JP2015104200A - Linear motor - Google Patents

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長門　義文
Yoshibumi Nagato
義文 長門
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving magnet type linear motor whose motor efficiency can be made to be high in both of an acceleration/deceleration section and constant velocity section.SOLUTION: A linear motor comprises: a movable element 1 which has magnets 2a, 2b and is linearly movable; and a stator 4 which has a core-included coil unit 4a and coreless coil unit 4b opposite to the magnets 2a, 2b of the movable element 1 through a gap and in which the core-included coil unit 4a and coreless coil unit 4b are arranged in the travelling direction of the movable element 1. The core-included coil unit 4a includes at least one core-included coil 6a which is arranged in the travelling direction of the movable element 1 and into which a tooth 7a of a core 7 of magnetic material is inserted. The coreless coil unit 4b includes at least one coreless coil 6b which is arranged in the travelling direction of the movable element 1 and into which a tooth 7a of a core 7 of the magnetic material is not inserted.

Description

本発明は、磁石を有する可動子がコイルを有する固定子に対して直線的に移動するムービングマグネット型のリニアモータに関する。   The present invention relates to a moving magnet type linear motor in which a mover having a magnet moves linearly with respect to a stator having a coil.

リニアモータは、例えば工場内の製品搬送装置、工作機械、半導体製造装置等の直動機構の駆動用に用いられる。リニアモータには、磁石が移動するムービングマグネット型のリニアモータと、コイルが移動するムービングコイル型のリニアモータと、がある。   The linear motor is used for driving a linear motion mechanism such as a product transfer device, a machine tool, or a semiconductor manufacturing device in a factory. The linear motor includes a moving magnet type linear motor in which a magnet moves and a moving coil type linear motor in which a coil moves.

ムービングマグネット型のリニアモータとして、特許文献１には、磁石を有する可動子と、可動子の進行方向に並べられる複数のコイルを有する固定子と、を備えるものが開示されている。可動子の磁石は、固定子のコイルに隙間を介して対向し、コイルの配列方向に直線的に移動可能である。例えばコイルに三相交流を供給すると、磁石に発生する磁界とコイルに流れる電流との相互作用によって、可動子がコイルの配列方向に直線的に移動する。   As a moving magnet type linear motor, Patent Document 1 discloses a motor including a mover having a magnet and a stator having a plurality of coils arranged in the traveling direction of the mover. The magnet of the mover faces the stator coil via a gap and can move linearly in the coil arrangement direction. For example, when a three-phase alternating current is supplied to the coil, the mover moves linearly in the coil arrangement direction due to the interaction between the magnetic field generated in the magnet and the current flowing in the coil.

特開２００５−２４５０６６号公報JP 2005-245066 A

ムービングマグネット型のリニアモータの可動子を往復運動させるとき、可動子のストローク中には、可動子を加減速させる加減速区間と、可動子を等速度で移動させる等速区間と、が存在する。典型的には、等速区間の両側に一対の加減速区間が配置される。可動子は加減速区間で加速され、一定の速度で等速区間を移動した後、加減速区間で減速される。   When the moving element of the moving magnet type linear motor is reciprocated, an acceleration / deceleration section for accelerating / decelerating the moving element and a constant speed section for moving the moving element at a constant speed exist in the stroke of the moving element. . Typically, a pair of acceleration / deceleration sections are arranged on both sides of the constant speed section. The mover is accelerated in the acceleration / deceleration zone, moves in the constant velocity zone at a constant speed, and then decelerates in the acceleration / deceleration zone.

ところで、ムービングマグネット型のリニアモータのコイルには、コア付きのものとコアレスのものがある。従来のムービングマグネット型のリニアモータには、可動子を加減速区間及び等速区間で移動させるにあたって、以下の課題がある。   Incidentally, there are two types of coils of a moving magnet type linear motor, one with a core and one with no core. The conventional moving magnet type linear motor has the following problems in moving the mover in the acceleration / deceleration section and the constant speed section.

