TW201325030A - 致動器 - Google Patents

致動器 Download PDF

Info

Publication number
TW201325030A
TW201325030A TW101136069A TW101136069A TW201325030A TW 201325030 A TW201325030 A TW 201325030A TW 101136069 A TW101136069 A TW 101136069A TW 101136069 A TW101136069 A TW 101136069A TW 201325030 A TW201325030 A TW 201325030A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phase
coil
mandrel
magnet
mandrels
Prior art date
Application number
TW101136069A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Shibata
Shigeru Taniguchi
Hirofumi Suzuki
Original Assignee
Thk Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thk Co Ltd filed Critical Thk Co Ltd
Publication of TW201325030A publication Critical patent/TW201325030A/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/141Stator cores with salient poles consisting of C-shaped cores
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/17Stator cores with permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/12Transversal flux machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings

Abstract

本發明之致動器(1)包括:磁石部(30),其係於相互背向之第一表面(31a)與第二表面(31b)之各者上朝向第一方向(X)交替地配置N極與S極;以及線圈部(40),其包含第一端部(61a)相對於上述第一表面對向、第二端部(61b)相對於上述第二表面對向之複數個C字形芯棒(61~64、71~74、81~84),及捲繞於上述複數個C字形芯棒上之複數個線圈(66~69、76~79、86~89)。上述複數個C字形芯棒朝向上述第一方向排列,且於第二方向(Z)上以上述磁石部為基準而配置於單側,於第三方向(Y)上以上述磁石部為基準而相互錯開地配置於兩側。

Description

致動器
本發明係關於一種致動器。
本案係基於2011年9月28日於日本提出申請之日本專利特願2011-212953號主張優先權,並於此處引用其內容。
於專利文獻1中揭示有超精密定位用線性馬達。
圖11係表示先前之線性馬達100之概略構成之立體圖。圖12係先前之線性馬達100之側視圖。
線性馬達100係與專利文獻1所揭示之線性馬達大致相同構成。該線性馬達100包括:具有芯棒103之複數個電樞(一次側)、及具有永久磁石之磁石部106(二次側)。
於芯棒103中形成上部磁極齒與下部磁極齒對向之相對電極部(間隙)。自線性馬達100之前進方向觀察,芯棒103係上部磁極齒側之部位與下部磁極齒側之部位於左右方向上相反地延伸而形成。於各芯棒103上捲繞有線圈104。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4089597號公報
