JP2002027729A - リニアモータ - Google Patents
リニアモータInfo
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- JP2002027729A JP2002027729A JP2000204875A JP2000204875A JP2002027729A JP 2002027729 A JP2002027729 A JP 2002027729A JP 2000204875 A JP2000204875 A JP 2000204875A JP 2000204875 A JP2000204875 A JP 2000204875A JP 2002027729 A JP2002027729 A JP 2002027729A
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- coil
- linear motor
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- wound
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １つのコアで多相駆動のユニットを構成し
て、コイル側の全長を短くすることができるリニアモー
タを提供すること。 【解決手段】 コイル２を巻回したコア１を、永久磁石
３の上面と下面とに対向させることにより閉磁路を構成
したリニアモータであって、複数のコア分割体１ａ〜１
ｆを走行方向に重ねることによりコア１を形成するとと
もに、コア分割体１ａ〜１ｆの巻線部１１を、隣接する
コア分割体１ａ、１ｄ、１ｅ及びコア分割体１ｂ、１
ｃ、１ｆで、順次、巻回するコイル２の厚み分だけ高さ
方向に位置を違えて形成する。
て、コイル側の全長を短くすることができるリニアモー
タを提供すること。 【解決手段】 コイル２を巻回したコア１を、永久磁石
３の上面と下面とに対向させることにより閉磁路を構成
したリニアモータであって、複数のコア分割体１ａ〜１
ｆを走行方向に重ねることによりコア１を形成するとと
もに、コア分割体１ａ〜１ｆの巻線部１１を、隣接する
コア分割体１ａ、１ｄ、１ｅ及びコア分割体１ｂ、１
ｃ、１ｆで、順次、巻回するコイル２の厚み分だけ高さ
方向に位置を違えて形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、閉磁路を有するリ
ニアモータに関し、特に、各相でコアの巻線部の位置を
ずらせて、離れたコア分割体に相ごとにコイルを巻回す
ることにより、１つのコアで多相駆動のユニットを構成
して、コイル側の全長を短くすることができるリニアモ
ータに関するものである。
ニアモータに関し、特に、各相でコアの巻線部の位置を
ずらせて、離れたコア分割体に相ごとにコイルを巻回す
ることにより、１つのコアで多相駆動のユニットを構成
して、コイル側の全長を短くすることができるリニアモ
ータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来提案されていたトンネル状の閉磁路
を有するリニアモータは、磁束を有効に利用するため
に、コアを永久磁石の表裏の両方に対向させており、コ
アの対向部分は表裏で対称な構造となっている。ところ
で、このような閉磁路を有するリニアモータでは、例え
ば、積層した複数のコア分割体にコイルを巻回すること
によって、コイル１相分のユニットを形成し、この１相
分のユニットを複数連結することによって、多相構造の
モータを構成している。
を有するリニアモータは、磁束を有効に利用するため
に、コアを永久磁石の表裏の両方に対向させており、コ
アの対向部分は表裏で対称な構造となっている。ところ
で、このような閉磁路を有するリニアモータでは、例え
ば、積層した複数のコア分割体にコイルを巻回すること
によって、コイル１相分のユニットを形成し、この１相
分のユニットを複数連結することによって、多相構造の
モータを構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のリニアモータのように、コイル１相分のユニットを
複数連結することによって、多相構造のモータを構成す
る場合は、コイル側の全長が相数に比例して長くなると
いう問題点が発生する。
来のリニアモータのように、コイル１相分のユニットを
複数連結することによって、多相構造のモータを構成す
る場合は、コイル側の全長が相数に比例して長くなると
いう問題点が発生する。
【０００４】本発明は、上記従来の閉磁路を有するリニ
アモータが有する問題点に鑑み、各相でコアの巻線部の
位置をずらせて、離れたコア分割体に相ごとにコイルを
巻回することにより、１つのコアで多相駆動のユニット
を構成して、コイル側の全長を短くすることができるリ
ニアモータを提供することを目的とする。
アモータが有する問題点に鑑み、各相でコアの巻線部の
位置をずらせて、離れたコア分割体に相ごとにコイルを
巻回することにより、１つのコアで多相駆動のユニット
を構成して、コイル側の全長を短くすることができるリ
ニアモータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のリニアモータは、コアを永久磁石の表と裏
とに対向させることにより閉磁路を構成するリニアモー
タにおいて、複数のコア分割体を重ねることによりコア
を形成するとともに、コア分割体の巻線部を、巻回する
コイルの厚み方向に位置を違えて形成したことを特徴と
する。
め、本発明のリニアモータは、コアを永久磁石の表と裏
とに対向させることにより閉磁路を構成するリニアモー
タにおいて、複数のコア分割体を重ねることによりコア
を形成するとともに、コア分割体の巻線部を、巻回する
コイルの厚み方向に位置を違えて形成したことを特徴と
する。
【０００６】このリニアモータは、コア分割体の巻線部
を、巻回するコイルの厚み方向に位置を違えて形成する
ことから、各相のコイルの位置をずらせて、離れたコア
分割体に同相のコイルを巻回することができ、これによ
り、１つのコアで多相駆動のユニットを構成して、モー
タのコイル側の全長を短くすることができる。
を、巻回するコイルの厚み方向に位置を違えて形成する
ことから、各相のコイルの位置をずらせて、離れたコア
分割体に同相のコイルを巻回することができ、これによ
り、１つのコアで多相駆動のユニットを構成して、モー
タのコイル側の全長を短くすることができる。
【０００７】この場合において、各相に対応したコア分
割体の巻線部のみを内包するようにコイルを巻回するこ
とができる。
割体の巻線部のみを内包するようにコイルを巻回するこ
とができる。
【０００８】これにより、コイルを磁極集中巻に巻回す
ることができる。
ることができる。
【０００９】また、各相に対応したコア分割体と周期が
ずれたコア分割体とを内包するようにコイルを巻回する
ことができる。
ずれたコア分割体とを内包するようにコイルを巻回する
ことができる。
【００１０】これにより、コイルを進行波巻に巻回する
ことができる。
ことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明のリニアモータの実
施の形態を図面に基づいて説明する。
施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】図１〜図３に、本発明のリニアモータの第
１実施例を示す。このリニアモータは、図３に示すよう
に、コイル２を巻回したコア１を、永久磁石３の上面と
下面とに対向させることにより閉磁路を構成している。
そして、このリニアモータは、図２〜図３に示すよう
に、複数のコア分割体１ａ〜１ｆを走行方向に重ねるこ
とによりコア１を形成するとともに、コア分割体１ａ〜
１ｆの巻線部１１を、隣接するコア分割体１ａ、１ｄ、
１ｅ及びコア分割体１ｂ、１ｃ、１ｆで、順次、巻回す
るコイル２の厚み分だけ高さ方向に位置を違えて形成し
ている。
１実施例を示す。このリニアモータは、図３に示すよう
に、コイル２を巻回したコア１を、永久磁石３の上面と
下面とに対向させることにより閉磁路を構成している。
そして、このリニアモータは、図２〜図３に示すよう
に、複数のコア分割体１ａ〜１ｆを走行方向に重ねるこ
とによりコア１を形成するとともに、コア分割体１ａ〜
１ｆの巻線部１１を、隣接するコア分割体１ａ、１ｄ、
１ｅ及びコア分割体１ｂ、１ｃ、１ｆで、順次、巻回す
るコイル２の厚み分だけ高さ方向に位置を違えて形成し
ている。
【００１３】コア分割体１ａ〜１ｆは、図１〜図２に示
すように、コイル２が巻回される巻線部１１と、巻線部
１１の一端から一体に延出され、永久磁石３の上面と対
向する表側対向部１２と、巻線部１１の他端から一体に
延出され、永久磁石３の下面と対向する裏側対向部１３
とを備えており、巻線部１１と表側対向部１２、及び巻
線部１１と裏側対向部１３は、図１に示すように、それ
ぞれ縦杆部１４、１５によって連結されている。そし
て、隣接するコア分割体１ａ、１ｄ、１ｅ及びコア分割
体１ｂ、１ｃ、１ｆでは、縦杆部１４、１５の長さを変
えることにより、各対向部１２、１３と巻線部１１との
距離を、コイル２の厚み分だけ順次長くなるように形成
している。なお、コア分割体１ａ〜１ｆは、コア分割体
１ａとコア分割体１ｂ、コア分割体１ｃとコア分割体１
ｄ、コア分割体１ｅとコア分割体１ｆがそれぞれ同形状
のものからなり、一方を裏返すことによって対称形状と
なされている。
すように、コイル２が巻回される巻線部１１と、巻線部
１１の一端から一体に延出され、永久磁石３の上面と対
向する表側対向部１２と、巻線部１１の他端から一体に
延出され、永久磁石３の下面と対向する裏側対向部１３
とを備えており、巻線部１１と表側対向部１２、及び巻
線部１１と裏側対向部１３は、図１に示すように、それ
ぞれ縦杆部１４、１５によって連結されている。そし
て、隣接するコア分割体１ａ、１ｄ、１ｅ及びコア分割
体１ｂ、１ｃ、１ｆでは、縦杆部１４、１５の長さを変
えることにより、各対向部１２、１３と巻線部１１との
距離を、コイル２の厚み分だけ順次長くなるように形成
している。なお、コア分割体１ａ〜１ｆは、コア分割体
１ａとコア分割体１ｂ、コア分割体１ｃとコア分割体１
