JPWO2009116343A1 - Modular linear motor armature, modular linear motor including the same, and conveying device - Google Patents
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Abstract
推力増大の場合には、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することができると共に、安価なモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置を提供する。各々のモジュラー電機子ユニット(1)に電機子巻線のリードを接続するコネクタを配備し、推力方向に向かって複数個の電機子ユニットを多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニット(1)には、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するリード部接続ユニット(2)を設け、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニット(1)には、該電機子巻線の中性点を結線処理する中性点ユニット(3)を設け、リード部接続ユニット(2)及び中性点ユニット(3)を、モジュラー電機子(1)から分離した。In the case of increased thrust, the length specification of the armature lead wire does not change depending on the customer specifications, and a large thrust specification can be realized by connecting multiple modular armature parts in series or in parallel. In addition, an inexpensive modular linear motor armature, a modular linear motor including the armature, and a conveying device are provided. Each modular armature unit (1) is provided with a connector for connecting the lead of the armature winding, and is located at the foremost part of the armature group formed by connecting a plurality of armature units in the thrust direction. The armature unit (1) is provided with a lead connection unit (2) for connecting the terminal output of the lead of the armature winding and supplying power from an external power source, and is located at the end of the armature group. The armature unit (1) is provided with a neutral point unit (3) for connecting a neutral point of the armature winding, and the lead connection unit (2) and the neutral point unit (3) are modularly connected. Separated from armature (1).
Description
本発明は、例えば、電気部品実装装置、半導体関連装置あるいは工作機械などの各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適なAC3相のリニアモータ電機子に係り、特にリード部と中性点処理部を分離させたモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置に関する。 The present invention relates to an AC three-phase linear motor armature that is used in various industrial machines such as, for example, electrical component mounting apparatuses, semiconductor-related apparatuses, and machine tools, and is suitable for driving a linear motion mechanism, and in particular, a lead. The present invention relates to a modular linear motor armature in which a section and a neutral point processing section are separated, a modular linear motor including the same, and a conveying apparatus.
従来、例えば、電気部品実装装置、半導体または液晶関連の製造装置あるいは工作機械などの各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適で、しかも複数のモジュールを組み合わせた電機子を具備するモジュラー形リニアモータ電機子およびリニアモータが知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1に記載のモジュラー形リニアモータ電機子は、少ななくとも基端側モジュールと、中間モジュールと、先端側モジュールとから構成されており、これらの複数のモジュールを組み合わせることで、取付等の作業性の向上と、量産効果による生産性を向上するようになっている。
The modular linear motor armature described in
ところが、従来のモジュラー形リニアモータ電機子はリード線部と電機子とが分離されていないため、同じ機種のモジュラー形電機子をリニアモータの推力方向と直交する方向に並列に配置する際には、各々の電機子端部からリード線がそれぞれ2本出ることになるため、結線処理、ケーブル処理など面倒になるという問題があった。
また、同様にモジュラー形電機子を直列に多連結接続する際も結線処理が複雑になることから、総じて必要に応じて電機子数を可変にし、脱着可能なモジュラー形電機子とは別に、リード線部も自由に脱着可能にできる構造が要求されていた。
さらに、近年、液晶、半導体製造分野を始めあらゆる市場において、リニアモータの大推力化のニーズが高まっているが、例えば、リニアモータの必要推力に対してその都度新規設計を行うと共に、推力を変化させた機種のラインナップを考えた場合、ラインナップの数を増やした分だけリニアモータ電機子の機種も増えることになる。そのため、このような状況の下で、リニアモータの客先仕様によっては電機子の推力方向長さ、電機子コイルの形状や数の他、電機子のリード線の長さ仕様も異なるため、特に、複数のモジュラー形電機子を直列に多連結配置したり、あるいは並列に多連結配置したりする組み合わせを行うと、かなり多くの製品ラインナップを準備する必要があり、製品コスト、ひいては客先製品価格、納期などに影響を与えるという問題があった。
そこで、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様の実現を維持しつつ、製品コストが安いモジュラー形電機子が要求されていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、リニアモータのモジュラー形電機子構造におけるリード線部と中性点部を分離すると共に、推力増大の場合には、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することができると共に、安価なモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置を提供することを目的とする。However, in the conventional modular linear motor armature, the lead wire part and the armature are not separated, so when arranging the modular armature of the same model in parallel in the direction orthogonal to the thrust direction of the linear motor Since there are two lead wires from each end of each armature, there is a problem of troublesome connection processing, cable processing, and the like.
