專利名稱：直線電動機和xy臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及由初級側(cè)和次級側(cè)構(gòu)成的直線電動機、和使用該電動機的XY臺。
背景技術：
在直線電動機中，可考慮現(xiàn)有的直線電動機那樣的各種結(jié)構(gòu)的直線電動機，但是，大多突破旋轉(zhuǎn)機而使用進行直線驅(qū)動的結(jié)構(gòu)的直線電動機。
例如，在日本特開2001-28875號公報(下面，稱為專利文獻1)中，作為實施例之一記述了為了謀求容易制造、節(jié)省空間和提高電力效率，用1個線圈多極化，在電樞中把多個兩種形狀的鐵心配置成每隔一個為同種鐵心的直線電動機。
<專利文獻1>
日本特開2001-28875號公報發(fā)明內(nèi)容如上述專利文獻1的一個實施例的直線電動機那樣，在通過連結(jié)多個電樞來構(gòu)成多相結(jié)構(gòu)的直線電動機時，產(chǎn)生線圈側(cè)的全長與相數(shù)成正比而變長的問題。
本發(fā)明的目的在于，提供能夠縮短作成多相結(jié)構(gòu)時電樞間的距離，縮短直線電動機的全長的直線電動機。
按照本發(fā)明的一個特征，把直線電動機作成，電樞具有通過次級側(cè)面對置的相對鄰，在電樞中把線圈纏繞在次級側(cè)的肋部上。
按照本發(fā)明的另一個特征，還把直線電動機作成，電樞具有通過次級側(cè)面對置的對置部，在電樞中把線圈纏繞在與次級側(cè)垂直的方向上的同一個位置上。
另外，本發(fā)明的其它特征在以下的詳述中可以清楚地看到。
按照本發(fā)明，在直線電動機中，縮短在作成多相結(jié)構(gòu)時相鄰的異相電樞間的距離，可縮短直線電動機的全長。


圖1為本發(fā)明實施例1的直線電動機的基本結(jié)構(gòu)圖，圖2為把本發(fā)明實施例1的直線電動機三相配置起來的圖。
圖3為本發(fā)明實施例2的XY臺的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為比較例的直線電動機的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖5為比較例的直線電動機的線圈配置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面，說明本發(fā)明的實施例。
圖4和圖5示出比較例的直線電動機的結(jié)構(gòu)。在本比較例中，在電樞單元的底邊，把纏繞線圈的A相電樞單元7、B相電樞單元8、C相電樞單元9耦合起來構(gòu)成一個初級側(cè)構(gòu)件。
與圖2一樣，在異相電樞間必須保持規(guī)定的間隔。在上述直線電動機的上述電樞的極距為P時，必須使相鄰的不同電樞與磁極齒的間距保持為(k·P+P/M){(k＝0，1，2，...)，(M＝2，3，4，...)}{在此，k為在可以配置相鄰電樞的范圍內(nèi)自由選擇的數(shù)，M為電動機的相數(shù)}。圖5中，在線圈端部的長度為L時，異相電樞間(例如，A相與B相間，還有B相與C相間)必須保持大于等于2L的間隔。在線圈設計上受到制約，以使異相電樞線圈的端部納入這樣的間隔內(nèi)。
圖4示出在比較例中使用的直線電動機，圖4示出，在包括在鐵心上具有線圈的多個電樞的直線電動機中，該鐵心由配置線圈的線圈部鐵心、和使次級側(cè)磁極的前部與背部對置的磁極鐵心構(gòu)成，由多極構(gòu)成的一相的鐵心組合是由一個共同線圈構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的直線電動機。
圖4(a)為示出直線電動機的磁力線方向的圖，圖4(b)為直線電動機的整體圖。把多個永久磁鐵34配置成N極、S極交錯而構(gòu)成直線電動機的次級側(cè)6。電樞3與直線電動機的初級側(cè)(具有纏繞著線圈的磁性體的一側(cè))相當，由鐵心51、52；以及電樞線圈4構(gòu)成。
