KR102339956B1 - linear motor - Google Patents

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KR102339956B1
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마코토 카와카미
세이키 타케도미
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
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Abstract

소형의 구성 및 큰 추력의 발생을 달성하면서, 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있음과 동시에 디텐트력을 저감할 수 있는 리니어 모터를 제공한다. 리니어 모터는, 복수의 직사각형상의 영구자석을 배열시킨 자석 배열을 가지는 가동자와, 가동자에 간격을 두고 대향 배치한 고정자로서의 백 요크와, 가동자에 간격을 두고 백 요크와는 반대 측에 대향 배치한 고정자로서의 전기자를 구비하고, 복수의 영구자석 각각의 자화 방향은 두께 방향이며, 서로 이웃이 되는 영구자석끼리의 자화 방향은 역 방향이며, 전기자는, 각각에 구동 코일이 권취되어 있는 복수의 자극치를 등피치로 갖고, 백 요크는, 가동자에 대향하는 면에, 전기자의 자극치와 가동자의 가동 방향에서 같은 위치에 복수의 자극치를 가진다.To provide a linear motor capable of significantly reducing a suction force and reducing a detent force while achieving a compact configuration and generation of a large thrust. A linear motor includes a mover having a magnet arrangement in which a plurality of rectangular permanent magnets are arranged, a back yoke as a stator which is disposed to face the mover at intervals, and a back yoke as a stator opposite to the back yoke at a distance from the mover An armature as an arranged stator is provided, the magnetization direction of each of the plurality of permanent magnets is in the thickness direction, the magnetization directions of adjacent permanent magnets are opposite to each other, and the armature includes a plurality of permanent magnets each having a driving coil wound thereon The magnetic pole teeth are at equal pitch, and the back yoke has a plurality of magnetic pole values at the same position as the magnetic pole values of the armature on the surface opposite to the mover in the moving direction of the mover.

Figure R1020197026824
Figure R1020197026824

Description

리니어 모터linear motor

본 발명은, 가동자와 고정자를 조합하여 직선 운동 출력을 취출(取出)하는 리니어 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor that takes out a linear motion output by combining a mover and a stator.

종래, X,Y 이동에는, 회전형 모터의 출력을 볼나사로 직선 운동으로 변환하는 방법이 이용되어 왔지만, 이동 속도가 늦기 때문에, 직선 운동 출력을 직접 취출 가능한 리니어 모터의 이용이 진행되고 있다. 리니어 모터는, 일반적으로는, 복수의 직사각형상의 영구자석을 가지는 가동자와, 복수의 자극치(磁極齒)를 가지는 전기자를 조합하여 구성된다.Conventionally, a method of converting the output of a rotary motor into linear motion with a ball screw has been used for X and Y movement. However, since the moving speed is slow, the use of a linear motor capable of directly taking out the linear motion output is progressing. A linear motor is generally constituted by combining a mover having a plurality of rectangular permanent magnets and an armature having a plurality of magnetic pole teeth.

또, 반도체 제조 장치의 가공기에서의 와이어 본딩, 팁 마운터에서는 고속의 반복 운동이 필요하기 때문에, 질량이 작고 큰 가속도를 얻을 수 있는 리니어 모터의 사용이 바람직하다. 이러한 리니어 모터로서, 소형화를 도모하기 위해서, 예를 들면 특허문헌 1 또는 2에 개시되고 있듯이, 고정자로서의 전기자의 전면에 가동자의 영구자석이 대향하는 것이 아니라, 가동자에서의 영구자석의 배열 길이를 전기자의 길이보다 짧게 하는 구성을 이루는 리니어 모터가 채용되고 있다.In addition, since high-speed repetitive motion is required for wire bonding and tip mounters in a processing machine of a semiconductor manufacturing apparatus, it is preferable to use a linear motor having a small mass and high acceleration. In order to reduce the size of such a linear motor, for example, as disclosed in Patent Documents 1 or 2, the permanent magnets of the mover do not face the front surface of the armature as a stator, but the length of the arrangement of permanent magnets in the mover is increased. A linear motor configured to be shorter than the length of the armature is employed.

이런 종류의 리니어 모터는, 복수의 영구자석을 배열한 자석 배열과 이 자석 배열에 일체화한 평판형(平板狀)의 백 요크를 가지는 가동자와, 복수의 자극치 각각에 구동 코일을 권치하고 있는 전기자를 간격(隙間)를 두고 대향시킨 구성을 이루고 있다. 구동 코일에의 통전에 의해서, 가동자(자석 배열 및 백 요크)가 이동하고, 가동자와 전기자의 길이의 차이가 리니어 모터의 동작 가능한 스트로크가 된다.This type of linear motor includes a mover having a magnet array in which a plurality of permanent magnets are arranged, a flat plate-shaped back yoke integrated into the magnet array, and an armature in which a driving coil is wound on each of a plurality of magnetic pole teeth. It forms a configuration in which the are opposed at a distance. By energizing the drive coil, the mover (magnet arrangement and back yoke) moves, and the difference in length between the mover and the armature becomes the operable stroke of the linear motor.

가동자를 강자성체로 형성한 백 요크와 자석 배열로 구성했을 경우, 대향하는 고정자와의 사이에 흡인력이 발생한다. 발생하는 흡인력에 의해, 가동자를 소정 방향으로 이동 가능하게 지지하는 베어링에 큰 수직 항력이 작용한다. 이 수직 항력은, 베어링의 단수명화를 가져온다. 또, 수직 항력이 작용하는 방향은 가동자의 가동 방향과 교차하는 방향이다. 따라서, 상기 수직 항력을 고려하여, 베어링의 선정이 필요하다. 그 때문에, 가동자에 의한 하중에 준거한 베어링보다, 대형의 베어링을 선정하게 된다. 이것은, 리니어 모터 전체의 대형화로 연결된다.When the movable element is formed of a back yoke formed of a ferromagnetic material and a magnet arrangement, an attractive force is generated between the opposing stator and the back yoke. Due to the generated suction force, a large normal drag force acts on the bearing supporting the movable member to be movable in a predetermined direction. This normal drag force shortens the life of the bearing. In addition, the direction in which the normal drag force acts is a direction intersecting the moving direction of the movable element. Therefore, it is necessary to select a bearing in consideration of the normal drag. Therefore, a large bearing is selected rather than a bearing based on the load by the mover. This leads to an enlargement of the overall linear motor.

거기서, 상술의 리니어 모터와는 달리, 자석 배열만을 가동자로서 기능시키고, 백 요크는 고정자로서 기능시키는 리니어 모터가 제안되고 있다(특허문헌 3~5 등).Then, unlike the above-mentioned linear motor, a linear motor in which only a magnet arrangement functions as a mover and a back yoke functions as a stator has been proposed (Patent Documents 3 to 5 and the like).

이런 종류의 리니어 모터에서는, 자석 배열과 평판형의 백 요크를 분리하고, 전기자와는 반대 측에서 간격을 두고 백 요크를 자석 배열에 대향시키고, 자석 배열만을 이동 가능하게 하고 있다. 자석 배열만이 이동하고, 백 요크는 전기자와 동일하게 이동하지 않는다. 자석 배열의 길이는 전기자의 길이보다 짧고, 이 길이의 차이가 리니어 모터의 동작 가능한 스트로크가 된다.In this type of linear motor, the magnet arrangement and the flat back yoke are separated, the back yoke is opposed to the magnet arrangement at a distance from the side opposite to the armature, and only the magnet arrangement is movable. Only the magnet arrangement moves, the back yoke does not move the same as the armature. The length of the magnet arrangement is shorter than the length of the armature, and the difference in this length becomes the operable stroke of the linear motor.

일본 공개특허 특개2005-269822호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2005-269822 일본 특허 재공표 특허 WO2016/159034호 공보Japanese Patent Republished Patent Publication No. WO2016/159034 일본 공개특허 특개2005-117856호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2005-117856 일본 공개특허 특개2015-130754호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2015-130754 일본 공개특허 특개2005-184984호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2005-184984

가동자는, 대향하는 전기자의 자극치면에 강하게 흡인된다. 이 때의 흡인력(吸引力) F는, 하기 식으로 나타낸다.The mover is strongly attracted to the magnetic pole tooth surfaces of the opposing armature. The attraction|suction force F at this time is represented by a following formula.

F=B2S/2μ0F=B2S/2μ0

(단, B: 전극자의 자극치 상의 자속밀도, S: 가동자와 전기자의 대향 유효 면적, μ0: 진공의 투자율)(However, B: magnetic flux density on the magnetic pole value of the electrode element, S: the effective area of the mover and the armature opposite, μ0: the magnetic permeability of the vacuum)

자석 배열과 평판형의 백 요크를 일체화시킨 가동자를 가지는 리니어 모터(일체형 리니어 모터: 특허문헌 1 또는 2 등)에서는, 이 흡인력은, 통상 정격 추력(推力)의 수배로부터 10배 이상이 된다. 따라서, 큰 흡인력에 의해서 가동자가 휘는 문제가 있다. 이 결과, 이러한 휨(撓)이 발생하는 리니어 모터를 이용하는 가공기의 치수 정밀도가 악화된다. 또, 가동자의 강성을 크게 할 필요가 있어, 구성이 대형화 한다고 하는 난점이 있다.In a linear motor (integrated linear motor: Patent Documents 1 or 2, etc.) having a movable element in which a magnet arrangement and a flat-type back yoke are integrated, this attraction force is usually 10 times or more of the rated thrust. Therefore, there is a problem in that the movable member is bent by the large suction force. As a result, the dimensional accuracy of a processing machine using a linear motor in which such warpage occurs is deteriorated. In addition, it is necessary to increase the rigidity of the movable member, and there is a difficulty in that the structure is enlarged.

과대한 흡인력은, 가동자를 지지하는 리니어 가이드에도 미쳐지므로, 이 과대한 흡인력에 견딜 수 있도록 리니어 가이드는 정격 하중이 큰 것이 필요하고, 이 점에서도 구성의 대형화를 피할 수 없다. 따라서, 상기와 같은 흡인력을 저감하는 것이 바람직하다. 단, 흡인력을 저감시킬 때에, 소형의 구성과 큰 추력의 발생을 어느 쪽도 실현될 수 있도록 할 필요가 있다.Since the excessive suction force also extends to the linear guide supporting the movable element, the linear guide needs to have a large rated load so as to withstand this excessive suction force. Therefore, it is preferable to reduce the suction force as described above. However, when reducing the suction force, it is necessary to realize both a compact configuration and a large thrust force.

또, 일체형 리니어 모터에서는, 큰 엣지 효과에 의해서 코깅 토크가 커져서, 디텐트력이 크다고 하는 과제가 있다.In addition, in the integrated linear motor, there is a problem that the cogging torque becomes large due to the large edge effect, and the detent force is large.

자석 배열과 평판형의 백 요크를 분리하여 자석 배열만을 이동시키는 구성의 리니어 모터(분리형 리니어 모터: 특허문헌 3~5 등)에서는, 자석 배열에는 백 요크와 전기자의 쌍방에서 흡인력이 작용하기 때문에, 일체형 리니어 모터에 비해, 전체의 흡인력은 작아진다. 그렇지만, 분리형 리니어 모터에서는, 자석 배열에 대향하는 자극 면적이, 전기자 측에서는 대향하는 자극치의 면적 뿐인데 반해서, 백 요크 측에서는 전자석의 면적과 거의 같은 면적이 된다. 따라서, 양 간격 내에서의 자속밀도가 같은 경우에는, 이 자극 면적의 비율에 따라, 백 요크 측에서 보다 큰 흡인력이 작용하게 되기 때문에, 전체적인 흡인력의 대폭적인 저감은 바랄 수 없다.In a linear motor (separate type linear motor: Patent Documents 3 to 5, etc.) configured to move only the magnet array by separating the magnet array and the flat-type back yoke, the magnet array acts as a suction force from both the back yoke and the armature, Compared with the integrated linear motor, the overall suction force is small. However, in the separation type linear motor, the area of the magnetic pole opposite to the magnet arrangement is only the area of the magnetic pole value opposite on the armature side, whereas on the back yoke side, the area is substantially the same as the area of the electromagnet. Therefore, when the magnetic flux densities within both intervals are the same, a larger attractive force acts on the back yoke side according to the ratio of the magnetic pole area, so a significant reduction in the overall attractive force cannot be expected.

거기서, 자석 배열과 백 요크의 간격을 넓게 하여 간격의 자속밀도를 작게 하고, 자석 배열과 전기자 사이의 흡인력과 같은 정도로까지 자석 배열과 백 요크의 흡인력을 저감시키는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 자석 배열과 백 요크의 간격을 넓게 했을 경우에는, 전기자로부터의 추력 발생을 위한 자속밀도도 저하하기 때문에, 추력이 작아진다고 하는 문제가 있다. 따라서, 지금까지 제안된 분리형 리니어 모터에서는, 가동자에 작용하는 흡인력을 저감시키기 위해서는 추력의 저하를 피할 수 없다고 하는 과제가 있다.Therefore, it is conceivable to increase the distance between the magnet arrangement and the back yoke to decrease the magnetic flux density of the gap, and to reduce the attraction force between the magnet arrangement and the back yoke to the same extent as the attraction force between the magnet arrangement and the armature. However, when the distance between the magnet arrangement and the back yoke is increased, since the magnetic flux density for generating thrust from the armature also decreases, there is a problem that the thrust becomes small. Accordingly, in the separation type linear motors proposed so far, there is a problem that a decrease in thrust is unavoidable in order to reduce the suction force acting on the mover.

또, 분리형 리니어 모터에서는, 전술한 것처럼, 가동자(자석 배열)와 고정자(전기자) 사이의 흡인력, 및 가동자와 백 요크의 흡인력이, 대략 같은 크기로, 역 방향이 되기 때문에, 가동자에 작용하는 흡인력을 저감시키는 것이 가능해진다. 그러나, 백 요크와 자석 배열을 분리함에 의해, 동작시의 백 요크에 발생하는 와전류가 증대하는 것이 분명해진다. 와전류의 증대는 발열로 연결된다. 이러한 리니어 모터는, 환경 온도를 소정의 범위로 유지할 필요가 있는 장치, 예를 들면 반도체 제조 장치에서의 스테이지의 구동원에는 적합하지 않다.Further, in the separation type linear motor, as described above, the attractive force between the mover (magnet arrangement) and the stator (armature) and the attractive force between the mover and the back yoke are approximately equal in magnitude and opposite to each other. It becomes possible to reduce the suction force which acts. However, by separating the back yoke and the magnet arrangement, it becomes clear that the eddy current generated in the back yoke during operation increases. An increase in the eddy current leads to heat generation. Such a linear motor is not suitable as a driving source of a stage in an apparatus that needs to maintain the environmental temperature in a predetermined range, for example, a semiconductor manufacturing apparatus.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 된 것으로, 소형의 구성 및 큰 추력의 발생을 달성하면서, 흡인력을 큰 폭으로 저감하는 것이 가능함과 동시에 디텐트력을 저감할 수 있는 리니어 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was made in view of such circumstances, and while achieving a compact configuration and generation of a large thrust, it is possible to significantly reduce the suction force and at the same time to provide a linear motor capable of reducing the detent force. do.

본 발명의 다른 목적은, 자석 배열에 작용하는 흡인력을 저감하면서, 와전류를 억제 가능한 리니어 모터를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor capable of suppressing eddy currents while reducing the attraction force acting on the magnet arrangement.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 복수의 직사각형상의 영구자석을 배열시킨 자석 배열을 가지는 가동자와, 상기 가동자에 간격을 두고 대향 배치한 고정자로서의 백 요크와, 상기 가동자에 간격을 두고 상기 백 요크와는 반대 측에 대향 배치한 고정자로서의 전기자를 구비하고 있고, 상기 복수의 영구자석 각각의 자화 방향은 두께 방향이며, 서로 이웃이 되는 영구자석끼리의 자화 방향은 역 방향이며, 상기 전기자는, 각각에 구동 코일이 권취되고 있는 복수의 자극치를 등피치로 가지고 있고, 상기 백 요크는, 상기 가동자에 대향하는 면에, 상기 전기자의 자극치와 상기 가동자의 가동 방향에서 같은 위치에 복수의 자극치를 가지고 있고, 상기 백 요크에서의 자극치의 자극 면적은, 상기 전기자에서의 자극치의 자극 면적의 0.9배~1.1배이며, 상기 가동자와 상기 백 요크의 간격은, 상기 가동자와 상기 전기자의 간격에 동일하거나 또는 큰 것을 특징으로 한다.A linear motor according to the present invention includes a mover having a magnet arrangement in which a plurality of rectangular permanent magnets are arranged, a back yoke serving as a stator disposed to face the mover at a distance from the mover, and the back yoke being spaced apart from the mover. An armature as a stator disposed opposite to the yoke is provided, the magnetization direction of each of the plurality of permanent magnets is in the thickness direction, the magnetization directions of adjacent permanent magnets are opposite to each other, and the armature comprises: Each of the plurality of magnetic pole values on which the driving coil is wound has an equal pitch, and the back yoke has a plurality of magnetic pole values at the same position as the magnetic pole values of the armature on a surface opposite to the mover in the moving direction of the mover. and the magnetic pole area of the magnetic pole value in the back yoke is 0.9 to 1.1 times the magnetic pole area of the magnetic pole value in the armature, and the distance between the mover and the back yoke is the same as the distance between the mover and the armature or characterized by being large.

본 발명의 리니어 모터에서는, 복수의 영구자석을 늘어놓은 자석 배열을 가지는 가동자와, 가동자에 간격을 두고 대향 배치한 백 요크와, 백 요크와는 반대 측에서 간격을 두고 가동자에 대향 배치한 전기자를 가지고 있다. 자석 배열이 가동자로서 기능하고, 백 요크 및 전기자는 고정자로서 기능한다. 자석 배열에서의 복수의 직사각형상의 영구자석 각각은 두께 방향으로 자화되고 있고, 서로 이웃이 되는 영구자석간에 그 자화 방향은 역 방향이다. 전기자는, 복수의 자극치를 등피치로 가지고 있고, 각 자극치에는 구동 코일이 권취되고 있다. 백 요크는, 가동자에 대향하는 면이 평판형이 아니고, 복수의 자극치가 등피치로 형성되고 있다. 백 요크에서의 자극치의 피치는, 전기자의 자극치의 피치와 동일하고, 백 요크에서의 자극치의 위치는, 가동자(리니어 모터)의 가동 방향에서 전기자의 자극치와 같은 위치이다. 또, 백 요크의 자극치의 자극 면적은, 전기자의 자극치의 자극 면적의 0.9배~1.1배이다. 또, 가동자와 백 요크의 간격은, 가동자와 전기자의 간격 이상이다.In the linear motor of the present invention, a mover having a magnet arrangement in which a plurality of permanent magnets are arranged, a back yoke arranged to face the mover at a distance from the mover, and an opposite arrangement to the mover at a distance from the back yoke It has one armature. The magnet arrangement functions as a mover, and the back yoke and armature function as a stator. Each of the plurality of rectangular permanent magnets in the magnet arrangement is magnetized in the thickness direction, and the magnetization direction between the adjacent permanent magnets is in the opposite direction. The armature has a plurality of magnetic pole values at equal pitches, and a drive coil is wound around each magnetic pole value. In the back yoke, the surface facing the movable element is not flat, and a plurality of magnetic pole teeth are formed at equal pitches. The pitch of the magnetic pole values in the back yoke is the same as the pitch of the magnetic pole values of the armature, and the position of the magnetic pole values in the back yoke is the same as the magnetic pole values of the armature in the moving direction of the mover (linear motor). In addition, the magnetic pole area of the magnetic pole value of the back yoke is 0.9 to 1.1 times the magnetic pole area of the magnetic pole value of the armature. Further, the distance between the mover and the back yoke is greater than or equal to the distance between the mover and the armature.

본 발명의 리니어 모터에서는, 백 요크에도 전기자와 같은 위치에 대략 같은 자극 면적의 자극치를 설치하고 있다. 즉, 전기자로부터의 구동 자속이 인가되는 백 요크 부분만을 가동자에 근접시키고, 전기자의 자극치에 대향하는 부분 이외에서 가동자로부터의 간격을 두는 구성으로 하고 있다. 가동자에 대향하는 전기자의 자극 면적과, 가동자에 대향하는 백 요크의 자극 면적이 대략 동일하므로, 서로 효율 좋게 상쇄되고, 전체의 흡인력은 큰 폭으로 작아진다. 따라서, 가동자와 백 요크의 간격을 크게 하지 않아도 흡인력의 대폭적인 저감을 실현할 수 있다. 이 때, 가동자와 백 요크의 간격을 크게 할 필요가 없기 때문에, 추력의 저하가 작다.In the linear motor of the present invention, magnetic pole values having substantially the same magnetic pole area are provided in the back yoke at the same position as the armature. That is, only the part of the back yoke to which the driving magnetic flux from the armature is applied is brought close to the mover, and a space is provided from the mover other than the part opposing the magnetic pole value of the armature. Since the magnetic pole area of the armature facing the mover and the magnetic pole area of the back yoke facing the mover are approximately equal, they effectively cancel each other out, and the overall attractive force is greatly reduced. Accordingly, it is possible to realize a significant reduction in the suction force without increasing the distance between the mover and the back yoke. At this time, since it is not necessary to increase the distance between the mover and the back yoke, the decrease in thrust is small.

또, 백 요크에의 자극치의 형성에 의한 요철 형상에 의해, 구동 자속의 전단(剪斷) 영역이 백 요크에 생기기 때문에, 전기자 뿐만이 아니라 백 요크도 추력의 발생에 기여한다. 이 추력 발생이, 가동자의 간격(에어 갭)이 2개소로 증가함에 기인하는 추력의 저하를 보충하게 되어, 전체적으로 큰 추력을 얻을 수 있다. 따라서, 큰 추력을 유지하면서, 자석 배열(가동자)에 작용하는 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있다.In addition, since a shear region of the driving magnetic flux is generated in the back yoke due to the concavo-convex shape due to the formation of magnetic pole values in the back yoke, not only the armature but also the back yoke contribute to the generation of thrust. This thrust generation compensates for the drop in thrust caused by an increase in the spacing (air gap) between the movable elements in two places, and thus a large thrust can be obtained as a whole. Accordingly, it is possible to significantly reduce the attraction force acting on the magnet arrangement (movable element) while maintaining the large thrust force.

본 발명의 리니어 모터에서는, 복수의 자극치를 등피치로 가지는 전기자와, 이 전기자의 자극치와 가동 방향에서 같은 위치에 복수의 자극치를 가지는 백 요크 사이에, 가동자를 배치한 구성이기 때문에, 가동 방향으로 수직인 방향으로의 자석 배열의 코깅이 적게 되기 때문에, 가동자 디텐트력의 저감을 도모할 수 있다.In the linear motor of the present invention, since the mover is arranged between the armature having a plurality of magnetic pole values at equal pitch and a back yoke having a plurality of magnetic pole values at the same position as the magnetic pole values of the armature in the movable direction, the movable element is perpendicular to the movable direction. Since cogging of the magnet arrangement in the in-direction is reduced, it is possible to reduce the mover detent force.