先前之線性馬達100之電樞(芯棒103)之外形並非圓形,而是具有多個彎曲部位之複雜之環形。因此,產生於電樞(芯棒103)中之磁場係由於磁路變長故而有產生磁飽和之問 題。
又,於先前之線性馬達100中,於電樞之空隙(芯棒103之間隙)中插入磁石部106。磁石部106係支撐長度方向之兩端的兩端支撐構造。因此,若磁石部106於長度方向上變長,則磁石部106之中央部分因自重撓曲,故而必需增大電樞(芯棒103)之空隙。因此,於先前之線性馬達100中,於磁飽和區域內出現相對於電流之推力之非線性,而有控制性變差之問題。
又,於先前之線性馬達100中,若縮短磁石部106而不會產生撓曲,則有無法確保充分之移動距離之問題。
本發明之目的在於提供一種可效率良好地實現精密之定位之致動器。
本發明之致動器之第一實施態樣包括:磁石部,其係於相互背向之第一表面與第二表面之各者上朝向第一方向交替地配置N極與S極,且上述第一表面之極性與上述第二表面之極性相反;以及線圈部,其包含第一端部相對於上述第一表面隔開間隙而對向並且第二端部相對於上述第二表面隔開間隙而對向之複數個C字形芯棒,及捲繞於上述複數個C字形芯棒上之複數個線圈;且上述複數個C字形芯棒朝向上述第一方向排列,上述C字形芯棒之環形部係在相對於上述第一方向正交並且相對於上述第一表面及上述第二表面平行之第二方向上以上述磁石部為基準而配置於單側,且在相對於上述第一方向正交並且相對於上述第一 表面及上述第二表面正交之第三方向上以上述磁石部為基準而相互錯開地配置於兩側。
本發明之致動器之第二實施態樣係於本發明之第一實施態樣中,上述線圈包含第一線圈,該第一線圈捲繞於上述C字形芯棒之環形部中的相對於鄰接之其他C字形芯棒之環形部於上述第一方向上不重疊之第一區域。
本發明之致動器之第三實施態樣係於本發明之第一實施態樣中,上述線圈包含第二線圈,該第二線圈捲繞於上述C字形芯棒之環形部中相對於鄰接之其他C字形芯棒於上述第一方向上不重疊之第二區域。
本發明之致動器之第四實施態樣係於本發明之第一實施態樣中,上述C字形芯棒之環形部為圓環形。
本發明之致動器之第五實施態樣係於本發明之第一實施態樣中,上述C字形芯棒之環形部之剖面形狀係自上述第一端部遍及上述第二端部為相同形狀。
本發明之致動器之第六實施態樣係於本發明之第一實施態樣中,進而包括檢測上述磁石部與上述線圈部之相對位置之編碼器,且上述編碼器鄰近配置於利用上述磁石部與上述線圈部之推力產生部位。
根據本發明之致動器,由於可抑制磁飽和而獲得較大之推動力,故而可效率良好地實現精密之定位。
圖1係表示本發明之實施形態之線性馬達1的概略構成之 立體圖。
圖2係去除平台20之線性馬達1之要部立體圖。
圖3A係表示線性馬達1之概略構成之前視圖(局部剖面圖)。圖3B係表示U相芯棒61之圖。
將平台20之前進方向設為X方向(第一方向),將與X方向正交且平行於平台20之上表面之方向設為Y方向(第三方向),將垂直於平台20之上表面之方向設為Z方向(第二方向)。
於各圖中,將座標軸之各箭頭指示之方向稱為+方向,將與各箭頭相反方向稱為-方向。
以下,為了說明線性馬達1之特徵,適當與先前之線性馬達100比較而進行說明(參照圖11、圖12)。
線性馬達(致動器)1為磁吸引力消除型。線性馬達1包括:基座10,其於一方向(X方向)上細長地延伸而形成;及平台20,其相對於基座10滑動自如地設置。
於基座10與平台20之間設置有一對線性導軌50。因此,平台20可相對於基座10沿線性導軌50之長度方向順利地滑動。
基座10包括細長之矩形之底壁部11、及垂直於該底壁部11之寬度方向(Y方向)之兩端地設置之一對側壁部12。基座10例如係由鋼鐵等磁體材料或鋁等非磁體材所形成。
於基座10之底壁部11之上表面中央部配置由複數個永久磁石33於X方向上排列而成之磁石部30。
於基座10之側壁部12之各自之上表面,線性導軌50之軌 道51沿X方向配置。該兩條軌道51係大致平行地配置。於各軌道51上分別安裝有移動塊52。
平台20例如包含鋁等非磁性材料,且形成為矩形之板狀。
