JPS59122354A - Movable magnet type dc linear motor with (2p+1) pole field magnet - Google Patents
Movable magnet type dc linear motor with (2p+1) pole field magnetInfo
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- JPS59122354A JPS59122354A JP22700482A JP22700482A JPS59122354A JP S59122354 A JPS59122354 A JP S59122354A JP 22700482 A JP22700482 A JP 22700482A JP 22700482 A JP22700482 A JP 22700482A JP S59122354 A JPS59122354 A JP S59122354A
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- 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
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- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
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Abstract
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.
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.
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 □□□.
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.
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.
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.
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)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22700482A JPS59122354A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Movable magnet type dc linear motor with (2p+1) pole field magnet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22700482A JPS59122354A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Movable magnet type dc linear motor with (2p+1) pole field magnet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59122354A true JPS59122354A (en) | 1984-07-14 |
Family
ID=16853997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22700482A Pending JPS59122354A (en) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | Movable magnet type dc linear motor with (2p+1) pole field magnet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59122354A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4723428A (en) * | 1985-06-24 | 1988-02-09 | Kabushiki Kaisha Tokai Rika Denki Seisakusho | Cylinder lock with cover |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56141768A (en) * | 1980-04-01 | 1981-11-05 | Takahashi Yoshiteru | Linear motor |
JPS56166763A (en) * | 1980-05-23 | 1981-12-22 | Takahashi Yoshiteru | Linear motor |
JPS5752367A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-27 | Takahashi Yoshiteru | Linear motor |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP22700482A patent/JPS59122354A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Cited By (1)
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