백 요크의 자극치의 자극 면적을 너무 넓게 했을 경우에는, 주위로부터 자속을 많이 주워 흡인력이 커지고, 한편, 백 요크의 자극치의 자극 면적을 너무 좁게 했을 경우에는, 추력을 얻기 위한 자속이 줄어 들고 추력이 저하한다. 따라서, 백 요크의 자극치의 자극 면적을, 전기자의 자극치의 자극 면적의 0.9배~1.1배로 한다.If the magnetic pole area of the magnetic pole value of the back yoke is made too wide, a large amount of magnetic flux is picked up from the surroundings to increase the suction power. lowers Accordingly, the magnetic pole area of the magnetic pole value of the back yoke is 0.9 to 1.1 times the magnetic pole area of the magnetic pole value of the armature.

전기자의 자극치에는 구동 코일이 권취되기 때문에, 전기자의 자극치는 너무 낮게 구성되지 않고, 전기자의 자극치의 높이는 백 요크에서의 자극치의 높이보다 높아진다. 이 때문에 백 요크에서는 자극치의 높이가 낮기 때문에 자극치 이외의 부분에도 자속이 발생하여 흡인력이 전기자 측보다 커지는 경향이 있다. 따라서, 흡인력의 효율적인 상쇄를 실시할 수 있도록, 가동자와 백 요크의 간격을, 가동자와 전기자의 간격과 동일하거나 또는 크게 한다.Since the driving coil is wound around the magnetic pole value of the armature, the magnetic pole value of the armature is not configured to be too low, and the height of the magnetic pole value of the armature becomes higher than the height of the magnetic pole value in the back yoke. For this reason, in the back yoke, since the height of the magnetic pole value is low, magnetic flux is generated in parts other than the magnetic pole value, and the attraction force tends to be larger than that on the armature side. Accordingly, the distance between the mover and the back yoke is made equal to or larger than the distance between the mover and the armature so as to effectively cancel the suction force.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 백 요크에서의 상기 자극치의 높이는, 상기 자극치의 피치의 1/20배 이상 2배 이하인 것을 특징으로 한다.The linear motor according to the present invention is characterized in that the height of the magnetic pole value in the back yoke is 1/20 times or more and 2 times or less of the pitch of the magnetic pole values.

본 발명의 리니어 모터에서는, 백 요크의 자극치의 높이를 피치에 비해 너무 작게 했을 경우에는, 자극치(요철 형상)을 설치한 효과를 얻지 못하고, 한편, 자극치의 높이를 피치에 비해 너무 크게 했을 경우에는, 효과가 변함없이 소형화에 역행한다. 따라서, 백 요크에서의 자극치의 높이를, 자극치의 피치의 1/20배 이상 2배 이하로 한다.In the linear motor of the present invention, when the height of the magnetic pole values of the back yoke is made too small compared to the pitch, the effect of providing the magnetic pole values (concave-convex shape) is not obtained. , the effect remains unchanged and goes against the miniaturization. Accordingly, the height of the magnetic pole values in the back yoke is set to be 1/20 times or more and 2 times or less of the pitch of the magnetic pole values.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 가동자의 길이는, 상기 전기자의 길이보다 짧고, 상기 백 요크의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.The linear motor according to the present invention is characterized in that the length of the mover is shorter than the length of the armature and shorter than the length of the back yoke.

본 발명의 리니어 모터에서는, 가동자의 길이가 전기자 및 백 요크 각각의 길이보다 짧다. 따라서, 소형의 구성이며, 큰 가속도를 확보할 수 있다. 또, 엣지 효과가 작아지기 때문에, 코깅 토크는 작아지고, 디텐트력의 저감을 도모할 수 있다.In the linear motor of the present invention, the length of the mover is shorter than the length of each of the armature and the back yoke. Therefore, it is a compact structure, and large acceleration can be ensured. Moreover, since the edge effect becomes small, the cogging torque becomes small, and reduction of a detent force can be aimed at.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 가동자와 상기 백 요크의 간격의 크기, 및/또는, 상기 가동자와 상기 전기자의 간격의 크기는 가변인 것을 특징으로 한다.The linear motor according to the present invention is characterized in that the size of the distance between the mover and the back yoke and/or the size of the distance between the mover and the armature are variable.

본 발명의 리니어 모터에서는, 가동자와 백 요크의 간격의 크기, 및/또는, 가동자와 전기자의 간격의 크기가 가변이다. 따라서, 사용시의 구동 기자력의 크기에 따라 가동자와 백 요크의 간격의 크기 및/또는 가동자와 전기자의 간격의 크기를 조정함으로써, 흡인력을 거의 영(0)으로 하는 것이 가능하다.In the linear motor of the present invention, the size of the distance between the mover and the back yoke and/or the size of the distance between the mover and the armature is variable. Accordingly, by adjusting the size of the distance between the mover and the back yoke and/or the size of the distance between the mover and the armature according to the magnitude of the driving magnetomotive force during use, it is possible to make the attraction force almost zero.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 복수의 직사각형상의 영구자석을 배열시킨 자석 배열을 가지는 가동자와, 상기 가동자에 간격을 두고 대향 배치한 고정자로서의 백 요크와, 상기 가동자에 간격을 두고 상기 백 요크와는 반대 측에 대향 배치한 고정자로서의 전기자를 구비하고 있고, 상기 복수의 영구자석 각각의 자화 방향은 두께 방향이며, 서로 이웃이 되는 영구자석끼리의 자화 방향은 역 방향이며, 상기 전기자는, 각각에 구동 코일이 권취되어 있는 복수의 자극치를 등피치로 가지고 있고, 상기 백 요크는, 상기 가동자에 대향하는 면에, 상기 전기자의 자극치와 상기 가동자의 가동 방향에서 같은 위치에 복수의 자극치를 가지고 있고, 상기 백 요크가 가지는 상기 자극치는, 복수의 판상 부재를 상기 가동자의 가동 방향과 교차하는 방향으로 적층해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.A linear motor according to the present invention includes a mover having a magnet arrangement in which a plurality of rectangular permanent magnets are arranged, a back yoke serving as a stator disposed to face the mover at a distance from the mover, and the back yoke being spaced apart from the mover. An armature as a stator disposed opposite to the yoke is provided, the magnetization direction of each of the plurality of permanent magnets is in the thickness direction, the magnetization directions of adjacent permanent magnets are opposite to each other, and the armature comprises: Each of the plurality of magnetic pole teeth having a driving coil wound thereon has an equal pitch, and the back yoke has a plurality of magnetic pole values at the same position as the magnetic pole values of the armature on a surface opposite to the mover in the moving direction of the mover. and the magnetic pole teeth of the back yoke are formed by stacking a plurality of plate-like members in a direction intersecting the movable direction of the movable member.

본 발명의 리니어 모터에서는, 자극치를 적층 구조로 함으로써, 가동자에 작용하는 흡인력을 저감하면서, 와전류를 저감하는 것이 가능해진다.In the linear motor of the present invention, it is possible to reduce eddy currents while reducing the suction force acting on the mover by making the magnetic pole values a layered structure.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 백 요크는, 상기 자극치의 근원부로부터 상기 자극치의 돌출하는 방향과는 역 방향의 일부가, 복수의 판상 부재를 상기 자극치의 적층 방향으로 적층해서 이루어지고, 상기 백 요크의 적층 부분을 구성하는 판상 부재와, 상기 자극치를 구성하는 판상 부재는, 일체가 되고 있는 것을 특징으로 한다.In the linear motor according to the present invention, in the back yoke, a part of the back yoke in a direction opposite to the protruding direction of the magnetic pole teeth from the base of the magnetic pole teeth is formed by stacking a plurality of plate-like members in the stacking direction of the magnetic pole teeth, It is characterized in that the plate-shaped member constituting the lamination portion of the back yoke and the plate-shaped member constituting the magnetic pole teeth are integrated.

본 발명의 리니어 모터에서는, 백 요크는, 자극치와의 접속 부분으로부터 두께 방향의 일부를 적층 구조로 함으로써, 더 와전류를 저감하는 것이 가능해진다. 또, 백 요크의 적층 부분을 구성하는 판상 부재와, 자극치를 구성하는 판상 부재는, 일체가 되고 있기 때문에, 제조 공정수가 삭감된다.In the linear motor of the present invention, the back yoke can further reduce eddy currents by forming a part of the back yoke in the thickness direction from the connection portion with the magnetic pole value as a laminated structure. Moreover, since the plate-shaped member constituting the lamination portion of the back yoke and the plate-shaped member constituting the magnetic pole teeth are integrated, the number of manufacturing steps is reduced.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 복수의 판상 부재는, 적층면에 절연 처리를 가하고 있는 것을 특징으로 한다.The linear motor according to the present invention is characterized in that the plurality of plate-shaped members are insulated on the laminated surface.

본 발명의 리니어 모터에서는, 복수의 판상 부재는, 적층면에 절연 처리를 가하고 있으므로, 더 와전류를 저감하는 것이 가능해진다.In the linear motor of this invention, since the several plate-shaped member applies the insulation process to the lamination|stacking surface, it becomes possible to further reduce an eddy current.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 가동자는, 상기 자석 배열을 보관 유지하는 보관 유지 부재를 가지고 있고, 상기 보관 유지 부재는, 상기 복수의 영구자석 각각이 삽입되는 복수의 구멍(孔)을 가지고 있는 것을 특징으로 한다.In the linear motor according to the present invention, the mover has a holding member for holding the magnet arrangement, and the holding member has a plurality of holes into which each of the plurality of permanent magnets is inserted. characterized in that

본 발명의 리니어 모터에서는, 보관 유지 부재에 의해 자석 배열(복수의 영구자석)을 보관 유지하고 있다. 따라서, 가동자(자석 배열)의 강성이 커지기 때문에, 영구자석의 휨(撓), 굽힘(曲) 등의 변형이 생기기 어렵고 디텐트력을 저감할 수 있다.In the linear motor of the present invention, a magnet array (a plurality of permanent magnets) is held by a holding member. Accordingly, since the rigidity of the movable element (magnet arrangement) is increased, deformation such as bending and bending of the permanent magnet is less likely to occur, and the detent force can be reduced.

본 발명에 따른 리니어 모터는, 상기 가동자는, 상기 보관 유지 부재 및 상기 복수의 영구자석이 접착 고정되는 판상의 베이스재를 가지는 것을 특징으로 한다.The linear motor according to the present invention is characterized in that the movable member has a plate-shaped base material to which the holding member and the plurality of permanent magnets are fixed by adhesion.

본 발명의 리니어 모터에서는, 복수의 영구자석이 보관 유지 부재의 구멍에 삽입된 상태로, 자석 배열(복수의 영구자석) 및 보관 유지 부재가 판상의 베이스재에 접착 고정되고 있다. 따라서, 가동자(자석 배열)의 강성을 더 높여 디텐트력을 더 저감을 도모할 수 있음과 동시에, 영구자석의 탈락을 방지할 수 있다.In the linear motor of the present invention, in a state in which a plurality of permanent magnets are inserted into the holes of the holding member, the magnet array (plural permanent magnets) and the holding member are adhesively fixed to the plate-shaped base material. Accordingly, it is possible to further reduce the detent force by further increasing the rigidity of the movable element (magnet arrangement), and it is possible to prevent the permanent magnet from falling off.

본 발명의 리니어 모터에서는, 소형의 구성과 큰 추력의 발생을 실현되면서, 가동자(자석 배열)에 작용하는 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있음과 동시에, 가동자 디텐트력을 저감할 수 있다. 따라서, 큰 흡인력에 수반하는 휨에 의한 변형을 억제 가능하고, 리니어 모터가 이용되는 장치의 치수 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 흡인력을 작게 할 수 있기 때문에, 가동자의 강성과 가동자를 지지하는 지지계의 강성을 작게 하는 것이 가능하고, 소형화를 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 가동 질량의 경량화에 의해서 가속도를 개선할 수 있다. 또, 백 요크에 자극치 구조를 설치함으로써, 백 요크로부터의 추력이 가동자에 부가되기 때문에, 자석 배열과 백 요크 사이에 간격을 설치함에 따라 추력의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.In the linear motor of the present invention, it is possible to significantly reduce the attractive force acting on the mover (magnet arrangement) while realizing a compact configuration and large thrust generation, and at the same time, it is possible to reduce the mover detent force. . Accordingly, it is possible to suppress deformation due to bending accompanying a large suction force, and it is possible to prevent deterioration of the dimensional accuracy of the device in which the linear motor is used. Since the suction force can be made small, it is possible to reduce the rigidity of the movable member and the rigidity of the support system supporting the movable member, and not only miniaturization can be achieved, but also the acceleration can be improved by reducing the movable mass. Further, by providing the magnetic pole structure in the back yoke, since thrust from the back yoke is added to the mover, the decrease in thrust can be minimized by providing a gap between the magnet arrangement and the back yoke.

또, 본 발명의 리니어 모터에서는, 가동자(자석 배열)에 작용하는 흡인력을 저감하면서, 와전류를 억제하는 것이 가능하다.Further, in the linear motor of the present invention, it is possible to suppress the eddy current while reducing the attraction force acting on the mover (magnet arrangement).

[도 1] 실시 형태 1의 리니어 모터의 구성을 나타내는 사시도이다.
[도 2] 실시 형태 1의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다.
[도 3] 실시 형태 1의 리니어 모터에서의 가동자의 구성을 나타내는 평면도이다.
[도 4] 실시 형태 1의 리니어 모터에서의 가동자의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
[도 5] 실시 형태 1의 리니어 모터에서의 자속의 흐름을 나타내는 측면도이다.
[도 6] 실시 형태 1의 리니어 모터에서의 백 요크의 측면 형상을 나타내는 도면이다.
[도 7] 실시 형태 1의 리니어 모터에서의 전기자의 제작에 이용하는 전기자 소재를 나타내는 평면도이다.
[도 8] 실시 형태 1의 리니어 모터에서의 전기자의 코일을 나타내는 도면이다.
[도 9a] 실시 형태 1의 리니어 모터의 구성을 나타내는 표면도이다.
[도 9b] 실시 형태 1의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다.
[도 10] 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터의 전기각에 대한 추력 변동을 나타내는 그래프이다.
[도 11] 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터의 추력 특성을 나타내는 그래프이다.
[도 12] 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터의 흡인력 특성을 나타내는 그래프이다.
[도 13] 제1 종래예(자석 배열과 백 요크를 일체화하여 가동자로 한 구성)의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다.
[도 14a] 제1 종래 예의 리니어 모터의 구성을 나타내는 표면도이다.
[도 14b] 제1 종래 예의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다.
[도 15] 제2 종래예(자석 배열만을 가동자로 하여 평판형의 백 요크를 고정자로 한 구성)의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다.
[도 16a] 제2 종래 예의 리니어 모터의 구성을 나타내는 표면도이다.
[도 16b] 제2 종래 예의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다.
[도 17] 제1 종래예, 제2 종래예, 및 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터에서의 평균 추력을 나타내는 그래프이다.
[도 18] 제1 종래예, 제2 종래예, 및 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터에서의 평균 흡인력을 나타내는 그래프이다
[도 19] 실시 형태 1의 다른 예의 리니어 모터의 추력 특성을 나타내는 그래프이다.
[도 20] 실시 형태 1의 다른 예의 리니어 모터의 흡인력 특성을 나타내는 그래프이다.
[도 21] 실시 형태 1의 또 다른 예의 리니어 모터의 추력 특성을 나타내는 그래프이다.
[도 22] 실시 형태 1의 또 다른 예의 리니어 모터의 흡인력 특성을 나타내는 그래프이다.
[도 23] 실시 형태 2의 리니어 모터의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 24] 실시 형태 2의 리니어 모터의 구성예를 나타내는 측면도이다.
[도 25] 백 요크에 포함되는 자극치의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 26] 백 요크에 포함되는 베이스판의 구성예를 나타내는 부분 사시도이다.
[도 27] 백 요크의 부분 사시도이다.
[도 28] 리니어 모터의 부분 측면도이다.
[도 29a] 관련 기술에 의한 리니어 모터의 줄 손실을 나타내는 그래프이다.
[도 29b] 실시 형태 2의 기본예에서의 리니어 모터의 줄 손실을 나타내는 그래프이다.
[도 30] 백 요크의 다른 구성예를 나타내는 측면도이다.
[도 31] 자극치 블록의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 32] 베이스부의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 33] 리니어 모터의 부분 측면도이다.
[도 34a] 실시 형태 2의 기본예에서의 리니어 모터의 줄 손실을 나타내는 그래프이다.
[도 34b] 실시 형태 2의 제1 변형예에서의 리니어 모터의 줄 손실을 나타내는 그래프이다.
[도 35] 백 요크의 다른 구성예를 나타내는 측면도이다.
[도 36a] 자극치 유닛의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 36b] 자극치 유닛의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 37] 베이스부의 구성예를 나타내는 사시도이다.
[도 38a] 백 요크의 다른 구성예를 나타내는 측면도이다.
[도 38b] 베이스부의 구성예를 나타내는 사시도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view which shows the structure of the linear motor of Embodiment 1. FIG.
[ Fig. 2] Fig. 2 is a side view showing the configuration of the linear motor according to the first embodiment.
Fig. 3 is a plan view showing the configuration of a mover in the linear motor according to the first embodiment.
Fig. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of a mover in the linear motor according to the first embodiment.
Fig. 5 is a side view showing the flow of magnetic flux in the linear motor according to the first embodiment.
[ Fig. 6] Fig. 6 is a diagram showing the side shape of the back yoke in the linear motor according to the first embodiment.
It is a top view which shows the armature raw material used for manufacture of the armature in the linear motor of Embodiment 1. FIG.
It is a figure which shows the coil of the armature in the linear motor of Embodiment 1. FIG.
[ Fig. 9A ] It is a surface view showing the configuration of the linear motor according to the first embodiment.
9B] It is a side view which shows the structure of the linear motor of Embodiment 1. FIG.
[Fig. 10] Fig. 10 is a graph showing the thrust variation with respect to the electric angle of the linear motor of an example of the first embodiment.
It is a graph which shows the thrust characteristic of the linear motor of an example of Embodiment 1. FIG.
12 is a graph showing the suction force characteristics of the linear motor of an example of the first embodiment.
[Fig. 13] Fig. 13 is a side view showing the configuration of the linear motor of the first conventional example (a structure in which a magnet arrangement and a back yoke are integrated to form a movable member).
[Fig. 14A] It is a surface view showing the configuration of the linear motor of the first conventional example.
14B] It is a side view which shows the structure of the linear motor of the 1st prior art example.
[FIG. 15] It is a side view which shows the structure of the linear motor of the 2nd prior art example (a structure which used only the magnet arrangement|sequence as a mover, and the flat-type back yoke was used as a stator).
[ Fig. 16A ] It is a surface view showing the configuration of the linear motor of the second conventional example.
[ Fig. 16B ] It is a side view showing the configuration of the linear motor of the second conventional example.
17] It is a graph which shows the average thrust in the linear motor of an example of a 1st prior art example, a 2nd prior art example, and Embodiment 1. FIG.
[Fig. 18] It is a graph which shows the average suction force in the linear motor of an example of a 1st prior art example, a 2nd prior art example, and Embodiment 1
19 is a graph showing thrust characteristics of a linear motor according to another example of the first embodiment.
[ Fig. 20 ] It is a graph showing the attractive force characteristics of the linear motor of another example of the first embodiment.
[FIG. 21] It is a graph which shows the thrust characteristic of the linear motor of still another example of Embodiment 1. FIG.
22 is a graph showing the suction force characteristics of the linear motor of still another example of the first embodiment.
23 is a perspective view showing a configuration example of the linear motor according to the second embodiment.
24 is a side view showing a configuration example of the linear motor according to the second embodiment.
Fig. 25 is a perspective view showing a configuration example of magnetic pole values included in the back yoke.
26] It is a partial perspective view which shows the structural example of the base plate contained in a back yoke.
Fig. 27 is a partial perspective view of the back yoke.
28 is a partial side view of the linear motor.
[ Fig. 29A ] It is a graph showing the joule loss of a linear motor according to the related art.
[ Fig. 29B ] It is a graph showing the joule loss of the linear motor in the basic example of the second embodiment.
Fig. 30 is a side view showing another configuration example of the back yoke.
Fig. 31 is a perspective view showing a configuration example of a magnetic pole value block.
Fig. 32 is a perspective view showing a configuration example of the base part.
33 is a partial side view of the linear motor.
[FIG. 34A] It is a graph which shows the joule loss of the linear motor in the basic example of Embodiment 2. FIG.
[FIG. 34B] It is a graph which shows the joule loss of the linear motor in the 1st modification of Embodiment 2. FIG.
Fig. 35 is a side view showing another configuration example of the back yoke.
Fig. 36A is a perspective view showing a configuration example of a magnetic pole unit.
Fig. 36B is a perspective view showing a configuration example of a magnetic pole unit.
37 is a perspective view showing a configuration example of the base part.
Fig. 38A is a side view showing another configuration example of the back yoke.
38B is a perspective view showing a configuration example of the base part.

이하, 본 발명을 그 실시 형태를 나타내는 도면에 근거하여 상술한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is described in detail based on drawing which shows the embodiment.

(실시 형태 1)(Embodiment 1)

도 1 및 도 2는, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)의 구성을 나타내는 사시도 및 측면도이다. 도 3 및 도 4는, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서의 가동자(2)의 구성예를 나타내는 평면도 및 분해 사시도이다. 또, 도 1 및 도 2에서는, 가동자(2)만은 자석의 배치를 알 수 있도록 가동 방향으로 평행한 방향에서의 단면을 나타내고 있다.1 and 2 are a perspective view and a side view showing the configuration of the linear motor 1 according to the first embodiment. 3 and 4 are a plan view and an exploded perspective view showing a configuration example of the movable element 2 in the linear motor 1 according to the first embodiment. 1 and 2, only the movable element 2 is cross-sectional in a direction parallel to the movable direction so that the arrangement of the magnet can be understood.

리니어 모터(1)는, 가동자(可動子)(2)와 백 요크(3)와 전기자(電機子)(4)를 포함한다. 가동자(2)에 간격(隙間)을 두고 백 요크(3)가 대향 배치되어, 가동자(2)에 간격을 두고 백 요크(3)와는 반대 측에 전기자(4)가 대향 배치되어 있다. 백 요크(3) 및 전기자(4)는 고정자(固定子)로서 기능한다.The linear motor 1 includes a movable element 2 , a back yoke 3 , and an armature 4 . The back yoke 3 is disposed to face the mover 2 with a gap therebetween, and the armature 4 is disposed opposite to the back yoke 3 at a distance from the mover 2 . The back yoke 3 and the armature 4 function as a stator.

장척상(長尺狀)을 이루는 가동자(2)는, 도 4에 나타내듯이, 복수의 영구자석(21)과 유지 테두리(22)와 고정판(23)을 포함한다. 복수의 영구자석(21)의 병설 방향이, 가동자(2)의 길이 방향이 되고 있다. 각 영구자석(21)은 직사각형상(矩形狀)을 이룬다. 각 영구자석(21)은 예를 들면, Nd-Fe-B계의 희토류 자석이다. 각 영구자석(21)은 두께 방향(도 2의 상하 방향)으로 자화되고 있고, 서로 이웃이 되는 영구자석(21, 21)끼리에서 그 자화 방향은 역 방향이다. 즉, 자석 배열에서는, 백 요크(3) 측으로부터 전기자(4) 측을 향하는 방향으로 자화된 영구자석(21)과, 전기자(4) 측으로부터 백 요크(3) 측을 향하는 방향으로 자화된 영구자석(21)이 교대로 배치되어 있다.As shown in FIG. 4 , the movable element 2 having a long shape includes a plurality of permanent magnets 21 , a holding frame 22 , and a fixed plate 23 . The juxtaposition direction of the plurality of permanent magnets 21 is the longitudinal direction of the movable element 2 . Each permanent magnet 21 forms a rectangular shape. Each permanent magnet 21 is, for example, an Nd-Fe-B type rare-earth magnet. Each permanent magnet 21 is magnetized in the thickness direction (up and down direction in FIG. 2 ), and the magnetization direction of the permanent magnets 21 and 21 adjacent to each other is opposite. That is, in the magnet arrangement, the permanent magnet 21 magnetized in a direction from the back yoke 3 side toward the armature 4 side, and the permanent magnet 21 magnetized in a direction from the armature 4 side toward the back yoke 3 side. Magnets 21 are alternately arranged.

