JPS59122354A - Movable magnet type dc linear motor with (2p+1) pole field magnet - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the starting torque and the efficiency of a DC linear motor and to produce smooth thrust by using a field magnet as a movable element and an armature formed of armature coil group as a stator. CONSTITUTION:A field magnet in which N- and S-poles are alternately provided is arranged in a movable magnetic yoke 7 to form a movable element, which is composed movably along a base 1 via drive rollers 8. An armature which has armature coil 3 group wound so that the opening angles of conductor units 3a, 3b which contribute to the thrust become integer times of the pole width of the field magnet is used as a stator. Further, a position detector is opposed to the field magnet at the armature side.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明に（２Ｐ＋１）極の界磁マグネットを有する（２
Ｐ＋１）４ｉの可動マグネット型直流リニアモータに関
する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention provides a (2P+1) field magnet having (2P+1) poles.
P+1) 4i movable magnet type DC linear motor.

〔技術背景〕[Technical background]

従来、多くの製品に見られるリニアモ〜りのはトントが
、リニア・ぐルスモータである。しかし、かかるリニア
・ξルスモータに、著しい機械加工情度を要求され、あ
る一定線上の性能を望むことができない。また高価で、
安価に形成することかで＠ないし、重量が重く、更にま
た走行子を高速移動させることができず、走行子を高速
移動させようとすると税調現象を起こし、停止してしま
ったり、誤動作を伴う。またリニア・ξルスモータは、
効率が小さく、低速しか駆動できず、振動の面でも悪く
、・ぐルス周波数の使用範囲も狭いという欠点を有する
。Conventionally, the linear motors found in many products are linear motors. However, such a linear ξ-lux motor requires considerable machining precision, and performance on a certain level cannot be expected. Also expensive,
It is not possible to form it cheaply, it is heavy, and furthermore, it is not possible to move the running element at high speed, and when you try to move the running element at high speed, it causes a tax adjustment phenomenon, stops, or malfunctions. . In addition, linear/ξlux motors are
It has the disadvantages of low efficiency, being able to drive only at low speeds, poor vibration, and a narrow usable range of the gust frequency.

しかるに、リニアモータとしては、直流リニアモータの
方が望ましい。However, as the linear motor, a DC linear motor is more desirable.

しかし、従来の直流リニアモータとしては、レコードプ
レーヤのリニアトラッキングアームやビデオディスクで
使用されているＩイスコイル型のモノが１・丘とんどで
、しかも、このボイスコイル型直流ＩＪ　ニアモータは
反推力が入り、強い推力が得られず、走行子を高速移動
できないばかりか、ストロークの短いものであった。However, as for conventional DC linear motors, the I coil type ones used in the linear tracking arms of record players and video discs are the most popular. Not only was it not possible to obtain strong thrust and move the runner at high speed, the stroke was short.

また、直流リニアモータとしては、コアを有するものが
知られてＡろが、こｉ′１．ホコキッングを生じ、移動
子を滑らかに移動できなｈという欠点を有していた。Further, as a DC linear motor, one having a core is known. This has the disadvantage that dusting occurs and the mover cannot be moved smoothly.

〔本発明の目的〕[Object of the present invention]

本発明は上記票情に基づいてなさｔｌ−たもので、起動
トルクが大きく、効率良好で、リニア・ぐルスモータと
異なり低速から高速まで駆動できるようにし、移動子の
駆動による振動を非常に小さくし得、重畳を軽くでき、
しかもコツキングをなくし、滑らかな推力（トルク）リ
ップルを有し、走行子を長いストロークに渡って移動で
きるようにし、移動子に電源コードの移動やブラシある
いにスリップリングレールを設けずに済むようにして長
寿命化が期待でき、しかも組付けが容易で安価に量産で
きる直流リニアモータを得ろことを目的としてなされた
ものである。The present invention was made based on the above circumstances, and has a large starting torque, good efficiency, and unlike a linear motor, it can be driven from low to high speeds, and the vibration caused by driving the moving element is extremely small. It is possible to reduce the overlap,
In addition, it eliminates stiffening, has a smooth thrust (torque) ripple, allows the travel element to move over a long stroke, and eliminates the need for moving power cords, brushes, or slip ring rails on the travel element. This was done with the aim of obtaining a DC linear motor that can be expected to have a long life, is easy to assemble, and can be mass-produced at low cost.

〔本発明の目的達成手段〕[Means for achieving the object of the present invention]

かかる本発明の目的は、Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する（
２Ｐ＋１　）（Ｐに１以上の正の整数〕極の界磁マグネ
ットを移動子とし、推力に寄与する導体部の開角が上記
界磁マグネットの磁極幅のｎ（ｎに１以上の正の整数）
倍に巻１す１形成した電機子コイル群からなる電機子を
固定子として上記界磁マグネットに相対向配設し、上記
電機子側に位置検知素子を設けたことを特徴とする（２
Ｐ＋１）極の界磁マグネットを有する可動マグネット型
直流リニアモータを提供することによって達成される。The object of the present invention is to have magnetic poles of N and S alternately (
2P+1) (where P is a positive integer greater than or equal to 1) A pole field magnet is used as a mover, and the opening angle of the conductor portion contributing to the thrust is the magnetic pole width of the field magnet n (where n is a positive integer greater than or equal to 1). )
The present invention is characterized in that an armature consisting of a group of armature coils formed with double windings is disposed opposite to the field magnet as a stator, and a position detection element is provided on the armature side (2).
This is achieved by providing a moving magnet DC linear motor with a field magnet of P+1) poles.

以下□□□面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する
こととする。An embodiment of the present invention will be described below with reference to □□□.

