米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 発電 -> 多摩川精機株式会社

発明の名称 リニアモータ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2004−215414(P2004−215414A)
公開日 平成16年7月29日(2004.7.29)
出願番号 特願2003−318(P2003−318)
出願日 平成15年1月6日(2003.1.6)
代理人
発明者 飯島 邦彦 / 菊池 良巳 / 城下 健治 / 榊 敏隆
要約 課題
本発明は、クローポール型可動子を用いて高速駆動を達成することを目的とする。

解決手段
本発明によるリニアモータは、固定子(21)の各ヨーク(21A、21A)間にクローポール型コア(24)を有する可動子(22)が往復移動自在に設けられ、前記固定子(21)及び可動子(22)が軟磁性材料で形成されると共に三次元構造で形成された構造である。
特許請求の範囲
【請求項1】
対向配置され固定子(21)を構成する一対のヨーク(21A、21A)と、前記一対のヨーク(21A、21A)に長手方向に沿って埋設された複数の永久磁石(23)と、前記一対のヨーク(21A、21A)間に形成された長手空隙(10)内に往復移動自在に配設され電機子コイル(25)が巻回されたクローポール型コア(24)を有する可動子(22)とよりなるリニアモータにおいて、
前記固定子(21)及び可動子(22)は軟磁性材料よりなると共に、積層鋼板と焼結粉体磁性材料を用いるか又は焼結粉体磁性材料のみで構成され、前記可動子(22)は三次元構造で構成されていることを特徴とするリニアモータ。
【請求項2】
前記固定子(21)は三次元構造で構成されていることを特徴とする請求項1記載のリニアモータ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアモータに関し、特に、高速・高精度制御が要求される工作機械、半導体製造装置間搬送ユニット・搬送位置決め装置等に利用可能とするために高性能化を図るための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種のリニアモータとしては、例えば、図4及び図5に示されるコアレスリニアモータの構成を挙げることができる(例えば、特許文献1参照)。
すなわち、図4において符号1で示されるものは第1、第2長手界磁ヨーク2、3からなる固定子であり、第1長手界磁ヨーク2の内面2aには複数の第1永久磁石4が第1磁石間空隙4aを介して第1長手方向5に沿って並設されている。
前記第1長手界磁ヨーク2の両端には、前記第1永久磁石4よりも長さが短く形成された一対の第1端部永久磁石6A、6Bが設けられている。
【0003】
前記第2長手界磁ヨーク3の内面3aには複数の第2永久磁石7が第2磁石間空隙7aを介して第2長手方向8に沿って並設されている。
前記第2長手界磁ヨーク3の両端には、前記第2永久磁石7よりも長さが短く形成された一対の第2端部永久磁石9A、9Bが設けられている。
前記各永久磁石3、7間の長手空隙10内には、電機子コイル11からなる可動子12が前記第1、第2長手方向5、9に沿って往復移動自在に配設されている。
【0004】
前記電機子コイル11は、図5で示されるように、U相、V相、W相からなる3相巻線13で構成されており、この3相巻線13は樹脂による樹脂モールド部14によって一体状に固体化されている。
従って、この電機子コイル11の3相巻線13に、外部から周知の駆動信号を供給することにより各永久磁石3、7との電磁作用によって前記可動子12の往復移動を達成するコアレス型リニアモータ15を構成していた。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−86726号公報(第4頁、第5頁、図2ないし図6)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリニアモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の従来構成においては各永久磁石の厚さが同一に形成されていたため、高推力を得るためにはリニアモータの厚さが増加する構造となり、小形化が困難であった。そのため、小形化された既定の格納空間内に組み入れることが困難であった。
【0007】
また、リニアモータの両端部において、端部界磁磁場の減少に起因して中央部の推力に比べて端部推力が減少し、リニアモータ可動範囲全体で推力脈動を発生していた。
さらに、上述のような構成により、推力/入力比(界磁ヨークを励磁するための入力)が低く、また、推力/体積比も小さいため、(推力)/(入力・体積)比が小さく効率が低いという課題があった。