コア付きのムービングマグネット型のリニアモータにあっては、コイルの内側にコアを挿入するので、加減速区間で高推力を得ることができるという利点がある。しかし、加減速区間ほど推力を必要としない等速区間において、可動子の磁石とコアとの磁気的な吸引力に起因したコギングが発生し、コギングが可動子の等速移動を妨げるという課題がある。   The moving magnet type linear motor with a core has an advantage that a high thrust can be obtained in the acceleration / deceleration section because the core is inserted inside the coil. However, there is a problem that cogging occurs due to the magnetic attractive force between the magnet and the core of the mover in a constant speed section that does not require thrust as much as the acceleration / deceleration section, and the cogging hinders the constant speed movement of the mover. is there.

コアレスのムービングマグネット型のリニアモータにあっては、コイルの内側にコアを挿入しないので、等速区間においてコギングを抑制できるという利点がある。しかし、コイルの内側にコアを挿入しないので、推力を必要とする加減速区間で高推力を得ることができないという課題がある。   The coreless moving magnet type linear motor has an advantage that cogging can be suppressed in a constant speed section because the core is not inserted inside the coil. However, since the core is not inserted inside the coil, there is a problem that high thrust cannot be obtained in an acceleration / deceleration section that requires thrust.

そこで、本発明は、加減速区間と等速区間との両方でモータを最適に駆動することができるムービングマグネット型のリニアモータを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a moving magnet type linear motor that can optimally drive the motor both in the acceleration / deceleration section and the constant speed section.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、磁石を有し、直線的に移動可能な可動子と、前記可動子の前記磁石に隙間を介して対向するコア付きコイル部及びコアレスコイル部を有し、前記コア付きコイル部及び前記コアレスコイル部が前記可動子の進行方向に並べられる固定子と、を備え、前記コア付きコイル部は、前記可動子の進行方向に並べられ、コイルの内側に磁性材料のコアのティースが挿入される少なくとも一つのコア付きコイルを有し、前記コアレスコイル部は、前記可動子の進行方向に並べられ、コイルの内側に磁性材料のコアのティースが挿入されない少なくとも一つのコアレスコイルを有するリニアモータである。   In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention includes a mover that includes a magnet and is linearly movable, and a coil unit with a core and a coreless coil that face the magnet of the mover via a gap. And a stator in which the cored coil part and the coreless coil part are arranged in the moving direction of the mover, and the cored coil part is arranged in the moving direction of the mover, and a coil At least one cored coil into which the magnetic material core teeth are inserted, the coreless coil portions being arranged in the moving direction of the mover, and the magnetic material core teeth inside the coil. A linear motor having at least one coreless coil that is not inserted.

本発明の一態様によれば、加減速区間にコア付きコイル部を配置することによって、加減速区間で高推力を得ることができる。また、推力をほとんど必要としない等速区間にコアレスコイル部を配置することで、等速区間でのコギングを抑制できる。したがって、加減速区間と等速区間の両方でモータを最適に駆動することができる。   According to one aspect of the present invention, high thrust can be obtained in the acceleration / deceleration section by arranging the cored coil portion in the acceleration / deceleration section. Moreover, cogging in the constant velocity section can be suppressed by arranging the coreless coil portion in the constant velocity section that requires little thrust. Therefore, the motor can be optimally driven in both the acceleration / deceleration section and the constant speed section.

本発明の一実施形態のリニアモータの要部の斜視図The perspective view of the principal part of the linear motor of one Embodiment of this invention 本実施形態のリニアモータの進行方向から見た正面図Front view seen from the direction of travel of the linear motor of this embodiment 可動子の加減速区間及び等速区間と、固定子のコア付きコイル部及びコアレスコイル部の配置と、の関係を示す図（図３中の上段は固定子の平面図であり、図３の下段は可動子の加減速区間及び等速区間を示すグラフである）The figure which shows the relationship between the acceleration / deceleration zone and constant velocity zone of a needle | mover, and arrangement | positioning of the coil part with a core of a stator, and a coreless coil part (the upper stage in FIG. 3 is a top view of a stator, FIG. The lower graph is a graph showing the acceleration / deceleration zone and constant velocity zone of the mover) 本実施形態のリニアモータの制御系の構成図Configuration diagram of linear motor control system of this embodiment

