JP2005237079A - Linear synchronous motor - Google Patents

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JP2005237079A JP2004041292A JP2004041292A JP2005237079A JP 2005237079 A JP2005237079 A JP 2005237079A JP 2004041292 A JP2004041292 A JP 2004041292A JP 2004041292 A JP2004041292 A JP 2004041292A JP 2005237079 A JP2005237079 A JP 2005237079A
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Takeshi Moriyama
毅 森山
Satoru Muranishi
哲 村西
Ikuma Nariyoshi
郁馬 成吉
Sukehiro Akama
助広 赤間
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Toei Electric Co Ltd
Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
Toei Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linear synchronous motor which can achieve an improvement of a motor constant and a downsizing of an apparatus and can improve its robustness. <P>SOLUTION: This linear motor is equipped with a pair of upper and lower yokes 1a and 1b, and a plurality of permanent magnets are arranged on the opposite faces of the upper and lower yokes 1a and 1b. A center yoke 5 is arranged in parallel with the upper and lower yokes 1a and 1b, and at the central part between the upper and lower yokes 1a and 1b in a pair, and a circular three-phase coil 6 is arranged to be capable of shifting in X direction around this center yoke 5. Upper permanent magnets S1a, N1a, S2a, N2a,... and lower permanent magnets S1b, N1b, S2b, N2b,... arranged on the opposite faces of the upper and lower yokes 1a and 1b are arranged so that the permanent magnets of the same polarity may oppose each other on the same vertical line. The longitudinal (X-directional) dimension of the three-phase coil 6 where a U-phase coil 6U, a -W-phase coil 6W, and a V-phase coil 6V constitute a set is set to be the same as the longitudinal direction of permanent magnets for one piece. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リニア同期モータに係わり、特にナノメートル単位の超精密度で位置決めする場合に有用なリニア同期モータに関する。   The present invention relates to a linear synchronous motor, and more particularly to a linear synchronous motor useful for positioning with nanometer unit ultra-precision.

従来から、大推力を必要とする機械工作機や半導体製造装置等において多用されているリニア同期モータとしては、たとえば、特開２００２−２３８２４０号公報（特許文献１）に開示されている。その概略構成を図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
図７（Ａ）〜（Ｃ）において、リニア同期モータは下記の構成要素を備えている。
（ａ）平行に離間して配置された一対のヨーク１ａ、１ｂ
（ｂ）一対のヨーク１ａ、１ｂのうち、図中上部位置に配置された一方のヨーク（以下「上部ヨーク」という。）１ａの対向面に長手方向に沿って配置された複数個の永久磁石（以下「上部永久磁石」という。）Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ、…（以下、永久磁石Ｓ１ａを「第１のＳ極の上部永久磁石」と、永久磁石Ｎ１ａを「第１のＮ極の上部永久磁石」と、永久磁石Ｓ２ａを「第２のＳ極の上部永久磁石」と、永久磁石Ｎ２ａを「第２のＮ極の上部永久磁石」という。）
（ｃ）下部位置に配置されたヨーク（以下「下部ヨーク」という。）１ｂの対向面に長手方向に沿って配置された複数個の永久磁石（以下「下部永久磁石」という。）Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ、…（以下、永久磁石Ｓ１ｂを「第１のＳ極の下部永久磁石」と、永久磁石Ｎ１ｂを「第１のＮ極の下部永久磁石」と、永久磁石Ｓ２ｂを「第２のＳ極の下部永久磁石」と、永久磁石Ｎ２ｂを「第２のＮ極の下部永久磁石」という。）
（ｄ）上下部ヨーク１ａ、１ｂ間の中央部分に、上下部ヨーク１ａ、１ｂと平行に（以下「Ｘ方向」という。）移動可能に配置された可動部２ Conventionally, a linear synchronous motor that has been widely used in machine tools, semiconductor manufacturing apparatuses, and the like that require a large thrust is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-238240 (Patent Document 1). The schematic configuration is shown in FIGS.
7A to 7C, the linear synchronous motor includes the following components.
(A) A pair of yokes 1a and 1b arranged to be spaced apart in parallel
(B) Among a pair of yokes 1a and 1b, a plurality of permanent magnets arranged along the longitudinal direction on the opposing surface of one yoke (hereinafter referred to as "upper yoke") 1a arranged at the upper position in the figure. (Hereinafter referred to as “upper permanent magnet”) S1a, N1a, S2a, N2a,... (Hereinafter referred to as “upper permanent magnet of first S pole” and permanent magnet N1a of “first N pole”) ("Upper permanent magnet", permanent magnet S2a is referred to as "second S pole upper permanent magnet", and permanent magnet N2a is referred to as "second N pole upper permanent magnet".)
(C) A plurality of permanent magnets (hereinafter referred to as “lower permanent magnets”) S1b and N1b disposed along the longitudinal direction on the opposing surface of a yoke (hereinafter referred to as “lower yoke”) 1b disposed at the lower position. , S2b, N2b,... (Hereinafter, the permanent magnet S1b is referred to as the “first S pole lower permanent magnet”, the permanent magnet N1b is referred to as the “first N pole lower permanent magnet”, and the permanent magnet S2b is referred to as “second. S-pole lower permanent magnet "and permanent magnet N2b are referred to as" second N-pole lower permanent magnet ".
(D) A movable part 2 disposed in a central portion between the upper and lower yokes 1a and 1b so as to be movable in parallel with the upper and lower yokes 1a and 1b (hereinafter referred to as “X direction”).

上部永久磁石Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ、…、および下部永久磁石Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ、…は、同一の鉛直線上においては相異なる極性の永久磁石が対向するように、たとえば、第１のＮ極の上部永久磁石Ｎ１ａと第１のＳ極の下部永久磁石Ｓ１ｂが対向するように配置されている。
また、上部永久磁石Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ、…は、長手方向に沿って相異なる極性の永久磁石が交互に位置するように、たとえば、第１のＮ極の上部永久磁石Ｎ１ａに隣接して第１のＳ極の上部永久磁石Ｓ１ａが、第１のＳ極の上部永久磁石Ｓ１ａに隣接して第２のＮ極の上部永久磁石Ｎ２ａが位置するように配置されている。
同様に、下部永久磁石Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ、…も、長手方向に沿って相異なる極性の永久磁石が交互に位置するように、たとえば、第１のＳ極の下部永久磁石Ｓ１ｂに隣接して第１のＮ極の下部永久磁石Ｎ１ｂが、第１のＮ極の下部永久磁石Ｎ１ｂに隣接して第２のＳ極の下部永久磁石Ｓ２ｂ位置するように配置されている。 The upper permanent magnets S1a, N1a, S2a, N2a,... And the lower permanent magnets S1b, N1b, S2b, N2b,... Are arranged so that, for example, the first permanent magnets of different polarities face each other on the same vertical line. The N-pole upper permanent magnet N1a and the first S-pole lower permanent magnet S1b are arranged to face each other.
Further, the upper permanent magnets S1a, N1a, S2a, N2a,... Are adjacent to, for example, the first N-pole upper permanent magnet N1a so that permanent magnets having different polarities are alternately positioned along the longitudinal direction. The first S-pole upper permanent magnet S1a is arranged so that the second N-pole upper permanent magnet N2a is located adjacent to the first S-pole upper permanent magnet S1a.
Similarly, the lower permanent magnets S1b, N1b, S2b, N2b,... Are adjacent to the lower permanent magnet S1b of the first S pole, for example, so that permanent magnets of different polarities are alternately positioned along the longitudinal direction. The first N-pole lower permanent magnet N1b is disposed adjacent to the first N-pole lower permanent magnet N1b so as to be positioned at the second S-pole lower permanent magnet S2b.