於平台20之下表面側之四角分別安裝有線性導軌50之移動塊52。各移動塊52分別安裝於上述兩條軌道51上。藉此,平台20係以可相對於基座10直線運動之狀態由4組線性導軌50所支撐。
又,於平台20之下表面設置有作為三相線圈發揮功能之線圈部40。線圈部40係配置於平台20之下表面中之由4個移動塊52所包圍之區域內。
磁石部30具備細長之薄板狀之磁石板31、固定磁石板31之底面板32、及貼附於磁石板31之兩面之複數個永久磁石33。永久磁石33例如由釹所形成。
磁石板31係以相對於底面板32(基座10之底壁部11)正交並且與Y方向正交之方式固定。磁石板31係長度方向沿X方向形成並且短邊方向沿Z方向形成。
磁石板31插入至配置於平台20之下表面之線圈部40之一部分(下述間隙g)中。
磁石板31具有與Y方向正交並且彼此背向之第一表面31a與第二表面31b。於磁石板31之第一表面31a及第二表面31b上,朝向X方向分別交替地配置N極與S極之永久磁石33。配置於第一表面31a上之永久磁石33之極性、與配置於與永久磁石33背向之第二表面31b上的永久磁石33之極 性相反。即,於第一表面31a上,自-X方向朝向+X方向(參照圖4,於圖4中自紙面下側朝向上側)交替地配置N極、S極、N極、S極、...之各永久磁石33。另一方面,於第二表面31b上,自-X方向朝向+X方向交替地配置S極、N極、S極、N極、...之各永久磁石33。
當配置於磁石板31之第一表面31a及第二表面31b之各永久磁石33放入至線圈部40之間隙g時,於線圈部40之內部產生磁場。
磁石部30係與先前之線性馬達100之磁石部106採用之兩端支撐構造不同(參照圖11)。磁石部30係採用藉由底面板32而支撐磁石板31之-Z方向(於圖3A中為紙面下側)之端面之整個區域之整面支撐構造。因此,磁石部30中,磁石板31不會因自重撓曲。
圖4係表示線圈部40之概略構成之剖面圖(表示垂直於Z方向之剖面之圖)。圖5係線圈部40之俯視圖。圖6係線圈部40之側視圖。
線圈部40係U、V、W之三相線圈。三相之各線圈分別具有形成為C字形之芯棒、及捲繞於芯棒上之線圈。
具體而言,線圈部40包括U相芯棒(C字形芯棒)61、62、63、64,U相外側線圈(第一線圈)66、68,U相內側線圈(第二線圈)67、69,V相芯棒(C字形芯棒)71、72、73、74,V相外側線圈(第一線圈)76、78,V相內側線圈(第二線圈)77、79,W相芯棒(C字形芯棒)81、82、83、84,W相外側線圈(第一線圈)86、88,W相內側線圈(第二線 圈)87、89。
U、V、W之各相之芯棒及線圈係相同構成、相同形狀。因此,以下主要對U相進行說明。又,關於芯棒之形狀,主要對U相芯棒61進行說明。
U相芯棒61、62、63、64之材質例如為矽鋼等磁體。
如圖3A至圖6所示,U相芯棒61、62、63、64具有相同形狀。U相芯棒61、62、63、64形成為C字形之環形,且具有可供磁石板31插入之空隙即間隙g。U相芯棒61、62、63、64為橫跨並插入磁石部30之形狀。
所謂C字形意指於形成為環形之部位(環形部61c)之周向之一部分具有縫隙(間隙g)的不完全之圓環形。於C字形中,包含如U字形或馬蹄形般,於1處具有間隙g之環狀構件。環形部61c係除形成間隙g之第一端部61a與第二端部61b以外之部位。
U相芯棒61、62、63、64具有彎曲部位及直線部位,但整體上形成為大致圓弧形之C字形。
U相芯棒61、62、63、64之剖面形狀(垂直於磁路(磁通方向)之剖面形狀)係U相芯棒61、62、63、64之任一部分均為大致均勻之形狀(矩形)。
U相芯棒61、62、63、64均朝向配置有磁石部30之-Z方向配置間隙g。又,U相芯棒61、62、63、64係以於Y方向上相互平行之狀態,朝向X方向等間隔地排列。U相芯棒61、62、63、64之環形部(61c)均以磁石部30為基準,朝向+Z方向(於圖3A中為紙面上側)配置。
U相芯棒61、62、63、64中,形成間隙g之一端面(第一端部61a)相對於磁石板31之第一表面31a並不接觸而是隔開一定空隙地對向。U相芯棒61、62、63、64中,形成間隙g之另一端面(第二端部61b)相對於磁石板31之第二表面31b並不接觸而是隔開一定空隙地對向。
