WO2009116343A1 - モジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an AC three-phase linear motor armature that is used in various industrial machines such as, for example, electrical component mounting apparatuses, semiconductor-related apparatuses, and machine tools, and is suitable for driving a linear motion mechanism, and in particular, a lead.
- the present invention relates to a modular linear motor armature in which a section and a neutral point processing section are separated, a modular linear motor including the same, and a conveying apparatus.
- an armature that is used in various industrial machines such as an electrical component mounting apparatus, a semiconductor or liquid crystal manufacturing apparatus, or a machine tool, and is suitable for driving a linear motion mechanism, and in which a plurality of modules are combined.
- a modular linear motor armature and a linear motor including the above (for example, see Patent Document 1).
- the modular linear motor armature described in Patent Document 1 is composed of at least a base end side module, an intermediate module, and a front end side module. By combining these plural modules, mounting and the like can be performed. It is designed to improve workability and productivity by mass production effect. JP 2001-275336 A (specifications, pages 5-7, FIG. 1)
- the invention according to claim 1 is a modular linear structure in which a plurality of armature units each having m-phase (m is an integer) armature winding composed of a plurality of coil groups are connected in the direction of thrust.
- armature winding composed of a plurality of coil groups
- a connection terminal for connecting the lead of the armature winding is provided, and the armature is formed by multiple connection in the thrust direction.
- the armature unit located at the forefront of the group is provided with a lead connection unit for connecting the terminal output of the lead of the armature winding and supplying power from an external power source, and at the end of the armature group
- the armature unit located in the section is provided with a neutral point unit for connecting the neutral points of the armature winding.
- the invention according to claim 3 is the modular linear motor armature according to claim 1 or 2, wherein each of the electric linear motor armatures cancels the cogging thrust generated at the teeth at both ends of the armature unit.
- a sub-tooth is incorporated in the lead part connecting unit and the neutral point unit connected to the child unit.
- the lead portion connecting unit includes a pole sensor portion that detects an initial magnetic pole of the linear motor. It is a feature.
- the armature unit, the lead portion connecting unit, and the neutral point unit are arranged in parallel (n is The integer of 2 or more), the lead part connection unit distributes the current supplied from the external power source to the lead part connection unit by n, and supplies the current divided by the distribution circuit to each armature unit.
- n is The integer of 2 or more
- the lead part connection unit distributes the current supplied from the external power source to the lead part connection unit by n, and supplies the current divided by the distribution circuit to each armature unit.
- a terminal to be connected to each armature unit is provided, and the neutral point unit is provided with a connection circuit and a terminal for individually connecting a terminal portion of the armature winding of each armature unit. It is characterized by.
- each of the armature units is divided into a plurality of armature blocks.
- the invention according to claim 7 is the modular linear motor armature according to claim 1, wherein each armature unit is formed by resin molding with a plurality of coil groups arranged at equal intervals in the longitudinal direction of the substrate.
- the coreless armature is formed by fixing the armature winding to be fixed on the armature base.
- the length of the armature base in the thrust direction is an integral multiple of an electrical angle of 360 °.
- the invention according to claim 9 is the modular linear motor armature according to claim 7, wherein the electrical phase arrangement between the armature units is arranged so as to have a phase shift of 120 ° or 240 ° in electrical angle. It is characterized by that.
- the invention according to claim 10 is the modular linear motor armature according to claim 7 or 9, wherein the connection of each armature unit is connected by either serial connection or parallel connection.
- the invention according to claim 11 is the modular linear motor armature according to claim 1, wherein both ends of the armature base, the armature lead part connecting unit, and the end of the neutral point unit are connected by connectors. It is characterized by the structure.
- the modular armature according to any one of the first to eleventh aspects is disposed opposite to the armature via a magnetic air gap, and the fixed portion is alternately polarized.
- a plurality of different permanent magnets arranged side by side, and either the armature or the field magnet as a stator and the other as a mover, the field and the armature are relatively It is a modular linear motor that is designed to run.
- the invention of claim 13 is characterized in that it is a transport device that travels a moving table using the modular linear motor of claim 12.
- an armature having a plurality of thrust specifications can be realized with one type of modular armature.
- the cogging thrust generated at the front and rear end portions of the linear motor can be reduced.
- the linear motor when the linear motor is turned on, it can be driven immediately.
- the invention described in claim 5 it is possible to realize an increase in thrust in the width direction with one type of modular armature.
- the core blocks of the armature can be easily connected and arranged, and assembly can be facilitated.
- an armature having a plurality of thrust specifications can be realized with one type of modular armature.
- connection structure of the lead portion connection unit and the neutral point unit is shared with the modular armature connection structure, Each unit can be attached and detached freely, and a modular armature with low product cost can be provided.
- a modular linear motor having the effect of the modular armature described in claims 1-11 can be obtained.
- FIG. 6 is a modified embodiment of the lead portion connection unit in the first embodiment, where (a) shows the case of lead lateral placement and (b) shows the case of lead upward placement.
- FIG. 9 is a plan view of a parallel lead unit connecting unit according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 2 shows an overall configuration of a modular cored linear motor armature to which a parallel type lead portion connecting unit according to a second embodiment is applied, in which (a) is an exploded plan view, and (b) is an exploded view of them. It is the combined top view.
- (a) is the front view and side view which showed the outline, (b) is each electric machine The side view which decomposed
- FIG. 1 is a plan view showing the entire configuration of a modular cored linear motor armature according to a first embodiment of the present invention, in which a modular armature unit, a lead connection unit, and a neutral point unit are disassembled. is there.
- reference numeral 1 denotes a modular armature unit, in which an armature core (not shown) composed of a plurality of coil groups is mounted on an armature core (not shown), and before and after the unit. The end has a connector structure for enabling power supply to the armature.
- 2 is a lead connection unit
- 3 is a neutral point unit
- 4 is a pole sensor.
- connection terminals (connectors 7) that connect the leads of the armature winding are provided at both ends of the armature unit 1, and the armature winding is provided at one end of the armature unit 1.
- FIG. 9 shows a side sectional view of a general modular linear motor with a core.
- the interior of the armature unit 1 used in this embodiment (FIG. 1) is basically the same as the linear motor of FIG. 9, and in FIG.
- the armature unit 1 is divided into a plurality of armature blocks 20 and arranged in the direction of thrust.
- a cored armature structure formed on the armature base 24 is configured.
- a block core of each armature block 20 includes a plurality of teeth 20a having an integral multiple of the number of phases arranged at an equal pitch in the longitudinal direction of the armature core made of a magnetic material, and an armature concentratedly wound around the teeth 20a.
