音圈电动机和三相直线电动机制造技术

本发明专利技术提供一种有效降低线圈发热的三相直线电动机。该三相直线电动机以设置三相线圈的线圈设置间隔为间隙、将不同磁极相互对置的一对永久磁铁在可动部的移动方向上排列多对，在移动方向上的邻接的永久磁铁的磁极也不同。各相线圈（６０Ｕ、６０Ｗ、６０Ｖ）由２个鞍型线圈６０Ａ、６０Ｂ构成，该鞍型线圈（６０Ａ、６０Ｂ）是近似矩形的线圈的短边侧相对于各自长边侧的直线部成约９０度的角度而成为折返部的。这２个鞍型线圈以各鞍型线圈中的２个折返部相互反向对置组合，并且，一个鞍型线圈中的２个折返部间的２个直线部与另一个鞍型线圈中的２个折返部间的直线部分别作为贴紧直线部贴紧地组合。并且，各相的线圈被排列成串联并排在移动方向上，并且，邻接相的线圈中贴紧直线部彼此贴紧地组合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种音圈电动机和三相直线电动机。
技术介绍
已知一种用于构成直线电动机的最通用的线圈单体如图9所示的、称作所谓的跑道型的构件。该线圈100通过贯穿线圈中心的轴系的回转动作而被制作，具有平面的结构。图中在上下方向上延伸的2个直线部(长边侧部分)101为产生推力的有效部分。另一方面，上下的两端部分(短边侧部分)只具有连接2个直线部101的功能，称作短边部102。而且，2个直线部101的中心距为Lc。使用图9的跑道型线圈来构成音圈电动机或三相同步直线电动机情况下的基本结构如图10所示。在图10中以俯视图的形态示出了、将图9中说明的跑道型线圈作为音圈200使用的情况和将3个相同的跑道型线圈组合来作为三相线圈300使用的情况。音圈200、三相线圈300被收纳于图中被记有线圈设置间隔的空间中，但在图10中，为了简化起见，示出的音圈200，三相线圈300是在外侧。直线电动机的磁铁装置是以在单轴方向上延伸的线圈设置间隔为间隙地排列着多个永久磁铁210而成。特别是，相互对置的永久磁铁210的磁极相异，并且相互邻接的永久磁铁210的磁极也相异。其结果，在成为线圈设置间隔的空隙产生较强的磁通密度。从一个永久磁铁210的N极中心到邻接的永久磁铁210的S极中心为止的距离称作磁极间距。将一个N极中心作为原点，将沿着磁铁列的坐标用磁极间距规范化地表示相位时，就成为图10所示的状况。在图10中，磁极间距为π(rad)，从一个N极中心到下个N极中心的磁周期长度为2π(rad)。此时，沿着该坐标的磁通密度在其最大值为A时，大致用cosθ表示。在图10中，音圈电动机为，使2个线圈直线部的中心距Lc与磁极间距π相等、2个线圈直线部分别与相互邻接的永久磁铁210的N极和S极的中心一致而配置的电动机。即，在图10中，尽管将相互对置的永久磁铁210成一对的表示了多个，但在音圈电动机的情况下，永久磁铁侧至少由二对永久磁铁210构成。在音圈200的2个直线部，电流和磁通具有相反的方向，但由矢量积产生的推力成为相同的方向。音圈200由于设置在磁通密度的最大点处，因此，所产生的推力也是最大的。可是，无法取得大的行程。正如图9中所说明的，在跑道型线圈100的情况下，有助于产生推力的只是直线部101，与上下的短边部102无关。短边部102进入图10所示的磁铁列中时，产生垂直于推进方向的侧力，因此，必须从磁铁列中除去。短边部102的宽度(图中，上下方向的尺寸)与直线部101的宽度(图中，左右方向的尺寸)基本相同，在构成线圈组件的情况下，存在着该短边部102的收纳性差的问题。另一方面，在图10的三相同步直线电动机的情况下，以U相、W相、V相的顺序，将3个线圈300U、300W、300V在磁性的2个周期(4π(rad))间设置成一体。并且，在各线圈中流动着其大小调节成与磁相位同步的电流时，即使三相线圈300移动，也可得到与其位置无关大致一定的推力。如图10可清楚地知道，在三相线圈300中，由于邻接相中的线圈的直线部相互干涉，实际上，线圈直线部的宽度只能得到音圈200时的一半。因此，短边部的宽度与音圈200相比，也减半，该部分的收纳性同样有问题。作为解决上述的跑道型线圈中短边部问题的方法，提出了一种图11所示的被称作鞍型线圈的方案。该鞍型线圈400外观上具有将图9所示的跑道型线圈100的短边部102相对于直线部101在垂直方向折返的形状。该鞍型线圈400的制造方法的一例将在下面说明。在图11(a)中，将具有宽度t的矩形断面的线圈、在同一平面上卷绕规定的圈数、做成单层跑道型的线圈。该单层线圈在最内侧具有初绕端100s，最外侧具有卷绕终端100e。