[发明专利]直线电动机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2009年3月6日提交的第2009-53518号日本专利申请的 优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用在诸如机床的工业机械中的直线电动机。

背景技术

直线电动机通常用在诸如机床这种工业机械中以实现高速和高精度。在 这种直线电动机中，已经有一些通过将昂贵的永久磁铁布置在动子侧上从而 允许使用较少的永久磁铁，由此实现了低成本，特别是在长行程机械中。（例 如，见下面的日本专利特许公开第2007-318839号。）常规的直线电动机的实 例将参照图7至图9进行说明。图7A为常规的直线电动机的示意性构造图， 图7B和7C示出永久磁铁的排列。图8是图7A中的直线电动机沿C-C线的 剖面图。图9是在直线电动机内缠绕的线圈的连接图。

直线电动机具有平行延伸的两个定子52a、52b和动子51，动子51在定 子52a、52b之间沿着定子52a、52b的延伸方向移动。

定子52a、52b由层压磁钢板形成。定子52a、52b在彼此相对的表面上 以预定的间距，如间距P，具有凸极50。此外，定子52a、52b制备成预定的 长度L，如图7A所示。多个定子52a、52b在动子51的运动方向上沿着动 子51的行程布置。定子52a、52b固定在例如机床的底座72上（图8示出）。 特别地，如图8所示，定子52a、52b通过螺栓71固定，以使定子的下表面 74接触底座72。

另一方面，动子51由设置在底座72和工作台（未示出）之间并固定到 工作台的滚动导轨或类似物在图7的X轴方向上可动地支撑。动子51具有 通过层压磁钢板形成的动子块（mover block）53、54、55。动子块53是用 于U相的动子块，动子块54是用于W相的动子块，以及动子块55是用于 V相的动子块。动子块53、54、55布置成在X轴向上相对位移120°，也就 是，在作为动子51的移动方向的X轴方向上达到定子52a、52b的极距P的 1/3。动子块53、54、55的一部分在某些情况下互相机械连接，以便保持块 间的尺寸精度。三相交流线圈缠绕在动子块53、54、55中的每一个的周围。 就是说，分别地，用于U相的三相交流线圈56缠绕在动子块53的周围，用 于W相的三相交流线圈57缠绕在动子块54的周围，以及用于V相的三相 交流线圈58缠绕在动子块55的周围。三相交流线圈56、57、58缠绕的动子 块53、54、55由压模树脂76整体形成。

永久磁铁59、64以N极和S极交替的方式排列在动子块53、54、55的 表面上。特别地，如图7B和7C所示，三对永久磁铁以间距P排列，每对包 括N和S。这里，如图7A所示，假定定子52a侧是A侧，定子52b侧是B 侧，那么A侧上的永久磁铁59和B侧上的永久磁铁64的排列成从A侧看 到的极性与从B侧看到的极性相反。

三相交流线圈56、57、58为星形连接，如图9所示。例如，如图7A所 示，当从U沿V和W的方向施加电流到三相交流线圈56、57、58时，在直 线电动机中励磁磁通量62。

下面，将对直线电动机的操作进行描述。当施加电流到三相交流线圈56、 57、58时，动子块53、54、55沿Y轴的正向或反方向（参照图7A）励磁。 这时，在永久磁铁59、64外，在与交流线圈励磁的方向相同的磁化方向上的 永久磁铁的磁通量将增强。另一方面，在与交流线圈励磁的方向相反的方向 上的永久磁铁的磁通量将减弱。因此，永久磁铁59和64会励磁成极性彼此 相反，就是说，一个用作N极而另一个用作S极。经过各个动子块53、54、 55和定子52a侧、52b侧的磁通量形成磁路，如图7A中的附图标记62所示。 这时，根据动子51和定子52a、52b的位置产生磁引力，在动子51内产生推 力，导致动子51移动。

下面将对磁通量流动进一步详细说明。假定电流定向为从U相到V和 W相，就是说，在三相交流线圈56的情况下沿图7A所示的缠绕方向，而在 三相交流线圈57、58的情况下沿图7A所示的缠绕方向的反方向。因此，在 动子块53中A侧成为S极而B侧成为N极。与此相反，在动子块54、55 中，A侧成为N极而B侧成为S极。因此，如图7A所示，磁路62形成为 磁通量从动子块53经过定子52b到动子块54、55，然后经过定子52a回到 动子块53。因此，在X轴方向上的磁引力作用在动子51上从而产生推力。