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態のリニアモータを説明する。図１は、本実施形態のリニアモータの要部斜視図を示す。図１に示すように、本実施形態のリニアモータは、永久磁石２ａ，２ｂを有する可動子１と、コイル６ａ，６ｂを有する固定子４と、を備える。可動子１は、固定子４に対して一方向Ａに直線的に移動可能である。   Hereinafter, a linear motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a main part of the linear motor according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the linear motor of the present embodiment includes a mover 1 having permanent magnets 2a and 2b and a stator 4 having coils 6a and 6b. The mover 1 can move linearly in one direction A with respect to the stator 4.

図１に示すように、可動子１は、磁性材料の板状のバックヨーク３と、バックヨーク３に取り付けられる第一及び第二の永久磁石２ａ，２ｂと、を備える。第一及び第二の永久磁石２ａ，２ｂは、可動子１の進行方向と直交する方向（図１の上下方向）にＮ極及びＳ極が着磁される。第一及び第二の永久磁石２ａ，２ｂは、バックヨーク３側が互いに異極になるようにバックヨーク３に取り付けられる。この実施形態では、第一の磁石２ａのバックヨーク３側がＮ極に、第二の磁石２ｂのバックヨーク３側がＳ極になる。バックヨーク３、第一及び第二の永久磁石２ａ，２ｂによって、磁気回路が形成される。   As shown in FIG. 1, the mover 1 includes a plate-like back yoke 3 made of a magnetic material, and first and second permanent magnets 2 a and 2 b attached to the back yoke 3. The first and second permanent magnets 2 a and 2 b are magnetized with N and S poles in a direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the moving direction of the mover 1. The first and second permanent magnets 2a and 2b are attached to the back yoke 3 so that the back yoke 3 sides have different polarities. In this embodiment, the back yoke 3 side of the first magnet 2a is an N pole, and the back yoke 3 side of the second magnet 2b is an S pole. A magnetic circuit is formed by the back yoke 3 and the first and second permanent magnets 2a and 2b.

図２は、本実施形態のリニアモータの正面図を示す。可動子１は、ステージ１１の下面に取り付けられる。固定子４は、ベース１２の上面に取り付けられる。ステージ１１は、ベース１２にリニアガイド１３を介して直線運動可能に案内される。リニアガイド１３は、ベース１２に取り付けられる軌道レールと、ステージ１１に取り付けられる移動ブロックと、を備える。ステージ１１の移動方向から見て、リニアガイド１３は、可動子１の左右の両側に配置される。   FIG. 2 shows a front view of the linear motor of the present embodiment. The mover 1 is attached to the lower surface of the stage 11. The stator 4 is attached to the upper surface of the base 12. The stage 11 is guided to the base 12 through a linear guide 13 so as to be linearly movable. The linear guide 13 includes a track rail attached to the base 12 and a moving block attached to the stage 11. The linear guides 13 are disposed on both the left and right sides of the mover 1 when viewed from the moving direction of the stage 11.

