WO2007116508A1 - リニアモータ - Google Patents

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WO2007116508A1
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permanent magnets
permanent magnet
mover
core
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Inventor
Houng Joong Kim
Hitoshi Shibata
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Hitachi, Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings

Definitions

  • the present invention relates to a linear motor, and in particular, a primary side member of the linear motor constitutes a magnetic circuit with a ring-shaped core, armature teeth, and armature windings, and a permanent magnet is provided through a gap in a part of the ring-shaped core.
  • the present invention relates to a rear motor in which the secondary side member of the motor is reciprocated.
  • the conventional linear motor has a structure in which a rotating machine is cut open and deployed on a straight line, and includes a stator having armature windings and a mover supported so as to be relatively movable through the stator and a gap. It is configured. Therefore, a large magnetic attractive force acts between the stator and the mover, and the burden on the support mechanism that keeps the air gap constant is large, resulting in an increase in the size of the entire device.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and devise a method for arranging armature windings and have a compact structure, and also, a primary side member (stator) and a secondary side member (mover)
  • the magnetic attraction force acting between the two and the other cancels out, and the secondary motor having the permanent magnet is increased in rigidity while maintaining the characteristics of the magnetic circuit.
  • the present invention provides a linear motor having a plurality of permanent magnets arranged along the traveling direction and a core that forms a closed magnetic circuit with a structure facing both the front and back surfaces of the permanent magnets.
  • a slit groove is formed in the armature tooth of the core, and a convex member capable of running along the slit groove is provided.
  • the present invention provides a linear motor comprising a plurality of permanent magnets arranged along the traveling direction and a core that constitutes a closed magnetic circuit with a structure facing both the front and back surfaces of the permanent magnet.
  • a slit groove is formed in the armature tooth of the core, and a convex member capable of running along the slit groove is provided, and the member holding the one or more permanent magnets is the convex member It is characterized by combining with.
  • the present invention provides a linear motor including a plurality of permanent magnets arranged along the traveling direction and a core that forms a closed magnetic circuit with a structure facing both the front and back surfaces of the permanent magnets.
  • a slit groove is formed in the armature tooth of the core, and a convex member capable of running along the slit groove is provided on both surfaces of the member holding the one or more permanent magnets. And is formed by combining other members.
  • FIG. 1 shows a basic configuration of a linear motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a linear core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a mover of a linear motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a linear motor movable element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows the disassembly of the mover of the linear motor according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a method for assembling the mover of the linear motor according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows the assembly (part 1) of the mover of the linear motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows assembly (part 2) of the mover of the linear motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows the assembly (part 3) of the mover of the linear motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows assembly (part 4) of the armature of the Limomo according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows an exploded view of a mover in a linamo according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 shows an example of a permanent magnet unit according to the present invention.
  • FIG. 13 shows the assembly (part 5) of the mover of the linear motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows a coil arrangement of a linear motor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows a linear motor core and mover according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 shows a linear mover according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 17 shows the configuration of the servo control system applied to the linear motor of the present invention. The figure is shown.
  • FIG. 1 shows a basic configuration diagram of a linear motor according to an embodiment of the present invention.
  • a linear motor has a structure in which a stator, which is a primary member having an armature winding 4, and a mover, which is a secondary member having a permanent magnet, are relatively movable.
  • the basic system configuration is the same as that shown in International Patent Publication No. WO 00/690 0 51.
  • the stator of this linear motor comprises a ring-shaped core 1, armature teeth 3, and armature windings 4, and a magnetic circuit is constituted by a part of the ring-shaped core with a gap between the front and back surfaces of the permanent magnet of the mover
  • a slit groove 10 is arranged on the armature tooth 3 facing the armature tooth 3 and a convex member 2 20 which can travel along the slit groove 10 of the armature tooth 3 is provided on the permanent magnet surface. It is a characteristic linear motor evening.
  • armature teeth 3 facing both the front and rear surfaces of the permanent magnet of the mover 2 10 are arranged through a gap in a part of the ring-shaped core, and guide rails 2 3 0 along the longitudinal direction of the mover.
  • the support mechanism 2 3 1 is arranged on the ring-shaped core 1 side in accordance with the guide rail 2 3 0.
  • a part of the ring-shaped core is provided with a through hole 8.
