｍ／２）のスキューとなるように，傾斜されている。
以下，本実施の形態における効果を第５の実施の形態と比較して示す。
第５の実施の形態によって生じるコギング推力は，１次の他，２次と３次成分も含まれている。二者の合成によるコギング推力は，１，３次が相殺され，２次成分が重畳されたものである。
図３４は，本実施の形態によって生じるコギング推力の状況を示すものであり，高次のコギング推力成分も含めたものである。本実施の形態は，電気角９０度のスキューを施しているため，電機子ブロック４，９に発生するコギング推力には，２次成分が含まれていない。従って，二者の合成によるコギング推力は第５の実施の形態よりもさらに低減することができる。
また，本実施の形態も前実施の形態同様，予め構成した電機子ブロックを傾斜して配置するだけの簡単な可動子構造によって，上述の効果を得ることができる。
［産業上の利用可能性］
以上のように本発明にかかるリニアモータは、ＦＡ機器の搬送システム、例えば工作機のテーブル送りに用いられるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図２は、第１の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図３は、第１の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図４は、本発明の第２の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図５は、第２の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列をしめす。図６は、第２の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図７は、本発明の第３の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図８は、第３の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図９は、第３の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図１０は、本発明の第４の実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図１１は、第４の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図１２は、第４の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図１３は、本発明の第５実施の形態によるリニアモータの縦断面図である。図１４は、第５の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列をしめす。図１５は、第５の実施の形態によるコギング推力の説明図である。図１６は、第５の実施の形態による循環電流を説明するベクトル図である。図１７は、第６の実施の形態の電機子コイル配置図であり、（ａ）は電機子コイル配置、（ｂ）は電機子コイルの推力方向配列を示す。図１８は、第７、第８の実施の形態の説明図であり、（ａ）はリニアモータの縦断面図、（ｂ）は第７の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図、（ｃ）は第８の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図である。図１９は、第７の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２０は、第８の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２１は、第９、第１０の実施の形態の説明図であり、（ａ）はリニアモータの縦断面図、（ｂ）は第９の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図、（ｃ）は第１０の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図である。図２２は、第９の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２３は、第１０の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２４は、第１１、第１２の実施の形態の説明図であり、（ａ）はリニアモータの縦断面図、（ｂ）は第１１の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図、（ｃ）は第１２の実施の形態の電機子コイルの推力方向配列図である。図２５は、第１１の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２６は、第１２の実施の形態の電機子コイル配置図である。図２７は、リニアモータの推力方向と直角な面の縦断面図である。図２８は、本発明によるコアセグメントを説明する平面図である。図２９は、本発明による温度センサの設置状況を説明するリニアモータの縦断面図である。図３０は、第１３の実施の形態によるリニアモータの上面から見た図であり，電機子ブロックの傾斜を示す。図３１は、第１の実施の形態による高次成分を含むコギング推力の説明図である。図３２は、第１３の実施の形態による高次成分を含むコギング推力の説明図である。図３３は、第１４の実施の形態によるリニアモータの上面から見た図であり，電機子ブロックの傾斜を示す。図３４は、第１４の実施の形態による高次成分を含むコギング推力の説明図である。図３５は、従来のリニアモータの説明図である。
Claims (19)
- 等ピッチで配列した界磁磁極と、この界磁磁極と対面する電機子とを備え、この電機子は複数の電機子ブロックに分割して推力の方向に配列してあり、各電機子ブロックのブロックコアは、等ピッチで配列された相数の整数倍のティースと前記ティースに集中巻きした電機子コイルとが設けられ、前記電機子ブロック間には、磁極ピッチを電機子ブロック数で除した値の整数倍の電気角に対応する間隙が設けられ、各電機子ブロックの電機子コイルの相互を、電機子ブロック間の間隙に対応する電気角で位相をずらして巻装してなることを特徴とするリニアモータ。
- 電機子のブロック数を３の整数倍とし、各電機子ブロック間に磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を設け、各電機子ブロックのブロックコアには３×ａ（ａ＝整数）個のティースを等ピッチで設け、電機子ブロック当たりの界磁磁極数を２×ａ（ａ＝整数）として等ピッチで配列し、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＶ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記のコイル配列を繰返して行い、各電機子ブロックの各相コイルを３相平衡結線したことを特徴とする請求項１のリニアモータ。
- 電機子のブロック数を３の整数倍とし、各電機子ブロック間に磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を設け、各電機子ブロックのブロックコアには３×ａ（ａ＝整数）個のティースを等ピッチで設け、電機子ブロック当たりの界磁磁極数を２×ａ（ａ＝整数）として等ピッチで配列し、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てには第１の電機子ブロックとは巻き方向を逆にしてＷ相コイル、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースの全てにはＶ相コイル、Ｗ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記のコイル配列を繰返して行い、各電機子ブロックの各相コイルを３相平衡結線したことを特徴とする請求項１のリニアモータ。