- a coil 21 is provided.
- Such an armature unit 1 is disposed opposite to a stator 21 including a yoke 23 and a field magnetic pole 22 arranged on the yoke 23 at an equal pitch through a magnetic gap. Further, as shown in FIG.
- the lead connection unit 2 has a built-in pole sensor 4 for detecting the initial magnetic pole of the linear motor. If no pole sensor is built in, a magnetic pole detection operation by software is required.
- FIG. 2 is a plan view showing an example in which two modular armature units of the first embodiment are connected in series.
- armature unit 1 an example of one modular armature (armature unit 1) has been described, but in FIG. 2, a plurality (two in this case) of the armature units 1 are sequentially connected in the direction of thrust.
- a modular linear motor armature constructed as described above will be described. That is, in FIG. 2, each modular armature unit 1 is provided with a connection terminal (connector 7) for connecting the lead of the armature winding, and the armature group formed by multiple connection in the thrust direction.
- the armature unit 1 located at the foremost part is provided with a lead connection unit 2 for connecting the terminal output of the lead of the armature winding and supplying power from an external power source, and the last part of the armature group
- the armature unit 1 located in the center is provided with a neutral point unit 3 for connecting the neutral points of the armature winding, and the lead portion connection unit 2 and the neutral point unit 3 are connected to the modular armature.
- the structure is separated from 1. With this configuration, two modular armatures are connected in series, a lead connection unit is connected to the front end, and a neutral point unit is connected to the rear, thereby realizing a linear motor with double thrust. be able to.
- a moving magnetic field can be generated by applying m-phase alternating current to the armature winding lead in the armature unit shown in FIG.
- the motor operates as a synchronous motor.
- the motor can operate as an induction motor.
- the lead connection unit 2 for supplying power from an external power source is provided at one end of the armature unit, and the neutral point of the armature winding is connected to the other end of the armature unit 1.
- a neutral point unit 3 to be processed is provided, and the lead portion connection unit 2 and the neutral point unit 3 are separated from the modular armature 1, and the armature unit 1, the lead portion connection unit 2, and the neutral point unit Since each end of 3 is connected by a connector, when a plurality of modular armatures need to be connected in multiple connection, the connection structure of the lead connection unit 2 and the neutral point unit 3 is the connection structure of the modular armature 1 Because of the common use of parts, multiple thrust specification electric machines that can increase thrust variation using one type of modular armature Can be realized, moreover freely attached and detached of each unit, it is possible to product cost to provide a cheap modular type armature.
- the lead connection unit has a built-in pole sensor unit that detects the initial magnetic pole of the linear motor, it can be immediately driven when the linear motor is turned on.
- FIGS. 3A and 3B show a modified embodiment of the lead portion connecting unit in the first embodiment, wherein FIG. 3A shows the case of lead lateral placement, and FIG. 3B shows the case of lead lead up.
- the lead connection unit 2 uses three types of lead-out in which the lead-out direction is the thrust direction of the linear motor, or lateral or vertical out in a direction perpendicular to the thrust direction of the linear motor.
- the lead extraction direction of the armature unit can be changed flexibly, space saving can be achieved without complicating the wire connection process and the cable process.
- FIG. 4 is a plan view of a parallel type lead portion connecting unit according to a second embodiment of the present invention
- FIG. 5 is a modular type linear with a core to which the parallel type lead portion connecting unit according to the second embodiment is applied.
- 1 shows an overall configuration of a motor armature, in which (a) is a plan view in which they are disassembled, and (b) is a plan view in which they are combined.
- the unit 2 supplies to each armature unit 1 a distribution circuit (not shown) that divides current supplied to the lead connection unit 2 from an external power supply (not shown) into n, and a current divided by the distribution circuit (not shown).
- a terminal connected to each armature unit 1 is provided, and the neutral point unit 3 includes a connection circuit and a terminal (not shown) that individually connect the end portions of the armature windings of each armature unit 1. It is the point which has the composition which provided.
- the second embodiment has a structure in which the lead portion and the modular armature unit are separated. When the linear motor thrust is increased, the parts can be shared. . With this configuration, two modular armature units are connected in parallel, the lead end parallel unit 6 is connected to the front end, and the neutral point unit is connected to the rear end, so that the linear motor has double thrust. Can be realized.
- the second embodiment of the present invention it is possible to realize an increase in thrust in a direction perpendicular to the thrust direction, that is, a so-called width direction of the modular armature, with one type of modular armature.
- two types of thrust expansion methods can be taken in parallel and in series with one type of modular armature unit, so that productivity of linear motors can be greatly improved, such as product inventory management and parts inventory management.
- FIG. 6 is an example in which two modular coreless linear motor armatures according to a third embodiment of the present invention are connected in series, and (a) is a front view and a side view schematically showing the same. ) Is a side view in which each armature unit is disassembled, and (c) is a side view in which each armature unit is connected.
- reference numeral 11 denotes a field magnet, and a magnet 11 b attached at equal intervals so that different poles face each other through a gap and alternately change polarity inside a U-shaped field yoke 11 a.
- Consists of Reference numeral 12 denotes an armature unit
- the armature unit 12 has an armature winding formed by resin molding by arranging a plurality of coil groups in the longitudinal direction of the board as a board kumi 12c, and the board kumi 12c is used as an armature. It is fixed on the base 12d to constitute a coreless modular linear motor armature. Then, the front and rear ends of the armature base 12d have a structure having a connector 15, and a plurality of armature units 12 can be connected to each other.
- a lead-out unit 13 has a connector 16 and is connected to the front end connector 15 of the armature base 12d.
- Reference numeral 14 denotes a neutral point unit having a connector 17, which is connected to the rear end connector 15 of the armature base 12d and performs neutral point connection processing of the armature winding.
- FIG. 7 is an example in which two modular coreless linear motor armatures according to a fourth embodiment of the present invention are connected in series, where (a) is a side view thereof and (b) is a side view thereof. .
- an armature coil cannot be arranged at the connecting portion of each armature. Therefore, as shown in FIG. 7A, when the armature length is an integral multiple of an electrical angle of 360 °, thrust The space that does not contribute to the generation becomes large, and the motor constant density becomes small when viewed as a whole module.
- FIG. 7A when the armature length is an integral multiple of an electrical angle of 360 °, thrust The space that does not contribute to the generation becomes large, and the motor constant density becomes small when viewed as a whole module.
- FIG. 8 shows an example of a modular coreless linear motor armature to which a parallel lead unit connecting unit according to a fifth embodiment of the present invention is applied.
- FIGS. 6 and 7 are examples in which a plurality of armatures are connected in series.