Similarly, when multiple modular armatures are connected in series, the wiring process becomes complicated, so the number of armatures can be made variable as needed and the lead can be separated from the removable modular armature. There has been a demand for a structure in which the wire portion can be freely attached and detached.
Furthermore, in recent years, there has been an increasing need for large-scale thrust of linear motors in all markets including the liquid crystal and semiconductor manufacturing fields. For example, new designs are made for the required thrust of linear motors and the thrust is changed each time. When considering the lineup of the selected models, the number of linear motor armatures will increase as the number of lineups increases. Therefore, under these circumstances, depending on the customer specifications of the linear motor, the length specification of the armature lead wire, in addition to the thrust direction length of the armature, the shape and number of the armature coils, etc. When a combination of multiple modular armatures connected in series or multiple connections in parallel is required, it is necessary to prepare a considerable number of product lineups. There was a problem of affecting the delivery date.
Therefore, there has been a demand for a modular armature with a low product cost while maintaining the realization of a large thrust specification by connecting multiple modular armature parts in series and in parallel.
The present invention has been made in view of such problems, and separates the lead wire portion and the neutral point portion in the modular armature structure of the linear motor. Without changing the length specification of the armature lead wire, it is possible to realize a large thrust specification by connecting multiple modular armature parts in series or in parallel, as well as an inexpensive modular linear motor armature and It is an object of the present invention to provide a modular linear motor and a conveying device including the same.
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項1の発明は、複数のコイル群からなるm相(mは整数)の電機子巻線を装着してなる電機子ユニットを推力の方向に複数個順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットにおける一方端および他方端には、前記電機子巻線のリードを接続する接続用端子を配備しており、前記推力方向に多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニットを設けると共に、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線の中性点を結線処理を行うための中性点ユニットを設けたことを特徴としている。
また、請求項2の発明は、請求項1記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された複数のティースに前記電機子巻線を集中巻きにより巻回すると共に、電機子ベース上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成してあることを特徴としている。
また、請求項3の発明は、請求項1または2に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ユニットの両端部におけるティ−スで生じるコギング推力を相殺するように、前記各々の電機子ユニットに接続される前記リード部接続ユニットおよび前記中性点ユニットには、サブティースが組み込まれていることを特徴としている。
また、請求項4の発明は、請求項3に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記リード部接続ユニットには、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されていることを特徴としている。
また、請求項5の発明は、請求項1に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ユニットおよび前記リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットをn個の並列配置構成とし(nは2以上の整数)、前記リード部接続ユニットは、外部電源から該リード部接続ユニットに供給される電流をn分割する分配回路と、該分配回路により分割された電流を各電機子ユニットに供給するように前記各電機子ユニットと接続する端子を設けてあり、前記中性点ユニットは、各々の電機子ユニットの電機子巻線の終端部を個別に接続する接続回路と端子を設けてあることを特徴としている。
また、請求項6の発明は、請求項1または2に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、複数の電機子ブロックに分割されたことを特徴としている。
また、請求項7の発明は、請求項1記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、基板の長手方向に向かって複数のコイル群を等間隔に並べて樹脂成形してなる電機子巻線を、電機子ベース上に固定してなるコアレス形電機子を構成してあることを特徴としている。
また、請求項8の発明は、請求項7記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ベースの推力方向長さを電気角360°の整数倍とすることを特徴としている。
また、請求項9の発明は、請求項7記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニット間の電気位相配置は、電気角120°もしくは240°の位相ずれをもたせように配置したことを特徴としている。
また、請求項10の発明は、請求項7または9に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットの結線は直列接続または並列接続の何れかにより接続したことを特徴としている。
また、請求項11の発明は、請求項1に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ベースの両端および前記電機子リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットの端部はコネクタによる接続構成となっていることを特徴としている。
また、請求項12の発明は、請求項1〜11の何れか1項に記載のモジュラー形電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に固定部に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたモジュラー形リニアモータであることを特徴としている。
また、請求項13の発明は、請求項12記載のモジュラー形リニアモータを用いて移動テーブルを走行させる搬送装置であることを特徴としている。In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, there is provided a modular linear motor armature according to the first aspect, wherein each of the armature units is arranged at an equal pitch in a longitudinal direction of an armature core made of a magnetic material. The armature winding is wound around the teeth by concentrated winding, and a cored armature structure is formed which is fixed on the armature base.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the modular linear motor armature according to the first or second aspect, wherein each of the electric motors is arranged so as to cancel a cogging thrust generated at teeth at both ends of the armature unit. A sub-tooth is incorporated in the lead part connecting unit and the neutral point unit connected to the child unit.
