JPH0126272B2 - - Google Patents
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- JPH0126272B2 JPH0126272B2 JP55100691A JP10069180A JPH0126272B2 JP H0126272 B2 JPH0126272 B2 JP H0126272B2 JP 55100691 A JP55100691 A JP 55100691A JP 10069180 A JP10069180 A JP 10069180A JP H0126272 B2 JPH0126272 B2 JP H0126272B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stator
- magnetic pole
- longitudinal direction
- pole teeth
- pitch
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion 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
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可動子、固定子ともに磁性体による複
数の歯状の凹凸を有し、固定子の上を所定の空隙
を維持して可動子が相対的に直線移動できるよう
に構成されたリニアモータに関する。
数の歯状の凹凸を有し、固定子の上を所定の空隙
を維持して可動子が相対的に直線移動できるよう
に構成されたリニアモータに関する。
本発明のリニアモータの駆動力発生に関与する
主要構成要素は、固定子ではその長手方向に一定
ピツチで並ぶ磁性体よりなる多数の歯状の凹凸
（以下これを磁極歯と称す）であり、可動子では
少なくとも一つの永久磁石と、この永久磁石を取
り囲む継鉄に巻装される複数の巻線と、前記継鉄
に刻まれた複数の磁極歯群である。このように固
定子、可動子ともに磁極歯を有し、かつ永久磁石
および電磁石を有するため、ハイブリツド形と呼
ばれる種類に属する。特に固定子が磁極歯のみで
可動子に永久磁石と電磁石を配した磁極歯付きの
モータの中には、いわゆるSAWYER形のリニア
ステツプモータとして知られている従来例があ
る。
主要構成要素は、固定子ではその長手方向に一定
ピツチで並ぶ磁性体よりなる多数の歯状の凹凸
（以下これを磁極歯と称す）であり、可動子では
少なくとも一つの永久磁石と、この永久磁石を取
り囲む継鉄に巻装される複数の巻線と、前記継鉄
に刻まれた複数の磁極歯群である。このように固
定子、可動子ともに磁極歯を有し、かつ永久磁石
および電磁石を有するため、ハイブリツド形と呼
ばれる種類に属する。特に固定子が磁極歯のみで
可動子に永久磁石と電磁石を配した磁極歯付きの
モータの中には、いわゆるSAWYER形のリニア
ステツプモータとして知られている従来例があ
る。
第１図はこれら従来のリニアモータの原理図を
示し、第１図ａは最も基本的な例である。１は固
定子で、長手方向に一定ピツチで多数の磁極歯２
を有する。３は可動子で、永久磁石４と、４つの
可動子磁極歯群５，６，７，８と、継鉄９，９
と、継鉄９，９に巻装された４相４個の巻線１
０，１１，１２，１３とから構成されている。な
お４つの可動子磁極歯群５，６，７，８はそれぞ
れ90゜づつ歯の位相がずれている。次に第１図ｂ
は第１図ａのより具体例であり、４相の巻線を２
相化して小型化を図つたものである。１４，１５
は２相の巻線である。第１図ｃは第１図ａを３相
化したものである。この場合、可動子磁極歯は３
群１６，１７，１８であり、歯の位相は120゜づつ
ずれている。また１９，２０，２１は３相３個の
巻線である。
示し、第１図ａは最も基本的な例である。１は固
定子で、長手方向に一定ピツチで多数の磁極歯２
を有する。３は可動子で、永久磁石４と、４つの
可動子磁極歯群５，６，７，８と、継鉄９，９
と、継鉄９，９に巻装された４相４個の巻線１
０，１１，１２，１３とから構成されている。な
お４つの可動子磁極歯群５，６，７，８はそれぞ
れ90゜づつ歯の位相がずれている。次に第１図ｂ
は第１図ａのより具体例であり、４相の巻線を２
相化して小型化を図つたものである。１４，１５
は２相の巻線である。第１図ｃは第１図ａを３相
化したものである。この場合、可動子磁極歯は３
群１６，１７，１８であり、歯の位相は120゜づつ
ずれている。また１９，２０，２１は３相３個の
巻線である。
以上第１図ａ，ｂ，ｃの従来例では各巻線を順
次付勢することにより固定子１の長手方向に可動
子３を歩進させるのが普通である。動作原理は改
