JP2002119040A - Linear motor - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コギング推力の発生を抑えることができるリニ
アモータを提供する。
【解決手段】 界磁極を構成する複数の永久磁石2を直
線状に並べて配置した界磁鉄心と、永久磁石2の列と磁
気的空隙を介して対向配置され、電機子巻線5を備えた
電機子鉄心4よりなる電機子4とを備え、界磁極と電機
子3の何れか一方を固定子に、他方を可動子として相対
的に走行するようにしたリニアモータにおいて、界磁鉄
心を複数の鉄心ブロック1A、1Bに分割して推力方向
に配置し、各鉄心ブロック相互間に間隙を設け、鉄心ブ
ロック相互の間隙に磁性体の間隔片6を挿設したもので
ある。これにより、界磁極とティース4b間によるコギ
ング推力または、界磁鉄心の両端における端効果による
コギング推力を低減できる。
(57) [Problem] To provide a linear motor capable of suppressing generation of cogging thrust. SOLUTION: A field iron core in which a plurality of permanent magnets 2 constituting a field pole are arranged in a straight line is arranged, and an armature winding 5 is arranged oppositely to a row of the permanent magnets 2 via a magnetic gap. A linear motor having an armature 4 composed of an armature core 4, wherein one of the field pole and the armature 3 is a stator and the other is a movable element, and is relatively driven. The core blocks 1A and 1B are divided in the thrust direction, a gap is provided between the core blocks, and a magnetic spacing member 6 is inserted into the gap between the core blocks. Thereby, the cogging thrust between the field pole and the teeth 4b or the cogging thrust due to the end effect at both ends of the field iron core can be reduced.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、FA機器の搬送シ
ステム、例えば工作機のテーブル送りや半導体製造装置
のステッパ駆動機構などに利用されるリニアモータに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor used in a transport system for FA equipment, for example, a table feed of a machine tool or a stepper drive mechanism of a semiconductor manufacturing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、FA機器の搬送システム、例
えば工作機のテーブル送りや半導体製造装置のステッパ
駆動機構などに利用されるリニアモータが提案されてい
る。図7は従来のリニアモータの側断面図である。な
お、図では、ムービングマグネット型のリニアモータを
例示して説明する。図において、10は平板状の界磁鉄
心、2は界磁鉄心10に交互に極性が異なる界磁極を構
成する複数の永久磁石、3は永久磁石2の磁極面に空隙
を介して対向する電機子、4は電機子鉄心であって、電
磁鋼板を櫛歯状に打ち抜いてティース4aと継鉄部4b
を形成してなる電機子鉄板を積層固定したもの、5は電
機子巻線である。ここで、電機子鉄心4に設けるティー
ス4aは、電機子巻線5の相数をn、界磁極の磁極数を
P、界磁極1極あたりのティースの数をqとしたとき、
界磁鉄心10の進行方向の全長に渡って、n×P×qと
なる数を設けて、このティース4a間に位置するスロッ
ト4cに電機子巻線5を巻装している。このような構成
のリニアモータは、界磁極を有する界磁鉄心10側を可
動子に、電機子3を固定子として、界磁鉄心10を電機
子3の長手方向に対して走行するようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a linear motor used for a transport system of an FA device, for example, a table feed of a machine tool or a stepper drive mechanism of a semiconductor manufacturing apparatus. FIG. 7 is a side sectional view of a conventional linear motor. In the drawings, a moving magnet type linear motor will be described as an example. In the figure, reference numeral 10 denotes a plate-shaped field iron core, 2 denotes a plurality of permanent magnets constituting field poles having different polarities alternately on the field iron core 10, and 3 denotes an electric machine opposed to the magnetic pole surface of the permanent magnet 2 via a gap. The armature 4 is an armature iron core, which is formed by punching out an electromagnetic steel sheet into a comb-like shape to form a tooth 4a and a yoke 4b.