〔構成〕〔composition〕

第１図は７極の界磁マグネットを有する可動マグネット
型直流リニアモータＬＭの上面崗、第２南に第１図の側
面図、第３肉は第１図のＸ−Ｙ線縦断面図、第４１沼に
位置検知素子の配置と電機子コイルの形状を示す斜視図
、第５［有］に７極の界磁マグネットの斜視図、第６図
に電機子コイル群と界磁マグネットの展開図である。Figure 1 shows the upper surface of a movable magnet type DC linear motor LM having a 7-pole field magnet, the 2nd south side is a side view of Figure 1, the 3rd part is a vertical cross-sectional view along the X-Y line of Figure 1, No. 41 is a perspective view showing the arrangement of position detection elements and the shape of the armature coil, No. 5 is a perspective view of the 7-pole field magnet, and Fig. 6 is the development of the armature coil group and field magnet. It is a diagram.

本発明一実施例の７極の界磁マグネットを有する可動マ
グネット型面流リニアモータＬＭは、長板状の基台１に
、該基台１の幅よりも狭い長板状の磁性体板２を固着し
、その上（で第１図に示すような電機子コイル３群から
なるコアレスのステータ電機子を貼着固定している。上
記電機子と相対向して断面コ字状の走行磁性体ヨーク７
が設けられ、走行磁性体ヨーク７はその側面部に回動自
在に軸支された走行ローラ８が、上記磁性板２の側面部
に案内されて、走行方向にスムーズに走行移動するよう
になっている。上記磁性体ヨーク７の内面には、Ｎ、Ｓ
の磁性体を交互に有する７極の界磁マグネット６を固設
している。このように奇数極を選択できる点において、
回転モータと大きな差異があり、種々のデータから界磁
マグネット６として７極（尚、第５（９）に示すように
Ｎ極とＳ極が密接している場合）のもののように（２Ｐ
＋１）（ｎば１以上の正の整数）極のものを選択すると
滑らかな推力（トルク）リップルとなり、長いストロー
クが得らｉ″Ｌ移動子の大きさとしての種々の機種に適
するものが得られる等の多くの効果がある。電機子コイ
ル３ば、第４（２）に示すように枠状に巻回形成されて
おり、推力に寄与する導体部３ａ（又は３ａ′）と推力
に寄与しない導体部３ｂとのクロスする位置と対向する
プリント基板４部に、位置検知素子５（例えば、ホール
素子、ホールＩＣ等の容室変換素子）が半田付けによっ
て配設されている。上記電機子コイル３ば、推力に寄与
する導体部３ａと３ａ’との曲角が、界磁マグネット６
のＦｉＢ極幅の奇数倍、この実施例では、界磁マグネッ
ト６の磁極幅と略等しい開角幅に巻回形成されたものと
なっている。電機子コイル３群からなる電機子の外出マ
グネット６と対向する面にはプリント基板４が固設され
ている。尚、位置検知素子５を上記位置に配置してやる
と滑らかな推力（トルク）リップル８の直流リニヤモー
タＬＭが得られて望ましいし、また位置検知素子５を適
する位＃に容易に配設できる（クリえは、位置決めが容
易）ので、量産において便利であるという利点がある。A movable magnet type surface flow linear motor LM having a seven-pole field magnet according to an embodiment of the present invention has a long plate-like base 1 and a long plate-like magnetic plate 2 narrower than the width of the base 1. A coreless stator armature consisting of three groups of armature coils as shown in Fig. 1 is attached and fixed thereon. body yoke 7
A running roller 8 rotatably supported on the side surface of the running magnetic yoke 7 is guided by the side surface of the magnetic plate 2, and runs smoothly in the running direction. ing. The inner surface of the magnetic yoke 7 has N, S
A seven-pole field magnet 6 having alternately magnetic materials is fixedly installed. In this way, the odd number of poles can be selected.
There is a big difference from a rotary motor, and from various data, the field magnet 6 has 7 poles (in addition, when the N pole and S pole are close together as shown in Section 5 (9)) (2P).
+1) (n is a positive integer greater than or equal to 1) If you select a pole, you will get a smooth thrust (torque) ripple, a long stroke, and one that is suitable for various models as the size of the i''L mover. The armature coil 3 is wound in a frame shape as shown in No. 4 (2), and has a conductor portion 3a (or 3a') that contributes to the thrust force and a conductor portion 3a (or 3a') that contributes to the thrust force. A position sensing element 5 (e.g., a Hall element, a chamber conversion element such as a Hall IC) is disposed by soldering on a portion of the printed circuit board 4 facing the position where the conductor portion 3b crosses the conductor portion 3b. In the coil 3, the curved angle between the conductor parts 3a and 3a' that contributes to the thrust is the field magnet 6.
In this embodiment, the opening angle width is approximately equal to the magnetic pole width of the field magnet 6, which is an odd number multiple of the FiB pole width. A printed circuit board 4 is fixedly installed on the surface of the armature consisting of three groups of armature coils facing the external magnet 6. By arranging the position sensing element 5 at the above position, it is desirable to obtain a DC linear motor LM with a smooth thrust (torque) ripple 8, and the position sensing element 5 can be easily arranged at an appropriate position. It has the advantage of being convenient in mass production because it is easy to position.

