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技術 リニアモータ

出願人 株式会社安川電機
発明者 宮本恭祐前川一弘土井貴仁久恒正希
出願日 1999年2月12日 (22年0ヶ月経過) 出願番号 1999-513038
公開日 2001年2月27日 (19年11ヶ月経過) 公開番号 WO1999-041825
状態 特許登録済
技術分野 リニアモータ
主要キーワード 電磁構造 ロックコア 充填保持 ブロックコア 間隔片 磁石ピッチ 直接コイル 端効果
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この項目の情報は公開日時点(2001年2月27日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

コギング推力を無くしたムービングコイル形のリニアモータを提供する。可動子(3)のコアブロックコア(31)、(32)、(33)に分割し、各ブロックコアは、磁石ピッチPmの8倍の長さで9個のティース(4)を等ピッチPtでそなえ、各ブロックコアを相互間に磁石ピッチの2/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、第1のブロックコア(31)は、ティース(4)を3個づつのグループに分けてU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイル巻装し、第2のブロックコア(32)は、同様にV相帯、W相帯、U相帯の順に巻装し、第3のブロックコア(33)は、同様にW相帯、U相帯、V相帯の順に巻装して、相互の電機子コイル(5)を120°の位相差にし、各ブロックコアが発生するコギング推力の和を0にする。

概要

背景

概要

コギング推力を無くしたムービングコイル形のリニアモータを提供する。可動子(3)のコアブロックコア(31)、(32)、(33)に分割し、各ブロックコアは、磁石ピッチPmの8倍の長さで9個のティース(4)を等ピッチPtでそなえ、各ブロックコアを相互間に磁石ピッチの2/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、第1のブロックコア(31)は、ティース(4)を3個づつのグループに分けてU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイル巻装し、第2のブロックコア(32)は、同様にV相帯、W相帯、U相帯の順に巻装し、第3のブロックコア(33)は、同様にW相帯、U相帯、V相帯の順に巻装して、相互の電機子コイル(5)を120°の位相差にし、各ブロックコアが発生するコギング推力の和を0にする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
11件

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請求項1

固定部に等ピッチで取り付けられた界磁磁石と、この界磁磁石に対向して移動する可動子をそなえ、前記可動子の電機子コア電機子コイルを設けたリニアモータにおいて、電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロックコアは等ピッチで配置された相数整数倍ティースをそなえて集中巻にした電機子コイルを設け、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った値の整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイル相互を、前記間隙に対応する電気角で位相をずらせて巻装したことを特徴とするリニアモータ。

請求項2

前記ブロックコアが、それぞれ磁石ピッチの8倍の長さをそなえ9個のティースを等ピッチに設けた第1のブロックコアと、同様の第2のブロックコアおよび第3のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの2/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを3個づつのグループに分け、第1のブロックコアはこのグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、このグループにV相帯、W相帯、U相帯の順に電機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、このグループにW相帯、U相帯、V相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを120°の位相差3相平衡結線にした請求項1に記載したリニアモータ。

請求項3

前記ブロックコアが、それぞれ磁石ピッチの8倍の長さをそなえ9個のティースを等ピッチに設けた第1のブロックコアと、同様の第2のブロックコアおよび第3のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの1/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを3個づつのグループに分け、第1のブロックコアはこのグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、このグループに巻方向を逆にしてW相帯、U相帯、V相帯の順に電機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、このグループに第1のブロックコアと同じ巻方向でV相帯、W相帯、U相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを60°の位相差で3相平衡結線にした請求項1に記載したリニアモータ。

請求項4

前記ブロックコアが、それぞれ磁石ピッチの8倍の長さで9個のティースを等ピッチにそなえた第1のブロックコアと、同様の第2のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの1/2の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第1のブロックコアは、ティースを3個づつのグループに分けてU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、第1のティースにV相帯の1つのコイルを巻き、次の3個のティースにW相帯のコイル、次の3個のティースにU相帯のコイル、次の2個のティースにV相帯の2つのコイルを巻装して、相互の電機子コイルを90°の位相差で3相平衡巻線とした請求項1に記載したリニアモータ。

請求項5

前記ブロックコアが、それぞれ磁石ピッチの8倍の長さで9個のティースを等ピッチにそなえた第1のブロックコアと、同様の第2のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの1/2の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第1のブロックコアおよび第2のブロックコアを、ティースを3個ずつのグループに分けてU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、相互の電機子コイルを90°の位相差で3相平衡巻線とした請求項1に記載したリニアモータ。

