JPH10323011A - リニアモータ - Google Patents
リニアモータInfo
- Publication number
- JPH10323011A JPH10323011A JP14301697A JP14301697A JPH10323011A JP H10323011 A JPH10323011 A JP H10323011A JP 14301697 A JP14301697 A JP 14301697A JP 14301697 A JP14301697 A JP 14301697A JP H10323011 A JPH10323011 A JP H10323011A
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- JP
- Japan
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- armature
- linear motor
- shaped
- armatures
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱と吸引力による歪みの少ないリニアモー
タを提供する。 【解決手段】２つの平行な界磁ヨーク６ａと、該界磁ヨ
ークの内面に対面するよう一定間隔で固着された永久磁
石６ｂとから構成された固定子５、６と、固定子５、６
とエアギャップを介して設けられた複数の電機子と、そ
の各電機子に巻回された電機子巻線３と、前記複数の電
機子を固定するベースとで構成されて、固定子５、６の
間を移動可能に支持された可動子１と、からなるリニア
モータにおいて、電機子がＩ字形状をしたＩ形電機子２
であり、電機子巻線３が該Ｉ形電機子２の中央に直に整
列巻され、複数のＩ形電機子２の両端には相隣るＩ形電
機子ティース２ａ間に角柱４が設けられ、角柱４によっ
て前記Ｉ形電機子２を前記ベースに固定する。
タを提供する。 【解決手段】２つの平行な界磁ヨーク６ａと、該界磁ヨ
ークの内面に対面するよう一定間隔で固着された永久磁
石６ｂとから構成された固定子５、６と、固定子５、６
とエアギャップを介して設けられた複数の電機子と、そ
の各電機子に巻回された電機子巻線３と、前記複数の電
機子を固定するベースとで構成されて、固定子５、６の
間を移動可能に支持された可動子１と、からなるリニア
モータにおいて、電機子がＩ字形状をしたＩ形電機子２
であり、電機子巻線３が該Ｉ形電機子２の中央に直に整
列巻され、複数のＩ形電機子２の両端には相隣るＩ形電
機子ティース２ａ間に角柱４が設けられ、角柱４によっ
て前記Ｉ形電機子２を前記ベースに固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機送りテーブ
ル等の駆動に用いられるリニアモータに関する。
ル等の駆動に用いられるリニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】２個の固定子を対向させ、その間を可動
子が移動するという構造をした従来のリニアモータの一
つが米国特許第４，１５１，４４７号に開示されてい
る。図６はその構造を示すものであり、可動子２１に電
機子２０が備えられており、ガイドレール１７、１８に
よって移動自在に支持されている。可動子２１に備えら
れている電機子２０の中央下部には、フラットに形成し
た電機子コイル２２、２３が所定のピッチで配置されて
いる。固定子１０は鉄の界磁バックヨーク１２、１３が
可動子２１の電機子コイル２２、２３を挟み込むように
配置されており、その内側に界磁永久磁石１４が移動方
向に並んで固着されている。以上の構成において、電機
子コイル２２、２３に流れる電流と界磁永久磁石１４の
磁束の相互作用によって力が発生し、可動子が移動でき
るのである。
子が移動するという構造をした従来のリニアモータの一
つが米国特許第４，１５１，４４７号に開示されてい
る。図６はその構造を示すものであり、可動子２１に電
機子２０が備えられており、ガイドレール１７、１８に
よって移動自在に支持されている。可動子２１に備えら
れている電機子２０の中央下部には、フラットに形成し
た電機子コイル２２、２３が所定のピッチで配置されて
いる。固定子１０は鉄の界磁バックヨーク１２、１３が
可動子２１の電機子コイル２２、２３を挟み込むように
配置されており、その内側に界磁永久磁石１４が移動方
向に並んで固着されている。以上の構成において、電機
子コイル２２、２３に流れる電流と界磁永久磁石１４の
磁束の相互作用によって力が発生し、可動子が移動でき
るのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の従来
技術では、次のような問題があった。すなわち、電機子
コイルで発生した熱は、可動子上面に取り付けた図示し
ない負荷にダイレクトに伝わるので、負荷が熱変形を引
き起こしてしまい様々な問題が生じていた。また、固定
