JP2007209174A - 三相リニアモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、永久磁石を埋設した三相の固定子片を並設し、三相の可動子片を連結させて可動子とし、三相のリニアモータを得ることを目的とする。
【解決手段】本発明による三相リニアモータは、並設された三相の固定子(1,1A,1B)によりなる固定子体(20)内に、互いに並設されて連結された三相の可動子片(７,15,16)よりなる可動子(30)を移動自在に設け、三相のリニア駆動を可能とする構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、三相リニアモータに関し、特に、三相固定子片をその長手方向と直交する方向に並設し、この三相固定子片に設けられる三相可動子片をその移動方向と直交する方向に並設して同相で連結することにより、可動方向には短く、容易に大きい推力を取り出すことができるようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のリニアモータとしては、特許文献１に開示されている構成を図６から図９において示すことができる。
すなわち、図６及び図７において符号１で示されるものは、長手形状の一対の固定子片２、３からなる固定子であり、各固定子片２、３は軟磁性材料のヨークに永久磁石４を埋設した構成よりなると共に、各固定子片２、３は互いに間隔Ｄを置いて離間して設けられている。

前記間隔Ｄ内には、電機子コイル５とクローポール部６とを有するクローポール型の可動子７が矢印Ａの方向に往復移動自在に配設されている。
前記クローポール部６は、クローポール型コアのクローポール型のティース部を構成しており、リニアモータのコギング現象を防止するために先端に向って先細りとなるテーパ型に構成されている。

このテーパ型のクローポール部６は、磁極が相反するように上下に合計４組（すなわち、図６のように、上下に４個ずつ）あり、電流位相に応じた磁束を発生するように構成されている。

前述のリニアモータでは、可動子７がクローポール部６を有するため、磁路が途中で進行方向と直交する方向になり、クローポール部６の先端側では相隣接するクローポール部６間を接続する方向に磁路が形成されるため、磁路は進行方向と平行な方向に変化する。

すなわち、励磁電流により発生する磁束は、電機子巻線５に鎖交する根元側の部分では移動方向に直角になり、先端側の部分では永久磁石４からの磁束に効率よく干渉するように、漏洩磁束が可動子７の進行方向になるように構成されている。

特開２００４−１４０９５４号公報

従来のリニアモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述のリニアモータは可動子が１個であるため、十分な推力を発生することができず、三相のリニアモータとしては、全く提案されていなかった。

本発明による三相リニアモータは、複数の永久磁石を所定間隔で有し互いに間隔を置いて配設された一対の固定子片からなる固定子と、前記各固定子片間に移動自在に設けられ電機子コイルが巻回されたクローポール型コアからなる可動子とを備え、前記固定子片は、その長手方向と直交する方向に並設されたＵ相固定子片、Ｖ相固定子片及びＷ相固定子片とからなり、前記可動子は、その移動方向と直交する方向に並設されたＵ相可動子片、Ｖ相可動子片及びＷ相可動子片とからなり、前記各可動子片の電気角位相差は零の状態で連結されており、前記各可動子片に対応する前記各固定子片の永久磁石位置は、電気角で２π／３の位相差となるように配置した構成であり、また、前記永久磁石は、前記各固定子片内に埋設されている構成である。

本発明による三相リニアモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、一対の固定子片からなる固定子を三相分並設し、固定子内に三相の可動子片を連結させてなる可動子を移動自在に配設して三相リニアモータを構成しているため、長い距離を移動させること、推力（トルク）を可動範囲のどの点でも容易に取り出すことができる。
また、可動子の上下両側に永久磁石を有する固定子片を有しているため、可動子には均等の磁気吸引力が働き、リニアガイドなどに過大な荷重がかからず、長寿命を得ることができる。

本発明は、三相固定子片をその長手方向と直交する方向に並設し、この三相固定子片に設けられる三相可動子片をその移動方向と直交する方向に並設して同相で連結することにより、可動方向には短く、容易に大きい推力を取り出すことができるようにした三相リニアモータを提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による三相リニアモータの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１から図５は、本発明による三相リニアモータを示すもので、図１から図３において符号１で示されるものは、間隔Ｄを置いて互いに離間し、長手形状の一対のＵ相固定子片２、３からなるＵ相固定子であり、各Ｕ相固定子片２、３は軟磁性材料のヨークに永久磁石４を埋設した構成よりなる。