めて説明するまでもないので省略する。
次付勢することにより固定子１の長手方向に可動
子３を歩進させるのが普通である。動作原理は改
めて説明するまでもないので省略する。
本発明のリニアモータは、その駆動力発生に関
する構成要素は類似しているが、新規な磁気回路
および構造を採用することによつて従来例と比較
して小型かつ強力な駆動力を容易に実現できると
いう特徴を有している。
する構成要素は類似しているが、新規な磁気回路
および構造を採用することによつて従来例と比較
して小型かつ強力な駆動力を容易に実現できると
いう特徴を有している。
即ち本発明によれば前記第１図に示す従来例と
比較して同様な外形寸法ではより大きな永久磁石
を採用することが可能で、全重量に占める永久磁
石の比率をあげることができ、その結果駆動力が
強力になり、推力対重量比が改善される。
比較して同様な外形寸法ではより大きな永久磁石
を採用することが可能で、全重量に占める永久磁
石の比率をあげることができ、その結果駆動力が
強力になり、推力対重量比が改善される。
また可動子の電磁石の多相化に対しては従来例
〔第１図ｃなど〕では長手方向に長くなる傾向が
あるのに対し、本発明によればいたずらに形状を
大きくすることなくコンパクトで軽量にまとめる
ことが出来る。特に長手方向に短いとストローク
の点で有利となる。また本発明のリニアモータは
さらに高い効率を得るために可動子の位置検出器
を備え、これに基づき電子整流通電し、その電流
量を制御することによりモータ推力を調整するよ
うにし、その結果パルスモータにある脱調現象
や、停止時の電力損失などの欠点を除去しようと
するものである。
〔第１図ｃなど〕では長手方向に長くなる傾向が
あるのに対し、本発明によればいたずらに形状を
大きくすることなくコンパクトで軽量にまとめる
ことが出来る。特に長手方向に短いとストローク
の点で有利となる。また本発明のリニアモータは
さらに高い効率を得るために可動子の位置検出器
を備え、これに基づき電子整流通電し、その電流
量を制御することによりモータ推力を調整するよ
うにし、その結果パルスモータにある脱調現象
や、停止時の電力損失などの欠点を除去しようと
するものである。
以下本発明の具体的な一実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
第２図、第３図は本発明のリニアモータの一実
施例で、第２図ａはその斜視図、第２図ｂは可動
子移動方向（固定子長手方向で矢印方向）と直角
な断面図、第３図ａ，ｂはそれぞれ長手方向と平
行な異つた２面の断面図を示す。２１は固定子
で、長手方向に一定のピツチできざまれた多数の
磁極歯２２を有する。２３は可動子で、長手方向
に長くかつこの方向と直角の面方向に着磁された
永久磁石２４と、これを両面から挾むように永久
磁石２４を介在させて積層された２個の継鉄２９
Ａ，２９Ｂと、この継鉄２９Ａおおよび２９Ｂに
巻装された３相３個の巻線３０ａ，３０ｂ，３０
ｃと、継鉄２９Ａの固定子２１対向面に刻まれた
３群の磁極歯群２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、継鉄
２９Ｂの固定子２１対向面に刻まれた３群の磁極
歯群２６ａ，２６ｂ，２６ｃとから構成される。
なお固定子２１と可動子２３とは僅かな空隙が保
たれていなくてはならない。そのためにはローラ
等の空隙維持と可動子２３の固定子２１長手方向
（矢印方向）に沿つた移動を案内する案内手段
３１ａ，３１ｂが設けられているが、図面が繁雑
になるので第２図ｂ以外は敢て省略している。
施例で、第２図ａはその斜視図、第２図ｂは可動
子移動方向（固定子長手方向で矢印方向）と直角
な断面図、第３図ａ，ｂはそれぞれ長手方向と平
行な異つた２面の断面図を示す。２１は固定子
で、長手方向に一定のピツチできざまれた多数の
磁極歯２２を有する。２３は可動子で、長手方向
に長くかつこの方向と直角の面方向に着磁された
永久磁石２４と、これを両面から挾むように永久
磁石２４を介在させて積層された２個の継鉄２９
Ａ，２９Ｂと、この継鉄２９Ａおおよび２９Ｂに
巻装された３相３個の巻線３０ａ，３０ｂ，３０
ｃと、継鉄２９Ａの固定子２１対向面に刻まれた
３群の磁極歯群２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、継鉄
２９Ｂの固定子２１対向面に刻まれた３群の磁極
歯群２６ａ，２６ｂ，２６ｃとから構成される。
なお固定子２１と可動子２３とは僅かな空隙が保
たれていなくてはならない。そのためにはローラ
等の空隙維持と可動子２３の固定子２１長手方向
（矢印方向）に沿つた移動を案内する案内手段
３１ａ，３１ｂが設けられているが、図面が繁雑
になるので第２図ｂ以外は敢て省略している。
