KR0144315B1 - 리니어 모터 - Google Patents

리니어 모터

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KR0144315B1
KR0144315B1 KR1019940023977A KR19940023977A KR0144315B1 KR 0144315 B1 KR0144315 B1 KR 0144315B1 KR 1019940023977 A KR1019940023977 A KR 1019940023977A KR 19940023977 A KR19940023977 A KR 19940023977A KR 0144315 B1 KR0144315 B1 KR 0144315B1
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protruding
stator
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히로부미 사토미
타카오 이와사
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와카바야시 쇼우하찌로
오리엔탈모타 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 고추진력의 출력을 얻는 m상 리니어 펄스모터 또는 브러쉬레스 직류 리니어 모터로 해서 동작시키는 리니어 모터이다.
이 리니어 모터는 등핏치각으로 배열설치된 우수 N개의 돌출국(11,12,…)을 가지고, 또 그 돌출극의 내주면에 축(shaft)방향으로 교대로 달라진 극성의 복수개의 영구자석극이 배열설치된 고정자(1)와 축방향에 이동자유로운 이동자(3)로 된다. 상기 돌출극은 서로 인접해 쌍을 이루는 각 2개의 돌출극에서, 각도가 720m/N도로 배열설치된 N/m개의 돌출극군이 m개조로 구성되어, 각 돌출극군에 속하는 (N/m)-1개 또는 (N/m)-2개의 각 돌출극의 권선(W1,W2,…)은 쌍을 이루는 돌출극 사이에서는 역극성으로 결선되며, 쌍으로 되지 않는 다른 상의 돌출극을 에워싸서 배열설치되는 돌출극 사이에서는 동극성으로 결선되어서 m상 권선을 구성하며, 상기 돌출극 중 나머지 돌출극은 센서극(SA,BB)으로해, 이동자(3)의 위치 및 이동방향을 검출시킨다.

Description

리니어 모터
제1도는 본 발명의 리니어 모터의 일실시예를 나타낸 종단면도.
제2도는 제1도의 고정자 코어의 일부 확대도.
제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선에 의한 횡단면도.
제4도는 이동자 코어를 형성하는 이동자 철판의 평면도.
제5도는 제4도의 이동자 철판을 소정각 회전하여, 적층될 때에 형성된 이동자 소치부를 고정자 측에서 본 전개도.
제6도는 고정자 권선의 결선도.
제7도는 본 발명의 리니어 모터의 다른 실시예(3상)를 나타내는 횡단면도.
제8도는 제7도의 이동자 코어를 형성하는 이동자 철판의 평면도.
제9도는 제8도의 이동자 철판을 소정각 회전하여, 적층될 때에 형성되는 이동자 소치부를 고정자 측에서 본 전개도.
제10도는 고정자 권선의 결선도.
제11도는 관련기술의 영구자석형 원통상 리니어 모터의 종단면도.
제12도는 제11도의 고정자 권선의 결선도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 고정자 10 : 고정자 코어
11,12,13,…18 : 돌출극 19 : 영구자석극
W1,W2,W3,…W8 : 고정자권선 W51,…,W62 : 고정자권선
20 : 하우징 21,22 : 브래키트
23,24 : 축받침 3 : 이동자
30 : 이동자코어
40 : 이동자소치(치선부 40a, 치저부 40b)
41 : 비자성부재 42,71 : 이동자철판
31,32,33,…38 : 외주부 45 : 코어엘리먼트
본 발명은 리니어 모터에 관한 것으로 특히 2상 및 다상 리니어 모터 또는 브러쉬 레스 직류 리니어 모터로해서 동작하는 리니어 모터에 관한 것이다.
제11도는 본 발명에 관련하는 영구자석형 원통상 리니어 모터의 종단면도를 나타낸다.