子の界磁永久磁石へも間接的に伝熱するので、リニアモ
ータとして特性の劣化や熱減磁による推力の低下という
問題も生じていた。そこで本発明は、かかる問題点に鑑
みてなされたものであり、可動子側の電機子の構造や電
機子コイルの巻き方、冷却構造などを工夫し、吸引力に
よる変形を抑えつつ、熱による歪みを小さくして、高精
度の位置決めにも適したリニアモータを提供することを
目的とする。
技術では、次のような問題があった。すなわち、電機子
コイルで発生した熱は、可動子上面に取り付けた図示し
ない負荷にダイレクトに伝わるので、負荷が熱変形を引
き起こしてしまい様々な問題が生じていた。また、固定
子の界磁永久磁石へも間接的に伝熱するので、リニアモ
ータとして特性の劣化や熱減磁による推力の低下という
問題も生じていた。そこで本発明は、かかる問題点に鑑
みてなされたものであり、可動子側の電機子の構造や電
機子コイルの巻き方、冷却構造などを工夫し、吸引力に
よる変形を抑えつつ、熱による歪みを小さくして、高精
度の位置決めにも適したリニアモータを提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、２つの平行な界磁ヨークと、該界磁ヨー
クの内面に対面するよう一定間隔で固着された永久磁石
とからなる固定子と、該固定子とエアギャップを介して
設けられた複数の電機子と、該電機子に巻回された電機
子巻線と、前記複数の電機子を固定するベースとで構成
し、前記固定子の間を移動可能に支持された可動子と、
からなるリニアモータにおいて、前記電機子がＩ字形状
をしたＩ形電機子であり、前記電機子巻線が該Ｉ形電機
子の中央に直に整列巻され、前記複数のＩ形電機子の両
端には相隣るＩ形電機子ティース間に角柱が設けられ、
該角柱によって前記Ｉ形電機子が前記ベースに固定され
たことを特徴とし、また、前記Ｉ形ティースと前記角柱
の当接部にはそれぞれ凹凸が設けられ、該凹凸で互いに
固定されたことを特徴としたのである。さらに、発明
は、前記電機子巻線が樹脂でモールドされ、前記ベース
が冷媒を通すジャケットを備え、あるいは、前記電機子
巻線が樹脂でモールドされ、該樹脂と前記電機子巻線お
よび前記電機子がキャンで覆われ、該キャンと前記電機
子との間に冷媒通路を形成したことを特徴としたのであ
り、冷媒の流れる方向を前記可動子の進行方向としたの
である。上記手段により、モータの効率と冷却能力を向
上することができるので、負荷（テーブル側）と固定子
への伝熱を大幅に抑えることができる。
に、本発明は、２つの平行な界磁ヨークと、該界磁ヨー
クの内面に対面するよう一定間隔で固着された永久磁石
とからなる固定子と、該固定子とエアギャップを介して
設けられた複数の電機子と、該電機子に巻回された電機
子巻線と、前記複数の電機子を固定するベースとで構成
し、前記固定子の間を移動可能に支持された可動子と、
からなるリニアモータにおいて、前記電機子がＩ字形状
をしたＩ形電機子であり、前記電機子巻線が該Ｉ形電機
子の中央に直に整列巻され、前記複数のＩ形電機子の両
端には相隣るＩ形電機子ティース間に角柱が設けられ、
該角柱によって前記Ｉ形電機子が前記ベースに固定され
たことを特徴とし、また、前記Ｉ形ティースと前記角柱
の当接部にはそれぞれ凹凸が設けられ、該凹凸で互いに
固定されたことを特徴としたのである。さらに、発明
は、前記電機子巻線が樹脂でモールドされ、前記ベース
が冷媒を通すジャケットを備え、あるいは、前記電機子
巻線が樹脂でモールドされ、該樹脂と前記電機子巻線お
よび前記電機子がキャンで覆われ、該キャンと前記電機
子との間に冷媒通路を形成したことを特徴としたのであ
り、冷媒の流れる方向を前記可動子の進行方向としたの
である。上記手段により、モータの効率と冷却能力を向
上することができるので、負荷（テーブル側）と固定子
への伝熱を大幅に抑えることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例のリニ
アモータを長手方向に切った断面図であり、上から見た
ものである。固定子は、左側固定子５と右側固定子６の
２つからなり、 同じ構造のものが対向するように配置さ
れている。それぞれの固定子５、６は、界磁永久磁石６
ｂとそれを貼り付けている界磁バックヨーク６ａで構成
される。可動子１は、これら２つの固定子５、６間にあ
り、その上面は図示しない負荷に固定され、長手方向、
すなわち図面の上下方向に移動自在に支持されている。
可動子１の構造は、Ｉ形電機子ティース２ａに電機子巻
線３を巻回して構成した電機子ピース２と、これらの先
端の歯の間に挿入された非磁性材の角柱４と、この角柱
４を固定している図示しないベースから構成される。こ
の角柱４の外形は電機子ピース２先端の形に沿って形成
され、電機子ピース２先端と角柱４は接着固定されてい
る。さらに、この角柱４にはその上下面にタップ穴４ｄ
が加工され、角柱４のすべてがボルトによりベースに取