請求項6

前記第1のブロックコアの電機子コイルと、第2のブロックコアの電機子コイル相互の、同一相コイル直列に接続した請求項4または5に記載したリ二アモータ

請求項7

前記ブロックコアが、磁石ピッチの8倍の長さをそなえ9個のティースを等ピッチに設けた第1のブロックコアと、磁極ピッチの16倍の長さをそなえ18個のテイースを等ピッチに設けた第2のブロックコアと、前記第1のブロックと同様の第3のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの2/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを3個づつのグループに分け、第1のブロックコアはこのグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、このグループにV相帯、W相帯、U相帯の順を2度繰り返して電機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、このグループにW相帯、U相帯、V相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを120°の位相差で3相平衡結線にした請求項1に記載したリニアモータ。

請求項8

前記ブロックコアが、磁石ピッチの8倍の長さをそなえ9個のティースを等ピッチに設けた第1のブロックコアと、磁極ピッチの16倍の長さをそなえ18個のテイースを等ピッチに設けた第2のブロックコアと、前記第1のブロックと同様の第3のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの2/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを3個づつのグループに分け、第1のブロックコアはこのグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、このグループにW相帯、V相帯、U相帯の順を2度繰り返して電機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、このグループにV相帯、U相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを120°の位相差で3相平衡結線にした請求項1に記載したリニアモータ。

請求項9

前記第1のブロックコアと、第2のブロックコアおよび第3のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの1/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを3個づつのグループに分け、第1のブロックコアは、このグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、このグループに巻方向を逆にしてW相帯、U相帯、V相帯の順を2度繰り返して電機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、このグループに第1のブロックコアと同じ巻方向でV相帯、W相帯、U相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを60°の位相差で3相平衡結線にした請求項7に記載したリニアモータ。

請求項10

前記第1のブロックコアと、第2のブロックコアおよび第3のブロックコアとを、相互間に磁石ピッチの1/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアはティースを3個づつのグループに分け、第1のブロックコアは、このグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、このグループに巻方向を逆にしてV相帯、U相帯、W相帯の順を2度繰り返して電機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、このグループに第1のブロックコアと同じ巻方向でW相帯、V相帯、U相帯の順に電機子コイルを巻装して、相互の電機子コイルを60°の位相差で3相平衡結線にした請求項7に記載したリニアモータ。

請求項11

前記ブロックコア相互の間隙に、磁性体の間隔片を挿入した請求項1ないし10のいずれかの項に記載したリニアモータ。

請求項12

前記ブロックコア相互の間隙に、温度センサを挿入した請求項1ないし11のいずれかの項に記載したリニアモータ。

請求項13

前記ブロックコア相互の間隙に温度センサを挿入して、電機子全体を樹脂モールドした請求項1ないし12のいずれかの項に記載したリニアモータ。

請求項14

前記ブロックコアが、継鉄部の片側に係合突起を形成し、反対側にこの係合突起にかみ合う嵌合部を設けて順次に嵌合連結したティースで構成されている請求項1ないし13のいずれかの項に記載したリニアモータ。

0001

〔技術分野〕
本発明は、工作機のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニ
モータに関するものである。
背景技術

0002

従来のムービングコイル形リニアモータは、図22に示すように、固定部に設
けた界磁永久磁石11と、この界磁磁石に対向するくし歯状の電機子コア12を
そなえ、電機子コアに分布巻にした電機子コイル13を巻装しており、この電機
コイルを巻装する電機子コア12は、相数をn、界磁永久磁石11の数をp、
極あたりに対向するティース14の数をqとすれば、電機子コア12に設ける
ティース数Nは、
N=n×p×q
であり、このティース数を等間隔にそなえた電機子コア12に、電機子コイル1
3の3相巻線U、V、Wを、少なくとも2以上のティースピッチとなるコイル飛
びによって巻装している。

0003

しかるに、ムービングコイル形のリニアモータは、移動する電機子コア12の
磁気回路エンドレスになっておらず、両端で解放されているため、可動子推力
方向Xの両端のスロットは、中央部分のスロットと異なり、1個のコイルだけを
収納しており、このスロットによって端効果が発生し、界磁磁石11の磁極ピッ
チの中に1周期コギング推力TCを生じ、推力ムラを発生させている。

