JP4226840B2 - 電動機 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転動作および回転軸方向の直線移動動作をする電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電動機の構造としては、図９に示すように、回転移動軸方向に回転モータとリニアモータを並べる電動機がある。この電動機は、回転移動軸５１を円筒状のフレーム５２の内側で非接触で支持するようにしている。回転移動軸５１に、回転用モータ５３の回転子５４と、リニアモータ５６の移動子５７とを並べて固定し、回転子５４と移動子５７に対向して、円筒状のフレーム５２の内側に、回転用モータ５３の固定子５５とリニアモータ５６の固定子５８とを固定している。
【０００３】
また従来のこの種の電動機の構造としては、図１０に示すように、回転移動軸を中空として、回転移動軸の外周に設けた回転モータと回転移動軸の内周に設けたリニアモータにより構成する電動機がある。この電動機は、回転移動軸５１が強磁性体からなる中空円筒５１からなり、且つ回転移動軸５１の内側に回転移動軸５１と同心の固定軸６１を設け、回転移動軸５１の外周に回転用モータ５３の回転子５４を固定し、回転子５４に対向して、円筒状のフレーム５２の内側に、回転用モータ５３の固定子５５を固定している。また回転移動軸５１の内側にリニアモータ５６の移動子５７を固定し、移動子５７に対向して、固定軸６１にリニアモータ５６の固定子５８を固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術で説明した電動機は、回転モータとリニアモータがそれぞれ独立した構造であるため、大きく、構造も複雑である課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、小型化と構造の簡素化を図った、回転動作およびその軸方向移動動作を行う電動機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定側磁性材に第１のコイルと第１の永久磁石を固定し、移動側磁性材に第２のコイルと第２の永久磁石を固定し、前記第１のコイルと前記第２の永久磁石からなる第１の構成、および前記第２のコイルと前記第１の永久磁石とからなる第２の構成のうち、第１の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第２の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【０００７】
本発明は、固定側磁性材に第１のコイルと第１の導体を固定し、移動側磁性材に第２のコイルと第２の導体を固定し、前記第１のコイルと前記第２の導体からなる第１の構成、および前記第２のコイルと前記第１の導体とからなる第２の構成のうち、第１の構成で回転誘導モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第２の構成でリニア誘導モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【０００８】
本発明は、固定側磁性材に第２のコイルと第２の永久磁石を固定し、移動側磁性材に第１のコイルと第１の永久磁石を固定し、前記第１のコイルと前記第２の永久磁石からなる第１の構成、および前記第２のコイルと前記第１の永久磁石とからなる第２の構成のうち、第１の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第２の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【０００９】
本発明は、固定側磁性材に第２のコイルと第２の導体を固定し、移動側磁性材に第１のコイルと第１の導体を固定し、前記第１のコイルと前記第２の導体からなる第１の構成、および前記第２のコイルと前記第１の導体とからなる第２の構成のうち、第１の構成で回転誘導モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、第２の構成でリニア誘導モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図３のＩ―Ｉ線断面図である。図３は本発明の第１の実施の形態を示す電動機の軸方向断面図で、図１のII―II線断面図である。
【００１２】
固定側磁性材１の磁極ティースで囲まれたスロット内部および磁極ティース側面にわたって第１のコイル２が巻かれ、回転軸方向において隣り合う極が異極となるように着磁した第１の永久磁石３が、第１のコイル２の内側で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【００１３】
一方、移動側磁性材４に設けた、回転軸方向と直角方向のスロット内部に第２のコイル５が巻かれ、第２のコイル５の外周面において隣り合う極が異極となるように着磁した第２の永久磁石６が、第２のコイル５の外側で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【００１４】
ここで、第１のコイル２は回転同期モータ用コイルであり、第２の永久磁石６は回転同期モータ用永久磁石であり、第１のコイル２と第２の永久磁石６で回転モータの一つである回転同期モータを構成し、図２に示す、第１のコイル２による回転磁界７と第２の永久磁石６の磁極分布８との磁力によって、移動側磁性材４を回転動作する。
【００１５】
また、第２のコイル５はリニア同期モータ用コイルであり、第１の永久磁石３はリニア同期モータ用永久磁石であり、第２のコイル５と第１の永久磁石３でリニア同期モータを構成し、図４に示す、第２のコイル５による移動磁界９と第１の永久磁石３の磁極分布１０との磁力によって、移動側磁性材４をその軸方向に直線移動動作する。
【００１６】
なお、第１の永久磁石３をリニア誘導モータ用導体に、第２の永久磁石６を回転誘導モータ用導体に替えることにより、第１のコイル２と回転誘導モータ用導体で回転誘導モータを、第２のコイル５とリニア誘導モータ用導体で回転誘導モータを構成することができ、移動側磁性材４について回転動作と軸方向移動動作を行える。
【００１７】
図５は本発明の第２の実施の形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図７のIII―III線断面図である。図７は本発明の第２実施の形態を示す電動機の軸方向断面図で、図５のIV―IV線断面図である。
【００１８】