제11도에 있어서, 상기 영구자석형 원통상 리니어 모터의 고정자(100)의 고정자 코어(101)는 링상의 고정자 치선부(stator tooth top)(102a)를 형성하는 내경이 적은 링상 요크부와 링상의 고정자 치저부(stator tooth botton)(102b)를 형성하는 내경이 큰 링상 요크부가 축방향으로 교대로 적층되어 있어, 그 때문에 상기 고정자 코어(101)의 내주면에는 축방향(shaft)에 등핏치로 다수의 링크상 치선부(102a) 및 링크상 치저부(홈부)(102b)로 되는 고정자 소치(stator footh)(102)가 형성되어 있다.
상기 링상 치저부(홈부)(102b)에는 각각 링상권선(103,104,…110)이 배열 설치되어 있다. 이들의 링상권선(103,104…110)은 제12도에 나타낸 바와같이, 링상권선(103,105,107,109)이 교대로 극성이 반전하도록 결선되어서 하나의 상(A상)을 형성하고, 또 링상권선(104,106,108,110)이 같은 모양으로 교대로 극성이 반전하도록 결선되어서 다른 하나의 상(B상)을 형성하여, 전체로서 2상을 구성하고 있다. 상기 고정자(100)는 이와 같이 구성되어 있기 때문에 고정자(100)의 극핏치(pole pitch)는 고정자 소치(102)의 치핏치의 4배로 된다.
또, 이동자(mover)(300)의 이동자 코어(301)는 원통형상을 가지고, 그 외주면에는 반경 방향으로 달라진 극성이 착석된 영구자석극(302)이 축방향으로 교대로 고정자 소치(102)의 치핏치의 2배로 배열설치되어 있고, 그 결과 이동자(300)의 극핏치는 고정자 핏치의 4배로 되며, 상기 고정자(100)의 극핏치와 일치되어 있다.
고정자 코어(101)에 배열설치된 상기 2상의 권선의 상호간은, 고정자 소치핏치분, 즉 고정자극 핏치의 1/4만큼만 축방향으로 어긋난 위치에 있고, 상기 리니어 모터는 스텝마다의 기본 이동량(basic amount of movement)이 그 극핏치의 1/4, 즉 고정자 소치 핏치로 되는 2상의 영구자석용 원통상 리니어 펄스모터를 구성하고 있다.
그러나, 상기 구성의 영구자석형 원통상 리니어 펄스모터는 각 링상권선(103,104,…110)을 결선하기 위해서는 상기 치선부(102a) 및 치저부(102b)의 각 링상요크부의 외주부에 절개부를 설치해서, 거기에서 상기 각 권선(103,104,…110)의 단부를 인출하여, 이들을 결선해서 상기 절개부에 형성된 리이드 선 인출 홈부에 수납할 필요가 있다. 이 때문에, 그 모터 조립의 작업성이 나쁘다하는 문제점이 있다.
한편, 상기 권선(103,104,…110)을 수용하는 고정자 소치(102)의 각 치저부(102b)의 크기는 고정자 소치핏치에 의존해 있고, 그 소치피치가 적은 경우에는 상기 치저부(102b)를 크게 할 수 없고 상주위의 암페어 도체수가 크게 얻어지지 않기 때문에 추진력(driving froce)이 낮다하는 문제점이 있다.
또, 상기 모터는 이동자측에 영구자석극이 배열설치되어 있기 때문에, 그 모터의 길이는(이동자 코어의 축방향길이)+(스크로크길이) 이상 필요로 되며, 그 스트로크를 길게하기 위해서는 그 모터의 길이가 길게 되어야 한다는 문제점이 있다.