도 4에 나타내듯이, 유지 테두리(22)는 직사각형 판상을 이루고 있다. 유지 테두리(22)의 두께는, 영구자석(21)의 두께보다 작다. 유지 테두리(22)에는 직사각형상의 구멍(221)이 복수 설치되고 있다. 유지 테두리(22)는, 예를 들면 SUS, 알루미늄 등의 비자성 재료에 의해 구성된다. 구멍(221)은 영구자석(21)과 대응하는 형상이다. 각 영구자석(21)은 구멍(221)에 끼워 넣어져서, 접착제로 유지 테두리(22)에 고정된다. 유지 테두리(22)에 고정된 각 영구자석(21)이 등피치로 병설되도록, 구멍(221)은 설치되고 있다. 또, 영구자석(21)을 유지 테두리(22)에 고정할 때, 서로 이웃이 되는 영구자석(21, 21)끼리의 자화 방향이 역 방향이 되도록, 구멍(221)에 끼워 넣는다. 도 3에 나타내듯이, 각 영구자석(21)은 각도 θ로 스큐(skew) 배치이다.As shown in FIG. 4, the holding|maintenance edge 22 has comprised the rectangular plate shape. The thickness of the holding edge 22 is smaller than the thickness of the permanent magnet 21 . A plurality of rectangular holes 221 are provided in the holding frame 22 . The holding edge 22 is made of, for example, a non-magnetic material such as SUS or aluminum. The hole 221 has a shape corresponding to the permanent magnet 21 . Each permanent magnet 21 is fitted into a hole 221 and fixed to the holding edge 22 with an adhesive. The hole 221 is provided so that each permanent magnet 21 fixed to the holding edge 22 may be arranged side by side at equal pitch. In addition, when the permanent magnet 21 is fixed to the holding edge 22, it is inserted into the hole 221 so that the magnetization direction of the permanent magnets 21 and 21 adjacent to each other may become reversed. As shown in Fig. 3, each permanent magnet 21 is skewed at an angle θ.

복수의 영구자석(21)이 유지 테두리(22)의 구멍(221)에 삽입되어 보관 유지된 상태로, 유지 테두리(22)가 고정판(23)에 접착제로 고정되고 있다. 또, 각 영구자석(21)의 저면도 고정판(23)에 접착되고 있다. 고정판(23)은 비자성의 SUS 등으로 구성된다. 이와 같이, 자석 배열이 유지 테두리(22)에 보관 유지되어 고정판(23)에 접착 고정되고 있기 때문에, 가동자(2)의 강성은 높고, 영구자석(21)의 탈락도 일어나지 않는다. 고정판(23)가 백 요크(3)에 대향하도록, 백 요크(3)와 전기자(4)의 간격에 가동자(2)가 배치된다. 또, 고정판(23)은 필수가 아니고, 영구자석(21)이 유지 테두리(22)에서 충분히 보관 유지되는 경우에는 불필요하다.A plurality of permanent magnets 21 are inserted into the holes 221 of the retaining rim 22 and held, and the retaining rim 22 is fixed to the fixing plate 23 with an adhesive. Further, the bottom surface of each permanent magnet 21 is also adhered to the fixing plate 23 . The fixing plate 23 is made of non-magnetic SUS or the like. As described above, since the magnet arrangement is held by the retaining edge 22 and fixed to the fixing plate 23 by adhesion, the rigidity of the movable element 2 is high, and the permanent magnet 21 does not come off. The movable element 2 is disposed at a gap between the back yoke 3 and the armature 4 so that the fixing plate 23 faces the back yoke 3 . In addition, the fixing plate 23 is not essential, and is unnecessary when the permanent magnet 21 is sufficiently held by the holding edge 22 .

백 요크(3) 및 전기자(4)의 가동 방향(도 2의 좌우 방향)에서의 길이는 대략 동일하고, 가동자(2)의 가동 방향(도 2의 좌우 방향)에서의 길이는, 이러한 백 요크(3) 및 전기자(4)에서의 길이보다 짧고, 이 길이의 차이가 리니어 모터(1)의 동작 가능한 스트로크가 된다. 이러한 구성에 의해, 엣지 효과의 저감을 도모하고 있다.The lengths in the movable direction (left-right direction in Fig. 2) of the back yoke 3 and the armature 4 are approximately the same, and the lengths in the movable direction (left-right direction in Fig. 2) of the movable element 2 are the lengths of this bag It is shorter than the length at the yoke 3 and the armature 4 , and the difference in this length becomes the operable stroke of the linear motor 1 . With this configuration, the edge effect is reduced.

연강제, 바람직하게는 연질 자성체(예를 들면, 규소강판)인 백 요크(3)의 가동자(2)와 대향하지 않는 쪽의 면은 평판형(平板狀)이지만, 백 요크(3)의 가동자(2)와 대향하는 측의 면은 평판형이 아니고, 가동 방향으로 등피치에서 복수의 직사각형상의 자극치(磁極齒)(31)가 형성되고 있다. 각 자극치(31)의 높이는, 자극치(31)의 형성 피치의 1/20배 이상 2배 이하, 바람직하게는, 1/10배 이상 1배 이하이다. 예를 들면, 각 자극치(31)의 높이는, 자극치(31)의 형성 피치의 반정도이다.The surface on the side not facing the movable element 2 of the back yoke 3, which is made of mild steel, preferably a soft magnetic material (eg, silicon steel sheet) is flat, but the back yoke 3 is The surface on the side opposite to the movable element 2 is not flat, and a plurality of rectangular magnetic pole teeth 31 are formed at equal pitches in the movable direction. The height of each magnetic pole tooth 31 is 1/20 times or more and 2 times or less of the formation pitch of the magnetic pole teeth 31, Preferably, they are 1/10 times or more and 1 time or less. For example, the height of each magnetic pole value 31 is about half of the formation pitch of the magnetic pole teeth 31 .

전기자(4)에서는, 연질 자성체제인 코어(41)에 가동 방향으로 등피치로 연질 자성체 제(製)의 복수의 직사각형상의 자극치(42)가 일체적으로 설치되고 있고, 각 자극치(42)에 구동 코일(43)이 권취되어 있다.In the armature 4, a plurality of rectangular magnetic pole teeth 42 made of a soft magnetic body at equal pitch in the movable direction are integrally provided on a core 41 which is a soft magnetic body, and a driving coil is provided for each magnetic pole tooth 42. (43) is wound.

백 요크(3)에서의 자극치(31)의 피치는, 전기자(4)의 자극치(42)의 피치와 동일하고, 백 요크(3)에서의 각 자극치(31)의 위치는, 가동자(2)의 가동 방향에서 전기자(4)의 각 자극치(42)의 위치와 같다.또, 백 요크(3)의 자극치(31)의 가동자(2)에 대향하는 자극면의 형상은, 전기자(4)의 자극치(42)의 가동자(2)에 대향하는 자극면과 거의 같은 형태의 직사각형상을 이루고 있고, 전자의 자극 면적은 후자의 자극 면적의 0.9배~1.1배이다. 예를 들면, 자극치(31)의 자극면과 자극치(42)의 자극면은, 동일한 직사각형상이며, 동일한 면적을 가진다. 또, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격은, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격과 같거나 또는 크다. 예를 들면, 후자의 간격은 0.5mm이며, 전자의 간격은 0.5mm 이상이다. 이 경우의 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격과는 고정판(23)을 구성으로서 포함한 경우에도, 고정판(23)의 두께를 포함하지 않고, 가동자(2) 그 자체와 백 요크(3)의 간격(최단 거리)을 나타내고 있다. 바꾸어 말하면 그 간격은 자기적인 간격(자기 갭)이며, 비자성체인 고정판(23)의 두께를 고려할 필요는 없다.The pitch of the magnetic pole values 31 in the back yoke 3 is the same as the pitch of the magnetic pole values 42 of the armature 4, and the position of each magnetic pole value 31 in the back yoke 3 is the mover 2 ) is the same as the position of each magnetic pole tooth 42 of the armature 4 in the moving direction. In addition, the shape of the magnetic pole face of the magnetic pole tooth 31 of the back yoke 3 opposite to the movable element 2 is the armature 4 ) of the magnetic pole tooth 42 has a rectangular shape of substantially the same shape as the magnetic pole surface facing the mover 2, and the magnetic pole area of the former is 0.9 to 1.1 times that of the latter. For example, the magnetic pole surface of the magnetic pole tooth 31 and the magnetic pole surface of the magnetic pole tooth 42 have the same rectangular shape and have the same area. Further, the interval between the movable element 2 and the back yoke 3 is equal to or greater than the interval between the movable element 2 and the armature 4 . For example, the interval of the latter is 0.5 mm, and the interval of the former is 0.5 mm or more. In this case, the distance between the movable element 2 and the back yoke 3 does not include the thickness of the fixing plate 23, even when the fixing plate 23 is included as a configuration, but the movable element 2 itself and the back yoke. The interval (shortest distance) of (3) is shown. In other words, the gap is a magnetic gap (magnetic gap), and it is not necessary to consider the thickness of the non-magnetic fixing plate 23 .

실시 형태 1의 리니어 모터(1)는, 7개의 영구자석(21)과 6개의 자극치(31) 및 자극치(42)가 대향하는 7극 6 슬롯을 기본 구성으로 하고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 형태에서는, 기본 구성을 2배가 되는 14극 12 슬롯 구성을 가지고 있다.The linear motor 1 of Embodiment 1 has the basic structure of 7 permanent magnets 21, 6 magnetic pole teeth 31, and 7 pole 6 slots which the magnetic pole teeth 42 oppose. In the form shown in FIG. 1 and FIG. 2, it has the 14-pole 12-slot structure which doubles the basic structure.

실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 백 요크(3)의 가동자(2)에 대향하는 측의 면에, 전기자(4)의 자극치(42)와 가동 방향으로 같은 위치에 거의 동일 형상의 자극면을 갖고 자극 면적이 거의 같은 자극치(31)를 형성하고 있다. 따라서, 가동자(2) 및 백 요크(3) 사이에 생기는 흡인력(吸引力)의 크기와, 가동자(2) 및 전기자(4) 사이에 생기는 흡인력의 크기가 대략 동일하게 되고, 도 2의 상하 방향에서 양쪽 모두의 흡인력이 효과적으로 상쇄되기 때문에, 리니어 모터(1) 전체적으로 가동자(2)에 작용하는 흡인력은 매우 작아진다. 이와 같이, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격을 크게 하지 않아도 흡인력의 대폭적인 저감을 실현할 수 있다. 따라서, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격을 크게 할 필요가 없기 때문에, 추력(推力)의 저하를 일으키지 않는다.In the linear motor 1 of the first embodiment, on the surface of the back yoke 3 on the side opposite to the mover 2, the magnetic pole teeth 42 of the armature 4 and the magnetic pole teeth 42 of the armature 4 are located at the same position in the moving direction and have substantially the same shape. A magnetic pole tooth 31 having a magnetic pole surface and having substantially the same magnetic pole area is formed. Accordingly, the magnitude of the attractive force generated between the mover 2 and the back yoke 3 and the magnitude of the attractive force generated between the movable element 2 and the armature 4 are approximately the same, as shown in FIG. Since both suction forces in the vertical direction are effectively canceled out, the suction force acting on the movable element 2 as a whole of the linear motor 1 becomes very small. As described above, in the linear motor 1 of the first embodiment, a significant reduction in the suction force can be realized without increasing the distance between the mover 2 and the back yoke 3 . Therefore, since there is no need to increase the distance between the movable element 2 and the back yoke 3, a decrease in thrust is not caused.

또, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 상술한 것처럼, 복수의 자극치(42)를 등피치로 가지는 전기자(4)와, 이 전기자(4)의 자극치(42)와 가동 방향에서 같은 위치에 복수의 자극치(31)를 가지는 백 요크(3) 사이에, 가동자(2)를 배치한 구성이므로, 가동 방향으로 수직인 방향으로의 자석 배열의 코깅 토크가 작아지기 때문에, 가동자(2)의 디텐트력의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 자석 배열을 유지 테두리(22)로 보관 유지하여 고정판(23)에 접착 고정하고 있으므로, 가동자(2)의 강성을 크게 할 수 있기 때문에, 영구자석(21)의 휨, 굽힘(曲) 등의 변형이 생기기 어렵고, 이 점에서도 가동자(2)의 디텐트력의 저감에 기여한다.Moreover, in the linear motor 1 of Embodiment 1, as mentioned above, the armature 4 which has a plurality of magnetic pole values 42 at equal pitch, and the magnetic pole teeth 42 of this armature 4 and the same position in the movable direction. Since the movable element 2 is arranged between the back yoke 3 having the plurality of magnetic pole teeth 31, the cogging torque of the magnet arrangement in the direction perpendicular to the movable direction is reduced, so that the movable element 2 is It is possible to reduce the detent force of In addition, since the magnet arrangement is held by the retaining frame 22 and fixed to the fixing plate 23 by adhesion, the rigidity of the movable element 2 can be increased, so that the permanent magnet 21 is bent and bent. The deformation of the back is less likely to occur, and this also contributes to the reduction of the detent force of the movable element 2 .

실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 백 요크(3)에 복수의 자극치(31)를 형성하고 있고, 이 가동자(2)에 대향하는 요철 형상에 의해 구동 자속의 전단 영역이 발생하기 때문에, 전기자(4)뿐만이 아니라 백 요크(3)도 추력의 발생에 기여한다. 도 5는, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서의 자속의 흐름을 나타내는 측면도이다. 도 5에서, 화살표는 자속의 흐름을 나타내고 있다. 리니어 모터(1)에서는, 전기자(4) 측에 있는 자속의 전단에 의해서 추력이 발생함과 동시에, 백 요크(3) 측에 있는 자속의 전단에 의해도 추력이 발생하게 되어, 리니어 모터(1)에 생기는 추력은, 이러한 양 추력을 합계한 것이 된다. 또, 실시 형태 1과 같은 자극치(31)를 형성하지 않고 백 요크가 평판형인 리니어 모터에서는, 백 요크 측에서는 추력이 발생하지 않고, 전기자 측에서는 자속의 전단에 의한 추력만 있다.In the linear motor 1 of the first embodiment, a plurality of magnetic pole teeth 31 are formed on the back yoke 3, and a shear region of the driving magnetic flux is generated by the concavo-convex shape opposing the movable element 2 . , not only the armature 4 but also the back yoke 3 contributes to the generation of thrust. 5 : is a side view which shows the flow of magnetic flux in the linear motor 1 of Embodiment 1. As shown in FIG. In Fig. 5, arrows indicate the flow of magnetic flux. In the linear motor 1, while thrust is generated by the front end of the magnetic flux on the armature 4 side, thrust is also generated by the front end of the magnetic flux on the back yoke 3 side, so that the linear motor 1 ) is the sum of these two thrusts. Further, in the linear motor in which the magnetic pole teeth 31 are not formed as in the first embodiment and the back yoke is of a flat plate type, no thrust is generated on the back yoke side, and there is only thrust due to the shear of the magnetic flux on the armature side.

실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 가동자(2)와 백 요크(3)의 사이에도 간격을 설치하므로, 이 간격에 의해서 추력이 저하하는 것이 염려된다. 그렇지만, 상술한 것처럼 백 요크(3) 측에서도 추력을 발생할 수 있기 때문에, 간격에 기인하는 추력의 저하를 보충할 수 있어 큰 추력을 실현할 수 있다.In the linear motor 1 of Embodiment 1, since a gap is also provided between the mover 2 and the back yoke 3, there is a concern that the thrust will decrease due to this gap. However, as described above, since thrust can also be generated on the back yoke 3 side, the drop in thrust due to the gap can be compensated for, and a large thrust can be realized.

이상으로부터, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 큰 추력을 유지하면서, 가동자(2)에 작용하는 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있다. 따라서, 가동자(2)에는 흡인력에 수반하는 휨이 거의 발생하지 않고, 리니어 모터(1)를 이용한 반도체 제조 장치로의 가공기 등에 있는 치수 정밀도는 매우 높아진다.From the above, in the linear motor 1 of the first embodiment, the suction force acting on the mover 2 can be significantly reduced while maintaining a large thrust. Accordingly, the movable element 2 hardly undergoes warpage due to the suction force, and the dimensional accuracy of the processing machine of the semiconductor manufacturing apparatus using the linear motor 1 or the like is very high.

또, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 흡인력을 작게 할 수 있기 때문에, 강성이 작은 영구자석(21) 및 유지 테두리(22)를 사용해도 지장이 생기지 않는다. 따라서, 가동자(2)의 소형화를 도모할 수 있음과 동시에, 가동자(2)의 경량화에 수반하여 큰 가속도를 실현하는 것이 가능하다. 또, 가동자(2)의 마모도 적기 때문에, 리니어 모터(1)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.Moreover, in the linear motor 1 of Embodiment 1, since the attraction force can be made small, even if it uses the permanent magnet 21 and the holding edge 22 with small rigidity, a trouble does not arise. Accordingly, it is possible to achieve downsizing of the movable element 2 and realize a large acceleration along with the weight reduction of the movable element 2 . In addition, since wear of the movable element 2 is also small, the life of the linear motor 1 can be increased.

리니어 모터에서는, 가동자의 이동을 평활하게 실시하기 위해서, 후술하듯이 가동자의 측면에 리니어 가이드를 설치하는 것이 일반적이지만, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는 흡인력이 작아지므로, 리니어 가이드도 강성이 작은 것을 사용 가능하고, 이 점에서도 리니어 모터의 소형화와 장기 수명화에 기여할 수 있다.In a linear motor, it is common to provide a linear guide on the side surface of the mover as described later in order to smooth the movement of the mover. A small one can be used, which also contributes to miniaturization and longer life of the linear motor.

실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서는, 가동자(2)의 길이를 백 요크(3) 및 전기자(4)의 길이보다 짧게 하고, 더욱 소형화 및 경량화와 고속화를 도모하고 있다.In the linear motor 1 of Embodiment 1, the length of the movable element 2 is made shorter than the length of the back yoke 3 and the armature 4, and further miniaturization, weight reduction, and high speed are aimed at.

이하, 본 발명자가 제작한 실시 형태 1에서의 리니어 모터(1)의 구체적인 구성과, 제작한 리니어 모터(1)의 특성에 대해 설명한다.Hereinafter, the specific structure of the linear motor 1 in Embodiment 1 manufactured by this inventor, and the characteristic of the manufactured linear motor 1 are demonstrated.

우선, 가동자(2)를 제작한다. Nd-Fe-B계의 희토류 자석(Br=1.395T, HcJ=1273kA/m) 블록으로부터, 두께 5mm, 폭 12mm, 길이 82mm의 직사각형상의 14개의 영구자석(21)을 잘라낸다. 잘라낸 영구자석(21)을, 두께 방향으로 착자(着磁) 한다. 다음으로, 두께 3mm의 SUS판으로부터 도 4에 나타내는 유지 테두리(22)를 와이어 컷으로 잘라낸다. 잘라낸 유지 테두리(22)를, 두께 0.2mm의 SUS판으로 이루어지는 고정판(23)에 접착 고정한다. 그리고, 유지 테두리(22)의 구멍(221)에, 서로 이웃이 되는 영구자석(21)의 자화 방향이 서로 역 방향이 되도록, 접착제가 도포된 14개의 영구자석(21)을 스큐각 θ=3.2°를 부여하여 끼워 넣고, 영구자석(21)을 유지 테두리(22) 및 고정판(23)에 접착 고정한다. 여기에서는, 가동자(2)의 경량화와 자석 배열의 큰 강성과의 양립을 실현할 수 있도록, 영구자석(21)의 두께 5mm에 대해서, 유지 테두리(22)의 두께를 3mm로 했다.First, the movable element 2 is manufactured. From a block of Nd-Fe-B type rare-earth magnets (Br=1.395T, HcJ=1273 kA/m), 14 rectangular permanent magnets 21 having a thickness of 5 mm, a width of 12 mm, and a length of 82 mm are cut out. The cut out permanent magnet 21 is magnetized in the thickness direction. Next, the holding edge 22 shown in FIG. 4 is cut out by wire cut from the SUS board of thickness 3mm. The cut holding edge 22 is adhesively fixed to a fixing plate 23 made of a SUS plate having a thickness of 0.2 mm. Then, in the hole 221 of the holding edge 22, 14 permanent magnets 21 coated with an adhesive so that the magnetization directions of the adjacent permanent magnets 21 are opposite to each other, a skew angle θ=3.2 ° is inserted, and the permanent magnet 21 is adhesively fixed to the holding edge 22 and the fixing plate 23 . Here, the thickness of the retaining frame 22 is set to 3 mm with respect to the thickness of the permanent magnet 21 of 5 mm so as to realize both weight reduction of the movable element 2 and high rigidity of the magnet arrangement.

또한, 상기의 예와는 달리, 두께 0.5mm의 SUS판에 프레스 가공으로 구멍을 뚫은 것을 6매 겹쳐서 코킹 처리로 고정하는 수법에서, 유지 테두리(22)를 제작하도록 해도 좋다. 이 경우에는, 제작 코스트의 저감을 도모할 수 있다.In addition, unlike the above example, you may make it manufacture the holding|maintenance rim 22 by the method of overlapping 6 sheets which were punched by press work to a 0.5 mm-thick SUS board, and fixing by caulking process. In this case, reduction of manufacturing cost can be aimed at.

다음으로, 백 요크(3)를 제작한다. 도 6은, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서의 백 요크(3)의 측면 형상을 나타내는 도면이다.Next, the back yoke 3 is manufactured. FIG. 6 is a diagram showing the side shape of the back yoke 3 in the linear motor 1 according to the first embodiment.

연강(JIS 규격 G3101 종류 기호 SS400 재)으로부터 도 6에 나타내는 치수를 갖는 블록을 깎기 시작하고, 18개의 동일 형상의 자극치(31)(폭: 6mm, 높이: 3mm, 길이: 82mm, 자극 면적: 492㎟)를 등피치(15.12mm)로 갖는 백 요크(3)를 제작했다.From mild steel (JIS standard G3101 type code SS400 material), a block having the dimensions shown in Fig. 6 was cut, and 18 magnetic pole teeth 31 of the same shape (width: 6 mm, height: 3 mm, length: 82 mm, magnetic pole area: 492) mm 2 ) at an equal pitch (15.12 mm), and a back yoke 3 was produced.