According to a fourth aspect of the present invention, in the modular linear motor armature according to the third aspect, the lead portion connecting unit includes a pole sensor portion that detects an initial magnetic pole of the linear motor. It is a feature.
According to a fifth aspect of the present invention, in the modular linear motor armature according to the first aspect, the armature unit, the lead portion connecting unit, and the neutral point unit are arranged in parallel (n is The integer of 2 or more), the lead part connection unit distributes the current supplied from the external power source to the lead part connection unit by n, and supplies the current divided by the distribution circuit to each armature unit. As described above, a terminal to be connected to each armature unit is provided, and the neutral point unit is provided with a connection circuit and a terminal for individually connecting a terminal portion of the armature winding of each armature unit. It is characterized by.
According to a sixth aspect of the present invention, in the modular linear motor armature according to the first or second aspect, each of the armature units is divided into a plurality of armature blocks.
The invention according to
According to an eighth aspect of the present invention, in the modular linear motor armature according to the seventh aspect, the length of the armature base in the thrust direction is an integral multiple of an electrical angle of 360 °.
The invention according to claim 9 is the modular linear motor armature according to
The invention according to
The invention according to
According to a twelfth aspect of the present invention, the modular armature according to any one of the first to eleventh aspects and the armature are arranged opposite to each other via a magnetic gap, and the polarity is alternately set to the fixed portion. A plurality of different permanent magnets arranged side by side, and either the armature or the field magnet as a stator and the other as a mover, the field and the armature are relatively It is a modular linear motor that is designed to run.
The invention of
請求項1、2に記載の発明によると、1種類のモジュラー電機子で複数の推力仕様の電機子を実現することができる。
また、請求項3に記載の発明によると、リニアモータの前後両端部に生じるコギング推力を相殺低減することができる。
また、請求項4の記載の発明によれば、リニアモータ電源投入時、即駆動可能な状態にすることができる。
また、請求項5に記載の発明によると、1種類のモジュラー電機子で幅方向に推力増加を実現することができる。
また、請求項6に記載の発明によると、電機子のコアブロックを容易に多連結配置することができ、組立も容易にできる。
また、請求項1、7記載の発明によると、1種類のモジュラー電機子で複数の推力仕様の電機子を実現することができる。
また、請求項8記載の発明によると、電機子を複数個連結する際に、電機子間の微細な位相調整を必要とせず、電機子ベースの突き当てのみで位相合わせができ、モータ性能を確保できるため、機械へのモータ組込時の作業時間を短縮することが可能となる。
また、請求項9記載の発明によると、複数個の電機子の連結部、つまり、推力発生に寄与しないスペースを削減することが可能となる。
また、請求項10記載の発明によると、仕様に電流制限がある場合は直列結線とし、仕様に電圧制限がある場合は並列結線とする等、あらゆる仕様に対応することが可能となる。
また、請求項11記載の発明によると、電機子を多連結配置する場合、リード部接続ユニットおよび中性点ユニットの接続構造がモジュラー電機子の接続構造に対して部品の共用化が図られ、各ユニットの着脱が自在で、製品コストが安いモジュラー形電機子を提供できる。
また、請求項12記載の発明によると、請求項1〜11に記載のモジュラー形電機子の効果を有するモジュラー形リニアモータを得ることができる。
また、請求項13記載の発明によると、請求項12記載のモジュラー形リニアモータの効果を有する搬送装置を得ることができる。According to the first and second aspects of the invention, an armature having a plurality of thrust specifications can be realized with one type of modular armature.
According to the invention described in
According to the fourth aspect of the present invention, when the linear motor is turned on, it can be driven immediately.