5 are armature windings in which an armature iron plate formed by laminating and fixing is fixed. Here, the teeth 4a provided on the armature core 4 are such that when the number of phases of the armature winding 5 is n, the number of field poles is P, and the number of teeth per field pole is q,
The armature winding 5 is wound around the slots 4c located between the teeth 4a with the number of n × P × q provided over the entire length of the field core 10 in the traveling direction. In the linear motor having such a configuration, the field iron core 10 having the field poles is used as a mover, the armature 3 is used as a stator, and the field iron core 10 runs in the longitudinal direction of the armature 3. ing.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、一般に
電機子鉄心4に形成されるティース4aと界磁極となる
永久磁石2との間に磁気回路を形成するが、スロット4
cの開口形状に起因する磁気抵抗の変化によりコギング
推力が発生し、このコギング推力が界磁極と電機子3の
相対運動時に生じる推力変動の一因となっていた。ま
た、界磁鉄心10の両端に形成される磁気回路は開放さ
れているため、端効果によるコギング推力も発生し、こ
れも推力変動の一因となっていた。本発明は、上記課題
を解決するためになされたものであり、コギング推力の
発生を抑えることができるリニアモータを提供すること
を目的とする。In the prior art, a magnetic circuit is generally formed between the teeth 4a formed on the armature core 4 and the permanent magnets 2 serving as field poles.
A cogging thrust is generated due to a change in magnetic resistance caused by the opening shape of c, and this cogging thrust has contributed to a thrust variation that occurs when the field pole and the armature 3 move relative to each other. Further, since the magnetic circuits formed at both ends of the field iron core 10 are open, a cogging thrust due to the end effect is also generated, which also contributes to the thrust fluctuation. The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a linear motor capable of suppressing generation of cogging thrust.
【0004】[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、請求項1の本発明は、交互に極性が異なるように界
磁極を構成する複数の永久磁石を直線状に並べて配置し
た界磁鉄心と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対
向するように配置した電機子鉄心と前記電機子鉄心のス
ロットにコイルを巻回した電機子巻線とより構成してな
る電機子とを備え、前記界磁極と前記電機子の何れか一
方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁極と前記
電機子を相対的に走行するようにしたリニアモータにお
いて、前記界磁鉄心を複数の鉄心ブロックに分割して推
力方向に配置し、前記鉄心ブロック相互間に間隙を設
け、前記鉄心ブロック相互の間隙に磁性体の間隔片を挿
設したものである。請求項2の本発明は、請求項1記載
のリニアモータにおいて、前記鉄心ブロックの分割数を
n、前記鉄心ブロック1個の長さをL、前記鉄心ブロッ
ク全体に含まれる界磁極の磁極数Pと前記鉄心ブロック
1個に含まれるティースの数Sとの最小公倍数をLCM
(P,S)、前記鉄心ブロックの分割数の倍数を含まな
い自然数をm1で表したときに、前記間隔片の長さがIn order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 has a field magnet in which a plurality of permanent magnets constituting a field pole are alternately arranged in a line so as to have alternately different polarities. An iron core, an armature composed of an armature core disposed so as to face the permanent magnet array via a magnetic gap and an armature winding in which a coil is wound around a slot of the armature core. A linear motor having one of the field pole and the armature as a stator and the other as a mover, wherein the field pole and the armature run relatively to each other. And the core block is divided in the thrust direction, a gap is provided between the core blocks, and a spacing member of a magnetic material is inserted into the gap between the core blocks. According to a second aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the number of divisions of the core block is n, the length of one core block is L, and the number P of field poles included in the entire core block is P. LCM is the least common multiple of the number of teeth S contained in one iron core block.
(P, S), when a natural number not including a multiple of the number of divisions of the core block is represented by m 1 , the length of the interval piece is
【0005】[0005]
【数7】 (Equation 7)
【0006】で示されるものである。請求項3の本発明
は、請求項1記載のリニアモータにおいて、前記鉄心ブ
ロックの分割数をn、前記鉄心ブロック1個の長さを
L、前記鉄心ブロック全体に含まれる界磁極の磁極数を
P、前記鉄心ブロックの分割数の倍数を含まない自然数
をm1で表したときに、前記間隔片の長さが[0006] According to a third aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the number of divisions of the iron core block is n, the length of one iron core block is L, and the number of field poles included in the entire iron core block is P, and a natural number that does not contain a multiple of the division number of the core block when expressed in m 1, the length of the distance piece
【0007】[0007]
【数8】 (Equation 8)
【0008】で示されるののである。請求項4の本発明
は、請求項1記載のリニアモータにおいて、前記鉄心ブ
ロックの分割数をn、前記鉄心ブロック1個の長さを
L、前記鉄心ブロック全体に含まれる界磁極の磁極数P
と前記鉄心ブロック1個に含まれるティースの数Sとの
最小公倍数をLCM(P,S)で表した場合であって、
請求項2記載の係数m1と請求項3記載の係数m2を用い
て、前記係数m1と前記係数m2との関係が、[0008] It is shown by. According to a fourth aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the number of divisions of the iron core block is n, the length of one iron core block is L, and the number P of field poles included in the entire iron core block is P.