ｄ、コア分割体１ｅとコア分割体１ｆがそれぞれ同形状
のものからなり、一方を裏返すことによって対称形状と
なされている。
【００１４】積層するコア分割体１ａ〜１ｆの層数、す
なわち極の数は相数の整数倍で、必要とする推力によっ
て決定される。極を多くすることにより、極数とコイル
に流す励磁電流に比例した推力を得ることができる。コ
ア分割体１ａ〜１ｆの間隔は、内部を通過する磁束が他
のコア分割体に流れないように、磁気抵抗を増加させる
目的で隙間をあける。
なわち極の数は相数の整数倍で、必要とする推力によっ
て決定される。極を多くすることにより、極数とコイル
に流す励磁電流に比例した推力を得ることができる。コ
ア分割体１ａ〜１ｆの間隔は、内部を通過する磁束が他
のコア分割体に流れないように、磁気抵抗を増加させる
目的で隙間をあける。
【００１５】一方、このようにコア分割体１ａ〜１ｆを
組み合わせたコア１のユニットに対し、図３に示すよう
に、上下面の方向に着磁した永久磁石３を、着磁の方向
が上下で反転するように交互に並べ固定した永久磁石ユ
ニット３０をコア１の表側対向部１２と裏側対向部１３
の間に挿通させる。なお、コア１は、図３に示す矢印Ｙ
の方向に可動するが、推力の発生方向はこの可動方向と
なり、永久磁石３から作用する上下の吸引力は相殺され
る。
組み合わせたコア１のユニットに対し、図３に示すよう
に、上下面の方向に着磁した永久磁石３を、着磁の方向
が上下で反転するように交互に並べ固定した永久磁石ユ
ニット３０をコア１の表側対向部１２と裏側対向部１３
の間に挿通させる。なお、コア１は、図３に示す矢印Ｙ
の方向に可動するが、推力の発生方向はこの可動方向と
なり、永久磁石３から作用する上下の吸引力は相殺され
る。
【００１６】ところで、コア分割体１ａ〜１ｆを配置す
る間隔には、以下の関係がある。永久磁石の間隔をＰ
ｍ、３相のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の内で異なる相のコア分割
体の間隔をｐ１、ｐ２、同相のコアの間隔をｐｔとする
と、 ｐ１＝ｐ２＝ｐｔ／（３＋ｎ） となる（ｎは整数）。また、永久磁石３の間隔Ｐｍと同
相のコアの間隔ｐｔは、 Ｐｍ＝ｐｔ となる。
る間隔には、以下の関係がある。永久磁石の間隔をＰ
ｍ、３相のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の内で異なる相のコア分割
体の間隔をｐ１、ｐ２、同相のコアの間隔をｐｔとする
と、 ｐ１＝ｐ２＝ｐｔ／（３＋ｎ） となる（ｎは整数）。また、永久磁石３の間隔Ｐｍと同
相のコアの間隔ｐｔは、 Ｐｍ＝ｐｔ となる。
【００１７】この第１実施例では、図３に示すように、
積層したコア分割体１ａ〜１ｆの中で、同相のコア分割
体のみを内包するようにＵ相コイル２１をコア分割体１
ａ、１ｂに、Ｖ相コイル２２をコア分割体１ｃ、１ｄ
に、Ｗ相コイル２３をコア分割体１ｅ、１ｆにそれぞれ
巻回する。このコイル２１〜２３の巻き方は、コア分割
体１ａ〜１ｆで、各相で独立した交番磁界を派生する磁
極集中巻に相当する。
積層したコア分割体１ａ〜１ｆの中で、同相のコア分割
体のみを内包するようにＵ相コイル２１をコア分割体１
ａ、１ｂに、Ｖ相コイル２２をコア分割体１ｃ、１ｄ
に、Ｗ相コイル２３をコア分割体１ｅ、１ｆにそれぞれ
巻回する。このコイル２１〜２３の巻き方は、コア分割
体１ａ〜１ｆで、各相で独立した交番磁界を派生する磁
極集中巻に相当する。
【００１８】これに対し、図４に、磁界が時間的に移動
する進行波巻の例を示す。なお、図４は、コア分割体の
巻線部の断面とコイルの巻き方を模式的に示している。
コア分割体１ａ〜１ｆを、それぞれ端から順位にＣ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…Ｃ１２とする。Ｃ１はコア分割体１
ａ、Ｃ２はコア分割体１ｄ、Ｃ３はコア分割体１ｅと、
図３に示すコア分割体１ａ〜１ｆの配置に順に対応して
いる。Ｕ相のコイルＬＣ１はコア分割体Ｃ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４を内包するように巻き、Ｖ相のコイルＬＣ２は
コア分割体Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を内包するように巻
く。また、Ｗ相コイルＬＣ３はコア分割体Ｃ３、Ｃ４、
Ｃ５、Ｃ６を内包するように巻く。以下同様に、ｎ番目
のコイルＬＣｎは、コア分割体Ｃ３ｎ、Ｃ３ｎ＋１、Ｃ
３ｎ＋２、Ｃ３ｎ＋３を内包するように巻き、コア分割
体の最後までいくと先頭のコア分割体に折り返すように
する。
する進行波巻の例を示す。なお、図４は、コア分割体の
巻線部の断面とコイルの巻き方を模式的に示している。
コア分割体１ａ〜１ｆを、それぞれ端から順位にＣ１、
Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…Ｃ１２とする。Ｃ１はコア分割体１
ａ、Ｃ２はコア分割体１ｄ、Ｃ３はコア分割体１ｅと、
図３に示すコア分割体１ａ〜１ｆの配置に順に対応して
