JPS6146165A - リニアモ−タ - Google Patents

リニアモ−タ

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Publication number
JPS6146165A
JPS6146165A JP59168275A JP16827584A JPS6146165A JP S6146165 A JPS6146165 A JP S6146165A JP 59168275 A JP59168275 A JP 59168275A JP 16827584 A JP16827584 A JP 16827584A JP S6146165 A JPS6146165 A JP S6146165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
magnetic pole
magnetic
tooth row
pole tooth
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.)
Pending
Application number
JP59168275A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Hamada
力 浜田
Noriaki Wakabayashi
若林 則章
Shuichi Yoshida
修一 吉田
Hidetoshi Kawa
川 秀俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59168275A priority Critical patent/JPS6146165A/ja
Publication of JPS6146165A publication Critical patent/JPS6146165A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は直交ロボットやX−Yテーブル等に利用可能な
磁極歯を有する永久磁石型のりニアモータに関するもの
である。
従来例の構成とその問題点 従来の磁極歯を有する永久磁石型のりニアモータは第1
図にその具体構成を示すように、ピッチPで設けられた
磁極歯列1を有するステータ2に近接対向してムーバ−
3が矢印X方向へ図示しない手段によシ走行可能に設け
られていた。ムーバ−3は第1コア4.第2コア5、及
びここにバイアス磁束を供給するための永久磁石ea 
、6b、上部コア7よシ構成される。−力筒1コ14に
は磁極EI IL 、 8−i) カ、第2コア5には
磁極80゜8dが設けられておシ、磁fia&18b、
80゜8dはステータ磁極歯列1に対し相対的に第1図
に示すよう配置されている。また駆動コイル9a、。
9bは第1図に示すように磁極8aとs b 、、 s
 cと8嗅でそれぞれ逆方向巻となるよう巻装される。
以上の様に構成されたりニアモータの駆動原理は永久磁
石6a 、ebより供給されるノくイアス磁束と駆動コ
イルによシ発生する励磁磁束との合成磁束による磁気吸
引力を利用するものである。従がって第1図に示す状態
からムーバ−3を右方向へ動かす場合は、磁極8Cにお
ける上記合成磁束が増大するよう駆動コイ1.9bに電
流を方向も考慮して流せばムーバ−3はiP$illへ
歩進する。
以下同様に上記合成磁束がsb 、 aa 、 Bh 
。
8C・・・・・・の順で最大となるよう駆動コイル9&
。
9bに電流を方向も考慮し−C通電切換を行なえば−P
ずつ歩進する。
しかしながら上記のような従来の構成では上記1pに相
当する分解能を高めようとする場合必然的にピッチPを
小さくする必要がある。しかし磁極sa 、sb 、s
c 、sdや、ステータ磁極歯列1の歯形を加工する工
作機械はビッグ−Pとは無関係なバックラッシュ等に起
因する工作機械固有の加工誤差を有しているので、ピッ
チPを極端に小さくすると歯形形状が不揃いとなシ結果
として推力にバラツキが発生したシ、1歩進時の歩進量
が大きく異なってくるという欠点を有していた。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、分解能が容易
に高められ、かつ1歩進時の歩進量が均−fi磁極歯を
有する永久磁石型のりニアモータを提供するものである
。
発明の構成 本発明は長手方向に一定のピッチPで設けられた磁極歯
列を有するステータと、この磁極歯列に近接対向してピ
ッチ方向へ走行可能に設けられたムーバ−よシなシ、こ
のムーバ−を、磁極歯列に対し相対的に−Xm(n:3
,5.了・・・・・・奇数。
m:1.2.3・・・・・・n)の位相ずれを有する磁
極を形成した第1コアと、磁極歯列に対し相対的に−x
m+−の位相ずれを有する磁極を形成した第n    
   2 2コアと、磁極歯列との相対位置がP/2ずれたn個の
磁極の対それぞれに巻装した駆動コイルと、前記第1.