0004

また、コイルの温度菅理をするために、コイルを収納したスロット内に温度セ
ンサを挿入する場合は、スロットを大きくする必要があり、電機子コアが大きく
なり巻線の占積率を低下させる欠点がある。このためリニアモータではコイルの
両端に温度センサを設けるようにしているが、コイル中央部の温度測定ができな
いので、精度の高い温度検出が得られなかった。
〔発明の開示〕

0005

本発明は、このようなコギング推力による問題を解決するとともに、コイル温
度の検出精度を向上させるリニアモータを提供することを目的とする。

0006

このため本発明は、電機子コアを複数のブロックコアに分割し、各ブロクコ
アに等ピッチで設けたティースに、集中巻で巻装した電機子コイルをそなえ、こ
のブロックコアを相互間に磁石ピッチ電気角180°を前記分割数で割った値
整数倍の電気角に対応する間隙を設けて推力の方向に配置し、前記間隙を挟む
ブロックコアの電機子コイル相互を、この間隙に対応する電気角で位相をずらせ
て巻装するようにしている。

0007

したがって、各ブロックコアの電機子コイルによって生じるコギング推力の位
相が、順次に間隙に応じた電気角での位相ずれをそなえ、各ブロックコアに生じ
るコギング推力を相互に相殺して打ち消すことができ、巻線を完全な3相平衡
線で構成させるとともに、前記ブロックコア相互の間隙内に温度センサを挿入す
ることができる。

0008

電機子コアを3個のブロックコアに分割して、それぞれ磁石ピッチの8倍の長
さで9個のティースを等ピッチにそなえた第1のブロックコアと、第2のブロッ
クコアおよび第3のブロックコアをそなえ、各ブロックコアのティースを3個の
グループにして集中巻で巻装した3相電機子コイルをそなえ、このブロックコア
相互間に磁石ピッチの2/3の間隙を設けて推力の方向に配置し、前記第1のブ
ロックコアは、3個のグループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを
巻装し、第2のブロックコアは、各グループにV相帯、W相帯、U相帯の順に電
機子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、各グループにW相帯、U相帯、V
相帯の順に電機子コイルを巻装して各相コイルを3相平衡結線にしている。

0009

また、前記3個のブロックコア相互間に磁石ピッチの1/3の間隙を設けて推
力の方向に配置し、ティースを3個のグループに分け、第1のブロックコアは、
各グループにU相帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロ
ックコアは、巻方向を逆にして各グループにW相帯、U相帯、V相帯の順に電機
子コイルを巻装し、第3のブロックコアは、第1のブロックコアと同じ巻方向で
各グループにV相帯、W相帯、U相帯の順に電機子コイルを巻装してもよい。

0010

また、電機子コアを2個のブロックコアに分割し、それぞれ磁石ピッチの8倍
の長さで9個のティースを等ピッチにそなえた第1のブロックコアと、同様の第
2のブロックコアを、相互間に磁石ピッチの1/2の間隙を設けて推力の方向に
配置し、前記第1のブロックコアのティースを3個ずつのグループに分け、U相
帯、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装し、第2のブロックコアは、1個
のティースにV相コイルを、次の3個のティースをグループにしてW相帯を、次
の3個のティースをグループにしてU相帯とし、残る2個のティースにV相帯コ
イルを巻装することもできる。

0011

さらに、同様の効果を生む手段として、第2のブロックコアも3個ずつのグル
ープに分けて、起磁力ベクトルが第1のブロックコアと電気的に120°位相が
ずれるように、V相帯、W相帯の順に電機子コイルを巻装する方法等もある。

0012

なお、いずれの場合においても、ブロックコア相互の間隙に磁性体の間隔片
挿入して間隙を保持させ、また、この間隙にサーミスタあるいはサーマルプロテ
クタなどの温度センサを挿入してコイルの温度管理をすることができる。

0013

このように本発明によれば、ムービングコイル形のリニアモータにおいて、可
動子の電機子コアを複数のブロックコアに分割して推力の方向に配置し、各ブロ
ックコアは等ピッチで配置された相数のグループに分けたティースをそなえてお
り、前記ブロックコア相互間に磁石ピッチを前記分割数で割った整数倍の間隙を
設けて推力の方向に配置し、各ブロックコアの電機子コイルを前記間隙に対応す
る電気角で位相をずらせており、電機子コイルを集中巻にしてティースに直巻
ることができ、可動子の端効果によって生じるコギング推力をブロックコア相互
で相殺してゼロにし得る効果があり、高精度のリニアモータを得ることができる