接着，为了制成单相线圈，如图11(a)所示的单层的线圈以2个直线部101的主面相互对置的方式弯折约90度地成形为大致コ字形。在图11(b)中，上述的大致成形为コ字形的线圈准备有多个，并将该多个线圈层叠，以制成单相的鞍型线圈400。由于如此层叠，不言而喻，在上述的弯折工序中，处于最内侧的线圈的2个直线部的间隔最小，处于最外侧的线圈的2个直线部的间隔最大。以下，将左右的2个长边部分称作直线部401，将上下的短边部分称作折返部402。不用说，上述的鞍型线圈的制造方法始终为一个例子，主要是，可以将近似矩形的线圈的短边侧分别相对于长边侧的直线部制作成90度角度的折返部。此外，提出了一种将2个图11所示的鞍型线圈相组合的如图12所示的线圈被称作连接鞍型线圈500的方案。在图12中，将2个鞍型线圈400A、400B对置，以使折返部402A、402B相互成反向，而且将2组直线部401A、401B分别贴紧地组合而成。并且，贴紧的直线部401A、401B中流动相同方向的电流。由此，可获得使贴紧的直线部401A、401B结合成一体的线圈(例如，参照专利文献1、2)。专利文献1日本专利公开公报2002-95231号专利文献2日本专利公开公报2001-103725号
技术实现思路
本专利技术的课题是提供一种使用如上所述的连接鞍型线圈有效地降低线圈的发热的音圈电动机以及三相直线电动机。本专利技术还实现了在上述的音圈电动机和三相直线电动机中，转换线圈中流动的电流用的开关箱和线圈间的配线数目的降低。根据本专利技术，提供了一种音圈电动机，其以设置线圈的线圈设置间隔为间隙、将不同磁极相互对置的一对永久磁铁在可动部的移动方向上至少排列二对，在所述移动方向上的邻接的永久磁铁的磁极也不同，其特征在于，所述线圈由2个鞍型线圈构成，该鞍型线圈是近似矩形的线圈的短边侧相对于各自长边侧的直线部成约90度的角度而成为折返部的，这2个鞍型线圈以各鞍型线圈中的2个折返部相互反向对置组合，而且，一个鞍型线圈中的所述2个折返部间的2个直线部与另一个鞍型线圈中的所述2个折返部间的直线部分别作为贴紧直线部贴紧地组合。在本音圈电动机中，2个所述贴紧直线部中流过相反方向的电流。在本音圈电动机中，所述线圈配置成使2个所述的贴紧直线部中的各贴紧部的位置与所述移动方向上的邻接的2个永久磁铁的磁极中心一致。根据本专利技术，还提供了一种三相直线电动机，其以设置三相线圈的线圈设置间隔为间隙、不同磁极相互对置的一对永久磁铁在可动部的移动方向上被排列多对，在所述移动方向上的邻接的永久磁铁的磁极也是不同的，其特征在于，所述三相线圈中的各相线圈由2个鞍型线圈构成，该鞍型线圈是近似矩形的线圈的短边侧相对于各自长边侧的直线部成约90度的角度而成为折返部的，这2个鞍型线圈以各鞍型线圈中的2个折返部相互反向对置组合，并且，一个鞍型线圈中的所述2个折返部间的2个直线部与另一个鞍型线圈中的所述2个折返部间的2个直线部分别作为贴紧直线部贴紧地组合，并且，所述三相线圈中各相的线圈被排列成串联并排在所述移动方向上，并且，邻接相的线圈中所述贴紧直线部彼此贴紧地组合着。在本三相直线电动机中，在各相的2个所述贴紧直线部中流过相反方向的电流。而且在本三相直线电动机中，所述各相的线圈配置成使2个所述的贴紧直线部中的一个贴紧直线部的外侧或内侧与另一个贴紧直线部的内侧或外侧间的距离，与所述移动方向上的邻接的2个永久磁铁的磁极中心间的距离相等。本专利技术的音圈电动机或三相直线电动机，通过使用连接鞍型线圈，可有效地降低线圈的发热，可实现转换线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音圈电动机，其以设置线圈的线圈设置间隔为间隙、将不同磁极相互对置的一对永久磁铁在可动部的移动方向上至少排列二对，在所述移动方向上的邻接的永久磁铁的磁极也不同，其特征在于，所述线圈由２个鞍型线圈构成，该鞍型线圈是近似矩形的线圈的短边侧相对于各自长边侧的直线部成约９０度的角度而成为折返部的，这２个鞍型线圈以各鞍型线圈中的２个折返部相互反向对置组合，同时，一个鞍型线圈中的所述２个折返部间的２个直线部与另一个鞍型线圈中的所述２个折返部间的２个直线部分别作为贴紧直线部贴紧地组合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森英彦，金子诚，臼井道太郎，筱平大辅，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]