図１に示すように、固定子４は、コア７と、コア７の複数のティース７ａが挿入される複数のコア付きコイル６ａと、コア７のティース７ａが挿入されない複数のコアレスコイル６ｂと、を備える。固定子４は、可動子１の進行方向において、コアレスコイル部４ｂと、コアレスコイル部４ｂの両側の一対のコア付きコイル部４ａと、に区画される。コアレスコイル部４ｂは、可動子１の進行方向の中央に配置され、一対のコア付きコイル部４ａは、コアレスコイル部４ｂの両側に配置される。コアレスコイル部４ｂ及び一対のコア付きコイル部４ａは、可動子１の進行方向に並べられる。   As shown in FIG. 1, the stator 4 includes a core 7, a plurality of core-attached coils 6a into which a plurality of teeth 7a of the core 7 are inserted, a plurality of coreless coils 6b into which the teeth 7a of the core 7 are not inserted, Is provided. The stator 4 is partitioned into a coreless coil portion 4b and a pair of cored coil portions 4a on both sides of the coreless coil portion 4b in the traveling direction of the mover 1. The coreless coil portion 4b is disposed in the center of the moving direction of the mover 1, and the pair of cored coil portions 4a are disposed on both sides of the coreless coil portion 4b. The coreless coil part 4b and the pair of cored coil parts 4a are arranged in the traveling direction of the mover 1.

コア付きコイル部４ａは、コイルの内側に磁性材料のコア７のティース７ａが挿入される複数のコア付きコイル６ａからなる。複数のコア付きコイル６ａは、可動子１の進行方向に直線的に並べられる。コア付きコイル６ａは、三つで一組の三相コイルからなる。コア付きコイル６ａの個数は三の倍数である。   The cored coil portion 4a is composed of a plurality of cored coils 6a into which the teeth 7a of the magnetic material core 7 are inserted inside the coil. The plurality of cored coils 6 a are linearly arranged in the moving direction of the mover 1. The cored coil 6a is composed of three sets of three-phase coils. The number of cored coils 6a is a multiple of three.

コアレスコイル部４ｂは、コイルの内側に磁性材料のコア７のティース７ａが挿入されない複数のコアレスコイル６ｂを備える。複数のコアレスコイル６ｂは、可動子１の進行方向に直線的に並べられる。コアレスコイル６ｂは、三つで一組の三相コイルからなる。コアレスコイル６ｂの個数は三の倍数である。コア付きコイル６ａ及びコアレスコイル６ｂはいずれも、直線的に移動する可動子１の永久磁石２ａ，２ｂに隙間を介して対向する。コアレスコイル６ｂの巻き数は、コア付きコイル６ａの巻き数に等しい。   The coreless coil portion 4b includes a plurality of coreless coils 6b into which the teeth 7a of the magnetic material core 7 are not inserted inside the coil. The plurality of coreless coils 6 b are linearly arranged in the traveling direction of the mover 1. The coreless coil 6b includes three sets of three-phase coils. The number of coreless coils 6b is a multiple of three. Both the cored coil 6a and the coreless coil 6b are opposed to the permanent magnets 2a and 2b of the mover 1 moving linearly through a gap. The number of turns of the coreless coil 6b is equal to the number of turns of the cored coil 6a.

コア７は、可動子１の進行方向に細長く、コアレスコイル部４ｂ及びコア付きコイル部４ａが配置されるコア本体７ｂと、コア本体７ｂに一体に形成される複数のティース７ａと、を備える。複数のティース７ａは、コア付きコイル部４ａにのみ形成されている。ティース７ａは、コア付きコイル部４ａのコア付きコイル６ａに挿入される。コア７は、電磁鋼板を櫛歯状に打ち抜き、打ち抜いた電磁鋼板を積層することによって形成される。   The core 7 is elongated in the traveling direction of the mover 1, and includes a core body 7b in which the coreless coil portion 4b and the coil portion with core 4a are disposed, and a plurality of teeth 7a formed integrally with the core body 7b. The plurality of teeth 7a are formed only on the cored coil portion 4a. The teeth 7a are inserted into the cored coil 6a of the cored coil part 4a. The core 7 is formed by punching electromagnetic steel sheets in a comb shape and stacking the punched electromagnetic steel sheets.