  • Support mechanisms 2 3 1 are arranged on both sides of the mover 2 1 0, but the shape of the support mechanisms and the mover guide rail (not shown) may be mixed and combined. Absent.
  • the support method static air bearings, A non-contact support method using pressure bearings, etc., or a method of supporting by flat sliding, linear guide rail, etc. can be used.
  • FIG. 2 shows the concept of a linear core of a linear motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an outline in which a common armature winding 4 is arranged on the odd-numbered ring-shaped core 1a and the even-numbered ring-shaped core 1b.
  • Fig. 2 (b) only two ring-shaped cores are shown. However, even if there are two or more odd-numbered and even-numbered ring-shaped cores, one armature winding 4 is arranged. Is possible.
  • FIG. 14 shows the concept of a plurality of linear motor coil arrangements according to an embodiment of the present invention.
  • the armature winding 4 is an example in which the ring-shaped core is arranged separately on the left and right.
  • the armature winding 4 does not necessarily have to be wound around each ring-shaped core in common, and may be disposed anywhere as long as it does not impede movement of the mover 210. Two armature windings are shown, but only one may be selected and combined.
  • FIG. 3 shows a linear motor mover according to an embodiment of the present invention.
  • convex members 2 2 0 a and 2 2 0 b are provided on the front and back surfaces of the central portion of the mover 2 10, and guide rails 2 3 0 are provided on both sides in the longitudinal direction of the mover 2 1 0.
  • the structure is shown.
  • the longitudinal direction of the linear motor 2 Increases the rigidity of the mover even if the mover of the secondary member is long. Can be realized. As a result, even if the mover is driven at high speed, the distortion of the mover can be reduced.
  • FIG. 4 shows a comparison between a linear motor movable element according to an embodiment of the present invention and a conventional linear motor movable element.
  • Fig. 4 (a) shows the mover of the linear motor of the present invention having a structure having a convex member 2 20 on the front and back surfaces of the central part of the mover 2 1 0, and Fig. 4 (b) is movable.
  • a conventional linear motor movable element having no convex member is shown on the front and back surfaces of the center part of the child 210.
  • the convex member 2 20 is provided on the front and back surfaces of the central portion of the movable element 2 10, so that the secondary sectional moment of the movable element is increased and the rigidity is increased.
  • FIG. 5 shows an example in which the mover of the linear motor according to the present invention is disassembled.
  • the permanent magnet case 2 500 has a shape in which a plurality of permanent magnets are united.
  • the convex member 2 20 is provided with holes at a predetermined interval in the center of the plate for inserting the permanent magnet case 2 5 0, and the shape is such that the permanent magnet case 2 5 0 is sandwiched from both sides.
  • the convex members 2 20 a and 2 2 Ob provided on the front and back surfaces of the central portion of the movable element 2 10 shown in FIG. There is an effect that can be formed with 2 0.
  • FIG. 6 shows an example of assembling a mover that is a secondary member of the linear motor of the present invention.
  • the permanent magnet case 2 5 0 is configured by arranging the permanent magnets 2 1 1 at predetermined intervals so as to be in the order of N pole, S pole, N pole, and S pole.
  • a common permanent magnet case 2 5 0 is formed, and this case By inserting the permanent magnet 2 1 1 into the base and inserting it into the convex 2 2 0, it is possible to assemble the mover that is the secondary side member.
  • FIG. 7 shows another example of assembling the linear motor movable element of the present invention.
  • the shape of the permanent magnet case 2 50 and the shape of the convex member 2 20 are the same as those in FIG. 6, but a plurality of permanent magnets 2 1 1 are arranged to have the same polarity.
  • the permanent magnets 2 1 1 are arranged in N, N, S, and S poles.
  • FIG. 8 shows another embodiment of assembling the linear actuator of the present invention.
  • the permanent magnet case 2 5 0 is manufactured more simply than in the previous embodiment, and instead the parts located on both sides of the permanent magnet case are provided as spacers 2 4 1 and assembled. It is configured.
  • the permanent magnet case 2 5 0 is configured by arranging the permanent magnets 2 1 1 at predetermined intervals so that the order is N pole, S pole, N pole, S pole.
  • the shape of the permanent magnet case 2 5 0 and the shape of the convex member 2 2 0 are the same as in FIG. 9, but a plurality of permanent magnets 2 1 1 are arranged to have the same polarity. That is different.