And the least common multiple of the number of teeth S included in one iron core block and LCM (P, S),
Using the coefficient m 1 according to claim 2 and the coefficient m 2 according to claim 3, the relationship between the coefficient m 1 and the coefficient m 2 is:
【0009】[0009]
【数9】 (Equation 9)
【0010】の式を満足するものとし、前記係数m1を
用いて、前記間隔片の長さがIt is assumed that the following expression is satisfied, and the length of the interval piece is determined using the coefficient m 1.
【0011】[0011]
【数10】 (Equation 10)
【0012】の式で表されるものである。請求項5の本
発明は、請求項1記載のリニアモータにおいて、前記鉄
心ブロックの分割数をn、前記鉄心ブロック1個の長さ
をL、前記鉄心ブロック全体に含まれる界磁極の磁極数
をP、前記鉄心ブロックの分割数の倍数を含まない自然
数をm1で表した場合であって、請求項1記載の係数m1
と請求項2記載の係数m2を用いて、前記係数m1と前記
係数m2との関係が、This is represented by the following equation. According to a fifth aspect of the present invention, in the linear motor according to the first aspect, the number of divisions of the iron core block is n, the length of one iron core block is L, and the number of field poles included in the entire iron core block is P, wherein the natural number that does not contain a multiple of the division number of the core blocks in a case where expressed in m 1, claim 1 factor described m 1
With claim 2 coefficients according m 2 and the relationship of the coefficients m 1 and the coefficient m 2 is,
【0013】[0013]
【数11】 [Equation 11]
【0014】の式を満足するものとし、前記係数m2を
用いて、前記間隔片の長さがIt is assumed that the following expression is satisfied, and the length of the interval piece is determined by using the coefficient m 2.
【0015】[0015]
【数12】 (Equation 12)
【0016】の式で表されるものである。This is expressed by the following equation.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明の第1の実施例を示すリニ
アモータの側面図である。図2は第1の実施例による特
性を示したものであって、(a)は各鉄心ブロックに生
じる界磁極とティースによるコギング推力、(b)は各
鉄心ブロックに生じる端効果によるコギング推力であ
る。なお、本発明において、従来技術と同じ構成要素に
ついては同一符号を付してその説明を省略し、異なる点
のみ説明する。図において、1Aは第1の鉄心ブロッ
ク、1Bは第2の鉄心ブロック、6は間隔片である。本
発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。界磁
鉄心を第1の鉄心ブロック1A、第2の鉄心ブロック1
Bに分割して推力方向に配置し、鉄心ブロック1A、1
B相互間に間隙を設け、前記鉄心ブロック相互の間隙に
磁性体の間隔片6を挿設したものであって。鉄心ブロッ
クの分割数をn、鉄心ブロック1個の長さをL、鉄心ブ
ロック全体に含まれる界磁極の磁極数P、鉄心ブロック
1個に含まれるティース4bの数S、前記磁極数Pと前
記ティースの数Sの最小公倍数をLCM(P,S)、鉄
心ブロックの分割数の倍数を含まない自然数を係数m1
で表したときに、間隔片6の長さLCは、式(1)で導
かれる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a linear motor according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B show characteristics according to the first embodiment, wherein FIG. 2A shows the cogging thrust caused by the field poles and the teeth generated in each iron core block, and FIG. 2B shows the cogging thrust caused by the end effect generated in each iron core block. is there. In the present invention, the same components as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different points will be described. In the figure, 1A is a first iron core block, 1B is a second iron core block, and 6 is a spacing piece. The differences between the present invention and the prior art are as follows. The field core is composed of the first core block 1A and the second core block 1.