コア付きコイル部４ａにおいて、コア付きコイル６ａの内側には磁性材料のコア７のティース７ａが挿入される。コア付きコイル６ａ内の磁界が強くなるので、高推力を得ることができる。しかし、コア付きコイル６ａの内側にティース７ａを挿入すると、図２に示すように、可動子１の永久磁石２ａ，２ｂとコア７のティース７ａとの間に磁気的吸引力Ｐが働く。この磁気的吸引力Ｐに起因するコギングは、可動子１を等速で移動させている間（等速区間）に、可動子１の等速の移動を妨げようとする。このため、等速区間にコアレスコイル部４ｂを配置し、可動子１の永久磁石２ａ，２ｂとコア７のティース７ａとの間に磁気的吸引力が働くのを防止している。なお、可動子１を加減速させている間（加減速区間）には、コギングはあまり問題になることはない。加減速区間では、コギングに比べて大きな推力が働き、コギングを無視できるからである。   In the cored coil portion 4a, the teeth 7a of the magnetic material core 7 are inserted inside the cored coil 6a. Since the magnetic field in the cored coil 6a becomes strong, high thrust can be obtained. However, when the teeth 7a are inserted inside the cored coil 6a, a magnetic attractive force P acts between the permanent magnets 2a, 2b of the mover 1 and the teeth 7a of the core 7, as shown in FIG. The cogging caused by the magnetic attractive force P tends to prevent the mover 1 from moving at a constant speed while the mover 1 is moved at a constant speed (constant speed section). For this reason, the coreless coil portion 4 b is disposed in the constant velocity section to prevent a magnetic attractive force from acting between the permanent magnets 2 a and 2 b of the mover 1 and the teeth 7 a of the core 7. Note that cogging does not become a significant problem during acceleration / deceleration of the mover 1 (acceleration / deceleration section). This is because, in the acceleration / deceleration section, a larger thrust acts than cogging and cogging can be ignored.

図３は、可動子１の加減速区間及び等速区間と、固定子４のコア付きコイル部４ａ及びコアレスコイル部４ｂの配置と、の関係を示す図である。図３の上段は、固定子４の平面図を示す。コア付きコイル部４ａでは、コア付きコイル６ａの幅方向の両端部（図３の上下端部）が黒塗りで示されていて、コアレスコイル部４ｂでは、コアレスコイル６ｂの幅方向の両端部（図３の上下端部）が白抜きで示されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the acceleration / deceleration section and the constant speed section of the mover 1 and the arrangement of the cored coil portion 4a and the coreless coil portion 4b of the stator 4. The upper part of FIG. 3 shows a plan view of the stator 4. In the cored coil portion 4a, both end portions in the width direction (upper and lower end portions in FIG. 3) of the cored coil 6a are shown in black, and in the coreless coil portion 4b, both end portions in the width direction of the coreless coil 6b ( The upper and lower ends of FIG. 3 are shown in white.

図３の下段の（２）は、台形駆動を行ったときの可動子１の速度を示すグラフである。可動子１は、固定子４上を往復運動する。可動子１が左から右に向かって移動するとき、可動子１は、まず左側の加減速区間において加速される。そして、最高速度に到達後、等速区間において、一定の速度で移動する。そして、右側の加減速区間において減速される。可動子１が右から左に移動するときも同様である。   (2) in the lower part of FIG. 3 is a graph showing the speed of the mover 1 when trapezoidal driving is performed. The mover 1 reciprocates on the stator 4. When the mover 1 moves from left to right, the mover 1 is first accelerated in the left acceleration / deceleration section. Then, after reaching the maximum speed, it moves at a constant speed in the constant speed section. And it decelerates in the right acceleration / deceleration section. The same applies when the mover 1 moves from right to left.

図３に示すように、コア付きコイル部４ａは、可動子１が加減速して移動する加減速区間に配置される。コアレスコイル部４ｂは、等速度で移動する等速区間に配置される。   As shown in FIG. 3, the coil part 4a with a core is arrange | positioned in the acceleration / deceleration area to which the needle | mover 1 moves by acceleration / deceleration. The coreless coil unit 4b is arranged in a constant speed section that moves at a constant speed.