また位置検知素子である磁電変換素子５に、界磁マグネ
ット６の側面部と対向しており、ＮあるいはＳ極の漏れ
ｍ束をひろい、半導体整流装＃（駆動回路）　１３に適
切な信号を出力する。かかる位置に磁電変候素子５を配
設できるのに、電機子コイル３の推力に寄与し、ない導
体部３ｂのコイル幅だけ、界磁マグネット６の幅を狭く
できるからである。従って、界磁マグネット６の側面部
と対向して電機子コイル３群からなる電機子側に磁電変
換素子５を配設できるスペースができることになる。第
６図はステータ電機子と界磁マグネット６との展開図で
ある。In addition, a magnetoelectric transducer 5, which is a position detection element, is provided opposite to the side surface of the field magnet 6, and collects the leakage flux of the N or S pole, and sends an appropriate signal to the semiconductor rectifier #13 (drive circuit). Output. This is because although the magnetoelectric variable element 5 can be disposed at such a position, the width of the field magnet 6 can be narrowed by the coil width of the conductor portion 3b that does not contribute to the thrust of the armature coil 3. Therefore, a space is created in which the magnetoelectric conversion element 5 can be disposed on the side of the armature made up of the three groups of armature coils, facing the side surface of the field magnet 6. FIG. 6 is a developed view of the stator armature and field magnet 6.

次に本発明の可動マグネット型直流リニアモータの推力
（トルク）計算の方法及び推力（トルク）リップル状態
について説明する。Next, a method of calculating thrust (torque) and a thrust (torque) ripple state of the movable magnet type DC linear motor of the present invention will be explained.

第７図を参照して、推力（トルク）の調べ方について説
明すると、電機子コイル３の推力（トルり）に寄与する
導体部３ａ（又に３ａ′）の−辺から発生する推力（ト
ルク）Ｔに、 但し、Ｂ：磁束苦度（ｗ　ｂ／ｍ２） １　：発生推力（トルク）ＫＷ与する導体部の有効長Ｃ
ｍ） ｉ：電機子コイル３に流れる電流 ｔ：電機子コイル３のターン数 である。Referring to FIG. 7, how to check the thrust (torque) will be explained. )T, where B: Magnetic flux intensity (w b/m2) 1: Effective length C of the conductor section that provides the generated thrust (torque) KW
m) i: Current flowing through the armature coil 3 t: Number of turns of the armature coil 3.

従って、Ｍ効磁束の中にあり、且つ通電している有効な
電機子コイル３の導体部３ａ（又Ｕ３ａ’）の数をかけ
てやれば全体の推力がわかることになる。Therefore, the total thrust can be found by multiplying by the number of effective conductor portions 3a (also U3a') of the armature coil 3 that are in the M-effect magnetic flux and are energized.

ここに可動マグネット型直流リニアモータＬＭの移動子
の無負荷時の最大速度ｖｉ、 但し、Ｅ：１つの電機子コイルの両端に印加させる電圧 である。Here, the maximum speed vi of the mover of the movable magnet type DC linear motor LM when no load is applied, where E is the voltage applied to both ends of one armature coil.

次に第８図乃至第１４図を参照して可動マグネット型直
流リニアモータＬＭの推力（トルク）リップルの変化に
ついて説明する。Next, changes in the thrust (torque) ripple of the movable magnet type DC linear motor LM will be explained with reference to FIGS. 8 to 14.

第８図に示すように界磁マグネット６と電機子コイル３
を対向させておき、マグネット６を矢印Ｆ方向に動か丁
ようにしている。As shown in Fig. 8, the field magnet 6 and armature coil 3
are placed facing each other, and the magnet 6 is moved in the direction of arrow F.

この第８図において、 ＭＷは界磁マグネット６の磁極幅、 ＣＷは電機子コイル３の推力（トルク）に寄与する導体
部３ａ（又に３ａ′）の幅、 ＣＰに例えば−の電機子コイル３−１の推力に寄与する
−の導体部３ａから隣設する他の電機子コイル３−２の
推力に寄与する−の導体部３ａ間の幅を示す。In this FIG. 8, MW is the magnetic pole width of the field magnet 6, CW is the width of the conductor portion 3a (or 3a') that contributes to the thrust (torque) of the armature coil 3, and CP is the armature coil of -, for example. The width between the − conductor portion 3a that contributes to the thrust of the armature coil 3-1 and the − conductor portion 3a that contributes to the thrust of the other adjacent armature coil 3-2 is shown.

ｔｆＣ界磁マグネット６は方形波着磁されているものと
し、界磁マグネット６ＯＮ極及びＳ極の磁極の切れ（即
ち、Ｎ極及びＳ極が交互に密に隣設している）がないも
のとする。The tfC field magnet 6 shall be square-wave magnetized, and there shall be no break in the magnetic poles of the ON pole and S pole of the field magnet 6 (that is, the N poles and S poles are alternately and closely adjacent to each other). shall be.

電機子コイル３の開角幅（導体部３ａと３ａ′とによる
）に、界磁マグネット３の磁極幅と略等しく、なってい
る。The opening angle width of the armature coil 3 (due to the conductor portions 3a and 3a') is approximately equal to the magnetic pole width of the field magnet 3.

いま第９図を参照してマグネット３の両端の導体部３ａ
によって発生する推力を考えるとコイル３がマグネット
６の下にないので推力は零である。Now referring to FIG. 9, the conductor portions 3a at both ends of the magnet 3
Considering the thrust generated by the coil 3, the thrust is zero since the coil 3 is not under the magnet 6.

マグネット６が第１０図に示すように矢印Ｆ方向にコイ
ル３の幅ＣＷだけずれると、コイル３が全てマグネット
６の下に入るので推力ｉ　Ｚｏｏ％発生する。When the magnet 6 is shifted by the width CW of the coil 3 in the direction of the arrow F as shown in FIG. 10, the entire coil 3 is placed under the magnet 6, so that a thrust force iZoo% is generated.