り付けられる。また、電機子ピース２はこれらに取り付
けられる前に、Ｉ形電機子ティース２ａに電機子巻線３
を直に整列に巻回される。このとき、導体占積率は非常
に高いものとなっている。界磁永久磁石６ａは図１に示
すように、対向するもの同志が異極となるように配置さ
れる。このとき、界磁永久磁石と電機子ピース２とで形
成される磁束ループは図１に示すように電機子巻線３に
鎖交している。よって、図１のように３相で毎極毎相の
スロット数ｑ＝３／８において、所定の電機子巻線の結
線を行うことで可動子の駆動が可能となる。
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例のリニ
アモータを長手方向に切った断面図であり、上から見た
ものである。固定子は、左側固定子５と右側固定子６の
２つからなり、 同じ構造のものが対向するように配置さ
れている。それぞれの固定子５、６は、界磁永久磁石６
ｂとそれを貼り付けている界磁バックヨーク６ａで構成
される。可動子１は、これら２つの固定子５、６間にあ
り、その上面は図示しない負荷に固定され、長手方向、
すなわち図面の上下方向に移動自在に支持されている。
可動子１の構造は、Ｉ形電機子ティース２ａに電機子巻
線３を巻回して構成した電機子ピース２と、これらの先
端の歯の間に挿入された非磁性材の角柱４と、この角柱
４を固定している図示しないベースから構成される。こ
の角柱４の外形は電機子ピース２先端の形に沿って形成
され、電機子ピース２先端と角柱４は接着固定されてい
る。さらに、この角柱４にはその上下面にタップ穴４ｄ
が加工され、角柱４のすべてがボルトによりベースに取
り付けられる。また、電機子ピース２はこれらに取り付
けられる前に、Ｉ形電機子ティース２ａに電機子巻線３
を直に整列に巻回される。このとき、導体占積率は非常
に高いものとなっている。界磁永久磁石６ａは図１に示
すように、対向するもの同志が異極となるように配置さ
れる。このとき、界磁永久磁石と電機子ピース２とで形
成される磁束ループは図１に示すように電機子巻線３に
鎖交している。よって、図１のように３相で毎極毎相の
スロット数ｑ＝３／８において、所定の電機子巻線の結
線を行うことで可動子の駆動が可能となる。
【０００６】次に請求項２に係る本発明の第２実施例の
リニアモータを図２に基づいて説明する。図において、
固定子５、６は、第１の実施例と同じ構成をしているの
で説明を省略する。可動子１は、概ね第１の実施例と同
様の構成をしているが、電機子ティース２ｂの先端部分
両側に凸部２Ｚを設け、また、角柱４ｂには凹部４Ｚを
設け、これら凹凸部２Ｚ、４Ｚで機械結合させている。
このように構成すれば、電機子ピース２と角柱４ｂの接
合が接着だけで不十分な場合であってもしっかりしたも
のとなり、可動子の剛性を向上させることができて、可
動子の剛性低下に起因する問題を回避することができ
る。
リニアモータを図２に基づいて説明する。図において、
固定子５、６は、第１の実施例と同じ構成をしているの
で説明を省略する。可動子１は、概ね第１の実施例と同
様の構成をしているが、電機子ティース２ｂの先端部分
両側に凸部２Ｚを設け、また、角柱４ｂには凹部４Ｚを
設け、これら凹凸部２Ｚ、４Ｚで機械結合させている。
このように構成すれば、電機子ピース２と角柱４ｂの接
合が接着だけで不十分な場合であってもしっかりしたも
のとなり、可動子の剛性を向上させることができて、可
動子の剛性低下に起因する問題を回避することができ
る。
【０００７】次に請求項３に係る本発明の第３実施例の
リニアモータを図３に基づいて説明する。図３は第３実
施例のリニアモータの正断面図である。可動子１の構造
は、ベース７ａ、７ｂを電機子ピース２の上下に配置し
て固定してあり、ベース７ａの上面とベース７ｂの下面
を使って負荷を固定できるようになっている。このた
め、可動子１の先端に負荷を取り付けて移動するような
送り機構においては、可動子１の上下面で支持する事が
可能となり、剛性を高く維持することができる。また、
ベース７ａ、７ｂの内側には冷媒を通すジャケット７
ｃ、７ｄが形成されている。このジャケット７ｃ、７ｄ
は、樹脂モールドされた電機子巻線３の丁度上部と下部
に配置され電機子巻線３とジャケット７ｃ、７ｄの側面
にシールを施している。また、電機子ピース２と角柱４
の間や、電機子ピース２及び角柱４とベース７ａ、７ｂ
の間も充填材により適宜シールが施されているが当業者
にとって一般的な事項であり詳細については省略する。
これらの構造によって、冷媒が漏れることはなく、電機
子巻線３に発生する熱が冷媒に良く伝えられるので、ベ
ースの取り付け面にはほとんど熱が伝わらないようにな
っている。従って、取付けられた負荷の熱変形が生じる
ことは無く、このリニアモータを用いた工作機械は高精
度の機械加工を行うことができる。
リニアモータを図３に基づいて説明する。図３は第３実
施例のリニアモータの正断面図である。可動子１の構造