本実施形態のリニアモータによれば、以下の効果を奏する。固定子４の全区間をコア付きコイル部４ａにすると、加減速区間で高推力を得ることができるという利点がある。しかし、等速区間ではコギングの影響が大きくなるので、可動子１を等速で移動させるのが困難になるという課題がある。一方、固定子４の全区間をコアレスコイル部４ｂにすると、等速区間でのコギングを抑制できるので、可動子１を等速で移動させるのが容易になるという利点がある。しかし、推力を必要とする加減速区間で高推力を得ることができないという課題がある。   The linear motor according to this embodiment has the following effects. When the entire section of the stator 4 is the cored coil portion 4a, there is an advantage that high thrust can be obtained in the acceleration / deceleration section. However, since the influence of cogging increases in the constant speed section, there is a problem that it is difficult to move the mover 1 at a constant speed. On the other hand, if the entire section of the stator 4 is the coreless coil portion 4b, the cogging in the constant speed section can be suppressed, so that there is an advantage that it is easy to move the mover 1 at a constant speed. However, there is a problem that high thrust cannot be obtained in an acceleration / deceleration section that requires thrust.

本実施形態のリニアモータによれば、大きい推力を必要とする加減速区間にコア付きコイル部４ａを配置し、推力をほとんど必要としない等速区間にコアレスコイル部４ｂを配置するので、加減速区間と等速区間の両方でモータを最適に駆動することができる。   According to the linear motor of the present embodiment, the cored coil portion 4a is disposed in the acceleration / deceleration section that requires a large thrust, and the coreless coil portion 4b is disposed in the constant speed section that requires little thrust. The motor can be optimally driven in both the section and the constant speed section.

コアレスコイル部４ｂの両側に一対のコア付きコイル部４ａを配置するので、台形駆動に適したコイル配置にすることができる。   Since the pair of cored coil portions 4a are arranged on both sides of the coreless coil portion 4b, a coil arrangement suitable for trapezoidal driving can be achieved.

コアレスコイル部４ｂ及びコア付きコイル部４ａを、コア７のコア本体７ｂに配置するので、コアレスコイル部４ｂのバックヨークとコア付きコイル部４ａのバックヨークとを兼用することができる。したがって、リニアモータの構造が簡素化する。   Since the coreless coil part 4b and the cored coil part 4a are arranged in the core body 7b of the core 7, the back yoke of the coreless coil part 4b and the back yoke of the cored coil part 4a can be used together. Therefore, the structure of the linear motor is simplified.

なお、図３には、固定子４のコア付きコイル部４ａが可動子１の加減速区間に完全に一致し、固定子４のコアレスコイル部４ｂが可動子１の等速区間に完全に一致する例が示されているが、固定子４のコア付きコイル部４ａの少なくとも一部が可動子１の加減速区間に配置されればよく、固定子４のコアレスコイル部４ｂの少なくとも一部が可動子１の等速区間に配置されればよい。すなわち、図３の下段のグラフの加減速区間と等速区間との境目Ｌ１，Ｌ２が、コア付きコイル部４ａとコアレスコイル部４ｂとの境目Ｌ３，Ｌ４に比べて右側に寄ってもよいし、左側に寄ってもよい。   In FIG. 3, the coil portion 4 a with the core of the stator 4 completely matches the acceleration / deceleration section of the mover 1, and the coreless coil section 4 b of the stator 4 completely matches the constant speed section of the mover 1. However, it is sufficient that at least a part of the cored coil part 4a of the stator 4 is arranged in the acceleration / deceleration section of the mover 1, and at least a part of the coreless coil part 4b of the stator 4 is formed. What is necessary is just to arrange | position in the constant velocity area of the needle | mover 1. FIG. That is, the boundaries L1 and L2 between the acceleration / deceleration section and the constant speed section in the lower graph of FIG. 3 may be closer to the right side than the boundaries L3 and L4 between the cored coil section 4a and the coreless coil section 4b. You may stop by on the left side.

