线性同步电动机以及线性电动机促动器制造技术

本发明专利技术提供在使三相交流电通过移动元件的线圈时可使各相所产生的推力均匀、尽可能缩小推力变化的线性同步电动机，由使Ｎ极和Ｓ极直线地交替排列的固定磁铁（４）、和与该固定磁铁（４）相对并随着三相交流电的通电产生移动磁场而向上述固定磁铁（４）施加推力的移动元件（５）构成，上述移动元件（５）由铁心部件（５０）和线圈（５１）构成，铁心部件（５０）排列有上述交流电的相数的自然倍数的数量的齿（５２）；线圈（５１）卷绕在各齿（５２）上并通有上述交流电的任何一相电流，在上述铁心部件（５０）具有的多个齿（５２）中，与通过卷绕在该铁心部件（５０）两端的齿（５２）上的线圈（５１）的交流电的ｕ相、ｗ相对应的齿（５２）的前端比其余的ｖ相的齿（５２）的前端更向上述定子磁铁（４）突出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如一般在搬运设备以及工作设备等的直线引导部内 作为驱动装置使用的、相对被直线引导的可动体施加推力或制动力的 线性电动机，具体是涉及向巻绕在铁心部件上的线圏接通交流电，将 在上述铁心部件和磁铁之间产生的磁吸引力作为推力使用的线性同步 电动机的改良。技术背景众所周知，在搬运设备以及工作设备上， 一般作为使工作台等可 动体进行直线往复运动的装置，有作为推力产生源而使用线性电动机 的所谓的线性电动机促动器。最一般的线性电动机促动器，利用直线 导轨将上述可动体可自由往复移动地支承在台座或立柱等固定部上，和可动体上(日本特开平10-290560号公报等)。具体是，将直线导轨 的轨道设置在上述固定部的同时，与该轨道平行地安装线性电动机的 定子，而将直线导轨的滑块和线性电动机的移动元件安装在上述可动 体上，通过将可动体侧的滑块与轨道组装，在固定部上可自由往复移 动地支承上述可动体，并使固定部侧的定子和可动体侧的移动元件相 互相对。线性电动机根据其驱动方式的不同、有各种形式，代表性的有向 线圏接通多相交流电进行使用的所谓线性同步电动机(日本特开 2003-070226号公报、日本特开平8-205514号公报等)。该线性同步电 动机由使N极和S极直线地交替排列、产生磁场的定子磁铁和通过上 述交流电的通电产生沿着定子磁铁的磁极的排列方向的移动磁场的移 动元件构成，在移动元件产生的移动磁场和定子磁铁产生的磁场之间 产生磁吸引力或排斥磁力，通过这样，产生使移动元件和定子磁铁相对地移动的推力。上述移动元件存在具有铁等强磁性体形成的铁心部件的类型和不 具有铁心部件的类型，在产生推力方面前者有利。在该铁心部件上与 上述定子磁铁相对地设置上述交流电的相数的自然倍数的数量的齿。 在这些齿上巻绕上述线圏， 一旦向线圏通电，则各齿成为电磁铁，在 与构成上述定子磁铁的各磁极之间产生磁吸引力或排斥磁力。例如，三相交流电由相位各相差120度的u相、v相、w相的三个交变电流 形成，因此，向在上述铁心部件的一端的齿上巻绕u相、在下一个齿 上巻绕v相、在再下一个齿上巻绕w相地在一系列的齿上巻绕的线圏 依次接通相位各相差120度的交变电流，产生犹如磁场从位于铁心部 件的一端的齿向着位于另一端的齿移动的现象。这是就上述的移动磁 场，通过该移动磁场和固定磁铁的协动，推力向移动元件和固定磁铁 之间作用。专利文献1:日本特开平10-290560号7>才艮 专利文献2:日本特开2003-070226号7>才艮 专利文献2:日本特开平8-205514号公报
技术实现思路
在此，向铁心部件的齿和固定磁铁的磁极之间作用的磁吸引力的 大小根据通过该齿的磁通密度而不同，磁通密度越高上述磁吸引力越 大。因此，如果原来通过铁心部件的各齿的磁通密度均匀，则向一连 串的齿接通相位不同的u相、v相、w相的交变电流时，应该产生均 匀的推力。但是，至于位于铁心部件两端的两根齿都只在一侧与其他齿邻接， 由于两侧不与其他齿邻接，因此，穿过这两根齿的磁通密度具有比穿 过除此之外的齿的磁通密度低的趋势。因此，在构成三相交流电的u 相、v相、w相中，使u相与铁心部件一端的齿对应，使w相与铁心 部件另一端的齿对应的情况下， 一旦向如上所述地巻绕到各齿上的线 圏接通三相交流电、产生推力，则因v相产生的推力比因u相和w相 产生的推力稍强，具有推力产生周期性不均匀的问题。并且，由于穿过位于铁心部件两端的两根齿的磁通密度低于穿过 除此之外的齿的磁通密度，因此，使强磁性体形成的铁心部件相对定 子磁铁移动时，齿槽转矩局部发生变化，具有移动元件和固定磁铁之 间的推力也因此而发生变化的问题。目前对于这样的推力变化的问题，通过改变齿的排列间距、改变 齿的厚度或齿宽等来解决，但这些措施引起收容线圏的切槽空间(相 互邻接的两个齿之间的空间)减少等，具有因线圏的巻绕数减少导致 推力大幅度下降的问题。本专利技术鉴于这样的问题而形成，其目的是提供将多相构成的交流 电向移动元件的线圈通电时，可使各相所产生的推力均勻，通过这样 尽可能缩小推力变化的线性同步电动机。实现上述目的的本专利技术的线性同步电动机由第一部件和第二部件构成，第一部件使N极和S极直线地交替排列、产生磁场；第二部件 与该第一部件保持间隙地相对，并随着多相交流电的通电产生沿着上 述磁极的排列方向的移动磁场，向上述第一部件施加推力。