0014

可動子を3個のブロックコアにして磁石ピッチの2/3あるいは1/3の間隙
で推力の方向に配置し、各フロックコアを磁石ピッチの8倍の長さで9個のティ
ースを設け、3個づつのグループに分けて巻線を巻装することにより、ティース
直接コイル巻き付け集中巻きにし、鎖交磁束が大きく、かつ3相平衡結線
にすることができる。

0015

また、2個のブロックコアに分割し、磁石ピッチの1/2の間隙で配置し、相
互の電機子コイルを90°の位相差にし、同一相のコギング推力を直列に接続し
た場合は、起磁力位相差による循環電流をなくし、効率のよいリニアモータが得
られる。

0016

なお、この間隙内に温度センサを設けることにより、コイル中間部の温度を検
出でき、リニアモータにおけるコイルの温度管理を正確に行うことができ、間隙
内の温度センサを含めて樹脂モールドすれば、温度センサの保持を確実にし、温
度の検出精度も良好になる利点が得られる。

0017

また、ブロックコアを構成するティースを継鉄部の係合突起と嵌合部で嵌合連
結することにより、ティースの打抜を容易にし、コイルを巻装したティースを連
結でき、巻線作業が簡単になるなどの効果がある。
〔図面の簡単な説明〕

0018

図1は、本発明の第1の実施例を示す側断面図である。図2は、第1の実施例
における巻線の説明図で、(a)は結線図で、(b)は巻線配置図である。図3
は、第1の実施例のコギング推力の状態を示す特性図である。図4は、第2の実
施例を示す側断面図である。図5は、第2の実施例における巻線の説明図で、(
a)は結線図で、(b)は巻線配置図である。図6は、第2の実施例のコギング
推力の状態を示す特性図である。図7は、第3の実施例を示す側断面図である。
図8は、第3の実施例における巻線の説明図で、(a)は結線図で、(b)は巻
線配置図である。図9は、第3の実施例のコギング推力の状態を示す特性図であ
る。図10は、第3の実施例における各相ベクトル図である。図11は、第3
の実施例の変形例を示す巻線の説明図で、(a)は結線図で、(b)は巻線配置
図である。図12は、第5の実施例を示す側断面図である。図13は、第5の実
施例における巻線の説明図で、(a)は結線図で、(b)は巻線配置図である。
図14は、第6の実施例を示す側断面図である。図15は、第6の実施例におけ
る巻線の説明図で、(a)は結線図で、(b)は巻線配置図である。図16は、
第7の実施例を示す側断面図である。図17は、第7の実施例を示す側断面図で
ある。図18は、第7の実施例における巻線配置図である。図19は、第7の実
施例における巻線配置図である。図20は、第8の実施例を示す正断面図である
図21は、第9の実施例を示す一部側断面図である。図22は、従来の例を示
す側断面図とコギング推力の状態を示す特性図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕

0019

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
[第1の実施例]

0020

図1は本発明の第1の実施例を示すもので、1は固定部2に等ピッチPmで取り
付けられた界磁磁石で、この界磁磁石1に対向して移動する可動子3の長さと可
動子が移動するストロークを合わせた長さに配置されている。可動子3に設けた
コアは、第1のブロックコア31、第2のブロックコア32、および第3のブロ
ックコア33に分割して移動方向に取り付けている。

0021

各ブロックコア31、32、33は、前記界磁磁石1のピッチPmの8倍の長さ
をそなえ、等ピッチPtで9個のティース4を設けており、ティース4はそれぞれ
3個づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル
5を集中巻にして巻装している。6はブロックコア相互間に挿入した間隔片で、
界磁磁石1のピッチPmの2/3倍の幅をそなえており、非磁性体で構成すること
が望ましい。

0022

3相9コイルで、これに対向する磁極数が8となる電磁構造の巻線配置におけ
スロットピッチは、電気角で160°になり、コイル飛びはスロットNo1〜
No2になるので、ティースにコイルを直接巻き付け、集中巻にすることができ
る。したがって、図2(a)の結線図に示すように、第1のブロックコア31は
、各グループのティース4にU相帯、V相帯、W相帯の順にコイル5をそなえて
いる。