According to the invention described in
In addition, according to the sixth aspect of the present invention, the core blocks of the armature can be easily connected and arranged, and assembly can be facilitated.
Further, according to the first and seventh aspects of the present invention, an armature having a plurality of thrust specifications can be realized with one type of modular armature.
According to the invention described in
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to reduce a connecting portion of a plurality of armatures, that is, a space that does not contribute to thrust generation.
Further, according to the invention described in
According to the invention of
According to the invention of
Further, according to the invention described in
1 モジュラー電機子ユニット
2 リード部接続ユニット
2a リード
3 中性点ユニット
4 ポールセンサ
5 サブティース
6 並列ユニット
7、8、9 コネクタ
11 界磁
11a 界磁ヨーク
11b マグネット
12 電機子ユニット
12c キバンクミ
12d 電機子ベース
13 リード出しユニット
14 中性点ユニット
15、16、17 コネクタ
20 電機子ブロック
20a ティース
21 電機子コイル
22 界磁磁極
23 ヨーク
24 電機子ベースDESCRIPTION OF
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例によるモジュラー形のコア付きリニアモータ電機子の全体構成を示す平面図であり、モジュラー電機子ユニット、リード部接続ユニット、中性点ユニットを分解したものである。
図1において、1はモジュラー電機子ユニットであり、図示しない電機子コアに複数のコイル群からなるm相(mは整数)の電機子巻線(不図示)を装着すると共に、該ユニットの前後端は電機子への電力通電を可能とするためのコネクタ構造となっている。
また、2はリード部接続ユニット、3は中性点ユニット、4はポールセンサ。5はサブティースであり、リード部接続ユニット2と中性点ユニット3はモジュラー電機子1と同じくコネクタ構造となっている。
本発明の特徴が従来技術と異なる点は、以下のとおりである。
すなわち、図1において、電機子ユニット1における両端には、電機子巻線のリードを接続する接続用端子(コネクタ7)を配備しており、該電機子ユニット1の一方端には電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニット2を設けると共に、電機子ユニット1の他方端には電機子巻線の中性点を結線処理するための中性点ユニット3を設けており、リード部接続ユニット2および中性点ユニット3は、モジュラー電機子1から分離された構造となっている点である。それから、リード部接続ユニット2並びに中性点ユニット3の端部はそれぞれ電機子ユニット1の端部と同様にコネクタ8、9を有した接続構成となっている。
ここで、図9は一般のコア付きモジュラー形リニアモータの側断面図を示している。
本実施例(図1)に用いる電機子ユニット1の内部は、図9のリニアモータと基本的に同じであって、図9では、複数の電機子ブロック20に分割して推力の方向に配列してあり、電機子ベース24上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成したものとなっている。各電機子ブロック20のブロックコアは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された相数の整数倍となる複数のティース20aと前記ティース20aに集中巻きした電機子コイル21とが設けられている。このような電機子ユニット1は、磁気的空隙を介して、ヨーク23と、ヨーク23上に等ピッチで配列した界磁磁極22よりなる固定子21に対して、対向配置されている。
また、図1に示すようにリード部接続ユニット2および中性点ユニット3には、電機子ユニット1をコネクタ(7、8、9)により接続して一体化した場合の影響を考慮して、電機子ユニット1の両端部におけるティ−スで生じるコギング推力を相殺するためのサブティース5が組み込まれている。
また、図1において、リード部接続ユニット2には、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ4が内蔵されたものとなっている。なお、ポールセンサが内蔵されていない場合には、ソフトウェアによる磁極検出動作が必要となる。FIG. 1 is a plan view showing the entire configuration of a modular cored linear motor armature according to a first embodiment of the present invention, in which a modular armature unit, a lead connection unit, and a neutral point unit are disassembled. is there.
In FIG. 1,
Also, 2 is a lead connection unit, 3 is a neutral point unit, and 4 is a pole sensor.
The features of the present invention are different from those of the prior art as follows.
That is, in FIG. 1, connection terminals (connectors 7) that connect the leads of the armature winding are provided at both ends of the
Here, FIG. 9 shows a side sectional view of a general modular linear motor with a core.
