专利名称：串联配置直线电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种串联配置直线电机，即使在用于需要较大推力的应用时，也能够通过多个线性动子的驱动结构，在装配时进行简单的操作，并且可以抵消顿动(cogging)力以及实现动子的温度保护。
背景技术：
图6表示以往的直线电机。
在图中，1’表示由1个电枢构成的以往的直线电机的动子，6’表示由多个永久磁铁形成的磁场所构成的定子。另外，假设电枢具有多相平衡线圈，直线电机被配置成使动子1’和定子6’隔着间隙对峙。
如图6所示，以往的直线电机采用对于一个移动体由一个直线电机动子1’进行驱动的机构(例如，参照特开2000-308328号公报)。
为了形成容易进行电枢线圈的连接线和中性点的连接处理，并可以增大铁芯体的单位体积推力的直线电机，设置与磁场用永久磁铁隔着磁空隙对峙的电枢，该电枢具有电枢铁芯和电枢线圈，该电枢铁芯由在推力方向上分割为多个的铁芯体构成，所以缠绕安装在各个铁芯体上的电枢线圈中，线圈导体的始端部分和尾端部分与具有布线图案的布线基板相连。
但是，能够增大推力的该直线电机也有限度。
在直线电机被用于大型机床等的驱动时，所需推力达到40000N，在该情况下，磁铁与铁芯间的磁引力也增大到120000N(12t)。可是，图6所示的具有一个电枢的直线电机如果获得上述必要推力，则伴随推力的增大，会产生顿动的问题和电枢发热的问题，因此不能应付这种大型机械的驱动。
假定利用一个电枢进行设计，动子(电枢)重量达到250kg以上，操作等问题加大。并且，由于电机的磁引力增大，存在磁铁装配花费时间的问题。
另外，在出现故障时，其损失金额也增大。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种廉价的串联配置直线电机，可以实现大型机械的驱动，而且可以抵消顿动力，容易装配动子，容易实现动子的热保护。
为了解决上述课题，本发明之一的串联配置直线电机包括由具有多相平衡线圈的电枢构成的多个动子；具有永久磁铁或次级导体的定子，其特征在于，在同一所述定子上隔着间隙对峙配置所述多个动子，并且串联连接该各个动子的各多相平衡线圈。
本发明之二是根据本发明之一的串联配置直线电机，其特征在于，所述多个动子全部为相同结构。
本发明之三是根据本发明之一或之二的串联配置直线电机，其特征在于，在所述动子的前后端配置有连接用端子，对最后的动子的后端端子的多层线圈端子进行了相互短接(中性点)处理。
本发明之四是根据本发明之一或之二的串联配置直线电机，其特征在于，所述多个动子的相数为3相，动子的数量为3的倍数，各动子之间的相位差具有电气角120°或240°的相位偏差，而且位于各动子的前后端的连接端子的连接也具有120°或240°的相位。
本发明之五是根据本发明之一或之二的串联配置直线电机，其特征在于，在所述多个动子中分别内置有热敏电阻，在所述动子的前后端配置有外部端子的连接端子，使得该各个热敏电阻全部串联连接。
这样，本发明在同一定子上配置多个动子，通过串联连接这些动子的多相平衡线圈，形成可以驱动一个移动体的串联配置直线电机。
并且，通过串联连接，可以防止并联连接时产生的各动子因若干相位偏差而产生循环电流，可以形成组合了推力容量各异的线性动子的结构。
图1是本发明实施方式的直线电机的概念立体图。
图2是在图1的直线电机动子组的各线性动子单体上装配的平衡3相线圈的连接示例。
图3是图2的线性动子的俯视外观图。
图4是串联连接3个图2所示动子时的各动子之间的连接关系图。
图5是表示动子的顿动推力和顿动抵消的关系图。
图6是以往的直线电机的外观立体图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是本发明实施方式的直线电机的概念立体图。
在图中，1a～1c表示由电枢构成的第1直线电机动子组，1d～1f表示由电枢构成的第2直线电机动子组，2A和2B分别表示驱动所述第1和第2直线电机动子组的功率放大器，6A和6B分别表示承载所述第1和第2直线电机动子组的定子。
如图所示，该直线电机在图中是利用作为驱动器的两个功率放大器2A和2B来驱动左右定子6A和6B上的两个动子组1a～1c、1d～1f的示例。
图2是在图1的直线电机动子组的各线性动子单体上装配的平衡3相线圈的示例。