可動部２は、非磁性の補強板３と、補強板３の両面にそれぞれ設けられた扁平形状の三相コイル４ａ、４ｂとを備えている。   The movable part 2 includes a nonmagnetic reinforcing plate 3 and flat three-phase coils 4 a and 4 b provided on both surfaces of the reinforcing plate 3, respectively.

補強板３は、図８に示すように、矩形状で板状体を備えており、その両面にはそれぞれ３個の位置決め用の突起３１Ｕ，３１Ｖ、３１Ｗが等間隔で設けられており、また、各突起３１Ｕ，３１Ｖ、３１Ｗの周りには矩形環状の凹陥部３２Ｕ，３２Ｖ、３２Ｗがそれぞれ設けられている。   As shown in FIG. 8, the reinforcing plate 3 has a rectangular plate-like body, and three positioning protrusions 31U, 31V, and 31W are provided at equal intervals on both surfaces thereof. A rectangular annular recess 32U, 32V, 32W is provided around each of the protrusions 31U, 31V, 31W.

三相コイル４ａ、４ｂは、それぞれ矩形環状に形成されたＵ相コイル４Ｕ、Ｖ相コイル４ＶおよびＷ相コイル４Ｗを備えており、これらのＵ相コイル４Ｕ、Ｖ相コイル４ＶおよびＷ相コイル４Ｗは、図８に示すように、その中空部４１Ｕ（図７参照），４１Ｖ（図７参照）、４１Ｗを補強板３の位置決め用の突起３１Ｕ，３１Ｖ、３１Ｗに嵌着することにより、補強板３と一体化されている。
また、三相コイル４ａ、４ｂの長手方向（Ｘ方向）の寸法は、永久磁石の２個の分の長手方向（Ｘ方向）の寸法、例えば、第１のＳ極の上部永久磁石Ｓ１ａおよび第２のＮ極の上部永久磁石Ｎ２ａ（若しくは第１のＮ極の下部永久磁石Ｎ１ｂおよび第２のＳ極の下部永久磁石Ｓ２ｂ）の長手方向（Ｘ方向）の寸法と等しくなるように構成されている。 The three-phase coils 4a and 4b include a U-phase coil 4U, a V-phase coil 4V, and a W-phase coil 4W that are each formed in a rectangular ring shape, and these U-phase coil 4U, V-phase coil 4V, and W-phase coil 4W. 8, the hollow portions 41U (see FIG. 7), 41V (see FIG. 7), 41W are fitted into the positioning projections 31U, 31V, 31W of the reinforcing plate 3, thereby reinforcing the reinforcing plate. 3 is integrated.
In addition, the dimension in the longitudinal direction (X direction) of the three-phase coils 4a and 4b is the dimension in the longitudinal direction (X direction) of two permanent magnets, for example, the first permanent magnet S1a having the first S pole and the first dimension. 2 N-pole upper permanent magnets N2a (or first N-pole lower permanent magnets N1b and second S-pole lower permanent magnets S2b) are configured to be equal to the longitudinal dimension (X direction). Yes.

このような構成のリニア同期モータにおいては、同一鉛直線上に極性の異なる永久磁石が配置された、いわゆる横断磁束形の励磁構造が採用されていることから、たとえば、第１のＮ極の下部永久磁石から発生した磁束は、たとえば、Ｖ相コイル４Ｖを通り抜けて第１のＳ極の上部永久磁石Ｓ１ａを通り、隣接する第２のＮ極の上部永久磁石Ｎ２ａ、Ｖ相コイル４Ｖおよび第２のＳ極の下部永久磁石Ｓ２ｂを通り、元の第１のＮ極の下部永久磁石Ｎ１ｂに戻る。
したがって、このような磁界中に配置されたＵ相コイル４Ｕ、Ｖ相コイル４ＶおよびＷ相コイル４Ｗに三相交流電流を流すと、三相コイル４ａ、４ｂにフレミング左手の法則に基づく推力が発生する。
図７（Ｃ）に図解した波形図における斜線部分は、コイル４Ｖが最大推力を得る磁束密度空間を示している。
特開２００２−２３８２４０号公報 The linear synchronous motor having such a configuration employs a so-called transverse magnetic flux type excitation structure in which permanent magnets having different polarities are arranged on the same vertical line. For example, the magnetic flux generated from the magnet passes through the V-phase coil 4V, passes through the first S-pole upper permanent magnet S1a, and is adjacent to the second N-pole upper permanent magnet N2a, the V-phase coil 4V, and the second It passes through the S-pole lower permanent magnet S2b and returns to the original first N-pole lower permanent magnet N1b.
Therefore, when a three-phase alternating current is passed through the U-phase coil 4U, V-phase coil 4V and W-phase coil 4W arranged in such a magnetic field, thrust based on the Fleming left-hand rule is generated in the three-phase coils 4a and 4b. To do.
A hatched portion in the waveform diagram illustrated in FIG. 7C indicates a magnetic flux density space in which the coil 4V obtains the maximum thrust.
JP 2002-238240 A

しかしながら、このような構成のリニア同期モータにおいては、次のような不利益に遭遇している。   However, the linear synchronous motor having such a configuration encounters the following disadvantages.

第１の不利益は、可動部２がフラット状で、その厚さも薄く設計されていることから、捩り剛性が低く、可動部２に微振動が発生し易くなることである。   The first disadvantage is that since the movable part 2 is flat and designed to be thin, the torsional rigidity is low, and the movable part 2 is liable to generate minute vibrations.

第２の不利益は、可動部２に発生する微振動に起因して可動部２の速度や現在位置が変動し、かかる変動が位置センサーを介してフィードバックされ、より一層振動が増幅されることから、制御ゲインが低くなり、ひいては、ナノメートル単位での制御が困難になることである。   The second disadvantage is that the speed and the current position of the movable part 2 fluctuate due to the slight vibration generated in the movable part 2, and the fluctuation is fed back through the position sensor to further amplify the vibration. As a result, the control gain becomes low, and it becomes difficult to control in nanometer units.