다음으로, 전기자(4)를 제작한다. 도 7은, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서의 전기자(4)의 제작에 이용하는 전기자 소재를 나타내는 평면도이다. 도 7에 나타내는 형상을 이루는 전기자 소재(44)를 0.5mm두께의 규소강판(JIS 규격 C2552 종류 기호 50A 800 재)로부터 164매 잘라내고, 잘라낸 164매를 겹쳐서 측면을 CO2 레이저에서 용해 일체화시키고, 폭 82mm, 높이 31mm, 길이 263.04mm의 블록체(코어(41)에 18개의 동일 형상의 자극치(42)(폭: 6mm, 높이: 25mm, 길이: 82mm, 자극 면적: 492㎟)를 등피치(15.12mm)로 가지는 구성)를 얻었다.Next, the armature 4 is manufactured. 7 : is a top view which shows the armature raw material used for manufacture of the armature 4 in the linear motor 1 of Embodiment 1. As shown in FIG. The armature material 44 having the shape shown in Fig. 7 was cut out from a 0.5 mm thick silicon steel sheet (JIS standard C2552 type code 50A 800 material), 164 sheets were cut out, the cut 164 sheets were overlapped, the side surfaces were melted with a CO2 laser, and the width was integrated. A block body of 82 mm, 31 mm in height, and 263.04 mm in length (18 identically shaped magnetic poles 42 (width: 6 mm, height: 25 mm, length: 82 mm, magnetic pole area: 492 mm2) on the core 41) was set at equal pitch (15.12). mm) was obtained.

다음으로, 이 블록체에 코일을 삽입한다. 도 8은, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서의 전기자(4)의 코일을 나타내는 도면이다. 전기자(4)의 각 자극치(42)의 암부에, 직경 2mm의 에나멜 피복 도선을 17회 권취한 것을 바니스 함침시켜 고정함으로써, 구동 코일(43)로 했다.Next, a coil is inserted into this block body. 8 : is a figure which shows the coil of the armature 4 in the linear motor 1 of Embodiment 1. FIG. A drive coil 43 was obtained by impregnating with varnish and fixing 17 turns of an enamel-coated conducting wire having a diameter of 2 mm to the arm portion of each magnetic pole tooth 42 of the armature 4 .

도 8에서의 U, V, W는 각각 3상 교류 전원의 U상, V상, W상을 나타내고, 각 상의 코일은 모두 직렬 접속으로 한다. U코일, V코일, W코일은 위에서 보았을 때 전류가 시계 회전으로 흐르도록 선을 연결하고, -U코일, -V코일, -W코일은 위에서 보았을 때 전류가 반시계 회전으로 흐르도록 선을 연결하고, 전기자(4)를 제작한다. 그리고, 6 개씩의 U코일, -U코일, V코일, -V코일, W코일, -W코일을 스타 결선(結線)하여 3상 교류 전원에 접속했다.U, V, and W in Fig. 8 each indicate U-phase, V-phase, and W-phase of a three-phase AC power supply, and the coils of each phase are all serially connected. U coil, V coil, and W coil are connected so that current flows clockwise when viewed from above, and -U coil, -V coil and -W coil are connected so that current flows counterclockwise when viewed from above. And, the armature (4) is manufactured. Then, six U coils, -U coils, V coils, -V coils, W coils, and -W coils were star-connected and connected to a three-phase AC power supply.

다음으로, 제작한 백 요크(3) 및 전기자(4)를, 양자의 간격이 일정한 6mm로 유지되도록, 치구(治具)를 이용하여 고정한다. 또, 백 요크(3)와 전기자(4)의 간격이 6mm가 되도록 고정했지만, 이 간격은 리니어 모터(1) 조립 후에 조정할 수 있는 구조로 한다. 다음으로, 가동자(2)의 측면에 리니어 가이드(도시하지 않음)를 장착한 후, 백 요크(3) 및 전기자(4)의 간격에, 백 요크(3) 및 전기자(4) 각각과 소정의 거리를 멀리하고, 두께 5mm의 가동자(2)를 삽입하고, 리니어 모터(1)를 제작한다. 이 때, 가동자(2)와 백 요크(3)의 자극치(31)의 간격의 거리, 및, 가동자(2)와 전기자(4)의 자극치(42)의 간격의 거리를, 어느 쪽도 0.5mm로 한다. 또, 리니어 가이드와 전기자(4) 간에는, 흡인력을 측정할 수 있도록 로드 셀을 설치했다.Next, the produced back yoke 3 and the armature 4 are fixed using a jig so that the distance between them is maintained at a constant 6 mm. Moreover, although the space|interval of the back yoke 3 and the armature 4 was fixed so that it might become 6 mm, let this space|interval be a structure which can be adjusted after linear motor 1 assembly. Next, after mounting a linear guide (not shown) on the side surface of the mover 2 , the back yoke 3 and the armature 4 are spaced apart from each other by a predetermined distance. distance, insert the mover (2) with a thickness of 5 mm, and manufacture the linear motor (1). At this time, the distance between the distance between the magnetic pole values 31 of the mover 2 and the back yoke 3 and the distance between the magnetic pole values 42 of the mover 2 and the armature 4 are either 0.5 mm. Moreover, between the linear guide and the armature 4, a load cell was provided so that the attraction|suction force could be measured.

백 요크(3)와 전기자(4)의 간격을 조정할 수 있는 구조로 하고 있기 때문에, 가동자(2)와 전기자(4)(자극치(42))의 간격의 거리를 일정하게 한 상태로, 가동자(2)와 백 요크(3)(자극치(31))의 간격의 거리를 임의로 설정하고 가변으로 할 수 있다. 또, 백 요크(3) 및 전기자(4)의 간격에의 가동자(2)의 삽입 위치를 조정함으로써, 가동자(2)와 백 요크(3)(자극치(31))의 간격의 거리, 및, 가동자(2)와 전기자(4)(자극치(42))의 간격의 거리의 비를 소망한 값으로 설정하는 것도 가능하다.Since it has a structure in which the distance between the back yoke 3 and the armature 4 can be adjusted, it is movable with the distance between the mover 2 and the armature 4 (stimulus value 42) being constant. The distance between the ruler 2 and the back yoke 3 (the magnetic pole value 31) can be set arbitrarily and can be made variable. In addition, by adjusting the insertion position of the movable element 2 to the gap between the back yoke 3 and the armature 4, the distance between the movable element 2 and the back yoke 3 (the magnetic pole value 31), And, it is also possible to set the ratio of the distance between the distance between the movable element 2 and the armature 4 (the magnetic pole value 42) to a desired value.

그 외, 전기자(4)와 가동자(2)를 지지하는 리니어 가이드의 사이 및 전기자(4)와 백 요크(3) 사이에서의 간격을 조절하는 기구로서, 간격 조정 나사를 삽입하여 높이를 조정하는 기구나 단면 형상이 테이퍼형이 되는 심 판(shim 板)을 나사에 의해 삽입하여 높이를 조절하는 기구가 채용 가능하다.In addition, as a mechanism for adjusting the gap between the linear guide supporting the armature 4 and the movable element 2 and between the armature 4 and the back yoke 3, the height is adjusted by inserting a gap adjusting screw. A mechanism for adjusting the height by inserting a shim plate having a tapered cross-sectional shape with a screw is employable.

도 9a 및 9b는, 이와 같이 하여 제작한 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 9a는 그 상면도, 도 9b는 그 측면도이다. 도 9b에서, 탈색 화살표는 영구자석(21)의 자화 방향을 나타내고, 실선 화살표는, 가동자(2)의 가동 방향을 나타내고 있다. 또, 이 리니어 모터(1)의 제작 사양의 자세한 것은 이하와 같다.9A and 9B are diagrams showing the configuration of the linear motor 1 of an example of Embodiment 1 produced in this way, and FIG. 9A is a top view thereof, and FIG. 9B is a side view thereof. In FIG. 9B , the discoloration arrow indicates the magnetization direction of the permanent magnet 21 , and the solid arrow indicates the moving direction of the movable element 2 . In addition, the detail of the manufacturing specification of this linear motor 1 is as follows.

자극 구성: 7극 6 슬롯Stimulus configuration: 7 poles 6 slots

영구자석(21)의 재질: Nd-Fe-B계 희토류 자석(히타치 금속제 NMX-S49CH 재)Material of permanent magnet 21: Nd-Fe-B type rare earth magnet (NMX-S49CH made by Hitachi Metals)

영구자석(21)의 형상: 두께 5.0mm, 폭 12mm, 길이 82mmShape of permanent magnet 21: thickness 5.0mm, width 12mm, length 82mm

영구자석(21)의 피치: 12.96mmPitch of permanent magnet (21): 12.96mm

영구자석(21)의 스큐각: 3.2°Permanent magnet (21) skew angle: 3.2°

백 요크(3)의 형상: 두께 6.0mm, 폭 90mm, 길이 263.04mmThe shape of the back yoke (3): 6.0mm thick, 90mm wide, 263.04mm long

백 요크(3)의 재질: 연강(JIS 규격 G3101 종류 기호 SS400 재)Material of back yoke (3): mild steel (JIS standard G3101 type code SS400 material)

자극치(31)의 형상: 폭 6.0mm, 높이: 3.0mm, 길이: 82mmShape of magnetic pole 31: width 6.0mm, height: 3.0mm, length: 82mm

자극치(31)의 피치: 15.12mmPitch of magnetic pole teeth 31: 15.12mm

코어(41)의 체격: 높이 31mm, 폭 82mm, 길이 263.04mmThe build of the core 41: 31mm high, 82mm wide, 263.04mm long

코어(41)의 재질: 규소강판(JIS 규격 C2552 종류 기호 50A 800 재)Material of core 41: silicon steel plate (JIS standard C2552 type symbol 50A 800 material)

자극치(42)의 형상: 폭 6.0mm, 높이: 25mm, 길이: 82mmShape of magnetic pole (42): width 6.0mm, height: 25mm, length: 82mm

자극치(42)의 피치: 15.12mmPitch of magnetic pole teeth 42: 15.12mm

구동 코일(43)의 형상: 폭 15.12mm, 높이 23mm, 길이 91.12mmThe shape of the drive coil 43: width 15.12mm, height 23mm, length 91.12mm

구동 코일(43)의 권취 두께: 4.06mmWinding thickness of drive coil 43: 4.06mm

구동 코일(43)의 코일의 지름, 권수: 직경 2mm, 17 턴The diameter of the coil of the drive coil 43, the number of turns: 2 mm in diameter, 17 turns

코일 저항(1개): 0.0189ΩCoil Resistance (1 pc.): 0.0189Ω

가동자(2)의 질량: 516.6gMass of mover (2): 516.6 g

상술한 리니어 모터(1)에서는, 가동자(2)의 길이(190mm)는, 백 요크(3) 및 전기자(4)의 길이(어느 쪽도 263.04mm)보다 짧다. 백 요크(3)에서의 자극치(31)의 피치, 전기자(4)에서의 자극치(42)의 피치는, 어느 쪽도 15.12mm로 동일하고, 자극치(31) 및 자극치(42)는, 가동 방향에서 같은 위치에 있다.In the above-described linear motor 1, the length (190 mm) of the movable element 2 is shorter than the length (263.04 mm in both) of the back yoke 3 and the armature 4 . The pitch of the magnetic pole values 31 in the back yoke 3 and the pitch of the magnetic pole values 42 in the armature 4 are the same at 15.12 mm in both, and the magnetic pole values 31 and 42 are in the movable direction. is in the same position in

자석 배열에 대향하는 자극치(31)의 자극면의 형상과, 자석 배열에 대향하는 자극치(42)의 자극면의 형상은, 동일 치수의 직사각형상이다. 즉, 자극치(31)의 폭(가동 방향의 치수) 및 자극치(42)의 폭(가동 방향의 치수)은, 어느 쪽도 6mm로 동일하고, 자석 배열에 대향하는 자극치(31)의 자극 면적 및 자석 배열에 대향하는 자극치(42)의 자극 면적은, 어느 쪽도 492㎟로 동일하다.The shape of the magnetic pole face of the magnetic pole teeth 31 opposing the magnet arrangement and the shape of the magnetic pole face of the magnetic pole teeth 42 opposing the magnet arrangement are rectangular with the same dimensions. That is, the width (dimension in the moving direction) of the magnetic pole teeth 31 and the width (the dimension in the moving direction) of the magnetic pole teeth 42 are the same at 6 mm, and the magnetic pole area of the magnetic pole teeth 31 opposite to the magnet arrangement and The magnetic pole area of the magnetic pole teeth 42 opposite to the magnet arrangement is the same at 492 mm 2 in both cases.

이와 같이 하여 조립한 리니어 모터(1)를 추력 측정용 테스트 벤치에 설치하고, 가동자(2)(자석 배열)의 위치에 동기한 3상 정전류 전원에 의해 구동하여 가동자(2)를 이동시키고, 추력과 흡인력을 측정했다.The linear motor 1 assembled in this way is installed on the test bench for measuring thrust, and it is driven by a three-phase constant current power source synchronized with the position of the mover 2 (magnet arrangement) to move the mover 2, , thrust and suction were measured.

도 10은, 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)의 전기각(電氣角)에 대한 추력 변동을 나타내는 그래프이다. 이 추력 변동은, 구동 기자력(驅動起磁力)(=구동 전류의 크기×구동 코일(43)의 권수)를 1200A로 했을 경우에서의 가동자(2) 위치에 대한 추력(U상, V상, W상의 3상 합성 추력)의 변화를 나타내고 있다. 도 10에서, 가로축은 전기각[°]이며, 세로축은 추력[N]이다. 또, 도면 중 a는 전기자(4)에 의한 추력, 도면 중 b는 백 요크(3)에 의한 추력, 도면 중 c는 전체의 추력(전기자(4)에 의한 추력과 백 요크(3)에 의한 추력의 가산 추력)을 각각 나타내고 있다. 도 10에 나타내듯이, 전역에 걸쳐서 거의 일정한 큰 추력을 얻어지고 있음을 알 수 있다.FIG. 10 is a graph showing the thrust fluctuation with respect to the electric angle of the linear motor 1 according to the example of the first embodiment. This thrust fluctuation is the thrust (U-phase, V-phase, The change of 3-phase combined thrust of W phase) is shown. In FIG. 10 , the horizontal axis is electric angle [°], and the vertical axis is thrust [N]. In the drawing, a is the thrust by the armature 4, b in the drawing is the thrust by the back yoke 3, and in the drawing, c is the overall thrust (the thrust by the armature 4 and the back yoke 3) added thrust of the thrust) respectively. As shown in FIG. 10, it turns out that the substantially constant large thrust is acquired over the whole area.

도 11은, 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)의 추력 특성을 나타내는 그래프이다. 이 추력 특성은, 구동 코일(43)에의 인가 전류를 변화시켰을 경우의 특성을 나타내고 있다. 도 11에서, 가로축은 구동 기자력[A]이며, 왼쪽 세로축은 추력[N], 오른쪽 세로축은 추력 기자력비[N/A]이다. 또, 도면 중 a는 추력, 도면 중 b는 추력 기자력비를 각각 나타내고 있다. 이 리니어 모터(1)에서는, 추력 비례 한도(추력 기자력비가 10% 저하)가 구동 기자력 1200A 시의 1000N이다.11 is a graph showing thrust characteristics of the linear motor 1 according to an example of the first embodiment. This thrust characteristic has shown the characteristic when the electric current applied to the drive coil 43 is changed. In FIG. 11 , the horizontal axis is the driving magnetomotive force [A], the left vertical axis is the thrust [N], and the right vertical axis is the thrust magnetomotive force ratio [N/A]. In addition, in the figure, a is a thrust, and in the figure, b has shown the thrust magnetomotive force ratio, respectively. In this linear motor 1, the thrust proportional limit (thrust magnetomotive force ratio is reduced by 10%) is 1000N at the time of 1200A driving magnetism force.

도 12는, 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)의 흡인력 특성을 나타내는 그래프이다. 이 흡인력 특성은, 구동 코일(43)에의 인가 전류를 변화시켰을 경우의 특성을 나타내고 있다. 도 12에서, 가로축은 구동 기자력[A]이며, 세로축은 흡인력[N]이다. 또, 흡인력은, + 측에서 가동자(2)가 전기자(4) 측에 흡인되고, - 측에서 가동자(2)가 백 요크(3) 측에 흡인되는 것을 나타내고 있다. 구동 기자력의 증가에 따라 흡인력도 커지고, 예를 들면 구동 기자력이 1200A인 경우에, 290N 정도의 흡인력으로 가동자(2)가 백 요크(3) 측으로 흡인되고 있다.12 is a graph showing the suction force characteristics of the linear motor 1 of an example of the first embodiment. This attractive force characteristic shows the characteristic when the electric current applied to the drive coil 43 is changed. In FIG. 12 , the horizontal axis is the driving magnetomotive force [A], and the vertical axis is the attraction force [N]. In addition, the suction force indicates that the movable element 2 is attracted to the armature 4 side from the + side, and the movable element 2 is attracted to the back yoke 3 side from the - side. As the driving magnetic force increases, the attractive force also increases. For example, when the driving magnetic force is 1200 A, the movable element 2 is attracted to the back yoke 3 side with an attractive force of about 290 N.

그런데, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)를 종래의 리니어 모터와 비교하여 평가하기 위해서, 종래예로서 2종의 리니어 모터(제1 종래예 및 제2 종래예)를 제작하고, 그러한 특성(추력과 흡인력)을 측정했다.By the way, in order to compare and evaluate the linear motor 1 of Embodiment 1 with the conventional linear motor, two types of linear motors (the first conventional example and the second conventional example) are produced as a conventional example, and such characteristics (thrust and suction power) were measured.

우선, 제1 종래 예의 구성에 대해 설명한다. 도 13은, 제1 종래 예의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다. 제1 종래예는, 특허문헌 1 또는 2에 준하는 구성을 가지는 리니어 모터(일체형 리니어 모터)이다.First, the configuration of the first conventional example will be described. Fig. 13 is a side view showing the configuration of the linear motor of the first conventional example. The first conventional example is a linear motor (integrated linear motor) having a configuration according to Patent Documents 1 or 2.

제1 종래 예의 리니어 모터(50)는, 자석 배열(52)과 백 요크(53)를 일체화시켜서 이루어지는 가동자(51)와, 가동자(51)에 간격을 두고 대향 배치한 전기자(54)를 가지고 있다. 제1 종래예에서는, 자석 배열(52) 및 백 요크(53)를 일체화시킨 구조물이 가동자로서 기능하고, 전기자(54)는 고정자로서 기능한다.The linear motor 50 of the first prior art includes a movable element 51 formed by integrating a magnet array 52 and a back yoke 53, and an armature 54 arranged opposite to the movable element 51 with an interval therebetween. Have. In the first conventional example, the structure in which the magnet arrangement 52 and the back yoke 53 are integrated functions as a mover, and the armature 54 functions as a stator.

자석 배열(52)의 구성은, 전술한 가동자(2)의 자석 배열의 구성과 동일하다. 즉, 자석 배열(52)은, 복수의 직사각형상의 영구자석(55)을, 등피치로 비자성재의 유지 테두리에 보관 유지 고정하여 가동 방향(도 13의 좌우 방향)으로 설치시켜 구성되고, 각 영구자석(55)은 두께 방향(도 13의 상하 방향)으로 자화되고 있고, 서로 이웃이 되는 영구자석(55, 55)끼리의 그 자화 방향은 역 방향이다. 제1 종래 예의 리니어 모터(50)에서는, 이 자석 배열(52)이 연강제의 평판형의 백 요크(53)에 접착하고 있다. 또, 전기자(54)의 구성은, 전술한 전기자(4)의 구성과 동일하고, 코어(56)에 가동 방향으로 등피치로 복수의 자극치(57)가 일체적으로 설치되고 있고, 각 자극치(57)에 구동 코일(58)이 권취되어 있다.The configuration of the magnet arrangement 52 is the same as the configuration of the magnet arrangement of the movable element 2 described above. That is, the magnet arrangement 52 is constituted by holding and fixing a plurality of rectangular permanent magnets 55 to a holding edge of a non-magnetic material at equal pitches and installing them in the movable direction (left and right direction in FIG. 13), and each permanent magnet Reference numeral 55 is magnetized in the thickness direction (up-down direction in Fig. 13), and the magnetization direction of the permanent magnets 55 and 55 adjacent to each other is opposite. In the linear motor 50 of the first conventional example, this magnet array 52 is bonded to a flat plate-shaped back yoke 53 made of mild steel. In addition, the configuration of the armature 54 is the same as that of the armature 4 described above, and a plurality of magnetic pole teeth 57 are integrally provided on the core 56 at equal pitches in the movable direction, and each magnetic pole teeth 57 ) a driving coil 58 is wound.

도 14a 및 14b는, 이러한 제1 종래 예의 리니어 모터(50)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 14a는 그 상면도, 도 14b는 그 측면도이다. 도 14b에서, 탈색 화살표는 영구자석(55)의 자화 방향을 나타내고, 실선 화살표는 가동자(51)의 가동 방향을 나타내고 있다. 또, 가동자(51)와 전기자(54)의 간격의 크기는, 0.5mm 또는 1mm로 한다. 이 리니어 모터(50)의 제작 사양의 자세한 것은 이하와 같다.14A and 14B are diagrams showing the configuration of the linear motor 50 of this first conventional example, and FIG. 14A is a top view thereof, and FIG. 14B is a side view thereof. In FIG. 14B , the discoloration arrow indicates the magnetization direction of the permanent magnet 55 , and the solid arrow indicates the moving direction of the movable element 51 . In addition, the magnitude|size of the space|interval of the movable element 51 and the armature 54 is set to 0.5 mm or 1 mm. The detail of the manufacturing specification of this linear motor 50 is as follows.

자극 구성: 7극 6 슬롯Stimulus configuration: 7 poles 6 slots

영구자석(55)의 재질: Nd-Fe-B계 희토류 자석(히타치 금속제 NMX-S49CH 재)Material of permanent magnet (55): Nd-Fe-B series rare earth magnet (NMX-S49CH made by Hitachi Metals)

영구자석(55)의 형상: 두께 5.0mm, 폭 12mm, 길이 82mmShape of permanent magnet (55): thickness 5.0mm, width 12mm, length 82mm

영구자석(55)의 피치: 12.96mmPitch of permanent magnet (55): 12.96mm

영구자석(55)의 스큐각: 3.2°Permanent magnet (55) skew angle: 3.2°

백 요크(53)의 형상: 두께 6.0mm, 폭 90mm, 길이 190mmThe shape of the back yoke (53): 6.0mm thick, 90mm wide, 190mm long

백 요크(53)의 재질: 연강(JIS 규격 G3101 종류 기호 SS400 재)Material of back yoke (53): mild steel (JIS standard G3101 type code SS400 material)

코어(56)의 체격: 높이 31mm, 폭 82mm, 길이 263.04mmCore 56 build: 31mm high, 82mm wide, 263.04mm long

코어(56)의 재질: 규소강판(JIS 규격 C2552 종류 기호 50A 800 재)Material of core 56: silicon steel plate (JIS standard C2552 type symbol 50A 800 material)

자극치(57)의 형상: 폭 6.0mm, 높이: 25mm, 길이: 82mmShape of magnetic pole (57): width 6.0mm, height: 25mm, length: 82mm

자극치(57)의 피치: 15.12mmPitch of magnetic pole teeth (57): 15.12mm

구동 코일(58)의 형상: 폭 15.12mm, 높이 23mm, 길이 91.12mmThe shape of the drive coil 58: width 15.12mm, height 23mm, length 91.12mm

구동 코일(58)의 권취 두께: 4.06mmWinding thickness of drive coil 58: 4.06mm

구동 코일(58)의 코일의 지름, 권수: 직경 2mm, 17 턴The diameter of the coil of the drive coil 58, the number of turns: 2mm in diameter, 17 turns

코일 저항(1개): 0.0189ΩCoil Resistance (1 pc.): 0.0189Ω

가동자(51)(자석 배열(52)+백 요크(53))의 질량: 1321.01gMass of mover 51 (magnet array 52 + back yoke 53): 1321.01 g

가동자(51)(자석 배열(52) 및 백 요크(53)의 일체화 구성)의 가동 방향(도 13의 좌우 방향)에서의 길이는, 전기자(54)의 길이보다 짧고, 이 길이의 차이가 리니어 모터(50)의 동작 가능한 스트로크가 된다.The length in the movable direction (left-right direction in Fig. 13) of the movable armature 51 (the integrated configuration of the magnet array 52 and the back yoke 53) is shorter than the length of the armature 54, and the difference in this length is It becomes an operable stroke of the linear motor 50 .

