[发明专利]线性电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种线性电动机。

背景技术

在专利第3906443号公报(专利文献1)中，揭示有动子相对于定子 往复运动的线性电动机。动子具有一对永久磁铁列，该一对永久磁铁列由 多个永久磁铁在该动子往复运动的运动方向上成列排列地构成。定子具有 电枢，该电枢具有定子磁芯和励磁绕组。定子磁芯具有：与多个永久磁铁 的磁极面对置的第一磁极部列及第二磁极部列和连接第一磁极部列和第 二磁极部列的连接部。励磁绕组卷绕在定子磁芯的连接部而励磁多个磁极 部。

专利文献1：日本专利第3906443号公报

在像这样的以往的线性电动机中，在励磁绕组中产生的磁通量在连接 部、第一磁极部列和第二磁极部列之间流通。但是，在以往的线性电动机 中，磁路长，即使增加励磁绕组的绕组量，磁阻增加，容易引起磁饱和， 电动机的单位尺寸的最大推力的提高存在限制。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种线性电动机，其不使磁阻大幅增加，而 能够增加励磁绕组的绕组量，提高电动机的单位尺寸的最大推力。

本发明的另一目的在于，提供一种线性电动机，其能够减少使用的铁 量，实现小型化。

本发明作为改良对象的线性电动机构成为动子相对于定子往复运动。 定子及动子中的一者具有1个以上的永久磁铁列。永久磁铁列由多个永久 磁铁在动子往复运动的运动方向上成列排列而构成，多个永久磁铁在与运 动方向正交的正交方向上被磁化，且多个永久磁铁被磁化为在磁极面上显 现沿着运动方向交替不同的磁性的磁极。定子及动子中的另一者具有电 枢，该电枢包括第一磁极部列及第二磁极部列和n相量(n为3以上的整 数)的励磁绕组。第一磁极部列及第二磁极部列分别具有配置于永久磁铁 列的正交方向的两侧且与多个永久磁铁的磁极面对置的多个磁极部。n相 量的励磁绕组对构成第一磁极部列及第二磁极部列的多个磁极部进行励 磁。各n相量的励磁绕组具有空芯结构，该空芯结构构成为，以使由各励 磁绕组励磁的第一磁极部列所包含的p个(p为1以上的整数)磁极部和 第二磁极部列所包含的q个(q为1以上的整数)磁极部位于内部空间内 且卷绕中心沿着运动方向延伸的方式将绕组导体卷绕成线圈状。由各励磁 绕组励磁的第一磁极部列所包含的p个磁极部，以相对于第二磁极部列所 包含的q个磁极部在运动方向上偏移的状态配置。n相量的励磁绕组分别 以电角度相差360度/n的相位地进行励磁。并且，p个和q个为相等数量 也可以。

并且，在具体的本发明的线性电动机中，由各励磁绕组励磁的第一磁 极部列所包含的磁极部，以相对于第二磁极部列所包含的磁极部在运动方 向上偏移的状态(交替错开的状态)配置。

若电流在励磁绕组中流通，则磁通量在由1个励磁绕组励磁的第一磁 极部列所包含的磁极部和第二磁极部列所包含的磁极部之间交替通过而 曲折地流通。根据该磁通量的流通的变化，磁极部和永久磁铁列之间产生 排斥·吸引，由此动子移动。这样，动子相对于定子进行往复运动。

若像本发明这样，具有以使由各励磁绕组励磁的第一磁极部的多个磁 极部和第二磁极部列的多个磁极部位于内部空间内且卷绕中心沿着运动 方向延伸的方式将绕组导体卷绕成线圈状而构成的空芯结构，则在励磁绕 组中产生的磁通量的大部分直接地在第一磁极部列的多个磁极部和第二 磁极部列的多个磁极部中流通。因此，不会大幅增加磁阻，而增加励磁绕 组的绕组量。其结果是，能够提高电动机的单位尺寸的最大推力。并且， 在本发明中，由于能够较小地形成磁极部，因此能够减少铁量，实现线性 电动机的小型化。

优选的是，第一磁极部列所包含的磁极部相对于第二磁极部列所包含 的磁极部，在运动方向上偏移间距(τp)量，其中间距(τp)是指构成 永久磁铁列的多个永久磁铁的相邻的2个永久磁铁的中心之间的间距(τ p)。这样，磁通量容易在一磁极部和另一磁极部之间交替通过而弯曲地流 通。

在将构成第一磁极部列及第二磁极部列的各个多个磁极部的运动方 向的长度尺寸设为TL时，优选使τp＜TL＜2τp的关系成立。由此，能 够使动子相对于定子平滑地往复运动。

在n相量的励磁绕组的外侧可以配置促进在永久磁铁列及励磁绕组中 产生的磁通量的流通的后磁轭。这样，在励磁绕组中产生且在励磁绕组的 外侧流通的磁通量通过后磁轭流通。因此，能够更加提高电动机的单位尺 寸的额定推力及最大推力。