は、ベース７ａ、７ｂを電機子ピース２の上下に配置し
て固定してあり、ベース７ａの上面とベース７ｂの下面
を使って負荷を固定できるようになっている。このた
め、可動子１の先端に負荷を取り付けて移動するような
送り機構においては、可動子１の上下面で支持する事が
可能となり、剛性を高く維持することができる。また、
ベース７ａ、７ｂの内側には冷媒を通すジャケット７
ｃ、７ｄが形成されている。このジャケット７ｃ、７ｄ
は、樹脂モールドされた電機子巻線３の丁度上部と下部
に配置され電機子巻線３とジャケット７ｃ、７ｄの側面
にシールを施している。また、電機子ピース２と角柱４
の間や、電機子ピース２及び角柱４とベース７ａ、７ｂ
の間も充填材により適宜シールが施されているが当業者
にとって一般的な事項であり詳細については省略する。
これらの構造によって、冷媒が漏れることはなく、電機
子巻線３に発生する熱が冷媒に良く伝えられるので、ベ
ースの取り付け面にはほとんど熱が伝わらないようにな
っている。従って、取付けられた負荷の熱変形が生じる
ことは無く、このリニアモータを用いた工作機械は高精
度の機械加工を行うことができる。
【０００８】次に請求項４に係る本発明の第４実施例の
リニアモータを図４に基づいて説明する。図４は、第４
実施例のリニアモータの正断面図である。可動子１の構
造はは，電機子ピース２を包含するように非磁性材のキ
ャン８ａで両側面と下面を覆い、キャン８ａの内面と電
機子ピース２の間に冷媒通路８ｂが形成されて冷媒を通
すことができるようになっている。このように構成すれ
ば、電機子ピース２に発生する熱が固定子側に伝わるこ
とはなく、固定子５、６の界磁永久磁石６ｂの特性劣化
や熱減磁，熱変形等を引き起こすことがないのである。
リニアモータを図４に基づいて説明する。図４は、第４
実施例のリニアモータの正断面図である。可動子１の構
造はは，電機子ピース２を包含するように非磁性材のキ
ャン８ａで両側面と下面を覆い、キャン８ａの内面と電
機子ピース２の間に冷媒通路８ｂが形成されて冷媒を通
すことができるようになっている。このように構成すれ
ば、電機子ピース２に発生する熱が固定子側に伝わるこ
とはなく、固定子５、６の界磁永久磁石６ｂの特性劣化
や熱減磁，熱変形等を引き起こすことがないのである。
【０００９】次に請求項５に係る本発明の第５実施例の
リニアモータを図５に基づいて説明する。図５は、第５
実施例のリニアモータの正断面図である。可動子１の構
造は、電機子ピース２の両側先端の表面に非磁性材の冷
媒導管９ａ、９ｂが設けられており、電機子ピース２の
表面を冷媒が流れるようなものとなっている。このよう
に構成すれば、第４の実施例と同様に，電機子ピース２
に発生する熱が固定子側に伝わることがないのである。
リニアモータを図５に基づいて説明する。図５は、第５
実施例のリニアモータの正断面図である。可動子１の構
造は、電機子ピース２の両側先端の表面に非磁性材の冷
媒導管９ａ、９ｂが設けられており、電機子ピース２の
表面を冷媒が流れるようなものとなっている。このよう
に構成すれば、第４の実施例と同様に，電機子ピース２
に発生する熱が固定子側に伝わることがないのである。
【０００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
機子ティースをつなぐ継鉄を無くし、Ｉ形に形成した電
機子ピース２に直に整列巻きすることによって、導体占
積率を上げることができるので電機子巻線３の長さが短
くなり銅損を低減させる効果がある。さらに、電機子巻
線３や電機子ピース２を直接冷却するので、負荷や固定
子側に伝わる熱をほとんど抑えることができ、適用する
工作機械の加工精度を高く維持することができるという
効果がある。
機子ティースをつなぐ継鉄を無くし、Ｉ形に形成した電
機子ピース２に直に整列巻きすることによって、導体占
積率を上げることができるので電機子巻線３の長さが短
くなり銅損を低減させる効果がある。さらに、電機子巻
線３や電機子ピース２を直接冷却するので、負荷や固定
子側に伝わる熱をほとんど抑えることができ、適用する
工作機械の加工精度を高く維持することができるという
効果がある。
【図１】本発明の第１実施例のリニアモータの上側断面
図
図
【図２】本発明の第２実施例のリニアモータの上側断面
図
図
【図３】本発明の第３実施例のリニアモータの正断面図
【図４】本発明の第４実施例のリニアモータの正断面図
【図５】本発明の第５実施例のリニアモータの正断面図
【図６】従来技術のリニアモータの斜視図
１ 可動子 ２ 電機子ピース ２ａ、２ｂ、２ｃ Ｉ形電機子ティース ２Ｚ 電機子ティース凸部 ３ 電機子巻線 ４、４ｂ、４ｃ 角柱 ４ｄ タップ穴 ４Ｚ 角柱凹部 ５ 左側固定子 ６ 右側固定子 ６ａ 界磁バックヨーク ６ｂ 界磁永久磁石 ７ａ、７ｂ ベース ７ｃ、７ｄ ジャケット ８ａ キャン ８ｂ 冷媒通路 ９ａ、９ｂ 冷媒導管
Claims (5)