  • Fig. 10 shows an example in which the permanent magnets 2 1 1 are arranged so as to have N, N, S, and S poles.
  • a mover that is a secondary member can be easily configured by combining with a convex member 220 using a permanent magnet case of the same shape. Can be realized.
  • FIG. 11 shows another embodiment in which the mover which is the secondary side member of the rear motor of the present invention is disassembled.
  • a permanent magnet case 2 5 0 is sandwiched in the central hole of the projection 2 2 0, and a spacer 2 4 1 is provided between the permanent magnet case and the guide rail 2 3 0. It is a mechanism that suppresses the permanent magnet case and spacer 2 4 1.
  • Each part can be fixed with adhesive, welding, port, pin, rivet, etc.
  • Fig. 12 shows an example of a permanent magnet unit of the present invention.
  • Fig. 12 (a) and (b) is a type in which a permanent magnet case is provided with a permanent magnet. A common permanent magnet case is created and a permanent magnet is incorporated therein. Thus, even a mover that is a long secondary member can be realized.
  • Fig. 12 (c) shows an example in which one permanent magnet block is magnetized so as to have a plurality of poles. By adopting this permanent magnet block, the mover of the secondary side member with higher strength can be obtained. Can be realized.
  • Fig. 12 (d) shows an example of unitizing only a single permanent magnet into a unit, and it is possible to form a mover that is a secondary member using fewer members. Can be realized.
  • FIG. 13 shows another embodiment of assembling the movable arm of the linmo evening of the present invention.
  • the shape of the permanent magnet can be formed in a shape other than a square.
  • a linear motor using a ferromagnetic material can be used instead of the permanent magnet 2 1 1 constituting the mover 2 10 shown in the linear motor of the present invention, and has a structure in which a permanent magnet and a ferromagnetic material are combined.
  • a linear motor is also possible.
  • there is a combination linear motor in which electromagnets using air-core coils instead of permanent magnets, or electromagnets with a coil wound around a ferromagnetic material are arranged in the order of N poles, S poles, N poles, S poles. It is possible to configure.
  • FIG. 15 shows a linear motor core and mover according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 (a) a part of the ring-shaped core is provided with a plurality of slit grooves 10 in the armature teeth 3 facing the both surfaces of the permanent magnet of the mover 2 10 through the gap
  • Fig. 15 shows an example of the arrangement of 3 places at the top and 3 places at the bottom.
  • FIG. 15 (b) shows an example in which a plurality of convex members 2 20 are provided on both the front and back surfaces of the mover 2 10 corresponding to the groove shape of the armature teeth. .
  • FIG. 16 shows a mover of a linear motor according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 16 (a) shows a case where a plurality of convex members are arranged on both the front and back surfaces of the mover 2 10 at two locations slightly shifted from the central portion. It is possible to increase the rigidity of the mover.
  • FIG. 16 (b) shows a case in which convex members are arranged on only one side of the front and back surfaces of the mover 2 10 along the longitudinal direction of the mover 2 10. It is possible to increase the rigidity of the mover.
  • FIG. 17 shows a configuration diagram of a servo control system using the linear motor of the present invention.
  • the linear motor 20 according to the present invention is a system that is connected to a moving body 21 and includes a driver 2 2, a controller 23, a displacement sensor 1 24, etc., and is driven in accordance with a target command.
  • Fig. 17 shows a closed loop control system configuration using a displacement sensor 24, open loop control without a displacement sensor is possible depending on the application.
  • a high-precision, high-performance support control system can be configured using a current sensor, magnetic pole detection sensor, etc. (not shown).
  • the displacement sensor 1 24 has an encoder scale (not shown) arranged along the longitudinal direction of the mover 2 10 and faces the encoder scale, as in the conventional linear motor.
  • the location will be equipped with an encoder detector (not shown) and can be used as a linear drive.
  • the mover is on the permanent magnet side and the stator is on the armature winding side.
  • the armature winding side is on the armature winding side.
  • the permanent magnet side can be used as the stator.
  • each component of the linear motor shown in each figure may be combined across the two regardless of the embodiment in each figure, or may be molded by a combination thereof.