또한, 상기 모터는 영구자석형이므로서, 원리적으로 브러쉬레스 직류모터로 해서 동작시킬 수 있으나, 그를 위하여서는 이동자의 위치를 검출하기 위한 센서수단을 별도로 설치할 필요가 있고 또 그 분량만큼 모터의 길이가 길게된다 하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안한 것으로, 그 목적은 상기 문제점을 해소하여 권선의 작업성과 함께 모터조립의 작업성이 좋고, 고정자 소치의 치핏치에 의존하지 않고서 권선수납부분을 크게해서 소형으로 고추진력을 실현할 수 있고, 고정자측에 영구자석이 배열설치된 영구자석형의 리니어 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동자 위치를 검출하는 센서수단을 별도로 부가하는 것이 아니고, 리니어 서보 시스템을 싼가격으로 형성하기 때문에, 브러쉬레스 직류 모터로해서 동작시킬 수 있는 영구자석형의 리니어 모터를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 내측으로 향해서 방사상으로 등핏치 각도로 배열설치된 우수개의 돌출극(salinet pale)을 가지는 고정자 코어와 상기 각 돌출극에 각각 별도로 감겨진 권선을 가지는 고정자와 그 고정자 내에서 축방향(shaft)에 이동자유롭게 지지됨과 함께, 외주면에 축방향으로 복수개의 이동자 소치가 배열설치된 이동자 코어를 가지는 이동자를 구비해서 되는 리니어 모터는 다음과 같다.
(1) 상기 고정자 코어의 상기 돌출극의 내주면에는 축방향에 따라서 교대로 바뀌는 극성으로 반경방향에 착자된 복수개의 영구자석극 등이 등핏치로 배열설치됨과 동시에 상기 이동자 소치가 상기 영구자석극의 배열설치 핏치의 2배의 등핏치로 배열설치되어 있고, 상기 이동자 코어는 그 이동자 코어의 이동자 철판을 소정 매수 적층한 것을 이동자 코어 엘리먼트로해서 그 엘리멘트를 상기 이동자 철판의 외주부에 배열설치된 소치배열에 의해 결정되는 각도 만큼 순차 회전하여 적층해서 형성됨과 동시에, 상기 고정자 돌출극은 그 돌출극 수를 N개, 상기 모터의 상수를 m으로 할 때, 서로 인접해서 쌍으로 되는 각 2개의 돌출극에서, 각도가 720m/N도로 균등하게 배열설치된 N/m개의 돌출극으로 되는 돌출극군이 m개조로 되어, 상기 각 돌출극군에 속하는 (N/m)-1개 또는 (N/m)-2개의 각 돌출극에 각각 감겨진 권선은 상기 쌍으로 되는 돌출극 사이에서는 서로 역극성으로 되도록 결선됨과 동시에 상기 쌍으로 되지 않는 다른 돌출극군에 속하는 돌출극쌍을 에워싸서 대향하는 돌출극 사이에서도 서로 동극성이 되도록 결선되어서 m상의 상권선을 구성함과 동시에, 각 상의 상기 돌출극군 중의 상구성에 관여하지 않는 나머지 돌출극은 센서극으로 해서, 상기 이동자의 축방향 위치 및 이동방향을 검출시켜, m상 리니어 펄스모터, 또는 브러쉬레스 직류리니어 모터로해서 동작시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
(2) 상기 고정자 코어는 상수 m을 2, k를 1이상의 정수로 할 때, 8k개의 돌출극을 가짐과 동시에, 상기 이동자 철판의 외주부에는 135/k도의 각도로 이루어서 배열설치된 2개의 소치로 되는 소치군이 k개조이고, 상기 각 소치군은 서로 360/k도의 각도로 이루어져 배치되어 있고, 상기 이동자 코어는 상기 이동자 코어 엘리멘트를 135/k도/씩 순차회전하여, 적층해서 형성됨과 동시에, 상기 이동자 코어 엘리먼트의 축방향의 두께를 t로 할 때, 상기 고정자 코어에 배열설치된 영구자석극의 배열설치 핏치는 4t인 것을 특징으로 한다.