第３の不利益は、横断磁束形のリニア同期モータにおいては、図７（Ｃ）に示すように、磁束密度が各永久磁石の長手方向の中央部分（位相が９０度若しくは２７０度の位置）において最大となり、この磁束密度の最大部分にコイルが位置したときに最大の推力が得られるところ、たとえば、Ｖ相コイル４Ｖに着目すれば、図７（Ｃ）に斜線で図解したように、Ｖ相コイル４Ｖが磁束密度のピーク値から外れた部分に位置しているため、モータ定数［Ｎ／√Ｗ］が小さくなることである。ここで、Ｎはニュートン、Ｗは消費電力を示している。   The third disadvantage is that, in a transverse magnetic flux type linear synchronous motor, as shown in FIG. 7 (C), the magnetic flux density is the central portion in the longitudinal direction of each permanent magnet (position where the phase is 90 degrees or 270 degrees). When the coil is positioned at the maximum portion of the magnetic flux density, the maximum thrust can be obtained. For example, when attention is paid to the V-phase coil 4V, as illustrated by the oblique lines in FIG. Since the phase coil 4V is located at a portion deviating from the peak value of the magnetic flux density, the motor constant [N / √W] is reduced. Here, N indicates Newton, and W indicates power consumption.

第４の不利益は、モータ定数を向上させるためには出力を大きくしなければならない一方、出力が大きくなると、発熱が多くなり、ひいては、周囲の温度が上昇し、熱膨張による誤差が生じ易くなることである。   The fourth disadvantage is that the output must be increased in order to improve the motor constant. On the other hand, when the output increases, the heat generation increases, and the ambient temperature rises, and errors due to thermal expansion are likely to occur. It is to become.

第５の不利益は、可動部２として、少なくとも永久磁石の２個の分の長さを必要とすることから、リニア同期モータが大型化し、重量化することである。   A fifth disadvantage is that the linear synchronous motor is increased in size and weight because the movable part 2 requires at least the length of two permanent magnets.

本発明は、上述の不利益を克服するためになされたものであり、本発明の目的は、高剛性で推力変動が小さく、また、機器の小型化、軽量化を図ることができるリニア同期モータを提供することにある。
また本発明の目的は、さらに超精密制御を容易に行なうことができる上、モータ定数や耐外乱性能（ロバスト性）を向上させることができるリニア同期モータを提供することにある。 The present invention has been made to overcome the above-mentioned disadvantages, and an object of the present invention is a linear synchronous motor that has high rigidity and small thrust fluctuation, and that can reduce the size and weight of the device. Is to provide.
Another object of the present invention is to provide a linear synchronous motor that can easily perform ultra-precise control and that can improve motor constants and disturbance resistance (robustness).

上述した目的を達成するため、本発明の第１の観点によれば、平行に離間して配置された一対のヨークと、各ヨークの対向面に長手方向に沿ってそれぞれ配置された複数個の永久磁石と、一対のヨーク間にヨークと平行に配置されたセンターヨークと、センターヨークの外周に装着された環状の三相コイルとを備え、各永久磁石は、それぞれ、ヨークの対向位置においては同一極性の永久磁石が配置され、ヨークの長手方向においては相異なる極性の永久磁石が交互に配置され、三相コイルの長手方向の寸法は、永久磁石の１個分の長手方向の寸法と同一であるリニア同期モータが提供される。   In order to achieve the above-described object, according to the first aspect of the present invention, a pair of yokes arranged in parallel and spaced apart, and a plurality of yokes arranged along the longitudinal direction on opposite surfaces of the yokes, respectively. A permanent magnet, a center yoke arranged in parallel with the yoke between the pair of yokes, and an annular three-phase coil mounted on the outer periphery of the center yoke. Permanent magnets of the same polarity are arranged, and permanent magnets of different polarities are alternately arranged in the longitudinal direction of the yoke, and the longitudinal dimension of the three-phase coil is the same as the longitudinal dimension of one permanent magnet. A linear synchronous motor is provided.

好ましくは、本発明のリニア同期モータにおける三相コイルは、センターヨークの長手方向に沿ってＵ相コイル、−Ｗ相コイルおよびＶ相コイル、または、−Ｕ相コイル、Ｗ相コイルおよび−Ｖ相コイルの相順で配列されたもので構成されている。   Preferably, the three-phase coil in the linear synchronous motor of the present invention has a U-phase coil, a -W-phase coil and a V-phase coil, or a -U-phase coil, a W-phase coil and a -V-phase along the longitudinal direction of the center yoke. It is composed of coils arranged in phase order.

本発明の第２の観点によれば、平行に離間して配置された一対のヨークと、各ヨークの対向面に長手方向に沿ってそれぞれ配置された複数個の永久磁石と、一対のヨーク間にヨークと平行に配置されたセンターヨークと、センターヨークの外周に装着された環状の第１、第２の三相コイルとを備え、各永久磁石は、それぞれ、ヨークの対向位置においては同一極性の永久磁石が配置され、ヨークの長手方向においては相異なる極性の永久磁石が交互に配置され、第１、第２の三相コイルはセンターヨークの長手方向に沿って積層されて一体化され、かつ一体化された第１、第２の三相コイルの長手方向の寸法は、永久磁石の２個分の長手方向の寸法と同一である、リニア同期モータが提供される。   According to the second aspect of the present invention, a pair of yokes spaced apart in parallel, a plurality of permanent magnets respectively disposed along the longitudinal direction on the opposing surface of each yoke, and a pair of yokes The center yoke disposed in parallel with the yoke and the annular first and second three-phase coils mounted on the outer periphery of the center yoke, each permanent magnet having the same polarity at the opposing position of the yoke Permanent magnets of different polarities are alternately arranged in the longitudinal direction of the yoke, and the first and second three-phase coils are laminated and integrated along the longitudinal direction of the center yoke, A linear synchronous motor is provided in which the longitudinal dimensions of the integrated first and second three-phase coils are the same as the longitudinal dimensions of two permanent magnets.

好ましくは、第２観点の本発明のリニア同期モータにおける第１の三相コイルは、センターヨークの長手方向に沿ってＵ相コイル、−Ｗ相コイルおよび＋Ｖ相コイルの相順で配列されたもので構成され、第２の三相コイルは、センターヨークの長手方向に沿って−Ｕ相コイル、Ｗ相コイルおよび−Ｖ相コイルの相順で配列されたもので構成され、第１の三相コイルのＶ相コイルには第２の三相コイルの−Ｕ相コイルが隣接して配列されている。   Preferably, the first three-phase coil in the linear synchronous motor according to the second aspect of the present invention is arranged in the phase order of the U-phase coil, the -W-phase coil, and the + V-phase coil along the longitudinal direction of the center yoke. The second three-phase coil is configured by arranging the -U phase coil, the W phase coil, and the -V phase coil in the phase order along the longitudinal direction of the center yoke. The -U phase coil of the second three-phase coil is arranged adjacent to the V phase coil of the coil.

