TWI472126B - 電樞,以及線性馬達 - Google Patents

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Description

電樞,以及線性馬達
本發明有關於具有複數個板狀之永久磁鐵之可動子、可動子可貫穿之電樞以及組合該等之可動子和電樞(固定子)所成之線性馬達。
在電子電路基板等之開孔機所使用之電鑽之垂直移動裝置、或撿拾放置(將零件夾取放置在既定之位置)型機器人之垂直移動機構等,要求高速之移動和高精確度之定位。因此,在利用滾珠螺桿將旋轉型馬達之輸出變換成為平行運動(垂直運動)之先前技術之方法中,因為移動速度慢所以不能滿足此種要求。
因此,在此種之垂直移動,進行利用可以直接取出平行運動輸出之線性馬達。提案有以配置有多個板狀之永久磁鐵之永久磁鐵構成體作為可動子,以具有通電線圈之電樞作為固定子,使可動子貫穿於固定子之構成作為線性馬達之各種型式者(例如,專利文獻1、2等)。在可動子使用磁鐵之先前技術之線性馬達中,在各個磁極個別地捲繞電樞之線圈之構成,因線圈之數目變多而使小型化變為困難,同時因洩漏磁通變多而使作為線性馬達之效率降低,或很難成為小型高輸出化為其問題。為了解決此種問題,提案有使用爪極(claw pole model)型(爪齒型,claw teeth model)之電樞之線性馬達(例如,專利文獻3等)。
先前技術文獻 (專利文獻)
專利文獻1:日本特開2002-27731號公報
專利文獻2:日本特開2005-287185號公報
專利文獻3:日本特開2005-295708號公報
先前技術之線性馬達假如與滾珠螺桿比較時,回應較快速,但是因為可動子之質量較大,雖然能夠確保充分之推力但無法實現所要求之水準之回應速度。適於高速化之線性馬達之構成有可動磁鐵型,但是當使磁極間距變大時,轉入到磁鐵背面之磁軛之磁通量變多,磁軛之體積增加使可動子變重。另外一方面,在使磁極間距變小之情況時,電樞側之繞組構成變為複雜,要實現更小型之高輸出之線性馬達變為困難。另外,在垂直移動之用途因為受到本身重量之影響,所以最好使重量更進一層地減輕。
本發明係有鑑於此種問題而開發完成者,其目的是提供所產生之磁通量變多而且重量輕之板狀之可動子。
本發明之另一目的是提供即使磁極間距變小繞組構成亦不會變為複雜,和不容易變成磁性飽和之電樞。
本發明之更另一目的是提供線性馬達,成為不容易發生磁性飽和之構成,可以實現高速之回應性,提高馬達之變換效率可達成高功率密度。
本發明之第1可動子,其係具有複數個板狀磁鐵之線性馬達之可動子,其特徵在於:使板狀磁鐵和板狀之軟質磁性體[磁性體:透磁性物體]交替地重疊,上述板狀磁鐵係交替地配置有:在重疊方向之可動子之長度方向被磁化之板狀磁鐵;以及在重疊方向之上述長度方向之相反方向被磁化之板狀磁鐵。
本發明之第1可動子,係以在重疊方向(長度方向)之一方向被磁化之板狀磁鐵、軟質磁性體、在重疊方向(長度方向)之另一方向被磁化之板狀磁鐵、軟質磁性體、…之順序重疊而構成。經由成為此種構成,使插入在磁化方向180度互異之2個板狀磁鐵間之軟質磁性體,擔任使來自板狀磁鐵之磁通在厚度方向變化之功能,可動子全體之磁路係為在對長度方向(移動方向)垂直之方向產生磁通的構成。因此,該軟質磁性體之作用係作為磁通之回路,因為洩漏到外側之磁通可以減少,所以本發明之板狀之可動子即使重量輕亦可以確保充分之磁通量。另外在此處可動子之長度方向為可動子之移動方向,可動子之寬度方向為與可動子之移動方向和從可動子產生之磁通方向之任一方正交之方向,可動子之厚度方向為與從可動子產生之磁通方向平行之方向。
本發明之第1電樞,其係貫穿有板狀之可動子之線性馬達之電樞,其特徵在於交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向延伸設置之芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之寬度方向延伸設置之芯子部;且在上述第1副單元之複數個芯子部和/或上述第2副單元之複數個芯子部施予繞組。
本發明之第1電樞,係交替地重疊:第1副單元,係具有可動子可貫穿之開口部、配置在開口部之外側之框狀之磁軛部和從磁軛部朝可動子之厚度方向延伸設置之芯子部;以及第2副單元,係具有可動子可貫穿之開口部、配置在開口部之外側之框狀之磁軛部和從磁軛部朝可動子之寬度方向延伸設置之芯子部;且在第1副單元之複數個芯子部和/或第2副單元之複數個芯子部一起捲繞繞組。因為不在每一個磁極個別地施予繞組,而是在副單元之複數個芯子部一起施予繞組,所以繞組構成簡單,容易小型化。
本發明之第1電樞,其特徵在於:上述第2副單元之上述芯子部係從其中間朝向上述開口部形成推拔狀。
在本發明之第1電樞,係使第2副單元之芯子部從中間朝向開口部形成推拔狀,第1副單元之芯子部和第2副單元之芯子部之重疊部分變少,用來使磁通之洩漏減少。另外,第2副單元之芯子部之磁軛部側不成為推拔狀使寬度變寬,因為朝向磁軛部之磁通之通路變寬,所以在該部分不容易發生磁性飽和。
本發明之第1電樞,其特徵在於:在相互重疊之第1副單元和第2副單元之間,以芯子部彼此間不接觸之方式,包夾軟質磁性體製之間隔物。
本發明之第1電樞,係在第1副單元和第2副單元之間,設置框狀之間隔物。因此,利用簡單之構成實現第1副單元之芯子部和第2副單元之芯子部之非接觸(避免磁性短路)。
本發明之第1線性馬達,其特徵在於:使可動子貫穿於電樞之第1副單元之開口部和第2副單元之開口部,上述可動子係使板狀磁鐵和板狀之軟質磁性體交替地重疊,上述板狀磁鐵係交替地配置有:在重疊方向之可動子之長度方向被磁化之板狀磁鐵;以及在重疊方向之上述長度方向之相反方向被磁化之板狀磁鐵;上述電樞係交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向延伸設置之芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之寬度方向延伸設置之芯子部;且在上述第1副單元之複數個芯子部和/或上述第2副單元之複數個芯子部施予繞組。
本發明之第1線性馬達,係使上述方式之可動子形成貫穿於上述之第1電樞。因為可以達成可動子之減輕重量,所以可動子之回應速度變快。另外,電樞之繞組構成簡單,可以達成小型化。
本發明之第2電樞,其係貫穿有板狀之可動子之線性馬達之電樞,其特徵在於:交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之第1芯子部和朝上述可動子之寬度方向延伸設置之第2芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和設在上述第1副單元之第1芯子部及第2芯子部之對稱位置且從上述磁軛部延伸設置之第1芯子部和第2芯子部;且在上述第1副單元和上述第2副單元之複數個第2芯子部和/或上述第1副單元和上述第2副單元之複數個第1芯子部施予繞組。
本發明之第2電樞,係交替地重疊:第1副單元,係具有可動子可貫穿之開口部、配置在開口部之外側之框狀之磁軛部和從磁軛部朝可動子之厚度方向之一側延伸設置之第1芯子部及朝可動子之寬度方向延伸設置之第2芯子部;以及第2副單元,係具有可動子可貫穿之開口部、配置在開口部之外側之框狀之磁軛部和從磁軛部朝可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之第1芯子部及朝可動子之寬度方向延伸設置之第2芯子部,其形狀與第1副單元具有點對稱之位置關係;在第1副單元和第2副單元之複數個第2芯子部和/或第1副單元和第2副單元之複數個第1芯子部一起施予繞組。因為不在每一個磁極個別地施予繞組,而是在第1副單元和第2副單元之複數個芯子部一起施予繞組,所以繞組構成簡單,容易小型化。
本發明之第2電樞,其特徵在於:上述第1副單元和上述第2副單元之第2芯子部係從其中間朝向上述開口部形成推拔狀,且在其上述磁軛部側具有翼肋。
本發明之第2電樞,係使第1副單元和第2副單元之第2芯子部從中間朝向開口部形成推拔狀,該等之第2芯子部與第1副單元和第2副單元之第1芯子部之重疊部分變少,使磁通之洩漏減少。另外,在第1副單元和第2副單元之第2芯子部之磁軛部側設置翼肋。因此,朝向磁軛部之磁通之通路變寬,所以在該部分不容易發生磁性飽和。
本發明之第2電樞,其特徵在於:在相互重疊之上述第1副單元和上述第2副單元之間,以上述第1副單元之第1芯子部或第2芯子部與上述第2副單元之第1芯子部或第2芯子部不接觸之方式,包夾軟質磁性體製之間隔物。
本發明之第2電樞,係在第1副單元和第2副單元之間設置框狀之間隔物。因此,利用簡單之構成實現第1副單元之第1芯子部和第2芯子部與第2副單元之第1芯子部和第2芯子部之非接觸(避免磁性短路)。
本發明之第2線性馬達,其特徵在於:使可動子貫穿於電樞之第1副單元之開口部和第2副單元之開口部,上述可動子係具有在厚度方向被磁化之複數個板狀磁鐵,上述板狀磁鐵係交替地配置有在厚度方向之一方向被磁化之板狀磁鐵和在厚度方向之上述一方向之相反方向被磁化之板狀磁鐵;上述電樞係交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之第1芯子部及朝上述可動子之寬度方向延伸設置之第2芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和設在上述第1副單元之第1芯子部及第2芯子部之對稱位置且從該磁軛部延伸設置之第1芯子部和第2芯子部;且在上述第1副單元和上述第2副單元之複數個第2芯子部和/或上述第1副單元和上述第2副單元之複數個第1芯子部施予繞組。
本發明之第2線性馬達,係形成使可動子貫穿於上述第2電樞,該可動子係交替地配置有在厚度方向之一方向被磁化之板狀磁鐵和在厚度方向之另一方向被磁化之板狀磁鐵。因為達成可動子之重量減輕,所以可動子之回應速度變快。另外,電樞之繞組構成簡單,可以達成小型化。