0023

第2のブロックコア32は、前記第1のブロックコア31に対して推力の方向
に間隔片6により磁石ピッチPmの2/3ずらせており、磁石ピッチPmは電気角で
180°であるから、電気角で120°ずれることになり、このブロックアの電
機子コイルも第1のブロックコア31の電機子コイルに対して120°の位相ず
れをもたせるため、前記第1のブロックコアと同じ側の端からV相帯、W相帯、
U相帯の順で電機子コイル5をそなえている。

0024

また、第3のブロックコア33の電機子コイル5も同様に、第2のブロックコ
ア32から電気角で120°ずらせることになり、W相帯、U相帯、V相帯の順
で巻装される。

0025

したがって、各相コイルと磁石との対向位置は位相をずらさない場合と同様に
なり、鎖交磁束が最大になる。

0026

このように、可動子3の各ブロックコアのコイル配置は、図2(b)に示すよ
うに、ブロックコア31、32、33が相互に、界磁磁石1のピッチPmの2/3
(電気角で120°)の間隔片6によって離されており、これに応じて各ブロッ
クコアの電機子コイルを相互に電気角で120°の位相差で巻装することにより
、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力TC1、TC2、TC
3は、図3に示すように120°の位相差を生じ、その和を0にすることができ
る。
[第2の実施例]

0027

図4は、第2の実施例を示す側断面図で、前記第1の実施例と同じ部分に同一
の符号を付しており、可動子3のコアを3個のブロックコアに分割して、界磁
石1のピッチPmの1/3倍の幅をそなえ間隔片6aを挟んで連鎖結合させており
、各ブロックコア31、32、33は、前記界磁磁石1のピッチPmの8倍の長さ
をそなえ、等ピッチPtで9個のティース4を設け、ティース4はそれぞれ3個づ
つのグループにしている。

0028

このように、各ブロックコア相互の同じ側端のティース位置は、ブロックコア
相互間に間隔片6aを挟んで磁石ピッチPmの1/3づつずれており、磁石ピッチ
Pmは電気角で180°であるから、電気角で60°ずれることになる。

0029

したがって、第1のブロックコア31は、図5(a)の結線図に示すように端
から順次に、各グループのスロットにU相帯、V相帯、W相帯のコイルを直接巻
装し、第2のブロックコア32の電機子コイルは、電気角で60°位相をずらせ
るためW相帯、U相帯、V相帯の順に巻方向を逆にして巻装し、第3のブロック
コア33は第2のブロックコアと60°の位相差にするため、第1のブロックコ
アのコイルと同方向にしてV相帯、W相帯、U相帯の順で巻装する。この状態の
各ブロックコアの巻線配置を図5(b)に示している。

0030

このため、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力TC1、T
C2、TC3は、図6に示すように60°の位相差を生じ、その和を0にするこ
とができる。
[第3の実施例]

0031

図7は、第3の実施例を示す側断面図で、1は界磁磁石、2は固定部、3は可
動子で、この実施例では界磁磁石1の磁石ピッチPmの8個分の長さに9個のティ
ースを等ピッチでそなえた2個のブロックコア31、32を、磁石ピッチPmの1
/2の幅の間隔片6bを挟んで設けている。

0032

第1のブロックコア31は、図8(a)に示すように、9個のティース4を3
個のグループに分けて、順にU相帯、V相帯、W相帯の電機子コイル5を巻装し
ており、第2のブロックコア32は、第1のティースにV相帯の1つのコイルを
巻き、次の3個のティースにW相帯のコイル、次の3個のティースにU相帯のコ
イル、次の2個のティースにV相帯の2つのコイルを巻装することによって、ブ
ロックコア相互の電機子コイル5を90°の位相差で3相平衡巻線とし、鎖交
束を最大にすることができる。

0033

したがって、各ブロックコア31、32の巻線配置は図8(b)に示すように
なり、図9のように、第1のブロックコア31と第2のブロックコア32の端効
果によって発生するコギング推力TC1、TC2を相互に相殺させることができ
る。

0034

また、第1のブロックコア31の電機子コイルと、第2のブロックコア32の
電機子コイルの、同相のコイルを直列に接続することにより、図10に示すよう
に2つの電機子に生じる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成され、循環電流を
無くすことができる。
[第4の実施例]