鐵心51、52由磁性體構(gòu)成，將其構(gòu)成為在鐵心51和鐵心52中，上部與下部的磁極不同。次級側(cè)6成為被鐵心51和鐵心52包圍的形狀。在此，把鐵心51的上部磁極齒11a和下部磁極齒21b定義為第1對置部，把鐵心52的下部磁極齒12b和上部磁極齒22a定義為第2對置部。因此，把電樞3構(gòu)成為，第(2n-1)鐵心具有第1對置部，第(2n)鐵心具有第2對置部(其中，n＝1，2，3，...)。在鐵心51、52的各對置部的上部磁極齒與下部磁極齒之間設有一定的間隙，當把次級側(cè)6引進間隙時，形成次級側(cè)6被第1對置部和第2對置部夾持的結(jié)構(gòu)。在根據(jù)次級側(cè)6與電樞3的相對位置使單相交流電流在線圈4中流動時，磁力線在直線電動機各對置部的上部磁極齒與下部磁極齒之間的間隙中交替地翻轉(zhuǎn)而通過上部與下部的磁極齒間，在第1對置部與第2對置部中流動的磁力線的方向交互地成為反方向。由于第1對置部和第2對置部中流動的磁力線、與永久磁鐵34形成的磁力線的相互作用，在次級側(cè)6中在X方向上產(chǎn)生電磁力引起的驅(qū)動力，次級側(cè)6往復運動，在此，次級側(cè)6成為被鐵心51和鐵心52包圍的形狀。
圖1為本發(fā)明的直線電動機的實施例的整體圖。圖1中，線圈4纏繞在電樞3的磁極上，把多個電樞3的單元連結(jié)起來而構(gòu)成初級側(cè)，由軸承等可以移動地支持次級側(cè)6。線圈4纏繞在次級側(cè)6的肋部上。把線圈4配置在相對于次級側(cè)避開磁極方向(按照圖4，為Y軸方向)的位置上，希望把線圈4纏繞在相對于次級側(cè)6在垂直方向(次級側(cè)的磁極方向，按照圖4，為Y軸方向)上的同一個位置上。
電樞的鐵心由配置線圈4的線圈部鐵心、和使次級側(cè)6的磁極的前部與背部對置的磁極部鐵心構(gòu)成。是把各磁極的線圈配置在互相錯開的位置上的結(jié)構(gòu)，但因各相的磁動勢條件是同等的，故在正常運轉(zhuǎn)方面沒有問題。
此外，在制作要求微小推力的超小型直線電動機時，也是有效的方法之一。
圖2示出配置本發(fā)明實施例的三相電樞線圈的一個例子。如圖2所示，在上述直線電動機的上述電樞的極距為P時，必須使相鄰的、不同電樞與磁極齒的間距保持為(k·P+P/M){(k＝0，1，2，...)，(M＝2，3，4，...)}{在此，k為在可以配置相鄰電樞的范圍內(nèi)自由選擇的數(shù)，M為電動機的相數(shù)}。把線圈設計成為，使相鄰電樞線圈的端部納入這樣的間隔內(nèi)。
在此，說明圖5所示比較例的線圈配置與圖2所示本發(fā)明實施例的線圈配置的不同。在直線電動機的上述電樞的極距為P時，必須把與相鄰的異相電樞的磁極齒的間距保持為(k·P+P/M)。但是，在是作為現(xiàn)有技術的圖5所示的繞線方法時，由于相鄰異相電樞(例如，7、8)的電樞線圈的線圈端部相互鄰接，故(k·P+P/M)變大。與此不同，在采用作為本實施例的圖2所示繞線方法時，由于相鄰異相的電樞線圈的線圈端部互相間不相鄰，故(k·P+P/M)的大小比作為現(xiàn)有技術的圖5所示繞線方法變小。
結(jié)果，按照本實施例，在直線電動機中，在作成多相結(jié)構(gòu)時縮短相鄰的異相電樞間的距離，可縮短直線電動機的全長。
圖3為使用本發(fā)明的驅(qū)動裝置的XY臺的整體圖。圖3中，電樞3X、3Y為圖2所示的A相、B相、C相這3個電樞的組合產(chǎn)生的三相驅(qū)動裝置。當然，也可以產(chǎn)生兩相、五相驅(qū)動裝置。
圖3中，3X表示X方向驅(qū)動裝置的電樞3、3Y表示Y方向驅(qū)動裝置的電樞3。在XY臺的底座120上配置有直線導向機構(gòu)121(直線軸承)，以使Y方向驅(qū)動裝置的電樞3X能夠自由自在地驅(qū)動。此外，在Y軸上也配置有直線導向機構(gòu)121(直線軸承)，以使Y方向驅(qū)動裝置的電樞3Y能夠自由自地驅(qū)動。在底座120上使用可以進行X方向驅(qū)動或XY驅(qū)動的XY臺(未圖示)，也可以把操作固定，得到微小位移的移動。
按照本實施例，在直線電動機中，在作成多相結(jié)構(gòu)時縮短相鄰的異相電樞間的距離，具有縮短直線電動機的全長的效果。
圖3中，對于一個共同的次級導體驅(qū)動多臺電樞3Y的方式(多驅(qū)動方式)的場合下，通過縮短一臺電樞的全長，可得到相對地延長各電樞的有效行程的效果。
此外，按照本實施例，對于一個共同的次級導體驅(qū)動多臺電樞(直線電動機)的方式(多驅(qū)動方式)的場合下，通過縮短一臺電樞的全長，具有相對地延長有效行程的效果。