本発明のリニア同期モータによれば、センターヨークの外周に環状の三相コイルが装着されていることから、コイルの剛性を高くすることができ、ひいては推力変動を小さくすることができる。
また、本発明のリニア同期モータにおいては、三相コイルの長手方向の寸法が１個分の永久磁石の長手方向の寸法と等しくされていることから、機器の小型化、軽量化を図ることができ、ひいては超精密制御を容易に行なうことができる上、モータ定数や耐外乱性能（ロバスト性）を向上させることができる。 According to the linear synchronous motor of the present invention, since the annular three-phase coil is mounted on the outer periphery of the center yoke, it is possible to increase the rigidity of the coil and to reduce the thrust fluctuation.
Further, in the linear synchronous motor of the present invention, since the longitudinal dimension of the three-phase coil is equal to the longitudinal dimension of one permanent magnet, the device can be reduced in size and weight. As a result, ultra-precise control can be easily performed, and the motor constant and disturbance resistance (robustness) can be improved.

以下、本発明のリニア同期モータの好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳述する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a linear synchronous motor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第１実施の形態
図１および図２を参照して本発明のリニア同期モータの第１実施の形態について述べる。
図１は本発明の第１実施の形態のリニア同期モータの概略構成図であり、図２は図１に図解した第１実施の形態のリニア同期モータにおける三相コイルの斜視図である。
なお、図１、図２において、図７（Ａ）〜（Ｃ）、図８と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 First Embodiment A first embodiment of a linear synchronous motor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a linear synchronous motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a three-phase coil in the linear synchronous motor according to the first embodiment illustrated in FIG.
1 and 2, the same reference numerals are given to portions common to FIGS. 7A to 7C and FIG. 8, and detailed description thereof is omitted.

図１において、本発明の第１実施の形態のリニア同期モータは、下記に列挙する構成要素を備えている。
（ａ）平行に離間して配置された一対の板状のヨーク（上下部ヨーク）１ａ、１ｂ
（ｂ）上部ヨーク１ａの対向面に長手方向に沿って配置された複数個の永久磁石（上部永久磁石）Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ、…
（ｃ）下部ヨーク１ｂの対向面に長手方向に沿って配置された複数個の永久磁石（下部永久磁石）Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ、…
（ｄ）上下部ヨーク１ａ、１ｂ間の中央部分に上下部ヨーク１ａ、１ｂと平行に配置されたセンターヨーク５
（ｅ）センターヨーク５の外周に遊嵌状態で装着され、Ｕ相、−Ｗ相、Ｖ相が配列されたている、Ｘ方向に移動可能に配置された環状の三相コイル６ In FIG. 1, the linear synchronous motor according to the first embodiment of the present invention includes the components listed below.
(A) A pair of plate-shaped yokes (upper and lower yokes) 1a and 1b arranged in parallel and spaced apart from each other
(B) A plurality of permanent magnets (upper permanent magnets) S1a, N1a, S2a, N2a,... Arranged along the longitudinal direction on the opposing surface of the upper yoke 1a.
(C) A plurality of permanent magnets (lower permanent magnets) S1b, N1b, S2b, N2b,... Arranged along the longitudinal direction on the opposing surface of the lower yoke 1b.
(D) A center yoke 5 disposed in a central portion between the upper and lower yokes 1a and 1b in parallel with the upper and lower yokes 1a and 1b.
(E) An annular three-phase coil 6 that is mounted on the outer periphery of the center yoke 5 in a loosely fitted state and is arranged so as to be movable in the X direction, in which the U-phase, -W-phase, and V-phase are arranged.

上部永久磁石Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ、…、および、下部永久磁石Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ、…は、同一の鉛直線上においては同一極性の永久磁石が対向するように、たとえば、第１のＳ極／Ｎ極の上部永久磁石Ｓ１ａ／Ｎ１ａと第１のＳ極／Ｎ極の下部永久磁石Ｓ１ｂ／Ｎ１ｂが対向するように配置されている。
また、上部永久磁石Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ、…は、図７〜図８を参照して述べたリニア同期モータと同様に、長手方向に沿って相異なる極性の永久磁石が交互（Ｓ極、Ｎ極、…Ｓ極）に位置するように配置されている。
さらに、下部永久磁石Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ、…も、図７〜図８を参照して述べたリニア同期モータと同様に、長手方向に沿って相異なる極性の永久磁石が交互（Ｓ極、Ｎ極、…Ｓ極）に位置するように配置されている。 The upper permanent magnets S1a, N1a, S2a, N2a,... And the lower permanent magnets S1b, N1b, S2b, N2b,..., For example, are arranged so that the same polarity permanent magnets face each other on the same vertical line. The S / N pole upper permanent magnets S1a / N1a and the first S / N pole lower permanent magnets S1b / N1b are arranged to face each other.
In addition, the upper permanent magnets S1a, N1a, S2a, N2a,... Are alternately composed of permanent magnets having different polarities along the longitudinal direction (S poles) as in the linear synchronous motor described with reference to FIGS. , N pole,... S pole).
Further, the lower permanent magnets S1b, N1b, S2b, N2b,... Are also composed of alternating permanent magnets having different polarities along the longitudinal direction (S pole) in the same manner as the linear synchronous motor described with reference to FIGS. , N pole,... S pole).

センターヨーク５は、三相コイル６のＸ方向への移動をガイドする役割を有しており、後述する三相コイル６の中空部６２と略同形、たとえば、横断面視で略矩形状に形成されている。   The center yoke 5 has a role of guiding the movement of the three-phase coil 6 in the X direction, and is formed in substantially the same shape as a hollow portion 62 of the three-phase coil 6 described later, for example, in a substantially rectangular shape in a cross-sectional view. Has been.