(3) 상기 고정자 코어는 상수 m을 3, k를 1이상의 정수로 할 때, 12k개의 돌출극을 가짐과 동시에, 상기 이동자 철판의 외주부에는 150/k도의 각도로 이루어 배열설치된 2개의 소치에서 되는 소치군이 k개조 있고, 상기 각 소치군은 서로 360/k도의 각도로 이루어져 배치되어 있고, 상기 이동자 코어는 상기 이동자 코어 엘리먼트를 150/k도씩 순차 회전하여 적층해서 형성됨과 동시에 상기 이동자 코어 엘리멘트의 축방향의 두께를 t로 할때, 상기 고정자 코어에 배열설치된 영구자석극의 배열설치 핏치는 6t인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 작용에 대해서는 상기와 같이 구성된 영구자석극의 리니어 모터는 고정자 권선이 각 돌출극에 감겨진 형으로 고정자 주방향으로 배열설치되기 때문에 권선의 작업성이 좋고, 또 고정자 소치핏치에 의존하지 않고, 권선 수납부분을 크게해서, 암페어 도체수를 많이 얻을 수 있고, 고추진력인 리니어 모터를 실현할 수 있다.
또, 고정자측에 영구자석극이 배열설치되기 때문에, 상기 모터의 길이를 길게하지 않고 긴 스트로크화할 수 있다.
또한, 고정자 돌출극의 일부를 이동자의 위치, 이동방향을 검출하기 위한 센서 돌출극으로 해서 이용할 수 있기 때문에, 종래의 엔코더와 리졸버 등이 위치검출수단을 별도로 설계하지 않고 브러쉬레스 직류 리니어 모터로해서 동작시킬 수 있다.
이하, 도면에 의거해서 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명의 리니어 모터의 일실시예를 나타내는 종단면도, 제2도는 제1도의 고정자 코어의 일부확대도, 제3도는 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선에 의해 종단면도이다.
본 실시예는 상수(m) 및 정수(k)의 각 수치를 m=2, k=1로 한 경우를 나타내며, 따라서 고정자 돌출극(salient pole)의 수(N)는 N=8, K=8으로 된다. 제1도 내지 제3도에 고정자(1)는 고정자 코어(10)와 고정자 권선(W1,W2,W3,…W8)으로 된다. 고정자 코어(10)의 내측으로 향해서 방사상으로 등핏치 각도로 배열설치된 우수개, 본 실시예에서는 8개의 돌출극(11,12,13,…18)에는 그 내주면에 복수의 영구자석극(19)이 축방향(shaft)으로 등핏치로 배열설치되어 있고, 그 영구자석극(19)의 내주면의 극성이 교대로 N극 및 S극으로 되도록 반경방향으로 착자되어 있다.
그리고, 각 돌출극(11,12,13,…18)의 내주면이 배열설치된 상기 영구자석극(19)은 축방향의 동일위치로 동일극성이 배열설치되어 있고, 상기 축방향 동일 위치에 배열설치된 8개의 그 영구자석극(19)은 돌출극간의 개구부에 의해 절단된 링형상을 이루고 있다.
이들 8개의 상기 돌출극(11,12,13,…18)의 각각에 고정자 권선(W1,W2,W3…W8)이 각각 별도로 감겨진 상기 고정자 코어(10)는 하우징(20)내에 브래키트(21,22)와 도시되지 않는 나사 등에 의해, 수용 또는 지지되어 있다.
한편, 고정자(1)내에 있는 이동자(3)는 브래키트(21,22)에 의해, 축받침(23,24)을 통해서, 축방향에 이동자유롭게 지지되어 있다. 상기 이동자(3)의 이동자 코어(30)의 상기 8개의 돌출극(11,12,13,…18)과 대향하는 각 외주부(31,32,33,…38)에는, 그 축(39)의 방향에 따라서 복수개의 이동자 소치(40)(치선부(tooth top) 40a, 치저부(tooth bottom) 40b)가 상기 영구자석극(19)의 배열설치 핏치의 2배의 등핏치로 형성되어 있고, 그 치저부(40b)에는 비자성 부재(41)를 충전해서 상기 이동자 코어(30)의 외주면은 단일 원통면에 마무리되어 있다.