その間でｉｊ　ＩＪ　ニアに推力が増えると考えて、導
体部３ａ辺で発生する推力は第１１図に示すように変化
すると考えられる。尚、この第１１図においては、界磁
マグネット６に矢印γ方向に移動する場合を示した電機
子コイル３の推力に寄与する導体部３ａで発生する推力
（トルク）カーブ曲線を示す。Considering that the thrust increases to ij IJ in the meantime, it is thought that the thrust generated on the side of the conductor portion 3a changes as shown in FIG. FIG. 11 shows a thrust (torque) curve curve generated in the conductor portion 3a that contributes to the thrust of the armature coil 3 when the field magnet 6 moves in the direction of the arrow γ.

第１２図を参照して、次に界磁マグネット６の中の導体
ｇＡ３ａ辺について考えると、第１２図の場合に推力（
トルク）が零である。Referring to FIG. 12, if we consider the conductor gA3a side in the field magnet 6, in the case of FIG.
torque) is zero.

第１３図を参照して、マグネット６が矢印Ｆ方向の中に
入るため１００％の推力（トルク）が第１４図のように
発生する。Referring to FIG. 13, since the magnet 6 enters in the direction of arrow F, 100% thrust (torque) is generated as shown in FIG.

この第１５図参照機子コイル３の２つの推力に寄与する
導体部３ａ、３ａ’辺で発生する推力（トルク）のカー
ブ曲線である。Referring to FIG. 15, this is a curve of the thrust force (torque) generated at the conductor portions 3a and 3a' sides that contribute to the two thrust forces of the armature coil 3.

以上のように推力（トルク）は台形的に変化する。As described above, the thrust (torque) changes in a trapezoidal manner.

このようにマグネット６の下の導体部３　ａ　、　３　
ａ’辺全てについて計算し、そのコイル３が通電してい
るかどうかをグラフに現わすことでトルりＩＪツプルの
カーブを知ることができる。In this way, the conductor parts 3a, 3 under the magnet 6
The curve of the torsion IJ tuples can be known by calculating for all sides a' and showing on a graph whether or not the coil 3 is energized.

このようにして得た実施例の図１〜Ｊを次に現わしてみ
ることとする。Examples obtained in this way will now be shown in FIGS. 1 to 1J.

図］〜ｉで示す推力（トルり）リップルのカーブｉｆｆ
　＝７　イルの幅による推力（トルり）ノ１ｆｔｆｉｔ
算して得たものである。Figure] Thrust (torque) ripple curve shown by ~i if
=7 Thrust (torque) due to the width of the ile 1ftfit
It was obtained by calculating.

図１−、ｌぼ、 界磁マグネット６の磁極幅（ＭＷ）：３０ｍｍ、界磁マ
グネット６の日罹数（ＭＮ）：３〜８極、電機子コイノ
ビ３のピッチ（ＣＰ　）：　３３ｍｍ力）ら１　ｍｍピ
ッチずつ増力口して６０ｍｍ　　までのデータを選択、 電機子コイル３の推力に寄与する導体部３ａ（又Ｕ３ａ
’＞の幅（ＣＷ）：　３ｍｍから１ｍｍ　　ピッチずつ
増力口していき、電機子コイル３を設計仕様に基いて巻
回形成できるまでのデータを選択する、即ち、３ｍｍ−
ＣＰ−ＭＷ　（最大巻幅）ｉｍ、位置検知素子５の位置
：同相配置の場合（即ち、電機子コイル３の推力に寄−
Ｅｊ−する導体部３ａ又は３ａ’と対向する位置に位置
検知素子５を配置した場合）と１８０度位相をずらせて
他の電機子コイル３の枠内空胴部に位置検知素子５を配
設した場合の２通りを選択、 というような以上の約４５００ｆＩの全てを計算し、推
力（トルク）リップル２０％以下等のもののデータを選
択したものである。Figure 1-, lbo, magnetic pole width (MW) of field magnet 6: 30 mm, daily modulus (MN) of field magnet 6: 3 to 8 poles, pitch (CP) of armature Koinobi 3: 33 mm force) Select the data up to 60 mm by increasing the power in 1 mm pitch from
Width (CW) of '>: 3mm to 1mm Increase the power in pitch increments and select the data until the armature coil 3 can be wound based on the design specifications, that is, 3mm-
CP-MW (maximum winding width) im, position of position detection element 5: In the case of in-phase arrangement (that is, close to the thrust of armature coil 3)
When the position sensing element 5 is placed in a position facing the conductor portion 3a or 3a' that conducts Ej-), the position sensing element 5 is placed in the hollow part within the frame of the other armature coil 3 with a phase shift of 180 degrees. All of the above approximately 4,500 fI were calculated, and data for thrust (torque) ripple of 20% or less was selected.

尚、図１−４の図示を予め説明しておく。Note that the illustrations in FIGS. 1-4 will be explained in advance.

まず縦方向に界磁マグネット６の（進行する）位置をと
り、横方向に移動子（界磁マグネット６）が移動するこ
とにより生ずる推力（トルク）リンプルを描いている。First, the (progressing) position of the field magnet 6 is taken in the vertical direction, and the thrust (torque) ripple generated by the movement of the mover (field magnet 6) in the horizontal direction is depicted.

休 また図１〜＄の左端の数値は、界磁マグネット６の位置
を示すもので、界磁マグネット６の立置において、電機
子コイル３−１の推力に寄与する導体部から隣りの電機
子コイル３−２の推力に寄与する導体ｍ　３　ａ　壕で
の間隔ＣＰ〔コイルピッチ〕を２０等分して現わしてい
る（第１５図参照）。The numbers on the left end of Figures 1 to 6 indicate the position of the field magnet 6. When the field magnet 6 is placed vertically, the distance from the conductor part contributing to the thrust of the armature coil 3-1 to the adjacent armature The distance CP (coil pitch) in the conductor m 3 a groove, which contributes to the thrust of the coil 3-2, is divided into 20 equal parts to represent it (see FIG. 15).