三相コイル６は、図２に示すように、それぞれ、たとえば、矩形環状に形成されたＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖを備えている。
これらのＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖは、それぞれ同一の仕様で、たとえば、エナメル線等の導線を矩形環状に多層巻きしたもので形成され、導線間にエポキシ樹脂などの接着剤を浸透させることにより、矩形環状の形状を維持した状態で固着されている。
また、これらのＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖは、各中空部６２の軸芯を一致させて−Ｗ相コイル６Ｗの左側にＵ相コイル６Ｕが、右側にＶ相コイル６Ｗが配置されて積層状態に配列され、かつＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６Ｗ間および−Ｗ相コイル６Ｗ、Ｖ相コイル６Ｖ間には非磁性の絶縁部材６１ａ、６１ｂが介挿されている。 As shown in FIG. 2, the three-phase coil 6 includes, for example, a U-phase coil 6U, a -W-phase coil 6W, and a V-phase coil 6V formed in a rectangular ring shape.
These U-phase coil 6U, -W-phase coil 6W and V-phase coil 6V have the same specifications, and are formed, for example, by winding a conductive wire such as an enamel wire in a rectangular ring shape, and an epoxy resin or the like between the conductive wires. By infiltrating this adhesive, it is fixed in a state in which a rectangular annular shape is maintained.
The U-phase coil 6U, the -W-phase coil 6W and the V-phase coil 6V are arranged such that the U-phase coil 6U is on the left side of the -W-phase coil 6W and the V-phase coil 6V is on the right side. Non-magnetic insulating members 61a and 61b are inserted between the U-phase coil 6U and the -W-phase coil 6W and between the -W-phase coil 6W and the V-phase coil 6V. ing.

これらのＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖを一組とする三相コイル６の長手方向（Ｘ方向）の寸法は、１個分の永久磁石、たとえば、第１のＮ極の上部／下部永久磁石Ｎ１ａ／Ｎ１ｂの長手方向の寸法と同一に設定されている。すなわち、１個の永久磁石に対して、Ｕ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖを一組とする三相コイル６が動作単位として構成されている。   The dimension in the longitudinal direction (X direction) of the three-phase coil 6 including the U-phase coil 6U, the -W-phase coil 6W and the V-phase coil 6V as a set is equal to one permanent magnet, for example, the first N It is set to be the same as the longitudinal dimension of the upper / lower permanent magnets N1a / N1b of the poles. That is, for one permanent magnet, a three-phase coil 6 including a U-phase coil 6U, a -W-phase coil 6W, and a V-phase coil 6V is configured as a unit of operation.

ここで、三相交流の相順は、Ｕ相、−Ｗ相、Ｖ相と設定している。これは、Ｕ相コイル６Ｕ、Ｖ相コイル６Ｖおよび−Ｗ相コイル６Ｗの位相差を４π／３（ラジアン）に設定したことによる。すなわち、通常、三相コイルの相順は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とされ、その位相差は２π／３（ラジアン）に設定されているが、本発明の第１実施の形態においては、Ｕ相コイル６Ｕ、Ｖ相コイル６Ｖおよび−Ｗ相コイル６Ｗの位相差を４π／３（ラジアン）に設定することにより、−Ｗ相コイル６ＷがＵ相コイル６Ｕから見て位相が２π／３（ラジアン）ずれることになる。
この結果、図１に示すように、三相コイル６がＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖの相順で配置されることになる。
ここで、−Ｗ相コイル６Ｗは、Ｕ相コイル６ＵやＶ相コイル６Ｖとは逆極性のＷ相コイル６Ｗが配置されていることを表わしている。 Here, the phase order of the three-phase alternating current is set to U phase, -W phase, and V phase. This is because the phase difference between the U-phase coil 6U, the V-phase coil 6V, and the -W-phase coil 6W is set to 4π / 3 (radian). That is, normally, the phase order of the three-phase coil is U phase, V phase, and W phase, and the phase difference is set to 2π / 3 (radians). In the first embodiment of the present invention, By setting the phase difference between the U-phase coil 6U, the V-phase coil 6V, and the -W-phase coil 6W to 4π / 3 (radians), the phase of the −W-phase coil 6W is 2π / 3 when viewed from the U-phase coil 6U. (Radians) will shift.
As a result, as shown in FIG. 1, the three-phase coil 6 is arranged in the phase order of the U-phase coil 6U, the -W-phase coil 6W, and the V-phase coil 6V.
Here, the -W-phase coil 6W represents that a W-phase coil 6W having a polarity opposite to that of the U-phase coil 6U and the V-phase coil 6V is disposed.

上述した実施の形態においては、三相コイルを、センターヨークの長手方向に沿ってＵ相コイル、−Ｗ相コイルおよびＶ相コイルの相順で配列した構成のものについて述べたが、ここでは、−Ｕ相コイル、Ｗ相コイルおよび−Ｖ相コイルの相順で配列したもので構成されている。   In the above-described embodiment, the three-phase coil is described as having a configuration in which the U-phase coil, the -W-phase coil, and the V-phase coil are arranged in the phase order along the longitudinal direction of the center yoke. -U phase coil, W phase coil and -V phase coil are arranged in phase order.

このような構成のリニア同期モータにおいては、同一鉛直線上に同一極性の永久磁石が配置された、いわゆる軸方向磁束形の励磁構造が採用されていることから、たとえば、第１のＮ極の上部永久磁石Ｎ１ａから発生する磁束は、三相コイル６を通り抜けセンターヨーク５を経由して隣接する第２のＳ極の上部永久磁石Ｓ２ａを通り、元の第１のＮ極の上部永久磁石Ｎ１ａに戻る。
また、第１のＮ極の下部永久磁石Ｎ１ｂから発生する磁束は、三相コイル６を通り抜けセンターヨーク５を経由して隣接する第２のＳ極の下部永久磁石Ｓ２ｂを通り、元の第１のＮ極の下部永久磁石Ｎ１ｂに戻る。
したがって、このような磁界中に配置されたＵ相コイル６Ｕ、−Ｗ相コイル６ＷおよびＶ相コイル６Ｖを一組とする三相コイル６に三相交流電流を流すと、各相のコイルにフレミング左手の法則に基づく推力が発生し、これにより可動子としての三相コイル６がＸ方向に移動する。 In the linear synchronous motor having such a configuration, a so-called axial magnetic flux type excitation structure in which permanent magnets of the same polarity are arranged on the same vertical line is employed. For example, the upper part of the first N pole The magnetic flux generated from the permanent magnet N1a passes through the three-phase coil 6, passes through the center yoke 5, passes through the adjacent second S-pole upper permanent magnet S2a, and then enters the original first N-pole upper permanent magnet N1a. Return.
Further, the magnetic flux generated from the first N-pole lower permanent magnet N1b passes through the three-phase coil 6, passes through the center yoke 5 and passes through the adjacent second S-pole lower permanent magnet S2b, and returns to the original first. Return to the N-pole lower permanent magnet N1b.
Therefore, when a three-phase alternating current is passed through the three-phase coil 6 including the U-phase coil 6U, the -W-phase coil 6W, and the V-phase coil 6V arranged in such a magnetic field, the framing is applied to the coils of each phase. A thrust based on the left-hand rule is generated, whereby the three-phase coil 6 as a mover moves in the X direction.