本実施例では固定子２１に刻まれている磁極歯
２２は一定のピツチで長手方向に多数個設けられ
ているのに対し、可動子２３側の継鉄２９Ａ，２
９Ｂに刻まれている磁極歯はそれぞれ３群２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ、２６ａ，２６ｂ，２６ｃで
合計６群あり、その同一群内の磁極歯ピツチは固
定子２１の磁極歯２２ピツチと同じであるが、異
なる群間ではすべての位相が異なるように構成さ
れいてる。第３図ａ，ｂは前述のようにそれぞれ
長手方向に平行な面の断面図であるが、特に第３
図ａは継鉄２９Ａの部分の断面図、第３図ｂは継
鉄２９Ｂの部分の断面図である。この２つの断面
図からわかるように継鉄２９Ａに刻まれた磁極歯
群２５ａ，２５ｂ，２５ｃは互いに120゜位相が異
なる。また継鉄２９Ｂに刻まれた磁極歯群２６
ａ，２６ｂ，２６ｃも同様に120゜づつ位相が異な
る。そして継鉄２９Ａと２９Ｂ相互間ではそれぞ
れ180゜づつ位相が異なつている。即ち、磁極歯群
２５ａと２６ａ、２５ｂと２６ｂ、２５ｃと２６
ｃがそれぞれ180゜の位相差をもつた磁極歯となつ
ている。巻線３０ａ，３０ｂ，３０ｃは何れも継
鉄２９Ａと２９Ｂに跨がつて巻装されている。こ
の３相３個の巻線に順次電流を付勢すれば、可動
子２３を固定子２１の長手方向に連続的に移動さ
せることができる。付勢電流の切換えは可動子の
位置を検出する位置検出器に基づいて行えばよ
い。
２２は一定のピツチで長手方向に多数個設けられ
ているのに対し、可動子２３側の継鉄２９Ａ，２
９Ｂに刻まれている磁極歯はそれぞれ３群２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ、２６ａ，２６ｂ，２６ｃで
合計６群あり、その同一群内の磁極歯ピツチは固
定子２１の磁極歯２２ピツチと同じであるが、異
なる群間ではすべての位相が異なるように構成さ
れいてる。第３図ａ，ｂは前述のようにそれぞれ
長手方向に平行な面の断面図であるが、特に第３
図ａは継鉄２９Ａの部分の断面図、第３図ｂは継
鉄２９Ｂの部分の断面図である。この２つの断面
図からわかるように継鉄２９Ａに刻まれた磁極歯
群２５ａ，２５ｂ，２５ｃは互いに120゜位相が異
なる。また継鉄２９Ｂに刻まれた磁極歯群２６
ａ，２６ｂ，２６ｃも同様に120゜づつ位相が異な
る。そして継鉄２９Ａと２９Ｂ相互間ではそれぞ
れ180゜づつ位相が異なつている。即ち、磁極歯群
２５ａと２６ａ、２５ｂと２６ｂ、２５ｃと２６
ｃがそれぞれ180゜の位相差をもつた磁極歯となつ
ている。巻線３０ａ，３０ｂ，３０ｃは何れも継
鉄２９Ａと２９Ｂに跨がつて巻装されている。こ
の３相３個の巻線に順次電流を付勢すれば、可動
子２３を固定子２１の長手方向に連続的に移動さ
せることができる。付勢電流の切換えは可動子の
位置を検出する位置検出器に基づいて行えばよ
い。
第２図と第３図に示した本発明の実施例からわ
かるように、可動子の永久磁石は長手方向と平行
に構成するので第１図に示す従来例に比べ永久磁
石の体積が大きくでき、可動子の全重量に占める
永久磁石の重量の比率をはるかに大きくすること
ができ、結果的に推力を向上させることができ
る。また本実施例では３相であるが、第１図ｃに
示した従来例に比べて長手方向の長さを短くする
ことができ、多相化に対しても有利である。
かるように、可動子の永久磁石は長手方向と平行
に構成するので第１図に示す従来例に比べ永久磁
石の体積が大きくでき、可動子の全重量に占める
永久磁石の重量の比率をはるかに大きくすること
ができ、結果的に推力を向上させることができ
る。また本実施例では３相であるが、第１図ｃに
示した従来例に比べて長手方向の長さを短くする
ことができ、多相化に対しても有利である。
次に第２図と第３図の実施例の磁気回路および
駆動力発生の原理を説明する。
駆動力発生の原理を説明する。
第４図は本発明の実施例の磁気回路を説明する
ために電気的モデルにしたものである。図中４４
は永久磁石２４を電池として表現したものであ
り、パーミアンス４５ａ，４５ｂ，４５c.４６
ａ，４６ｂ，４６ｃはそれぞれ可動子２３の磁極
歯群２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２６ａ，２６ｂ，
２６ｃと固定子２１の磁極歯２２間の空隙のパー
ミアンスを表わしている。継鉄２９Ａ，２９Ｂお
よび固定子２１の磁気抵抗は零と仮定している。
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは３相３個の巻線３０
ａ，３０ｂ，３０ｃをモデル的に表現したもので
ある。
ために電気的モデルにしたものである。図中４４