- ３個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを１２０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ３個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに第１の電機子フロッックとは巻き方向を逆にしてＷ相コイル、Ｖ相コイル、Ｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに第１の電機子ブロックと同じ方向でＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを６０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ２個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子フロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループの第１、第２のティースにはそれぞれＷ相コイル、第３、第４、第５のティースにはぞぞれＶ相コイル、第６、第７、第８のティースにはそれぞれＵ相コイル、第９のティースにはＷ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを９０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ２個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに９個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＵ相コイル、Ｗ相コイル、Ｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループにＶ相コイル、Ｕ相コイル、Ｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子コイルを９０°の位相差で配列して３相平衡結線したことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ２×ｃ（ｃ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が２を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ２×ｄ（ｄ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／２の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が２を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ３×ｅ（ｅ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ３×ｆ（ｆ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの２／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ３×ｇ（ｇ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを３個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｕ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み２相結線としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- ３×ｈ（ｈ＝整数）個の電機子ブロックを用い、各電機子ブロックの推力方向の長さを界磁磁極ピッチの１０倍の長さとし、各電機子ブロックのブロックコアに１２個のティースを等ピッチで設け、磁極ピッチの１／３の寸法の間隙を各電機子ブロック間に設けて推力方向に配列し、各電機子ブロックのブロックコアのティースを２個ずつのグループとし、第１の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第２の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイル、正方向巻きＶ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、第３の電機子ブロックのブロックコアのティースグループに正方向巻きＶ相コイル、逆方向巻きｗ相コイル、正方向巻きＵ相コイル、逆方向巻きｖ相コイル、正方向巻きＷ相コイル、逆方向巻きｕ相コイルの順序で電機子コイルを巻き込み、電機子ブロック数が３を超える場合は上記を繰り返して電機子コイルを巻き込み３相結線としたことを特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
- 前記電機子ブロックを構成するブロックコアは、片側に形成した係合突起と反対側にこの係合突起に嵌合するように形成した係合部を有してなる継鉄部と、各電機子コイルを巻回するティースとからなるコアセグメントで構成され、このコアセグメントを順次結合してなるブロックコア列の長手方向を両側から挟みこむようにそれぞれ界磁磁極を配列したことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項記載のリニアモータ。
- 前記電機子ブロックを構成するブロックコアは、下端部がティース部を形成して上端部が継鉄部を形成するＴ字状のコアセグメントの複数を継鉄部で相互に連接させたブロックコアを備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載のリニアモータ。
- 前記電機子ブロック間の間隙において、ブロックコアの継鉄部間を磁性体製の間隔片で支持し、この間隔片上の空間に温度センサをモールド支持したことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項記載のリニアモータ。
- 電機子ブロックの推力方向と直交する方向に、電機子ブロックを所定の角度だけ傾斜させて配置することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項記載のリニアモータ。
- ３個の電機子ブロックを用い，前記電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとしたとき，３個の前記電機子ブロックの傾斜角度θを
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／３Ｗ）
としたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載のリニアモータ。 - ２個の電機子ブロックを用い，前記電機子ブロックの積厚幅をＷ，磁極ピッチをＰｍとしたとき，２個の前記電機子ブロックの傾斜角度θを
θ＝ｓｉｎ−１（Ｐｍ／２Ｗ）
としたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載のリニアモータ。
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