  • Industrial applicability As described above, according to the present invention, the magnetic attraction force acting between the stator and the mover is offset while the armature winding arrangement method is devised and the structure is compact. Can provide a simple linear motor. Furthermore, it is possible to provide a linear motor in which the rigidity of a member made of permanent magnet is increased.

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Abstract

従来技術によるリニアモータは、電機子と可動子の間に磁気吸引力が一方向に働くため、可動子の支持機構に大きな負担がかかり、構造に歪みが生じて様々な弊害を生じていた。本発明のリニアモータでは、電機子巻線を有する固定子と永久磁石を有する可動子が相対的に移動可能な構成をするリニアモータであって、該リニアモータの固定子はリング状コアと電機子歯,電機子巻線で磁気回路を構成し、該電機子歯には空隙を介して前記可動子の永久磁石表裏両面に対向した電機子歯にスリット溝を配置し、該電機子歯のスリット溝に沿って走行可能な凸部材を永久磁石面に備えたことで、磁気吸引力を相殺し、かつ永久磁石からなる部材の剛性を高くすることを実現した。

Description

リニアモー夕 技術分野
本発明はリニアモータに関し、 特に、 該リニアモー夕の一次側部材は リング状コアと電機子歯， 電機子巻線で磁気回路を構成し、 このリング 状コア一部には空隙を介して永久磁石の二次側部材が往復駆動するリ二 ァモータに関する。 背景技術
従来のリニアモー夕は、 回転機を切り開いて直線上に展開した構造が 主であり、 電機子巻線を有する固定子と、 該固定子と空隙を介して相対 移動可能に支持された可動子で構成されている。 従って、 固定子と可動 子との間には大きな磁気吸引力が働き、 エアギャップを一定に保つ支持 機構の負担が大きく、 装置全体が大型化になる。
更に、 前記の従来技術によると、 1つの固定子ユニッ トに複数の巻線 が巻回されて、 さらに、 隣接する固定子磁極には相異なる巻線が巻回さ れる構造になっており、 装置全体の構造が複雑になっていた。
本発明の目的は、 前記の欠点を解消するために、 電機子巻線の配置方 法を工夫しコンパク トな構造でありながら、 かつ一次側部材 （固定子） と二次側部材 （可動子） との間に働く磁気吸引力が相殺し、 磁気回路の 特性を保ちながら、 永久磁石を有する二次側部材の剛性を高くするリ二 ァモータを提供することにある。
尚、 従来のリニアモ 夕に関する特許文献として国際公開特許公報
W O 0 0 / 6 9 0 5 1号が上げられる。 発明の開示
上記課題を達成するために本発明は、 進行方向に沿って配置された複 数の永久磁石と、 該永久磁石の表裏両面に対向した構造で閉磁路を構成 するコアを備えたリニアモー夕において、 前記コアの電機子歯にはスリ ッ ト溝が形成され、 該スリッ ト溝に沿って走行可能な凸部材とを備え、 1つ以上の永久磁石を保持する部材が複数組み合わさることで、 前記進 行方向に沿って隣り合う磁極が異極になるように前記凸部材に配置され たことを特徴とするものである。
また、 上記課題を達成するために本発明は、 進行方向に沿って配置さ れた複数の永久磁石と、 該永久磁石の表裏両面に対向した構造で閉磁路 を構成するコアを備えたリニアモ一夕において、 前記コアの電機子歯に はスリッ 卜溝が形成され、 該スリッ ト溝に沿って走行可能な凸部材とを 備え、 前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は、 前記凸部材と組み合 うことを特徴とするものである。