제4도는 상기 이동자 코어(30)를 형성하고 있는 이동자 철판(42)의 일예를 나타낸 것이다. 제4도에서, 43,44는 이동자 철판(42)의 외주부에 배열설치된 2개의 소치이고, 서로 135/k도, 즉 135도 (k=1)의 각도를 이루어서 배열 설치된 1개조의 소치군을 형성하고 있다. 본 실시예는 k=1, 즉 상기 소치(43,44)가 1개조의 경우이나, 예를들면 k=2의 경우에는 135/k도, 즉 67.5도의 각도를 이루어서 배열설치된 2개의 소치로 되는 소치군이 2개조 존재하여, 그 2개조 소치군은 서로 360/k도 즉 180도의 각도를 이루어서 외주방향으로 배열설치되는 것으로 된다.
제5도는 상기 이동자 철판(42)을 소정판수 적층해서 쌓은 두께를 t로 한 이동자 코어 엘리먼트(45)를 각도 135/k도, 즉 k=1때, 135도씩 회전하여, 적층했을 때에 형성된 이동자 코어(30)의 외주부(31,32,33,…38)의 이동자 소치(40)의 모양을 고정자(1)측에서 본 것이다. 빗금이 있는 부분이 치선부(40a)를 나타내고, 빗금이 없는 부분이 치저부(40b)를 나타낸다. 상기 이동자 코어 엘리먼트(45)를 순차 회전하고, 적층하는 것에 의해, 각 외주부(31,32,33,…38)에는 치핏치가 8t(치두께가 2t, 치저의 두께가 6t)의 소치(40)가 형성된다. 따라서, 상기 고정자 코어(10)에 배열설치된 영구자석극(19)의 핏치는 4t(이동자 소치 핏치의 1/2)로 된다.
또한, 제5도에서, 외주부(31)을 기준으로 할 때, 각 외주부의 소치(40)의 어긋남은 각각 치핏치의 외주부(32)에서는 3/8, 외주부(33)에서는 6/8, 외주부(34)에서는 9/8(즉 1/8), 외주부(35)에서는 4/8, 외주부(36)에서는 7/8, 외주부(37)에서는 10/8(즉 2/8), 외주부(38)에서는 5/8이고, 인접하는 외주부의 소치는 서로 치핏치의 3/8의 어긋남을 갖고 배열설치되어 있다.
다음에, 제3도에서, 서로 인접하는 쌍으로 이루어진 각 2개의 돌출극(11,12,15,16)은 각도가 720m/N도, 즉 m=2, N=8, k=8에 의해 180도로 균등하게 배열설치된 관계로 있는 N/m개, 즉 4개, 1개조로 하는 돌출극을 구성함과 동시에, 돌출극(13,14,17,18)도 같은 모양으로 배열설치된 관계로 있는 다른 4개, 1개조의 돌출극을 구성하여, 전체 m=2개조의 돌출극군으로 된다.
제6도에 나타난 바와 같이, 상기 각 돌출극을 구성하는 각 4개의 상기 돌출극 중의 {(N/m)-1}개, 즉 3개의 돌출극, 즉 돌출극(11,12,16) 및 돌출극(13,14,17)에 감겨진 각 권선(W1,W2,W6 및 W3,W4,W7)은 도시한 바와 같이 결선되어서 A상 및 B상을 형성하여 2상 모터를 구성하고 있다.
각 A,B상 권선의 결과는 제6도에 나타난 바와 같이, 서로 인접해서 쌍을 이루는 돌출극(11,12)에 감겨진 권선(W1,W2)은 서로 역극성으로 되도록 결선하고, 다른 상의 돌출극(17,18)을 사이를 에워싸서 배열설치된 돌출극(11,16)에 감겨진 권선(W1,W6)을 동극성으로 되도록 결선해서 A상으로 하고, 같은 모양으로 서로 인접해서 쌍을 이루는 돌출극(13,14)에 감겨진 권선(W3,W4)을 서로 역극성으로 되도록 결선하고, 다른 상의 돌출극(15,16)을 사이를 에워싸고 배열설치된 돌출극(14,17)에 감겨진 권선(W4,W7)을 동극성으로 되도록 결선해서 B상으로 하고 있다.
또, 상기 돌출극군 중의 상구성에 관여하지 않는 돌출극(15,18) 및 그 권선(W5,W8)은 각각 센서극(SA,SB)을 구성하고 있다.