は永久磁石２４を電池として表現したものであ
り、パーミアンス４５ａ，４５ｂ，４５c.４６
ａ，４６ｂ，４６ｃはそれぞれ可動子２３の磁極
歯群２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２６ａ，２６ｂ，
２６ｃと固定子２１の磁極歯２２間の空隙のパー
ミアンスを表わしている。継鉄２９Ａ，２９Ｂお
よび固定子２１の磁気抵抗は零と仮定している。
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは３相３個の巻線３０
ａ，３０ｂ，３０ｃをモデル的に表現したもので
ある。
固定子磁極歯と可動子のそれぞれの磁極歯群の
間隙のパーミアンスが可動子の移動方向に関して
正弦的に変化するものと仮定し、可動子の移動量
をＸ（Ｘの方向は固定子長手方向である方向）、
磁極歯のピツチをＬ、それぞれのパーミアンスの
平均値をPoとすれば、パーミアンス４５ａ，４
５ｂ，４５ｃ，４６ａ，４６ｂ，４６ｃのそれぞ
れの大きさPa、Pb、Pc、Ｐ、Ｐ、Ｐは以
下のように近似できる。
間隙のパーミアンスが可動子の移動方向に関して
正弦的に変化するものと仮定し、可動子の移動量
をＸ（Ｘの方向は固定子長手方向である方向）、
磁極歯のピツチをＬ、それぞれのパーミアンスの
平均値をPoとすれば、パーミアンス４５ａ，４
５ｂ，４５ｃ，４６ａ，４６ｂ，４６ｃのそれぞ
れの大きさPa、Pb、Pc、Ｐ、Ｐ、Ｐは以
下のように近似できる。
Pa＝Po＋ｐ・sin2π／ＬＸ
Pb＝Po＋ｐ・sin（2π／ＬＸ−2π／３）
Pc＝Po＋ｐ・sin（2π／ＬＸ−4π／３）
Ｐ＝Po−ｐ・sin2π／ＬＸ
Ｐ＝Po−ｐ・sin（2π／ＬＸ−2π／３）
Ｐ＝Po＋ｐ・sin（2π／ＬＸ−4π／３）
但しｐはパーミアンス変化の半幅値である。こ
こでPa＋Pb＋Pc＝3Po、Ｐ＋Ｐ＋Ｐ＝
3Poであるから、永久磁石から磁気回路の全パー
ミアンスはＸにかかわらず一定（３／２Po）と考え て良い。また各空隙のパーミアンスの両端の磁位
差はＸにかかわらず一定と考えてよい。ここで永
久磁石の起磁力をＦとすれば、、各パーミアンス
の両端の磁位差はＦ／２となる。従つて各パーミ
アンスPa、Pb、Pc、Ｐ、Ｐ、Ｐを流れる
フラツクスφa、φb、φc、φ、φ、φはそ
れぞれ次のように近似できる。
こでPa＋Pb＋Pc＝3Po、Ｐ＋Ｐ＋Ｐ＝
3Poであるから、永久磁石から磁気回路の全パー
ミアンスはＸにかかわらず一定（３／２Po）と考え て良い。また各空隙のパーミアンスの両端の磁位
差はＸにかかわらず一定と考えてよい。ここで永
久磁石の起磁力をＦとすれば、、各パーミアンス
の両端の磁位差はＦ／２となる。従つて各パーミ
アンスPa、Pb、Pc、Ｐ、Ｐ、Ｐを流れる
フラツクスφa、φb、φc、φ、φ、φはそ
れぞれ次のように近似できる。
φa＝Ｆ／２・Pa＝Ｆ／２｛Po＋ｐ・sin2π／ＬＸ｝
φb＝Ｆ／２・Pb＝Ｆ／２｛Po＋ｐ・sin（2π／ＬＸ−2
π／３）｝ φc＝Ｆ／２・Pc＝Ｆ／２｛Po＋ｐ・sin（2π／ＬＸ−4
π／３）｝ φ＝Ｆ／２・Ｐ＝Ｆ／２｛Po−ｐ・sin2π／ＬＸ｝ φ＝Ｆ／２・Ｐ＝Ｆ／２｛Po−ｐ・sin（2π／ＬＸ
− 2π／３）｝ φ＝Ｆ／２・Ｐ＝Ｆ／２｛Po−ｐ・sin（2π／ＬＸ
− 4π／３）｝ さて、３相の３つの巻線３０Ａ，３０Ｂ，３０
Ｃに鎖交するフラツクスはそれぞれφaとφ、
φbとφ、φcとφとなる。φaとφは方向が
逆であるので、巻線３０Ａに鎖交する合計のフラ
ツクスΦAは次のように表現される。
π／３）｝ φc＝Ｆ／２・Pc＝Ｆ／２｛Po＋ｐ・sin（2π／ＬＸ−4
π／３）｝ φ＝Ｆ／２・Ｐ＝Ｆ／２｛Po−ｐ・sin2π／ＬＸ｝ φ＝Ｆ／２・Ｐ＝Ｆ／２｛Po−ｐ・sin（2π／ＬＸ
− 2π／３）｝ φ＝Ｆ／２・Ｐ＝Ｆ／２｛Po−ｐ・sin（2π／ＬＸ
− 4π／３）｝ さて、３相の３つの巻線３０Ａ，３０Ｂ，３０
Ｃに鎖交するフラツクスはそれぞれφaとφ、
φbとφ、φcとφとなる。φaとφは方向が
逆であるので、巻線３０Ａに鎖交する合計のフラ
ツクスΦAは次のように表現される。
ΦA＝φa−φ＝Ｆ・ｐ・sin2π／ＬＸ
同様に巻線３０Ｂ，３０Ｃに鎖交する合計のフ
ラツクスΦB、ΦCはそれぞれ次のように表現され
る。
ラツクスΦB、ΦCはそれぞれ次のように表現され
る。
ΦB＝φb−φ＝Ｆ・ｐ・sin（2π／ＬＸ−2π／３）
ΦC＝φc−φ＝Ｆ・ｐ・sin（2π／ＬＸ−4π／３）
ΦA、ΦB、ΦCは上式からわかるように、それぞ
れＸの関数であり、磁極歯ピツチＬの周期を有す
ると共に互いに120゜づつずれた正弦波状関数であ
る。各相による発生推力は、上述の各巻線３０
ａ，３０ｂ，３０ｃに鎖交するフラツクスΦA、