權(quán)利要求
1.一種直線電動機，包括包含具有纏繞著線圈的鐵心的多個電樞的初級側(cè)構(gòu)件；以及具有永久磁鐵的次級側(cè)構(gòu)件，其特征在于上述電樞具有相對置的對置部，把次級側(cè)構(gòu)件配置在上述對置部之間，在電樞中把上述線圈纏繞在次級側(cè)構(gòu)件的肋部上。
2.一種直線電動機，包括包含在多個鐵心上具有線圈的多個電樞的初級側(cè)構(gòu)件；以及具有永久磁鐵的次級側(cè)構(gòu)件，其特征在于上述電樞具有對置的對置部，把次級側(cè)構(gòu)件配置在上述對置部之間，在上述電樞中把上述線圈纏繞在避開上述次級側(cè)構(gòu)件的磁鐵的磁極方向的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動機，其特征在于在上述鐵心上相對于次級側(cè)構(gòu)件把上述線圈纏繞在次級側(cè)構(gòu)件的磁極方向上的同一個位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動機，其特征在于在上述鐵心上相對于次級側(cè)構(gòu)件把上述線圈纏繞在垂直方向上的同一個位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電動機，其特征在于構(gòu)成上述電樞的鐵心為多個，上述次級側(cè)構(gòu)件被上述多個鐵心包圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動機，其特征在于構(gòu)成上述電樞的鐵心為多個，上述次級側(cè)構(gòu)件被上述多個鐵心包圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直線電動機，其特征在于構(gòu)成上述電樞的鐵心為多個，上述次級側(cè)構(gòu)件被上述多個鐵心包圍。
8.一種XY臺，包括在X軸方向上驅(qū)動被驅(qū)動體的直線電動機；以及在Y軸方向上驅(qū)動被驅(qū)動體的直線電動機，其特征在于至少1個上述直線電動機包括具有多個電樞的初級側(cè)構(gòu)件；以及具有永久磁鐵的次級側(cè)構(gòu)件，上述電樞具有相對置的對置部，把次級側(cè)構(gòu)件配置在上述對置部中，在電樞中把上述線圈纏繞在次級側(cè)的肋部上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電動機，其特征在于在上述初級側(cè)構(gòu)件的極距為P、相數(shù)為M時，相鄰的異相電樞之間的間隔為(k·P+P/M)，k為自然數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電動機，其特征在于在上述初級側(cè)構(gòu)件的極距為P、相數(shù)為M時，相鄰的異相電樞之間的間隔為(k·P+P/M)，k為自然數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直線電動機，其特征在于在上述初級側(cè)構(gòu)件的極距為P、相數(shù)為M時，相鄰的異相電樞之間的間隔為(k·P+P/M)，k為自然數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電動機，其特征在于相數(shù)為多個。
全文摘要
提供一種直線電動機和XY臺，解決了在通過連結(jié)多個電樞來構(gòu)成多相結(jié)構(gòu)的直線電動機時，線圈側(cè)的全長與相數(shù)成正比而變長的問題。把直線電動機作成，電樞具有通過次級側(cè)面對置的對置部，在電樞中把線圈纏繞在次級側(cè)的肋部上。還把直線電動機作成，電樞具有通過次級側(cè)面對置的對置部，在電樞中把線圈纏繞在與次級側(cè)垂直的方向上的同一個位置上。
文檔編號H02K41/00GK1619927SQ200410056790
公開日2005年5月25日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者金弘中, 酒井慶次郎, 柴田均 申請人:株式會社日立制作所