- FIG. 8A is an exploded side view of the armature unit 12, the lead-out unit 13, and the neutral point unit 14.
- (b) is a plan view of (a)
- (c) is a side view in which the units of (a) are connected
- (d) is a plan view of (c).
- Embodiment 3-5 of the present invention in a coreless linear motor having features of magnetic attraction force-less and cogging-less and capable of low-speed ripple driving as compared with a cored linear motor, several thousand to several tens of thousands N It is possible to cope with all the thrust specifications by connecting a plurality of one type of armature modules in series or in parallel. Moreover, since the number of parts can be reduced to a minimum by sharing parts, the motor can be manufactured at low cost and can be provided to customers at low cost.
- the lead wire portion and the neutral point portion in the modular armature structure of the linear motor are separated and unitized to change the length specification of the armature lead wire according to customer specifications. Therefore, it is possible to provide a modular linear motor combining a plurality of modular armatures that can realize a large thrust specification by connecting multiple modular armature parts in series or in parallel.
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Abstract
推力増大の場合には、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することができると共に、安価なモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置を提供する。 各々のモジュラー電機子ユニット（１）に電機子巻線のリードを接続するコネクタを配備し、推力方向に向かって複数個の電機子ユニットを多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニット（１）には、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するリード部接続ユニット（２）を設け、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニット（１）には、該電機子巻線の中性点を結線処理する中性点ユニット（３）を設け、リード部接続ユニット（２）及び中性点ユニット（３）を、モジュラー電機子（１）から分離した。
Description
本発明は、例えば、電気部品実装装置、半導体関連装置あるいは工作機械などの各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適なＡＣ３相のリニアモータ電機子に係り、特にリード部と中性点処理部を分離させたモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置に関する。
従来、例えば、電気部品実装装置、半導体または液晶関連の製造装置あるいは工作機械などの各種産業機械に使用されると共に、その直動機構の駆動用に好適で、しかも複数のモジュールを組み合わせた電機子を具備するモジュラー形リニアモータ電機子およびリニアモータが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子は、少ななくとも基端側モジュールと、中間モジュールと、先端側モジュールとから構成されており、これらの複数のモジュールを組み合わせることで、取付等の作業性の向上と、量産効果による生産性を向上するようになっている。
特開２００１－２７５３３６号公報（明細書第５－７頁、図１）
特許文献１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子は、少ななくとも基端側モジュールと、中間モジュールと、先端側モジュールとから構成されており、これらの複数のモジュールを組み合わせることで、取付等の作業性の向上と、量産効果による生産性を向上するようになっている。
ところが、従来のモジュラー形リニアモータ電機子はリード線部と電機子とが分離されていないため、同じ機種のモジュラー形電機子をリニアモータの推力方向と直交する方向に並列に配置する際には、各々の電機子端部からリード線がそれぞれ２本出ることになるため、結線処理、ケーブル処理など面倒になるという問題があった。
また、同様にモジュラー形電機子を直列に多連結接続する際も結線処理が複雑になることから、総じて必要に応じて電機子数を可変にし、脱着可能なモジュラー形電機子とは別に、リード線部も自由に脱着可能にできる構造が要求されていた。
さらに、近年、液晶、半導体製造分野を始めあらゆる市場において、リニアモータの大推力化のニーズが高まっているが、例えば、リニアモータの必要推力に対してその都度新規設計を行うと共に、推力を変化させた機種のラインナップを考えた場合、ラインナップの数を増やした分だけリニアモータ電機子の機種も増えることになる。そのため、このような状況の下で、リニアモータの客先仕様によっては電機子の推力方向長さ、電機子コイルの形状や数の他、電機子のリード線の長さ仕様も異なるため、特に、複数のモジュラー形電機子を直列に多連結配置したり、あるいは並列に多連結配置したりする組み合わせを行うと、かなり多くの製品ラインナップを準備する必要があり、製品コスト、ひいては客先製品価格、納期などに影響を与えるという問題があった。
そこで、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様の実現を維持しつつ、製品コストが安いモジュラー形電機子が要求されていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、リニアモータのモジュラー形電機子構造におけるリード線部と中性点部を分離すると共に、推力増大の場合には、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することができると共に、安価なモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置を提供することを目的とする。
また、同様にモジュラー形電機子を直列に多連結接続する際も結線処理が複雑になることから、総じて必要に応じて電機子数を可変にし、脱着可能なモジュラー形電機子とは別に、リード線部も自由に脱着可能にできる構造が要求されていた。
さらに、近年、液晶、半導体製造分野を始めあらゆる市場において、リニアモータの大推力化のニーズが高まっているが、例えば、リニアモータの必要推力に対してその都度新規設計を行うと共に、推力を変化させた機種のラインナップを考えた場合、ラインナップの数を増やした分だけリニアモータ電機子の機種も増えることになる。そのため、このような状況の下で、リニアモータの客先仕様によっては電機子の推力方向長さ、電機子コイルの形状や数の他、電機子のリード線の長さ仕様も異なるため、特に、複数のモジュラー形電機子を直列に多連結配置したり、あるいは並列に多連結配置したりする組み合わせを行うと、かなり多くの製品ラインナップを準備する必要があり、製品コスト、ひいては客先製品価格、納期などに影響を与えるという問題があった。