다음으로, 제2 종래 예의 구성에 대해 설명한다. 도 15는, 제2 종래 예의 리니어 모터의 구성을 나타내는 측면도이다. 제2 종래예는, 특허문헌 3~6에 준하는 구성을 가지는 리니어 모터(분리형 리니어 모터)이다. 또, 도 15에서는, 자석 배열(62)만은 자석의 배치를 알 수 있도록 가동 방향으로 평행한 방향에서의 단면을 나타내고 있다.Next, the configuration of the second conventional example will be described. Fig. 15 is a side view showing the configuration of the linear motor of the second conventional example. The second conventional example is a linear motor (separation type linear motor) having a configuration according to Patent Documents 3 to 6. In Fig. 15, only the magnet array 62 is cross-sectional in a direction parallel to the movable direction so that the arrangement of magnets can be understood.

제2 종래 예의 리니어 모터(60)는, 자석 배열(62)과, 자석 배열(62)에 간격을 두고 대향 배치한 백 요크(63)와, 자석 배열(62)에 간격을 두고 백 요크(63)와는 반대 측에 대향 배치한 전기자(64)를 가지고 있다. 자석 배열(62)만이 가동자로서 기능하고, 백 요크(63) 및 전기자(64)는 고정자로서 기능한다.The linear motor 60 of the second prior art includes a magnet array 62 , a back yoke 63 disposed opposite to the magnet array 62 at a distance from the magnet array 62 , and a back yoke 63 disposed at a distance from the magnet array 62 . ) and has an armature 64 disposed opposite to the side. Only the magnet arrangement 62 functions as a mover, and the back yoke 63 and the armature 64 function as a stator.

자석 배열(62)의 구성은, 전술한 가동자(2)의 자석 배열의 구성과 동일하다. 즉, 자석 배열(62)은, 복수의 직사각형상의 영구자석(65)을, 등피치로 비자성재의 유지 테두리에 보관 유지 고정하여 가동 방향(도 15의 좌우 방향)으로 설치시켜 구성되고, 각 영구자석(65)은 두께 방향(도 15의 상하 방향)으로 자화되고 있고, 서로 이웃이 되는 영구자석(65,65)끼리의 그 자화 방향은 역 방향이다. 연강제인 백 요크(63)는, 자석 배열(62)에 대향하지 않는 쪽의 면 뿐만이 아니라, 자석 배열(62)에 대향하는 측의 면도 평판형이며, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)와 같은 자극치는 존재하지 않는다. 또, 전기자(64)의 구성은, 전술한 전기자(4)의 구성과 동일하고, 코어(66)에 가동 방향으로 등피치로 복수의 자극치(67)가 일체적으로 설치되고 있고, 각 자극치(67)에 구동 코일(68)이 권취되어 있다.The configuration of the magnet arrangement 62 is the same as the configuration of the magnet arrangement of the movable element 2 described above. That is, the magnet arrangement 62 is constituted by holding and fixing a plurality of rectangular permanent magnets 65 to a holding edge of a non-magnetic material at equal pitches and installing them in the movable direction (left-right direction in Fig. 15), and each permanent magnet Reference numeral 65 is magnetized in the thickness direction (up-and-down direction in Fig. 15), and the magnetization directions of the permanent magnets 65 and 65 adjacent to each other are opposite. The back yoke 63 made of mild steel has a flat surface not only on the side not facing the magnet arrangement 62 but also on the side facing the magnet arrangement 62, and has the same shape as the linear motor 1 of the first embodiment. There are no stimuli. Further, the configuration of the armature 64 is the same as that of the armature 4 described above, and a plurality of magnetic pole teeth 67 are integrally provided on the core 66 at equal pitches in the movable direction, and each magnetic pole teeth 67 are provided integrally. ), the driving coil 68 is wound.

도 16a 및 16b는, 이러한 제2 종래 예의 리니어 모터(60)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 16a는 그 상면도, 도 16b는 그 측면도이다. 도 16b에서, 탈색 화살표는 영구자석(65)의 자화 방향을 나타내고, 실선 화살표는 자석 배열(62)(가동자)의 가동 방향을 나타내고 있다. 또, 자석 배열(62)과 백 요크(63)의 간격의 크기, 및, 자석 배열(62)과 전기자(64)의 간격의 크기를, 어느 쪽도 0.5mm로 한다. 또, 이 리니어 모터(60)의 제작 사양의 자세한 것은 이하와 같다.16A and 16B are views showing the configuration of the linear motor 60 of this second conventional example, and Fig. 16A is a top view thereof, and Fig. 16B is a side view thereof. In Fig. 16B, the discoloration arrow indicates the magnetization direction of the permanent magnet 65, and the solid arrow indicates the moving direction of the magnet arrangement 62 (movable element). Moreover, the magnitude|size of the space|interval of the magnet arrangement|sequence 62 and the back yoke 63, and the size of the space|interval of the magnet arrangement|sequence 62 and the armature 64 are both set to 0.5 mm. In addition, the detail of the manufacturing specification of this linear motor 60 is as follows.

자극 구성: 7극 6 슬롯Stimulus configuration: 7 poles 6 slots

영구자석(65)의 재질: Nd-Fe-B계 희토류 자석(히타치 금속제 NMX-S49CH 재)Material of permanent magnet (65): Nd-Fe-B series rare earth magnet (NMX-S49CH made by Hitachi Metals)

영구자석(65)의 형상: 두께 5.0mm, 폭 12mm, 길이 82mmShape of permanent magnet (65): thickness 5.0mm, width 12mm, length 82mm

영구자석(65)의 피치: 12.96mmPitch of permanent magnet (65): 12.96mm

영구자석(65)의 스큐각: 3.2°Permanent magnet (65) skew angle: 3.2°

백 요크(63)의 형상: 두께 6.0mm, 폭 90mm, 길이 215mmThe shape of the back yoke (63): 6.0mm thick, 90mm wide, 215mm long

백 요크(63)의 재질: 연강(JIS 규격 G3101 종류 기호 SS400 재)Material of back yoke (63): mild steel (JIS standard G3101 type code SS400 material)

코어(66)의 체격: 높이 31mm, 폭 82mm, 길이 263.04mmThe build of the core (66): 31mm high, 82mm wide, 263.04mm long

코어(66)의 재질: 규소강판(JIS 규격 C2552 종류 기호 50A800 재)Material of core 66: silicon steel plate (JIS standard C2552 type symbol 50A800 material)

자극치(67)의 형상: 폭 6.0mm, 높이: 25mm, 길이: 82mmThe shape of the magnetic pole tooth 67: Width 6.0mm, Height: 25mm, Length: 82mm

자극치(67)의 피치: 15.12mmPitch of magnetic pole teeth 67: 15.12mm

구동 코일(68)의 형상: 폭 15.12mm, 높이 23mm, 길이 91.12mmShape of drive coil 68: width 15.12mm, height 23mm, length 91.12mm

구동 코일(68)의 권취 두께: 4.06mmWinding thickness of drive coil 68: 4.06mm

구동 코일(68)의 코일의 지름, 권수: 직경 2mm, 17 턴The diameter of the coil of the drive coil 68, the number of turns: 2mm in diameter, 17 turns

코일 저항(1개): 0.0189ΩCoil Resistance (1 pc.): 0.0189Ω

가동자(자석 배열(62))의 질량: 516.6gMass of the mover (magnet array 62): 516.6 g

자석 배열(62)의 가동 방향(도 15의 좌우 방향)에서의 길이는, 전기자(64)의 길이보다 짧고, 이 길이의 차이가 리니어 모터(60)의 동작 가능한 스트로크가 된다.The length of the magnet arrangement 62 in the movable direction (left-right direction in FIG. 15 ) is shorter than the length of the armature 64 , and the difference in this length becomes the operable stroke of the linear motor 60 .

상술한 제1 종래예, 제2 종래예, 및 실시 형태 1의 일례에서의 특성(추력과 흡인력)의 비교에 대해 설명한다.A comparison of the characteristics (thrust and attraction force) in the examples of the first conventional example, the second conventional example, and the first embodiment described above will be described.

도 17은, 제1 종래예, 제2 종래예, 및 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터에서의 평균 추력을 나타내는 그래프이다. 도 17은, 구동 기자력을 1200A로 했을 경우의 평균 추력[N]를 나타내고 있다. 또, 도 18은, 제1 종래예, 제2 종래예, 및 실시예의 리니어 모터에서의 평균 흡인력을 나타내는 그래프이다. 도 18은, 구동 기자력을 1200A로 했을 경우의 평균 흡인력[N]를 나타내고 있다. 여기서, 평균 추력과 평균 흡인력은, U상 전기각 0°에서 360°의 범위에서 15° 간격으로 25점의 추력과 흡인력을 측정(계산)하고, 그 평균을 산출한 것이다.Fig. 17 is a graph showing the average thrust in the linear motors of the first conventional example, the second conventional example, and the example of the first embodiment. Fig. 17 shows the average thrust [N] when the driving magnetic force is 1200A. 18 is a graph showing the average suction force in the linear motors of the first conventional example, the second conventional example, and the example. Fig. 18 shows the average attractive force [N] when the driving magnetic force is 1200A. Here, the average thrust and the average attractive force measure (calculate) the thrust and the attractive force at 25 points at 15° intervals in the range of U-phase electrical angle 0° to 360°, and calculate the average.

도 17 및 도 18에서, A는 자석 배열(52)·백 요크(53) 일체형의 제1 종래예에서 가동자(51)와 전기자(54)의 간격을 0.5mm로 한 리니어 모터(50)(이하, 리니어 모터(50A)라 함)이며, B는 자석 배열(52)·백 요크(53) 일체형의 제1 종래예에서 가동자(51)와 전기자(54)의 간격을 1mm로 한 리니어 모터(50)(이하, 리니어 모터(50B)라 함)이며, C는 자석 배열(62)과 백 요크(63)를 이격시킨 제2 종래예에서 자석 배열(62)과 백 요크(63)의 간격, 및, 자석 배열(62)과 전기자(64)의 간격을 어느 쪽도 0.5mm로 한 리니어 모터(60)이며, D는 가동자(2)(자석 배열)로부터 이격시킨 백 요크(3)에 자극치(31)를 형성한 실시 형태 1의 일례에서 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격, 및, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격을 어느 쪽도 0.5mm로 한 리니어 모터(1)이다.17 and 18, A denotes a linear motor 50 (in the first conventional example in which the magnet arrangement 52 and the back yoke 53 are integrated), the distance between the movable element 51 and the armature 54 being 0.5 mm ( Hereinafter, referred to as a linear motor 50A), B denotes a linear motor in which the distance between the movable element 51 and the armature 54 is 1 mm in the first conventional example in which the magnet array 52 and the back yoke 53 are integrated. (50) (hereinafter referred to as a linear motor 50B), where C is the distance between the magnet array 62 and the back yoke 63 in the second conventional example in which the magnet array 62 and the back yoke 63 are spaced apart. , and a linear motor 60 in which the distance between the magnet array 62 and the armature 64 is 0.5 mm, and D is the back yoke 3 spaced apart from the mover 2 (magnet array). In the example of Embodiment 1 in which the magnetic pole teeth 31 are formed, the distance between the mover 2 and the back yoke 3 and the distance between the mover 2 and the armature 4 are both linear. motor (1).

제1 종래 예의 리니어 모터(50A)(도면 중 A)에서는, 추력이 가장 커서 1030N 이지만, 흡인력은 4200N로 추력의 4배 정도의 큰 수치가 되고 있다. 이 흡인력을 저감하는 대책으로서의 리니어 모터(50B)(도면 중 B)에서는, 얻어지는 추력의 저하가 현저하여 909N이 되는데 대해서 흡인력은 별로 저감하지 않고 3360N이다. 따라서, 충분한 대책으로 되어 있지 않은 것이 이해된다.In the linear motor 50A of the first prior art example (A in the figure), the thrust is the largest, 1030N, but the suction force is 4200N, which is a large numerical value about four times the thrust. In the linear motor 50B (B in the drawing) as a countermeasure for reducing this attractive force, the reduction in the obtained thrust is remarkable and becomes 909N, whereas the attractive force is 3360N without much reduction. Therefore, it is understood that no sufficient countermeasures have been taken.

제2 종래 예의 리니어 모터(60)(도면 중 C)에서는, 980N의 비교적 큰 추력을 얻을 수 있지만, 흡인력에서는 1712N의 큰 힘에 의해서 백 요크(63) 측으로 흡인되고 있고, 흡인력의 충분한 저감이 되지 않았다.In the linear motor 60 (C in the drawing) of the second conventional example, a relatively large thrust of 980 N can be obtained, but in the suction force, it is attracted to the back yoke 63 side by a large force of 1712 N, and the suction force is not sufficiently reduced. didn't

이에 대해서, 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)(도면 중 D)에서는, 리니어 모터(50A)와 손색이 없는 1000N의 큰 추력을 얻을 수 있다. 또, 흡인력에서는 백 요크(3) 측에 290N(리니어 모터(50A)의 1/14 정도)까지 큰 폭으로 저감되고 있다. 따라서, 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)에서는, 큰 추력을 유지하면서, 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있음이 입증되고 있다.On the other hand, in the linear motor 1 (D in the figure) of the example of Embodiment 1, the large thrust of 1000 N which is comparable to the linear motor 50A can be acquired. Moreover, the suction force is greatly reduced to 290N (about 1/14 of the linear motor 50A) on the back yoke 3 side. Therefore, in the linear motor 1 of an example of Embodiment 1, it has been demonstrated that a suction force can be reduced significantly, maintaining a large thrust.

그런데, 실시 형태 1의 일례의 리니어 모터(1)에서는, 도 12에도 나타내듯이, 흡인력의 크기는 구동 기자력의 크기에 의해서 변화한다. 따라서, 자주 사용되는 추력 영역(구동 기자력)에 맞추어, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격의 크기를 조정하도록 하면, 보다 흡인력을 작게 할 수 있다.By the way, in the linear motor 1 of the example of Embodiment 1, as also shown in FIG. 12, the magnitude|size of the attraction|suction force changes with the magnitude|size of a drive magnetomotive force. Accordingly, if the size of the distance between the movable element 2 and the back yoke 3 is adjusted in accordance with the frequently used thrust region (drive magnetomotive force), the suction force can be further reduced.

전술한 실시 형태 1의 일례에서는, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격, 및, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격을 어느 쪽도 0.5mm와 동일하게 했지만, 실시 형태 1의 다른 예에서는, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격은 0.5mm인 채로, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격을 0.74mm로 한다. 또, 다른 구성은 전술한 일례와 같다.In the example of Embodiment 1 described above, the distance between the mover 2 and the back yoke 3 and the distance between the mover 2 and the armature 4 were both equal to 0.5 mm. In another example of 1, the distance between the mover 2 and the armature 4 remains 0.5 mm, and the distance between the mover 2 and the back yoke 3 is set to 0.74 mm. In addition, the other structure is the same as that of the above-mentioned example.

도 19는, 실시 형태 1의 다른 예의 리니어 모터(1)의 추력 특성을 나타내는 그래프이며, 도 20은, 실시 형태 1의 다른 예의 리니어 모터(1)의 흡인력 특성을 나타내는 그래프이다. 도 19에서, 가로축은 구동 기자력[A]이며, 왼쪽 세로축은 추력[N], 오른쪽 세로축은 추력 기자력비[N/A]이며, a는 추력, b는 추력 기자력비를 각각 나타내고 있다. 또, 도 20에서, 가로축은 구동 기자력[A]이며, 세로축은 흡인력[N]이다.19 is a graph showing thrust characteristics of the linear motor 1 of another example of the first embodiment, and FIG. 20 is a graph showing the suction force characteristics of the linear motor 1 of another example of the first embodiment. In FIG. 19 , the horizontal axis indicates the driving magnetomotive force [A], the left vertical axis indicates the thrust [N], and the right vertical axis indicates the thrust magnetomotive force ratio [N/A], a is the thrust, and b indicates the thrust magnetomotive force ratio, respectively. In addition, in Fig. 20, the horizontal axis is the driving magnetomotive force [A], and the vertical axis is the attraction force [N].

다른 예에서는, 구동 기자력이 1200A인 경우에 추력은 978N이 되고, 전술한 일례에 비해 조금 떨어지지만, 흡인력에서는 구동 기자력이 1200A인 경우에 18N 밖에 되지 않아 거의 영(0)을 실현할 수 있다. 이는, 리니어 가이드나 가동자나 주변의 구조물에 흡인력에 의한 변형이나 수명 저하를 무시할 수 있는 레벨의 흡인력이다. 따라서, 1200A 근방의 구동 기자력에서 사용하는 경우에는, 다른 예의 리니어 모터(1)가, 전술한 일례와 비교해서, 흡인력의 저감이라고 하는 목적으로는 적합한 것을 알 수 있다.In another example, when the driving magnetism force is 1200A, the thrust force becomes 978N, which is slightly lower than the above example, but in the case of the driving magnetism force of 1200A, the attraction force is only 18N, so almost zero can be realized. This is a suction force at a level that can ignore deformation or lifetime deterioration due to the suction force on the linear guide, the mover, or surrounding structures. Therefore, it turns out that the linear motor 1 of another example is suitable for the objective of reduction of a suction force compared with the example mentioned above, when using with the driving magneto force of the vicinity of 1200 A.

또, 실시 형태 1의 또 다른 예로서, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격은 0.5mm인 채로, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격을 0.66mm로 한 리니어 모터(1)를 제작한다. 또, 다른 구성은 전술한 일례와 같다.Further, as another example of the first embodiment, a linear motor in which the distance between the movable element 2 and the armature 4 is 0.5 mm and the distance between the movable element 2 and the back yoke 3 is 0.66 mm ( 1) is produced. In addition, the other structure is the same as that of the above-mentioned example.

도 21은, 실시 형태 1의 또 다른 예의 리니어 모터(1)의 추력 특성을 나타내는 그래프이며, 도 22는, 실시 형태 1의 또 다른 예의 리니어 모터(1)의 흡인력 특성을 나타내는 그래프이다. 도 21에서, 가로축은 구동 기자력[A]이며, 왼쪽 세로축은 추력[N], 오른쪽 세로축은 추력 기자력비[N/A]이며, a는 추력, b는 추력 기자력비를 각각 나타내고 있다. 또, 도 22에서, 가로축은 구동 기자력[A]이며, 세로축은 흡인력[N]이다.FIG. 21 is a graph showing the thrust characteristics of the linear motor 1 according to still another example of the first embodiment, and FIG. 22 is a graph showing the attractive force characteristics of the linear motor 1 according to another example of the first embodiment. In FIG. 21 , the horizontal axis indicates the driving magnetomotive force [A], the left vertical axis indicates the thrust [N], and the right vertical axis indicates the thrust magnetomotive force ratio [N/A], a is the thrust, and b indicates the thrust magnetomotive force ratio, respectively. In addition, in Fig. 22, the horizontal axis is the driving magnetomotive force [A], and the vertical axis is the attraction force [N].

또 다른 예에서는, 구동 기자력이 1200A인 경우에 추력은 984N이 되고, 전술한 일례에 비해 조금 떨어지지만, 흡인력에서는 구동 기자력이 600A인 경우에 5N 밖에 되지 않아 거의 영(0)을 실현할 수 있다. 따라서, 600A 근방의 구동 기자력에서 사용하는 경우에는, 또 다른 예의 리니어 모터(1)가, 흡인력을 저감하기 위해서는 최적이라고 하는 것을 알 수 있다.In another example, when the driving magnetism force is 1200A, the thrust becomes 984N, which is slightly lower than the above example, but in the case of the driving magnetism force of 600A, the attraction force is only 5N, so almost zero can be realized. Therefore, it turns out that the linear motor 1 of another example is said to be optimal in order to reduce a suction force when using with the driving magneto force of 600 A vicinity.

이상으로부터, 빈도가 높은 사용 영역에 따라, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격의 크기를 최적으로 설정함으로써, 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있어 거의 영을 달성 가능하다. 이 결과, 가동자(2)(자석 배열)의 휨에 기인한 치수 정밀도의 악화, 리니어 가이드에의 과중 부하에 의한 수명의 저하 등을 방지할 수 있다.From the above, by optimally setting the size of the interval between the movable element 2 and the back yoke 3 according to the area of high frequency use, the suction force can be significantly reduced and almost zero can be achieved. As a result, it is possible to prevent deterioration of dimensional accuracy due to warpage of the movable element 2 (magnet arrangement), a decrease in lifespan due to a heavy load on the linear guide, and the like.

또한, 상술한 형태에서는, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격의 크기를 고정하여 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격의 크기를 변동시키는 예에 대해 설명했지만, 이것과는 반대로, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격의 크기를 고정하여 가동자(2)와 전기자(4)의 간격의 크기를 변동시키는 예, 백 요크(3)와 전기자(4)의 간격의 크기를 고정하여 가동자(2)의 위치를 변동시키는 예 등에 의해, 영에 가까운 흡인력을 실현하는 것도 가능하다.In addition, in the above-described form, an example has been described in which the size of the interval between the movable element 2 and the armature 4 is fixed and the size of the interval between the movable element 2 and the back yoke 3 is varied. Conversely, an example of changing the size of the gap between the mover 2 and the armature 4 by fixing the size of the gap between the mover 2 and the back yoke 3, the back yoke 3 and the armature 4 It is also possible to realize a suction force close to zero by an example in which the position of the movable element 2 is changed by fixing the size of the interval of .

또, 상술한 형태에서는, 가동자(2)가 전기자(4)보다 짧은 구성의 리니어 모터(1)에 대해 설명했지만, 이와는 반대로, 가동자가 전기자보다 긴 구성의 리니어 모터에서도, 본 발명의 특징(백 요크에 자극치를 형성)는 적용 가능하다.Further, in the above-described form, the linear motor 1 having a structure in which the mover 2 is shorter than the armature 4 has been described. Formation of stimulus teeth on the back yoke) is applicable.

(실시 형태 2의 기본예)(Basic example of Embodiment 2)

도 23 및 도 24는 실시 형태 2의 리니어 모터(1)의 구성예를 나타내는 사시도 및 측면도이다. 또, 도 23 및 도 24에서는, 가동자(2)만은 자석의 배치를 알 수 있도록 가동 방향으로 평행한 방향에서의 단면을 나타내고 있다.23 and 24 are a perspective view and a side view showing a configuration example of the linear motor 1 according to the second embodiment. 23 and 24, only the movable element 2 is cross-sectional in a direction parallel to the movable direction so that the arrangement of the magnet can be understood.

실시 형태 2의 리니어 모터(1)는, 실시 형태 1과 동일하게, 가동자(2)와 백 요크(3)와 전기자(4)를 포함하고, 백 요크(3) 및 전기자(4)가 고정자로서 기능한다.The linear motor 1 of the second embodiment includes a movable element 2, a back yoke 3, and an armature 4, and the back yoke 3 and the armature 4 are a stator, similarly to the first embodiment. function as

또한, 실시 형태 2의 리니어 모터(1)에서의 가동자(2) 및 전기자(4)의 구성은, 전술한 실시 형태 1의 리니어 모터(1)에서의 가동자(2) 및 전기자(4)의 구성과 같으므로, 그 설명은 생략한다.In addition, the structure of the mover 2 and the armature 4 in the linear motor 1 of Embodiment 2 is the movable element 2 and the armature 4 in the linear motor 1 of Embodiment 1 mentioned above. Since it is the same as the configuration of , a description thereof will be omitted.