The interior of the
Further, as shown in FIG. 1, in consideration of the influence when the
In FIG. 1, the
図2は、第1実施例のモジュラー電機子ユニットを2個直列に連結させた事例を示す平面図である。
図1では、1個のモジュラー電機子(電機子ユニット1)の例を示して説明したが、図2では、該電機子ユニット1を推力の方向に複数個(ここでは2個)順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子について説明する。
すなわち、図2において、各々のモジュラー電機子ユニット1に電機子巻線のリードを接続する接続用端子(コネクタ7)を配備しており、推力方向に向かって多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニット1には、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニット2を設け、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニット1には、該電機子巻線の中性点を結線処理するための中性点ユニット3を設けると共に、リード部接続ユニット2および中性点ユニット3を、モジュラー電機子1から分離した構造となっている。
このような構成にすることで、2台のモジュラー電機子を直列接続させ、前端にはリード部接続ユニットを後部には中性点ユニットを接続させることで2倍の推力のリニアモータを実現することができる。FIG. 2 is a plan view showing an example in which two modular armature units of the first embodiment are connected in series.
In FIG. 1, an example of one modular armature (armature unit 1) has been described, but in FIG. 2, a plurality (two in this case) of the
That is, in FIG. 2, each
With this configuration, two modular armatures are connected in series, a lead connection unit is connected to the front end, and a neutral point unit is connected to the rear, thereby realizing a linear motor with double thrust. be able to.
次に、第1実施例におけるモジュラー電機子を2個直列接続した場合による推力増加と部品数の関係は、基本的には次のような表1の関係で表すことができる。 Next, the relationship between the increase in thrust and the number of components when two modular armatures in the first embodiment are connected in series can be basically represented by the relationship shown in Table 1 below.
その動作については、図2に示す電機子ユニットにおける電機子巻線のリードにm相交流通電することで、移動磁界を発生させることができるが、該電機子ユニットを図示しない永久磁石界磁と組み合わせれば同期形モータとして動作し、永久磁石界磁に替えて導電性材料を備えた界磁と、該電機子ユニットとの組み合わせを行った場合では、誘導形モータとして動作することができる。 As for the operation, a moving magnetic field can be generated by applying m-phase alternating current to the armature winding lead in the armature unit shown in FIG. When combined, the motor operates as a synchronous motor. When a field provided with a conductive material instead of a permanent magnet field is combined with the armature unit, the motor can operate as an induction motor.
したがって、本発明の第1実施例は電機子ユニットの一方端に外部電源から電源を供給するリード部接続ユニット2を設け、電機子ユニット1の他方端に電機子巻線の中性点を結線処理する中性点ユニット3を設け、リード部接続ユニット2および中性点ユニット3を、モジュラー電機子1から分離する構造とすると共に、電機子ユニット1、リード部接続ユニット2および中性点ユニット3の各端部をコネクタにより接続したので、複数のモジュラー形電機子を多連結配置する必要がある場合、リード部接続ユニット2および中性点ユニット3の接続構造がモジュラー電機子1の接続構造に対して部品の共用化が図られていることから、1種類のモジュラー電機子を用いて推力のバリエーションを増やすことのできる複数の推力仕様の電機子を実現することができ、しかも各ユニットの着脱が自在で、製品コストが安いモジュラー形電機子を提供することができる。
また、リード部接続ユニットおよび中性点ユニットにサブティースが組み込まれているので、リニアモータの前後両端部に生じるコギング推力を相殺低減することができる。
また、リード部接続ユニットは、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されているため、リニアモータ電源投入時、即駆動可能な状態にすることができる。Therefore, in the first embodiment of the present invention, the
Further, since the sub teeth are incorporated in the lead portion connecting unit and the neutral point unit, the cogging thrust generated at the front and rear end portions of the linear motor can be offset and reduced.
In addition, since the lead connection unit has a built-in pole sensor unit that detects the initial magnetic pole of the linear motor, it can be immediately driven when the linear motor is turned on.
次に、図3は第1実施例におけるリード部接続ユニットの変形実施例であって、(a)はリード横出しの場合、(b)はリード上出しの場合を示したものである。
図3において、リード部接続ユニット2は、リード部の取り出し方向をリニアモータの推力方向となる前出し、もしくは、リニアモータの推力方向と直交する方向の横出しあるいは上出しの3種類を用いることで、電機子ユニットのリードの取り出し方向をフレキシブルに変えることができるため、結線処理、ケーブル処理を複雑化することなく、省スペース化を行うことができる。FIGS. 3A and 3B show a modified embodiment of the lead portion connecting unit in the first embodiment, wherein FIG. 3A shows the case of lead lateral placement, and FIG.