B and placed in the thrust direction, and the iron core blocks 1A, 1
B, a gap is provided between the core blocks, and a spacing member 6 made of a magnetic material is inserted into the gap between the iron core blocks. The number of divisions of the core block is n, the length of one core block is L, the number P of field poles included in the entire core block, the number S of the teeth 4b included in one core block, the number P of the magnetic poles and The least common multiple of the number S of teeth is LCM (P, S), and a natural number not including a multiple of the number of divisions of the core block is a coefficient m 1.
When expressed by, the length L C of the spacing piece 6 is derived by Expression (1).
【0018】[0018]
【数13】 (Equation 13)
【0019】図1のリニアモータは、鉄心ブロックの分
割数nを2、鉄心ブロック全体における界磁磁の磁極数
Pが4、鉄心ブロック1個におけるティース4aの数S
が6とした場合であるため、この時、係数m1=1とし
て、間隔片6の長さLCを式(1)から求めると、L/
12となる。第1鉄心ブロック1Aと第2鉄心ブロック
1Bによって電機子巻線5に引き起こされる誘起電圧の
位相差は60°となる。そのため電機子巻線5の配列を
示す相帯は図1のようになる。上記の電機子巻線5の相
帯を有するリニアモータにおいて、各々の鉄心ブロック
1A、1Bの界磁極とティース4a間におけるコギング
推力は、図2(a)のようになり、コギング推力は打ち
消される。また、端効果によるコギング推力は図2
(b)に示すようになり、コギング推力は大きくなる。
第1の実施例はこのような構成にしたので、界磁極と電
機子3の相対運動時に生じる推力変動をなくすことがで
き、界磁極と電機子のティース4aの相互作用によるコ
ギング推力が大きいとき有効な手段となる。In the linear motor shown in FIG. 1, the number n of divisions of the iron core block is 2, the number of magnetic poles P of the field magnet in the entire iron core block is 4, and the number S of teeth 4a in one iron core block is S.
In this case, when the coefficient m 1 = 1 and the length L C of the interval piece 6 is obtained from the equation (1), L /
It becomes 12. The phase difference of the induced voltage induced in the armature winding 5 by the first core block 1A and the second core block 1B is 60 °. Therefore, the phase band indicating the arrangement of the armature windings 5 is as shown in FIG. In the linear motor having the phase band of the armature winding 5, the cogging thrust between the field poles of the iron core blocks 1A and 1B and the teeth 4a is as shown in FIG. 2A, and the cogging thrust is canceled. . The cogging thrust due to the end effect is shown in FIG.
As shown in (b), the cogging thrust increases.
Since the first embodiment is configured as described above, it is possible to eliminate the thrust fluctuation generated when the field pole and the armature 3 move relative to each other, and when the cogging thrust due to the interaction between the field pole and the teeth 4a of the armature is large. It is an effective means.
【0020】次に本発明の第2の実施例を説明する。図
3は本発明の第2の実施例を示すリニアモータの測断面
図、図4は第2の実施例による特性を示したものであっ
て、(a)は各鉄心ブロックに生じる界磁極とティース
によるコギング推力、(b)は各鉄心ブロックに生じる
端効果によるコギング推力である。なお、各鉄心ブロッ
ク相互間に間隙を設け、鉄心ブロック相互の間隙に磁性
体の間隔片6を挿設した点は同じである。第2の実施例
が第1の実施例と異なる点は以下のとおりである。すな
わち、界磁鉄心を、第1の鉄心ブロック1A、第2の鉄
心ブロック1B、第3の鉄心ブロック1Cに分割して推
力方向に配置したものであって、鉄心ブロック1個の長
さをL、鉄心ブロックの分割数をn、鉄心ブロック全体
に含まれる界磁極の磁極数P、鉄心ブロックの分割数の
倍数を含まない自然数をm2で表したときに、間隔片6
の長さLCEは式(2)で導かれる。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a sectional view of a linear motor showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows characteristics according to the second embodiment. FIG. 3 (a) shows field poles generated in each iron core block. The cogging thrust due to the teeth, and (b) is the cogging thrust due to the end effect generated in each iron core block. It is the same that a gap is provided between each core block and a spacing member 6 of a magnetic material is inserted into the gap between the core blocks. The differences between the second embodiment and the first embodiment are as follows. That is, the field iron core is divided into a first iron core block 1A, a second iron core block 1B, and a third iron core block 1C, and is arranged in the thrust direction. When the number of divisions of the core block is represented by n, the number of field poles P included in the entire core block, and a natural number not including a multiple of the division number of the core block by m 2 , the spacing piece 6
The length L CE derived by Equation (2).