第2コアにバイアス磁束を供給する永久磁石よHu成さ
れており、分解能を容易に高められるという特有の効果
を有している。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
第2図は本発明の第1実施例におけるリニアモータの側
面図であり、n=3の場合である。第2図において、一
定のピッチPで設けられた磁極歯列11を有するステー
タ12に近接対向してムーバ−3が矢印X方向へ図示し
ない手段によシ走行可能に設けられている。ムーバ−3
は第1コア14、第2コア15、及びここにバイアス磁
束を供給するだめの永久磁石16& 、16b、上部コ
ア1了よシ構成される。−力筒1コアには磁極歯列11
に対し相対的に−Xm (n=3 、111=1 。
2.3)の位相ずれすなわち3 ’ 3P、3P(相対
的には位相ずれ0と考える。)の位相ずれを有する磁極
18a、1’8b、180が形成され、第m+、(n=
3 、’1Q=1.2 、3)の位相ずれずはip )
 、 o+ −=−p 、の位相ずれを有する磁楔18
d、1815.18fが形成される。従がって磁極歯列
11と磁極18?L・・1 sb 、 18C。
1Ba、1ae、の相対位置は第2図に示すよう、P いる。ここで磁極歯列11との相対位置かiずれた磁極
181Lと18f、18bと186,180と18dの
3個の対それぞれに第2図に示すように駆動コイル19
& 、 19b 、 19Cが巻装されている。
以上のように構成されたりニアモータについてその動作
を説明する。本リニアモータの動作原理は永久磁石1e
a 、 1ebより供給されるバイアス磁束と、駆動コ
イルにより発生する励磁磁束との合成磁束による磁気吸
引力を利用するものでちる。従がって第2図に示す状態
からムーバ−13を右方向へ動かす場合は磁極186に
おける上記合成磁束が増大するよう駆動コイ/v19b
に電流をその方向も考慮して矢印方向へ流せばムーバー
13か−P右側へ歩進する。以下同様に磁極1B0,1
8f、18b、18d、181L。
186・・・・・・の順に合成磁束が増大するよう駆動
コイ/L/19&、19b、190に電流をその方向も
考慮して通電−切換を行なえば−Pずつ右側へ歩進する
。以上の説明で明らかなように本発明においてはピッチ
Pを小さくしないでnの数を増すことによシ分解能を高
めているので°、磁極181L。
18m)、180.18(1,1815,18fや磁極
正確な歩進量を維持しつつ高い分解能が得られる。
なおnを3.5.7のように増すにつれ分解能はP  
 P    P 2n倍すなわち6 ’ 10 ’ 14  ・・”・・
のように容易に高められる。
ここで本発明を特許請求の範囲(1)項と対応して更に
深く説明する。まず第1コア14に設けられt磁%1a
a 、 1ab 、 1acお!び第2コア15に設け
られた磁極1 Bo 、 I Be 、 18fとa極
歯列11との相対位置を一×mおよび、旦×n    
         n m十−とした理由を以下に示す。木モータの動作原理は
前述したように永久磁石161L 、 16bによるバ
イアス磁束と駆動コイ/Lz19a、19b。
190による磁束との合成磁束による磁気吸引力列11
との相対位置によシ変化するとバイアス磁束の量が変化
するので推力ムラを生じる。ここで磁極1st 、 1
 sb 、 18c 、 18d 、 18e 。
1afと磁極歯列11との磁気抵抗はムーバ−13の偏
位に伴ない第3図に示すように略正弦波のように変化す
るので、磁極1 B+lL 、 18b 。
18Gと磁極歯列11との相対位置を一×mとなる相対
関係とすることにより磁極18&、18b。
180の合計の磁気抵抗はほぼ一定とすることができる
。同様に磁極18d、186.18f’と磁極歯列11
を−xm+−となる関係とすることにn       
2 よシ磁極18d、1815,18fの合計の磁気抵抗も
ほぼ一定にできる。従がって永久磁石から見た磁気抵抗
は変化しないのでバイアス磁束が一定となシ、推力ムラ
は生じない。なお第2コアに設けられた磁極18d、1
8e、18fと磁極歯列P      P 11との相対位置を示す−Xm+Hの式において常に旦
の位相量を与えているがこのことによシ分解能を2n倍