図３の下段のグラフの（１）は、コアレスコイル部４ｂでも加減速を行った三角駆動の波形を示す。三角駆動させるとき、固定子４の左半分で加速を行い、固定子４の右半分で減速を行うことになる。コアレスコイル部４ｂでは、コイルの内側にコア７のティース７ａが挿入されないので、推力が落ちる。このため、速度の傾きがコア付きコイル部４ａに比べて緩やかになる。   (1) in the lower graph of FIG. 3 shows a triangular driving waveform in which acceleration / deceleration is also performed in the coreless coil unit 4b. When triangular driving is performed, acceleration is performed on the left half of the stator 4 and deceleration is performed on the right half of the stator 4. In the coreless coil portion 4b, since the teeth 7a of the core 7 are not inserted inside the coil, the thrust is reduced. For this reason, the inclination of speed becomes gentle compared with the coil part 4a with a core.

図４は、本実施形態のリニアモータの制御系の構成を示す。制御系は、リニアモータ２０を制御するのに電力を供給する電力変換器２１、リニアモータ２０に流れる電流を検出する電流センサ２２、リニアモータ２０の速度・位置を検出するセンサ２３，２４、指令器２６及びセンサ２２〜２４からの情報により電力変換器２１を制御することでリニアモータ２０を制御する制御器２７から構成される。上位の指令器２６は、制御器２７に台形駆動を行うように位置指令を与える。本実施形態のリニアモータによれば、等速区間において、コギングを抑制するので、等速区間において、リニアモータに流す電流が自動的に減少する。   FIG. 4 shows the configuration of the control system of the linear motor of this embodiment. The control system includes a power converter 21 that supplies power to control the linear motor 20, a current sensor 22 that detects a current flowing through the linear motor 20, sensors 23 and 24 that detect the speed and position of the linear motor 20, and a command. The controller 27 is configured to control the linear motor 20 by controlling the power converter 21 based on information from the sensor 26 and the sensors 22 to 24. The upper command device 26 gives a position command to the controller 27 so as to perform trapezoidal driving. According to the linear motor of the present embodiment, since cogging is suppressed in the constant speed section, the current flowing through the linear motor automatically decreases in the constant speed section.

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に変更できる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change into various embodiment in the range which does not change the summary of this invention.

可動子の永久磁石の個数は二個に限られることはない。可動子の磁石には、永久磁石の替わりに電磁石を用いることもできる。   The number of permanent magnets of the mover is not limited to two. An electromagnet can be used instead of the permanent magnet for the magnet of the mover.

上記実施形態では、固定子に一つのコアレスコイル部を配置し、一つのコアレスコイル部の両側に一対のコア付きコイル部を配置しているが、固定子に二以上のコアレスコイル部を配置し、各コアレスコイル部の両側に一対のコア付きコイル部を配置することもできる。また、固定子の左半分をコアレスコイル部とし、右半分をコア付きコイル部とすることもできる。   In the above embodiment, one coreless coil portion is disposed on the stator and a pair of cored coil portions are disposed on both sides of the one coreless coil portion. However, two or more coreless coil portions are disposed on the stator. A pair of cored coil portions may be disposed on both sides of each coreless coil portion. Further, the left half of the stator can be a coreless coil part, and the right half can be a cored coil part.

上記実施形態では、コアレスコイルの巻き数をコア付きコイルの巻き数に等しくしているが、コアレスコイルの巻き数をコア付きコイルの巻き数よりも大きくすることもできる。これにより、コアレスコイル部の推力がコア付きコイル部の推力よりも低下するのを防止できる。   In the above embodiment, the number of turns of the coreless coil is made equal to the number of turns of the cored coil, but the number of turns of the coreless coil can be made larger than the number of turns of the cored coil. Thereby, it can prevent that the thrust of a coreless coil part falls rather than the thrust of a coil part with a core.

本発明のリニアモータは、例えば工場内の製品搬送装置、工作機械、半導体製造装置等の直動機構の駆動用に用いることができる。   The linear motor of the present invention can be used, for example, for driving a linear motion mechanism such as a product conveyance device, a machine tool, or a semiconductor manufacturing device in a factory.