ΦB、ΦCを位置Ｘでそれぞれ微分したものに付勢
電流NI（アンペアターン）を乗じたものとして求
められる。すなわち、各相による発生推力をそれ
ぞれfA、fB、fCとすると次のように表わされる。
れＸの関数であり、磁極歯ピツチＬの周期を有す
ると共に互いに120゜づつずれた正弦波状関数であ
る。各相による発生推力は、上述の各巻線３０
ａ，３０ｂ，３０ｃに鎖交するフラツクスΦA、
ΦB、ΦCを位置Ｘでそれぞれ微分したものに付勢
電流NI（アンペアターン）を乗じたものとして求
められる。すなわち、各相による発生推力をそれ
ぞれfA、fB、fCとすると次のように表わされる。
fA＝dΦA／dXNI＝2πFp／Ｌ・NI・cos2π／ＬＸ
fB＝dΦB／dXNI＝2πFp／Ｌ・NI・cos（2π／ＬＸ−２
／３π） fC＝dΦC／dXNI＝2πFp／Ｌ・NI・cos（2π／ＬＸ−４
／３π） これからわかるように、やはりそれぞれＸに関
する関数であり、交番的であるが、位相が120゜ず
つずれている。したがつて各巻線３０ａ，３０
ｂ，３０ｃの付勢電流NI（アンペアターン）をＸ
に従つて順次切り換えてやれば、一方向に揃つた
駆動推力を得ることができる。付勢電流の切換え
は可動子の位置を検出する位置検出器の位置出力
にもとづいて電子整流されて行われる。
／３π） fC＝dΦC／dXNI＝2πFp／Ｌ・NI・cos（2π／ＬＸ−４
／３π） これからわかるように、やはりそれぞれＸに関
する関数であり、交番的であるが、位相が120゜ず
つずれている。したがつて各巻線３０ａ，３０
ｂ，３０ｃの付勢電流NI（アンペアターン）をＸ
に従つて順次切り換えてやれば、一方向に揃つた
駆動推力を得ることができる。付勢電流の切換え
は可動子の位置を検出する位置検出器の位置出力
にもとづいて電子整流されて行われる。
第６図ｄ，ｂは位置検出器を含む実施例であ
り、第６図ａはその斜視図、第６図ｂは固定子長
手方向（方向）に平行な面の断面図である。図
中６０は固定子２１の磁極歯の凹凸を認識できる
ような３相の位置検出器であり、可動子２３の固
定子２１に対する相対位置を判定するものであ
る。他の部材は第２図、第３図に示す実施例と同
一なので同じ番号を付した。この位置検出器６０
の出力に基づいて、上述の各巻線３０ａ，３０
ｂ，３０ｃの付勢電流NIを順次切換えてやれば
普通の永久磁石付直流ブラシレスモータのように
一方向に揃つた連続的で効率のよい推力を得るこ
とができ、かつ滑らかな動きをさせることができ
る。その理由は可動子２３がどの位置にあつて
も、常にトルク角が90度付近で駆動させられるか
らであつて、その結果パルスモータでよく発生す
る脱調現象を防止することができる。また各相発
生推力fA、fB、fCの式によれば、通電電流量の制
御により、モータ推力が調整できるため、パルス
モータのような停止時電力損失を極小化でき、高
効率化できる。
り、第６図ａはその斜視図、第６図ｂは固定子長
手方向（方向）に平行な面の断面図である。図
中６０は固定子２１の磁極歯の凹凸を認識できる
ような３相の位置検出器であり、可動子２３の固
定子２１に対する相対位置を判定するものであ
る。他の部材は第２図、第３図に示す実施例と同
一なので同じ番号を付した。この位置検出器６０
の出力に基づいて、上述の各巻線３０ａ，３０
ｂ，３０ｃの付勢電流NIを順次切換えてやれば
普通の永久磁石付直流ブラシレスモータのように
一方向に揃つた連続的で効率のよい推力を得るこ
とができ、かつ滑らかな動きをさせることができ
る。その理由は可動子２３がどの位置にあつて
も、常にトルク角が90度付近で駆動させられるか
らであつて、その結果パルスモータでよく発生す
る脱調現象を防止することができる。また各相発
生推力fA、fB、fCの式によれば、通電電流量の制
御により、モータ推力が調整できるため、パルス
モータのような停止時電力損失を極小化でき、高
効率化できる。
本発明はその主旨とするところを変えない範囲
での変更が許される。例えば第２図と第３図に示
す実施例は３相の例であり、可動子側の継鉄２９
Ａ，２９Ｂにはそれぞれ３群で合計６群の磁極歯
群が刻まれているが、それぞれ磁極歯群を４群あ
るいは５群というように増やし、それに応じて巻
線数を増やし多相化を図ることが可能であること
は言うまでもなく、ｎ相化するには（但しｎは整
数）継鉄２９Ａ，２９Ｂにはそれぞれｎ群の磁極
歯群を設け、それに応じて巻線を設ければよい。
での変更が許される。例えば第２図と第３図に示
す実施例は３相の例であり、可動子側の継鉄２９
Ａ，２９Ｂにはそれぞれ３群で合計６群の磁極歯
群が刻まれているが、それぞれ磁極歯群を４群あ
るいは５群というように増やし、それに応じて巻
線数を増やし多相化を図ることが可能であること