上述第二 部件由铁心部件和线圏构成，铁心部件排列有上述交流电的相数的自 然倍数的数量的齿；线圏巻绕在该线圏部件的各齿上，并通有上述交 流电的任何一相电流。在上述铁心部件具有的多个齿中，与通过巻绕 在该铁心部件两端的齿上的线圏的交流电的相对应的齿中的至少一根 的前端比其余的齿的前端更向上述第一部件突出。以三相交流(u相、v相、w相)为例进行说明，u相通过巻绕在 上述铁心部件的一端的齿上的线圏，w相通过巻绕在另一端的齿上的 线圏。这种情况下，使巻绕v相的线圏的齿的前端比巻绕u相和w相 的线圏的齿的前端更远离上述第一部件，使巻绕u相和w相的线圏的 齿的前端比巻绕v相的线圏的齿的前端更向第一部件突出。一旦形成该构成，将与u相对应的一个至多个齿、与v相对应的 一个至多个齿、与w相对应的一个至多个齿作为各组考虑的情况下， 可使各组的磁通密度平均。因此，可尽可能缩小接通交流电时的推力 变化。并且，也可抑制使装载有铁心部件的第二部件相对第一部件移动时产生的齿槽转矩的局部变化，在这点上也可尽可能地缩小推力变 化。并且，上述第一部件可以是定子也可是移动元件。如果将定子作 为第一部件，则第二部件为移动元件，并且，如果将移动元件作为第 一部件，则第二部件为定子。不过，由于第二部件具有线圏、是产生 移动磁场的部件，因此，如果第二部件为定子，则需要将铁心部件和 线圏部件设置在作为定子的第一部件的行程范围内，第二部件的组装 很麻烦。因此，如果从容易组装第二部件的观点出发，最好第一部件 是定子。 附图说明图1是适用本专利技术的线性同步电动机的线性电动机促动器的第一 实施方式的立体图。图2是将图1所示的线性电动机促动器沿着与轨道的纵向正交的 方向截断的纵剖视图。图3是图1所示的线性电动机促动器上的滚珠环形循环路的俯视 剖视图。图4是用于图1所示的线性电动机促动器的间隔带的俯视图。 图5是用于图1所示的线性电动机促动器的间隔带的侧视图。 图6是将图1所示的线性电动机促动器上的移动元件和定子磁铁沿着轨道的纵向截断的纵剖视图。图7是穿过铁心部件的各齿的磁通①的状态的简略图。图8是轨道上的定子磁铁的排列形式的其他例的俯视图。图9是适用本专利技术的线性同步电动机的线性电动机促动器的其他实施方式的概略图。具体实施方式以下根据附图就本专利技术的线性同步电动机进行具体说明。 图1是安装有本专利技术的线性同步电动机的线性电动机促动器的一 例。该线性电动机促动器具有形成沟槽状的轨道1、装载作为控制对 象的可动体并可沿着上述轨道1自由移动的工作台结构体3、设置在上述轨道1上的定子磁铁4、以及装载在上述工作台结构体3上并与 上述定子磁铁4 一起构成线性同步电动机的移动元件5，通过对装载 在上述工作台结构体3上的移动元件5的线圏进行励磁，可沿着轨道 l推进该工作台结构体3，使其停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性同步电动机，由第一部件（４）和第二部件（５）构成，第一部件（４）使Ｎ极和Ｓ极直线地交替排列、产生磁场；第二部件（５）与该第一部件（４）保持间隙地相对，并随着多相交流电的通电而产生沿着所述磁极的排列方向的移动磁场，向所述第一部件（４）施加推力；其特征在于，所述第二部件（５）由铁心部件（５０）和线圈（５１）构成，铁心部件（５０）排列有所述交流电的相数的自然倍数的数量的齿（５２）；线圈（５１）卷绕在该铁心部件（５０）的各齿上，并通有所述交流电的任何一相电流，在所述铁心部件（５０）具有的多个齿（５２）中，与通过卷绕在该铁心部件（５０）两端的齿（５２）上的线圈（５１）的交流电的相对应的齿（５２）中的至少一根的前端，比其余的齿（５２）的前端更向所述第一部件（４）突出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-9-30 288030/20051.一种线性同步电动机，由第一部件(4)和第二部件(5)构成，第一部件(4)使N极和S极直线地交替排列、产生磁场；第二部件(5)与该第一部件(4)保持间隙地相对，并随着多相交流电的通电而产生沿着所述磁极的排列方向的移动磁场，向所述第一部件(4)施加推力；其特征在于，所述第二部件(5)由铁心部件(50)和线圈(51)构成，铁心部件(50)排列有所述交流电的相数的自然倍数的数量的齿(52)；线圈(51)卷绕在该铁心部件(50)的各齿上，并通有所述交流电的任何一相电流，在所述铁心部件(50)具有的多个齿(52)中，与通过卷绕在该铁心部件(50)两端的齿(52)上的线圈(51)的交流电的相对应的齿(52)中的至少一根的前端，比其余的齿(52)的前端更向所述第一部件(4)突出。2. 如权利要求1所述的线性同步电动机，其特征在于，所述交流 电是u相、v相以及w相形成的三相交流，u相通过巻绕在所述4失心 部件(50)的一端的齿(52)上的线圏(51)， w相通过巻绕在另一端 的齿(52)上的线圏(51),使巻绕v相的线圏(51)...

【专利技术属性】
技术研发人员：兼重宙，宫本太郎，海野旭弘，
申请(专利权)人：THK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]