以上述べたように、本発明の第１実施の形態のリニア同期モータによれば、三相コイルが環状に形成され、かつ環状に形成された三相コイルがセンターヨークの外周に装着されていることから、図７、図８を参照して述べたリニア同期モータよりも、三相コイルの捩り剛性が高く、ひいては推力変動を小さくすることができる。   As described above, according to the linear synchronous motor of the first embodiment of the present invention, the three-phase coil is formed in an annular shape, and the annular three-phase coil is mounted on the outer periphery of the center yoke. Therefore, the torsional rigidity of the three-phase coil is higher than that of the linear synchronous motor described with reference to FIGS.

さらに、本実施の形態のリニア同期モータにおいては、三相コイルの長手方向の寸法が１個分の永久磁石の長手方向の寸法と等しくされていることから、図７、図８を参照して述べたリニア同期モータよりもＸ方向の寸法を小さくすることができ、ひいては機器の小型化、軽量化を図ることができ、また超精密制御が容易となり、モータ定数や耐外乱性能（ロバスト性）も向上させることができる。   Furthermore, in the linear synchronous motor of the present embodiment, since the longitudinal dimension of the three-phase coil is equal to the longitudinal dimension of one permanent magnet, refer to FIG. 7 and FIG. The dimensions in the X direction can be made smaller than the linear synchronous motor described above, which in turn can reduce the size and weight of the equipment and facilitate ultra-precise control. Motor constants and disturbance resistance (robustness) Can also be improved.

さらに、本実施の形態のリニア同期モータにおいては、各相コイルは、永久磁石の最大磁束密度部で最大推力が得られるので、すなわち永久磁石による磁場の有効活用の程度が高くなり、推力定数が向上することから、必要なモータ電流が少なくなり、ひいてはジュール熱の低減を図ることができる。   Furthermore, in the linear synchronous motor of the present embodiment, each phase coil can obtain the maximum thrust at the maximum magnetic flux density portion of the permanent magnet, that is, the degree of effective utilization of the magnetic field by the permanent magnet is increased, and the thrust constant is As a result, the required motor current is reduced, and as a result, the Joule heat can be reduced.

また、本実施の形態のリニア同期モータにおいては、三相コイルの真中に位置する−Ｗ相コイルがＵ相コイルやＶ相コイルとは逆極性で配置されていることから、各相コイルからの動磁束が相互に相殺され、ヨークに発生する渦電流が殆どなくなり、鉄損を著しく減少させることができる。   In the linear synchronous motor of the present embodiment, the -W phase coil located in the middle of the three-phase coil is arranged with the opposite polarity to the U-phase coil and the V-phase coil. The dynamic magnetic fluxes cancel each other, eddy currents generated in the yoke are almost eliminated, and iron loss can be significantly reduced.

第２実施の形態
図３〜図６を参照して本発明のリニア同期モータの第２実施の形態について述べる。
図３は本発明の第１実施の形態のリニア同期モータの概略構成図であり、図４は図３に図解した第１実施の形態のリニア同期モータにおける三相コイルの斜視図である。図５はコイルの位置と磁束密度空間との関係を図解した図である。
図３、図４において、図１、図２と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Second Embodiment A linear synchronous motor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the linear synchronous motor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of a three-phase coil in the linear synchronous motor according to the first embodiment illustrated in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the position of the coil and the magnetic flux density space.
3 and 4, the same reference numerals are given to the portions common to FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof is omitted.

第２実施の形態のリニア同期モータにおいては、Ｕ相コイル６Ｕａ、−Ｗ相コイル６ＷａおよびＶ相コイル６Ｖａを一組とする第１の三相コイル６ａと、−Ｕ相コイル６Ｕｂ、Ｗ相コイル６Ｗｂおよび−Ｖ相コイル６Ｖｂを一組とする第２の三相コイル６ｂとがセンターヨーク５の長手方向（Ｘ方向）に沿って積層され一体化されている。   In the linear synchronous motor according to the second embodiment, a first three-phase coil 6a including a U-phase coil 6Ua, a -W-phase coil 6Wa, and a V-phase coil 6Va, a -U-phase coil 6Ub, and a W-phase coil 6Wb and -V phase coil 6Vb as a set and second three-phase coil 6b are laminated and integrated along the longitudinal direction (X direction) of center yoke 5.

ここで、第１、第２の三相コイル６ａ、６ｂは、第１実施の形態における三相コイルと同様に、それぞれ、同一の仕様で、たとえば、エナメル線等の導線を矩形環状に多層巻きしたもので形成され、導線間にエポキシ樹脂などの接着剤を浸透させることにより、矩形環状の形状を維持した状態で固着されている。
また、第１の三相コイル６ａにおけるＵ相コイル６Ｕａ、−Ｗ相コイル６ＷａおよびＶ相コイル６Ｖａは、各中空部６２の軸芯を一致させて−Ｗ相コイル６Ｗａの左側にＵ相コイル６Ｕａが、右側にＶ相コイル６Ｗａが配置されて積層状態に配列され、かつＵ相コイル６ＵａＪ−Ｗ相コイル６Ｗａとの間、および、−Ｗ相コイル６ＷａとＶ相コイル６Ｖａとの間には非磁性の絶縁部材６１ａ、６１ｂが介挿されている。
同様に、第２の三相コイル６ｂにおける−Ｕ相コイル６Ｕｂ、Ｗ相コイル６Ｗｂおよび−Ｖ相コイル６Ｖｂは、各中空部６２の軸芯を一致させてＷ相コイル６Ｗｂの左側に−Ｕ相コイル６Ｕｂが、右側に−Ｖ相コイル６Ｗｂが配置されＥ積層状態に配列され、かつ−Ｕ相コイル６ＵｂとＷ相コイル６Ｗｂと間およびＷ相コイル６Ｗｂと−Ｖ相コイル６Ｖｂとの間には非磁性の絶縁部材６１ａ、６１ｂが介挿されている。
さらに、第１の三相コイル６ａのＶ相コイル６Ｖａには、第２の三相コイル６ｂの−Ｕ相コイル６Ｕｂが配置されている。 Here, each of the first and second three-phase coils 6a and 6b has the same specification, for example, a conductive wire such as an enamel wire is multilayered in a rectangular ring shape, similarly to the three-phase coil in the first embodiment. It is fixed in a state in which a rectangular annular shape is maintained by infiltrating an adhesive such as an epoxy resin between the conductive wires.
Further, the U-phase coil 6Ua, the -W-phase coil 6Wa, and the V-phase coil 6Va in the first three-phase coil 6a are arranged on the left side of the -W-phase coil 6Wa with the axial centers of the hollow portions 62 aligned. Are arranged in a stacked state with the V-phase coil 6Wa arranged on the right side, and between the U-phase coil 6UaJ-W-phase coil 6Wa and between the -W-phase coil 6Wa and the V-phase coil 6Va. Magnetic insulating members 61a and 61b are inserted.
Similarly, the -U phase coil 6Ub, the W phase coil 6Wb, and the -V phase coil 6Vb in the second three-phase coil 6b are arranged on the left side of the W phase coil 6Wb with the axis of each hollow portion 62 aligned. The coil 6Ub is arranged with the -V phase coil 6Wb on the right side and arranged in an E laminated state, and between the -U phase coil 6Ub and the W phase coil 6Wb and between the W phase coil 6Wb and the -V phase coil 6Vb. Nonmagnetic insulating members 61a and 61b are inserted.
Furthermore, the -U phase coil 6Ub of the second three-phase coil 6b is arranged in the V-phase coil 6Va of the first three-phase coil 6a.