실시 형태 2의 리니어 모터(1)에서는, 백 요크(3)의 구성이, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)와 다르다. 백 요크(3)는 자극치(31) 및 베이스판(32)을 포함한다. 베이스판(32)은 직사각형 판상을 이루고 있다. 자극치(31)는 베이스판(32)에 고정되고 있다. 자극치(31)는, 그 일부분이 베이스판(32)으로부터 돌출하도록 고정되고 있다. 돌출되어 있는 부분의 형상은 직방체상이다. 복수의 자극치(31)는 베이스판(32)의 길이 방향을 따라서, 등피치로 배치되어 있다. 자극치(31)는 예를 들면, 후술하듯이 적층 규소강판에 의해 형성한다. 베이스판(32)은 예를 들면, SS400 등의 탄소강에 의해 형성한다.In the linear motor 1 of the second embodiment, the configuration of the back yoke 3 is different from the linear motor 1 of the first embodiment. The back yoke 3 includes magnetic pole teeth 31 and a base plate 32 . The base plate 32 has a rectangular plate shape. The magnetic pole teeth 31 are being fixed to the base plate 32 . The magnetic pole teeth 31 are fixed so that a part thereof protrudes from the base plate 32 . The shape of the protruding portion is a rectangular parallelepiped shape. The plurality of magnetic pole teeth 31 are arranged at equal pitch along the longitudinal direction of the base plate 32 . The magnetic pole teeth 31 are formed by, for example, a laminated silicon steel plate as described later. The base plate 32 is formed of, for example, carbon steel such as SS400.

백 요크(3)와 전기자(4)는, 간격를 멀리하여 대향 배치된다. 그리고, 상기 간격에 가동자(2)가 배치된다. 가동자(2)의 제1 면은 간격을 두고 백 요크(3)와 대향하고 있다. 가동자(2)의 제1 면과 대향하는 제2 면은 간격을 두고 전기자(4)와 대향한다.The back yoke 3 and the armature 4 are disposed to face each other with a distance away from each other. Then, the movable element 2 is disposed at the interval. The first face of the mover 2 is opposed to the back yoke 3 at intervals. A second face opposite to the first face of the mover 2 faces the armature 4 at a distance.

도 24에 나타내듯이, 백 요크(3) 및 전기자(4)의 가동 방향(도 24의 좌우 방향)에서의 길이는 대략 동일하다. 또, 백 요크(3)에서의 자극치(31)의 피치는, 전기자(4)의 자극치(42)의 피치와 동일하다. 백 요크(3)에서의 각 자극치(31)의 위치는, 가동자(2)의 가동 방향에서 전기자(4)의 각 자극치(42)의 위치와 같다. 또, 자극치(31)의 자극면과 자극치(42)의 자극면은, 동일한 직사각형상이며, 동일한 면적을 가진다. 또, 가동자(2)와 백 요크(3)의 간격은, 가동자(2)와 전기자(4)의 간격과 거의 같다.As shown in FIG. 24, the lengths in the movable direction (left-right direction in FIG. 24) of the back yoke 3 and the armature 4 are substantially the same. In addition, the pitch of the magnetic pole values 31 in the back yoke 3 is the same as the pitch of the magnetic pole values 42 of the armature 4 . The position of each magnetic pole tooth 31 in the back yoke 3 is the same as the position of each magnetic pole tooth 42 of the armature 4 in the moving direction of the mover 2 . Moreover, the magnetic pole surface of the magnetic pole tooth 31 and the magnetic pole surface of the magnetic pole tooth 42 are the same rectangular shape, and have the same area. Further, the interval between the movable element 2 and the back yoke 3 is substantially the same as the interval between the movable element 2 and the armature 4 .

가동자(2)에서, 서로 이웃이 되는 영구자석(21, 21)의 자화 방향이 역 방향이 되고 있다. 가동자(2)를 백 요크(3)와 전기자(4)의 간격에 배치하면, 백 요크(3) 측으로부터 전기자(4) 측을 향하는 방향으로 자화된 영구자석(21)과, 전기자(4) 측으로부터 백 요크(3) 측을 향하는 방향으로 자화된 영구자석(21)이 교대로 배치되는 구성이 된다.In the movable element 2, the magnetization directions of the permanent magnets 21 and 21 adjacent to each other are reversed. When the movable armature 2 is disposed at the interval between the back yoke 3 and the armature 4, a permanent magnet 21 magnetized in a direction from the back yoke 3 side toward the armature 4 side, and the armature 4 ) side, the permanent magnets 21 magnetized in a direction toward the back yoke 3 side are alternately arranged.

리니어 모터(1)의 동작시에는, 백 요크(3)의 자극치(31)와 가동자(2)의 영구자석(21) 사이에 흡인력이 발생한다. 또, 전기자(4)의 자극치(42)와 가동자(2)의 영구자석(21) 사이에도 흡인력이 발생한다. 가동자(2)에 작용하는 2개의 흡인력은 서로 반대 방향이다. 자극치(31)의 자극면과 자극치(42)의 자극면을, 동일한 직사각형상 또 동일한 면적으로 하는 등 자기회로를 조정함으로써, 흡인력의 크기는 대략 동일하게 할 수 있다. 그에 따라, 자극치(31)와 영구자석(21) 사이에 발생하는 흡인력, 및 자극치(42)와 영구자석(21) 사이에 발생하는 흡인력을 밸런스시킬 수 있다. 즉, 2개의 흡인력을 서로 지울 수 있다. 또, 가공 오차, 조립 오차 등의 요인으로, 2개의 흡인력을 밸런스시키는 것이 곤란한 경우, 자극치(31)와 영구자석(21)의 간격, 또는 자극치(42)와 영구자석(21)의 간격을 조정하고, 2개의 흡인력을 밸런스시킨다.During the operation of the linear motor 1 , an attraction force is generated between the magnetic pole teeth 31 of the back yoke 3 and the permanent magnet 21 of the mover 2 . In addition, an attraction force is also generated between the magnetic pole teeth 42 of the armature 4 and the permanent magnet 21 of the movable element 2 . The two suction forces acting on the mover 2 are opposite to each other. By adjusting the magnetic circuit, such as making the magnetic pole surface of the magnetic pole tooth 31 and the magnetic pole surface of the magnetic pole tooth 42 the same rectangular shape or the same area, the magnitude of the attraction force can be made substantially the same. Accordingly, the attraction force generated between the magnetic pole teeth 31 and the permanent magnet 21 and the attraction force generated between the magnetic pole teeth 42 and the permanent magnet 21 can be balanced. That is, the two suction forces can be erased from each other. In addition, when it is difficult to balance the two attractive forces due to factors such as processing errors and assembly errors, the distance between the magnetic pole teeth 31 and the permanent magnet 21 or the distance between the magnetic pole teeth 42 and the permanent magnet 21 is adjusted. and balance the two suction powers.

이상과 같이, 실시 형태 2의 리니어 모터(1)는, 전술한 실시 형태 1의 리니어 모터(1)와 동일한 구성을 가지고 있기 때문에, 실시 형태 2의 리니어 모터(1)에서도, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)와 같이, 큰 추력을 유지하면서, 가동자(2)에 작용하는 흡인력을 큰 폭으로 저감할 수 있다. 또, 실시 형태 2의 리니어 모터(1)에서도, 실시 형태 1의 리니어 모터(1)와 같이, 가동자(2)의 디텐트력의 저감을 도모할 수 있다.As mentioned above, since the linear motor 1 of Embodiment 2 has the same structure as the linear motor 1 of Embodiment 1 mentioned above, also in the linear motor 1 of Embodiment 2, the linear of Embodiment 1 Like the motor 1, the suction force acting on the mover 2 can be greatly reduced while maintaining a large thrust. Also in the linear motor 1 of the second embodiment, it is possible to reduce the detent force of the movable element 2 as in the linear motor 1 of the first embodiment.

이하, 실시 형태 2의 특징인 백 요크(3)의 구성에서, 상세를 설명한다. 도 25는 백 요크(3)에 포함되는 자극치(31)의 구성예를 나타내는 사시도이다. 자극치(31)는 단면 T자형을 이루고 있고 그 저부(도 25에서의 하측)로부터 짧은 길이(短手) 방향으로 돌출된 2개의 돌출부(31a, 31a)를 가지고 있다. (이 때문에 도 25에서는 H자형을 가로로 한 형상으로 있는) 돌출부(31a, 31a)는 후술의 도브테일 홈(dovetail groove)(321)의 요부(32a, 32a)와 계합하는 부위이다. 리니어 모터(1)의 동작 시에, 자극치(31)의 짧은 길이 방향은 가동자(2)의 가동 방향으로 평행한 방향이 된다.Hereinafter, the structure of the back yoke 3 which is the characteristic of Embodiment 2 is demonstrated in detail. 25 is a perspective view showing a configuration example of the magnetic pole teeth 31 included in the back yoke 3 . The magnetic pole tooth 31 has a T-shape in cross section and has two protrusions 31a and 31a protruding from the bottom (lower side in Fig. 25) in the short length direction. For this reason, the protrusions 31a and 31a (which are horizontally H-shaped in FIG. 25 ) are portions that engage with the recesses 32a and 32a of a dovetail groove 321 described later. During the operation of the linear motor 1 , the short longitudinal direction of the magnetic pole teeth 31 becomes a direction parallel to the moving direction of the mover 2 .

자극치(31)는 자극편(311)을 적층해서 이루어진다. 자극편(311)은 직사각형 판상의 일부를 노치하여 형성한 계합용의 돌출부(311a)를 포함한다. 자극편(311)은 연자성을 가지는 규소강 등의 얇은 판자에 의해 형성한다. 적층된 자극편(311)끼리의 고정은, 열용착이나 코킹 등으로 실시한다. 열용착의 경우는, 예를 들면, 우선, 자극편(311)의 표면에 열강화성의 접착제를 도포하여 열용착성의 도막을 붙인 것을, 적층한 후에 판면에 압력을 가하면서 가열한다. 가열에 의해 자극편(311)끼리가 고정된다.The magnetic pole teeth 31 are formed by stacking the magnetic pole pieces 311 . The pole piece 311 includes a protrusion 311a for engagement formed by notching a part of the rectangular plate shape. The pole piece 311 is formed of a thin plate such as silicon steel having soft magnetic properties. The stacked magnetic pole pieces 311 are fixed to each other by heat welding, caulking, or the like. In the case of heat welding, for example, first, a heat-hardening adhesive is applied to the surface of the pole piece 311 and a heat-sealable coating film is laminated, followed by heating while applying pressure to the plate surface. The magnetic pole pieces 311 are fixed to each other by heating.

또한, 자극치(31)를 구성하는 자극편(311)의 판 두께를 얇게 하는 만큼, 즉 자극편(311)의 매수를 늘리는 만큼 와전류 손해는 저감한다. 강도나 조립의 수고를 고려하면, 자극편(311)의 판 두께는 0.2~0.5mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 자극치(31)를 구성하는 자극편(311)의 매수나 판 두께는, 요구되는 사양에 따라 적당 설계하면 좋다.In addition, the eddy current damage is reduced as the plate thickness of the magnetic pole pieces 311 constituting the magnetic pole teeth 31 is reduced, that is, the number of the magnetic pole pieces 311 is increased. In consideration of strength and assembly effort, the thickness of the pole piece 311 is preferably set to about 0.2 to 0.5 mm. The number and plate thickness of the magnetic pole pieces 311 constituting the magnetic pole teeth 31 may be appropriately designed according to the required specifications.

도 26은 백 요크(3)에 포함되는 베이스판(32)의 구성예를 나타내는 부분 사시도이다. 도 26은 설명의 형편상, 도 24 및 도 25와 상하 방향을 반대로 하여 그리고 있다. 베이스판(32)은 짧은 길이 방향을 따라서 도브테일 홈(321)이 설치되고 있다. 도브테일 홈(321)은 자극편(311)의 돌출부(311a)(자극치(31)의 돌출부(31a))에 대응하는 형상이다. 도브테일 홈(321)은 돌출부(311a)(돌출부(31a))에 대응하는 요부(32a)를 가지고 있다. 도 24 및 도 25에 나타내듯이, 베이스판(32)에는 복수의 도브테일 홈(321)이 형성되어 있다. 복수의 도브테일 홈(321)은, 가동자(2)의 가동 방향을 따라서, 등피치로 설치하고 있다. 복수의 도브테일 홈(321)의 배열 방향은, 리니어 모터(1) 동작 시에서, 가동자(2)의 가동 방향으로 평행한 방향이다.26 is a partial perspective view showing a configuration example of the base plate 32 included in the back yoke 3 . For convenience of explanation, FIG. 26 is drawn with the vertical direction reversed from that of FIGS. 24 and 25 . The base plate 32 is provided with a dovetail groove 321 along the short longitudinal direction. The dovetail groove 321 has a shape corresponding to the protrusion 311a of the magnetic pole piece 311 (the protrusion 31a of the magnetic pole tooth 31). The dovetail groove 321 has a recessed portion 32a corresponding to the projection 311a (projection 31a). 24 and 25 , a plurality of dovetail grooves 321 are formed in the base plate 32 . The plurality of dovetail grooves 321 are provided at equal pitches along the movable direction of the movable element 2 . The arrangement direction of the plurality of dovetail grooves 321 is parallel to the moving direction of the mover 2 when the linear motor 1 is operating.

도 27은 백 요크(3)의 부분 사시도이다. 도 26과 동일하게, 설명의 형편상, 도 24 및 도 25와 상하 방향을 반대로 하여 그리고 있다. 백 요크(3)에서, 자극치(31)의 돌출부(31a)는 도브테일 홈(321)에 계합하고 있다.27 is a partial perspective view of the back yoke 3 . Similarly to FIG. 26, for convenience of explanation, the up-down direction is reversed to FIG. 24 and FIG. 25, and is drawn. In the back yoke 3 , the projection 31a of the magnetic pole tooth 31 engages the dovetail groove 321 .

자극치(31)의 베이스판(32)에의 고정은, 예를 들면 다음과 같이 실시한다. 도브테일 홈(321)과 자극치(31) 한쪽 혹은 양쪽 모두에 접착제를 도포한다. 치구 등을 이용하여, 도브테일 홈(321)에 자극치(31)를 끼워 넣어 위치 결정을 한다. 접착제가 경화되면 치구를 떼어낸다. 또, 고정 방법은 이에 한정되지 않는다. 자극치(31)의 피치나, 자극치(31)의 베이스판(32)으로부터 돌출량이 소정의 오차 범위 내에 들어가도록 고정할 수 있다면, 다른 방법이라도 좋다.The magnetic pole teeth 31 are fixed to the base plate 32, for example, as follows. An adhesive is applied to one or both of the dovetail groove 321 and the magnetic pole 31 . Positioning is determined by inserting the magnetic pole teeth 31 into the dovetail grooves 321 using a jig or the like. When the adhesive has hardened, the jig is removed. In addition, the fixing method is not limited to this. Other methods may be used as long as the pitch of the magnetic pole teeth 31 or the amount of the magnetic pole teeth 31 protruding from the base plate 32 can be fixed within a predetermined error range.

리니어 모터(1)는, 전기자(4)의 구동 코일(43)에 3상 교류를 인가함으로써, 전기자(4)의 자극치(42), 가동자(2)의 영구자석(21) 및 백 요크(3)의 자극치(31)를 흐르는 자속이 발생한다. 발생한 자속에 의한 가동자(2)와 전기자(4)의 사이에 발생하는 흡인력, 및 가동자(2)와 백 요크(3) 사이에 발생하는 흡인력이 가동자(2)의 추력이 되어, 가동자(2)가 이동한다.The linear motor 1 applies a three-phase alternating current to the drive coil 43 of the armature 4, so that the magnetic pole value 42 of the armature 4, the permanent magnet 21 of the mover 2, and the back yoke ( The magnetic flux flowing through the magnetic pole value 31 of 3) is generated. The suction force generated between the movable element 2 and the armature 4 due to the generated magnetic flux and the suction force generated between the movable element 2 and the back yoke 3 become the thrust of the movable element 2, and the movable element 2 is movable. Ruler (2) moves.

다음으로 와전류의 저감에 대해 설명한다. 도 28은 리니어 모터(1)의 부분 측면도이다. 도 28에서, 자속의 흐름의 일례를 실선의 화살표로, 와전류의 일례를 점선의 화살표로 나타낸다. 도 28에 나타내듯이, 자극치(31)에서, 자속은 지면 상하 방향으로 흐른다. 즉, 자극치(31)를 구성하는 자극편(311)의 판면에 평행한 방향으로 흐른다. 와전류는 자속이 흐르는 방향과 수직인 평면 상에서 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐르려고 한다. 즉, 도 28에 나타내는 경우에서는, 자속이 흐르는 방향에 대해서 직교하여 반시계 회전으로 흐르려고 한다. 이 와전류의 방향은, 자극치(31)를 구성하는 자극편(311)의 판면을 관통하는 방향이다. 그러나, 자극치(31)는 복수의 자극편(311)를 적층하고 있고, 자극편(311) 간의 전기 저항이 크기 때문에, 와전류를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 자극편(311)의 판면(표면)에 절연 피막을 가했을 경우에는, 자극편(311) 간에 흐르는 와전류를 더 저감하는 것이 가능해진다.Next, the reduction of the eddy current will be described. 28 is a partial side view of the linear motor 1 . In Fig. 28, an example of the flow of magnetic flux is indicated by a solid arrow, and an example of an eddy current is indicated by a dotted arrow. As shown in Fig. 28, in the magnetic pole value 31, magnetic flux flows in the vertical direction on the ground. That is, it flows in the direction parallel to the plate surface of the magnetic pole piece 311 which comprises the magnetic pole tooth 31. Eddy currents tend to flow in a direction that opposes the change in magnetic flux on a plane perpendicular to the direction in which the magnetic flux flows. That is, in the case shown in FIG. 28, it is going to flow counterclockwise with respect to the direction in which magnetic flux flows. The direction of this eddy current is a direction penetrating the plate surface of the magnetic pole piece 311 constituting the magnetic pole tooth 31 . However, since the magnetic pole teeth 31 are stacked with a plurality of magnetic pole pieces 311 and the electrical resistance between the magnetic pole pieces 311 is large, it is possible to reduce the eddy current. Moreover, when an insulating film is applied to the plate surface (surface) of the pole pieces 311, it becomes possible to further reduce the eddy current flowing between the pole pieces 311.

도 29a 및 29b는 와전류에 의한 줄 손실의 일례를 나타내는 그래프이며, 도 29a는 관련 기술에 의한 리니어 모터의 줄 손실을 나타내는 그래프이며, 도 29b는 실시 형태 2의 기본예에서의 리니어 모터(1)의 줄 손실을 나타내는 그래프이다. 관련 기술에 의한 리니어 모터와 실시 형태 2에서의 리니어 모터와의 구성의 차이는 다음과 같다. 전자는 자극치를 적층 구조로 하고 있지 않다. 예를 들면, 전자에서의 자극치는 연자성체의 블록이다. 또는 베이스판(32)과 자극치(31)가 일체로서 연자성체로 구성되어 있어도 좋다. 그에 대해서, 후자는 자극치(31)가 적층 구조가 되어 있다. 그 이외의 조건, 리니어 모터의 구조, 치수, 및 코일의 권수, 및 구동 조건은 동일하게 한다. 예를 들면 코일의 구동 전류는 70.6A이며 가동자의 이동 속도는 1000mm/s로 했다.29A and 29B are graphs showing an example of a joule loss due to an eddy current, FIG. 29A is a graph showing a joule loss of a linear motor according to the related art, and FIG. 29B is a linear motor 1 in a basic example of the second embodiment. It is a graph showing the joule loss of The difference in the configuration between the linear motor according to the related art and the linear motor in the second embodiment is as follows. In the former case, the magnetic pole values do not have a laminated structure. For example, the excitation value in electrons is a block of soft magnetic material. Alternatively, the base plate 32 and the magnetic pole teeth 31 may be integrally formed of a soft magnetic material. In contrast, in the latter, the magnetic pole teeth 31 have a laminated structure. Other conditions, the structure and dimensions of the linear motor, the number of turns of the coil, and driving conditions are the same. For example, the coil drive current was 70.6 A, and the moving speed of the mover was 1000 mm/s.

도 29a 및 29b의 가로축은 가동자(2)의 위치를 나타내는 전기각이다. 가로축의 단위는 도(°)이다. 도 29a 및 29b의 세로축은 와전류에 의한 줄 손실이다. 단위는 와트(W)이다. 백 요크라고 붙인 그래프는 백 요크로의 줄 손실을 나타낸다. 도 29a에 나타내듯이, 자극치를 적층 구조로 하지 않는 관련 기술에 의한 리니어 모터에서는, 백 요크로의 줄 손실이 80W 전후인데 반해서, 자극치(31)를 적층 구조로 한 실시 형태 2의 리니어 모터(1)에서는, 백 요크(3)로의 줄 손실이 50W 전후까지 저감하고 있다.29A and 29B are electric angles indicating the position of the movable element 2 . The unit of the horizontal axis is degrees (°). The vertical axis of FIGS. 29A and 29B is the Joule loss due to the eddy current. The unit is watt (W). The graph labeled back yoke shows the joule loss to the back yoke. As shown in Fig. 29A, in the linear motor according to the related art that does not have a laminated structure of magnetic pole teeth, the joule loss to the back yoke is around 80 W, whereas the linear motor 1 according to the second embodiment in which magnetic pole teeth 31 have a laminated structure. ), the joule loss to the back yoke 3 is reduced to around 50 W.

도 29a 및 29b에서, U, V, W라고 붙인 그래프는 각각 코일 U상, V상, W상으로 발생하는 통전에 의한 줄 손실을 절대치로 나타낸 것이다. 또, 도 29a 및 29b에서 코일에의 통전에 의한 코일로의 줄 손실은 같지만, 백 요크로의 줄 손실에 큰 차이가 나타나고 있다. 본 결과는, 동일 치수 형상 아래에서 자극치를 적층 구조로 하지 않는 경우에 대해서 적층 구조로 했을 경우에서 와전류에 의한 줄 손실을 저감할 수 있음을 나타내는 예이며, 리니어 모터의 크기나 리니어 모터의 속도에 의해서 와전류에 의한 줄 손실의 절대치는 바뀌지만 동일 속도에서의 양자의 효과의 비율은 유지된다.In FIGS. 29A and 29B, graphs labeled U, V, and W represent absolute values of Joule losses due to energization occurring in coils U, V, and W, respectively. Moreover, although the joule loss to the coil by energization to the coil is the same in FIGS. 29A and 29B, a large difference is shown in the joule loss to the back yoke. This result is an example showing that the joule loss due to eddy current can be reduced in the case where the magnetic pole values are not laminated under the same dimension and shape when the laminate structure is used, and the size and speed of the linear motor The absolute value of the Joule loss due to the eddy current is changed by this, but the ratio of the effect of both at the same speed is maintained.