U相芯棒61、62、63、64之環形部(61c)係自X方向觀察(參照圖3A),各自之中心(重心)位於相對於磁石部30(磁石板31)偏向(偏靠)+Y方向或-Y方向之位置。
U相芯棒61、63之環形部(61c)係偏靠+Y方向(於圖3A中為紙面左側)地配置。U相芯棒62、64之環形部(61c)係偏靠-Y方向(於圖3A中為紙面右側)地配置。
以通過磁石部30之磁石板31之Z方向之軸線(未圖示)為基準,U相芯棒61、63與U相芯棒62、64之各自之環形部(61c)係以成為線對稱之方式配置。U相芯棒61、62、63、64之環形部(61c)係以磁石部30為基準,於Y方向上相互錯開,且朝向X方向配置。
U相芯棒61、62、63、64並非先前之線性馬達100之芯棒103具有之複雜之環形(參照圖12)。U相芯棒61、62、63、64係形成為整體上大致圓弧形之C字形。因此,U相芯棒61、62、63、64與先前之線性馬達100之芯棒103相比,磁路較短。
U相芯棒61、62、63、64之剖面形狀並非如先前之線性馬達100之芯棒103般根據場所而較大不同(參照圖12)。U相芯棒61、62、63、64之剖面形狀之任一部分均大致均 勻。
U相芯棒61、62、63、64之間隙g形成為窄於先前之線性馬達100之芯棒103之間隙。
因此,U相芯棒61、62、63、64與先前之線性馬達100之芯棒103相比,難以磁飽和。
如圖3A至圖6所示,於U相芯棒61、62、63、64上,線圈(U相外側線圈66、68)捲繞於Y方向上最遠離磁石部30(磁石板31)之部分。
若為U相芯棒61、63,則U相外側線圈(線圈、第一線圈)66捲繞於+Y方向上最遠離磁石板31之部位(區域)。U相外側線圈66捲繞於在X方向上(參照圖3A)U相芯棒61、63之環形部(61c)中的不與鄰接之U相芯棒62、64之環形部(61c)重疊之第一區域61d。相對於一對U相芯棒61、63,捲繞一個U相外側線圈66。
若為U相芯棒62、64,則U相外側線圈(線圈、第一線圈)68捲繞於-Y方向上最遠離磁石板31之部位。U相外側線圈68捲繞於在Y方向上U相芯棒62、64之環形部(61c)中的不與鄰接之U相芯棒61、63之環形部(61c)重疊之第一區域61d。相對於一對U相芯棒62、64,捲繞一個U相外側線圈68。
於U相芯棒61、62、63、64上,線圈(U相內側線圈67、69)捲繞於Y方向上接近磁石板31之部位(區域)。
若為U相芯棒61、63,則U相內側線圈(線圈、第二線圈)67捲繞於-Y方向上最遠離U相外側線圈66之部位。U相 內側線圈67捲繞於在X方向上(參照圖3)U相芯棒61、63之環形部61c中的不與鄰接之U相芯棒62、64之環形部(61c)重疊之第二區域61e。相對於一對U相芯棒61、63,捲繞一個U相內側線圈67。
若為U相芯棒62、64,則U相內側線圈(線圈、第二線圈)69捲繞於+Y方向上最遠離U相外側線圈68之部位。U相內側線圈69捲繞於在X方向上U相芯棒62、64之環形部(61c)中的不與鄰接之U相芯棒61、63之環形部(61c)重疊之第二區域61e。相對於一對U相芯棒62、64,捲繞一個U相內側線圈69。
U相內側線圈67、69較U相外側線圈66、68接近磁石部30。若自X方向觀察(參照圖3A),則第一區域61d係於環形部61c中不與鄰接之U相芯棒重疊之兩個區域中的遠離磁石部30之區域。另一方面,第二區域61e係於環形部61c中不與鄰接之U相芯棒重疊之兩個區域中的與磁石部30鄰接之區域。
U相外側線圈66、68與U相內側線圈67、69之線圈卷數係設定為相對於U相外側線圈66、68之線圈卷數,U相內側線圈67、69之線圈卷數約為一半左右。
圖7係表示U、V、W之各相之外側線圈及內側線圈之連接態樣之電路圖。
捲繞於同一芯棒對(U相芯棒61、63)之U相外側線圈66與U相內側線圈67係串聯連接。
捲繞於另一同一芯棒對(U相芯棒62、64)之U相外側線圈 68與U相內側線圈69係串聯連接。