0035

図11は、第4の実施例を示す巻線配置図で、図8に示すコイル配置とコイル
接続方法についての変形例を示している。

0036

第1のブロックコア31は、図11(a)に示すように、9個のティース4を
3個のグループに分けて、順にU相帯、V相帯、W相帯の電機子コイル5を巻装
しており、第2のブロックコア32は、同様に9個のテイースを3個のグループ
に分けて、V相帯、W相帯、U相帯の順で電機子コイルを巻装することによって
、ブロックコア相互の電機子コイル5を90°の位相差で3相平衡巻線とするこ
とができる。

0037

したがって、各ブロックコア31、32の巻線配置は図11(b)に示すよう
になり、図9のように、第1のブロックコア31と第2のブロックコア32の端
効果によって発生するコギング推力TC1、TC2を相互に相殺させることがで
きる。また、第1のブロックコア31の電機子コイルと、第2のブロックコア3
2の電機子コイルの、同相のコイルを直列に接続することにより、図10に示す
ように2つの電機子に生じる起磁力ベクトルの位相がベクトル合成され、循環
流を無くすことができる。
[第5の実施例]

0038

図12は本発明の第5の実施例を示すもので、リニアモータの所要寸法を長く
する必要がある場合に好適な例である。

0039

図において、1は固定部2に等ピッチPmで取り付けられた界磁磁石で、この界
磁磁石1に対向して移動する可動子3の長さと可動子が移動するストロークを合
わせた長さに配置されている。可動子3に設けたコアは、第1のブロックコア3
1、第2のブロックコア32、および第3のブロックコア33に分割して移動方
向に取り付けている。

0040

各ブロックコア31、33は、前記界磁磁石1のピッチPmの8倍の長さをそ
なえ、等ピッチPtで9個のティース4を設けており、ティース4はそれぞれ3個
づつのグループにし、それぞれのグループに直巻された各相の電機子コイル5を
集中巻にして巻装している。ブロックコア32は、ブロックコア31、33の2
倍(ピッチPmの16倍)の長さをそなえ、等ピッチPtで18個のティース4を
設けており、ティース4はそれぞれ3個づつのグループにし、それぞれのグルー
プに直巻された各相の電機子コイル5を集中巻にして巻装している。

0041

6はブロックコア相互間に挿入した間隔片で、界磁磁石1のピッチPmの2/3
倍の幅をそなえており、非磁性体で構成することが望ましい。

0042

3相9コイルで、これに対向する磁極数が8となる電磁構造の巻線配置におけ
るスロットピッチは、電気角で160°になり、コイル飛びはスロットNo1〜
No2になるので、ティースにコイルを直接巻き付け、集中巻にすることができ
る。したがって、図13(a)の結線図に示すように、第1のブロックコア31
は各グループのティース4にU相帯、V相帯、W相帯の順にコイル5をそなえて
いる。

0043

第2のブロックコア32は、前記第1のブロックコア31に対して推力の方向
に間隔片6により磁石ピッチPmの2/3ずらせており、磁石ピッチPmは、電気角
で180°であるから、電気角で120°ずれることになり、このブロックコア
の電機子コイルも第1のブロックコア31の電機子コイルに対して120°の位
相ずれをもたせるため、前記第1のブロックコアと同じ側の端からV相帯、W相
帯、U相帯の順を2度繰り返して電機子コイル5をそなえている。

0044

また、第3のブロックコア33の電機子コイル5も同様に、第2のブロックコ
ア32から電気角で120°ずらせることになり、W相帯、U相帯、V相帯の順
で巻装される。したがって、各相コイルと磁石との対向位置は位相をずらさない
場合と同様になり、鎖交磁束が最大になる。このように、可動子3の各ブロック
コアのコイル配置は、図13(b)に示すように、ブロックコア31、32、3
3が相互に、界磁磁石1のピッチPmの2/3(電気角で120°)の間隔片6に
よって離されており、これに応じて各ブロックコアの電機子コイルを相互に電気
角で120°の位相差で巻装することにより、各ブロックコアの端効果によって
発生するコギング推力TC1、TC2、TC3は、第1の実施例と同様に、図3
に示すように120°の位相差を生じ、その和を0にすることができる。

0045

なお、本実施例の場合、リニアモータの進行方向が逆の仕様となった場合には
、第2のブロックコア32と第3のブロックコア33は、V相帯とW相帯が入れ
替わることになる。
[第6の実施例]