실시 형태 2에서의 리니어 모터(1)는, 다음과 같은 효과를 상주한다. 자극치(31)는 규소강판에 의해 형성한 자극편(311)를 적층하여 구성되어 있다. 그 때문에, 와전류의 방향은 판면을 관통하는 방향이 된다. 이 때, 자극편(311) 표면의 간격이나 자극편끼리의 접촉 저항, 자극편(311) 표면에 형성되는 산화 피막 등에 의해, 자극치(31)에서의 와전류 방향의 상기 저항은, 자극치(31)를 연자성체 블록으로 형성했을 경우와 비교해서, 커지고 있다. 따라서, 자극치(31)에 흐르는 와전류를 저감하는 것이 가능해진다. 또, 자극편(311)의 표면(적층면)을, 절연물질의 피막을 형성하는 등을 한 절연 처리를 가해도 좋다. 절연 처리를 가했을 경우에는, 각 규소강판 간에 와전류를 보다 저감하는 것이 가능하게 된다.The linear motor 1 according to the second embodiment has the following effects. The magnetic pole teeth 31 are constituted by laminating magnetic pole pieces 311 formed of silicon steel plates. Therefore, the direction of the eddy current is a direction penetrating the plate surface. At this time, due to the distance between the surfaces of the magnetic pole pieces 311 , the contact resistance between the magnetic pole pieces, the oxide film formed on the surface of the magnetic pole pieces 311 , etc., the resistance in the eddy current direction at the magnetic pole teeth 31 is compared with the case where it is formed of a soft magnetic block, it is larger. Accordingly, it becomes possible to reduce the eddy current flowing through the magnetic pole teeth 31 . Further, the surface (laminated surface) of the pole piece 311 may be subjected to an insulating treatment such as forming a film of an insulating material. When the insulating treatment is applied, it becomes possible to further reduce the eddy current between the respective silicon steel sheets.

또, 실시 형태 2에서는, 백 요크(3)가 가지는 자극치(31)를 적층 구조로 한다. 예를 들면 백 요크 전체를 적층 강판으로 형성했을 경우에는, 강성이 떨어지는 것이 염려된다. 그 경우는 가동자(2)와의 사이에 발생하는 흡인력에 의해, 백 요크(3)에 휨이 생길 우려가 있다. 그러나, 기본예에서는, 자극치(31)만을 적층 구조로 하고, 자극치(31)가 고정되는 베이스판(32)은 적층 구조로 하지 않는다. 그 때문에, 백 요크(3)의 휨은 관련 기술(자극치(31)와 베이스판(32)을 연자성체로 각각 형성했을 경우나, 자극치(31)와 베이스판(32)을 연질 자성체에 의해 일체로 형성했을 경우)에 의한 구성과 비교해도, 경미하다.Moreover, in Embodiment 2, let the magnetic pole tooth 31 which the back yoke 3 has a laminated structure. For example, when the entire back yoke is formed of a laminated steel sheet, there is a concern that the rigidity is inferior. In that case, there is a possibility that the back yoke 3 may be warped due to the suction force generated between it and the movable element 2 . However, in the basic example, only the magnetic pole teeth 31 have a laminated structure, and the base plate 32 to which the magnetic pole teeth 31 are fixed does not have a laminated structure. Therefore, the bending of the back yoke 3 is related to the related art (the case where the magnetic pole teeth 31 and the base plate 32 are respectively formed of a soft magnetic material, or the magnetic pole teeth 31 and the base plate 32 are integrated with a soft magnetic material) Even when compared with the configuration by ), it is insignificant.

(실시 형태 2의 제1 변형예)(First Modification of Embodiment 2)

제1 변형예는, 백 요크(3)를 구성하는 베이스판의 일부를 적층 구조로 하는 형태에 관한 것이다. 도 30은 백 요크(3)의 다른 구성예를 나타내는 측면도이다. 백 요크(3)는 베이스부(33) 및 자극치 블록(34)을 포함한다. 자극치 블록(34)은 피감합부(34a) 및 복수의 자극치(31)를 포함한다.The first modification relates to a form in which a part of the base plate constituting the back yoke 3 has a laminated structure. 30 is a side view showing another configuration example of the back yoke 3 . The back yoke 3 includes a base portion 33 and a magnetic pole block 34 . The stimulus value block 34 includes a part to be fitted 34a and a plurality of stimulus teeth 31 .

도 31은 자극치 블록(34)의 구성예를 나타내는 사시도이다. 자극치 블록(34)은 복수의 자극치편(판상 부재)(341)을 적층해서 이루어진다. 자극치편(341)의 적층 방향은, 자극치(31)의 배열 방향으로 교차하는 방향이다. 자극치편(341)은 피감합부(341a), 접속부(341b) 및 복수의 돌출부(341c)를 포함한다. 피감합부(341a)는 단면 역사다리꼴형상을 이룬다. 피감합부(341a)는 자극치 블록(34)의 피감합부(34a)가 되는 부분이다. 돌출부(341c)는 단면 직사각형상을 이룬다. 복수의 돌출부(341c)는, 자극치편(341)의 길이 방향으로 등피치로 형성되어 있다. 돌출부(341c)는 자극치 블록(34)의 자극치(31)가 되는 부분이다. 접속부(341b)는 자극치편(341)의 높이 방향으로 피감합부(341a)와 돌출부(341c) 사이에 위치하는 부분이다. 접속부(341b)는 복수의 돌출부(341c)를 접속하고 있다. 자극치편(341)은 예를 들면, 규소강판으로 형성한다. 접속부(341b)는, 백 요크(3)의 베이스 부분의 일부가 되는 적층 부분을 구성하는 판상 부재이다. 돌출부(341c)는 자극치(31)를 구성하는 판상 부재이다. 자극치편(341)은, 2개의 판상 부재를 일체로 한 것이다.31 is a perspective view showing a configuration example of the magnetic pole block 34. As shown in FIG. The magnetic pole tooth block 34 is formed by laminating a plurality of magnetic pole tooth pieces (plate-shaped members) 341 . The stacking direction of the magnetic pole tooth pieces 341 is a direction intersecting with the arrangement direction of the magnetic pole teeth 31 . The magnetic pole tooth piece 341 includes a to-be-fitted portion 341a, a connecting portion 341b, and a plurality of protrusions 341c. The fitted portion 341a has an inverted trapezoidal cross-section. The fitted portion 341a is a portion to be the fitted portion 34a of the magnetic pole tooth block 34 . The protrusion 341c has a rectangular cross-section. The plurality of protrusions 341c are formed at equal pitches in the longitudinal direction of the magnetic pole tooth pieces 341 . The protrusion 341c is a portion that becomes the magnetic pole tooth 31 of the magnetic pole tooth block 34 . The connecting portion 341b is a portion positioned between the to-be-fitted portion 341a and the protruding portion 341c in the height direction of the magnetic pole tooth piece 341 . The connecting portion 341b connects the plurality of protruding portions 341c. The magnetic pole tooth piece 341 is formed of, for example, a silicon steel plate. The connecting portion 341b is a plate-shaped member constituting a laminated portion serving as a part of the base portion of the back yoke 3 . The protrusion 341c is a plate-shaped member constituting the magnetic pole teeth 31 . The magnetic pole tooth piece 341 is formed by integrating two plate-shaped members.

도 32는 베이스부(33)의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 32에 나타내는 베이스부(33)는 도 30에 나타내는 베이스부(33)와는, 상하를 반전하고 있다. 베이스부(33)는 직사각형 판상을 이룬다. 베이스부(33)는 단면이 사다리꼴 형상의 감합홈(33a)이 형성되어 있다.32 is a perspective view showing a configuration example of the base portion 33. As shown in FIG. The base part 33 shown in FIG. 32 is inverted upside down from the base part 33 shown in FIG. The base part 33 forms a rectangular plate shape. The base portion 33 is formed with a fitting groove 33a having a trapezoidal cross-section.

베이스부(33)의 감합홈(33a)에는 자극치 블록(34)의 피감합부(34a)가 감합한다. 또 베이스부(33)에서, 가동자(2)의 가동 방향의 길이는, 자극치 블록(34)의 가동 방향의 길이에 맞추어 설정하면 좋다. 자극치 블록(34)의 베이스부(33)에의 고정은 다음과 같이 실시한다. 감합홈(33a) 또는 피감합부(34a)의 한쪽 또는 양쪽 모두에 접착제를 도포한 후에, 감합하여 실시한다. 그것에 의해, 베이스부(33)와 자극치 블록(34)은, 고정된다. 이상의 결과, 백 요크(3)가 형성된다.The fitting portion 34a of the magnetic pole tooth block 34 is fitted into the fitting groove 33a of the base portion 33 . In addition, in the base portion 33 , the length in the movable direction of the mover 2 may be set to match the length in the movable direction of the magnetic pole value block 34 . The magnetic pole tooth block 34 is fixed to the base part 33 as follows. After applying an adhesive to one or both of the fitting grooves 33a or the fitting portion 34a, fitting is performed. Thereby, the base part 33 and the magnetic pole tooth block 34 are fixed. As a result of the above, the back yoke 3 is formed.

다음으로 와전류의 저감에 대해 설명한다. 도 33은 리니어 모터(1)의 부분 측면도이다. 도 33에서, 자속의 흐름의 일례를 실선의 화살표로, 와전류의 일례를 점선의 화살표로 나타낸다. 자극치(31)에서의 와전류의 저감에서는, 전술한 기본예와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다. 여기에서는, 자극치 블록(34)의 접속부(341b)에서의 와전류의 저감에 대해 설명한다. 도 33에 나타내듯이, 접속부(341b)에서, 자속은 지면 좌우 방향으로 흐른다. 즉, 자극치 블록(34)을 구성하는 자극치편(341)의 판면에 평행한 방향으로 흐른다. 와전류는 자속이 흐르는 방향과 수직인 평면상으로 자속의 변화를 방해하는 방향으로 흐르려고 한다. 즉, 도 33에 나타내듯이, 자속이 흐르는 방향을 축으로 하여 반시계 회전으로 흐르려고 한다. 이 와전류의 방향은, 자극치 블록(34)을 구성하는 자극치편(341)의 판면을 관통하는 방향이다. 그러나, 자극치 블록(34)은 복수의 자극치편(341)을 적층하고, 자극치편(341) 간의 상기 저항은 커지기 때문에, 와전류를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 판면에 절연 피막을 가했을 경우에는, 자극치편(341) 간에 흐르는 와전류를 더 저감하는 것이 가능해진다.Next, the reduction of the eddy current will be described. 33 is a partial side view of the linear motor 1 . In Fig. 33, an example of the flow of magnetic flux is indicated by a solid arrow, and an example of an eddy current is indicated by a dotted arrow. The reduction of the eddy current in the magnetic pole value 31 is the same as in the basic example described above, and therefore the description thereof is omitted. Here, the reduction of the eddy current in the connection part 341b of the magnetic pole value block 34 is demonstrated. As shown in Fig. 33, in the connecting portion 341b, magnetic flux flows in the left-right direction in the paper. That is, it flows in a direction parallel to the plate surface of the magnetic pole tooth piece 341 constituting the magnetic pole tooth block 34 . Eddy currents tend to flow in a direction that opposes the change of magnetic flux on a plane perpendicular to the direction in which the magnetic flux flows. That is, as shown in Fig. 33, the magnetic flux tends to flow counterclockwise with the direction in which the magnetic flux flows as an axis. The direction of this eddy current is a direction penetrating the plate surface of the magnetic pole tooth piece 341 constituting the magnetic pole tooth block 34 . However, since the magnetic pole tooth block 34 stacks a plurality of magnetic pole tooth pieces 341 and the resistance between the magnetic pole tooth pieces 341 becomes large, it becomes possible to reduce the eddy current. In addition, when an insulating film is applied to the plate surface, it becomes possible to further reduce the eddy current flowing between the magnetic pole tooth pieces 341 .

또한, 접속부(341b)의 높이에 대해, 설명한다. 도 33에 나타내듯이, 접속부(341b)의 높이를 d라 한다. 인접하는 자극치(31) 간을 흐르는 자속은, 지면 좌우 방향으로 흐른다. 자속이 흐르는 경로는 최단이 되는 경로를 따른다. 그 때문에, 자극치(31)로부터 일정 이상의 거리가 멀어진 부분에는 자속이 흐르지 않는다. 따라서, 접속부(341b)의 높이 d는, 지면 좌우 방향의 자속을 충분히 흘릴 수 있는 값으로 하면 좋다. 또, 자속이 흐르지 않는 베이스부(33)에서는 비자성재로 형성하는 것이 가능하다. 예를 들면, 고강성으로 신장 탄성률이 큰 알루미나 등에 의해, 베이스부(33)를 형성한다. 혹은 비자성 스텐레스나 알루미늄 합금 등이 사용 가능하다.In addition, the height of the connection part 341b is demonstrated. As shown in Fig. 33, the height of the connecting portion 341b is denoted by d. The magnetic flux flowing between the adjacent magnetic pole teeth 31 flows in the left-right direction in the paper. The path through which the magnetic flux flows follows the shortest path. Therefore, the magnetic flux does not flow to the portion that is more than a certain distance away from the magnetic pole value 31 . Accordingly, the height d of the connecting portion 341b may be set to a value capable of sufficiently allowing the magnetic flux in the left and right directions of the paper to flow. In addition, the base portion 33 through which magnetic flux does not flow can be formed of a non-magnetic material. For example, the base part 33 is formed of alumina etc. which have high rigidity and a large elastic modulus. Alternatively, non-magnetic stainless steel or aluminum alloy may be used.

도 34a 및 34b는 와전류에 의한 줄 손실의 일례를 나타내는 그래프이며, 도 34a는 기본예에서의 리니어 모터(1)의 줄 손실을 나타내는 그래프이다. 도 34a는 도 29b를 재게(再揭)한 것이다. 도 34b는 제1 변형예에서의 리니어 모터(1)의 줄 손실을 나타내는 그래프이다. 기본예는 자극치(31)가 적층 구조가 되고 있는데 반해서, 제1 변형예에서는 자극치 및 베이스판의 일부가 적층 구조가 되고 있다. 그 이외의 조건, 리니어 모터의 구조, 치수, 및 코일의 권수, 및 구동 조건은 동일하게 한다. 예를 들면 코일의 구동 전류는 70.6A이며 가동자의 이동 속도는 1000mm/s로 했다.34A and 34B are graphs showing an example of a joule loss due to an eddy current, and FIG. 34A is a graph showing a joule loss of the linear motor 1 in the basic example. Fig. 34A is a rearrangement of Fig. 29B. 34B is a graph showing the joule loss of the linear motor 1 in the first modified example. In the basic example, the magnetic pole teeth 31 have a laminated structure, whereas in the first modified example, the magnetic pole teeth and a part of the base plate have a laminated structure. Other conditions, the structure and dimensions of the linear motor, the number of turns of the coil, and driving conditions are the same. For example, the coil drive current was 70.6 A, and the moving speed of the mover was 1000 mm/s.

도 34a에 나타내듯이, 기본예에서의 리니어 모터(1)에서는, 백 요크(3)의 줄 손실이 50W 전후인데 반해서, 제1 변형 예의 리니어 모터(1)에서는, 도 34b에 나타내듯이, 백 요크(3)의 줄 손실이 2.5W 전후까지 저감하고 있다. 접속부(341b)가 적층 구조이기 때문에, 접속부(341b)에 흐르는 자속에 의한 와전류도 저감되기 때문이다. 도 34a 및 34b에서, U, V, W로 붙인 그래프는 각각 코일 U상, V상, W상으로 발생하는 통전에 의한 줄 손실을 절대치로 나타낸 것이다. 또, 도 34a 및 34b에서 코일에의 통전에 의한 코일로의 줄 손실은 같지만, 백 요크로의 줄 손실에 큰 차이가 나고 있다. 본 결과는, 동일 치수 형상 아래에서 자극치만을 적층 구조로 했을 경우와, 자극치와 백 요크의 일부를 적층 구조로 했을 경우에서는, 후자가 와전류에 의한 줄 손실을 저감할 수 있음을 나타내는 예이며, 리니어 모터의 크기나 리니어 모터의 속도에 의해서 와전류에 의한 줄 손실의 절대치는 바뀌지만 동일 속도에서의 양자의 효과의 비율은 유지된다.As shown in Fig. 34A, in the linear motor 1 of the basic example, the joule loss of the back yoke 3 is around 50 W, whereas in the linear motor 1 of the first modification, as shown in Fig. 34B, the back yoke 3 is (3) Joule loss is reduced to around 2.5W. This is because, since the connecting portion 341b has a stacked structure, the eddy current caused by the magnetic flux flowing through the connecting portion 341b is also reduced. In FIGS. 34A and 34B, the graphs labeled U, V, and W show the absolute values of Joule losses due to energization occurring in the U-phase, V-phase, and W-phase of the coil, respectively. Moreover, although the joule loss to the coil by energization to the coil is the same in FIGS. 34A and 34B, there is a large difference in the joule loss to the back yoke. These results are examples showing that the latter can reduce Joule losses due to eddy currents when only the magnetic pole values are laminated under the same dimension and shape, and when the magnetic pole values and part of the back yoke are laminated. The absolute value of the joule loss due to the eddy current changes depending on the size of the motor or the speed of the linear motor, but the ratio of both effects at the same speed is maintained.

제1 변형예에서의 리니어 모터(1)에서는, 자극치 블록(34)은 규소강판(자극치편(341))을 적층하여 구성되어 있다. 리니어 모터(1)는, 자극치(31)에 더하여, 백 요크(3)의 자극치(31)와의 접속 부분으로부터 두께 방향의 일부를 적층 구조로 하고 있다. 그 때문에, 인접하는 자극치(31) 간을 접속부(341b)에 흐르는 자속은 자극치편(341)의 표면에 평행한 방향이다. 자속의 흐름에 의해 발생하는 와전류의 방향은 자극치편(341)의 판면을 관통하는 방향이 된다. 그러나, 자극치편(341) 표면의 간격이나 그 표면에 형성되는 산화 피막 등에 의해, 접속부(341b)에서의 와전류 방향의 상기 저항은, 적층 구조로 하지 않는 경우와 비교해서, 커지고 있다. 따라서, 접속부(341b)에 흐르는 와전류를 저감하는 것이 가능해진다. 따라서, 백 요크(3)에 흐르는 와전류를 더 저감하는 것이 가능해진다.In the linear motor 1 in the first modification, the magnetic pole tooth block 34 is constituted by laminating silicon steel plates (pole tooth pieces 341). In the linear motor 1, in addition to the magnetic pole teeth 31, a part of the thickness direction from the connecting portion with the magnetic pole teeth 31 of the back yoke 3 has a laminated structure. Therefore, the magnetic flux flowing through the connecting portion 341b between the adjacent magnetic pole teeth 31 is in a direction parallel to the surface of the magnetic pole tooth piece 341 . The direction of the eddy current generated by the flow of magnetic flux is the direction penetrating the plate surface of the magnetic pole tooth piece 341 . However, due to the distance between the surfaces of the magnetic pole tooth pieces 341 and the oxide film formed on the surface, the resistance in the eddy current direction in the connection portion 341b is increased compared to the case where the laminated structure is not used. Accordingly, it becomes possible to reduce the eddy current flowing through the connecting portion 341b. Therefore, it becomes possible to further reduce the eddy current flowing through the back yoke 3 .

또, 제1 변형예에서는, 기본예 1이 상주하는 전술한 효과에 더하여, 다음과 같은 효과를 상주한다. 백 요크(3)의 일부인 베이스부(33)를 비자성 재료로 형성하는 것이 가능하므로, 신장 탄성률이 높은 재료, 예를 들면 알루미나로 구성하는 것이 가능해진다. 그것에 의해, 백 요크(3) 전체의 강성이 증가하므로, 가동자(2)와의 사이에 생기는 흡인력에 의한 휨을 경감하는 것이 가능하다. 또한, 베이스부(33)의 재질에 의해 백 요크(3) 전체의 강성이 요구되는 강성을 웃돌고 있는 경우에는, 백 요크(3)를 얇게 하는 것이 가능해진다.Further, in the first modification, the following effects reside in addition to the above-described effects in which the basic example 1 resides. Since it is possible to form the base portion 33, which is a part of the back yoke 3, of a non-magnetic material, it becomes possible to form it with a material having a high elastic modulus, for example, alumina. Thereby, since the rigidity of the whole back yoke 3 is increased, it is possible to reduce the deflection caused by the attraction force generated between the movable element 2 and the movable element 2 . Moreover, when the rigidity of the whole back yoke 3 exceeds the rigidity requested|required by the material of the base part 33, it becomes possible to make the back yoke 3 thin.

(실시 형태 2의 제2 변형예)(Second Modification of Embodiment 2)

제2 변형예는 백 요크(3)를 구성하는 베이스판(32)의 일부를 적층 구조로 하는 형태에 관한 것이다. 도 35는 백 요크(3)의 다른 구성예를 나타내는 측면도이다. 백 요크(3)는 복수의 백 요크 유닛(301) 및 백 요크 유닛(302)을 포함한다. 백 요크 유닛(301)는 베이스부(35) 및 자극치 유닛(36)을 포함한다. 백 요크 유닛(302)은 베이스부(35) 및 자극치 유닛(37)을 포함한다. 백 요크 유닛(301)과 백 요크 유닛(302)의 차이는, 포함되는 자극치 유닛의 차이이다. 백 요크(3)의 일단부를 백 요크 유닛(301)으로 하고, 타단부를 백 요크 유닛(302)으로 한다. 그것에 의해, 도 35에 나타내듯이, 양단부에 자극치(31)를 구비하는 백 요크(3)를 구성하는 것이 가능해지고 있다.The second modification relates to a form in which a part of the base plate 32 constituting the back yoke 3 has a laminated structure. 35 is a side view showing another configuration example of the back yoke 3 . The back yoke 3 includes a plurality of back yoke units 301 and a back yoke unit 302 . The back yoke unit 301 includes a base portion 35 and a magnetic pole unit 36 . The back yoke unit 302 includes a base portion 35 and a magnetic pole unit 37 . The difference between the back yoke unit 301 and the back yoke unit 302 is the difference between the included stimulation value units. One end of the back yoke 3 is referred to as a back yoke unit 301 , and the other end is referred to as a back yoke unit 302 . Thereby, as shown in FIG. 35, it becomes possible to comprise the back yoke 3 provided with the magnetic pole teeth 31 at both ends.

도 36a 및 36b는 자극치 유닛(36, 37)의 구성예를 나타내는 사시도이며, 도 36a는 자극치 유닛(36)의 구성예를 나타내고, 도 36b는 자극치 유닛(37)의 구성예를 나타내고 있다. 자극치 유닛(36)는 빗살형으로 형성된 복수의 자극치(31) 및 피감합부(36a)를 포함한다. 자극치(31)는 단면 직사각형상을 이루고 있다. 피감합부(36a)는 단면 역사다리꼴형상(逆台形狀)을 이루고 있다.36A and 36B are perspective views showing a configuration example of the stimulation value units 36 and 37 , FIG. 36A shows a configuration example of the stimulation value unit 36 , and FIG. 36B shows a configuration example of the stimulation value unit 37 . The magnetic pole unit 36 includes a plurality of magnetic pole teeth 31 formed in a comb-tooth shape and a to-be-fitted portion 36a. The magnetic pole teeth 31 have a rectangular cross-section. The to-be-fitted portion 36a has an inverted trapezoidal cross-section.