は言うまでもなく、ｎ相化するには（但しｎは整
数）継鉄２９Ａ，２９Ｂにはそれぞれｎ群の磁極
歯群を設け、それに応じて巻線を設ければよい。
更に第２図、第３図に示す本発明の実施例で
は、継鉄２９Ａと２９Ｂに刻まれた磁極歯群の歯
の位相がそれぞれ180゜づつずれているが、この位
相を揃えて、その代りに固定子側にその長手方向
180゜だけ位相の異なる２列の磁極歯を形成しても
良いことは言うまでもない。第５図は上記の如く
固定子２１の長手方向に180゜だけ位相の異なる２
列の磁極歯５２ａ，５２ｂを形成した本発明の他
の実施例の固定子の例を示す。
は、継鉄２９Ａと２９Ｂに刻まれた磁極歯群の歯
の位相がそれぞれ180゜づつずれているが、この位
相を揃えて、その代りに固定子側にその長手方向
180゜だけ位相の異なる２列の磁極歯を形成しても
良いことは言うまでもない。第５図は上記の如く
固定子２１の長手方向に180゜だけ位相の異なる２
列の磁極歯５２ａ，５２ｂを形成した本発明の他
の実施例の固定子の例を示す。
以上説明のように本発明のリニアモータによる
と、可動子の永久磁石が固定子長手方向に平行に
配設されるために長く大きくでき、可動子全重量
に占める永久磁石重量の比率を大きくできる。そ
の結果、推力対重量比が向上して大きな加速度を
得ることができる。更にまた、多相化する場合で
も長手方向に長くならずコンパクトで軽量に作る
ことができ、固定子の長さが限られている場合は
ストロークの点で有利となるなど優れた効果を発
揮するものである。
と、可動子の永久磁石が固定子長手方向に平行に
配設されるために長く大きくでき、可動子全重量
に占める永久磁石重量の比率を大きくできる。そ
の結果、推力対重量比が向上して大きな加速度を
得ることができる。更にまた、多相化する場合で
も長手方向に長くならずコンパクトで軽量に作る
ことができ、固定子の長さが限られている場合は
ストロークの点で有利となるなど優れた効果を発
揮するものである。
また、本発明のリニアモータによると、可動子
の位置を検出する位置検出器およびこれに基づく
電子整流通電によつて巻線の電流量を制御するこ
とにより高効率、低電力損失を実現できるなど優
れた効果を発揮するものである。
の位置を検出する位置検出器およびこれに基づく
電子整流通電によつて巻線の電流量を制御するこ
とにより高効率、低電力損失を実現できるなど優
れた効果を発揮するものである。
第１図ａ，ｂ，ｃは従来のリニアモータの原理
図、第２図〜第４図は本発明によるリニアモータ
の一実施例を示し、第２図ａ，ｂはそれぞれリニ
アモータの斜視図と可動子移動方向と直角な断面
図、第３図ａ，ｂは可動子移動方向と平行な異な
つた２面の断面図、第４図は第２図と第３図の説
明図、第５図は他の実施例の固定子の斜視図であ
り、第６図ａ，ｂは位置検出器を含む実施例であ
る。 ２１……固定子、２２……固定子の磁極歯、２
３……可動子、２４……永久磁石、２５ａ，２５
ｂ，２５ｃ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ……可動子
の磁極歯群、２９Ａ，２９Ｂ……継鉄、３０ａ，
３０ｂ，３０ｃ……巻線、６０……位置検出器。
図、第２図〜第４図は本発明によるリニアモータ
の一実施例を示し、第２図ａ，ｂはそれぞれリニ
アモータの斜視図と可動子移動方向と直角な断面
図、第３図ａ，ｂは可動子移動方向と平行な異な
つた２面の断面図、第４図は第２図と第３図の説
明図、第５図は他の実施例の固定子の斜視図であ
り、第６図ａ，ｂは位置検出器を含む実施例であ
る。 ２１……固定子、２２……固定子の磁極歯、２
３……可動子、２４……永久磁石、２５ａ，２５
ｂ，２５ｃ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ……可動子
の磁極歯群、２９Ａ，２９Ｂ……継鉄、３０ａ，
３０ｂ，３０ｃ……巻線、６０……位置検出器。
Claims (1)
- １ 長手方向に一定のピツチで磁性体よりなる多
数の歯状の凹凸の磁極歯を有する固定子と、該固
定子と僅かな間隙を維持して対向すると共に前記
磁極歯と同様の磁極歯を有し移動可能な可動子と
を基本構成要素とするリニアモータにおいて、前
記間隙を一定に維持して可動子を固定子長手方向
に沿つて滑らかに移動できるよう案内する案内手
段を備え、上記可動子は、固定子長手方向に長く
かつ平行に配置された永久磁石と、この永久磁石
を介在させてやはり固定子長手方向に平行でかつ
互いに平行に配置された第１、第２の継鉄と、固
定子の磁極歯の凹凸を検出して可動子の固定子に
対する相対位置を認識する位置検出器と前記第
１、第２の継鉄の両方にいずれも跨つて巻線され
前記位置検出器の位置出力にしたがつてトルク角
が略90℃になるように電子整流通電される複数個