In FIG. 3, the
次に、本発明の第2実施例について説明する。
図4は本発明の第2実施例による並列形のリード部接続ユニットの平面図を示したもの、図5は第2実施例における並列形のリード部接続ユニットを適用したモジュラー形のコア付きリニアモータ電機子の全体構成を示すであって、(a)はそれらを分解した平面図、(b)はそれらを組合せた平面図である。
第2実施例が第1実施例と異なる点は、電機子ユニット1およびリード部接続ユニット2並びに中性点ユニット3をn個の並列配置構成とし(本例はn=2)、リード部接続ユニット2は、図示しない外部電源から該リード部接続ユニット2に供給される電流をn分割する図示しない分配回路と、該分配回路(不図示)により分割された電流を各電機子ユニット1に供給するように各電機子ユニット1と接続する端子を設けてあり、該中性点ユニット3は、各々の電機子ユニット1の電機子巻線の終端部を個別に接続する図示しない接続回路と端子を設けた構成になっている点である。
なお、第2実施例は第1実施例同様に、リード部と、モジュラー電機子ユニットが分離された構造となっており、リニアモータ推力を大きくする場合、部品の共用化が可能となっている。
このような構成にすることで、2台のモジュラー電機子ユニットを並列接続させ、前端には、リード部並列ユニット6を後部には中性点ユニットを接続させることで2倍の推力のリニアモータを実現することができている。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a plan view of a parallel type lead portion connecting unit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a modular type linear with a core to which the parallel type lead portion connecting unit according to the second embodiment is applied. 1 shows an overall configuration of a motor armature, in which (a) is a plan view in which they are disassembled, and (b) is a plan view in which they are combined.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
As in the first embodiment, the second embodiment has a structure in which the lead portion and the modular armature unit are separated. When the linear motor thrust is increased, the parts can be shared. .
With this configuration, two modular armature units are connected in parallel, the lead end
次に、第2実施例におけるモジュラー電機子を2個並列接続した場合によるモジュラー電機子推力増加と部品数の関係は、 Next, the relationship between the modular armature thrust increase and the number of parts when two modular armatures in the second embodiment are connected in parallel is as follows:
したがって、本発明の第2実施例は、1種類のモジュラー電機子で推力方向と直交する方向、いわゆるモジュラー電機子の幅方向に推力増加を実現することができる。 Therefore, the second embodiment of the present invention can achieve an increase in thrust in a direction orthogonal to the thrust direction, that is, a so-called width direction of the modular armature, with one type of modular armature.
総じて、1種類のモジュラー電機子ユニットで並列、直列2通りの推力拡大方法が取れるので、リニアモータの製品在庫管理、部品在庫管理が容易なるなど生産性を格段に向上させることができる。 Generally, two types of thrust expansion methods can be taken in parallel and in series with one type of modular armature unit, so that productivity can be significantly improved, such as product inventory management and parts inventory management of linear motors being facilitated.