本發明之第2可動子,其係具有複數個板狀磁鐵之線性馬達之可動子,其特徵在於:在厚度方向被磁化之複數個板狀磁鐵,係分別在並列形成於非磁性體製之矩形形狀之磁鐵保持間隔物之複數個孔的各個,交替地配置有在厚度方向之一方向被磁化之板狀磁鐵和在厚度方向之上述一方向之相反方向被磁化之板狀磁鐵,且在上述磁鐵保持間隔物之寬度方向之兩側朝長度方向延伸之框體,設置線性導軌。
本發明之第2可動子,係在並排形成於非磁性體製之磁鐵保持間隔物之複數個孔之各個,分別黏接和保持複數個板狀磁鐵,在磁鐵保持間隔物之寬度方向之兩側設置朝長度方向延伸之線性導軌。因此,在該線性導軌因為從橫方向按壓可動子,所以可動子之機械強度變高,可以抑制彎曲振動,共振振動等,可以成為不會搖晃之高速之直線運動。
本發明之第2可動子,其特徵在於上述板狀磁鐵之長度方向係比上述線性導軌之面對方向更傾斜。
本發明之第2可動子,係使板狀磁鐵之長度方向比線性導軌之面對方向更傾斜既定角度。因此,在使可動子以一定速度移動之情況時,可以使不平順移動(齒槽效應:cogging)減少。
本發明之第3電樞,其係貫穿有板狀之可動子之線性馬達之電樞,其特徵在於:順序地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第2副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之輔助芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第3副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之輔助芯子部;以及軟質磁性體製之第4副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;在上述第1副單元和在上述第2副單元之間、上述第2副單元和上述第3副單元之間、以及上述第3副單元和在上述第4副單元之間,分別設置:具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之兩側延伸設置之輔助芯子部之軟質磁性體製之間隔物單元;在上述第1副單元之芯子部、上述第2副單元之輔助芯子部、上述第3副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之一側之輔助芯子部,一起施予繞組;在上述第2副單元之芯子部、上述第3副單元之輔助芯子部、上述第4副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之另外一側之輔助芯子部,一起施予繞組。
本發明之第3電樞,係順序地重疊形成上述構成之第1副單元、間隔物單元、第2副單元、間隔物單元、第3副單元、間隔物單元和第4副單元,在第1副單元之芯子部、第2副單元之輔助芯子部、第3副單元之芯子部和各個間隔物單元之可動子之厚度方向之一側之輔助芯子部,及在第2副單元之芯子部、第3副單元之輔助芯子部、第4副單元之芯子部和各個間隔物單元之可動子之厚度方向之另外一側之輔助芯子部,分別一起捲繞繞組。因為不在每一個磁極個別地施予繞組,而是一起施予繞組,所以繞組構成簡單,容易小型化。另外,因為將未捲繞該兩個繞組之一方之第1副單元和第4副單元配置在兩端,所以可以使繞組之捲繞空間減小。
本發明之第3電樞,其特徵在於:上述第1副單元、上述第2副單元、上述第3副單元、上述第4副單元和上述間隔物單元,係分別在上述可動子之厚度方向之相同位置被分割。
本發明之第3電樞,係將第1至第4副單元和間隔物單元在厚度方向分割。因此,可以在分割狀態施予繞組,其繞組處理變為容易,可以簡單地製作電樞。
本發明之第3線性馬達,其特徵在於:使可動子貫穿於電樞之第1副單元之開口部、第2副單元之開口部、第3副單元之開口部、第4副單元之開口部和間隔物單元之開口部;上述可動子在厚度方向被磁化之複數個板狀磁鐵,係分別在並列形成於非磁性體製之矩形形狀之磁鐵保持間隔物之複數個孔的各個,交替地配置在厚度方向之一方向被磁化之板狀磁鐵和在厚度方向之上述一方向之相反方向被磁化之板狀磁鐵,且在上述磁鐵保持間隔物之寬度方向兩側之朝長度方向延伸之框體,設置線性導軌;上述電樞係順序地重疊有:軟質磁性體製之第1副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第2副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之輔助芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第3副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之輔助芯子部;以及軟質磁性體製之第4副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;且在上述第1副單元和上述第2副單元之間、上述第2副單元和上述第3副單元之間、以及上述第3副單元和上述第4副單元之間,分別設置:具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之兩側延伸設置之輔助芯子部之軟質磁性體製之間隔物單元;在上述第1副單元之芯子部、上述第2副單元之輔助芯子部、上述第3副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之一側之輔助芯子部,一起施予繞組;在上述第2副單元之芯子部、上述第3副單元之輔助芯子部、上述第4副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之另外一側之輔助芯子部,一起施予繞組。
本發明之第3線性馬達,係形成使上述第2可動子貫穿於上述第3電樞之構成。因為可以達成可動子之重量減輕,所以可動子之回應速度變快。另外,電樞之繞組構成簡單可以達成小型化。另外,因為各個線性導軌之周圍全部成為同極,所以即使使用磁性體製之線性導軌,在線性導軌之方向亦不會有磁通洩漏,所以不會產生推力之降低。
在使用專利文獻3所記載之爪極型(爪齒T型)之電樞之線性馬達中,因為可以使電樞之線圈一體化,所以具有節省線圈之空間之效果,但是因為洩漏磁通變多,所以會有最大推力降低之問題。與此相對地,在本發明中具有可以提供線性馬達之效果,因為可以使電樞之線圈一體化,而且從芯子部洩漏磁通很少發生,所以不會發生推力之降低,可以改善線性馬達之小型高輸出化,即使為小型之構成亦可以以高效率實現高推力。
以下根據表示本發明之實施形態之圖式用來詳述本發明。
(第1實施形態)
第1圖是立體圖,用來表示第1實施形態之可動子之構成。第1實施形態之可動子1係為組合有2種之平板狀磁鐵2a、2b,和平板狀之軟質磁性體3之構成,形成以平板狀磁鐵2a、軟質磁性體3、平板狀磁鐵2b、軟質磁性體3、…之順序交替黏接之構成。
在第1圖中,白色箭頭表示各個平板狀磁鐵2a、2b之磁化方向。平板狀磁鐵2a、2b均在重疊方向,亦即在可動子1之移動方向(可動子1之長度方向)被磁化,但是該等之磁化方向亦可以互差180度成為逆向。另外,在該等之鄰接之平板狀磁鐵2a和平板狀磁鐵2b之間,插入有平板狀之軟質磁性體3。
軟質磁性體3所擔任之任務是將來自平板狀磁鐵2a、2b之磁通方向變更成為可動子1之厚度方向。另外,在該可動子1成為在長度方向(移動方向)之垂直方向產生磁通之磁路構成。
第2A圖至第2D圖是立體圖,用來表示第1實施形態之電樞之構成,第2A圖至第2C圖為其部分構成圖,第2D圖為其全體構成圖。
電樞4具有交替排列第2A圖所示之第1副單元5和第2B圖所示之第2副單元6之構成(參照第2C圖)。第1副單元5係利用軟質磁性體形成,且具有:開口部5a,係可供可動子1貫穿;作為框體之磁軛部5b,係配置在開口部5a之外側;和2個芯子部5c、5c,係從磁軛部5b在可動子1之厚度方向朝向開口部5a延伸。2個芯子部5c、5c在俯視看成為相同之矩形形狀,以開口部5a作為中心,設在隔離180度之位置。
另外,第2副單元6係利用軟質磁性體形成,且具有:開口部6a,係可供可動子1貫穿;作為框體之磁軛部6b,係配置在開口部6a之外側;和2個芯子部6c、6c,係從磁軛部6b在可動子1之寬度方向延伸。各個芯子部6c、6c的磁軛部6b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部6a側之前端部在俯視看隨著朝向中心使寬度變窄形成成為推拔狀的四角形狀,兩個芯子部6c、6c之前端部間互相連接。
另外,在第1副單元5、第2副單元6之各個中,使芯子部之厚度比磁軛部之厚度薄,在使兩個副單元5、6重疊之情況時,兩個副單元5、6之芯子部彼此間成為不接觸。然後,使此種之第1副單元5和第2副單元6,如第2C圖所示,交替地排列成為重疊。在此處於鄰接之第1副單元5和第2副單元6中,該等之磁軛部5b和磁軛部6b雖為相接,但是亦可以使該等之芯子部5c和芯子部6c不相接,而在該等之間存在有空隙用來避免磁性短路。
在第2副單元6之一方之芯子部6c(第2B圖、第2C圖之右側之芯子部6c)一起地捲繞組8a,使其貫穿第1副單元5和第2副單元6之共同之間隙部分7a、7b,並且在第1副單元6之另外一方之芯子部6c(第2B圖、第2C圖之左側之芯子部6c)一起地捲繞繞組8b,使其貫穿第1副單元5和第2副單元6之共同之間隙部分7c、7d。另外,以繞組8a和繞組8b之通電方向成為相反之方式,連接該兩個繞組8a、8b(參照第2D圖)。第2D圖中之白色箭頭表示繞組8a、繞組8b之通電方向。
另外,使上述之第1圖所示之可動子1貫穿於形成連接第2D圖所示之電樞4之開口部5a、6a之中空部9,用來構成第1實施形態之單相驅動之線性馬達(單相部分之單元)10。第3圖是立體圖,用來表示第1實施形態之線性馬達10之構成。
