直线电机制造技术

提供兼顾低齿槽效应和高推力的直线电机。直线电机(1)具备：场磁体(3)，多个永磁体(31)以异极交替的方式排列成列状；和电枢(2)，其具备：多个齿(24)，以隔着空隙(P)与场磁体(3)对置的方式排列；磁轭部(25)，连结多个齿(24)；及绕组(23)，分别缠绕于多个齿(24)。多个齿(24)在其前端部(24t)隔着空隙(P)与场磁体(3)对置，在其后端部(24e)与磁轭部(25)连结。多个齿(24)中不位于两端的任一个非端部齿(24b)配置成，与场磁体(3)之间的空隙(P)比位于两端的齿(24a)的与场磁体(3)之间的空隙(P)大。多个齿(24)全部或非端部齿(24b)的前端部(24t)附近的截面积比该齿的后端部(24e)附近的截面积小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及直线电机。
技术介绍
以往，在半导体制造装置或机床等的工作台进给中使用直线电机。直线电机具有由多个永磁体呈直线状排列而成的场磁体和与场磁体相对置的电枢，场磁体和电枢中的一方作为固定件发挥功能，另一方作为可动件发挥功能，由此场磁体和电枢相对移动。电枢具有隔着空隙与场磁体对置的多个齿、和将多个齿的各个后端部连结起来的磁轭部。在齿的个数是3个的情况下，为了减小齿槽效应，提出了具有在中央的齿的前端形成有凹部的电枢的直线电机(例如，参照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平7-99767号公报
技术实现思路
技术所要解决的课题在直线电机中，要求进一步减小齿槽效应。如果使直线电机的电枢的齿变细(即，减小齿的截面积)，则能够期待齿槽效应的减小，其代价是推力降低。为了提高推力，加粗齿是有效的，但这样的话齿槽效应变大。因此，期望提供低齿槽效应、且高推力的直线电机。本技术是鉴于上述情况而完成的，将提供同时实现低齿槽效应和高推力的直线电机作为举例示出的课题。用于解决课题的手段为了解决上述课题，作为本技术的举例示出的一个方面的直线电机具备:场磁体，在该场磁体中，多个永磁体以异极交替的方式排列成列状；和电枢，所述电枢具备多个齿、磁轭部以及绕组，所述多个齿以隔着空隙与场磁体对置的方式排列，所述磁轭部连结多个齿，所述绕组分别缠绕于多个齿。多个齿在其前端部隔着空隙与场磁体对置，并且在其后端部与磁轭部连结。多个齿中的不位于两端的任一个非端部齿被配置成，与场磁体之间的空隙比位于两端位置的齿的与场磁体之间的空隙大。多个齿全部或者非端部齿的前端部附近的截面积比该齿的后端部附近的截面积小。多个齿全部、或者非端部齿也可以在从后端部至前端部的任一个位置具有截面积急剧变化的阶梯部。从后端部至阶梯部的长度也可以在从后端部至前端部的长度的1/6以上且2/3以下的范围内。从后端部至阶梯部的长度也可以在具有阶梯部的多个齿中相同。多个齿全部、或者非端部齿也可以在从后端部至前端部的任一个位置具有截面积平缓变化的楔形部。非端部齿的从后端部至前端部的长度也可以比位于两端的齿的从后端部至前端部的长度短。非端部齿的前端部的截面积也可以比位于两端的齿的前端部的截面积小。多个齿的后端部的形状也可以相同。非端部齿的前端部的端面也可以是曲面。并且，多个齿的总个数也可以是3个。根据以下参照【附图说明】的优选的实施方式可知本技术进一步的目的或其他的特征。技术效果根据本技术，能够同时实现低齿槽效应和高推力。因此，能够提供能够顺畅且强力驱动的直线电机。【附图说明】图1是示出实施方式I的直线电机的外观立体及侧方的图。图2是示出图1所示的直线电机的电枢和场磁体的内部结构的概略的结构图。图3是现有类型的直线电机的电枢的内部结构图。图4是实施方式2的电枢的内部结构图。图5是实施方式3的电枢的内部结构图。图6是实施方式4的电枢的内部结构图。图7是变形例I的电枢的内部结构图。图8是变形例2的电枢的内部结构图。图9是变形例3的电枢的内部结构图。图10是比较类型A的电枢的内部结构图。图11是比较类型B的电枢的内部结构图。图12是示出实施例中的电流和推力的关系的图表。图13是示出实施例中的可动件的位置和齿槽效应推力的关系的图表。【具体实施方式】以下，基于附图对实施方式I的直线电机进行说明。图1是实施方式I的直线电机I的外观立体图及示出侧方的图。直线电机I具有电枢2和场磁体3。电枢2作为可动件发挥功能，场磁体3作为固定件发挥功能。相对于场磁体3，电枢2能够沿箭头A方向相对移动。场磁体3也可以例如沿着箭头A方向呈直线状延伸。