図6は、本発明の第3実施例によるモジュラー形のコアレスリニアモータ電機子を2個直列に連結させた事例であって、(a)はその概略を示した正面図および側面図、(b)は各電機子ユニットを分解した側面図、(c)は各電機子ユニットを接続した側面図である。
図6において、11は界磁であり、コの字形の界磁ヨーク11aの内側に、空隙を介して異なる極が対向するように、且つ極性が交互に変わるように等間隔に取り付けたマグネット11bから構成される。
また、12は電機子ユニットであり、電機子ユニット12は基板の長手方向に向かって複数のコイル群を複数個並べて樹脂成形した電機子巻線を基板クミ12cとし、該基板クミ12cを電機子ベース12d上に固定してコアレス形のモジュラー形リニアモータ電機子を構成するものである。それから、電機子ベース12dの前後端はコネクタ15を有した構造となっており、複数個の電機子ユニット12がコネクタ接続できる。13はリード出しユニットで、コネクタ16を有した構造となっており、前記電機子ベース12dの前端コネクタ15と接続される。14は中性点ユニットで、コネクタ17を有した構造となっており、前記電機子ベース12dの後端コネクタ15と接続され、前記電機子巻線の中性点結線処理を行う。
このような構造から、電機子2の個数によらず、リード出しユニット13を介して全ての電機子に電流通電できるようになり、あらゆる推力仕様に対応可能となる。
なお、図6に示すように、電機子2の推力方向長さを電気角で表した場合、360°の整数倍となるようにする。
これにより、複数個の電機子ユニット12を連結する際に、電機子ベース12dを突き当てるだけで電機子間の位相合わせが可能となるため、モータを機械に組み込む際の作業時間を短縮できる。なお、従来の電機子を複数個連結して使用する場合、電機子間を決まった距離に位置合わせする必要があったため、機械へのモータ組み込み作業に手間取るという欠点があったが、本実施例は従来技術の課題を解消するものである。FIG. 6 is an example in which two modular coreless linear motor armatures according to a third embodiment of the present invention are connected in series, and (a) is a front view and a side view schematically showing the same. ) Is a side view in which each armature unit is disassembled, and (c) is a side view in which each armature unit is connected.
In FIG. 6,
With such a structure, all the armatures can be energized through the lead-out
In addition, as shown in FIG. 6, when the thrust direction length of the
As a result, when connecting a plurality of
図7は、本発明の第4実施例を示すモジュラー形コアレスリニアモータ電機子を2個直列に連結させた事例であって、(a)はその側面図、(b)はその側面図である。
電機子をモジュール構成にした場合、各電機子の連結部には電機子コイルを配置できないため、図7(a)に示すように、電機子長を電気角360°の整数倍にすると、推力発生に寄与しないスペースが大きくなり、モジュール全体でみるとモータ定数密度が小さくなってしまう。一方、図7(b)に示すように、電機子ごとにコイル配置を電気角120°又は240°ずらした場合、各電機子の連結部、つまり、推力発生に寄与しないスペースを極力抑えることができるため、モジュール全体でみたモータ定数密度の低下を防ぐことが可能となる。FIG. 7 is an example in which two modular coreless linear motor armatures according to a fourth embodiment of the present invention are connected in series, where (a) is a side view thereof and (b) is a side view thereof. .
When the armature has a modular configuration, an armature coil cannot be arranged at the connecting portion of each armature. Therefore, as shown in FIG. 7A, when the armature length is an integral multiple of an electrical angle of 360 °, thrust The space that does not contribute to the generation becomes large, and the motor constant density becomes small when viewed as a whole module. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the coil arrangement is shifted by 120 ° or 240 ° for each armature, the connecting portion of each armature, that is, the space that does not contribute to thrust generation can be suppressed as much as possible. Therefore, it is possible to prevent a reduction in motor constant density as seen in the entire module.
図8は、本発明の第5実施例を示す並列形のリード部接続ユニットを適用したモジュラー形コアレスリニアモータ電機子の事例である。
図6、図7は、複数個の電機子を直列結線した例であるが、図8の(a)は電機子ユニット12、リード出しユニット13、中性点ユニット14を分解した側面図、(b)は(a)の平面図、(c)は(a)の各ユニットを接続した側面図、、(d)は(c)の平面図である。
電機子モジュールの数を調整することによって、あらゆる推力仕様に対応可能ではあるが、通常、その他に電圧や電流、あるいは速度といった仕様が追加されることが多い。例えば、電流仕様(○A以下)に対しては直列結線を選定し、電圧仕様(○V以下)や速度仕様(最高速度○m/s)に対しては並列結線を選定できるようにすることで、1種類のモジュールで広範囲な仕様に対応可能となる。
したがって、本発明の実施例3−5によれば、磁気吸引力レス・コギングレスという特長をもち、コア付きリニアモータに比べて低速度リプル駆動が可能なコアレスリニアモータにおいて、数千〜数万Nというあらゆる推力仕様に対し、1種類の電機子モジュールを複数個、直列又は並列結線することで対応可能となる。
また、部品共通化により、最小限の部品点数に抑えることができるため、モータを低コストで製作でき、低価格でカストマへ提供できるようになる。FIG. 8 shows an example of a modular coreless linear motor armature to which a parallel lead unit connecting unit according to a fifth embodiment of the present invention is applied.