자극치 유닛(36)은 복수의 자극치편(판상 부재)(361)을 적층해서 이루어진다. 자극치편(361)의 적층 방향은, 자극치(31)의 배열 방향으로 교차하는 방향이다. 자극치편(361)은 피감합부(361a), 접속부(361b) 및 복수의 돌출부(361c)를 포함한다. 피감합부(361a)는 단면 역사다리꼴 상을 이룬다. 피감합부(361a)는 자극치 유닛(36)의 피감합부(36a)가 되는 부분이다. 돌출부(361c)는 단면 직사각형상을 이룬다. 복수의 돌출부(361c)는, 자극치편(361)의 길이 방향으로 등피치로 형성되어 있다. 돌출부(361c)는 자극치 유닛(36)의 자극치(31)가 되는 부분이다. 접속부(361b)는 자극치편(361)의 높이 방향으로 피감합부(361a)와 돌출부(361c) 사이에 위치하는 부분이다. 접속부(361b)는 복수의 돌출부(361c)를 접속하고 있다. 자극치편(361)은 예를 들면, 규소강판으로 형성한다. 접속부(361b)는, 백 요크(3)의 베이스 부분의 일부가 되는 적층 부분을 구성하는 판상 부재이다. 돌출부(361c)는 자극치(31)를 구성하는 판상 부재이다. 자극치편(361)은, 2개의 판상 부재를 일체로 한 것이다.The magnetic pole tooth unit 36 is formed by stacking a plurality of magnetic pole tooth pieces (plate-shaped members) 361 . The stacking direction of the magnetic pole tooth pieces 361 is a direction that intersects with the arrangement direction of the magnetic pole teeth 31 . The magnetic pole tooth piece 361 includes a to-be-fitted portion 361a, a connecting portion 361b, and a plurality of protrusions 361c. The to-be-fitted part 361a forms an inverted trapezoidal cross-section. The fitted portion 361a is a portion to be the fitted portion 36a of the magnetic pole unit 36 . The protrusion 361c has a rectangular cross-section. The plurality of protrusions 361c are formed at equal pitch in the longitudinal direction of the magnetic pole tooth pieces 361 . The protrusion 361c is a portion that becomes the magnetic pole tooth 31 of the magnetic pole tooth unit 36 . The connecting portion 361b is a portion positioned between the to-be-fitted portion 361a and the protruding portion 361c in the height direction of the magnetic pole tooth piece 361 . The connecting portion 361b connects the plurality of protruding portions 361c. The magnetic pole tooth piece 361 is formed of, for example, a silicon steel plate. The connecting portion 361b is a plate-shaped member constituting a laminated portion that becomes a part of the base portion of the back yoke 3 . The protrusion 361c is a plate-shaped member constituting the magnetic pole teeth 31 . The magnetic pole tooth piece 361 is formed by integrating two plate-shaped members.

자극치 유닛(37)은 복수의 자극치편(371)을 적층해서 이루어진다. 자극치편(371)의 적층 방향은, 자극치(31)의 배열 방향으로 교차하는 방향이다. 자극치편(371)은 자극치편(361)과 거의 동일한 구성이다. 이하에서는, 자극치편(371)이 자극치편(361)과 다른 점을 주로 설명한다. 자극치편(371)은 피감합부(371a), 접속부(371b) 및 복수의 돌출부(371c)를 포함한다. 자극치편(361)의 접속부(361b)는 길이 방향의 일방의 단부에서, 길이 방향으로 튀어나와(飛出) 있다. 그에 대해서, 자극치편(371)의 접속부(371b)는 길이 방향의 양단부에서, 길이 방향으로 튀어나오지는 않는다. 자극치편(371)의 그 외의 구성은, 자극치편(361)과 동일하므로 설명을 생략한다.The magnetic pole tooth unit 37 is formed by stacking a plurality of magnetic pole tooth pieces 371 . The stacking direction of the magnetic pole tooth pieces 371 is a direction that intersects with the arrangement direction of the magnetic pole teeth 31 . The magnetic pole tooth piece 371 has substantially the same configuration as the magnetic pole tooth piece 361 . Hereinafter, the point that the magnetic pole tooth piece 371 is different from the magnetic pole tooth piece 361 will be mainly described. The magnetic pole tooth piece 371 includes a to-be-fitted portion 371a, a connecting portion 371b, and a plurality of protrusions 371c. The connecting portion 361b of the magnetic pole tooth piece 361 protrudes in the longitudinal direction from one end in the longitudinal direction. In contrast, the connecting portions 371b of the magnetic pole tooth pieces 371 do not protrude from both ends in the longitudinal direction in the longitudinal direction. The rest of the configuration of the magnetic pole tooth piece 371 is the same as that of the magnetic pole tooth piece 361 , so a description thereof will be omitted.

도 37은 베이스부(35)의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 37에 나타내는 베이스부(35)는 도 35에 나타내는 베이스부(35)와는, 상하를 반전하고 있다. 베이스부(35)는 직사각형 판상을 이룬다. 베이스부(35)는 단면이 사다리꼴 형상의 감합홈(35a)가 형성되어 있다.37 is a perspective view showing a configuration example of the base portion 35. As shown in FIG. The base part 35 shown in FIG. 37 is upside-down inverted from the base part 35 shown in FIG. The base part 35 forms a rectangular plate shape. The base part 35 is formed with a fitting groove 35a having a trapezoidal cross-section.

베이스부(35)의 감합홈(35a)에는 자극치 유닛(36)의 피감합부(36a), 또는 자극치 유닛(37)의 피감합부(37a)가 감합한다. 또 베이스부(35)에서, 가동자(2)의 가동 방향의 길이는, 자극치 유닛(36) 혹은 자극치 유닛(37)의 가동 방향의 길이에 맞추어 설정하면 좋다. 베이스부(35)와 자극치 유닛(36) 또는 자극치 유닛(37)과의 고정은, 다음과 같이 실시한다. 감합홈(35a)와 피감합부(361a) 또는 피감합부(371a)의 한쪽 혹은 양쪽 모두에 접착제를 도포한 후에, 감합하여 실시한다. 그것에 의해, 베이스부(35)와 자극치 유닛(36) 또는 자극치 유닛(37)은, 고정된다. 이상의 결과, 백 요크 유닛(301) 또는 백 요크 유닛(302)이 형성된다. 그리고, 리니어 모터(1)의 스트로크에 따라, 백 요크 유닛(301)의 개수를 선택하고, 복수의 백 요크 유닛(301) 및 1개의 백 요크 유닛(302)을 결합함으로써, 도 35에 나타내듯이 백 요크(3)가 형성된다. 각각의 백 요크 유닛(301 및 302)은, 공지의 방법으로 결합, 예를 들면 백 요크 유닛(301 및 302)의 배면을 직사각형 판상 부재에서 고정하면 좋다.The fitted part 36a of the magnetic pole tooth unit 36 or the fitted part 37a of the magnetic pole tooth unit 37 fits into the fitting groove 35a of the base part 35 . In addition, in the base part 35 , the length in the movable direction of the mover 2 may be set to match the length in the movable direction of the magnetic pole tooth unit 36 or the magnetic pole tooth unit 37 . The base portion 35 and the magnetic pole unit 36 or the magnetic pole unit 37 are fixed as follows. After applying an adhesive to one or both of the fitting groove 35a and the fitted portion 361a or the fitted portion 371a, fitting is performed. Thereby, the base part 35 and the magnetic pole unit 36 or the magnetic pole tooth unit 37 are fixed. As a result of the above, the back yoke unit 301 or the back yoke unit 302 is formed. Then, according to the stroke of the linear motor 1, the number of back yoke units 301 is selected, and a plurality of back yoke units 301 and one back yoke unit 302 are combined, as shown in FIG. 35 . A back yoke 3 is formed. Each of the back yoke units 301 and 302 may be coupled by a known method, for example, the back surfaces of the back yoke units 301 and 302 may be fixed with a rectangular plate-like member.

제2 변형예에서의 리니어 모터(1)에서는, 자극치 유닛(36 및 37)은 규소강판(자극치편(361 및 371))을 적층하여 구성되어 있다. 리니어 모터(1)는, 자극치(31)에 더하여, 백 요크(3)의 자극치(31)와의 접속 부분으로부터 두께 방향의 일부를 적층 구조로 하고 있다. 그 때문에, 인접하는 자극치(31) 간을 접속부(361b 및 371b)에 흐르는 자속은 자극치편(361 및 371)의 표면에 평행한 방향이다. 자속의 흐름에 의해 발생하는 와전류의 방향은 자극치편(361 및 371)의 판면을 관통하는 방향이 된다. 그러나, 자극치편(361 및 371) 표면의 간격이나 그 표면에 형성되는 산화 피막 등에 의해, 접속부(361b 및 371b)에서의 와전류 방향의 상기 저항은, 적층 구조로 하지 않는 경우와 비교해서, 커지고 있다. 따라서, 접속부(361b 및 371b)에 흐르는 와전류를 저감하는 것이 가능해진다. 따라서, 백 요크(3)에 흐르는 와전류를 더 저감하는 것이 가능해진다.In the linear motor 1 in the second modification, the magnetic pole tooth units 36 and 37 are constituted by laminating silicon steel plates (pole tooth pieces 361 and 371). In the linear motor 1, in addition to the magnetic pole teeth 31, a part of the thickness direction from the connecting portion with the magnetic pole teeth 31 of the back yoke 3 has a laminated structure. Therefore, the magnetic flux flowing to the connecting portions 361b and 371b between the adjacent magnetic pole teeth 31 is in a direction parallel to the surfaces of the magnetic pole tooth pieces 361 and 371 . The direction of the eddy current generated by the flow of magnetic flux is a direction penetrating the plate surfaces of the magnetic pole tooth pieces 361 and 371 . However, due to the spacing between the surfaces of the magnetic pole tooth pieces 361 and 371, the oxide film formed on the surface, etc., the resistance in the eddy current direction in the connecting portions 361b and 371b is larger than that in the case of not having a laminated structure. . Therefore, it becomes possible to reduce the eddy current flowing through the connecting portions 361b and 371b. Therefore, it becomes possible to further reduce the eddy current flowing through the back yoke 3 .

또, 제2 변형예에서는, 기본예 1이 상주하는 전술한 효과에 더하여, 다음과 같은 효과를 상주한다. 백 요크(3)의 일부인 베이스부(35)를 비자성 재료로 형성하는 것이 가능하므로, 신장 탄성률이 높은 재료, 예를 들면 알루미나로 구성하는 것이 가능해진다. 그것에 의해, 백 요크(3) 전체의 강성이 증가하므로, 가동자(2)와의 사이에 생기는 흡인력에 의한 휨을 경감하는 것이 가능하다. 또한, 베이스부(35)의 재질에 의해 백 요크(3) 전체의 강성이 요구되는 강성을 웃돌고 있는 경우에는, 백 요크(3)를 얇게 하는 것이 가능해진다. 또, 제2 변형예에서는, 백 요크(3)에 포함하는 백 요크 유닛(301)의 개수를 가변함으로써, 리니어 모터(1)의 스트로크를 바꾸는 것이 가능해진다.Further, in the second modification, the following effects reside in addition to the above-described effects in which the basic example 1 resides. Since it is possible to form the base portion 35, which is a part of the back yoke 3, of a non-magnetic material, it becomes possible to constitute it from a material having a high elastic modulus, for example, alumina. Thereby, since the rigidity of the whole back yoke 3 is increased, it is possible to reduce the deflection caused by the attraction force generated between the movable element 2 and the movable element 2 . Moreover, when the rigidity of the whole back yoke 3 exceeds the rigidity requested|required by the material of the base part 35, it becomes possible to make the back yoke 3 thin. Moreover, in the second modification, by varying the number of back yoke units 301 included in the back yoke 3 , it becomes possible to change the stroke of the linear motor 1 .

또한, 백 요크 유닛(301, 302)이 각각 구비하는 자극치(31)는 5개로 했지만, 거기에 한정되지 않는다. 베이스부(35)는 1개의 자극치 유닛(36) 또는 자극치 유닛(37)을 구비한다고 했지만, 거기에 한정되지 않는다. 자극치 유닛(36) 및 자극치 유닛(37)은 각각 같은 개수의 자극치(31)를 구비한다고 했지만, 거기에 한정되지 않는다.In addition, although the number of magnetic pole values 31 provided with each of the back yoke units 301 and 302 was set to five, it is not limited to that. Although it has been said that the base part 35 is provided with the one stimulation tooth unit 36 or the stimulation tooth unit 37, it is not limited thereto. Although the stimulation value unit 36 and the stimulation value unit 37 are each provided with the same number of stimulation values 31, the present invention is not limited thereto.

(실시 형태 2의 제3 변형예)(Third modification of Embodiment 2)

제3 변형예는 제2 변형예에서, 베이스부(35)를 한 장 판으로 한 구성에 관한 것이다. 도 38a는 백 요크(3)의 다른 구성예를 나타내는 측면도이다. 백 요크(3)는 베이스부(33), 복수의 자극치 유닛(36) 및 자극치 유닛(37)을 포함한다. 자극치 유닛(36) 및 자극치 유닛(37)의 구성은, 상술의 제2 변형예와 동일하므로, 설명을 생략한다.The third modified example relates to a configuration in which the base portion 35 is a single plate in the second modified example. 38A is a side view showing another configuration example of the back yoke 3 . The back yoke 3 includes a base portion 33 , a plurality of magnetic pole tooth units 36 and a magnetic pole tooth unit 37 . The configuration of the stimulus value unit 36 and the stimulus value unit 37 is the same as in the above-described second modified example, and thus description thereof is omitted.

도 38b는 베이스부(33)의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 38b에 나타내는 베이스부(33)는 도 38a에 나타내는 베이스부(33)와는 상하를 반전하고 있다. 베이스부(33)는 직사각형상의 판재에 복수의 도브테일 홈(감합홈)(33a)이 형성되어 있다. 도브테일 홈(33a)의 형상은, 자극치 유닛(36 및 37)의 피감합부(36a 및 37a)와 대응한 형상이다. 백 요크(3)는, 베이스부(33)의 도브테일 홈(33a)에, 자극치 유닛(36 및 37)의 피감합부(36a 및 37a)에 감합 후에, 접착제 등으로 고정한다. 베이스부(33)는 비자성 재료로 형성한다.38B is a perspective view showing a configuration example of the base portion 33. As shown in FIG. The base part 33 shown in FIG. 38B is upside down from the base part 33 shown to FIG. 38A. The base portion 33 has a plurality of dovetail grooves (fitting grooves) 33a formed in a rectangular plate material. The shape of the dovetail groove 33a corresponds to the to-be-fitted portions 36a and 37a of the magnetic pole tooth units 36 and 37 . The back yoke 3 is fitted to the dovetail grooves 33a of the base portion 33 and the to-be-fitted portions 36a and 37a of the magnetic pole tooth units 36 and 37, and then fixed with an adhesive or the like. The base portion 33 is formed of a non-magnetic material.

제3 변형예에서는, 기본예 1이 상주하는 전술한 효과에 더하여, 다음과 같은 효과를 상주한다. 백 요크(3)의 일부인 베이스부(33)를 신장 탄성률이 높은 비자성 재료, 예를 들면, 알루미나로 구성하는 것이 가능해진다. 그것에 의해, 백 요크(3) 전체의 강성이 증가하므로, 가동자(2)와의 사이에 생기는 흡인력에 의한 휨을 경감하는 것이 가능하다.In the third modified example, in addition to the above-described effect in which the basic example 1 resides, the following effects reside. It becomes possible to comprise the base part 33 which is a part of the back yoke 3 from a nonmagnetic material with a high elastic modulus, for example, alumina. Thereby, since the rigidity of the whole back yoke 3 is increased, it is possible to reduce the deflection caused by the attraction force generated between the movable element 2 and the movable element 2 .

상술의 기본예 및 제1-제3 변형예에서, 인접하는 자극치(31) 간의 간격을 비자성 재료, 예를 들면 수지 몰드 등에 의해 매립하여도 좋다. 그것에 의해, 백 요크(3)의 강도가 더해지고, 가동자(2)와의 사이에 발생하는 흡인력에 기인하는 백 요크(3)의 휨을 보다 효과적으로 억제 가능해진다.In the above-described basic example and first to third modified examples, the space between adjacent magnetic pole teeth 31 may be filled with a non-magnetic material, for example, a resin mold or the like. As a result, the strength of the back yoke 3 is increased, and the bending of the back yoke 3 due to the suction force generated between it and the movable element 2 can be more effectively suppressed.

상술한 기본예로의 베이스판(32)은, 자극치(31)의 근원부로부터 자극치(31)의 돌출하는 방향과는 역 방향(두께 방향)의 일부를 적층 구조로 해도 좋다. 바꾸어 말하면 적층 구조인 자극치(31)(돌출부(31a, 31a))가, 일부를 적층 구조로 한 베이스판(32)의 적층 구조 부분에서, 요부(32a, 32a)와 계합되고 있어도 좋다. 그것에 의해, 제1 변형예 및 제2 변형예와 동일하게, 가동자(2)의 가동 방향으로 흐르는 자속에 의한 와전류를 억제하는 것이 가능해진다.The base plate 32 in the above-described basic example may have a laminated structure in which a part of the magnetic pole teeth 31 in a direction opposite to the protruding direction (thickness direction) of the magnetic pole teeth 31 is formed. In other words, the magnetic pole teeth 31 (protrusions 31a, 31a), which are laminated structures, may be engaged with the recesses 32a and 32a in the laminated structure portion of the base plate 32 having a partially laminated structure. This makes it possible to suppress the eddy current caused by the magnetic flux flowing in the moving direction of the mover 2 as in the first and second modified examples.

각 실시 형태로 기재되어 있는 기술적 특징(구성 요건)은 서로 조합 가능하고, 조합함으로써, 새로운 기술적 특징을 형성할 수 있다. 이번 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니다고 생각할 수 있어야 하는 것이다. 본 발명의 범위는, 상기한 의미는 아니고, 특허청구의 범위에 의해서 나타나고, 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.The technical features (structural requirements) described in each embodiment can be combined with each other, and new technical features can be formed by combining them. It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration in every point, and is not restrictive. The scope of the present invention is not the meaning described above, it is indicated by the claims, and it is intended that all changes within the meaning and scope equivalent to the claims are included.

1 리니어 모터
2 가동자
3 백 요크
4 전기자
21 영구자석
22 유지 테두리
23 고정판
31 자극치(磁極齒)
32 베이스판
33 베이스부
34 자극치 블록
35 베이스부
36 자극치 유닛
37 자극치 유닛
41 코어
42 자극치
43 구동 코일
221 구멍(孔)
301 백 요크 유닛
302 백 요크 유닛
311 자극편(磁極片)
341 자극치편(磁極齒片)
361 자극치편
371 자극치편
1 linear motor
2 mover
3 back yoke
4 Armature
21 permanent magnet
22 maintenance border
23 fixed plate
31 Stimulus value
32 base plate
33 base
34 stimulus block
35 base
36 stimulus units
37 stimulus unit
41 core
42 stimulus
43 drive coil
221 hole
301 back yoke unit
302 back yoke unit
311 pole piece
341 Stimulus Tooth Piece
361 magnetic pole
371 Stimulated Tooth

Claims (9)

복수의 직사각형상의 영구자석을 배열시킨 자석 배열을 가지는 가동자와, 상기 가동자에 간격을 두고 대향 배치한 고정자로서의 백 요크와, 상기 가동자에 간격을 두고 상기 백 요크와는 반대 측에 대향 배치한 고정자로서의 전기자를 구비하고 있고,
상기 복수의 영구자석 각각의 자화 방향은 두께 방향이며, 서로 이웃이 되는 영구자석끼리의 자화 방향은 역 방향이며,
상기 전기자는, 각각에 구동 코일이 권취되어 있는 복수의 자극치를 등피치로 가지고 있고,
상기 백 요크는, 상기 가동자에 대향하는 면에, 상기 전기자의 자극치와 상기 가동자의 가동 방향에서 같은 위치에 복수의 자극치를 가지고 있고,
상기 백 요크가 가지는 상기 자극치는, 복수의 판상 부재를 상기 가동자의 가동 방향과 교차하는 방향으로 적층해서 이루어지고,
상기 가동자와 상기 백 요크의 간격의 크기와, 상기 가동자와 상기 전기자의 간격의 크기 중 적어도 하나는 가변이고,
상기 백 요크는, 상기 자극치의 근원부로부터 상기 자극치의 돌출하는 방향과는 역 방향의 일부가, 복수의 판상 부재를 상기 자극치의 적층 방향으로 적층하여 이루어지고,
상기 백 요크의 적층 부분을 구성하는 판상 부재와, 상기 자극치를 구성하는 판상 부재는, 일체가 되고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
A mover having a magnet arrangement in which a plurality of rectangular permanent magnets are arranged, a back yoke serving as a stator facing the mover at a distance from the mover, and facing the mover at a distance from the back yoke and an armature as a stator,
The magnetization direction of each of the plurality of permanent magnets is in the thickness direction, and the magnetization direction of the permanent magnets adjacent to each other is the opposite direction,
The armature has a plurality of magnetic pole teeth each having a driving coil wound at an equal pitch,
the back yoke has a plurality of magnetic pole values at the same position as the magnetic pole values of the armature on a surface opposite to the movable element in the moving direction of the mover;
The magnetic pole teeth of the back yoke are formed by stacking a plurality of plate-shaped members in a direction intersecting the moving direction of the movable member,
At least one of a distance between the mover and the back yoke and a distance between the mover and the armature is variable;
In the back yoke, a part of the back yoke in a direction opposite to the protrusion direction of the magnetic pole teeth from the base of the magnetic pole teeth is formed by stacking a plurality of plate-shaped members in the stacking direction of the magnetic pole teeth,
A linear motor characterized in that the plate-shaped member constituting the lamination portion of the back yoke and the plate-shaped member constituting the magnetic pole teeth are integrated.
제1항에 있어서,
상기 백 요크에서의 상기 자극치의 높이는, 상기 자극치의 피치의 1/20배 이상 2배 이하인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
According to claim 1,
The height of the magnetic pole value in the back yoke is 1/20 times or more and 2 times or less of the pitch of the magnetic pole values.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가동자의 길이는, 상기 전기자의 길이보다 짧고, 상기 백 요크의 길이보다 짧은 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
3. The method of claim 1 or 2,
A length of the mover is shorter than a length of the armature and shorter than a length of the back yoke.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 백 요크에서의 자극치의 자극 면적은, 상기 전기자에서의 자극치의 자극 면적의 0.9배~1.1배이며, 상기 가동자와 상기 백 요크의 간격은, 상기 가동자와 상기 전기자의 간격과 동일하거나 또는 큰
것을 특징으로 하는 리니어 모터.
According to claim 1,
The magnetic pole area of the magnetic pole value in the back yoke is 0.9 to 1.1 times the magnetic pole area of the magnetic pole value in the armature, and the distance between the mover and the back yoke is the same as the distance between the mover and the armature, or big
Linear motor, characterized in that.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수의 판상 부재는, 적층면에 절연 처리를 가한
것을 특징으로 하는 리니어 모터.
According to claim 1,
The plurality of plate-shaped members are formed by applying insulation treatment to the laminated surface.
Linear motor, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 가동자는, 상기 자석 배열을 보관 유지하는 보관 유지 부재를 가지고 있고, 상기 보관 유지 부재는, 상기 복수의 영구자석 각각이 삽입되는 복수의 구멍을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
According to claim 1,
The mover has a holding member for holding the magnet arrangement, and the holding member has a plurality of holes into which each of the plurality of permanent magnets is inserted.
제8항에 있어서,
상기 가동자는, 상기 보관 유지 부재 및 상기 복수의 영구자석이 접착 고정되는 판상의 베이스재를 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
9. The method of claim 8,
The movable member has a plate-shaped base material to which the holding member and the plurality of permanent magnets are adhesively fixed.
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