在第1實施形態之線性馬達之情況時,電樞4具有作為固定子之功能。另外,使相反方向之電流在繞組8a、8b流動,用來使貫穿於電樞4之中空部9之可動子1,對電樞4(固定子)進行往復直線運動。
第4圖是剖視圖,用來表示第1實施形態之電樞4之通電狀態和磁動勢。在第4圖中,「●(從紙面之背面朝向表面之通流)」,「×(從紙面之表面朝向背面之通流)」表示對繞組8a、繞組8b之流通方向,白色箭頭表示利用線圈通電施加在芯子部5c、6c之磁動勢之方向。在第1實施形態中,經由使相反方向之電流在繞組8a、繞組8b流動,用來在第1副單元5、第2副單元6之全部之芯子部5c、6c產生磁場。
另外,在上述之實例中,在各個副單元當使芯子部之厚度比磁軛部之厚度薄,在將兩個副單元重疊之情況時,使兩個副單元之芯子部彼此間不接觸,但是亦可以在相鄰之兩個副單元之間,插入只由第5圖所示之框狀之磁軛構成之軟質磁性體製之間隔物單元11,用來使各個副單元全體成為均一之厚度,構建成兩個副單元之芯子部彼此間不接觸。
在此種構成之電樞4中,以第1副單元5、間隔物單元11、第2副單元6、間隔物單元11、…之順序重疊。在此實例中,不需要使芯子部之厚度比磁軛部之厚度薄,不需要多餘之加工處理,因為可以利用全體為均一厚度之副單元,所以可以達成製作處理之簡化。
上述第1實施形態之可動子即使為板狀,亦可以使磁通之量變多而且重量變輕。另外,第1實施形態之電樞,即使磁極間距很小亦不會使繞組構造變為複雜,和不容易變成磁性飽和。另外,第1實施形態之線性馬達因為成為不容易發生磁性飽和之構造,所以可以實現高速之回應性,可以提高馬達之變換效率,可以達成小型高輸出。
第1實施形態之第2副單元6之芯子部6c,從中間朝向開口部6a形成推拔狀,用來使第1副單元5之芯子部5c和第2副單元6之芯子部6c之面對部分之面積變小。因為利用共同之繞組8a、8b對第1副單元5和第2副單元6通電,所以如第4圖所示,開口部5a之極性和開口部6a之極性成為相反。因此,因為無助於在空氣層產生之輸出之洩漏磁通(總磁通)係與芯子部之面對之面積成正比例,所以為了減小從芯子部5c至芯子部6c之磁通之洩漏(過渡),使芯子部5c和芯子部6c之面對面積變小。
但是,在該第2副單元6之芯子部6c之磁軛部6b側之基端部不形成推拔,其寬度保持為寬廣。其理由是在該部分之寬度變窄之情況時,磁通之通路變窄,容易發生磁性飽和。在第1實施形態中,使芯子部6c之磁軛部6b側之基端部之寬度保持為寬廣,用來抑制在該部分之磁性飽和之發生。
另外,在圖示之實例中是形成直線狀之推拔,但是所形成之推拔亦可以成為曲線狀。另外,第2副單元6之空隙部(缺口部)之俯視形狀為第2B圖所示之V字狀,但是亦可以成為U字狀等之其他形狀。
在上述第1實施形態中是在第2副單元6之芯子部6c一起施予繞組8a、8b,但是亦可以在第1副單元5之芯子部5c一起施予繞組。另外,亦可以在第1副單元5之芯子部5c和第2副單元6之芯子部6c之雙方施予繞組。
另外,在上述第1實施形態中是成為依序重疊各5個合計10個之平板狀磁鐵2a、2b和10個之軟質磁性體3之構成,但是這只是一實例,其個數亦可以成為任意之數。另外,上述者是將第1副單元5和第2副單元6交替地排列成2組,但是這只是一實例,其組數亦可以成為任意之數。
另外,所說明者是單相之線性馬達(單相部分之單元),但是亦可以例如在構成3相驅動之線性馬達之情況,將上述之3個電樞以磁極間距×(n+1/3)或磁極間距×(n+2/3)(其中,n為整數)之間隔配置成直線狀,使可動子貫穿於該等。另外,在此種情況亦可以考慮收納繞組之空間而設定整數n。
(第2實施形態)
第6圖是立體圖,用來表示第2實施形態之可動子之構成。第2實施形態之可動子21係為交替組合有2種之平板狀磁鐵22a、22b之構成。在第6圖中,白色箭頭表示各個平板狀磁鐵22a、22b之磁化方向。平板狀磁鐵22a、22b均在厚度方向被磁化,但是該等之磁化方向可以互差180度成為逆向。另外,在鄰接之平板狀磁鐵22a、22b之間,插入有間隔物(未圖示)。
第7A圖至第7D圖是立體圖,用來表示第2實施形態之電樞之構成,第7A圖至第7C圖為其部分構成圖,第7D圖為其全體構成圖。
電樞24係具有交替排列第7A圖所示之第1副單元25和第7B圖所示之第2副單元26之構成(參照第7C圖)。第1副單元25係利用軟質磁性體形成,且具有:開口部5a,係可供可動子21貫穿;作為框體之磁軛部25b,係配置在開口部25a之外側;第1芯子部25c,係從磁軛部25b之長度方向之一側朝可動子21之厚度方向延伸設置;以及第2芯子部25d、25d,係從磁軛部25b之寬度方向之兩側朝可動子21之寬度方向延伸設置。
第1芯子部25c俯視看成為矩形形狀。各個第2芯子部25d、25d的磁軛部25b側之基端部具有翼肋25e,在俯視看成為梯形形狀,其開口部25a側之前端部俯視看隨著朝向中心使寬度變窄形成成為推拔狀的梯形形狀,兩個第2芯子部25d、25d之前端部彼此間互相連接。
另外,第2副單元26係利用軟質磁性體形成,且具有:開口部26a,係可供可動子21貫穿;作為框體之磁軛部26b,係配置在開口部26a之外側;第1芯子部26c,係從磁軛部26b之長度方向之一側朝可動子21之厚度方向延伸設置;以及第2芯子部26d、26d,係從磁軛部26b之寬度方向之兩側朝可動子21之寬度方向延伸設置。
該第2副單元26係為使第1副單元25旋轉180度之構成,換言之使第1副單元25之上下倒立之構成,且其開口部26a、磁軛部26b、第1芯子部26c和第2芯子部26d、26d之俯視形狀係為使第1副單元25之開口部25a、磁軛部25b、第1芯子部25c和第2芯子部25d、25d旋轉180度之形狀。
另外,在第1副單元25、第2副單元26之各個中,係使芯子部之厚度比磁軛部之厚度薄,在使兩個副單元25、26重疊之情況時,兩個副單元25、26之芯子部彼此間成為不接觸。然後,使此種之第1副單元25和第2副單元26,如第7C圖所示,交替地排列成為重疊。在此處於鄰接之第1副單元25和第2副單元26中,該等之磁軛部25b和磁軛部26b雖為相接,但是亦可以使該等之第1芯子部25c和第2芯子部25d與第1芯子部26c和第2芯子部26d不相接,而在該等之間存在有空隙用來避免磁性短路。
在第1副單元25之一方之第2芯子部25d和第2副單元26之一方之第2芯子部26d(第7A圖、第7B圖之右側之第2芯子部25d和第2芯子部26d)一起地捲繞組28a,使其貫穿第1副單元25和第2副單元26之共同之間隙部分27a、27b,並且在第1副單元25之另外一方之第2芯子部25d和第2副單元26之另外一方之第2芯子部26d(第7A圖、第7B圖之左側之第2芯子部25d和第2芯子部26d)一起地捲繞組28b,使其貫穿第1副單元25和第2副單元26之共同之間隙部分27c、27d。以繞組28a和繞組28b之通電方向成為相反之方式,連接該兩個繞組28a、28b(參照第7D圖)。第7D圖中之白色箭頭表示繞組28a、繞組28b之通電方向。
另外,使上述之第6圖所示之可動子21貫穿於形成連接第7D圖所示之電樞24之開口部25a、26a之中空部29,用來構成第2實施形態之單相驅動之線性馬達(單相部分之單元)30。第8圖是立體圖,用來表示第2實施形態之線性馬達30之構成。
在第2實施形態之線性馬達之情況時,電樞24具有作為固定子之功能。另外,使相反方向之電流在繞組28a、28b流動,用來使貫穿於電樞24之中空部29之可動子21,對電樞24(固定子)進行往復直線運動。
第9A圖、第9B圖是剖視圖,用來表示第2實施形態之電樞24(第1副單元25、第2副單元26)之通電狀態和磁動勢。在第9A圖、第9B圖中,「●(從紙面之背面朝向表面之流通)」,「×(從紙面之表面朝向背面之流通)」表示對繞組28a、繞組28b之流通方向,白色箭頭表示利用線圈通電施加在第1芯子部25c、26c和第2芯子部25d、26d之磁動勢之方向。
在第2實施形態中,如第9A圖、第9B圖所示,當有逆向電流在繞組28a、繞組28b流動之情況時,在第1副單元25於可動子21可貫穿之開口部25a,產生可動子21之厚度方向之向上之磁場,在第2副單元26於可動子21可貫穿之開口部26a,產生可動子21之厚度方向之向下之磁場。利用對2個繞組28a、繞組28b之通電,用來對第1副單元25和第2副單元26之雙方施加磁動勢,所以可以使繞組之構造簡化。
另外,在上述之實例中是在各個副單元,使芯子部之厚度比磁軛部之厚度薄,在將兩個副單元重疊之情況時,使兩個副單元之芯子部彼此間不接觸,但是亦可以在相鄰之兩個副單元之間,插入只由第10圖所示之框狀之磁軛構成之間隔物單元31,用來使各個副單元全體成為均一之厚度,構建成兩個副單元之芯子部間不接觸。
在此種構成之電樞24中,以第1副單元25、間隔物單元31、第2副單元26、間隔物單元31、…之順序重疊。在此實例中,不需要使芯子部之厚度比磁軛部之厚度薄,不需要多餘之加工處理,因為可以利用全體為均一厚度之副單元,所以可以達成製作處理之簡化。
上述第2實施形態之可動子即使為板狀,亦可以使磁通之量變多而且重量變輕。另外,第2實施形態之電樞,即使磁極間距很小亦不會使繞組構造變為複雜,和不容易變成磁性飽和。另外,第2實施形態之線性馬達因為成為不容易發生磁性飽和之構造,所以可以實現高速之回應性,可以提高馬達之變換效率,可以達成小型高輸出。
第2實施形態之第1副單元25之第2芯子部25d和第2副單元26之第2芯子部26d成為推拔狀,所以第1副單元25之第2芯子部25d和第2副單元26之第1芯子部26c、第2副單元26之第2芯子部26d和第1副單元25之第1芯子部25c之面對之部分之面積變小。因為無助於在空氣層產生之輸出之洩漏磁通(總磁通)係與芯子部之面對之面積成正比例,所以為了減小從第1芯子部25c、26c至第2芯子部25d、26d之磁通之洩漏(過渡),使上述面對部分之面積變小。