また、 上記課題を達成するために本発明は、 進行方向に沿って配置さ れた複数の永久磁石と、 該永久磁石の表裏両面に対向した構造で閉磁路 を構成するコアを備えたリニアモータにおいて、 前記コアの電機子歯に はスリッ ト溝が形成され、 該スリッ ト溝に沿って走行可能な凸部材とを 備え、 該凸部材は前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材の両面に他の 部材を組合わせて形成したことを特徴とするものである。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の一実施形態によるリニアモータの基本構成を示す。 第 2図は本発明の一'実施形態によるリニアモ一夕のリング状コアを示 す。 第 3図は本発明の一実施形態によるリニアモータの可動子を示す。
第 4図は本発明の一実施形態によるリニアモー夕の可動子を示す。 第 5図は本発明の一実施形態によるリニアモータの可動子の分解を示 す。
第 6図は本発明の一実施形態によるリニアモー夕の可動子の組立方法 を示す。
第 7図は本発明の他の実施形態によるリニアモー夕の可動子の組立 (その 1 ) を示す。
第 8図は本発明の他の実施形態によるリニアモータの可動子の組立 (その 2 ) を示す。
第 9図は本発明の他の実施形態によるリニァモー夕の可動子の組立 (その 3 ) を示す。
第 1 0図は本発明の他の実施形態によるリ二ァモ一夕の可動子の組立 (その 4 ) を示す。
第 1 1図は本発明の他の実施形態によるリ二ァモ一夕の可動子の分解 を示す。
第 1 2図は本発明のリ二ァモ一夕の永久磁石ュニッ 卜の一例を示す。 第 1 3図は本発明の他の実施形態によるリニアモ一夕の可動子の組立 (その 5 ) を示す。
第 1 4図は本発明の他の実施形態によるリニアモータのコイル配置を 示す。
第 1 5図は本発明の他の実施形態によるリニアモ一夕のコアと可動子 を示す。
第 1 6図は本発明の他の実施形態によるリニアモー夕の可動子を示す。 第 1 7図は本発明のリニアモ一夕に適用するサーポ制御システム構成 図を示す。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態について図面を用いて説明する。 また、 図中 において、 同一符号で示す構成要素は、 同一物又は相当物である。
第 1図は本発明の一実施形態によるリニアモータの基本構成図を示す。 第 1図において、 電機子巻線 4を有する一次側部材である固定子と永 久磁石を有する二次側部材である可動子 2 1 0が相対的に移動可能な構 成をするリニアモータであり、 特に言及する以外に基本的なシステム構 成は国際公開特許公報 W O 0 0 / 6 9 0 5 1号に示されている内容と同 じである。
このリニアモータの固定子はリング状コア 1 と電機子歯 3 , 電機子巻 線 4で磁気回路を構成し、 該リング状コアの一部には空隙を介して前記 可動子の永久磁石表裏両面に対向した電機子歯 3にスリ ッ ト溝 1 0を配 置し、 該電機子歯 3のスリッ ト溝 1 0に沿って走行可能な凸部材 2 2 0 を永久磁石面に備えたことを特徴とするリニアモー夕である。
また、 リング状コア一部には空隙を介して可動子 2 1 0の永久磁石表 裏両面に対向した電機子歯 3が配置され、 前記可動子の長手方向に沿つ てガイ ドレール 2 3 0を備え、 前記ガイ ドレール 2 3 0に合わせて支持 機構 2 3 1がリング状コア 1側に配置されている。 複数のリング状コア 1 を組立てるために、 前記リング状コアの一部には貫通穴 8を備えてい る。
可動子 2 1 0の両脇には支持機構 2 3 1が配置されているが、 該支持 機構らの形状と可動子めガイ ドレール （図示せず） とは混合して組み合 わせても構わない。 また、 支持方法についても、 空気静圧軸受け， 油静 圧軸受けなどによる非接触支持方法と平面摺動， リニアガイ ドレールな どで支持する方法も採用可能である。
第 2図は本発明の一実施形態によるリニアモ一夕のリング状コアの概 念を示す。
第 2図において、 奇数番目リング状コア 1 aと偶数番目リング状コア 1 bには共通の電機子巻線 4が配置されている概略を示す。第 2図 （b ) において、 リング状コアは二つしか示してないが、 二つ以上に奇数番目 リング状コアと偶数番目リング状コアが幾つ有っても 1つの電機子巻線 4で配置可能である。
これにより、 1つの電機子巻線に電流を通すことで、 隣り合うコアの 磁極場の間に逆方向の磁場を形成することを実現している。
第 1 4図は本発明の一実施形態によるリニアモー夕のコイル配置を複 数個にした概念を示す。