이와같이 구성하는 것에 의해, 상기 돌출극군의 각 돌출극쌍(11,12; 15,16,13,14; 17,18)은 여자될때, 각각 폐자로를 형성하여, 각 폐자로가 공통의 자로부(磁路部)를 갖지 않도록 구성되어 있다.
이 센서극(SA,SB)은 도시하지 않은 고주파 발진기에 의해 여자되어, 이동자 소치(40)와 센서극(SA,SB)의 영구자석극(19)과의 위치관계에 응해서 변화하는 인덕턴스를 검출할 수 있다. 즉 센서극(SA,SB)의 영구자석극(19)의 이동자소치(40)의 치선부(40a)가 대향하고 있을 때는 인덕턴스가 최대로 되며, 센서극(SA,SB)의 영구자석극(19)과 이동자소치(40)의 치저부(40b)가 간극을 놓고서 대향하고 있는 때는 인덕턴스가 최소로 된다. 또, 상기 이동자 소치(40)는 상기와 같이 축방향에 위상이 어긋나 있기 때문에 결과적으로 전기각으로 90도 위상이 어긋난 이동자 위치신호를 발생할 수 있다.
따라서, 이상과 같은 구성하는 것에 의해, 위치센서를 내장한 2상의 영구자석형 원통상의 리니어 펄스 모터를 구서할 수 있다. 이 경우, 스텝마다의 기본 이동량은 이동자 소치(40)의 치핏치의 1/4, 즉 2t(단, t는 이동자 코어 엘리먼트(45)의 쌓은 두께이다)로 된다. 또, 이동자(3)의 위치 및 이동방향을 검출하는 센서극(SA,SB)을 내장하고 있기 때문에, 브러쉬레스 직류 서보모터로 해서도 동작시키는 것이 가능하다.
제7도 내지 제11도는 본 발명의 리니어 모터의 다른 실시예를 나타내고, 제7도는 횡단면도에서, 상기 실시예의 제3도와 같은 횡단면도이다.
본 실시예는 상수(m) 및 정수(k)의 각 수치를 m=3, k=1로 한 경우를 나타내고, 따라서 고정자 돌출극의 수(N)는 N=12, K=12로 된다. 또한 본 실시예에서 이하에 설명하는 이외는 상기 실시예와 같다.
제7도에서, 고정자 코어(50)의 내측으로 향해서 방사상으로 등핏치각도로 배열설치된 12개의 돌출극(51,52,53,…62)에는 그 내주면에 축방향으로 복수개의 영구자석극(63)이 등핏치로 배열설치되어 있어, 그 영구자석극(63)의 내주면의 극성이 교대로 N극 및 S극으로 되도록 반경방햐으로 착자되어 있다. 또 이들 12개의 돌출극(51,52,53,…62)의 각각에, 고정자 권선(W51,W52,W53,…W62)이 각각 별도로 감겨져 있다.
제8도는 이동자 코어(70)을 형성하고 있는 이동자 철판(71)의 일예를 나타내는 것이다. 제8도에서, 72,73은 이동자 철판(71)의 외주부에 배열설치된 2개의 소치이고, 서로 150/k도 즉 150도(k=1)의 각도롤 이루어서 배열설치된 1개조의 소치군을 형성하고 있다. 본 실시예는 k=1, 즉 상기 소치(72,73)가 1개조의 경우이나, 예를들면 k=2의 경우에는 150/k도, 즉 75도의 각도를 이루어서 배열설치된 2개의 소치로 되는 소치군이 2개조 존재하고, 그 2개조의 소치군은 서로 360/k도 즉 180도의 각도를 이루어서 외주방향으로 형성되게 된다.