另外一方面,在第2芯子部25d、26d之磁軛部25b、26b側之基端部設置翼肋25e、26e。其理由是當該部分之寬度變窄之情況時,從第1芯子部25c、26c朝向磁軛部25b、26b之磁通之通路變窄,容易發生磁性飽和。在第2實施形態中,設置翼肋25e、26e用來抑制在該部分之磁性飽和之發生。
另外,在圖示之實例中是形成直線狀之推拔,但是所形成之推拔亦可以成為曲線狀。另外,第1副單元25,第2副單元26之空隙部(缺口部)之俯視形狀為第7A圖、第7B圖所示之V字狀,但是亦可以成為U字狀等之其他之形狀。另外,翼肋25e、26e之形狀亦不只限於圖示者。
在上述第2實施形態中是在第1、第2副單元25、26之第2芯子部25d、26d一起施予繞組28a、28b,但是亦可以在第1副單元25之第1芯子部25c和第2副單元26之第1芯子部26c一起施予繞組。另外,亦可以在第1芯子部25c、26c和第2芯子部25d、26d之雙方施予繞組。
另外,在上述第2實施形態中是形成依序重疊各5個合計10個之平板狀磁鐵22a、22b之構成,但是這只是一實例,其個數亦可以成為任意之數。另外,上述者是將第1副單元25和第2副單元26交替地排列成2組,但是這只是一實例,其組數亦可以成為任意之數。
另外,所說明者是單相之線性馬達(單相部分之單元),但是亦可以例如在構成3相驅動之線性馬達之情況,將上述之3個電樞以磁極間距×(n+1/3)或磁極間距×(n+2/3)(其中,n為整數)之間隔配置成直線狀,使可動子貫穿於該等。另外,在此種情況亦可以考慮收納繞組之空間地設定整數n。
(第3實施形態)
第11圖是立體圖,用來表示第3實施形態之可動子之全體構成。第3實施形態之可動子41,係在非磁性體製之磁鐵保持間隔物43之複數個孔,交替地配置2種之平板狀磁鐵42a、42b,且在磁鐵保持間隔物43之寬度方向之兩側設置線性導軌44、44而構成。
第12A圖至第12D圖是立體圖,用來表示該可動子41之部分構成。第12A圖表示2種之平板狀磁鐵42a、42b之配置例,白色箭頭表示各個平板狀磁鐵42a、42b之磁化方向。平板狀磁鐵42a、42b均在厚度方向被磁化,但是該等之磁化方向以互差180度成為逆向。
第12B圖表示磁鐵保持間隔物43。磁鐵保持間隔物43全體成為扁平之長方體狀,在磁鐵保持間隔物43之寬度方向成為長邊之矩形之複數個孔43a,設置成並排在磁鐵保持間隔物43之長度方向。在此處於磁鐵保持間隔物43之寬度方向兩側之長度方向延伸之側框43b、43b之面對方向,和孔43a之長度方向不一致,有數度左右之偏移。該孔43a之深度係等於平板狀磁鐵42a、42b之厚度,且該孔43a之數係等於平板狀磁鐵42a、42b之合計個數。
另外,在磁鐵保持間隔物43之各個孔43a之壁面塗佈黏接劑,使平板狀磁鐵42a、42b交替地嵌入孔43a,用來進行黏接固定(參照第12C圖)。另外,與此不同地,亦可以將平板狀磁鐵42a、42b交替地配置在孔43a,在其配置位置利用注射器等注入黏接劑,用來進行黏接固定。
第12D圖表示線性導軌44、44。各個線性導軌44全體成為長條之圓柱狀,在其周圍面之一部分,涵蓋其長度方向之全體區域地形成缺口44a。另外,在兩個線性導軌44、44之缺口44a、44a,嵌入磁鐵保持間隔物43(其中嵌入有平板狀磁鐵42a、42b)之側框43b、43b,用來製作第11圖所示之可動子41。
另外,亦可以在將磁鐵保持間隔物43之側框43b、43b嵌入到線性導軌44、44之缺口44a、44a之後(參照第13圖),將平板狀磁鐵42a、42b交替地黏接固定在孔43a。
第14A圖至第14E圖、第15A圖、第15B圖表示第3實施形態之電樞之構成,第14A圖至第14E圖表示使用在第3實施形態之電樞54之第1至第4副單元和間隔物單元之構成,第15A圖是電樞54之部分構成圖,第15B圖是電樞54之全體構成圖。
第14A圖所示之第1副單元55係由軟質磁性體形成,且具有:開口部55a,係可供可動子41貫穿;作為框體之磁軛部55b,係配置在開口部55a之外側;以及芯子部55c,係設置成從磁軛部55b朝可動子41之厚度方向之一側延伸設置。芯子部55c的磁軛部55b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部55a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變寬之梯形形狀。
第14B圖所示之第2副單元56係由軟質磁性體形成,且具有:開口部56a,係可供可動子41貫穿;作為框體之磁軛部56b,係配置在開口部56a之外側;輔助芯子部56c,係從磁軛部56b朝可動子41之厚度方向之一側延伸設置;以及芯子部56d,係從磁軛部56b朝可動子41之厚度方向之另外一側延伸設置。芯子部56d係與上述芯子部55c相同之形狀,磁軛部56b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部56a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變寬之梯形形狀。輔助芯子部56c之尺寸比芯子部56d短,磁軛部56b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部56a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變窄的三角形狀。
第14C圖所示之第3副單元57係由軟質磁性體形成,且具有:開口部57a,係可供可動子41貫穿;作為框體之磁軛部57b,係配置在開口部57a之外側;芯子部57c,係從磁軛部57b朝可動子41之厚度方向之一側延伸設置;以及輔助芯子部57d,係從磁軛部57b朝可動子41之厚度方向之另外一側延伸設置。芯子部57c具有與上述芯子部55c相同之形狀,磁軛部57b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部57a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變寬之梯形形狀。輔助芯子部57d之尺寸比芯子部57c短,磁軛部57b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部57a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變窄的三角形狀。該第3副單元57係為使第2副單元56旋轉180度之構成。
第14D圖所示之第4副單元58係由軟質磁性體形成,且具有:開口部58a,係可供可動子41貫穿;作為框體之磁軛部58b,係配置在開口部58a之外側;以及芯子部58c,係從磁軛部58b朝可動子41之厚度方向之另外一側延伸設置。芯子部58c具有與上述芯子部55c相同之形狀,芯子部58c的磁軛部58b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部58a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變寬之梯形形狀。該第4副單元58係為使第1副單元55旋轉180度之構成。
第14E圖所示之間隔物單元59係由軟質磁性體形成,且具有:開口部59a,係可供可動子41貫穿;作為框體之磁軛部59b,係配置在開口部59a之外側;以及輔助芯子部59c、59d,係從磁軛部59b朝可動子41之厚度方向之兩側延伸設置。輔助芯子部59c、59d具有與上述輔助芯子部56c和輔助芯子部57d相同之形狀,磁軛部59b側之基端部在俯視看成為矩形形狀,開口部59a側之前端部在俯視看成為隨著朝向中心使寬度變窄的三角形狀。
第3實施形態之電樞54係具有依序疊層第1副單元55、間隔物單元59、第2副單元56、間隔物單元59、第3副單元57、間隔物單元59、第4副單元58之構成(參照第15A圖)。
在第1副單元55之芯子部55c、第2副單元56之輔助芯子部56c、第3副單元57之芯子部57c和間隔物單元59之可動子41之厚度方向之一側之輔助芯子部59c,一起捲繞繞組60a,並且在第2副單元56之芯子部56d、第3副單元57之輔助芯子部57d、第4副單元58之芯子部58c和間隔物單元59之可動子41之厚度方向之另外一側之輔助芯子部59d,一起捲繞繞組60b,藉此構成電樞54(參照第15B圖)。以繞組60a和繞組60b之通電方向成為相反之方式,連接該兩個繞組60a、60b。第15B圖之白色箭頭表示繞組60a、繞組60b之通電方向。
另外,使上述第11圖所示之可動子41,貫穿於與第15B圖所示之電樞54之各個單元之開口部連接而形成之中空部61,藉此構成第3實施形態之單相驅動之線性馬達(單相部分之單元)70。第16圖是立體圖,用來表示第3實施形態之線性馬達70之構成。
在第3實施形態之線性馬達70之情況,電樞54具有作為固定子之功能。另外,使相反方向之電流在繞組60a、60b流動,用來使貫穿於電樞54之中空部61之可動子41,對電樞54(固定子)進行往復直線運動。
在第3實施形態之線性馬達70(可動子41),利用磁性體製之線性導軌44,從橫方向按壓和支持收納有複數個平板狀磁鐵42a、42b之磁鐵保持間隔物43。因此,使可動子41具有高機械強度,可以提高剛性。磁性體一般其耐彎曲強度較弱,容易發生彎曲振動、共振振動等之振動。但是,在第3實施形態中,因為設有線性導軌44,所以即使行程變長亦可以抑制該等之彎曲振動、共振振動等之振動。因此,即使高速移動亦不會產生大的振動,可以實現不會搖晃之穩定之高速直線移動。