いる。Ｕ相のコイルＬＣ１はコア分割体Ｃ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４を内包するように巻き、Ｖ相のコイルＬＣ２は
コア分割体Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５を内包するように巻
く。また、Ｗ相コイルＬＣ３はコア分割体Ｃ３、Ｃ４、
Ｃ５、Ｃ６を内包するように巻く。以下同様に、ｎ番目
のコイルＬＣｎは、コア分割体Ｃ３ｎ、Ｃ３ｎ＋１、Ｃ
３ｎ＋２、Ｃ３ｎ＋３を内包するように巻き、コア分割
体の最後までいくと先頭のコア分割体に折り返すように
する。
【００１９】図４では、４つのコア分割体にまたがるコ
イルの巻き方の例を示したが、図５に示すように、４つ
以外の例えば２つのコア分割体にまたがる巻き方も可能
である。回転機の場合には、コアの最後の極と先頭の極
は物理的に隣接しているが、リニアモータの場合には離
れた位置にある。このため、最後から先頭のコア分割体
に折り返してコイルを巻くことが困難な場合には、図５
に示すように、先頭のコア分割体のコイル２ａと最後の
コア分割体のコイル２ｂは独立したコイルとして巻き、
同一の電流が流れるように直列接続し、かつ電気抵抗を
他のコイルと同じになるよう調整すれば、離れた位置に
あっても同一条件で励磁することが可能である。
イルの巻き方の例を示したが、図５に示すように、４つ
以外の例えば２つのコア分割体にまたがる巻き方も可能
である。回転機の場合には、コアの最後の極と先頭の極
は物理的に隣接しているが、リニアモータの場合には離
れた位置にある。このため、最後から先頭のコア分割体
に折り返してコイルを巻くことが困難な場合には、図５
に示すように、先頭のコア分割体のコイル２ａと最後の
コア分割体のコイル２ｂは独立したコイルとして巻き、
同一の電流が流れるように直列接続し、かつ電気抵抗を
他のコイルと同じになるよう調整すれば、離れた位置に
あっても同一条件で励磁することが可能である。
【００２０】このように、本実施例のリニアモータは、
コア分割体１ａ〜１ｆの巻線部１１を、巻回するコイル
２の厚み方向に位置を違えて形成することから、各相の
コイル２１〜２３の位置をずらせて、離れたコア分割体
１ａ〜１ｆに同相のコイルを巻回することができ、これ
により、１つのコア１で多相駆動のユニットを構成し
て、モータのコイル側の全長を短くすることができる。
コア分割体１ａ〜１ｆの巻線部１１を、巻回するコイル
２の厚み方向に位置を違えて形成することから、各相の
コイル２１〜２３の位置をずらせて、離れたコア分割体
１ａ〜１ｆに同相のコイルを巻回することができ、これ
により、１つのコア１で多相駆動のユニットを構成し
て、モータのコイル側の全長を短くすることができる。
【００２１】以上、本実施例では完全な閉磁路をもつＧ
型のコアで説明したが、永久磁石と対向するコアの一方
の対向部に、永久磁石の支持部材の一部が挿通するスリ
ット溝を走行方向に形成するようなリニアモータに対し
ても適用することが可能である。また、本実施例では３
相駆動の例を示したが、推力のリップルを減らすため、
さらに多相の構造にすることも可能であり、あるいは、
逆に２相駆動とすることも可能である。
型のコアで説明したが、永久磁石と対向するコアの一方
の対向部に、永久磁石の支持部材の一部が挿通するスリ
ット溝を走行方向に形成するようなリニアモータに対し
ても適用することが可能である。また、本実施例では３
相駆動の例を示したが、推力のリップルを減らすため、
さらに多相の構造にすることも可能であり、あるいは、
逆に２相駆動とすることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明のリニアモータによれば、コア分
割体の巻線部を、巻回するコイルの厚み方向に位置を違
えて形成することから、各相のコイルの位置をずらせ
て、離れたコア分割体に同相のコイルを巻回することが
でき、これにより、１つのコアで多相駆動のユニットを
構成して、モータのコイル側の全長を短くし、コンパク
トで安定した推力のリニアモータを提供することができ
る。
割体の巻線部を、巻回するコイルの厚み方向に位置を違
えて形成することから、各相のコイルの位置をずらせ
て、離れたコア分割体に同相のコイルを巻回することが
でき、これにより、１つのコアで多相駆動のユニットを
構成して、モータのコイル側の全長を短くし、コンパク
トで安定した推力のリニアモータを提供することができ
る。
【００２３】また、各相に対応したコア分割体の巻線部
のみを内包するようにコイルを巻回することにより、コ
イルを磁極集中巻に巻回することができる。
のみを内包するようにコイルを巻回することにより、コ
イルを磁極集中巻に巻回することができる。
【００２４】さらに、各相に対応したコア分割体と周期
がずれたコア分割体とを内包するようにコイルを巻回す
ることにより、コイルを進行波巻に巻回することができ
る。
がずれたコア分割体とを内包するようにコイルを巻回す
ることにより、コイルを進行波巻に巻回することができ
る。
【図１】本発明のリニアモータの第１実施例のコア分割
体を示す斜視図である。
体を示す斜視図である。