上記左端の数値の右側の数値ぼ、推力（トルク）の値で
ある。この数値は推力に寄与する導体部３ａ（又Ｕ３ａ
’）で発生する最大推力（トルク）の何倍であるかを現
わしたものである。The value on the right side of the leftmost value above is the thrust (torque) value. This value is the conductor portion 3a (also U3a) that contributes to thrust.
') is expressed as how many times the maximum thrust (torque) is generated.

図　　１ ０．０（ｍｍ）　　１．０Ｔｏｒｑｕｅ　＠３．０　　
　　３，０　　　　　　　　　　　　　　　　＃６．０
　　　　　３．０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・９．０　　　　　３，０　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・１２−．０　　　　　３．Ｑ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　・Ｉｓ、０　　　　３，０
　　　　　　　　　　　　　　　　。Figure 1 0.0 (mm) 1.0Torque @3.0
3,0 #6.0
3.0
・9.0 3.0
・12-. 0 3. Q
・Is, 0 3,0
.

１８、’０　　　　　３，０　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｍ２１．０３．Ｏ・ ２４．０　　　　　３，０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・２７．０　　　　　３．０　　　　　　　
　　　　　　　　　　　・３０．０　　　　　１　、Ｏ
ｎ ３３．０　　　　　３，０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・３６．０　　　　　３，０　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ｍ３９．０　３．０　　　　
　　・ ４ＪＯ３，０− ４５″：０３．Ｏ・ ４８．０　３，０　　　　　　・ ５１．０　３　、Ｏ・ ５４．０　　　　　３，０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・５７．０　　　　　３．Ｏｍ ６０．０　　　　　１，０　　　　　　・■　２　３ 但し、界磁マグネット６の磁極幅ＭＷ　；　３０　ｒｒ
ｒｍ界磁マグネット６は３極 電機子コイル３のピッチ（配設）ｃＰ；６θ−電機子コ
イル３の導体部３ａ（父に３ａ′）の幅ＣＷ；５ｍｍ 位置検知素子５の配設位置；同相配置 この図１から明らかなように、最大推力は３≠罷、最小
推力１孝ヨ腑、推力リップル６０％である。また図１か
ら明らかなように、図１の条件によるりニアモータＬＭ
によると、推力の一定な部分が非常に長く、部分的［短
い時間幅だけシャープに落込んでいる部分７ｊ鳴るもの
となっている。18,'0 3,0
m21.03. O・ 24.0 3.0
・27.0 3.0
・30.0 1, O
n 33.0 3,0
・36.0 3.0
m39.0 3.0
・4JO3,0-45″:03.O・48.0 3,0・51.0 3,O・54.0 3,0
・57.0 3. Om 60.0 1,0 ・■ 2 3 However, the magnetic pole width MW of the field magnet 6; 30 rr
The pitch (arrangement) of the rm field magnet 6 is cP of the three-pole armature coil 3; 6θ-width CW of the conductor portion 3a (toward 3a') of the armature coil 3; 5 mm; the arrangement position of the position detection element 5; As is clear from this in-phase arrangement in FIG. 1, the maximum thrust is 3≠f, the minimum thrust is 1, and the thrust ripple is 60%. Furthermore, as is clear from Fig. 1, near motor LM
According to the above, the constant part of the thrust is very long, and the part 7j where the thrust is sharply depressed for a short period of time makes a sound.

図　　２ ０．０（ｍｍ）　　９．０Ｔｏｒｑｕｅ２．１　９．１ ４．２　９，１　　　　　　　・ ６．３　９．１　　　　　　・ ８．４　９，３　　　　　　　ｅ ｌｏ、５　９，５　　　　　　　・ １２．６　　　　９．７ １４．７　９．９ １６．８　１０．１　　　　　　　− １８．９　１０．１ ２１．０　１０，１　　　　　　　　・２３．１　１０
．１ ２５．２　１０，１　　　　　　　　。Figure 2 0.0 (mm) 9.0Torque2.1 9.1 4.2 9,1 ・6.3 9.1 ・8.4 9,3 e lo, 5 9,5 ・12.6 9.7 14.7 9.9 16.8 10.1 - 18.9 10.1 21.0 10.1 ・23.1 10
．． 1 25.2 10.1.

２７．３　９．９　　　　　　　ｍ ２９．４　９，７　　　　　　　。27.3 9.9 m 29.4 9,7.

３１．５　９．５　　　　　　　ｍ ３３．６　９，３　　　　　　　。31.5 9.5 m 33.6 9,3.

３５．７　９，１　　　　　　。35.7 9,1.

３７．８　　　　９．０　　　　　　　　　　　　　　
　　。37.8 9.0
.

３９．９　８．８　　　　　　ｍ ４２．０　　　　９，０　　　　　　　　　　　　　　
　　　。39.9 8.8 m 42.0 9.0
.