そこで、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様の実現を維持しつつ、製品コストが安いモジュラー形電機子が要求されていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、リニアモータのモジュラー形電機子構造におけるリード線部と中性点部を分離すると共に、推力増大の場合には、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することができると共に、安価なモジュラー形リニアモータ電機子およびそれを備えたモジュラー形リニアモータ並びに搬送装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１の発明は、複数のコイル群からなるｍ相（ｍは整数）の電機子巻線を装着してなる電機子ユニットを推力の方向に複数個順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットにおける一方端および他方端には、前記電機子巻線のリードを接続する接続用端子を配備しており、前記推力方向に多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニットを設けると共に、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線の中性点を結線処理を行うための中性点ユニットを設けたことを特徴としている。
また、請求項２の発明は、請求項１記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された複数のティースに前記電機子巻線を集中巻きにより巻回すると共に、電機子ベース上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成してあることを特徴としている。
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ユニットの両端部におけるティ－スで生じるコギング推力を相殺するように、前記各々の電機子ユニットに接続される前記リード部接続ユニットおよび前記中性点ユニットには、サブティースが組み込まれていることを特徴としている。
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記リード部接続ユニットには、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されていることを特徴としている。
また、請求項５の発明は、請求項１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ユニットおよび前記リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットをｎ個の並列配置構成とし（ｎは２以上の整数）、前記リード部接続ユニットは、外部電源から該リード部接続ユニットに供給される電流をｎ分割する分配回路と、該分配回路により分割された電流を各電機子ユニットに供給するように前記各電機子ユニットと接続する端子を設けてあり、前記中性点ユニットは、各々の電機子ユニットの電機子巻線の終端部を個別に接続する接続回路と端子を設けてあることを特徴としている。
また、請求項６の発明は、請求項１または２に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、複数の電機子ブロックに分割されたことを特徴としている。
また、請求項７の発明は、請求項１記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、基板の長手方向に向かって複数のコイル群を等間隔に並べて樹脂成形してなる電機子巻線を、電機子ベース上に固定してなるコアレス形電機子を構成してあることを特徴としている。
また、請求項８の発明は、請求項７記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ベースの推力方向長さを電気角３６０°の整数倍とすることを特徴としている。
また、請求項９の発明は、請求項７記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニット間の電気位相配置は、電気角１２０°もしくは２４０°の位相ずれをもたせように配置したことを特徴としている。
また、請求項１０の発明は、請求項７または９に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットの結線は直列接続または並列接続の何れかにより接続したことを特徴としている。
また、請求項１１の発明は、請求項１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ベースの両端および前記電機子リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットの端部はコネクタによる接続構成となっていることを特徴としている。
また、請求項１２の発明は、請求項１～１１の何れか１項に記載のモジュラー形電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に固定部に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたモジュラー形リニアモータであることを特徴としている。
また、請求項１３の発明は、請求項１２記載のモジュラー形リニアモータを用いて移動テーブルを走行させる搬送装置であることを特徴としている。
請求項１の発明は、複数のコイル群からなるｍ相（ｍは整数）の電機子巻線を装着してなる電機子ユニットを推力の方向に複数個順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットにおける一方端および他方端には、前記電機子巻線のリードを接続する接続用端子を配備しており、前記推力方向に多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニットを設けると共に、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線の中性点を結線処理を行うための中性点ユニットを設けたことを特徴としている。
また、請求項２の発明は、請求項１記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された複数のティースに前記電機子巻線を集中巻きにより巻回すると共に、電機子ベース上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成してあることを特徴としている。
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ユニットの両端部におけるティ－スで生じるコギング推力を相殺するように、前記各々の電機子ユニットに接続される前記リード部接続ユニットおよび前記中性点ユニットには、サブティースが組み込まれていることを特徴としている。
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記リード部接続ユニットには、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されていることを特徴としている。
また、請求項５の発明は、請求項１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ユニットおよび前記リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットをｎ個の並列配置構成とし（ｎは２以上の整数）、前記リード部接続ユニットは、外部電源から該リード部接続ユニットに供給される電流をｎ分割する分配回路と、該分配回路により分割された電流を各電機子ユニットに供給するように前記各電機子ユニットと接続する端子を設けてあり、前記中性点ユニットは、各々の電機子ユニットの電機子巻線の終端部を個別に接続する接続回路と端子を設けてあることを特徴としている。
また、請求項６の発明は、請求項１または２に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、複数の電機子ブロックに分割されたことを特徴としている。
また、請求項７の発明は、請求項１記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットは、基板の長手方向に向かって複数のコイル群を等間隔に並べて樹脂成形してなる電機子巻線を、電機子ベース上に固定してなるコアレス形電機子を構成してあることを特徴としている。