FIGS. 6 and 7 are examples in which a plurality of armatures are connected in series. FIG. 8A is an exploded side view of the
By adjusting the number of armature modules, it is possible to cope with all thrust specifications, but usually other specifications such as voltage, current, or speed are often added. For example, select a series connection for current specifications (○ A or less), and select a parallel connection for voltage specifications (○ V or less) or speed specifications (maximum speed ○ m / s). Thus, a single type of module can support a wide range of specifications.
Therefore, according to Example 3-5 of the present invention, in a coreless linear motor having features of magnetic attraction force-less and cogging-less and capable of low-speed ripple driving as compared with a cored linear motor, several thousand to several tens of thousands N It is possible to cope with all the thrust specifications by connecting a plurality of one type of armature modules in series or in parallel.
Moreover, since the number of parts can be reduced to a minimum by sharing parts, the motor can be manufactured at low cost and can be provided to customers at low cost.
本発明によれば、リニアモータのモジュラー形電機子構造におけるリード線部と中性点部をそれぞれ分離してユニット化を図ることにより、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することが可能となる、複数のモジュラー形の電機子を組合せてなるモジュラー形リニアモータを提供できるため、高精度加工ができる工作機械、高速での微小位置決めや一定送り速度を要する電気部品実装装置、半導体あるいは液晶関連の製造装置あるいは工作機械などの移動テーブルを走行させるテーブル送り装置、搬送装置等に適用可能である。 According to the present invention, the lead wire portion and the neutral point portion in the modular armature structure of the linear motor are separated and unitized to change the length specification of the armature lead wire according to customer specifications. Therefore, it is possible to provide a modular linear motor combining a plurality of modular armatures that can realize a large thrust specification by connecting multiple modular armature parts in series or in parallel. , Machine tools capable of high-precision machining, electrical component mounting devices that require high-speed micropositioning and constant feed speeds, table feed devices that transport moving tables such as semiconductor or liquid crystal manufacturing devices or machine tools, and transport devices Applicable.
Claims (13)
前記各々の電機子ユニットにおける一方端および他方端には、前記電機子巻線のリードを接続する接続用端子を配備しており、
前記推力方向に多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニットを設けると共に、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線の中性点を結線処理を行うための中性点ユニットを設けたことを特徴とするモジュラー形リニアモータ電機子。In a modular linear motor armature configured by sequentially connecting a plurality of armature units each having an m-phase (m is an integer) armature winding composed of a plurality of coil groups in the direction of thrust,
At one end and the other end of each armature unit, a connection terminal for connecting a lead of the armature winding is provided,
Lead portion connection for connecting the terminal output of the lead of the armature winding to the armature unit located in the foremost portion of the armature group formed by multiple connection in the thrust direction and supplying power from an external power source A modular unit characterized in that a unit is provided, and a neutral point unit is provided in the armature unit located at the rearmost part of the armature group for connecting the neutral points of the armature winding. Linear motor armature.
前記リード部接続ユニットは、外部電源から該リード部接続ユニットに供給される電流をn分割する分配回路と、該分配回路により分割された電流を各電機子ユニットに供給するように前記各電機子ユニットと接続する端子を設けてあり、
前記中性点ユニットは、各々の電機子ユニットの電機子巻線の終端部を個別に接続する接続回路と端子を設けてあることを特徴とする請求項1に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。The armature unit, the lead portion connection unit, and the neutral point unit are arranged in parallel with n pieces (n is an integer of 2 or more),
The lead connection unit includes a distribution circuit that divides current supplied to the lead connection unit from an external power source into n, and the armatures that supply the current divided by the distribution circuit to the armature units. There is a terminal to connect to the unit,
2. The modular linear motor armature according to claim 1, wherein the neutral point unit is provided with a connection circuit and a terminal for individually connecting a terminal portion of an armature winding of each armature unit. .
前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に固定部に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、
前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたことを特徴とするモジュラー形リニアモータ。The modular armature according to any one of claims 1 to 11,
The armature and a magnetic field that are arranged opposite to each other via a magnetic gap and arranged with a plurality of permanent magnets having different polarities alternately arranged next to each other,
A modular linear motor characterized in that either the armature or the field is used as a stator and the other is used as a mover, so that the field and the armature travel relatively.
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