１２３４５６．７８９　　　７０ 但し、界ｍマグネット６のｆｉＢ　極幅ＭＷ：３０ｍｙ
ｎ界磁マグネット６は８極 電機子コイル３のピッチＣＰ　；　□Ｉ２ｍｊｎ電機子
コイル３の導体部３ａ（又ぼ３ａ′）の幅ＣＷ；ｌ１ｍ 位置検知素子５の配設位腎；同相配置 との吃２から明らかなように、最大推力は１０．１８Ｊ
＃−ｆＭ、最小推力は８．８７卑殉腑、推力リップル１
２％で、図２の条件によるりニアモータＬＭによると推
力リップルは滑らか【Ｃ変化するものとなる。123456.789 70 However, fiB of field m magnet 6 pole width MW: 30my
The pitch of the n-field magnet 6 is the pitch CP of the 8-pole armature coil 3; □I2mjn The width CW of the conductor portion 3a (or 3a') of the armature coil 3; l1m; the arrangement position of the position detection element 5; As is clear from No. 2, the maximum thrust is 10.18J.
#-fM, minimum thrust is 8.87 yen, thrust ripple is 1
2%, the thrust ripple changes smoothly according to the near motor LM according to the conditions shown in FIG.

図　　３ ０．０（ｍｍ）　　５，８Ｔｏｒｑｕｅ　　　　　　　
　　＠２．９　　　　　５，８　　　　　　　　　　　
　　　・５．９　　　　　７．０　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　−８．８　　　　　７，０　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・１１．８　
　　　７．０ １４．７　　　　　７．０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　・１７．７　　　７．Ｏｅ ２０．６　　　　　７，０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　・２３．６　　　　　７，０　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　・２６．５　　
　　７，０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・２９．５　　　　６．３　　　　　　　　　　　　
　　　　・３２．４　　　　　６．２　　　　　　　　
　　　　　　　　・３５．４　　　　　７．０　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　・３８．３　　　
　　７．Ｏｅ ４１．３　　　　　７，０　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　＠４４．２　　　　　７．Ｏａ ４７．２　　　７．０　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・５０．１　　　　　７，０　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・５３゜■　　　　　
７．０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・
５６．０　　　　７．Ｏａ ５９．０　　　　　５，８　　　　　　　　　　　　　
　ｅ１２　　　　　　５　　　　　　６　　　　　　　
７但し、界磁マグネット６の磁極幅ＭＷ　：　３０ｍｍ
界磁マグネット６に７極 電機子コイル３のピッチＣＰ；５９ｍｍ電機子コイル３
の導体部３ａ（又Ｈ３ａ’）の幅ＣＷ；３ＷＩＬ 位置検知素子５の配設位置：同相配置 この図３から明らかなように、最大推力は７カー餓、最
小推力は５．８１勿コ慌、推力リップルに１６％で、図
３の条件によるリニアモータＬＭｉ推力の一定幅 の部分が非常に長く、部分的に短い時間鱗だけ少し落ち
込んだ部分があるものとなっている。Figure 3 0.0 (mm) 5,8 Torque
@2.9 5,8
・5.9 7.0
-8.8 7.0
・11.8
7.0 14.7 7.0
・17.7 7. Oe 20.6 7.0
・23.6 7.0
・26.5
7,0
・29.5 6.3
・32.4 6.2
・35.4 7.0
・38.3
7. Oe 41.3 7.0
@44.2 7. Oa 47.2 7.0
・50.1 7.0
・53゜■
7.0 ・
56.0 7. Oa 59.0 5,8
e12 5 6
7 However, the magnetic pole width MW of the field magnet 6: 30 mm
Pitch CP of 7-pole armature coil 3 to field magnet 6; 59mm armature coil 3
Width CW of conductor portion 3a (also H3a'): 3WIL Location of position detection element 5: In-phase arrangement As is clear from FIG. 3, the maximum thrust is 7 thrusts and the minimum thrust is 5.81 degrees , the thrust ripple is 16%, and the constant width portion of the linear motor LMi thrust under the conditions shown in FIG. 3 is very long, and there is a portion that slightly dips for a short period of time.

図　　４ ０．０（ｍｍ）　　５．３Ｔｏｒｑｕｅ　　　　　　＠
２．９４，８゜ ５．９　６，０　　　　　・ ８．８　６．Ｏ・ １１．８　６，０　　　　　・ １４．７　６．０　　　　　・ １７．７　６．Ｏａｈ ２０．６　６．０ ２３．６　６．Ｏｅ ２６．５　６，０　　　　　・ ２９、．５　５，９　　　　　・ ３２．４　６．２　　　　　　　。Figure 4 0.0 (mm) 5.3 Torque @
2.94,8°5.9 6,0 ・8.8 6. O・ 11.8 6, 0 ・ 14.7 6.0 ・ 17.7 6. Oah 20.6 6.0 23.6 6. Oe 26.5 6,0 ・29,. 5 5,9 ・32.4 6.2.

３５．４　７．Ｏｅ ３８．３　７．０ ４１．３　７，０　　　　　　　。35.4 7. Oe 38.3 7.0 41.3 7.0.

４４．２　７．０　　　　　　　。44.2 7.0 .

４７．２　７．０ ５０．１　７．Ｏａ ５３．１　７．Ｏｅ ５６．０　７，０ ５９．０　５．３　　　　争 ２５６７ 図４のものに、図３のものと同じ条件のもので゛あるが
、位置検知素子５の位置を１８０度位相をずらせた場合
のデータである。１区４から明らかなように最大推力は
７≠〒、最小推力は４．８通陣−でまた推力リップルに
３１％となっている。図３のものと比較して推力（トル
ク）リップルが非常に増えている。47.2 7.0 50.1 7. Oa 53.1 7. Oe 56.0 7,0 59.0 5.3 Conflict 2567 The one in Figure 4 has the same conditions as the one in Figure 3, but when the position of the position sensing element 5 is shifted 180 degrees out of phase. It is data. As is clear from Section 1 and 4, the maximum thrust is 7≠〒, the minimum thrust is 4.8 〒, and the thrust ripple is 31%. The thrust (torque) ripple has increased significantly compared to the one in FIG.