また、請求項８の発明は、請求項７記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ベースの推力方向長さを電気角３６０°の整数倍とすることを特徴としている。
また、請求項９の発明は、請求項７記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニット間の電気位相配置は、電気角１２０°もしくは２４０°の位相ずれをもたせように配置したことを特徴としている。
また、請求項１０の発明は、請求項７または９に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記各々の電機子ユニットの結線は直列接続または並列接続の何れかにより接続したことを特徴としている。
また、請求項１１の発明は、請求項１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子において、前記電機子ベースの両端および前記電機子リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットの端部はコネクタによる接続構成となっていることを特徴としている。
また、請求項１２の発明は、請求項１～１１の何れか１項に記載のモジュラー形電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に固定部に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたモジュラー形リニアモータであることを特徴としている。
また、請求項１３の発明は、請求項１２記載のモジュラー形リニアモータを用いて移動テーブルを走行させる搬送装置であることを特徴としている。
請求項１、２に記載の発明によると、１種類のモジュラー電機子で複数の推力仕様の電機子を実現することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、リニアモータの前後両端部に生じるコギング推力を相殺低減することができる。
また、請求項４の記載の発明によれば、リニアモータ電源投入時、即駆動可能な状態にすることができる。
また、請求項５に記載の発明によると、１種類のモジュラー電機子で幅方向に推力増加を実現することができる。
また、請求項６に記載の発明によると、電機子のコアブロックを容易に多連結配置することができ、組立も容易にできる。
また、請求項１、７記載の発明によると、１種類のモジュラー電機子で複数の推力仕様の電機子を実現することができる。
また、請求項８記載の発明によると、電機子を複数個連結する際に、電機子間の微細な位相調整を必要とせず、電機子ベースの突き当てのみで位相合わせができ、モータ性能を確保できるため、機械へのモータ組込時の作業時間を短縮することが可能となる。
また、請求項９記載の発明によると、複数個の電機子の連結部、つまり、推力発生に寄与しないスペースを削減することが可能となる。
また、請求項１０記載の発明によると、仕様に電流制限がある場合は直列結線とし、仕様に電圧制限がある場合は並列結線とする等、あらゆる仕様に対応することが可能となる。
また、請求項１１記載の発明によると、電機子を多連結配置する場合、リード部接続ユニットおよび中性点ユニットの接続構造がモジュラー電機子の接続構造に対して部品の共用化が図られ、各ユニットの着脱が自在で、製品コストが安いモジュラー形電機子を提供できる。
また、請求項１２記載の発明によると、請求項１～１１に記載のモジュラー形電機子の効果を有するモジュラー形リニアモータを得ることができる。
また、請求項１３記載の発明によると、請求項１２記載のモジュラー形リニアモータの効果を有する搬送装置を得ることができる。
また、請求項３に記載の発明によると、リニアモータの前後両端部に生じるコギング推力を相殺低減することができる。
また、請求項４の記載の発明によれば、リニアモータ電源投入時、即駆動可能な状態にすることができる。
また、請求項５に記載の発明によると、１種類のモジュラー電機子で幅方向に推力増加を実現することができる。
また、請求項６に記載の発明によると、電機子のコアブロックを容易に多連結配置することができ、組立も容易にできる。
また、請求項１、７記載の発明によると、１種類のモジュラー電機子で複数の推力仕様の電機子を実現することができる。
また、請求項８記載の発明によると、電機子を複数個連結する際に、電機子間の微細な位相調整を必要とせず、電機子ベースの突き当てのみで位相合わせができ、モータ性能を確保できるため、機械へのモータ組込時の作業時間を短縮することが可能となる。
また、請求項９記載の発明によると、複数個の電機子の連結部、つまり、推力発生に寄与しないスペースを削減することが可能となる。
また、請求項１０記載の発明によると、仕様に電流制限がある場合は直列結線とし、仕様に電圧制限がある場合は並列結線とする等、あらゆる仕様に対応することが可能となる。
また、請求項１１記載の発明によると、電機子を多連結配置する場合、リード部接続ユニットおよび中性点ユニットの接続構造がモジュラー電機子の接続構造に対して部品の共用化が図られ、各ユニットの着脱が自在で、製品コストが安いモジュラー形電機子を提供できる。
また、請求項１２記載の発明によると、請求項１～１１に記載のモジュラー形電機子の効果を有するモジュラー形リニアモータを得ることができる。
また、請求項１３記載の発明によると、請求項１２記載のモジュラー形リニアモータの効果を有する搬送装置を得ることができる。
１ モジュラー電機子ユニット
２ リード部接続ユニット
２ａ リード
３ 中性点ユニット
４ ポールセンサ
５ サブティース
６ 並列ユニット
７、８、９ コネクタ
１１ 界磁
１１ａ 界磁ヨーク
１１ｂ マグネット
１２ 電機子ユニット
１２ｃ キバンクミ
１２ｄ 電機子ベース
１３ リード出しユニット
１４ 中性点ユニット
１５、１６、１７ コネクタ
２０ 電機子ブロック
２０ａ ティース
２１ 電機子コイル
２２ 界磁磁極
２３ ヨーク
２4 電機子ベース
２ リード部接続ユニット
２ａ リード
３ 中性点ユニット
４ ポールセンサ
５ サブティース
６ 並列ユニット
７、８、９ コネクタ
１１ 界磁
１１ａ 界磁ヨーク
１１ｂ マグネット
１２ 電機子ユニット
１２ｃ キバンクミ
１２ｄ 電機子ベース
１３ リード出しユニット
１４ 中性点ユニット
１５、１６、１７ コネクタ
２０ 電機子ブロック
２０ａ ティース
２１ 電機子コイル
２２ 界磁磁極
２３ ヨーク
２4 電機子ベース
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例によるモジュラー形のコア付きリニアモータ電機子の全体構成を示す平面図であり、モジュラー電機子ユニット、リード部接続ユニット、中性点ユニットを分解したものである。
図1において、１はモジュラー電機子ユニットであり、図示しない電機子コアに複数のコイル群からなるｍ相（ｍは整数）の電機子巻線（不図示）を装着すると共に、該ユニットの前後端は電機子への電力通電を可能とするためのコネクタ構造となっている。
また、２はリード部接続ユニット、３は中性点ユニット、４はポールセンサ。５はサブティースであり、リード部接続ユニット２と中性点ユニット３はモジュラー電機子１と同じくコネクタ構造となっている。
本発明の特徴が従来技術と異なる点は、以下のとおりである。
すなわち、図１において、電機子ユニット１における両端には、電機子巻線のリードを接続する接続用端子（コネクタ７）を配備しており、該電機子ユニット１の一方端には電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニット２を設けると共に、電機子ユニット１の他方端には電機子巻線の中性点を結線処理するための中性点ユニット３を設けており、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３は、モジュラー電機子１から分離された構造となっている点である。それから、リード部接続ユニット２並びに中性点ユニット３の端部はそれぞれ電機子ユニット１の端部と同様にコネクタ８、９を有した接続構成となっている。
ここで、図９は一般のコア付きモジュラー形リニアモータの側断面図を示している。
本実施例（図１）に用いる電機子ユニット１の内部は、図９のリニアモータと基本的に同じであって、図９では、複数の電機子ブロック２０に分割して推力の方向に配列してあり、電機子ベース２４上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成したものとなっている。各電機子ブロック２０のブロックコアは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された相数の整数倍となる複数のティース２０ａと前記ティース２０ａに集中巻きした電機子コイル２１とが設けられている。このような電機子ユニット１は、磁気的空隙を介して、ヨーク２３と、ヨーク２３上に等ピッチで配列した界磁磁極２２よりなる固定子２１に対して、対向配置されている。