可動子を長いストロークで高速移動させるのに適しているので、リニアモーターカー（リニアモータで駆動する車両）としても使用できる。リニアモーターカーは、可動子としての車両と、固定子としての軌道側と、を備える。車両が電磁石を備え、軌道側が推進用のコイルを備える。推進用のコイルは、車両の移動方向に直線的に並べられる。車両は、推進用のコイルと電磁石との間の反発力及び吸引力によって進む。   Since the mover is suitable for moving at high speed with a long stroke, it can also be used as a linear motor car (a vehicle driven by a linear motor). The linear motor car includes a vehicle as a mover and a track side as a stator. The vehicle includes an electromagnet, and the track side includes a propulsion coil. The coils for propulsion are arranged linearly in the moving direction of the vehicle. The vehicle travels by repulsive force and attractive force between the propulsion coil and the electromagnet.

１…可動子，２ａ，２ｂ…永久磁石（磁石），４…固定子，４ａ…コア付きコイル部，４ｂ…コアレスコイル部，６ａ…コア付きコイル，６ｂ…コアレスコイル，７…コア，７ａ…ティース，７ｂ…コア本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Movable element, 2a, 2b ... Permanent magnet (magnet), 4 ... Stator, 4a ... Coil part with a core, 4b ... Coreless coil part, 6a ... Coil with core, 6b ... Coreless coil, 7 ... Core, 7a ... Teeth, 7b ... Core body

Claims (4)

磁石を有し、直線的に移動可能な可動子と、
前記可動子の前記磁石に隙間を介して対向するコア付きコイル部及びコアレスコイル部を有し、前記コア付きコイル部及び前記コアレスコイル部が前記可動子の進行方向に並べられる固定子と、を備え、
前記コア付きコイル部は、前記可動子の進行方向に並べられ、コイルの内側に磁性材料のコアのティースが挿入される少なくとも一つのコア付きコイルを有し、
前記コアレスコイル部は、前記可動子の進行方向に並べられ、コイルの内側に磁性材料のコアのティースが挿入されない少なくとも一つのコアレスコイルを有するリニアモータ。 A mover having a magnet and moving linearly;
A stator having a cored coil part and a coreless coil part opposed to the magnet of the mover via a gap, and the cored coil part and the coreless coil part arranged in a moving direction of the mover; Prepared,
The cored coil portion has at least one cored coil that is arranged in a moving direction of the mover and into which a core tooth of a magnetic material is inserted inside the coil,
The said coreless coil part is arranged in the advancing direction of the said needle | mover, The linear motor which has at least 1 coreless coil by which the teeth of the core of a magnetic material are not inserted inside a coil. 前記コアレスコイル部の両側に一対の前記コア付きコイル部が配置されることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。   The linear motor according to claim 1, wherein a pair of the coil portions with the core are disposed on both sides of the coreless coil portion. 前記コア付きコイル部の少なくとも一部は、前記可動子が加減速して移動する加減速区間に配置され、
前記コアレスコイル部の少なくとも一部は、前記可動子が等速度で移動する等速区間に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリニアモータ。 At least a part of the cored coil portion is arranged in an acceleration / deceleration section in which the mover moves by accelerating / decelerating,
3. The linear motor according to claim 1, wherein at least a part of the coreless coil portion is disposed in a constant speed section in which the mover moves at a constant speed. 前記コアは、
前記可動子の進行方向に細長く、前記コアレスコイル部及び前記コア付きコイル部が配置されるコア本体と、
前記コア本体に一体に形成され、前記コア付きコイル部の前記少なくとも一つのコイルに挿入される少なくとも一つのティースと、を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のリニアモータ。

The core is
A core body that is elongated in the moving direction of the mover, and in which the coreless coil part and the cored coil part are disposed;
4. The linear motor according to claim 1, further comprising: at least one tooth formed integrally with the core body and inserted into the at least one coil of the cored coil portion. 5. .

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