【0008】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、可動子をクローポール構造にして質量を低減し(小型化し)入力電力から磁束発生を高効率化することにより高速運転制御を可能にすると共に、固定子を永久磁石埋め込み構造にして永久磁石から発生する磁束を利用することにより、大推力を得ることのできるリニアモータを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によるリニアモータは、対向配置され固定子を構成する一対のヨークと、前記一対のヨークに長手方向に沿って埋設された複数の永久磁石と、前記一対のヨーク間に形成された長手空隙内に往復移動自在に配設され電機子コイルが巻回されたクローポール型コアを有する可動子とよりなるリニアモータにおいて、前記固定子及び可動子は軟磁性材料よりなると共に、積層鋼板と焼結粉体磁性材料を用いるか又は焼結粉体磁性材料のみで構成され、前記可動子は三次元構造よりなる構成であり、また、前記固定子は三次元構造よりなる構成である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるリニアモータの好適な実施の形態について詳細に説明する。
【0011】
図1は、本発明のリニアモータの構成を概略的に示す斜視図である。
図1に示すように、本発明のリニアモータは、後述する埋め込み型永久磁石を有する固定子21と、後述するクローポール型コアを有する可動子22とを備える。
図2は、図1における相対向する固定子の間を貫く面(破線で示す)より上半分の構成を概略的に示す斜視図であり、図3は、図2に示す可動子のみを示す斜視図である。
【0012】
図1及び図2に示すように、前記固定子21は、軟磁性材料の一対のヨーク21A、21Aに永久磁石23を埋め込んだ構成である。永久磁石23の磁化方向は、可動子22の進行方向に対して同極を対向させるようにして構成されている。この固定子21の磁極ピッチτは、例えば20mm程度に設定すればよい。また、永久磁石の長さ1m及び幅Wmは、それぞれ例えば1m=3〜6mm、Wm=6mm程度に設定すればよい。なお、軟磁性材料のヨーク21Aとしては、従来の積層鋼板と焼結粉体磁性材料で構成するか、または、焼結粉体磁性材料のみで構成することにより、それぞれの固定子21及び可動子22の構造を三次元構造に構成することが可能になった。
【0013】
また、図2及び図3に示すように、前記可動子22は、前記各ヨーク21A、21A間の長手空隙10内に往復移動自在に設けられ、クローポール型のコアであるクローポール型コア24に電機子コイルである巻線25を巻回したものを、図1に示すように2/3ピッチτずつずらして三相一体とした構成である。このクローポール型コア24は、巻線25の上に位置して巻線25と同一の幅を有するクローポール部24Aと、前記クローポール部24A以外の部分で構成されるコア部24Bとから構成されている。前記クローポール部24Aは、クローポール型コア24のうちのクローポール型のティース部を構成しており、リニアモータのコギングを防止するために、先端に向かって先細りとなるテーパ型に構成されている。このテーパ型のクローポール部24Aは、磁極が相反するように上下に合計4組(図1参照、すなわち上下に4つずつ)あり、電流位相に応じた磁束を発生するように構成されている。なお、巻線25の巻数Nは例えばN=100程度でよい。
ここで、上述のような固定子21及び可動子22のギャップ長1gは、1g=0.4mm程度であればよい。
【0014】
このようなリニアモータでは、可動子22がクローポール型コア24を有するため、磁路が途中で進行方向と直交する方向になり、また、クローポール型コア24の先端側では相隣接するクローポール型コア間を接続する方向に磁路が形成されるため、磁路は進行方向と平行な方向に変化する。即ち、励磁電流により発生する磁束は、巻線25に鎖交する根本側の部分では移動方向に直角になり、先端側の部分では永久磁石23からの磁束に効率よく干渉するように漏洩磁束が同方向(可動子の進行方向)になるように構成されている。
【0015】
以上のような構成を有する本発明のリニアモータによれば、(推力)/(入力・体積)比を向上させて(従来の4倍以上)高効率化を図ることができる。
また、従来のように1つの可動子に3相分の巻線を複数単位設ける必要が無く、1つの可動子に対して巻線を1つ設ければよい構成なので、構造を簡略化でき、製造が容易である。
【0016】
【発明の効果】
本発明のリニアモータは、対向配置され、固定子を構成する一対のヨークと、前記一対のヨークに長手方向に沿って埋設された複数の永久磁石と、電機子コイルが巻回されたクローポール型コアを有し、前記一対のヨーク間に形成された長手空隙内に往復移動自在に配設される可動子とを備えるので、リニアモータの質量低減及び小型化を図ることができ、入力電力に対する磁束の発生効率を向上させることにより、高速運転制御が可能である。また、固定子を永久磁石埋め込み構造にして永久磁石から発生する磁束とリラクタンストルクを併用することにより、大推力を得ることができる。
【0017】
また、固定子及び可動子を軟磁性材料で構成したため、三次元構造に構成でき、クローポールを有する複雑な形状も容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリニアモータの構成を概略的に示す斜視図である。
【図2】図1における固定子の中心を貫く面より上半分の構成を概略的に示す斜視図である。
【図3】図3は、図2に示す可動子のみを示す斜視図である。
【図4】従来のコアレスリニアモータの構成を示す図である。
【図5】従来のコアレスリニアモータ(可動子)の構成を示す図である。
【符号の説明】
21 固定子
21A ヨーク
22 可動子
23 永久磁石
24 クローポール型コア
25 巻線




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013