の巻線とから構成し、かつ上記永久磁石は前記第
１、第２の継鉄にそれぞれＮ、Ｓの磁場を与える
ように固定子長手方向と垂直な面内の着磁方向を
有し、また上記第１、第２の継鉄は固定子対向面
にそれぞれｎ個（但しｎは整数）の磁極歯群を有
し、同一の継鉄内のｎ個の磁極歯群の並びは固定
子長手方向であり、いずれの磁極歯群であつても
その磁極歯ピツチは一定で固定子の磁極歯ピツチ
と等しく、同一継鉄内の他群相互では、その位相
が異なるように形成し、かつ前記複数個の巻線へ
の電子整流通電の電流量を制御することにより、
モータの推力を調整するように構成したことを特
徴とするリニアモータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10069180A JPS5725151A (en) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Linear motor |
| US06/284,564 US4370577A (en) | 1980-07-22 | 1981-07-17 | Linear motor |
| DE3128834A DE3128834C2 (de) | 1980-07-22 | 1981-07-21 | Linearmotor |
| GB8122493A GB2085666B (en) | 1980-07-22 | 1981-07-21 | Linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10069180A JPS5725151A (en) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Linear motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5725151A JPS5725151A (en) | 1982-02-09 |
| JPH0126272B2 true JPH0126272B2 (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=14280746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10069180A Granted JPS5725151A (en) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Linear motor |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4370577A (ja) |
| JP (1) | JPS5725151A (ja) |
| DE (1) | DE3128834C2 (ja) |
| GB (1) | GB2085666B (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57199467A (en) * | 1981-06-03 | 1982-12-07 | Shinko Electric Co Ltd | Linear pulse motor |
| EP0069630B1 (fr) * | 1981-07-08 | 1986-05-07 | JEUMONT-SCHNEIDER Société anonyme dite: | Moteur électrique à réluctance variable pour la translation des barres de commande dans un réacteur nucleaire |
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| JPS5921273A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ |
| US4578622A (en) * | 1982-10-26 | 1986-03-25 | Shinko Electric Co., Ltd. | Linear pulse motor |
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| JPS6073385U (ja) * | 1983-10-25 | 1985-05-23 | 松下電器産業株式会社 | リニアステツピングモ−タ |
| FR2554988B1 (fr) * | 1983-11-16 | 1988-05-06 | Telemecanique Electrique | Moteur pas a pas du type hybride polyphase et son dispositif de commande |