【0021】[0021]
【数14】 [Equation 14]
【0022】図3のリニアモータは、鉄心ブロックの分
割数nを3、鉄心ブロック全体における界磁磁の磁極数
Pが6の場合であるため、この時、係数m2=1として、
間隔片6の長さLCEを式(2)から求めると、L/6と
なる。第1鉄心ブロック1A、第2鉄心ブロック1B、
第3鉄心ブロック1Cによって電機子巻線5に引き起こ
される誘起電圧の位相差はそれぞれ120°となる。そ
のため電機子巻線5の配列を示す相帯は図3のようにな
る。上記の電機子巻線5の相帯を有するリニアモータに
おいて、各々の鉄心ブロック1A〜1Cの界磁極とティ
ース4a間におけるコギング推力は、図4(a)のよう
になり、コギング推力は位相差がないため大きくなる。
また、端効果によるコギング推力は図4(b)に示すよ
うになり、コギング推力は互いに打ち消しあう。第2の
実施例はこのような構成にしたので、鉄心ブロックの両
端に形成される磁気回路に生じる推力変動をなくすこと
ができ、端効果によるコギング推力が大きいとき有効な
手段となる。The linear motor of FIG. 3, since the case 3 the division number n of the core block, the number of magnetic poles P of the field magnetic in the entire core blocks of 6, at this time, as coefficients m 2 = 1,
When the length L CE of the interval piece 6 is obtained from the equation (2), it becomes L / 6. 1st core block 1A, 2nd core block 1B,
The phase difference between the induced voltages induced in the armature winding 5 by the third core block 1C is 120 °. Therefore, the phase band indicating the arrangement of the armature windings 5 is as shown in FIG. In the linear motor having the phase band of the armature winding 5, the cogging thrust between the field poles of each of the iron core blocks 1A to 1C and the teeth 4a is as shown in FIG. It becomes big because there is no.
Further, the cogging thrust due to the end effect is as shown in FIG. 4B, and the cogging thrusts cancel each other. Since the second embodiment has such a configuration, it is possible to eliminate the fluctuation of the thrust generated in the magnetic circuit formed at both ends of the iron core block, and this is an effective means when the cogging thrust due to the end effect is large.
【0023】次に第3の実施例を説明する。図5は本発
明の第3の実施例を示すリニアモータの側断面図、図6
は第3の実施例による特性を示したものであって、
(a)は各鉄心ブロックに生じる界磁極とティースによ
るコギング推力、(b)は各鉄心ブロックに生じる端効
果によるコギング推力である。なお、各鉄心ブロック相
互間に間隙を設け、鉄心ブロック相互の間隙に磁性体の
間隔片6を挿設した点は同じである。第3の実施例が第
1および第2の実施例と異なる点は以下のとおりであ
る。第1の実施例で述べた係数m1と第2の実施例で述
べた係数m2を用いて、間隔片6の長さLC=LCEとなる
ようにm1およびm2を決定したものであって、この時の
m1とm2の関係は、式(3)で示される。Next, a third embodiment will be described. FIG. 5 is a side sectional view of a linear motor showing a third embodiment of the present invention.
Shows the characteristic according to the third embodiment,
(A) is the cogging thrust generated by the field poles and the teeth generated in each iron core block, and (b) is the cogging thrust generated by the end effect generated in each iron core block. It is the same that a gap is provided between each core block and a spacing member 6 of a magnetic material is inserted into the gap between the core blocks. The differences between the third embodiment and the first and second embodiments are as follows. Using the coefficient m 1 described in the first embodiment and the coefficient m 2 described in the second embodiment, m 1 and m 2 are determined so that the length L C = L CE of the interval piece 6. The relationship between m 1 and m 2 at this time is expressed by equation (3).