然而,在線性導軌44之材質使用磁性材料之情況時,由於該磁性材料使磁通洩漏,造成線性馬達之推力之降低為其問題。但是,在第3實施形態中,由於以下之理由可以消除該問題。在第3實施形態之電樞54,因為形成如上所述之芯子構成,所以線性導軌44之周圍全部成為同極。亦即,一方之線性導軌44之周圍全部成為N極,另外一方之線性導軌44之周圍亦全部成為N極。因此,在各個線性導軌44沒有磁位之差,所以沒有貫穿線性導軌44之磁通,其結果是磁通不會經由線性導軌44洩漏,不會產生推力之降低。在第3實施形態中,可以將有助於提高強度之廉價之不銹鋼等之磁性材料利用在線性導軌44。
另外,在第3實施形態之可動子41中,平板狀磁鐵42a、42b之長度方向,對線性導軌44、44之面對方向,具有數度左右之偏斜(skew)。因此,在可動子41以一定速度移動之情況時,可以使不順移動(齒槽效應轉矩:cogging)變小,可以實現平順之高速直線運動。
在第3實施形態,為了線性導軌44、44貫穿電樞54,有需要將俾使該線性導軌44、44貫穿用之通路設置在構成電樞54之各個副單元,使作為各個副單元之芯子功能之側部之面積比第2實施形態小。另外,在捲繞繞組60a、60b之芯子部分較薄之情況時,容易發生磁性飽和。因此,在第3實施形態中,構建成在間隔物單元59設置輔助芯子部59c、59d,在同極之芯子之間隙亦儘可能地填補,用來使磁通之路徑之剖面積增加,使磁通進行動作,藉以不會產生此種磁性飽和。
在第3實施形態之電樞54之芯子構成中,因為在其兩端分別配置未具有輔助芯子部之第1副單元55、第4副單元58,所以可以使繞組60a、繞組60b之捲繞空間減小。因此,在3相構成之情況時,可以使其全長縮短。
以下說明第3實施形態之變化例。在該變化例中,第1副單元55、第2副單元56、第3副單元57、第4副單元58和間隔物單元59在可動子41之厚度方向之相同位置,分別被分割成為3個之構件。
第17A圖至第17E圖表示該等之第1至第4副單元55至58和間隔物單元59之分割圖案。第17A圖、第17B圖、第17C圖、第17D圖、第17E圖係表示第1副單元55、第2副單元56、第3副單元57、第4副單元58、間隔物單元59之各個之分割圖案。該等之各個單元在磁軛部之相同位置被分割。
第1副單元55,如第17A圖所示,被分割成為包含芯子部55c的上側之第1構件551、中央之第2構件552和下側之第3構件553。第2副單元56,如第17B圖所示,被分割成為包含輔助芯子部56c的上側之第1構件561、中央之第2構件562和包含芯子部56d之下側之第3構件563。第3副單元57,如第17C圖所示,被分割成為包含芯子部57c的上側之第1構件571、中央之第2構件572和包含輔助芯子部57d之下側之第3構件573。第4副單元58,如第17D圖所示,被分割成為上側之第1構件581、中央之第2構件582和包含芯子部58c之下側之第3構件583。間隔物單元59,如第17E圖所示,被分割成為包含芯子部59c的上側之第1構件591、中央之第2構件592和包含輔助芯子部59d之下側之593。
另外,順序地疊層第1副單元55之第1構件551、間隔物單元59之第1構件591、第2副單元56之第1構件561、間隔物單元59之第1構件591、第3副單元57之第1構件571、間隔物單元59之第1構件591和第4副單元58之第1構件581,用來獲得第18A圖所示之上側之第1中間體71。
另外,順序地疊層第1副單元55之第2構件552、間隔物單元59之第2構件592、第2副單元56之第2構件562、間隔物單元59之第2構件592、第3副單元57之第2構件572、間隔物單元59之第2構件592和第4副單元58之第2構件582,用來獲得第18B圖所示之中央之第2中間體72。
另外,順序地疊層第1副單元55之第3構件553、間隔物單元59之第3構件593、第2副單元56之第3構件563、間隔物單元59之第3構件593、第3副單元57之第3構件573、間隔物單元59之第3構件593和第4副單元58之第3構件583,用來獲得第18C圖所示之下側之第3中間體73。
然後,如第19A圖、第19B圖所示,在第1中間體71之芯子部和輔助芯子部一起捲繞繞組60a,並且在第3中間體73之芯子部和輔助芯子部一起捲繞繞組60b。然後,組裝第1中間體71、第2中間體72和第3中間體73,用來製作第15B圖所示之電樞54。
在該變化例中,將第1至第4副單元55至58和間隔物單元59分割。因此,在分割之狀態可以分別捲繞繞組60a、繞組60b,使繞組處理變為容易,可以簡單地製作電樞54。在此種變化例中,因為磁位相同所以即使分割,因為磁通之洩漏很少,所以對推力特性不會造成不良之影響。
另外,所說明者是單相之線性馬達(單相部分之單元),但是亦可以例如在構成3相驅動之線性馬達之情況,將上述之3個電樞54以磁極間距×(n+1/3)或磁極間距×(n+2/3)(其中,n為整數)之間隔配置成直線狀,使可動子41貫穿於該等。這時使小螺絲貫穿於設在各個電樞54之單元之孔,用來連結固定3個電樞54。另外,在此種情況亦可以考慮收納繞組之空間而設定整數n。
(實施例)
以下說明本發明人所製作之線性馬達之具體之構成和所製作之線性馬達之特性。
(實施例1)
本實施例1是相當於上述第1實施形態之實例。首先,製作包含有第1圖所示形狀之永久磁鐵之可動子,作為線性馬達所使用之板狀之可動子1。所使用之平板狀磁鐵2a、2b為Nd-Fe-B系燒結磁鐵,將最大能量積:370kJ/m3 ,殘留磁通密度:Br=1.4T者切成長度50mm、寬度4mm、厚度6mm之形狀。另外,利用切削以軟鋼(SPCC製)製作長度50mm、寬度8mm、厚度6mm之形狀者,作為軟質磁性體3(磁極片,pole piece)。
然後,準備該等之磁鐵31個和軟質磁性體30個,以平板狀磁鐵2a、軟質磁性體3、平板狀磁鐵2b、軟質磁性體3、…之順序,利用環氧樹脂黏接劑交替地黏接,製作成長度364mm、寬度50mm、厚度6mm之板狀之可動子1。平板狀磁鐵2a、平板狀磁鐵2b之磁化方向朝向黏接之軟質磁性體3之方向,但是其方向係彼此為相反方向(參照第1圖之白色箭頭)。軟質磁性體3係將平板狀磁鐵2a、2b之S極、N極合在一起,插入在平板狀磁鐵2a、2b間。
其次,製作完成電樞4。從0.5mm厚之矽鋼板切出16片之成為第20A圖所示之形狀之電樞原材料,使切出之該等之16片重疊和黏接,製作成厚度8mm之第1副單元5(參照第2A圖)。另外,從0.5mm厚之矽鋼板切出16片之成為第20B圖所示之形狀之電樞原材料,使切出之該等之16片重疊和黏接,製作成厚度8mm之第2副單元6(參照第2B圖)。另外,從0.5mm厚之矽鋼板切出8片之成為第20C圖所示之形狀之電樞原材料,使切出之該等之8片重疊和黏接,製作成厚度4mm之間隔物單元11(參照第5圖)。
使以此方式製作成之各個單元以第1副單元5、間隔物單元11、第2副單元6、間隔物單元11、第1副單元5、間隔物單元11、第2副單元6之順序重疊,構成單相部分之單元(參照第2C圖,但是間隔物單元11未圖示)。該單相部分之單元之厚度為44mm。另外,磁極間距為12mm(=8mm+4mm)。
對於該單相部分之單元,作為驅動線圈之繞組28a、繞組28b者,在四個角落之間隙部分,於施予確保絕緣用之繞組的部分捲繞聚醯亞胺帶,且使直徑1.2mm之磁性線一邊貫穿於其上一邊在2個位置捲繞100圈(參照第2D圖)。然後,進行串聯接線以在通電之情況時使電流之方向成為相反。
準備3個以此方式製作成之電樞4,將該3個電樞4分別以28mm(=12mm×(2+1/3)之間隔排列成直線狀,在中央之中空部插入可動子1(參照第3圖),且將可動子1固定在測試台成為可以不接觸電樞4地在長度方向移動。第21A圖、第21B圖表示製作成之線性馬達10之構成。
連接捲繞在3個電樞4之一對驅動線圈之一端,在另外一端連接3相電源U、V、W相成為星形連接,連接到馬達控制器。另外,在可動子1之前端部分黏接光學式線性標度(linear scale),在測試台之固定側安裝線性編碼器,讀取可動子1之位置。另外,構建成將利用線性編碼器檢測到之該位置信號輸出到上述馬達控制器,用來控制可動子1之位置。
以此方式連接後,改變對驅動線圈施加之驅動電流,測定可動子1之推力。這時,利用測力計(force gauge)壓接在可動子1之方法測定推力。其測定結果如第22圖所示。第22圖之橫軸表示電樞4之驅動電流之有效值×線圈之圈數。
如第22圖所示,因為最大推力大於450N,可動子之質量為0.9kg,所以推力/可動子質量比成為500N/kg。在最大推力為500N之先前技術之線性馬達中,因為其可動子之質量為2.5kg左右,所以其推力/可動子質量比為200N/kg左右。因此,在本發明之線性馬達中,當與先前技術之線性馬達比較,要獲得相同之推力可以使可動子之質量降低至2/5左右。依照此種方式,在本發明中可以提供對加工機等之高速處理非常有效之線性馬達。
(實施例2)
本實施例2是相當於上述第2實施形態之實例。首先,以下面所述之方式製作線性馬達所使用之板狀之可動子21。將由長度50mm、寬度10mm、厚度5mm之30個Nd-Fe-B系稀土類磁鐵(殘留磁通密度:Br=1.4T,最大能量積:380kJ/m3 )構成之平板狀磁鐵22a、22b,如第6圖所示,配置成磁化方向為厚度方向上下交替配置。另外,在相鄰之磁鐵和磁鐵之間,各插入1個之長度50mm、寬度2mm、厚度5mm之鋁製之間隔物,與磁鐵黏接用來組裝成可動子。
所製作成之可動子21由30個平板狀磁鐵22a、22b和29個間隔物(未圖示)構成,其大小為長度358mm、寬度50mm、厚度5mm。
其次,製作完成電樞24。利用線切割從0.5mm厚之矽鋼板切出20片之第23A圖所示形狀之電樞原材料,使切出之該等之20片重疊和黏接,用來製作厚度10mm之第1副單元25和第2副單元26(參照第7A圖、第7B圖)。另外,從0.5mm厚之矽鋼板切出4片之第23B圖所示形狀之電樞原材料,使切出之該等之4片重疊和黏接,用來製作厚度2mm之間隔物單元31(參照第10圖)。