前記Ｕ相固定子１には、その長手方向と直交する方向に、Ｖ相固定子１Ａ及びＷ相固定子１Ｂが、わずかな間隔をあけて並設されている。
前記Ｖ相固定子１Ａは、互いに間隔Ｄを置いて離間して設けられた一対のＶ相固定子片８、９よりなり、前記Ｗ相固定子１Ｂは、互いに間隔Ｄを置いて離間して設けられた一対のＷ相固定子片１０、１１より構成されている。

前記Ｕ相固定子１、Ｖ相固定子１Ａ及びＷ相固定子１Ｂによって三相の固定子体２０が構成され、この固定子体２０の前記間隔Ｄ内には、クローポール型の可動子３０が、前記固定子体２０の長手方向に沿う矢印Ａで示される移動方向に沿って往復移動できるように構成されている。

前記可動子３０は、図２に示されるように、この可動子３０の移動方向である矢印Ａの方向に直交する方向に互いに同相（互いに電気角位相差は零）となるように連結して設けられたＵ相可動子片７、Ｖ相可動子片１５及びＷ相可動子片１６とからなり、前記各可動子片７、１５、１６は、前記Ｕ相可動子片７と同一に形成されている。

前記Ｕ相可動子片７は、電機子コイル５と四組のクローポール部６とから構成されている。
前記各可動子片７、１５、１６に対応する各固定子片２、３、８、９、１０、１１の各永久磁石４の位置は、電気角で、±２π／３（１２０°）の位相差となるように配置され、各永久磁石４は各固定子片２、３、８、９、１０、１１内に埋設されている。従って、各可動子片７、１５、１６の各電機子コイル５を同時励磁することにより、可動子３０の往復直線移動を行うことができる。
尚、可動子３０に対するリニアガイド又は被駆動体等は図示を省略している。

本発明は、リニアモータに限ることなく、リニアアクチュエータ等にも適用可能である。

本発明によるリニアモータの要部を示す構成図である。 図１の平面状態を示す構成図である。 図２の正面を示す正面構成図である。 図３の要部の拡大図である。 図１の可動子片を示す斜視図である。 従来のリニアモータを示す要部の構成図である。 図１の正面を示す正面構成図である。 図７の要部の拡大図である。 図６の可動子を示す斜視図である。

符号の説明

１ Ｕ相固定子
１Ａ Ｖ相固定子
１Ｂ Ｗ相固定子
２、３ Ｕ相固定子片
４ 永久磁石
５ 電機子コイル
６ クローポール部
７ Ｕ相可動子片
８、９ Ｖ相固定子片
１０、１１ Ｗ相固定子片
１５ Ｖ相可動子片
１６ Ｗ相可動子片
２０ 固定子体
３０ 可動子

Claims (2)

1. 複数の永久磁石(4)を所定間隔で有し互いに間隔(D)を置いて配設された一対の固定子片からなる固定子と、前記各固定子片間に移動自在に設けられ電機子コイル(5)が巻回されたクローポール型コアからなる可動子とを備え、
   前記固定子片は、その長手方向と直交する方向に並設されたＵ相固定子片(2,3)、Ｖ相固定子片(8,9)及びＷ相固定子片(10,11)とからなり、前記可動子は、その移動方向と直交する方向に並設されたＵ相可動子片(7)、Ｖ相可動子片(15)及びＷ相可動子片(16)とからなり、
   前記各可動子片(7,15,16)の電気角位相差は零の状態で連結されており、前記各可動子片(7,15,16)に対応する前記各固定子片(2,3,8,9,10,11)の永久磁石(4)位置は、電気角で２π／３の位相差となるように配置されていることを特徴とする三相リニアモータ。
2. 前記永久磁石(4)は、前記各固定子片(2,3,8,9,10,11)内に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の三相リニアモータ。

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