進而,U相外側線圈66與U相內側線圈67之串聯連接電路、以及U相外側線圈68與U相內側線圈69之串聯連接電路係串聯連接(U相串聯電路)。
對U相串聯電路供給三相交流電流。
於V相及W相中亦同,捲繞於同一芯棒對(V相芯棒71、73,W相芯棒81、83)之外側線圈(V相外側線圈76、W相外側線圈86)與內側線圈(V相內側線圈77、W相內側線圈87)串聯連接。
捲繞於另一同一芯棒對(V相芯棒72、74,W相芯棒82、84)之外側線圈(V相外側線圈78、W相外側線圈88)與內側線圈(V相內側線圈79、W相內側線圈89)係串聯連接。
進而,兩個串聯連接電路係串聯連接(V相串聯電路、W相串聯電路)。
亦對V相串聯電路及W相串聯電路供給三相交流電流。
各相之外側線圈及內側線圈之連接態樣亦可為如下方式。
圖8係表示U、V、W之各相之外側線圈及內側線圈之另一連接態樣之電路圖。
捲繞於同一芯棒對(U相芯棒61、63)之U相外側線圈66與U相內側線圈67係串聯連接。
捲繞於另一個同一芯棒對(U相芯棒62、64)之U相外側線圈68與U相內側線圈69係串聯連接。
進而,U相外側線圈66與U相內側線圈67之串聯連接電 路、以及U相外側線圈68與U相內側線圈69之串聯連接電路係並聯連接(U相並聯電路)。
對U相並聯電路供給三相交流電流。
於V相及W相中,捲繞於同一芯棒對(V相芯棒71、73,W相芯棒81、83)之外側線圈(V相外側線圈76、W相外側線圈86)與內側線圈(V相內側線圈77、W相內側線圈87)亦串聯連接。
捲繞於同一芯棒對(V相芯棒72、74,W相芯棒82、84)之外側線圈(V相外側線圈78、W相外側線圈88)與內側線圈(V相內側線圈79、W相內側線圈89)係串聯連接。
進而,兩個串聯連接電路係並聯連接(V相並聯電路、W相並聯電路)。
亦對V相並聯電路及W相並聯電路供給三相交流電流。
於以上述方式構成之線性馬達1中,於U、V、W之各相之線圈中流通每隔120度位相不同之三相交流電流。藉此,自線圈部40產生前進磁場。而且,藉由產生於線圈部40之前進磁場與產生於磁石部30之磁場之作用,而於線圈部40(平台20)產生推力。
圖9係表示線性馬達1之U相芯棒61、62之磁通密度分佈之圖。
圖10係表示作為參考例而未設置內側線圈67、69之情形時的U相芯棒61、62之磁通密度分佈之圖。
圖13係表示先前之線性馬達100之芯棒103之磁通密度分佈之圖。
圖9、圖10係自X方向觀察U相芯棒61、62之圖,且僅表示U相芯棒61、62。
圖13係自X方向觀察U相芯棒103之圖,且僅表示U相芯棒103。
於圖9、圖10中,按(a)~(d)之順序增加對線圈部40之供給電流。(a)表示供給電流為5 A之情形,(b)表示供給電流為10 A之情形,(c)表示供給電流為20 A之情形,(d)表示供給電流為30 A之情形。
同樣地,於圖13中,按(a)~(d)之順序增加對線圈部之供給電流。(a)表示供給電流為5 A之情形,(b)表示供給電流為10 A之情形,(c)表示供給電流為20 A之情形,(d)表示供給電流為30 A之情形。
如圖9所示,U相芯棒61、62均於間隙g之附近可觀察到磁通密度稍低之部分,但整體上磁通密度均勻。
與先前之線性馬達100之芯棒103之磁通密度(圖13)相比,U相芯棒61、62之磁通密度較高而難以磁飽和。
於U相芯棒61、62中,即便使供給電流之電流值發生變化,整體上磁通密度亦均勻。
如圖10所示,U相芯棒61、62均於間隙g之附近可觀察到磁通密度稍低之部分,但整體上磁通密度均勻。
與先前之線性馬達100之芯棒103之磁通密度(圖13)相比,U相芯棒61、62之磁通密度較高而難以磁飽和。
若比較圖9與圖10,則與圖10之情形相比而於圖9之情形時,存在U相內側線圈67、69,相應地磁通密度整體上更 均勻,磁通密度較高。
本發明之實施形態之線性馬達1係與先前之線性馬達100相比,具有以下所示之特徵及效果。
於線性馬達1中,為配置有永久磁石33之磁石板31固定於底面板32上之構造,故而磁石板31不會產生因自重所致之撓曲。因此,可縮小各相之芯棒與磁石部之間隙。因此,於線性馬達1中,可有效利用磁通。