第1副單元25和第2副單元26成為上下倒立之關係,使任一方旋轉180度時就與另外一方之形狀一致。因此,與實施例1不同地,使用同一金屬模型就可以製作第1副單元25和第2副單元26。
使以此方式製作成之各個單元以第1副單元25、間隔物單元31、第2副單元26、間隔物單元31、第1副單元25、間隔物單元31、第2副單元26之順序重疊,構成單相部分之單元(參照第7C圖,但是間隔物單元31未圖示)。該單相部分之單元之厚度為46mm。另外,磁極間距為12mm(=10mm+2mm)。
對於該單相部分之單元,作為驅動線圈之繞組28a、繞組28b者,在四個角落之間隙部分,於施予確保絕緣用之繞組的部分捲繞聚醯亞胺帶且使直徑1.2mm之磁性線一邊貫穿於其上一邊在2個位置捲繞100圈(參照第7D圖)。然後,進行串聯接線以在通電之情況時使電流之方向成為相反。
準備3個以此方式製作成之電樞24,將該3個電樞24分別以28mm(=12mm×(2+1/3)之間隔排列成直線狀,在中央之中空部插入可動子21(參照第8圖),且將可動子21固定在測試台成為可以不接觸電樞24地在長度方向移動。第24圖表示製作成之線性馬達30之構成。
連接捲繞在3個電樞24之一對驅動線圈之一端,在另外一端連接3相電源U、V、W相成為星形連接,連接到馬達控制器。另外,在可動子21之前端部分黏接光學式線性標度,在測試台之固定側安裝線性編碼器,讀取可動子21之位置。另外,構建成將利用線性編碼器檢測到之該位置信號輸出到上述馬達控制器,用來控制可動子21之位置。
以此方式連接後,改變對驅動線圈施加之驅動電流,測定可動子21之推力。這時,利用測力計壓接在可動子21之方法測定推力。其測定結果如第25圖所示。第25圖之橫軸表示電樞24之驅動電流之有效值×線圈之圈數。
如第25圖所示,可以實現之最大推力為750N,因為可動子之質量為0.7kg,所以推力/可動子質量比成為1070N/kg。在該線性馬達30中,當與200N/kg左右之先前技術之線性馬達比較時,可以獲得5倍以上之大推力/可動子質量比。因此,在本發明之線性馬達中,當與先前技術之線性馬達比較,要獲得相同之推力可以使可動子之質量降低至1/5左右。依照此種方式,在本發明中可以提供對加工機等之高速處理非常有效之線性馬達。
在實施例2中,獲得比實施例1大之推力。但是實施例1(第1實施形態)可以達成比實施例2(第2實施形態)薄。因此,可以依照線性馬達之使用用途,使用目的選擇任何之構成。
(實施例3)
本實施例3是相當於上述第3實施形態之變化例之實例。首先,以下面所述之方式製作線性馬達所使用之板狀之可動子41。將由長度38mm、寬度8mm、厚度4.5mm之10個Nd-Fe-B系稀土類磁鐵(殘留磁通密度:Br=1.39T)構成之平板狀磁鐵42a、42b,如第1圖2所示,配置成黏接固定在磁鐵保持間隔物43之孔43a,成為磁化方向在厚度方向上下交替。平板狀磁鐵42a、42b之偏斜角為8°。另外,在由SUS430構成之直徑12mm之圓柱狀之線性導軌44、44之缺口44a、44a,嵌入磁鐵保持間隔物43之側框43b、43b,用來製作可動子41。
其次,製作完成電樞54。利用線切割從0.5mm厚之矽鋼板切出16片之第14A圖所示之平面形狀之電樞原材料,使切出之該等之16片重疊和黏接後(厚度8mm),分割成3個,獲得第1副單元55和第4副單元58之3種分離構件(參照第17A圖和第17D圖)。具體之尺寸、形狀之實例以第26圖表示。第26圖之(x、y)表示中心之座標為(0、0)之情況時之各點之座標位置(長度單位:mm)。第1副單元55和第4副單元58,如上述之方式,成為上下倒立之關係,使任一方旋轉180度時就與另外一方之形狀一致,所以使用同一金屬模型就可以製作第1副單元55和第4副單元58。
另外,利用線切割從0.5mm厚之矽鋼板切出16片之第14B圖和第14C圖所示之平面形狀之電樞原材料,使切出之該等之16片重疊和黏接後(厚度8mm),分割成3個,獲得第2副單元56和第3副單元57之3種分離構件(參照第17B圖和第17C圖)。具體之尺寸、形狀之實例以第27圖表示。第27圖之(x、y)表示中心之座標為(0、0)之情況時之各點之座標位置(長度之單位:mm)。第2副單元56和第3副單元57,如上述之方式,成為上下倒立之關係,使任一方旋轉180度時就與另外一方之形狀一致,因此,使用同一金屬模型就可以製作第2副單元56和第3副單元57。
另外,利用線切割從0.5mm厚之矽鋼板切出8片之第14E圖所示之平面形狀之電樞原材料,使切出之該等之8片重疊和黏接後(厚度4mm),分割成3個,獲得間隔物單元59之3種分離構件(參照第17E圖)。具體之尺寸、形狀之實例以第28圖表示。第28圖之(x、y)表示中心之座標為(0、0)之情況時之各點之座標位置(長度之單位:mm)。
疊層各個單元之第1構件構成第1中間體71(參照第18A圖),疊層各個單元之第2構件構成第2中間體72(參照第18B圖),疊層各個單元之第3構件構成第3中間體73(參照第18C圖)。該等之第1至第3中間體71至73之厚度為44mm(=8mm×4+4mm×3)。另外,磁極間距為12mm(=10mm+2mm)。
作為驅動線圈之繞組60a,係在第1中間體71之芯子部和輔助芯子部一起捲繞100圈之捲繞有確保絕緣用之聚醯亞胺帶之直徑1.2mm之磁性線,作為驅動線圈之繞組60b,係在第3中間體73之芯子部和輔助芯子部一起捲繞100圈之相同之磁性線(參照第19A圖、第19B圖)。然後,進行串聯接線,在通電之情況時使電流之方向成為相反。組裝該等之第1中間體71、第2中間體72和第3中間體73,用來製作電樞54(參照第15B圖)。
準備3個以此方式製作成之電樞54,將該3個電樞54分別以28mm(=12mm×(2+1/3)之間隔排列成直線狀,在中央之中空部插入可動子41(參照第16圖),將可動子41固定在測試台成為可以不接觸電樞54地在長度方向移動。
所製作成之線性馬達70之尺寸、形狀之單相部分之實例以第29圖表示。因為電樞54之中空部之尺寸為6.6mm,平板狀磁鐵42a、42b之厚度為4.5mm,所以電樞54之芯子和可動子41之磁鐵之距離成為1.05mm(=(6.6-4.5)mm÷2)。另外,在電樞54中,驅動線圈和芯子之距離為2mm。
連接捲繞在3個電樞54之一對驅動線圈之一端,在另外一端連接3相電源U、V、W相成為星形連接,連接到馬達控制器。另外,在可動子41之前端部分黏接光學式線性標度,在測試台之固定側安裝線性編碼器,讀取可動子41之位置。另外,構建成將利用線性編碼器檢測到之該位置信號輸出到上述馬達控制器,用來控制可動子41之位置。
以此方式連接後,測定在沒有電流流動而以手移動線性導軌44之情況時的可動子41之推力。這時,利用測力計壓接在可動子41之方法測定推力。其測定結果如第30圖所示。依照相位角之推力只在±2.3N變動,確認可動子1可以平順地移動。
另外,改變對驅動線圈施加之驅動電流,測定可動子41之推力。這時,利用測力計壓接在可動子41之方法測定推力。其測定結果如第31圖所示。第31圖之橫軸表示電樞4之驅動電流之有效值×線圈之圈數。如第31圖所示,獲得與驅動電流成正比例之推力。在驅動電流很大之情況時,雖然芯子會飽和,推力電流比降低,但是在第31圖所示之實例中,即使至推力320N亦可以抑制至未滿1dB(11%)之降低率。
另外,即使是第1實施形態、第2實施形態之可動子,藉由磁鐵之形狀對可動子長度方向偏斜,亦可使齒槽效應(cogging)變小,可以實現平順之高速直線運動。
1、21、41...可動子
2a、2b、22a、22b、42a、42b...平板狀磁鐵
3...軟質磁性體
4、24、54...電樞
5、25、55...第1副單元
6、26、56...第2副單元
5a、6a、25a、26a、55a、56a、57a、58a、59a...開口部
5b、6b、25b、26b、55b、56b、57b、58b、59b...磁軛部
5c、6c、55c、56d、57c、58c...芯子部
7a、7b、7c、7d、27a、27b、27c、27d...間隙部分
8a、8b、28a、28b、60a、60b...繞組
9、29、61...中空部
10、30、70...線性馬達
11、31、59...間隔物單元
25c、26c...第1芯子部
25d、26d‧‧‧第2芯子部
25e、26e‧‧‧翼肋
43‧‧‧磁鐵保持間隔物
43a‧‧‧孔
43b‧‧‧側框
44‧‧‧線性導軌
57‧‧‧第3副單元
58‧‧‧第4副單元
56c、57d、59c、59d‧‧‧輔助芯子部
551、561、571、581、591‧‧‧第1構件
552、562、572、582、592‧‧‧第2構件
553、563、573、583、593‧‧‧第3構件
71‧‧‧第1中間體
72‧‧‧第2中間體
73‧‧‧第3中間體
第1圖是立體圖,用來表示第1實施形態之可動子之構成。
第2A圖至第2D圖是立體圖,用來表示第1實施形態之電樞之構成。
第3圖是立體圖,用來表示第1實施形態之線性馬達之構成。
第4圖是剖視圖,用來表示第1實施形態之電樞之通電狀態和磁動勢。
第5圖是立體圖,用來表示使用在第1實施形態之電樞之間隔物單元。
第6圖是立體圖,用來表示第2實施形態之可動子之構成。
第7A圖至第7D圖是立體圖,用來表示第2實施形態之電樞之構成。
第8圖是立體圖,用來表示第2實施形態之線性馬達之構成。
第9A圖及第9B圖是剖視圖,用來表示第2實施形態之電樞之通電狀態和磁動勢。
第10圖是立體圖,用來表示使用在第2實施形態之電樞之間隔物單元。
第11圖是立體圖,用來表示第3實施形態之可動子之全體構成。
第12A圖至第12D圖是立體圖,用來表示第3實施形態之可動子之部分構成。
第13圖是立體圖,用來表示第3實施形態之可動子之部分構成之另一實例。
第14A圖至第14E圖是立體圖,用來表示第3實施形態之電樞所使用之第1至第4副單元和間隔物單元之構成。