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| DE102006012736A1 (de) * | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Siemens Ag | Elektrische Maschine |
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| DE102010047296A1 (de) * | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Festo Ag & Co. Kg | Statorsegment und Statoranordnung |
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| JP7149071B2 (ja) | 2014-07-23 | 2022-10-06 | クリアウォーター ホールディングス，リミテッド | 磁束機械 |
| US9956969B2 (en) | 2015-04-30 | 2018-05-01 | The Boeing Company | Brake device |
| CN111357069B (zh) | 2017-09-08 | 2022-08-09 | 清水控股有限公司 | 用于增强电存储的系统和方法 |
| EP3695493B1 (en) | 2017-10-29 | 2024-03-20 | Clearwater Holdings, Ltd. | Modular electromagnetic machine |
| NL2022467B1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-18 | Prodrive Tech Bv | Position sensor for long stroke linear permanent magnet motor |
| WO2023025480A1 (de) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | Almak Vertrieb Gmbh | Elektrischer antrieb |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2429492C3 (de) * | 1974-06-20 | 1979-04-26 | Elmeg-Elektro-Mechanik Gmbh, 3150 Peine | Schrittweise oder kontinuierlich betreibbarer elektrischer Motor, insbesondere Schrittmotor zum Antrieb eines Rollenzählwerkes |
| JPS5827749B2 (ja) * | 1978-04-20 | 1983-06-11 | パイオニア株式会社 | リニアモ−タ |
| JPS591059B2 (ja) * | 1979-02-22 | 1984-01-10 | 横河電機株式会社 | リニアパルスモ−タ |
-
1980
- 1980-07-22 JP JP10069180A patent/JPS5725151A/ja active Granted
-
1981
- 1981-07-17 US US06/284,564 patent/US4370577A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-07-21 GB GB8122493A patent/GB2085666B/en not_active Expired
- 1981-07-21 DE DE3128834A patent/DE3128834C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3128834A1 (de) | 1982-09-16 |
| GB2085666B (en) | 1984-08-22 |
| GB2085666A (en) | 1982-04-28 |
| JPS5725151A (en) | 1982-02-09 |
| DE3128834C2 (de) | 1987-01-02 |
| US4370577A (en) | 1983-01-25 |
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