直线电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直线电机。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中记载了一种动磁铁型的直线滑台，其是将由永久磁铁构成的励磁作为可动部件，并将具有电枢绕组的电枢作为定子。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2005-269822号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的问题
[0007]在上述现有技术中，励磁用永久磁铁上设置有扭斜角并将其配置在工作台上。像这样，在永久磁铁上设置扭斜角的情况下，与没有设置扭斜角的情况相比，工作台在冲程方向上的尺寸变长。其结果是存在以下问题，相对于固定基座的工作台的有效冲程长度变短。
[0008]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供不缩短有效冲程长度、就能够减小齿槽推力的直线电机。
[0009]用于解决问题的方法
[0010]为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，应用一种直线电机，该直线电机将励磁作为可动部件、并将电枢作为定子，所述直线电机具有磁轭、多个永久磁铁和突出部，在所述磁轭上将所述多个永久磁铁配置成沿着所述可动部件的行进方向而使其极性交替不同；所述突出部形成在位于所述多个永久磁铁两端的两个所述永久磁铁的与所述电枢对置的端部上。
[0011]另外，为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，应用一种直线电机，该直线电机将励磁作为可动部件、并将电枢作为定子，所述直线电机具有磁轭、多个第一永久磁铁和第二永久磁铁，在所述磁轭上将所述多个第一永久磁铁配置成沿着所述可动部件的行进方向而使其极性交替不同；所述第二永久磁铁配置在所述多个第一永久磁铁的所述行进方向上的两端侧，并在与所述电枢对置的端部上形成有切口部。
[0012]另外，为了解决上述问题，根据本发明的其它观点，应用一种直线电机，该直线电机将励磁作为可动部件、并将电枢作为定子，所述直线电机具有磁轭、多个永久磁铁和单元，在所述磁轭上将所述多个永久磁铁配置成沿着所述可动部件的行进方向而使其极性交替不同；所述单元形成在位于所述多个永久磁铁两端的两个所述永久磁铁上，并用于使所述两个所述永久磁铁与所述电枢之间的磁隙尺寸沿着所述行进方向发生变化。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，不缩短直线电机的有效冲程长度，就能够减小齿槽推力。
【附图说明】
[0015]图1是表示实施方式的直线电机的纵剖视图。
[0016]图2是用于说明附加极磁铁的功能的说明图。
[0017]图3是表示附加极磁铁的突出部的尺寸的说明图。
[0018]图4是表示在励磁中设置了不具有突出部的附加极磁铁的比较例的情况下的、直线电机的动作时的齿槽推力的说明图；以及表示在励磁中设置了具有突出部的附加极磁铁的本实施方式的情况下的、直线电机的动作时的齿槽推力的说明图。
[0019]图5是表示设置了不具有突出部的附加极磁铁的比较例的情况下的齿槽推力的曲线图；以及表示设置了具有突出部的附加极磁铁的本实施方式的情况下的齿槽推力的曲线图。
[0020]图6是表示在永久磁铁上设有扭斜角的情况下的有效冲程、和设置了具有突出部的附加极磁铁的本实施方式的有效冲程的说明图。
[0021]图7是表示设有梯形形状的突出部的附加极磁铁的说明图。
[0022]附图标记的说明
[0023]1:直线电机、2:电枢、3:励磁、4:齿、5:电枢铁心、6:电枢线圈、7:槽、10:磁轭、11:主极磁铁(永久磁铁、第一永久磁铁)、12:附加极磁铁(永久磁铁、第二永久磁铁)、12a:突出部、16:附加极磁铁(永久磁铁、第二永久磁铁)、16a:突出部、M:磁通。
【具体实施方式】
[0024]以下边参照附图，边说明一个实施方式。
[0025][直线电机的整体结构]
[0026]使用图1，说明本实施方式的直线电机的整体结构。如图1所示，本实施方式的直线电机I是将电枢2作为定子、并将励磁3作为可动部件的动磁铁型的直线电机。
[0027]电枢2具备:具有沿着励磁3的冲程方向(行进方向)排列的多个(在该例子中是九个)齿4的电枢铁心5;以及卷绕在各齿4上的多个(在该例子中是九个)电枢线圈6。卷绕在各齿4上的电枢线圈6被容纳在槽7中，所述槽7形成在各个齿4之间。
[0028]励磁3具备:磁轭10，其沿着上述冲程方向移动自如地被未图示的直线导轨支撑；以及多个永久磁铁，其沿着上述冲程方向以NS的极性交替不同的方式并以预定间隔、配置在磁轭10的与电枢2对置的对置面上。在该例子中，多个永久磁铁由三个主极磁铁11和两个附加极磁铁12构成，将这两个附加极磁铁12配置在这些主极磁铁11的上述冲程方向上的两端侧。与电枢2隔开预定的磁隙(间隙)，将这些主极磁铁11以及附加极磁铁12进行对置设置。此外，主极磁铁11相当于第一永久磁铁的一个例子，附加极磁铁12相当于第二永久磁铁的一个例子。