제9도는 상기 이동자 철판(71)을 소정판수 적층해서 쌓은 두께를 t로 한 이동자 코어 엘리먼트(74)를 각도 150/k도, 즉, k=1때, 150도씩 회전하여, 적층될때에 형성된 이동자 코어(70)의 외주부(81,82,83,…92)의 이동자 소치(80)의 모양을 고정자(1) 측에서 본 것이다. 빗금이 있는 부분이 치선부(80a)를 나타내고, 빗금이 없는 부분이 치저부(80b)를 나타낸다. 상기 이동자 코어 엘리먼트(74)를 순차회전하여, 적층하는 것에 의해, 각 외주부(81,82,83,…92)에는 치핏치가 12t(치두께가 2t, 치저의 두께가 10t)의 소치가 형성된다. 따라서, 상기 고정자 코어(50)에 배열설치된 영구자석극(63)의 핏치는 6t(이동자 소치핏치의 1/2)로 된다.
다음에, 제7도에서, 서로 인접하는 쌍을 이루는 각 2개의 돌출극(51,52,57,58)은 각도가 (720m/N)도, 즉 m=3, N=12, k=12에 의해 180도로 균등하게 배열설치된 관계로 있는 N/m개, 즉 4개, 1개조로 하는 돌출극군을 구성함과 동시에, 돌출극(53,54,59,60) 및 돌출극(55,56,61,62)도 같게 배열설치된 관계로 다른 각각 4개, 1개조의 돌출극군을 구성하여, 전체 m=3개조의 돌출극군으로 된다.
제10도에 나타난 바와 같이, 상기 각 돌출극군을 구성하는 각 4개의 상기 돌출극 중의 {(N/m)-1}개, 즉 3개의 돌출극, 즉 돌출극(51,52,57), 돌출극(55,56,61) 및 돌출극(59,60,53)에 감겨진 각 권선(W51,W52,W57; W55,W56,W61; W59,W60,W53)은 도시된 바와 같이 결선되어서, A상, B상 및 C상을 형성하여, 3상 모터를 구성하고 있다.
각 A,B,C상 권선은 상기 실시예와 같이 제10도에 나타낸 바와 같이 결선되어 있다. 상기 돌출극군 중 상구성에 관여하지 않는 돌출극(54,58,62)와 그 권선(W54,W58,W62)은 각각 센서극(SC,SA,SB)을 구성하고 있다.
따라서, 이상과 같이 구성하는 것에 의해, 위치센서를 내장한 3상의 영구자석형 원통상의 리니어 펄스모터를 구성할 수 있다. 이 경우, 스텝마다의 기본이동량은 이동자 소치(80)의 치핏치의 1/4, 즉 3t(단, t는 이동자 코어 엘리먼트 74를 쌓은 두께이다.)로 된다. 또, 이동자(3)의 위치 및 이동방향을 검출하는 센서극(SA,SB,SC)를 내장하고 있기 때문에, 브러쉬레스 직류 서브모터로 해서도 동작시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 기술은 상기 실시예에서의 기술에 한정되는 것이 아니고, 같은 기능을 달성하는 다른 양태의 수단에 의해서도 좋고, 또 본 발명의 기술은 상기 구성의 범위 내에서 여러가지 변경, 부가가 가능하다.
이상의 설명에서 명확히 한 바와 같이, 본 발명의 리니어 모터에 의하면, 2상 또는 3상, 영구자석형 리니어 펄스모터 또는 브러쉬레스 직류의 영구자석형 리니어 모터를 구성할 수 있음과 동시에, 각 권선은 각 돌출극에 감겨진 형으로 고정자 코어내에서 원주방향으로 배치되기 때문에, 치핏치에 의존하지 않고서 권선수납부분을 크게 해서 암페어 도체수를 크게 얻을 수 있고, 소형으로 고추진력의 리니어 모터를 구성할 수 있다.
또, 고정자측에 영구자석극이 배열설치되어 있으므로, 상기 모터의 길이를 같게 하지 않고 긴스트로크화 할 수 있음과 동시에, 이동자 코어는 자동차 철판을 소정 매수 적층한 것을 이동자 코어 엘리멘트로 해서, 이것을 소정각도 순차회전해서 적층하는 것에 의해 형성할 수 있으므로서 생산성도 탁월하다.