に高める効果が生じる。次にnを奇数と限定した理由は
、nを゛偶数とした時以下に示す欠点が生じるためであ
る。例えばn=4とすると、第1コア14および第2コ
ア15に設けられP  、   P −Xm+;;で表わされるので、p 、、p 、;P 
。
!!−P(OP)、と−p 、 −p (oP ) 、
 −P(−P)。
2p、になる。このことは第1実施例に対しnが3かも
4に増したにもかかわらず分解能が低下することを示し
ており、本発明の分解能を高めるという目的に適合しな
い。nを他の偶数とする時も上記と同様に−の分解能し
か得られないので本発明ではnを奇数と限定したが、当
然nが偶数でもリニアモータとして成立するし、またn
の増加に伴ない分解能かiに高まることは明白である。
次に特許請求の範囲(2)項に対する説明を以下に示す
。この項は特に2相励磁駆動力式で本構成のりニアモー
タをリニアパルスモータやサーボモータとして用いる時
大きな効果を生じる。第2図の構造は特許請求の範囲(
2)項記載の内容を満足する構造、すなわち磁極歯列1
1との相対位置がP/2ずれた磁極の対181Lと18
f’、18bと18e1180と18dが第1コア14
と第2コ115を境として対称に配置されている。この
ような配置から2相励磁駆動力式で右方向ヘム−バー1
3を駆動する場合を考えると、合成磁束は磁極182L
と186,1815と180,180と18f。
18fと18b118bと18g、18gと18a11
1Lと1815・・・・・・の順に増大するよう駆動コ
イ/l/19&、19b、190を通電切換する。この
時の磁路長はほぼこの門つの磁極182Lと186.1
815と18C118Cと1af・・・・・・の長さと
なるので明らかに変化する。ここでこのようなりニアモ
ータを高速で走行させると、との磁路長に対応した渦電
流が発生し、これによシ前記合成磁束舎打消す方向の磁
束が発生する。従がって磁路長の変化が最小となるよう
磁%18a、18b。
18C、1sa 、 18e 、 18fを配置すれば
、各磁極での渦電流によって発生する磁束を含めた合成
磁束の変化を最小化できるので、結果として走行時の推
力バラツキや、振動、@音の減少が可能となシ、更にモ
下タ走行時の制御性が向上できる。一方磁1i18a、
18b、18c、18d。
186.18fの配置は第2図において磁極歯列11と
の相対位置か−Pずれた磁W18bを180の位置に設
け、−pずれた磁極18Cを磁極18bの所へ設ける等
、その組合せは36通シが可能となる。本発明はこの3
6通りの組合せの中で磁路長の変動が最も小さい組合せ
となるような6通シの組合せに限定するものであり、こ
の6通りの組合せは全て第1コア14と第2コア15と
の中央・部を境いに磁極歯列11との相対位置か、pず
れた磁極182Lと181,18bと186,180と
18dを対称に配置にした時である。従がって第2図に
示す状態はこの6通シの組合せの1列にすぎない。
以上のように本実施例によれば、長手方向に一定のピッ
チPで設けられた磁極歯列11を有するステータ12に
近接対向してピッチP方向へ走行可能に設けたムーバ−
13の構造を磁極歯列11に対し相対的にop 、HP
 、−iPずれた磁極18Δ。
1 sb 、 18Cを有する第1コア14と、磁極歯
列11に対し相対的に、p 、、p 、、pずれた磁極
18d、186.18fを有する第2:!715と、磁
i1B&と18f、18bと18e、180と181i
にそれぞれに巻装した駆動コイ/l/19J19b 、
 190と、第1コア14.第2コア15にバイアス磁
束を供給する永久磁石161L、16bおよび上部コア
17を設けることによシ分解能を容易に高めることがで
きる。またこの時磁極18a。
18b、18C,18d、186.18fの配置を第1
コア14と第2コア15との中央部を境いに磁極歯列1
1との相対位置か−Pずれた磁極18&と18f118
bと188,180と18dを対称に配置することによ
り特に2相励磁駆動力式でムーバ−13を駆動すれば走
行時の推力のバラツキや振動、騒音の減少が可能となり
、更にムーバ−13走行時の制御性が良好となる。
なお第1実施例においてn=3として説明したが当然n
は3,6.7・・・・・・奇数であれば良く、またバイ
アス磁束源として永久磁石161L 、 1 sbのよ