ここで、−Ｕ相コイル６ＵｂおよびＶ相コイル６Ｖｂは、Ｗ相コイル６Ｕｂとは逆極性の−Ｕ相コイル６Ｕｂおよび−Ｖ相コイル６Ｖｂが配置されていることを表わしている。   Here, -U-phase coil 6Ub and V-phase coil 6Vb indicate that -U-phase coil 6Ub and -V-phase coil 6Vb having opposite polarities to W-phase coil 6Ub are arranged.

さらに、第１、第２の三相コイル６ａ、６ｂの長手方向（Ｘ方向）の寸法は、２個分の永久磁石、例えば第１のＳ極の上部／下部永久磁石Ｓ１ａ／Ｓ１ｂおよび第２のＮ極の上部／下部永久磁石Ｎ２ａ／Ｎ２ｂの長手方向の寸法と同一に設定されている。すなわち、２個分の永久磁石に対して、第１、第２三相コイル６ａ、６ｂが動作単位として構成されている。
図５は、たとえば、コイルＶが最大推力を得る磁束密度空間を図解している。 Furthermore, the longitudinal dimension (X direction) of the first and second three-phase coils 6a, 6b is equal to two permanent magnets, for example, the first S pole upper / lower permanent magnets S1a / S1b and the second Are set to be the same as the longitudinal dimension of the N pole upper / lower permanent magnets N2a / N2b. That is, the first and second three-phase coils 6a and 6b are configured as operation units for two permanent magnets.
FIG. 5 illustrates, for example, a magnetic flux density space where the coil V obtains maximum thrust.

第２実施の形態においては、第１実施の形態と同様に捩り剛性やモータ定数の向上を図ることができる上、推力の非線形化を防止することができる。すなわち、第１実施の形態においては、コイルのＡＴ（アンペアターン）による磁場の変動により、ヨークやセンターヨーク等が磁気飽和したり、磁石の磁場を弱めたり可能性があり、図６の曲線ｂで示した特性で示すように、三相交流の電流に対して推力が非線形的な特性を示すことになる。しかしながら、第２実施の形態においては、各相のコイルからの磁束が逆極性のコイルの磁束により相互に相殺されることから、図６の曲線（直線）ａで示す特性が得られ、曲線ｂとして例示されたような非線形化を招く原因を除去することができる。
その結果、第２実施の形態のリニア同期モータにおいては、第１実施の形態のリニア同期モータよりも大推力化を図ることができ、また発熱をより一層低減することができ、ひいてはナノメートル単位での制御も容易に行なうことができる。
また、リニア同期モータの特性も図６の曲線ａに例示した特性で示すように線形となることから、リニア同期モータの制御もより一層容易に行なうことができる。
さらに、リニア同期モータ内のコイルの動磁束も相殺されることから、鉄損を大幅に減少させることができ、モータの効率や発熱によるインフルエンスも回避することができる。 In the second embodiment, the torsional rigidity and the motor constant can be improved as in the first embodiment, and the nonlinearity of the thrust can be prevented. That is, in the first embodiment, there is a possibility that the yoke, the center yoke, etc. are magnetically saturated or the magnetic field of the magnet is weakened due to the fluctuation of the magnetic field due to the AT (ampere turn) of the coil, and the curve b in FIG. As shown by the characteristics shown in Fig. 5, the thrust exhibits a nonlinear characteristic with respect to the three-phase alternating current. However, in the second embodiment, the magnetic fluxes from the coils of the respective phases cancel each other out by the magnetic fluxes of the coils of opposite polarity, so that the characteristic shown by the curve (straight line) a in FIG. The cause of non-linearization as exemplified in FIG.
As a result, in the linear synchronous motor according to the second embodiment, it is possible to achieve a larger thrust than the linear synchronous motor according to the first embodiment, and it is possible to further reduce heat generation. The control can be easily performed.
Moreover, since the characteristic of the linear synchronous motor is also linear as shown by the characteristic illustrated by the curve a in FIG. 6, the control of the linear synchronous motor can be performed more easily.
Furthermore, since the magnetic flux of the coil in the linear synchronous motor is also canceled, the iron loss can be greatly reduced, and the motor efficiency and the influence of heat generation can be avoided.

前述した実施の形態においては、センターヨークの外周に三相コイルを遊嵌状態で装着した場合について述べているが、センターヨークの外周に三相コイルを装着・固定し、センターヨークと共に移動させるようにしてもよい。この場合には、センターヨーク内に長手方向に沿って通路を設け、この通路内に冷却媒体を流すことにより冷却効率を向上させることができる。
また、コイルのヘッド部分に冷却パイプを遊嵌させてもよく、この場合には真空中における冷却を容易に行なうことができる。 In the above-described embodiment, the case where the three-phase coil is mounted on the outer periphery of the center yoke in a loosely fitted state has been described. However, the three-phase coil is mounted and fixed on the outer periphery of the center yoke and moved together with the center yoke. It may be. In this case, the cooling efficiency can be improved by providing a passage along the longitudinal direction in the center yoke and flowing a cooling medium in the passage.
Further, a cooling pipe may be loosely fitted to the head portion of the coil. In this case, cooling in a vacuum can be easily performed.

以上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態のリニア同期モータによれば、センターヨークの外周に環状の三相コイルが装着され、また、三相コイルの長手方向の寸法が１個分の永久磁石の長手方向の寸法と等しくされていることから、コイルの剛性を高くすることができ、ひいては推力変動を小さくすることができる。   As is apparent from the above description, according to the linear synchronous motor of the embodiment of the present invention, an annular three-phase coil is mounted on the outer periphery of the center yoke, and the three-phase coil has one longitudinal dimension. Since it is made equal to the dimension in the longitudinal direction of the minute permanent magnet, the rigidity of the coil can be increased, and consequently the fluctuation of thrust can be reduced.

また、三相コイルの長手方向の寸法が１個分の永久磁石の長手方向の寸法と等しくされていることから、機器の小型化、軽量化を図ることができ、ひいては超精密制御を容易に行なうことができる上、モータ定数や耐外乱性能（ロバスト性）を向上させることができる。   In addition, since the longitudinal dimension of the three-phase coil is equal to the longitudinal dimension of one permanent magnet, it is possible to reduce the size and weight of the device, thereby facilitating ultra-precision control. In addition, the motor constant and disturbance resistance performance (robustness) can be improved.