又,於線性馬達1中,因磁石板31之撓曲所引起之平台20(線圈部40)之移動距離並無限制。
線性馬達1係由於各相之芯棒(環形部)為大致圓環之C字形,故而芯棒內部之磁路變短。各相之芯棒(環形部)之剖面形狀係於任一部分中均大致均勻。
藉此,線性馬達1抑制各相之芯棒之磁飽和,故而根據三相交流電流值可順利獲得平台20之推動力。因此,線性馬達1較先前之線性馬達100控制性提高。
再者,於上述實施形態中表示之各構成構件之各形狀或組合等為一例,可於不脫離本發明之主旨之範圍內基於設計要求等進行各種變更。
圖14A係表示線性編碼器之設置態樣之立體圖。圖14B係表示線性編碼器之設置態樣之前視圖。
線性馬達1包括線性編碼器90,用以測量平台20(線圈部40)相對於基座10(磁石部30)之X方向之位置、速度等。
線性編碼器90包含配置於基座10上之線性標度尺91及配置於平台20上之檢測器92。線性標度尺91係配置於磁石板 31之上端。於磁石板31之上端配置平行於XY平面且沿X方向之上端板35。線性標度尺91係設置於該上端板35之上表面。檢測器92係相對於平台20之X方向之端面並介隔檢測器緊固夾25而配置。
線性編碼器90之設置位置係與線性馬達1之推力產生部位(間隙g)大致一致(接近)。因此,可準確檢測平台20(線圈部40)相對於基座10(磁石部30)之相對位置。
若假設將線性編碼器配置於遠離線性馬達之推力產生部位之部位,則藉由機械性應變等而產生位置檢測誤差,從而導致控制性之延遲。因此,存在線性馬達振動而難以實現精密之定位之情形。
另一方面,於線性馬達1中,由於使線性編碼器90之設置位置與推力產生部位大致一致(接近),故而幾乎不會產生位置檢測誤差。因此,可抑制線性馬達1中之控制性之振動而實現線性馬達1之精密之定位。
又,於線性馬達1中,由於在磁石板31上設置上端板35故而磁石部30之機械剛度增高。因此,可抑制磁石部30及線性標度尺91中之機械性振動而實現線性馬達1之精密之定位。
於上述實施形態中,對相對於1個芯棒設置2個線圈(外側線圈及內側線圈)之情形進行了說明,但並不限定於此。亦可為相對於1個芯棒僅設置外側線圈之情形、或者相對於1個芯棒僅設置內側線圈(輔助線圈)之情形。
線性馬達1並不限定於三相型之情形,例如即便為二相 型之情形亦可適用。
線圈部40之各相之芯棒之數量並不限定於4個之情形,只要為偶數則可適用。
線圈部40之各相之芯棒之剖面形狀並不限定於矩形。例如可為多角形,亦可為圓形或橢圓形等。芯棒之剖面形狀只要為大致均勻之剖面形狀,則可為任何形狀。
1‧‧‧線性馬達(致動器)
10‧‧‧基座
11‧‧‧底壁部
12‧‧‧側壁部
20‧‧‧平台
25‧‧‧檢測器緊固夾
30‧‧‧磁石部
31‧‧‧磁石板
31a‧‧‧第一表面
31b‧‧‧第二表面
32‧‧‧底面板
33‧‧‧永久磁石
35‧‧‧上端板
40‧‧‧線圈部
50‧‧‧線性導軌
51‧‧‧軌道
52‧‧‧移動塊
61、62、63、64‧‧‧U相芯棒(C字形芯棒)
61a‧‧‧第一端部
61b‧‧‧第二端部
61c‧‧‧環形部
61d‧‧‧第一區域
61e‧‧‧第二區域
66、68‧‧‧U相外側線圈(線圈、第一線圈)
67、69‧‧‧U相內側線圈(線圈、第二線圈)
71、72、73、74‧‧‧V相芯棒(C字形芯棒)
76、78‧‧‧W相外側線圈(線圈、第一線圈)
77、79‧‧‧W相內側線圈(線圈、第二線圈)
81、82、83、84‧‧‧V相芯棒(C字形芯棒)
86、88‧‧‧W相外側線圈(線圈、第一線圈)
87、89‧‧‧W相內側線圈(線圈、第二線圈)
90‧‧‧線性編碼器(編碼器)
91‧‧‧線性標度尺
92‧‧‧檢測器
100‧‧‧線性馬達
103‧‧‧芯棒
104‧‧‧線圈
106‧‧‧磁石部
圖1係表示本發明之實施形態之線性馬達的概略構成之立體圖。
圖2係線性馬達之要部立體圖。
圖3A係表示線性馬達之概略構成之前視圖(局部剖面圖)。
圖3B係表示芯棒之圖。
圖4係表示線圈部之概略構成之剖面圖。