うに2個設けかつ上部コア1了を設けたが、永久磁石を
1個とし、かつ上部コアを廃止することもできるし、永
久磁石1(3+4.1 sbの代りに他のバイアス磁束
源を設けることもできる。また当然のことながら各磁極
は歯1列で説明したがピッチPと同一で複数列とするこ
ともできる。
発明の効果 以上のように本発明では、長手方向に一定のピッチPで
設けられた磁極歯列を有するステータと、磁極歯列上に
近接対向して走行可能に設けられたムーバ−よりな9、
このムーバ−の構造を、磁極歯列に対し相対的に−×m
(n:3,5.ア・・印・奇数、m:1.2.3・・・
・・・n)の位相ずれを有するn個の磁極が形成された
第1コアと、磁極歯列P       P 11に対し相対的に−Xm+、の位相ずれを有するn個
の磁極が形成された第2コアと、前記磁極歯列との相対
位置がP/2ずれた磁極のn個の対それそれに巻装され
たn個の駆動コイルと、第1コアおよび第2コアにバイ
アス磁束を供給する永久磁石とを備えることにより分解
能を容易に高めることができ、その実用的効果は大なる
ものがある。
また前記磁極の配置を、磁極歯列11との相対位置が、
Pずれたn対の磁極を第1コアと第2コアとの中央部を
境にして対称に配置することにょシ、特に2相励磁駆動
力式でムーバ−を駆動すれば走行時の推力のバラツキや
振動・騒音の減少が可能となシ、更にムーバ−走行時の
制御性を良好にすることができ、その実用的効果は大な
るものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁極歯を有する永久磁石型のりニアモー
タの側面図、第2図は本発明の第1の実施例におけるa
i歯を有する永久磁石型リニアモータの側面図、第3図
は第2図における磁+Tと磁極歯列との磁気抵抗と偏位
の説明図である。 11・・・・・・磁極歯列、12・・・・・・ステータ
、13・・・・・・ムーバ−114・・・・・・第1コ
ア、15・・・・・・第2コア、16& 、 1 eb
・・・・・・永久磁石、17・・・・・・上部コア、1
8L、18b、18C,18d、IEl。 18f・・・・・・磁極、19tL、 19b 、 1
90・・・・・・駆動コイル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)長手方向に一定のピッチPで設けられた磁極歯列
    を有するステータと、前記磁極歯列に近接対向してピッ
    チ方向へ走行可能に設けられたムーバーよりなり、前記
    ムーバーは前記磁極歯列に対し相対的にn/P×m(n
    :3、5、7、・・・・・・奇数、m:1、2、3・・
    ・・・・)の位相ずれを有するn個の磁極が形成された
    第1コアと、前記磁極歯列に対し相対的にP/n×m+
    P/2の位相ずれを有するn個の磁極が形成された第2
    コアと、前記磁極歯列との相対位置がP/2ずれた前記
    磁極のn個の対それぞれに巻装されたn個の駆動コイル
    と、前記第1および第2コアにバイアス磁束を供給する
    永久磁石とを備えたリニアモータ。
  2. (2)磁極歯列との相対位置がP/2ずれた前記磁極の
    対を前記第1コアと前記第2コアの中央部を中心として
    対称に配置した特許請求の範囲(1)項記載のリニアモ
    ータ。
JP59168275A 1984-08-11 1984-08-11 リニアモ−タ Pending JPS6146165A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703417A (en) * 1994-09-30 1997-12-30 Linear Drives Limited Linear motor for extended travel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703417A (en) * 1994-09-30 1997-12-30 Linear Drives Limited Linear motor for extended travel

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