図１は本発明の第１実施の形態としてのリニア同期モータの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a linear synchronous motor as a first embodiment of the present invention. 図２は図１に図解した本発明の第１実施の形態におけるリニア同期モータの三相コイルの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the three-phase coil of the linear synchronous motor according to the first embodiment of the present invention illustrated in FIG. 図１は本発明の第２実施の形態としてのリニア同期モータの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a linear synchronous motor as a second embodiment of the present invention. 図４は図３に図解した本発明の第２実施の形態におけるリニア同期モータの三相コイルの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a three-phase coil of the linear synchronous motor according to the second embodiment of the present invention illustrated in FIG. 図５は本発明の第１実施の形態のリニア同期モータにおけるコイルの位置と磁束密度空間との関係を図解した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the position of the coil and the magnetic flux density space in the linear synchronous motor according to the first embodiment of the present invention. 図６は本発明の第１、第２実施の形態のリニア同期モータの特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the linear synchronous motor according to the first and second embodiments of the present invention. 図７は従来のリニア同期モータの概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional linear synchronous motor. 図８は図７に図解したリニア同期モータにおける可動部の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a movable portion in the linear synchronous motor illustrated in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ…ヨーク（上部ヨーク）、１ｂ…ヨーク（下部ヨーク）
Ｓ１ａ、Ｎ１ａ、Ｓ２ａ、Ｎ２ａ…永久磁石（上部永久磁石）
Ｓ１ｂ、Ｎ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｎ２ｂ…永久磁石（下部永久磁石）
５…センターヨーク
６…三相コイル、６ａ…第１の三相コイル、６ｂ…第２の三相コイル
６Ｕ…Ｕ相コイル、６Ｗ…−Ｗ相コイル、６Ｖ…Ｖ相コイル 1a ... Yoke (upper yoke), 1b ... Yoke (lower yoke)
S1a, N1a, S2a, N2a ... Permanent magnet (upper permanent magnet)
S1b, N1b, S2b, N2b ... Permanent magnet (lower permanent magnet)
5 ... Center yoke 6 ... Three-phase coil, 6a ... First three-phase coil, 6b ... Second three-phase coil 6U ... U-phase coil, 6W ...- W-phase coil, 6V ... V-phase coil

Claims (4)

平行に離間して配置された一対のヨークと、
前記各ヨークの対向面に長手方向に沿ってそれぞれ配置された複数個の永久磁石と、
前記一対のヨーク間に前記ヨークと平行に配置されたセンターヨークと、
前記センターヨークの外周に装着された環状の三相コイルと
を備え、
前記各永久磁石はそれぞれ、前記ヨークの対向位置においては同一極性の永久磁石が配置され、前記ヨークの長手方向においては相異なる極性の永久磁石が交互に配置され、
前記三相コイルの長手方向の寸法は、前記永久磁石の１個分の長手方向の寸法と同一で形成されている、
リニア同期モータ。 A pair of yokes spaced apart in parallel;
A plurality of permanent magnets respectively disposed along the longitudinal direction on the opposing surface of each yoke;
A center yoke disposed parallel to the yoke between the pair of yokes;
An annular three-phase coil mounted on the outer periphery of the center yoke,
Each of the permanent magnets is arranged with a permanent magnet of the same polarity at the position facing the yoke, and alternately arranged with permanent magnets of different polarities in the longitudinal direction of the yoke,
The longitudinal dimension of the three-phase coil is the same as the longitudinal dimension of one of the permanent magnets.
Linear synchronous motor. 前記三相コイルは、前記センターヨークの長手方向に沿ってＵ相コイル、−Ｗ相コイルおよびＶ相コイル、または、−Ｕ相コイル、Ｗ相コイルおよび−Ｖ相コイルの相順で配列されたもので構成されている、
請求項１記載のリニア同期モータ。 The three-phase coils are arranged in the phase order of a U-phase coil, a -W-phase coil and a V-phase coil, or a -U-phase coil, a W-phase coil and a -V-phase coil along the longitudinal direction of the center yoke. Composed of things,
The linear synchronous motor according to claim 1. 平行に離間して配置された一対のヨークと、
前記各ヨークの対向面に長手方向に沿ってそれぞれ配置された複数個の永久磁石と、
前記一対のヨーク間に前記ヨークと平行に配置されたセンターヨークと、
前記センターヨークの外周に装着された環状の第１、第２の三相コイルと
を備え、
前記各永久磁石はそれぞれ、前記ヨークの対向位置においては同一極性の永久磁石が配置され、前記ヨークの長手方向においては相異なる極性の永久磁石が交互に配置され、
前記第１、第２の三相コイルは前記センターヨークの長手方向に沿って積層されて一体化され、かつ、一体化された第１、第２の三相コイルの長手方向の寸法は前記永久磁石の２個分の長手方向の寸法と同一である、
リニア同期モータ。 A pair of yokes spaced apart in parallel;
A plurality of permanent magnets respectively disposed along the longitudinal direction on the opposing surface of each yoke;
A center yoke disposed parallel to the yoke between the pair of yokes;
An annular first and second three-phase coil mounted on the outer periphery of the center yoke;
Each of the permanent magnets is arranged with a permanent magnet of the same polarity at the position facing the yoke, and alternately arranged with permanent magnets of different polarities in the longitudinal direction of the yoke,
The first and second three-phase coils are stacked and integrated along the longitudinal direction of the center yoke, and the dimension of the integrated first and second three-phase coils in the longitudinal direction is the permanent. Is the same as the longitudinal dimension of two magnets,
Linear synchronous motor. 前記第１の三相コイルは、前記センターヨークの長手方向に沿ってＵ相コイル、−Ｗ相コイルおよび＋Ｖ相コイルの相順で配列されたもので構成され、
前記第２の三相コイルは、前記センターヨークの長手方向に沿って−Ｕ相コイル、Ｗ相コイルおよび−Ｖ相コイルの相順で配列されたもので構成され、
前記第１の三相コイルの前記Ｖ相コイルには、前記第２の三相コイルの前記−Ｕ相コイルが隣接して配列されている、
請求項３記載のリニア同期モータ。
The first three-phase coil is composed of a U-phase coil, a -W-phase coil, and a + V-phase coil arranged in the phase order along the longitudinal direction of the center yoke.
The second three-phase coil is configured by being arranged in the phase order of a -U phase coil, a W phase coil, and a -V phase coil along the longitudinal direction of the center yoke.
The -U phase coil of the second three-phase coil is arranged adjacent to the V-phase coil of the first three-phase coil,
The linear synchronous motor according to claim 3.
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