场磁体3也可以在电枢2能够相对移动的范围内具有曲线部分。电枢2在内部具有电枢线圈21。场磁体3在内部具有彼此极性不同的多个永磁体31 (参照图2)。以电枢线圈21的电枢铁芯22和永磁体31隔着空隙(磁性的空隙)对置的方式配置电枢2和场磁体3。电枢2由场磁体3所具有的引导结构(未图示)引导，并且在相对移动中也确保空隙。图2是示出电枢2和场磁体3的内部结构的概略的结构图。图2是用图1所示的平面X切断直线电机I的图。为了容易说明，在图2仅示出主要部分结构，省略其他构成部分的图示。在场磁体3中，多个永磁体31呈列状配置。永磁体31以异极交替的方式，即以“.S.N.S.N.”的方式排列。电枢2的电枢线圈21是通过在电枢铁芯22上缠绕绕组23而构成的。具体地，在绕线管(未图不)缠绕有绕组23，该绕线管被插入作为电枢铁芯22的一部分的齿24，但在该实施方式I中，有时也将此表达成“在齿24 (或电枢铁芯22)缠绕有绕组23”。电枢铁芯22具有:多个齿24，它们朝向场磁体3呈齿状突出；和磁轭部25，其将这些齿在后端部24e连结起来。齿24的前端部24t与场磁体3隔着空隙P对置。电枢铁芯22 —般由磁性材料构成。电枢铁芯22的齿24的个数不特别限制，但在本实施方式I中电枢铁芯22具有3个齿24。缠绕于3个齿的绕组23与3相交流电源连接。通过对这3个绕组23分别通上相位(U相、V相、W相)不同的电流，从而借助电枢2产生的磁场和由场磁体3的永磁体31产生的磁场的作用，电枢2在场磁体3上相对移动。3个齿24具有配置于两端的端部齿24a和不位于两端的非端部齿24b。在该实施方式I中，非端部齿24b是中央的I个。如图3所示，在现有类型的直线电机中，端部齿124a和非端部齿124b是相同形状、相同尺寸。并且，端部齿124a和非端部齿124b在从与磁轭部125连结的后端部至与场磁体相对置的前端部也是相同形状且相同截面积。但是，在本实施方式I的直线电机I中，端部齿24a和非端部齿24b为不同的形状。实施方式I的齿24都以截面形状为四边形状的情况进行说明。非端部齿24b的突出长度(从后端部24e至前端部24t的长度)比端部齿24a短。非端部齿24b的空隙P比端部齿24a的空隙P大。非端部齿24b处的电枢2和场磁体3之间的磁阻变得比端部齿24a处的磁阻大，减小了电枢2沿场磁体3的延伸方向移动时的齿槽效应(振动)。端部齿24a和非端部齿24b都具有阶梯部26。阶梯部26是在从后端部24e至前端部24t的任一个位置处齿24的截面积急剧变化的部分。从后端部24e至阶梯部26的部分的截面积(齿宽TeX齿堆叠厚度)比从阶梯部26至前端部24t的部分的截面积(齿宽TtX齿堆叠厚度)大。由于后端部24e侧的截面积大，前端部24t侧的截面积小，所以能够同时实现确保大的电机推力和齿槽效应的减小。虽然不限定阶梯部26的位置，但从后端部24e至阶梯部26的长度优选在齿24的突出长度的1/6?2/3的范围。还优选的是，端部齿24a的阶梯部26的位置(从后端部24e至阶梯部26的长度)和非端部齿24b的阶梯部26的位置相同。绕组23用的绕线管被插入各齿24的后端部24e侧。优选的是，端部齿24a的后端部24e附近的截面形状及尺寸、与非端部齿24b的后端部24e附近的截面形状及尺寸相同。由此，能够对端部齿24a和非端部齿24b都使用相同尺寸的绕线管。另外，在该实施方式I中，端部齿24a的前端部24t附近的截面形状及尺寸、与非端部齿24b的前端部24t附近的截面形状及尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线电机，其特征在于，该直线电机具备：场磁体，在该场磁体中，多个永磁体以异极交替的方式排列成列状；和电枢，所述电枢具备多个齿、磁轭部以及绕组，所述多个齿以隔着空隙与所述场磁体对置的方式排列，所述磁轭部连结所述多个齿，所述绕组分别缠绕于所述多个齿，所述多个齿在其前端部隔着所述空隙与所述场磁体对置，并且在其后端部与所述磁轭部连结，所述多个齿中的不位于两端的任一个非端部齿被配置成，与所述场磁体之间的空隙比位于两端位置的齿的与所述场磁体之间的空隙大，所述多个齿全部、或者所述非端部齿的所述前端部附近的截面积比该齿的所述后端部附近的截面积小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吉村宪昭，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：新型
国别省市：日本;JP