【0024】[0024]
【数15】 (Equation 15)
【0025】式(3)でおいて、例えば、図3に示すよ
うに鉄心ブロック1個におけるティース4aの数Sを
6、鉄心ブロック全体に含まれる界磁極の磁極数Pを4
としたときに、得られたm1とm2との関係は、m1=3
×m2となる。ここで、m2=1とすると、m1=3とな
り、このときのm1=3を用いて、式(1)から間隔片
6の長さを求めると、L/4となる。また、m2=1を
用いて、式(2)から間隔片6の長さを求めても、同じ
くL/4となる。第1の鉄心ブロック1A、第2の鉄心
ブロック1Bによって電機子巻線5に引き起こされる誘
起電圧の位相差はそれぞれ180°となる。そのため、
電機子巻線5の配列を示す相帯は図5のようになる。上
記の電機子巻線5の相帯を有するリニアモータにおい
て、各々の鉄心ブロック1A、1Bの界磁極とティース
4a間におけるコギング推力は、図6(a)のようにな
り、コギング推力は互いにコギング推力は打ち消しあ
う。また、端効果によるコギング推力は図6(b)に示
すようになり、コギング推力は互いに打ち消しあう。第
3の実施例はこのような構成にしたので、界磁極と電機
子3の相対運動時に生じる推力変動および鉄心ブロック
の両端に形成される磁気回路に生じる推力変動をなくす
ことができ、界磁極とティース4a間のコギング推力、
端効果によるコギング推力の双方に有効な手段となる。
なお、第1、第2および第3の実施例を示したが、この
ように例示した界磁極とティースの組み合わせに限定さ
れることはなく、界磁極とティースの組み合わせは、ど
のような組み合わせでも構わない。In equation (3), for example, as shown in FIG. 3, the number S of teeth 4a in one iron core block is 6, and the number P of field poles included in the entire iron core block is 4
And the relationship between the obtained m 1 and m 2 is m 1 = 3
× m 2 . Here, assuming that m 2 = 1, m 1 = 3. When the length of the interval piece 6 is obtained from the equation (1) using m 1 = 3 at this time, L / 4 is obtained. Also, when the length of the interval piece 6 is obtained from the equation (2) using m 2 = 1, the length is also L / 4. The phase difference of the induced voltage induced in the armature winding 5 by the first core block 1A and the second core block 1B is 180 °. for that reason,
The phase band indicating the arrangement of the armature windings 5 is as shown in FIG. In the linear motor having the phase band of the armature winding 5, the cogging thrust between the field poles of the iron core blocks 1A and 1B and the teeth 4a is as shown in FIG. Thrusts cancel each other. The cogging thrust due to the end effect is as shown in FIG. 6B, and the cogging thrusts cancel each other. Since the third embodiment is configured as described above, it is possible to eliminate the thrust fluctuation generated at the time of relative movement between the field pole and the armature 3 and the thrust fluctuation generated at the magnetic circuits formed at both ends of the iron core block. Cogging thrust between the teeth 4a and
This is an effective means for both the cogging thrust due to the end effect.