圖5係表示線圈部之概略構成之俯視圖。
圖6係表示線圈部之概略構成之側視圖。
圖7係表示U、V、W之各相之外側線圈及內側線圈之連接態樣之電路圖。
圖8係表示U、V、W之各相之外側線圈及內側線圈之另一連接態樣之電路圖。
圖9係表示線性馬達之芯棒之磁通密度分佈之圖。(a)表示供給電流為5 A之情形,(b)表示供給電流為10 A之情形,(c)表示供給電流為20 A之情形,(d)表示供給電流為30 A之情形。
圖10係表示無內側線圈(輔助線圈)之情形時的芯棒之磁通密度分佈之圖(參考例)。(a)表示供給電流為5 A之情形,(b)表示供給電流為10 A之情形,(c)表示供給電流為20 A之情形,(d)表示供給電流為30 A之情形。
圖11係表示先前之線性馬達之概略構成之立體圖。
圖12係先前之線性馬達之側視圖。
圖13係表示先前之線性馬達之芯棒之磁通密度分佈之圖。(a)表示供給電流為5 A之情形,(b)表示供給電流為10 A之情形,(c)表示供給電流為20 A之情形,(d)表示供給電流為30 A之情形。
圖14A係表示線性編碼器之設置態樣之立體圖。
圖14B係表示線性編碼器之設置態樣之前視圖。
10‧‧‧基座
11‧‧‧底壁部
12‧‧‧側壁部
30‧‧‧磁石部
31‧‧‧磁石板
31a‧‧‧第一表面
31b‧‧‧第二表面
32‧‧‧底面板
33‧‧‧永久磁石
40‧‧‧線圈部
50‧‧‧線性導軌
51‧‧‧軌道
52‧‧‧移動塊
61、62、63、64‧‧‧U相芯棒(C字形芯棒)
66、68‧‧‧U相外側線圈(線圈、第一線圈)
67、69‧‧‧U相內側線圈(線圈、第二線圈)
71、72、73、74‧‧‧V相芯棒(C字形芯棒)
76、78‧‧‧W相外側線圈(線圈、第一線圈)
81、82、83、84‧‧‧V相芯棒(C字形芯棒)

Claims (6)

  1. 一種致動器,其包括:磁石部,其係於相互背向之第一表面與第二表面之各者上朝向第一方向交替地配置N極與S極,且上述第一表面之極性與上述第二表面之極性相反;以及線圈部,其包含第一端部相對於上述第一表面隔開間隙而對向並且第二端部相對於上述第二表面隔開間隙而對向之複數個C字形芯棒,及捲繞於上述複數個C字形芯棒上之複數個線圈;且上述複數個C字形芯棒朝向上述第一方向排列,上述C字形芯棒之環形部係在相對於上述第一方向正交並且相對於上述第一表面及上述第二表面平行之第二方向上以上述磁石部為基準而配置於單側,且在相對於上述第一方向正交並且相對於上述第一表面及上述第二表面正交之第三方向上以上述磁石部為基準而相互錯開地配置於兩側。
  2. 如請求項1之致動器,其中上述線圈包含第一線圈,其捲繞於上述C字形芯棒之環形部中的相對於鄰接之其他C字形芯棒之環形部於上述第一方向上不重疊之第一區域。
  3. 如請求項1之致動器,其中上述線圈包含第二線圈,其捲繞於上述C字形芯棒之環形部中相對於鄰接之其他C字形芯棒於上述第一方向上不重疊之第二區域。
  4. 如請求項1之致動器,其中上述C字形芯棒之環形部為圓 環形。
  5. 如請求項1之致動器,其中上述C字形芯棒之環形部之剖面形狀係自上述第一端部遍及上述第二端部為相同形狀。
  6. 如請求項1之致動器,其中進而包括檢測上述磁石部與上述線圈部之相對位置之編碼器,且上述編碼器鄰近配置於利用上述磁石部與上述線圈部之推力產生部位。
TW101136069A 2011-09-28 2012-09-28 致動器 TW201325030A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011212953 2011-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201325030A true TW201325030A (zh) 2013-06-16

Family

ID=47995641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101136069A TW201325030A (zh) 2011-09-28 2012-09-28 致動器