또한, 이동자의 위치 및 이동방향을 검출하는 센서극을 내장하고 있기 때문에 별도로 엔코더와 리졸버 등의 검출수단을 설치할 필요가 없이, 브러쉬레스 직류리니어 모터로 해서, 리니어 서보 시스템을 싼가격으로 형성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 내측으로 향해서 방사상으로 등핏치 각도로 배열설치된 우수개의 돌출극을 가지는 고정자 코어와 상기 각 돌출극에 각각 별도로 감겨진 권선을 가지는 고정자와, 그 고정자 내에서 축방향으로 이동자유롭게 지지됨과 동시에, 외주면에 축방향으로 복수개의 이동자 소치(小齒)가 배열설치된 이동자 코어를 가지는 이동자를 구비해서 되는 리니어 모터에 있어서, 상기 고정자 코어의 상기 돌출극의 내주면에는 축방향에 따라서 교대로 다른 극성에서 반경방향으로 착자된 복수개의 영구자석극이 등핏치로 배열설치됨과 동시에, 상기 이동자 소치가 상기 영구자석극의 배열핏치의 2배의 등핏치로 배열설치되어 있고, 상기 이동자 코어는 그 이동자 코어의 이동자 철판을 소정 매수 적층한 것을 이동자 코어 엘리먼트로 하고, 상기 이동자 코어 엘리멘트를 상기 이동자 철판의 외주부로 배열설치된 소치배열에 의해 결정된 각도 만큼 순차 회전하여 적층되어 형성됨과 동시에, 상기 고정자 돌출극은 돌출극 수를 N개, 상기 모터의 상수를 m으로 할 때, 서로 인접하는 쌍으로 되는 각 2개의 돌출극에서 각도가 720m/N도로 균등하게 배열설치된 N/m개 돌출극으로 되는 돌출극군이 m개조로 구성되며, 상기 각 돌출극군에 속하는 (N/m)-1개 또는 (N/m)-2개의 각 돌출극에 각각 감겨진 권선은 상기 쌍으로 되는 돌출극 사이에서는 서로 역극성으로 되도록 결선됨과 함께, 상기 쌍으로 되지 않는 다른 돌출극군에 속하는 돌출극쌍을 에워싸서 대향하는 돌출극간에서는 서로 동극성으로 되도록 결선되어서 m상의 상권선을 구성함과 동시에 각 상의 상기 돌출극군 중의 상구성에 관여하지 않는 나머지 돌출극은 센서극으로 해서, 상기 이동자의 축방향 위치 및 이동방향을 검출시켜, m상 리니어 펄스모터, 또는 브러쉬레스 직류 리니어 모터로해서 동작시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정자 코어는 상수 m을 2, k를 1이상의 정수로 할 때, 8k개의 돌출극을 가짐과 동시에, 상기 이동자 철판의 외주부에는 135/k도의 각도를 이루게 배열설치된 2개의 소치로 되는 소치군이 k개조 있고, 상기 이동자 코어는 상기 이동자 엘리먼트를 135/k도씩 순차회전하여 적층해서 형성됨과 동시에, 상기 이동자 코어 엘리먼트의 축방향의 두께를 t로 할 때, 상기 고정자 코어에 배열설치된 영구자석극의 배열설치 핏치는 4t로 하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정자 코어는 상수 m을 3, k를 1이상의 정수로 할 때, 12k개의 돌출극을 가짐과 동시에, 상기 이동자 철판의 외주부에는 150/k도의 각도를 이루어서 배열설치된 2개의 소치로 되는 소치군이 k개조 있고, 상기 각 소치군은 서로 360/k도의 각도를 이루어서 배열설치되어 있고, 상기 이동자 코어는 상기 이동자 코어 엘리먼트를 150/k도씩 순차 회전하여, 적층해서 형성됨과 동시에, 상기 이동자 코어 엘리먼트의 축방향의 두께를 t로 할때, 상기 고정자 코어에 배열설치된 영구자석극의 배열설치 핏치는 6t인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
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