第15A圖及第15B圖是立體圖,用來表示第3實施形態之電樞之構成。
第16圖是立體圖,用來表示第3實施形態之線性馬達之構成。
第17A圖至第17D圖是俯視圖,用來表示第3實施形態之變化例之電樞之第1至第4副單元和間隔物單元之分刻圖案。
第18A圖至第18C圖是立體圖,用來表示第3實施形態之變化例之電樞之構成。
第19A圖及第19B圖是立體圖,用來表示第3實施形態之變化例之電樞之構成。
第20A圖至第20C圖是俯視圖,用來表示實施例1之電樞之製作所使用之電樞原材料。
第21A圖及第21B圖是俯視圖,用來表示實施例1之線性馬達之構成。
第22圖之圖表是表示實施例1之線性馬達之推力特性之測定結果。
第23A圖及第23B圖是俯視圖,用來表示實施例2之電樞之製作所使用之電樞原材料。
第24圖是俯視圖,用來表示實施例2之線性馬達之構成。
第25圖之圖表是表示實施例2之線性馬達之推力特性之測定結果。
第26圖是俯視圖,用來表示實施例3之電樞之製作所使用之電樞原材料。
第27圖是俯視圖,用來表示實施例3之電樞之製作所使用之電樞原材料。
第28圖是俯視圖,用來表示實施例3之電樞之製作所使用之電樞原材料。
第29圖是表示實施例3之線性馬達之構成之俯視圖和剖視圖。
第30圖之圖表是表示實施例3之線性馬達之推力特性之測定結果。
第31圖之圖表是表示實施例3之線性馬達之推力特性之測定結果。
1‧‧‧可動子
4‧‧‧電樞
5‧‧‧第1副單元
6‧‧‧第2副單元
8a、8b‧‧‧繞組
9‧‧‧中空部
10‧‧‧線性馬達

Claims (11)

  1. 一種電樞,其係貫穿有板狀之可動子之線性馬達之電樞,其特徵在於:交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向延伸設置之芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之寬度方向延伸設置之芯子部;且在上述第1副單元之複數個上述芯子部和/或上述第2副單元之複數個上述芯子部施予繞組。
  2. 如申請專利範圍第1項之電樞,其中,上述第2副單元之上述芯子部係從其中間朝向上述開口部形成推拔狀。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電樞,其中,在相互重疊之上述第1副單元和上述第2副單元之間,以上述芯子部彼此間不接觸之方式,包夾軟質磁性體製之間隔物。
  4. 一種線性馬達,其特徵在於:使可動子貫穿於電樞之第1副單元之開口部和第2副單元之開口部,上述可動子係使板狀磁鐵和板狀之軟質磁性體交替地重疊,上述板狀磁鐵係交替地配置有:在重疊方向之上述可動子之長度方向被磁化之上述板狀磁鐵;以及 在重疊方向之上述長度方向之相反方向被磁化之上述板狀磁鐵;上述電樞係交替地重疊:軟質磁性體製之上述第1副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向延伸設置之芯子部;以及軟質磁性體製之上述第2副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之寬度方向延伸設置之芯子部;且在上述第1副單元之複數個上述芯子部和/或上述第2副單元之複數個上述芯子部施予繞組。
  5. 一種電樞,其係貫穿有板狀之可動子之線性馬達之電樞,其特徵在於:交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之第1芯子部和朝上述可動子之寬度方向延伸設置之第2芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和設在上述第1副單元之第1芯子部和第2芯子部且對稱位置且從上述磁軛部延伸設置之第1芯子部及第2芯子部;且在上述第1副單元和上述第2副單元之複數個上述第2芯子部和/或上述第1副單元和上述第2副單元之複數個上述第1芯子部施予繞組。
  6. 如申請專利範圍第5項之電樞,其中,上述第1副單元和上述第2副單元之第2芯子部係從其中間朝向上述開口部形成推拔狀,且在其上述磁軛部側具有翼肋。
  7. 如申請專利範圍第5或6項之電樞,其中,在相互重疊之上述第1副單元和上述第2副單元之間,以上述第1副單元之第1芯子部或第2芯子部與上述第2副單元之第1芯子部或第2芯子部不接觸之方式,包夾軟質磁性體製之間隔物。
  8. 一種線性馬達,其特徵在於:使可動子貫穿於電樞之第1副單元之開口部和第2副單元之開口部,上述可動子係具有在厚度方向被磁化之複數個板狀磁鐵,上述板狀磁鐵係交替地配置有在厚度方向之一方向被磁化之上述板狀磁鐵和在厚度方向之上述一方向之相反方向被磁化之上述板狀磁鐵;上述電樞係交替地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之第1芯子部及朝上述可動子之寬度方向延伸設置之第2芯子部;以及軟質磁性體製之第2副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和設在上述第1副單元之第1芯子部及第2芯子部之對稱位置且從該磁軛部延伸設置之第1芯子 部和第2芯子部;且在上述第1副單元和上述第2副單元之複數個上述第2芯子部和/或上述第1副單元和上述第2副單元之複數個上述第1芯子部施予繞組。
  9. 一種電樞,其係貫穿有板狀之可動子之線性馬達之電樞,其特徵在於:順序地重疊:軟質磁性體製之第1副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第2副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之輔助芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第3副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之輔助芯子部;以及軟質磁性體製之第4副單元,係具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部; 在上述第1副單元和在上述第2副單元之間、上述第2副單元和上述第3副單元之間、以及上述第3副單元和在上述第4副單元之間,分別設置:具有上述可動子可貫穿之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之兩側延伸設置之輔助芯子部之軟質磁性體製之間隔物單元;在上述第1副單元之芯子部、上述第2副單元之輔助芯子部、上述第3副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之一側之輔助芯子部,一起施予繞組;在上述第2副單元之芯子部、上述第3副單元之輔助芯子部、上述第4副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之另外一側之輔助芯子部,一起施予繞組。
  10. 如申請專利範圍第9項之電樞,其中,上述第1副單元、上述第2副單元、上述第3副單元、上述第4副單元和上述間隔物單元,係分別在上述可動子之厚度方向之相同位置被分割。
  11. 一種線性馬達,其特徵在於:使可動子貫穿於電樞之第1副單元之開口部、第2副單元之開口部、第3副單元之開口部、第4副單元之開口部和間隔物單元之開口部,上述可動子在厚度方向被磁化之複數個板狀磁鐵,係分別在並列形成於非磁性體製之矩形形狀之磁鐵保持間隔物之複數個孔的各個,交替地配置有在厚度方向 之一方向被磁化之上述板狀磁鐵和在厚度方向之上述一方向之相反方向被磁化之上述板狀磁鐵,且在上述磁鐵保持間隔物之寬度方向兩側之朝長度方向延伸之框體,設置線性導軌;上述電樞係順序地重疊有:軟質磁性體製之第1副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第2副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之輔助芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;軟質磁性體製之第3副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部、從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之一側延伸設置之芯子部和從上述磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之輔助芯子部;以及軟質磁性體製之第4副單元,係具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之另外一側延伸設置之芯子部;且在上述第1副單元和上述第2副單元之間、上述第2副單元和上述第3副單元之間、以及上述第3副單元和上述第4副單元之間,分別設置:具有矩形形狀之開口部、配置在該開口部之外側之磁軛部和從該磁軛部朝上述可動子之厚度方向之兩側延伸設置之輔助 芯子部之軟質磁性體製之間隔物單元;在上述第1副單元之芯子部、上述第2副單元之輔助芯子部、上述第3副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之一側之輔助芯子部,一起施予繞組;在上述第2副單元之芯子部、上述第3副單元之輔助芯子部、上述第4副單元之芯子部和上述間隔物單元之上述可動子之厚度方向之另外一側之輔助芯子部,一起施予繞組。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI460966B (zh) * 2009-01-23 2014-11-11 Hitachi Metals Ltd Moving elements and linear motors