以上のデー２０図１〜図４）から明らかなように、位置
検知素子５に同相配置した方が滑らかな推力が得られる
ものとなる。またデータを総合的に判断してみるに界磁
マグネット６の磁極数は、２　Ｐ’（Ｐ’ｔｆｓ、１以
上の正の整数）唯のものより、（２Ｐ＋１）（Ｐは１以
上の正の整数）項とした方が、推力の一定な部分が非常
に長くできるものとなる。As is clear from the above data (Figs. 1 to 4), a smoother thrust can be obtained by arranging the position sensing elements 5 in the same phase. Also, judging from the data comprehensively, the number of magnetic poles of the field magnet 6 is 2P'(P'tfs, a positive integer greater than or equal to 1) than that of (2P+1) (P is a positive integer greater than or equal to 1). By using a term (integer), the constant part of the thrust can be made very long.

〔動作〕〔motion〕

従って、可動マグネット型直流リニアモータＬＭ（７）
電源がオンされているとすると、電機子を構成する電機
子コイル３群には第６図に示すように矢印方向の電流が
流れ、矢印Ｆ方向の推力が得られ、７極の界磁マグネッ
ト６を有する走行路性体ヨーク７は矢印Ｆ方向に走行移
動する。尚各電機子コイル３群の両端子は、半導体整流
装置■３に接接され、位置検知素子５としての磁電変換
素子５の両出力端子は半導体整流装置１３に接硯されて
いる。１４．−１　、１４−２に、それぞれ半導体整流
装置１３のプラス電源端子、マイナス電源端子である。Therefore, the movable magnet type DC linear motor LM (7)
Assuming that the power is on, a current flows in the direction of the arrow as shown in Fig. 6 through the three groups of armature coils that make up the armature, a thrust in the direction of arrow F is obtained, and the 7-pole field magnet The traveling path-forming body yoke 7 having the number 6 travels in the direction of arrow F. Both terminals of each group of armature coils 3 are connected to a semiconductor rectifier (3), and both output terminals of a magnetoelectric conversion element 5 as a position detection element 5 are connected to a semiconductor rectifier 13. 14. -1 and 14-2 are the positive power terminal and negative power terminal of the semiconductor rectifier 13, respectively.

第６１４から明らかなように、電機子コイル３に界磁マ
グネット６の磁極幅と略等しくなっており、また各軍機
子コイル３群に互いに重畳しな２ように配設されている
。尚、走行子の走行方向の切りやれば良い。As is clear from No. 614, the width of the magnetic poles of the armature coil 3 is approximately equal to that of the field magnet 6, and the width of the magnetic poles of the armature coil 3 is approximately equal to that of the field magnet 6, and the armature coils 3 are arranged in two groups in each group of armature coils 3 so as not to overlap with each other. Incidentally, it is only necessary to change the running direction of the running element.

尚、電機子コイル３群が重畳するものにも、本発明が適
用されることば言うまで゛もない。また界磁マグネット
６の磁極をスキュー着ｌしたり、ある贋は電機子コイル
３の推力に寄与する導体部３ａをスキューさせたものに
も本発明の精神ぼ生さており、当然適用されるものであ
る。It goes without saying that the present invention is also applicable to a structure in which three groups of armature coils are superimposed. Furthermore, the spirit of the present invention is reflected in the magnetic poles of the field magnet 6 that are skewed, or in some cases the conductor portion 3a that contributes to the thrust of the armature coil 3 is skewed, and the spirit of the present invention is naturally applied. It is.

また電機子コイル３に、推力に寄与てろ導体部３ａと３
ａとの開角が、界磁マグネット６の磁極ロイタル状に巻
回したものを接読してやれば良い。Also, in the armature coil 3, there are conductor parts 3a and 3 that contribute to thrust.
The opening angle with a may be determined by reading the magnetic field magnet 6 wound in a loytal shape.