Although the first, second and third embodiments have been described, the present invention is not limited to the combination of the field poles and the teeth as described above, and the combination of the field poles and the teeth may be any combination. I do not care.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の第1の実
施例乃至第3の実施例によれば、界磁鉄心を複数の鉄心
ブロックに分割し、それぞれの鉄心ブロック相互間に間
隔をあけて間隔片を設けるようにしたので、それぞれの
鉄心ブロックによるコギング推力の位相をずらし、界磁
ヨーク全体のコギング推力を低減することができる。こ
のうち、第1の実施例は界磁極とティース間によるコギ
ング推力を低減するのに有効であって、第2の実施例は
端効果によるコギング推力の低減に有効であり、第3の
実施例は、界磁極とティース間によるコギング推力、端
効果によるコギング推力の双方を低減するのに有効であ
る。また、界磁ヨークをブロックごとに分割する製造方
法にすることで、製造過程において様々な寸法誤差等の
原因で特定できないコギング推力が発生した場合に、鉄
心ブロック間の間隔片の長さを適宜調整することで容易
にコギング推力を低減することができる。As described above, according to the first to third embodiments of the present invention, the field core is divided into a plurality of core blocks, and the distance between the respective core blocks is increased. The spacing pieces are provided at intervals, so that the phases of the cogging thrust by the respective iron core blocks are shifted, and the cogging thrust of the entire field yoke can be reduced. Of these, the first embodiment is effective in reducing the cogging thrust between the field pole and the teeth, the second embodiment is effective in reducing the cogging thrust due to the end effect, and the third embodiment is effective. Is effective for reducing both the cogging thrust between the field pole and the teeth and the cogging thrust due to the end effect. In addition, by adopting a manufacturing method in which the field yoke is divided into blocks, when a cogging thrust that cannot be specified due to various dimensional errors or the like occurs in the manufacturing process, the length of the interval piece between the core blocks is appropriately adjusted. The cogging thrust can be easily reduced by adjusting.
【図1】本発明の第1の実施例を示すリニアモータの測
断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a linear motor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施例による特性を示したものであっ
て、(a)は各鉄心ブロックに生じる界磁極とティース
によるコギング推力、(b)は各鉄心ブロックに生じる
端効果によるコギング推力である。FIGS. 2A and 2B show characteristics according to the first embodiment, wherein FIG. 2A shows a cogging thrust caused by field poles and teeth generated in each iron core block, and FIG. 2B shows a cogging thrust caused by an end effect generated in each iron core block. It is.
【図3】本発明の第2の実施例を示すリニアモータの測
断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a linear motor according to a second embodiment of the present invention.
【図4】第2の実施例による特性を示したものであっ
て、(a)は各鉄心ブロックに生じる界磁極とティース
によるコギング推力、(b)は各鉄心ブロックに生じる
端効果によるコギング推力である。4A and 4B show characteristics according to the second embodiment, wherein FIG. 4A shows a cogging thrust caused by field poles and teeth generated in each iron core block, and FIG. 4B shows a cogging thrust caused by an end effect generated in each iron core block. It is.
【図5】本発明の第3の実施例を示すリニアモータの測
断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a linear motor showing a third embodiment of the present invention.
【図6】(a)は各鉄心ブロックに生じる界磁極とティ
ースによるコギング推力 (b)は各鉄心ブロックに生
じる端効果によるコギング推力である。FIG. 6A is a cogging thrust caused by field poles and teeth generated in each iron core block, and FIG. 6B is a cogging thrust caused by an end effect generated in each iron core block.
【図7】従来のリニアモータの測断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a conventional linear motor.
1A 第1の鉄心ブロック(界磁鉄心) 1B 第2の鉄心ブロック(界磁鉄心) 1C 第3の鉄心ブロック(界磁鉄心) 2 永久磁石 3 電機子 4 電機子鉄心 4a ティース 4b 継鉄部 4c スロット 5 電機子巻線 6 間隔片 Reference Signs List 1A First iron core block (field iron core) 1B Second iron core block (field iron core) 1C Third iron core block (field iron core) 2 Permanent magnet 3 Armature 4 Armature iron core 4a Teeth 4b Yoke 4c Slot 5 Armature winding 6 Spacer
Claims (5)
する複数の永久磁石を直線状に並べて配置した界磁鉄心
と、前記永久磁石列と磁気的空隙を介して対向するよう
に配置した電機子鉄心と前記電機子鉄心のスロットにコ
イルを巻回した電機子巻線とより構成してなる電機子と
を備え、前記界磁極と前記電機子の何れか一方を固定子
に、他方を可動子として、前記界磁極と前記電機子を相
対的に走行するようにしたリニアモータにおいて、 前記界磁鉄心を複数の鉄心ブロックに分割して推力方向
に配置し、前記鉄心ブロック相互間に間隙を設け、前記
鉄心ブロック相互の間隙に磁性体の間隔片を挿設したこ
とを特徴とするリニアモータ。1. A field iron core in which a plurality of permanent magnets constituting a field pole are alternately arranged in a line so as to alternately have different polarities, and are arranged so as to be opposed to the row of permanent magnets via a magnetic gap. An armature constituted by an armature core and an armature winding in which a coil is wound around a slot of the armature core; one of the field poles and the armature being a stator, and the other being a stator. In a linear motor in which the field pole and the armature run relatively as a mover, the field iron core is divided into a plurality of iron core blocks and arranged in a thrust direction, and a gap is provided between the iron core blocks. And a spacing piece of a magnetic material is inserted into a gap between the iron core blocks.