また、図１に示すようにリード部接続ユニット２および中性点ユニット３には、電機子ユニット１をコネクタ（７、８、９）により接続して一体化した場合の影響を考慮して、電機子ユニット１の両端部におけるティ－スで生じるコギング推力を相殺するためのサブティース５が組み込まれている。
また、図１において、リード部接続ユニット２には、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ４が内蔵されたものとなっている。なお、ポールセンサが内蔵されていない場合には、ソフトウェアによる磁極検出動作が必要となる。
図1において、１はモジュラー電機子ユニットであり、図示しない電機子コアに複数のコイル群からなるｍ相（ｍは整数）の電機子巻線（不図示）を装着すると共に、該ユニットの前後端は電機子への電力通電を可能とするためのコネクタ構造となっている。
また、２はリード部接続ユニット、３は中性点ユニット、４はポールセンサ。５はサブティースであり、リード部接続ユニット２と中性点ユニット３はモジュラー電機子１と同じくコネクタ構造となっている。
本発明の特徴が従来技術と異なる点は、以下のとおりである。
すなわち、図１において、電機子ユニット１における両端には、電機子巻線のリードを接続する接続用端子（コネクタ７）を配備しており、該電機子ユニット１の一方端には電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニット２を設けると共に、電機子ユニット１の他方端には電機子巻線の中性点を結線処理するための中性点ユニット３を設けており、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３は、モジュラー電機子１から分離された構造となっている点である。それから、リード部接続ユニット２並びに中性点ユニット３の端部はそれぞれ電機子ユニット１の端部と同様にコネクタ８、９を有した接続構成となっている。
ここで、図９は一般のコア付きモジュラー形リニアモータの側断面図を示している。
本実施例（図１）に用いる電機子ユニット１の内部は、図９のリニアモータと基本的に同じであって、図９では、複数の電機子ブロック２０に分割して推力の方向に配列してあり、電機子ベース２４上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成したものとなっている。各電機子ブロック２０のブロックコアは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された相数の整数倍となる複数のティース２０ａと前記ティース２０ａに集中巻きした電機子コイル２１とが設けられている。このような電機子ユニット１は、磁気的空隙を介して、ヨーク２３と、ヨーク２３上に等ピッチで配列した界磁磁極２２よりなる固定子２１に対して、対向配置されている。
また、図１に示すようにリード部接続ユニット２および中性点ユニット３には、電機子ユニット１をコネクタ（７、８、９）により接続して一体化した場合の影響を考慮して、電機子ユニット１の両端部におけるティ－スで生じるコギング推力を相殺するためのサブティース５が組み込まれている。
また、図１において、リード部接続ユニット２には、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ４が内蔵されたものとなっている。なお、ポールセンサが内蔵されていない場合には、ソフトウェアによる磁極検出動作が必要となる。
図２は、第１実施例のモジュラー電機子ユニットを２個直列に連結させた事例を示す平面図である。
図１では、１個のモジュラー電機子（電機子ユニット１）の例を示して説明したが、図２では、該電機子ユニット１を推力の方向に複数個（ここでは２個）順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子について説明する。
すなわち、図２において、各々のモジュラー電機子ユニット１に電機子巻線のリードを接続する接続用端子（コネクタ７）を配備しており、推力方向に向かって多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニット１には、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニット２を設け、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニット１には、該電機子巻線の中性点を結線処理するための中性点ユニット３を設けると共に、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３を、モジュラー電機子１から分離した構造となっている。
このような構成にすることで、２台のモジュラー電機子を直列接続させ、前端にはリード部接続ユニットを後部には中性点ユニットを接続させることで２倍の推力のリニアモータを実現することができる。
図１では、１個のモジュラー電機子（電機子ユニット１）の例を示して説明したが、図２では、該電機子ユニット１を推力の方向に複数個（ここでは２個）順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子について説明する。
すなわち、図２において、各々のモジュラー電機子ユニット１に電機子巻線のリードを接続する接続用端子（コネクタ７）を配備しており、推力方向に向かって多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニット１には、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニット２を設け、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニット１には、該電機子巻線の中性点を結線処理するための中性点ユニット３を設けると共に、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３を、モジュラー電機子１から分離した構造となっている。
このような構成にすることで、２台のモジュラー電機子を直列接続させ、前端にはリード部接続ユニットを後部には中性点ユニットを接続させることで２倍の推力のリニアモータを実現することができる。
次に、第１実施例におけるモジュラー電機子を２個直列接続した場合による推力増加と部品数の関係は、基本的には次のような表１の関係で表すことができる。
その動作については、図２に示す電機子ユニットにおける電機子巻線のリードにｍ相交流通電することで、移動磁界を発生させることができるが、該電機子ユニットを図示しない永久磁石界磁と組み合わせれば同期形モータとして動作し、永久磁石界磁に替えて導電性材料を備えた界磁と、該電機子ユニットとの組み合わせを行った場合では、誘導形モータとして動作することができる。
したがって、本発明の第１実施例は電機子ユニットの一方端に外部電源から電源を供給するリード部接続ユニット２を設け、電機子ユニット１の他方端に電機子巻線の中性点を結線処理する中性点ユニット３を設け、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３を、モジュラー電機子１から分離する構造とすると共に、電機子ユニット１、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３の各端部をコネクタにより接続したので、複数のモジュラー形電機子を多連結配置する必要がある場合、リード部接続ユニット２および中性点ユニット３の接続構造がモジュラー電機子１の接続構造に対して部品の共用化が図られていることから、１種類のモジュラー電機子を用いて推力のバリエーションを増やすことのできる複数の推力仕様の電機子を実現することができ、しかも各ユニットの着脱が自在で、製品コストが安いモジュラー形電機子を提供することができる。
また、リード部接続ユニットおよび中性点ユニットにサブティースが組み込まれているので、リニアモータの前後両端部に生じるコギング推力を相殺低減することができる。
また、リード部接続ユニットは、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されているため、リニアモータ電源投入時、即駆動可能な状態にすることができる。
また、リード部接続ユニットおよび中性点ユニットにサブティースが組み込まれているので、リニアモータの前後両端部に生じるコギング推力を相殺低減することができる。