[0029]附加极磁铁12形成了比主极磁铁11更小的宽度(沿着上述冲程方向的长度)，将附加极磁铁12与相邻的主极磁铁11之间的间距间隔配置成，比主极磁铁11彼此之间的间距间隔更小。在该例子中，相对于三个齿4(三个槽)将两个主极磁铁11进行对置设置，直线电机I由两极三槽的槽配合构成。
[0030]在这里，假设在磁轭10的冲程方向的两端部上没有设置附加极磁铁12，而设有与主极磁铁11相同的永久磁铁的情况下，从端部的主极磁铁11向冲程方向的外方会产生漏磁通，在相邻的主极磁铁11所形成的磁路上，在冲程方向的两端部中会发生磁的不均衡。对此，如图2所示，由于通过在磁轭10的冲程方向的两端部上设置附加极磁铁12，在附加极磁铁12与主极磁铁11之间能够形成与磁路Q相同的磁路，所述磁路Q由励磁3的相邻的主极磁铁11所形成，因此能够防止在磁轭10的冲程方向的两端部上发生磁的不均衡。如上所述，在直线电机I中，在磁轭10的冲程方向的两端部上配置附加极磁铁12。
[0031][附加极磁铁的特征]
[0032]如图3所示，在附加极磁铁12的与电枢2对置一侧(图3中的下侧)的端部上，形成有突出部12a。附加极磁铁12呈在冲程方向上对称的形状。在该例子中，从与冲程方向垂直的方向(图3中的与纸面垂直的方向)观察，突出部12a的形状为大致四边形，形成有突出部12a的附加极磁铁12的端部为凸型形状。通过例如在大致四边形的附加极磁铁的与电枢2对置一侧的端部上形成两个切口部12b，由此形成突出部12a。突出部12a用于将位于两端部的附加极磁铁12的磁通变成所希望的分布，并使得由两端部的附加极磁铁12产生的齿槽推力、与由端部以外的主极磁铁11产生的齿槽推力相抵消，对此在后面进行详细说明。此外，突出部12a以及切口部12b，就相当于使与电枢之间的磁隙尺寸沿着行进方向发生变化的单元的一个例子。
[0033]根据槽配合，来设定附加极磁铁12的突出部12a的尺寸。如本实施方式所示在两极三槽的情况下，如图3所示，若将主极磁铁11的厚度(与电枢2对置的方向的尺寸，图3中的上下方向的长度)设为H，附加极磁铁12的宽度(行进方向上的尺寸，图中的左右方向的长度)设为W，则突出部12a的厚度为0.25H，突出部12a的宽度为0.5W左右。此外，还包括五极六槽等其他的槽配合，优选为，突出部12a的厚度为0.2H?0.3H，突出部12a的宽度为0.4W?0.6W左右。
[0034][由附加极磁铁产生的主极磁铁的齿槽推力的抵消]
[0035]图4表示:在直线电机的动作时的齿槽推力的说明图。图4(a)是在励磁3上设置了不具有突出部12a的附加极磁铁12'的比较例的情况，图4(b)是在励磁3上设置了具有突出部12a的附加极磁铁12的本实施方式的情况。在图4(a)以及图4(b)中，由于槽配合为两极三槽，因此将主极磁铁11的磁铁间距设为180°的电角，齿4的配置间距为120°。此外，在该图4的说明中、称为“右”以及“左”的情况下，分别是指图4中的右方向以及左方向。另外，图4中的表示齿槽推力的方向的箭头长度，就表示齿槽推力的大小。
[0036]将励磁3相对于电枢铁心5位于冲程方向左端时设为电角0°的位置。在这种情况下，由于在本实施方式、比较例的任一方式中，关于左侧的主极磁铁11和右侧的主极磁铁11都与齿4大致正对，关于中央的主极磁铁11与相邻的齿4之间的槽7大致正对，因此任一方式中的齿槽推力大致为O。换句话说，由主极磁铁11产生的齿槽推力，在+方向(图4中的左方向)与一方向(图4中的右方向)的大小均等。其结果为，由主极磁铁11产生的总的齿槽推力变为O。另外，由左端的附加极磁铁12 (附加极磁铁12')产生的齿槽推力作用于一方向，由右端的附加极磁铁12 (附加极磁铁12')产生的齿槽推力作用于+方向，其大小变为均等。其结果为，由两端的附加极磁铁12(附加极磁铁12')产生的总的齿槽推力变为O。因而，在本实施方式、比较例的任一方式中，由主极磁铁11和附加极磁铁12,产生的整体的齿槽推力的总计都变为O。
[0037]下面，当观察关于电角15°的位置时，在比较例的情况下，基于各主极磁铁11与齿4的对置位置，关于左侧的主极磁铁11与右侧的主极磁铁11，其齿槽推力在+方向上变大，关于中央的主极磁铁11，其齿槽推力在一方向上变小。其结果为，由主极磁铁11产生的总的齿槽推力在+方向上变大。另外，基于各附加极磁铁12'与齿4的对置位置，关于左端的附加极磁铁12'，其齿槽推力在一方向上变大，关于右端的附加极磁铁12'，其齿槽推力在+方向上变小。其结果为，由附加极磁铁12'产生的总的齿槽推力在一方向上变小。因而，利用由附加极磁铁12'产生的齿槽推力、来抵消由主极磁铁11产生的齿槽推力的效果很小。
[0038]另一方面，在本实施方式的情况下，由于左端的附加极磁铁12的大致整个突出部12a与齿4重叠并进行对置，所以齿槽推力在一方向上变大，由于右端的附加极磁铁12的突出部12a与齿4偏离并进行对置，所以齿槽推力大致变为O。其结果为，由两端的附加极磁铁12产生的总的齿槽推力在一方向上变大。此外，在本实施方式中，由主极磁铁11产生的齿槽推力与比较例的情况相同，主极磁铁11的总的齿槽推力在+方向上变大。因而，利用由附加