心ブロック1個の長さをL、前記鉄心ブロック全体に含
まれる界磁極の磁極数Pと前記鉄心ブロック1個に含ま
れるティースの数Sとの最小公倍数をLCM(P,
S)、前記鉄心ブロックの分割数の倍数を含まない自然
数をm1で表したときに、前記間隔片の長さが 【数1】 で示されることを特徴とする請求項1記載のリニアモー
タ。2. The number of divisions of the iron core block is n, the length of one iron core block is L, the number P of field poles included in the entire iron core block, and the number of teeth included in one iron core block. The least common multiple with S is LCM (P,
S), when a natural number not including a multiple of the number of divisions of the core block is represented by m 1 , the length of the interval piece is The linear motor according to claim 1, wherein:
ブロック1個の長さをL、前記鉄心ブロック全体に含ま
れる界磁極の磁極数をP、前記鉄心ブロックの分割数の
倍数を含まない自然数をm1で表したときに、前記間隔
片の長さが 【数2】 で示されることを特徴とする請求項1記載のリニアモー
タ。3. The number of divisions of the core block is n, the length of one core block is L, the number of field poles included in the entire core block is P, and a multiple of the division number of the core block is included. When no natural number is represented by m 1 , the length of the interval piece is The linear motor according to claim 1, wherein:
ブロック1個の長さをL、前記鉄心ブロック全体に含ま
れる界磁極の磁極数Pと前記鉄心ブロック1個に含まれ
るティースの数Sとの最小公倍数をLCM(P,S)で
表した場合であって、 請求項2記載の係数m1と請求項3記載の係数m2を用い
て、前記係数m1と前記係数m2との関係が、 【数3】 の式を満足するものとし、 前記係数m1を用いて、前記間隔片の長さが 【数4】 の式で表されることを特徴とする請求項1記載のリニア
モータ。4. The number of divisions of the core block is n, the length of one core block is L, the number P of field poles included in the entire core block, and the number of teeth included in one core block. a case showing the least common multiple of the S in LCM (P, S), using the coefficients m 2 of claim 3, wherein the coefficient m 1 according to claim 2, wherein the coefficient m 1 and the coefficient m 2 Is related to And the length of the spacing piece is expressed by the following equation using the coefficient m 1. The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is represented by the following equation:
ブロック1個の長さをL、前記鉄心ブロック全体に含ま
れる界磁極の磁極数をP、前記鉄心ブロックの分割数の
倍数を含まない自然数をm1で表した場合であって、 請求項2記載の係数m1と請求項3記載の係数m2を用い
て、前記係数m1と前記係数m2との関係が、 【数5】 の式を満足するものとし、 前記係数m2を用いて、前記間隔片の長さが 【数6】 の式で表されることを特徴とする請求項1記載のリニア
モータ。5. The number of divisions of the core block is n, the length of one core block is L, the number of field poles included in the entire core block is P, and a multiple of the number of divisions of the core block is included. Where no natural number is represented by m 1 , and using the coefficient m 1 according to claim 2 and the coefficient m 2 according to claim 3, the relationship between the coefficient m 1 and the coefficient m 2 is expressed as 5] And the length of the spacing piece is given by the following equation using the coefficient m 2. The linear motor according to claim 1, wherein the linear motor is represented by the following equation:
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000311618A JP2002119040A (en) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | Linear motor |
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| JP2000311618A JP2002119040A (en) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | Linear motor |
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|---|---|
| JP2002119040A true JP2002119040A (en) | 2002-04-19 |
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ID=18791348
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| JP2000311618A Pending JP2002119040A (en) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | Linear motor |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002119040A (en) |
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-
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- 2000-10-12 JP JP2000311618A patent/JP2002119040A/en active Pending
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