本第２実施の形態は、図１および図３の本発明の第１の実施の形態における、固定側磁性材１および移動側磁性材４の形状を入れ替え、固定側磁性材１に設けた、回転軸方向と直角方向のスロット内部に第２のコイル５が巻かれ、第２のコイル５の内周面において隣り合う極が異極となるように着磁した第２の永久磁石６が、第２のコイル５の内周で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【００１９】
一方、移動側磁性材４の磁極ティースで囲まれたスロット内部および磁極ティース側面にわたって第１のコイル２が巻かれ、回転軸方向において隣り合う極が異極となるように着磁した第１の永久磁石３が、第１のコイル２の外側で且つ磁極ティースで囲まれたスロット内部に固定されている。
【００２０】
ここで、第１のコイル２は回転同期モータ用コイルであり、第２の永久磁石６は回転同期モータ用永久磁石であり、第１のコイル２と第２の永久磁石６で回転モータの一つである回転同期モータを構成し、図６に示す、第１のコイル２による回転磁界７と第２の永久磁石６の磁極分布８との磁力によって、移動側磁性材４を回転動作する。
【００２１】
また、第２のコイル５はリニア同期モータ用コイルであり、第１の永久磁石３はリニア同期モータ用永久磁石であり、第２のコイル５と第１の永久磁石３でリニア同期モータを構成し、図８に示す、第２のコイル５による移動磁界９と第１の永久磁石３の磁極分布１０との磁力によって、移動側磁性材４をその軸方向に直線移動動作する。
【００２２】
なお、第１の永久磁石３をリニア誘導モータ用導体に、第２の永久磁石６を回転誘導モータ用導体に替えることにより、第１のコイル２と回転誘導モータ用導体で回転誘導モータを、第２のコイル５とリニア誘導モータ用導体で回転誘導モータを構成することができ、移動側磁性材４について回転動作と軸方向移動動作を行える。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化と構造の簡素化を図った、回転動作およびその軸方向移動動作を行う電動機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図３のＩ―Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す電動機について回転動作を行うときの回転方向における磁束密度分布である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す電動機のリニア駆動方向断面図で、図１のII―II線断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す電動機について軸方向移動動作を行うときの軸方向における磁束密度分布である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す電動機の回転駆動面断面図で、図７のIII― III線断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す電動機について回転動作を行うときの回転方向における磁束密度分布である。
【図７】本発明の第２実施の形態を示す電動機の軸方向断面図で、図５のIV―IV線断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態を示す電動機について軸方向移動動作を行うときの軸方向における磁束密度分布である。
【図９】従来のこの種の電動機の構造を示す第１の例の軸方向断面図である。
【図１０】従来のこの種の電動機の構造を示す第２の例の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１…固定側磁性材、２…第１のコイル、３…第１の永久磁石、４…移動側磁性材、５…第２のコイル、６…第２の永久磁石、７…第１のコイル２による回転磁界、８…第２の永久磁石６の磁極分布、９…第２のコイル５による移動磁界、１０…第１の永久磁石３の磁極分布。

Claims (6)

  1. 円筒状の固定側磁性材と、
    この固定側磁性材の内部に固定された第１のコイルと、
    この第１のコイルの内側に固定された第１の永久磁石と、
    この第１の永久磁石の内側に備えられた円筒状の移動側磁性材と、
    この移動側磁性材の内部に固定された第２のコイルと、
    この第２のコイルの外側且つ前記移動側磁性材の内部に固定された第２の永久磁石とを備え、
    前記第１のコイルと前記第２の永久磁石とからなる第１の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、
    前記第２のコイルと前記第１の永久磁石とからなる第２の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機。
  2. 請求項１において、前記第１の永久磁石は前記軸方向において隣り合う極が異極となるように配置され、
    前記第１のコイルは前記固定側磁性材の磁極ティースで囲まれたスロットおよび前記磁極ティースの側面にわたって巻かれることをすることを特徴とする電動機。
  3. 請求項２において、前記第２の永久磁石は前記移動側磁性材の周方向において隣り合う極が異極となるように配置され、
    前記第２のコイルは前記軸方向と直角方向のスロット内部に巻かれることをすることを特徴とする電動機。
  4. 円筒状の固定側磁性材と、
    この固定側磁性材の内部に固定された第２のコイルと、
    この第２のコイルの内側に固定された第２の永久磁石と、
    この第２の永久磁石の内側に備えられた円筒状の移動側磁性材と、
    この移動側磁性材の内部に固定された第１のコイルと、
    この第１のコイルの外側且つ前記移動側磁性材の内部に固定された第１の永久磁石とを備え、
    前記第１のコイルと前記第２の永久磁石とからなる第１の構成で回転同期モータを構成して前記移動側磁性材を回転動作し、
    前記第２のコイルと前記第１の永久磁石とからなる第２の構成でリニア同期モータを構成して前記移動側磁性材をその軸方向に直線移動動作することを特徴とする電動機。
  5. 請求項４において、前記第２の永久磁石は前記固定側磁性材の周方向において隣り合う極が異極となるように配置され、
    前記第２のコイルは前記軸方向と直角方向のスロット内部に巻かれることを特徴とする電動機。
  6. 請求項５において、前記第１の永久磁石は前記軸方向において隣り合う極が異極となるように配置され、
    前記第１のコイルは前記移動側磁性材の磁極ティースで囲まれたスロットおよび前記磁極ティースの側面にわたって巻かれることをすることを特徴とする電動機。
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