また、リード部接続ユニットは、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されているため、リニアモータ電源投入時、即駆動可能な状態にすることができる。
次に、図３は第１実施例におけるリード部接続ユニットの変形実施例であって、（ａ）はリード横出しの場合、（ｂ）はリード上出しの場合を示したものである。
図３において、リード部接続ユニット２は、リード部の取り出し方向をリニアモータの推力方向となる前出し、もしくは、リニアモータの推力方向と直交する方向の横出しあるいは上出しの３種類を用いることで、電機子ユニットのリードの取り出し方向をフレキシブルに変えることができるため、結線処理、ケーブル処理を複雑化することなく、省スペース化を行うことができる。
図３において、リード部接続ユニット２は、リード部の取り出し方向をリニアモータの推力方向となる前出し、もしくは、リニアモータの推力方向と直交する方向の横出しあるいは上出しの３種類を用いることで、電機子ユニットのリードの取り出し方向をフレキシブルに変えることができるため、結線処理、ケーブル処理を複雑化することなく、省スペース化を行うことができる。
次に、本発明の第２実施例について説明する。
図４は本発明の第２実施例による並列形のリード部接続ユニットの平面図を示したもの、図５は第２実施例における並列形のリード部接続ユニットを適用したモジュラー形のコア付きリニアモータ電機子の全体構成を示すであって、(ａ)はそれらを分解した平面図、（ｂ)はそれらを組合せた平面図である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、電機子ユニット１およびリード部接続ユニット２並びに中性点ユニット３をｎ個の並列配置構成とし（本例はｎ＝２）、リード部接続ユニット２は、図示しない外部電源から該リード部接続ユニット２に供給される電流をｎ分割する図示しない分配回路と、該分配回路（不図示）により分割された電流を各電機子ユニット１に供給するように各電機子ユニット１と接続する端子を設けてあり、該中性点ユニット３は、各々の電機子ユニット１の電機子巻線の終端部を個別に接続する図示しない接続回路と端子を設けた構成になっている点である。
なお、第２実施例は第１実施例同様に、リード部と、モジュラー電機子ユニットが分離された構造となっており、リニアモータ推力を大きくする場合、部品の共用化が可能となっている。
このような構成にすることで、２台のモジュラー電機子ユニットを並列接続させ、前端には、リード部並列ユニット６を後部には中性点ユニットを接続させることで２倍の推力のリニアモータを実現することができている。
図４は本発明の第２実施例による並列形のリード部接続ユニットの平面図を示したもの、図５は第２実施例における並列形のリード部接続ユニットを適用したモジュラー形のコア付きリニアモータ電機子の全体構成を示すであって、(ａ)はそれらを分解した平面図、（ｂ)はそれらを組合せた平面図である。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、電機子ユニット１およびリード部接続ユニット２並びに中性点ユニット３をｎ個の並列配置構成とし（本例はｎ＝２）、リード部接続ユニット２は、図示しない外部電源から該リード部接続ユニット２に供給される電流をｎ分割する図示しない分配回路と、該分配回路（不図示）により分割された電流を各電機子ユニット１に供給するように各電機子ユニット１と接続する端子を設けてあり、該中性点ユニット３は、各々の電機子ユニット１の電機子巻線の終端部を個別に接続する図示しない接続回路と端子を設けた構成になっている点である。
なお、第２実施例は第１実施例同様に、リード部と、モジュラー電機子ユニットが分離された構造となっており、リニアモータ推力を大きくする場合、部品の共用化が可能となっている。
このような構成にすることで、２台のモジュラー電機子ユニットを並列接続させ、前端には、リード部並列ユニット６を後部には中性点ユニットを接続させることで２倍の推力のリニアモータを実現することができている。
次に、第２実施例におけるモジュラー電機子を２個並列接続した場合によるモジュラー電機子推力増加と部品数の関係は、
したがって、本発明の第２実施例は、１種類のモジュラー電機子で推力方向と直交する方向、いわゆるモジュラー電機子の幅方向に推力増加を実現することができる。
総じて、１種類のモジュラー電機子ユニットで並列、直列２通りの推力拡大方法が取れるので、リニアモータの製品在庫管理、部品在庫管理が容易なるなど生産性を格段に向上させることができる。
図６は、本発明の第３実施例によるモジュラー形のコアレスリニアモータ電機子を２個直列に連結させた事例であって、（ａ）はその概略を示した正面図および側面図、（ｂ）は各電機子ユニットを分解した側面図、（ｃ）は各電機子ユニットを接続した側面図である。
図６において、１１は界磁であり、コの字形の界磁ヨーク１１ａの内側に、空隙を介して異なる極が対向するように、且つ極性が交互に変わるように等間隔に取り付けたマグネット１１ｂから構成される。
また、１２は電機子ユニットであり、電機子ユニット１２は基板の長手方向に向かって複数のコイル群を複数個並べて樹脂成形した電機子巻線を基板クミ１２ｃとし、該基板クミ１２ｃを電機子ベース１２ｄ上に固定してコアレス形のモジュラー形リニアモータ電機子を構成するものである。それから、電機子ベース１２ｄの前後端はコネクタ１５を有した構造となっており、複数個の電機子ユニット１２がコネクタ接続できる。１３はリード出しユニットで、コネクタ１６を有した構造となっており、前記電機子ベース１２ｄの前端コネクタ１５と接続される。１４は中性点ユニットで、コネクタ１７を有した構造となっており、前記電機子ベース１２ｄの後端コネクタ１５と接続され、前記電機子巻線の中性点結線処理を行う。
このような構造から、電機子２の個数によらず、リード出しユニット１３を介して全ての電機子に電流通電できるようになり、あらゆる推力仕様に対応可能となる。
なお、図６に示すように、電機子２の推力方向長さを電気角で表した場合、３６０°の整数倍となるようにする。
これにより、複数個の電機子ユニット１２を連結する際に、電機子ベース１２ｄを突き当てるだけで電機子間の位相合わせが可能となるため、モータを機械に組み込む際の作業時間を短縮できる。なお、従来の電機子を複数個連結して使用する場合、電機子間を決まった距離に位置合わせする必要があったため、機械へのモータ組み込み作業に手間取るという欠点があったが、本実施例は従来技術の課題を解消するものである。
図６において、１１は界磁であり、コの字形の界磁ヨーク１１ａの内側に、空隙を介して異なる極が対向するように、且つ極性が交互に変わるように等間隔に取り付けたマグネット１１ｂから構成される。
また、１２は電機子ユニットであり、電機子ユニット１２は基板の長手方向に向かって複数のコイル群を複数個並べて樹脂成形した電機子巻線を基板クミ１２ｃとし、該基板クミ１２ｃを電機子ベース１２ｄ上に固定してコアレス形のモジュラー形リニアモータ電機子を構成するものである。それから、電機子ベース１２ｄの前後端はコネクタ１５を有した構造となっており、複数個の電機子ユニット１２がコネクタ接続できる。１３はリード出しユニットで、コネクタ１６を有した構造となっており、前記電機子ベース１２ｄの前端コネクタ１５と接続される。１４は中性点ユニットで、コネクタ１７を有した構造となっており、前記電機子ベース１２ｄの後端コネクタ１５と接続され、前記電機子巻線の中性点結線処理を行う。
このような構造から、電機子２の個数によらず、リード出しユニット１３を介して全ての電機子に電流通電できるようになり、あらゆる推力仕様に対応可能となる。
なお、図６に示すように、電機子２の推力方向長さを電気角で表した場合、３６０°の整数倍となるようにする。
これにより、複数個の電機子ユニット１２を連結する際に、電機子ベース１２ｄを突き当てるだけで電機子間の位相合わせが可能となるため、モータを機械に組み込む際の作業時間を短縮できる。なお、従来の電機子を複数個連結して使用する場合、電機子間を決まった距離に位置合わせする必要があったため、機械へのモータ組み込み作業に手間取るという欠点があったが、本実施例は従来技術の課題を解消するものである。
図７は、本発明の第４実施例を示すモジュラー形コアレスリニアモータ電機子を２個直列に連結させた事例であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその側面図である。
電機子をモジュール構成にした場合、各電機子の連結部には電機子コイルを配置できないため、図７（ａ）に示すように、電機子長を電気角３６０°の整数倍にすると、推力発生に寄与しないスペースが大きくなり、モジュール全体でみるとモータ定数密度が小さくなってしまう。一方、図７（ｂ）に示すように、電機子ごとにコイル配置を電気角１２０°又は２４０°ずらした場合、各電機子の連結部、つまり、推力発生に寄与しないスペースを極力抑えることができるため、モジュール全体でみたモータ定数密度の低下を防ぐことが可能となる。