- 【請求項１】２つの平行な界磁ヨークと、該界磁ヨーク
の内面に対面するよう一定間隔で固着された永久磁石と
からなる固定子と、 該固定子とエアギャップを介して設けられた複数の電機
子と、該各電機子に巻回された電機子巻線と、前記複数
の電機子を固定するベースとで構成し、前記固定子の間
を移動可能に支持された可動子と、からなるリニアモー
タにおいて、 前記電機子がＩ字形状をしたＩ形電機子であり、 前記電機子巻線が該Ｉ形電機子の中央に直に整列巻さ
れ、 前記複数のＩ形電機子の両端には相隣るＩ形電機子ティ
ース間に角柱が設けられ、 該角柱によって前記Ｉ形電機子が前記ベースに固定され
たことを特徴とするリニアモータ。 - 【請求項２】前記Ｉ形電機子ティースと前記角柱の当接
部にはそれぞれ凹凸が設けられ、 該凹凸で互いに固定されたことを特徴とする請求項１記
載のリニアモータ。 - 【請求項３】前記電機子巻線が樹脂でモールドされ、 前記ベースが冷媒を通すジャケットを備えていることを
特徴とする請求項１または２記載のリニアモータ。 - 【請求項４】前記電機子巻線が樹脂でモールドされ、 該樹脂と前記電機子巻線および前記電機子がキャンで覆
われ、 該キャンと前記電機子との間に冷媒通路を形成したこと
を特徴とする請求項１または２記載のリニアモータ。 - 【請求項５】冷媒の流れる方向を前記可動子の進行方向
としたことを特徴とする請求項３または４記載のリニア
モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14301697A JP3786150B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14301697A JP3786150B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323011A true JPH10323011A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3786150B2 JP3786150B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=15328984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14301697A Expired - Fee Related JP3786150B2 (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3786150B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100770156B1 (ko) | 2003-12-16 | 2007-10-25 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 리니어 모터 및 흡인력 상쇄형 리니어 모터 |
| JP2022136655A (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-21 | 富士電機株式会社 | 電機子、リニアモータ、電機子の製造方法 |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP14301697A patent/JP3786150B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100770156B1 (ko) | 2003-12-16 | 2007-10-25 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 리니어 모터 및 흡인력 상쇄형 리니어 모터 |
| US7696651B2 (en) | 2003-12-16 | 2010-04-13 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Linear motor |
| JP2022136655A (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-21 | 富士電機株式会社 | 電機子、リニアモータ、電機子の製造方法 |
| US11777387B2 (en) | 2021-03-08 | 2023-10-03 | Fuji Electric Co., Ltd. | Armature, linear motor, method of manufacturing armature |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3786150B2 (ja) | 2006-06-14 |
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