第 1 4図において、 電機子巻線 4はリング状コアの左右に分かれて配 置された一例である。 電機子巻線 4は必ずしも各リング状コアに全体に 対して、 共通に巻く必要は無く可動子 2 1 0の移動に不自由しない場所 であれば何処に配置しても良い。 電機子巻線は二つ示してあるが、 一つ だけ選択して組み合わせても良い。
第 3図は本発明の一実施形態によるリニアモ一夕の可動子を示す。 第 3図において、 可動子 2 1 0の中央部表裏面には凸部材 2 2 0 a , 2 2 0 bを備え、 可動子 2 1 0長手方向の両脇にガイ ドレール 2 3 0を 備えた構造を示したものである。
このように、 二次側部材の可動子 2 1 0の中央部の表と裏面に凸部材 2 2 0 a , 2 2 0 bを配置することで、 リニアモー夕の長手方向に.沿つ て二次側部材の可動子を長く形成したとしても、 可動子の剛性を高める ことが実現出来る。 これにより、 高速に可動子を駆動したとしても可動 子の歪みを少なく出来る。
第 4図は本発明の一実施形態によるリニアモー夕の可動子と従来技術 によるリニアモ一夕の可動子を比較して示す。
第 4図 （ a ) は可動子 2 1 0の中央部表裏面には凸部材 2 2 0を備え た構造である本発明のリニアモータの可動子を示し、 第 4図 （b ) は可 動子 2 1 0の中央部表裏面には凸部材無しである従来技術のリニアモー 夕の可動子を示す。 本発明のリニアモー夕においては、 可動子 2 1 0の 中央部表裏面に凸部材 2 2 0を備えることで、 可動子の二次断面モーメ ン卜が大きくなり剛性が強くなる効果が得られる。
第 5図は本発明のリニアモ一夕の可動子を分解した一例を示す。
永久磁石ケース 2 5 0には永久磁石が複数個ュニッ ト化して入る形状 になっている。 凸部材 2 2 0は永久磁石ケース 2 5 0を差し込むために 板の中央部には所定間隔の穴を備えており、 両脇から永久磁石ケース 2 5 0を挟み込む形状になっているのがガイ ドレール 2 3 0である。 こ の第 5図に示す実施例では、 第 3図に示す可動子 2 1 0の中央部表裏面 に備えた凸部材 2 2 0 aと 2 2 O bの二つの部材を一つの凸部 2 2 0で 形成出来る効果がある。
第 6図は本発明のリニアモー夕の二次側部材である可動子を組み立て る一例を示す。
第 6図において、 永久磁石ケース 2 5 0には永久磁石 2 1 1が N極， S極， N極， S極の順番になるように所定の間隔に配置して構成され、 板の中央部には所定間隔の穴を備えた凸部 2 2 0の両側から永久磁石ケ ース 2 5 0を差し込む'構造になっている。 '
この構造によれば、 共通の永久磁石ケース 2 5 0を形成して、 このケ ースに永久磁石 2 1 1 を入れて、 凸部 2 2 0に差し込むことで二次側部 材である可動子を組み立てることが実現出来る。
第 7図は本発明のリニアモー夕の可動子を組み立てる他の一例を示す。 第 7図において、 永久磁石ケース 2 5 0の形状， 凸部材 2 2 0の形状 は第 6図と同じ構造であるが、 永久磁石 2 1 1 を複数個同極になるよう に配置したことが異なり、 永久磁石 2 1 1 を N極， N極， S極， S極に なるように配置した一例を示す。
これにより、 同じ形状の永久磁石や凸部材を用いて、 極ピッチを変え たリニアモータを製作する時に有効な製作手法となる。
第 8図は本発明のリニァモー夕の可動子を組み立てる他の実施例を示 す。
第 8図においては前述の実施例と比較して永久磁石ケース 2 5 0をよ りシンプルに製作し、 その代わりに永久磁石ケース両脇にあった一部分 をスぺーサ 2 4 1 として備えて組み立てる構成になっている。
第 9図と第 1 0図は本発明のリニアモー夕の可動子を組み立てる他の 一例を示す。
第 9図において、 永久磁石ケース 2 5 0には永久磁石 2 1 1が N極， S極， N極， S極の順番になるように所定の間隔に配置して構成されて いる。
第 1 0図において、 永久磁石ケース 2 5 0の形状， 凸部材 2 2 0の形 状は第 9図と同じ構造であるが、 永久磁石 2 1 1 を複数個同極になるよ うに配置したことが異なる。 第 1 0図では、 永久磁石 2 1 1 を N極， N 極， S極， S極になるように配置した一例を示す。
このように構成する'ことで、 同じ形状の永久磁石ケースを用いて、 凸 部材 2 2 0と組み合わせることで容易に二次側部材である可動子を構成 することが実現出来る。