WO2011154995A1 (ja) * 2010-06-09 2011-12-15 株式会社 日立製作所 リニアモータおよびそれを用いた位置決め装置
JP5812680B2 (ja) 2011-05-17 2015-11-17 三菱重工業株式会社 リニアバーニアモータ
JP2013046502A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Sinfonia Technology Co Ltd リニアモータ
TWI500241B (zh) * 2012-02-16 2015-09-11 Hitachi Metals Ltd 線性馬達
JP6061372B2 (ja) * 2012-06-28 2017-01-18 国立大学法人東京工業大学 電磁石形アクチュエータ及びこれを用いた平面モータ
WO2014064785A1 (ja) * 2012-10-24 2014-05-01 株式会社日立製作所 リニアモータ及びリニアモータ駆動システム
DE102015111527A1 (de) * 2015-07-16 2017-01-19 Lofelt Gmbh Vibrierender Aktor
US10811950B2 (en) * 2015-08-07 2020-10-20 Hitachi, Ltd. Linear motor and device provided with linear motor
CN111819645B (zh) * 2018-04-16 2022-06-28 科韦里有限公司 磁铁模块制造方法
CN112874126B (zh) * 2021-03-04 2022-11-04 京东方科技集团股份有限公司 贴合治具和具有其的贴合装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641065A (en) * 1984-05-16 1987-02-03 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Moving coil type linear motor
JPH10327571A (ja) * 1997-05-23 1998-12-08 Nikon Corp リニアパルスモータ
JP2002142439A (ja) * 2000-11-06 2002-05-17 Hitachi Ltd リニアモータとその製造方法
US6570273B2 (en) * 2001-01-08 2003-05-27 Nikon Corporation Electric linear motor
WO2007116506A1 (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Hitachi, Ltd. リニアモータ

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4810914A (en) * 1987-03-26 1989-03-07 International Business Machines Corporation Linear actuator with multiple closed loop flux paths essentially orthogonal to its axis
JPH04340352A (ja) * 1991-05-16 1992-11-26 Yaskawa Electric Corp 薄膜磁石モータの可動子の製造方法
EP0580117A3 (en) 1992-07-20 1994-08-24 Tdk Corp Moving magnet-type actuator
JPH0644385A (ja) 1992-07-24 1994-02-18 Fujitsu Ltd Zバッファ制御回路
JP3483959B2 (ja) 1994-10-14 2004-01-06 Tdk株式会社 磁石可動型リニアアクチュエータ及びポンプ
JP3395155B2 (ja) 1999-05-07 2003-04-07 株式会社日立製作所 リニアモータ及びその製造方法
JP2002027731A (ja) 2000-07-06 2002-01-25 Hitachi Kiden Kogyo Ltd リニアモータ
JP2002095232A (ja) 2000-09-18 2002-03-29 Yaskawa Electric Corp リニアモータの電機子構造
JP3945142B2 (ja) * 2000-10-12 2007-07-18 株式会社日立製作所 リニアモータ及びその制御方法
JP3945150B2 (ja) * 2000-11-06 2007-07-18 株式会社日立製作所 リニアモータ
JP3861593B2 (ja) 2000-12-11 2006-12-20 株式会社日立製作所 リニアモータ
JP3846781B2 (ja) * 2002-02-18 2006-11-15 株式会社日立製作所 リニアアクチュエータ
JP3744437B2 (ja) * 2002-02-20 2006-02-08 株式会社日立製作所 駆動装置
JP3855914B2 (ja) * 2002-11-12 2006-12-13 株式会社日立製作所 直線駆動装置
JP3872055B2 (ja) * 2003-06-20 2007-01-24 三菱電機株式会社 リニアモータの電機子
JP2005039883A (ja) 2003-07-15 2005-02-10 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd リニアモータ
JP4089597B2 (ja) * 2003-11-18 2008-05-28 株式会社日立製作所 リニアモータ及びxyステージ
JP4537745B2 (ja) 2004-03-30 2010-09-08 株式会社日立製作所 リニアモータ
JP4497986B2 (ja) 2004-03-31 2010-07-07 山洋電気株式会社 クローポール型三相リニアモータ
JP2006115665A (ja) 2004-10-18 2006-04-27 Toyo Mach & Metal Co Ltd 直線駆動装置
JP2006197722A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Toyo Mach & Metal Co Ltd 直線駆動装置
JP2006320035A (ja) 2005-05-10 2006-11-24 Hitachi Ltd リニアモータ
JP2007312575A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Toyo Mach & Metal Co Ltd 直線駆動装置
JPWO2008047461A1 (ja) 2006-10-20 2010-02-18 株式会社日立製作所 リニアモータ
JPWO2008117345A1 (ja) * 2007-02-23 2010-07-08 株式会社日立製作所 リニアモータ及びその制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641065A (en) * 1984-05-16 1987-02-03 Toyota Shatai Kabushiki Kaisha Moving coil type linear motor
JPH10327571A (ja) * 1997-05-23 1998-12-08 Nikon Corp リニアパルスモータ
JP2002142439A (ja) * 2000-11-06 2002-05-17 Hitachi Ltd リニアモータとその製造方法
TW561670B (en) * 2000-11-06 2003-11-11 Hitachi Ltd Linear motor and method of producing the same
US6570273B2 (en) * 2001-01-08 2003-05-27 Nikon Corporation Electric linear motor
WO2007116506A1 (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Hitachi, Ltd. リニアモータ

Also Published As

Publication number Publication date
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WO2010058500A1 (ja) 2010-05-27
US20110221283A1 (en) 2011-09-15
EP2360817A1 (en) 2011-08-24
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EP2360817A4 (en) 2017-05-17
US8884473B2 (en) 2014-11-11
KR101657276B1 (ko) 2016-09-13
JP5434917B2 (ja) 2014-03-05
JPWO2010058500A1 (ja) 2012-04-19
TW201021370A (en) 2010-06-01

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