【図２】同実施例のコア分割体を組み立てた状態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】同実施例のリニアモータを示す側面図である。
【図４】コイルを進行波巻に巻回した例を示す要部拡大
断面図である。
断面図である。
【図５】コイルを進行波巻に巻回した他の例を示す斜視
図である。
図である。
１ コア １ａ〜１ｆ コア分割体 １１ 巻線部 １２ 表側対向部 １３ 裏側対向部 １４、１５ 縦杆部 ２ コイル ２１ Ｕ相コイル ２２ Ｖ相コイル ２３ Ｗ相コイル ３ 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 孝夫 兵庫県尼崎市下坂部３丁目11番１号 日立 機電工業株式会社内 (72)発明者 真中 伸男 兵庫県尼崎市下坂部３丁目11番１号 日立 機電工業株式会社内 (72)発明者 飯沼 肇 兵庫県尼崎市下坂部３丁目11番１号 日立 機電工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H641 BB06 BB11 BB19 GG02 GG04 GG07 HH03
Claims (3)
- 【請求項１】 コアを永久磁石の表と裏とに対向させる
ことにより閉磁路を構成するリニアモータにおいて、複
数のコア分割体を重ねることによりコアを形成するとと
もに、コア分割体の巻線部を、巻回するコイルの厚み方
向に位置を違えて形成したことを特徴とするリニアモー
タ。 - 【請求項２】 各相に対応したコア分割体の巻線部のみ
を内包するようにコイルを巻回し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】 各相に対応したコア分割体と周期がずれ
たコア分割体とを内包するようにコイルを巻回したこと
を特徴とする請求項１記載のリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204875A JP2002027729A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000204875A JP2002027729A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | リニアモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002027729A true JP2002027729A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18702062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000204875A Pending JP2002027729A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | リニアモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002027729A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005295708A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Sanyo Denki Co Ltd | クローポール型三相リニアモータ |
| US7138734B2 (en) | 2002-02-20 | 2006-11-21 | Hitachi, Ltd. | Linear drive unit reducing stress generated in movable part in horizontal direction |
| DE112011100996T5 (de) | 2010-03-23 | 2013-01-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Linearmotor |
| JP2013138572A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Sinfonia Technology Co Ltd | リニアモータ |
| KR20180030864A (ko) * | 2015-07-20 | 2018-03-26 | 모터트로닉스 엘티디. | 횡자속 리니어모터 |
| CN108417377A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种耐高温永磁体预稳定处理方法 |
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-
2000
- 2000-07-06 JP JP2000204875A patent/JP2002027729A/ja active Pending
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