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2013047610A1 (zh)
TW (1) TW201325030A (zh)
WO (1) WO2013047610A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5717787B2 (ja) 2013-05-09 2015-05-13 Thk株式会社 リニアエンコーダ装置、及び基準位置検出方法
EP3261236B1 (en) * 2015-02-18 2020-05-20 Hitachi, Ltd. Linear motor
TWI577112B (zh) * 2016-07-15 2017-04-01 台達電子工業股份有限公司 直旋式致動器
CN109546838A (zh) 2018-12-04 2019-03-29 珠海格力电器股份有限公司 一种直线电机

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5953786B2 (ja) * 1980-11-25 1984-12-26 日本国有鉄道 リニアモ−タ用車載電磁石
JPH08275490A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Minolta Co Ltd エンコーダ付き電動モータ
JP3791082B2 (ja) * 1996-12-04 2006-06-28 株式会社安川電機 リニアモータ
JP4230426B2 (ja) * 2004-07-27 2009-02-25 三菱電機株式会社 リニアモータの永久磁石ユニット及びリニアモータ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013047610A1 (ja) 2013-04-04
JPWO2013047610A1 (ja) 2015-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10355575B2 (en) Linear motor with reduced cogging force
JP2014143847A (ja) リニアモータ
US8030804B2 (en) Linear motor and linear motor cogging reduction method
TW201325030A (zh) 致動器
TWI597926B (zh) 線性馬達
TW201642551A (zh) 電機鐵心、電樞及線性馬達
CN108886317B (zh) 同步线性电动机
KR101798548B1 (ko) 선형 전동기
TWI505608B (zh) Linear motors and platform devices
JP6345355B1 (ja) リニアモータ
JP2010148233A (ja) リニアモータ駆動送り装置
JP2015089189A (ja) リニアモータ
JP2002101636A (ja) リニアモータ
JP6854158B2 (ja) リニアモータ
JP2014011889A (ja) リニアモータ
JP2006034016A (ja) 工作機械用リニアモータ
JP2000209839A (ja) 可動巻線型リニアモ―タ
JP2016036227A (ja) テーブル装置、位置決め装置、及び精密機械
JP6197346B2 (ja) リニアモータ
JP6389690B2 (ja) リニアモータ及びそれを用いた遮断器
JP2024006779A (ja) 永久磁石界磁、リニアモータ
JP2012060853A (ja) 2自由度アクチュエータ
WO2016051855A1 (ja) リニアモータ
JP2007209174A (ja) 三相リニアモータ
JP2015012707A (ja) リニアモータ