第 1 1図は本発明のリ二ァモ一夕の二次側部材である可動子を分解し た他の一実施例を示す。
第 1 1図において、 凸部 2 2 0の中央部の穴に永久磁石ケース 2 5 0 を挟み込んで永久磁石ケースとの間にはスぺ—サ 2 4 1 を備えてガイ ド レール 2 3 0で永久磁石ケースとスぺーサ 2 4 1 を抑える仕組みである。 各部品同士は接着剤， 溶接， ポルト， ピン， リベッ トなどを用いて固定 することも可能である。
第 1 2図は本発明のリ二ァモ一夕の永久磁石ュニッ トー例を示す。 第 1 2図において、 第 1 2図 （ a )， ( b ) は永久磁石ケースに永久磁 石を備えたタイプであり、 共通の永久磁石ケースを作成して、 そこに永 久磁石を組み込むことで、 長い二次側部材である可動子であつても構成 することが実現出来る。 また、 第 1 2図 （ c ) は一つの永久磁石ブロッ クを複数極になるように着磁した一例を示し、 この永久磁石プロックを 採用することでより強度の強い二次側部材の可動子を構成することが実 現出来る。 更に、 第 1 2図 （ d ) は永久磁石単体のみ複数個合わせてュ ニッ ト化した一例を示したものであり、 より、 少ない部材を用いて二次 側部材である可動子を形成することが実現出来る。
第 1 3図は本発明のリ二ァモ一夕の可動子を組み立てる他の一実施例 を示す。
第 1 3図の実施例において、 永久磁石 2 1 1 を挟んだ凸部同士はポル ト 2 4 0を用いて組立している一例を示す。 勿論、 ボルト 2 4 0の代わ りにピン， リベッ ト接着材， 溶接などでも良い。
本発明のリニァモ一夕の永久磁石 2 1 1において、 該永久磁石はスキ ユーする場合、 N極と S極間の所定の間隔を変化させることも可能であ り、 永久磁石の形状を四角以外の形状に形成することも可能である。
また、 本発明のリニアモータに示す可動子 2 1 0を構成する永久磁石 2 1 1の代わりに強磁性体を用いたリニアモータも可能であり、 永久磁 石と強磁性体を組み合わせた構造のリニァモータも可能である。 更に、 永久磁石の代わりに空心コイルによる電磁石、 若しくは、 強磁性体にコ ィルを巻いた電磁石を N極， S極， N極， S極の順番になるように配置 した組み合わせのリニアモータも構成することが可能である。
第 1 5図は本発明の他の実施形態によるリニアモー夕のコアと可動子 を示す。
第 1 5図（a )には、 リング状コア一部には空隙を介して可動子 2 1 0 の永久磁石表裏両面に対向した電機子歯 3にはスリッ ト溝 1 0を複数箇 所 （第 1 5図では上部 3箇所， 下部 3箇所合計 6箇所） 配置した例が示 されている。 そして、 第 1 5図 （b ) には、 その電機子歯の溝形状に対 応した可動子 2 1 0の表裏両面には凸部材 2 2 0が複数個備えている例 か示されている。 このような構成を備えることで、 二次側部材である可 動子の剛性をより高めることを実現している。
第 1 6図は本発明の他の実施形態によるリニアモータの可動子を示す。 第 1 6図 （ a ) は、 可動子 2 1 0の表裏両面には凸部材を複数個配置 する際に、中央部から少しずらした場所の 2箇所に配置したものであり、 この構成においても可動子の剛性を高めることが実現出来る。
また、 第 1 6図 （b ) は、 可動子 2 1 0の表裏両面の片面だけに凸部 材を可動子 2 1 0の長手方向に沿って配置したものであり、 この構成に おいても可動子の剛性を高めることが実現出来る。
第 1 7図は本発明のリニアモー夕を用いたサーボ制御システム構成図 ¾r示す。 本発明のリニアモー夕 2 0は移動体 2 1 と連結され、 ドライバ 2 2 , コントローラ 2 3， 変位センサ一 2 4などから構成され、 目標指令に従 つて駆動するシステムである。 第 1 7図では、 変位センサ一 2 4を用い たクロースループ制御システム構成を示しているが、 用途によっては変 位センサ一無しのオープンループ制御も可能である。 また、 電流センサ 一， 磁極検出センサーなど （図示せず） を用いて高精度， 高性能のサ一 ポ制御システム構成が可能である。
第 1 7図において、変位センサ一 2 4は従来のリニアモー夕と同じく、 可動子 2 1 0の長手方向に沿ってエンコーダスケール （図示せず） が配 置されると共に、 該エンコーダスケールに対向する場所には、 ェンコ一 ダ検出器 （図示せず） を設け、 直線駆動装置として用いることが実現出 来る。