〔効果〕〔effect〕

本発明は上記構成等からなるため、上記（本発明の目的
）の箇所で述べた目的を達成できる効果を有する（２Ｐ
＋ｚ）極の界磁マグネットを有する可動マグネット型直
流リニアモータを世に提供できる結果を有する。Since the present invention has the above-mentioned configuration, etc., it has the effect of achieving the purpose stated in the above (objective of the present invention) (2P
The result is that a movable magnet type DC linear motor having a field magnet with +z) poles can be provided to the world.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１Ｕ￥Ｊに本発明の一実施例としての７極の界磁マグ
ネットを有する可動マグネット型血流リニアモータの上
面図、第２図に第１図の（ｔｉ１１面図、第３図に第１
図のＸ−Ｙ線縦断面図、第４図は位置検知素子の配置と
電機子コイルの形状を示−ｆ斜視向、第５１Ａは７極の
界磁マグネットの斜視図、第６図は７唯の界磁マグネッ
トと電機子コイル群との展開図、第７図汀本発明可動マ
グネット型直流リニアモータの推力（トルク）計算のた
めの説明図、第８図乃至第１５図はトルクリップルの説
明図である。 Ｔ・・・電機子コイルの推力（トルク）に寄与する一辺
の導体部から発生する推力（トルク）、１・・・電機子
コイルの推力（トルク）に寄与する導体部３ａ（又Ｕ３
ａ’）の有効長、ＭＷ・・・界磁マグネットの磁極幅、
ＣＷ・・・電機子コイルの推力に寄与する導体部の幅、
ＣＰ・・・−の電機子コイルの推力に寄与する−の導体
部から隣設する他の電機子コイルの推力に寄与する−の
導体部間の幅、ＬＭ・・・７極の界磁マグネットを有す
る可動マグネット型面流リニアモータ、ｌ・・・基台、
２・・・田性体叛、３・・・電機子コイル、４・・・プ
リント基板、５・・・位置検知素子、６・・・界磁マグ
ネット、７・・・走行磁性体ヨーク、８・・・走行ロー
ラ、１３・・・半導体整流装置、１４−１・・プラス電
源端子、１４−２・・・マイナス電源端子。 特許出願人　　　高　　橋　義　　詔■菊　１図 　ｕ ８　　　　　　　　　　　　　１　　２第　３　図 ／ ８　　　　　　　　　　　　３　１ ′Ｐｊ　７図 ス 塾１１図 又1U\J is a top view of a movable magnet type blood flow linear motor having a 7-pole field magnet as an embodiment of the present invention, Figure 2 is a (ti11 side view) of Figure 1, and Figure 3 is a 1
4 shows the arrangement of the position detection element and the shape of the armature coil. No. 51A is a perspective view of a 7-pole field magnet, and FIG. Figure 7 is a developed view of the field magnet and armature coil group; Figure 7 is an explanatory diagram for calculating the thrust (torque) of the movable magnet type DC linear motor of the present invention; Figures 8 to 15 are diagrams showing the torque ripple. It is an explanatory diagram. T... Thrust (torque) generated from the conductor part on one side that contributes to the thrust (torque) of the armature coil, 1... Conductor part 3a (also U3) that contributes to the thrust (torque) of the armature coil
a') effective length, MW... magnetic pole width of field magnet,
CW...width of the conductor part that contributes to the thrust of the armature coil,
CP... Width between the conductor parts of - that contribute to the thrust of the armature coil of - and the conductor parts of - that contribute to the thrust of other adjacent armature coils, LM... 7-pole field magnet A movable magnet type surface flow linear motor having a l... base;
2... Field body 3... Armature coil, 4... Printed circuit board, 5... Position detection element, 6... Field magnet, 7... Traveling magnetic material yoke, 8 ... Traveling roller, 13... Semiconductor rectifier, 14-1... Plus power terminal, 14-2... Minus power terminal. Patent Applicant Yoshi Takahashi Edict ■Chrysanthemum 1 Figure u 8 1 2 Figure 3 / 8 3 1 'Pj 7 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する（２Ｐ＋１）（Ｐば１
以上の正の整数）牽の界磁マグネットを移動子とし、上
記界磁マグネットの磁極幅のｎ倍（ｎは１以上の正の整
数）に推力に寄与する導体部が巻回形成さ′ｒした電機
子コイル群からなるステータ電機子を固定子として上記
界磁マグネットに相対向配設し、上記電機子側に位置検
知素子を設けたことを特徴とする（２Ｐ＋１）極の界磁
マグネットを有する可動マグネット型面流リニアモータ
。 ２上記室機子コイルに、推力に寄与する導体部の開角幅
が上記界磁マグネットの磁極幅の略２ｎ−１（ｎば１以
上の正の整数９倍に巻回形成されたものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の（２Ｐ＋１）極の
界磁々グネットを有する可動マグネット型直流リニアモ
ータ。 ３、上記電機子コイルは、枠状に巻回形成さｆｉたもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の（
２Ｐ＋１）極の界磁マグネットを有する可動マグネット
型直流リニアモータ。 ４、上記電機子はロアレスであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第３項いずれかに記載の（２ｐ＋
ｌ碓の界磁マグネットを有する可動マグネット型置流リ
ニアモータ。 ５、上記位置検知素子は電機子コイルの推力に寄与する
導体部と対向する位置に設けたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の（２Ｐ十１）極の界磁マグネット
を有する可動マグネット型直流リニアモータ。 ６　上記位置検知素子は電機子コイルの推力に寄与する
導体部と推力に寄与しない導体部とのクロスする位置に
設けたことを特徴とする特許求の範囲第５項記載の（２
Ｐ＋１）極の界磁マグネットを有する可動マグネット型
直流リニアモータ。[Claims] (2P+1) (Pba1) having magnetic poles of 1, N, and S alternately.
(a positive integer greater than or equal to 1) is used as a moving element, and a conductor portion that contributes to thrust is formed by winding n times the magnetic pole width of the field magnet (n is a positive integer greater than or equal to 1). A (2P+1) pole field magnet, characterized in that a stator armature consisting of a group of armature coils is disposed as a stator and opposite to the field magnet, and a position detection element is provided on the armature side. A movable magnet type surface flow linear motor. 2 The chamber armature coil is wound so that the opening angle width of the conductor portion contributing to the thrust is approximately 2n-1 (where n is 9 times a positive integer greater than or equal to 1) the magnetic pole width of the field magnet. A movable magnet type direct current linear motor having a field magnet with (2P+1) poles according to claim 1, characterized in that: 3. The armature coil is wound into a frame shape. According to claim 2, which is
A moving magnet type DC linear motor with a field magnet of 2P+1) poles. 4. (2p+) according to any one of claims 1 to 3, wherein the armature is lowerless.
A movable magnet type positional current linear motor with a field magnet. 5. The position detection element has a (2P11) pole field magnet as set forth in claim 1, wherein the position detection element is provided at a position facing a conductor portion that contributes to the thrust of the armature coil. Movable magnet type DC linear motor. 6. The above-mentioned position detection element is provided at a position where a conductor portion that contributes to the thrust of the armature coil and a conductor portion that does not contribute to the thrust force intersect (2)
A moving magnet type DC linear motor having a field magnet with P+1) poles.