0046

図14は、第6の実施例を示す側断面図で、可動子3のコアを3個のブロック
コアに分割して、界磁磁石1のピッチPmの1/3倍の幅をそなえ間隔片6aを挟
んで連鎖結合させており、各ブロックコア31、33は、前記界磁磁石1のピッ
チPmの8倍の長さをそなえ、等ピッチPtで9個のティース4を設け、ティース4
はそれぞれ3個づつのグループにしている。またブロックコア32は、前記第5
の実施例と同様にブロックコア31、33の2倍の長さ(ピッチPmの16倍の
長さ)としている。

0047

このように、各ブロックコア相互の同じ側端のティース位置は、ブロックコア
相互間に間隔片6aを挟んで磁石ピッチPmの1/3づつずれており、磁石ピッチ
Pmは電気角で180°であるから、電気角で60°ずれることになる。

0048

したがって、第1のブロックコア31は、図15(a)の結線図に示すように
端から順次に、各グループのスロットにU相帯、V相帯、W相帯のコイルを直接
巻装し、第2のブロックコア32の電機子コイルは、電気角で60°位相をずら
せるためW相帯、U相帯、V相帯の順に巻方向を逆にして2度繰り返し巻装し、
第3のブロックコア33は第2のブロックコア32と60°の位相差にするため
、第1のブロックコア31のコイルと同方向にしてV相帯、W相帯、U相帯の順
で巻装する。この状態の各ブロックコアの巻線配置を図15(b)に示している

0049

このため、各ブロックコアの端効果によって発生するコギング推力TC1、T
C2、TC3は、第1の実施例と同様に、図6に示すように60°の位相差を生
じ、その和を0にすることができる。

0050

なお、本実施例の場合、リニアモータの進行方向が逆の仕様となった場合には
、第2のブロックコア32と第3のブロックコア33は、V相帯とW相帯が入れ
替わることになる。
[第7の実施例]

0051

図16、17は、コイルの温度管理をするための温度センサを設けた第7の実
施例で、可動子3のコアを複数個(図では3個)のブロックコア31、32、3
3に分割し、各ブロックコア相互間に界磁磁石1のピッチPmの2/3の間隙を設
け、間隔片6を挿入しており、この間隙を挟む両側のコイル51、52の間にサ
ミスタあるいはサーマルプロテクタのような温度センサ7を挿入し、樹脂モー
ルド8で充填保持させている。なお、図16は、前記第1〜4の実施例を対象に
しており、図17は前記第5、6の実施例を対象にしている。

0052

したがって、温度センサ7は、電機子コイル5の温度をコイルエンドでなく、
コイル温度が高くなるコイル中間部で検出することができ、ティース4および電
機子コイル5の寸法や構成に影響を与えないで、確実なコイル温度を検出するこ
とができる。

0053

なお、この実施例では図18および図19の巻線配置図に示すように、温度セ
ンサ7が、W相とV相およびU相とW相の間に挿入されるので、各相のコイル温
度をほぼ平均して検出できる。

0054

また、温度センサ7は、間隙内に接着などにより取り付けることができるが、
コイル相互間に挿入して樹脂モールド8で充填することにより、確実な保持を行
うとともに、コイル51、52からの熱伝導を良好にして検出精度を向上させる
ことができる。また、この場合、鉄心全体モールドするようにしてもよい。
[第8の実施例]

0055

なお、前述した各実施例では、いずれも可動子3の一方に電機子コイル5をそ
なえ、界磁磁石1と対向させているが、図20に断面を示すように、可動子3に
、それぞれ電機子コイル5をそなえたティース4を両側に設け、それぞれ固定部
2の両側に設けた界磁磁石1に対向させるようにした場合も、それぞれの電機子
コイルを同様に実施することができる。7は冷却用冷媒通路である。
[第9の実施例]

0056

また、前述した各実施例のブロックコアは、くし歯状の鉄心で一体にしたもの
を示してあるが、図21のように、継鉄部41の片側に係合突起42を形成し、
反対側にこの係合突起にかみ合う嵌合部43を設けた積層板を順次に、嵌合連結
して固着させるようにしておけば、ティース4の形状を小さくして打抜を容易に
し、あらかじめ積層したティース4にコイル5を巻き付けたものを連結すること
ができるので、巻線を容易にし得る利点がある。

0057

なお、この場合も、前記第8の実施例で示した両側にティース4を有するブロ
ックコアにおいても実施することができる。
産業上の利用可能性

0058

本発明は、工作機のテーブル送りなどに用いられるムービングコイル形のリニ
アモータに適用して、コイル温度の検出精度を向上させたリニアモータを製造、
提供する分野に利用できる。

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