尚、 上記に示す本発明のリニアモ一夕において、 リング状コア、 また は電機子歯などに配置される電機子巻線の一例について述べたが、 お互 いに混合して組み合わせた配置でも構わない。
また、 前述した本発明のリニアモー夕の実施形態においては、 可動子 が永久磁石側で、 固定子が電機子巻線側とした説明を行ったが、 これと は逆に、 電機子巻線側が可動子として、 永久磁石側を固定子として用い ることも可能である。
更に、 上記に述べた組み合わせの実施形態以外でも、 一部だけを採用 する組み合わせによるものでも良い。 各図で示すリニァモー夕の各々の 構成要素は各図の実施例に関係なく、跨って組み合わせにしても良いし、 それらの組み合わせでモールドすることも可能である。 産業上の利用可能性 以上説明したように、 本発明によれば、 電機子巻線の配置方法を工夫 しコンパク トな構造でありながら、 かつ固定子と可動子との間に働く磁 気吸引力が相殺されるようなリニアモー夕を提供出来る。 更に、 永久磁 石からなる部材の剛性を高く したリニアモー夕を提供することが実現で きる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 進行方向に沿って配置された複数の永久磁石と、 該永久磁石の表裏 両面に対向した構造で閉磁路を構成するコアを備えたリニアモ一夕にお いて、
前記コアの'電機子歯にはスリッ ト溝が形成され、
該スリツ ト溝に沿って走行可能な凸部材とを備え、
1つ以上の永久磁石を保持する部材が複数組み合わさることで、 前記 進行方向に沿って隣り合う磁極が異極になるように前記凸部材に配置さ れたことを特徴とするリニアモ一夕。
2 . 請求項 1のリニアモータにおいて、
前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は同じ形状を有することを特 徵とするリニアモータ。
3 . 請求項 1のリニアモ一夕において、
前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は、 前記凸部材と組み合うこ とを特徴とするリニアモー夕。
4 . 請求項 3のリニアモ一夕において、
前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は、 前記凸部材に設けられた 穴に差し込まれて、 組み合うことを特徴とするリニアモー夕。
5 . 請求項 1記載のリニアモ一夕において、
前記固定子が固定的に支持され、 前記可動子が移動することを特徴と するリニアモー夕。
6 . 請求項 1記載のリニアモー夕において、
前記可動子が固定的に支持され、 前記固定子が移動することを特徴と するリニアモー夕。 ' ·
7 . 進行方向に沿って配置された複数の永久磁石と、 該永久磁石の表裏 3
両面に対向した構造で閉磁路を構成するコァを備えたリニアモ一夕にお いて、
前記コアの電機子歯にはスリ ッ ト溝が形成され、
該スリツ ト溝に沿って走行可能な凸部材とを備え、
前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は、 前記凸部材と組み合うこ とを特徴とするリニアモー夕。
8 . 請求項 7のリニアモータにおいて、
前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は、 前記凸部材に設けられた 穴に差し込まれて、 組み合うことを特徴とするリニアモータ。
9 . 請求項 7のリニアモ一夕において、
前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材は同じ形状を有することを特 徴とするリニアモ一夕。
1 0 . 進行方向に沿って配置された複数の永久磁石と、 該永久磁石の表 裏両面に対向した構造で閉磁路を構成するコアを備えたリニアモ一夕に おいて、
前記コアの電機子歯にはスリッ ト溝が形成され、
該スリッ 卜溝に沿って走行可能な凸部材とを備え、
該凸部材は前記 1つ以上の永久磁石を保持する部材の両面に他の部材 を組合わせて形成したことを特徴とするリニアモー夕。
1 1 . 請求項 1 0のリニアモー夕において、
前記凸部材は永久磁石を保持する部材の両面に他の部材を組み合わせ る際に、 接合部材を用いて組合わせたことを特徴とするリニアモ一夕。
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