電機子をモジュール構成にした場合、各電機子の連結部には電機子コイルを配置できないため、図７（ａ）に示すように、電機子長を電気角３６０°の整数倍にすると、推力発生に寄与しないスペースが大きくなり、モジュール全体でみるとモータ定数密度が小さくなってしまう。一方、図７（ｂ）に示すように、電機子ごとにコイル配置を電気角１２０°又は２４０°ずらした場合、各電機子の連結部、つまり、推力発生に寄与しないスペースを極力抑えることができるため、モジュール全体でみたモータ定数密度の低下を防ぐことが可能となる。
図８は、本発明の第５実施例を示す並列形のリード部接続ユニットを適用したモジュラー形コアレスリニアモータ電機子の事例である。
図６、図７は、複数個の電機子を直列結線した例であるが、図８の（ａ）は電機子ユニット１２、リード出しユニット１３、中性点ユニット１４を分解した側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の各ユニットを接続した側面図、、（ｄ）は（ｃ）の平面図である。
電機子モジュールの数を調整することによって、あらゆる推力仕様に対応可能ではあるが、通常、その他に電圧や電流、あるいは速度といった仕様が追加されることが多い。例えば、電流仕様(○Ａ以下)に対しては直列結線を選定し、電圧仕様（○Ｖ以下）や速度仕様（最高速度○ｍ／ｓ）に対しては並列結線を選定できるようにすることで、１種類のモジュールで広範囲な仕様に対応可能となる。
したがって、本発明の実施例３－５によれば、磁気吸引力レス・コギングレスという特長をもち、コア付きリニアモータに比べて低速度リプル駆動が可能なコアレスリニアモータにおいて、数千～数万Ｎというあらゆる推力仕様に対し、１種類の電機子モジュールを複数個、直列又は並列結線することで対応可能となる。
また、部品共通化により、最小限の部品点数に抑えることができるため、モータを低コストで製作でき、低価格でカストマへ提供できるようになる。
図６、図７は、複数個の電機子を直列結線した例であるが、図８の（ａ）は電機子ユニット１２、リード出しユニット１３、中性点ユニット１４を分解した側面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の各ユニットを接続した側面図、、（ｄ）は（ｃ）の平面図である。
電機子モジュールの数を調整することによって、あらゆる推力仕様に対応可能ではあるが、通常、その他に電圧や電流、あるいは速度といった仕様が追加されることが多い。例えば、電流仕様(○Ａ以下)に対しては直列結線を選定し、電圧仕様（○Ｖ以下）や速度仕様（最高速度○ｍ／ｓ）に対しては並列結線を選定できるようにすることで、１種類のモジュールで広範囲な仕様に対応可能となる。
したがって、本発明の実施例３－５によれば、磁気吸引力レス・コギングレスという特長をもち、コア付きリニアモータに比べて低速度リプル駆動が可能なコアレスリニアモータにおいて、数千～数万Ｎというあらゆる推力仕様に対し、１種類の電機子モジュールを複数個、直列又は並列結線することで対応可能となる。
また、部品共通化により、最小限の部品点数に抑えることができるため、モータを低コストで製作でき、低価格でカストマへ提供できるようになる。
本発明によれば、リニアモータのモジュラー形電機子構造におけるリード線部と中性点部をそれぞれ分離してユニット化を図ることにより、客先仕様によって電機子のリード線の長さ仕様が変化することなく、モジュラー電機子部を直列にも並列にも多連結させて大推力仕様を実現することが可能となる、複数のモジュラー形の電機子を組合せてなるモジュラー形リニアモータを提供できるため、高精度加工ができる工作機械、高速での微小位置決めや一定送り速度を要する電気部品実装装置、半導体あるいは液晶関連の製造装置あるいは工作機械などの移動テーブルを走行させるテーブル送り装置、搬送装置等に適用可能である。
Claims (13)
- 複数のコイル群からなるｍ相（ｍは整数）の電機子巻線を装着してなる電機子ユニットを推力の方向に複数個順次連結して構成されたモジュラー形リニアモータ電機子において、
前記各々の電機子ユニットにおける一方端および他方端には、前記電機子巻線のリードを接続する接続用端子を配備しており、
前記推力方向に多連結してなる電機子群の最前部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線のリードの端子出力を接続し、外部電源から電源を供給するためのリード部接続ユニットを設けると共に、該電機子群の最後部に位置する電機子ユニットには、該電機子巻線の中性点を結線処理を行うための中性点ユニットを設けたことを特徴とするモジュラー形リニアモータ電機子。 - 前記各々の電機子ユニットは、磁性材からなる電機子コアの長手方向に向かって等ピッチで配列された複数のティースに前記電機子巻線を集中巻きにより巻回すると共に、電機子ベース上に固定してなるコア付き形電機子構造を構成してあることを特徴とする請求項１記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記電機子ユニットの両端部におけるティ－スで生じるコギング推力を相殺するように、前記各々の電機子ユニットに接続される前記リード部接続ユニットおよび前記中性点ユニットには、サブティースが組み込まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記リード部接続ユニットには、リニアモータの初期磁極の検出を行うポールセンサ部が内蔵されていることを特徴とする請求項３に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記電機子ユニットおよび前記リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットをｎ個の並列配置構成とし（ｎは２以上の整数）、
前記リード部接続ユニットは、外部電源から該リード部接続ユニットに供給される電流をｎ分割する分配回路と、該分配回路により分割された電流を各電機子ユニットに供給するように前記各電機子ユニットと接続する端子を設けてあり、
前記中性点ユニットは、各々の電機子ユニットの電機子巻線の終端部を個別に接続する接続回路と端子を設けてあることを特徴とする請求項１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。 - 前記各々の電機子ユニットは、複数の電機子ブロックに分割されたことを特徴とする請求項１または２に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記各々の電機子ユニットは、基板の長手方向に向かって複数のコイル群を等間隔に並べて樹脂成形してなる電機子巻線を、電機子ベース上に固定してなるコアレス形電機子を構成してあることを特徴とする請求項１記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記電機子ベースの推力方向長さを電気角３６０°の整数倍とすることを特徴とする請求項７記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記各々の電機子ユニット間の電気位相配置は、電気角１２０°もしくは２４０°の位相ずれをもたせように配置したことを特徴とする請求項７記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記各々の電機子ユニットの結線は直列接続または並列接続の何れかにより接続したものであることを特徴とする請求項７または９に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 前記電機子ユニットの両端および前記電機子リード部接続ユニット並びに前記中性点ユニットの端部はコネクタによる接続構成としたことを特徴とする請求項１に記載のモジュラー形リニアモータ電機子。
- 請求項１～１１の何れか１項に記載のモジュラー形電機子と、
前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されると共に固定部に交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、
前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにしたことを特徴とするモジュラー形リニアモータ。 - 請求項１２記載のモジュラー形リニアモータを用いて移動テーブルを走行させることを特徴とする搬送装置。
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