在图中，在线性动子单体的前端(图中左侧)具有端子U、V、W，后端(图中右侧)具有端子X、Y、Z，在端子U和X之间并联连接两个三相线圈中的一相线圈(RU1、RU2)，同样在端子V和Y之间并联连接两个三相线圈中的另一相线圈(RV1、RV2)，在端子W和Z之间并联连接两个三相线圈中的剩余一相线圈(RW1、RW2)。
并且，在线性动子单体的前端端子A和后端端子a之间串联连接两个热敏电阻41(Tha)、42(THb)，一个热敏电阻41配置在端子U-V之间，另一个热敏电阻42配置在端子V-W之间，检测各自的温度。
并且，热敏电阻线的旁通线也连接在前端端子B和后端端子b之间。
另外，在前端端子E和后端端子e之间连接着与电枢铁芯(未图示)相连的地线。
图3是图2的线性动子的俯视外观图。
在图中，1表示线性动子单体，51表示前端端子(图中左侧)，52表示后端端子(图中右侧)。
在内部中，如图2所示，在端子U和X之间并联连接着两个U相线圈，在端子V和Y之间并联连接着两个V相线圈，在端子W和Z之间并联连接着两个W相线圈。并且，在端子A和端子a之间串联连接着两个热敏电阻，在端子B和端子b之间连接着热敏电阻线的旁通线。在前端端子E和后端端子e之间连接着与电枢铁芯(未图示)相连的地线。
图4是表示串联连接3个图2所示动子时的各动子之间的连接关系图。
各动子1a～1c之间以240°的整数倍n的电气角相位配置。
从外部向前端的动子1a的前端端子51a的端子U、端子V、端子W供电。
在动子1a内如图2所示，端子U经过两个并联连接的相线圈Ru1、Ru2与后端端子52a的端子X相连，端子V经过两个并联连接的相线圈Rv1、Rv2与后端端子52a的端子Y相连，端子W经过两个并联连接的相线圈Rw1、Rw2与后端端子52a的端子Z相连。
然后，动子1a的后端端子52a的端子X、Y、Z分别与后面的动子1b的前端端子51b的端子U、V、W相连。可是，在动子1b内，端子U不是与动子1a时的相线圈Ru1、Ru2相连，而是经过与其相邻120°电气角的相线圈Rv1、Rv2与后端端子52b的端子X相连。以下，同样端子V经过相邻120°电气角的相线圈Rw1、Rw2与后端端子52b的端子Y相连，端子W经过相邻120°电气角的相线圈Ru1、Ru2与后端端子52b的端子Z相连。
并且，动子1b的后端端子52b的端子X、Y、Z分别与后面的动子1c的前端端子51c的端子U、V、W相连。可是，在动子1c内，端子U不是象动子1b一样经过相线圈Rv1、Rv2，而是经过与其相邻120°电气角的相线圈Rw1、Rw2与后端端子52c的端子X相连。以下，同样端子V经过相邻120°电气角的相线圈Ru1、Ru2与后端端子52c的端子Y相连，端子W经过相邻120°电气角的相线圈Rv1、Rv2与后端端子52c的端子Z相连。
这样，动子1a～1c的各相线圈的相Ru、Rv、Rw的各自连接顺序为，如果第1动子1a是以Ru-Rv-Rw顺序连接，则第2动子1b是以Rw-Ru-Rv顺序连接，第3动子1c是以Rv-Rw-Ru顺序连接。
并且，通过将成为最后动子的第3动子1c的后端端子52c的X、Y、Z端子分别短接，可以进行中性点处理。
并且，各动子1a～1c的各热敏电阻4的前后端子也分别连接，通过将成为最后动子的第3动子1c的a-b端子短接，所有热敏电阻元件被串联连接。
由此，无论哪一个动子的哪个相线圈温度异常时，都能够正确检测，并进行温度保护。
这样，各动子1a～1c之间以240°(或120°)的整数倍n的电气角相位配置并连接，可以将顿动力抵消。
图5是表示顿动抵消的关系图。
在图中，纵轴表示顿动推力(N)，横轴表示移动距离。
例如，图1所示的各动子1a～1c的顿动推力，由于前后端部的磁路的不平衡，产生图示那样的相位和横轴偏移的正弦波形的顿动推力。
可是，如图4所示，通过使各动子1a～1c之间的相位错开240°，使各顿动推力相互抵消，结果，可以抑制成如图5的总抵消数据那样微小的变动。
如上所述，本发明的串联配置直线电机，例如作为利用多个直线电机动子驱动一个移动体的装置非常有效。
权利要求
1.一种串联配置直线电机，包括由具有多相平衡线圈的电枢构成的多个动子；具有永久磁铁或次级导体的定子，其特征在于，在同一所述定子上隔着间隙对峙配置所述多个动子，并且串联连接该各个动子的各多相平衡线圈。
2.根据权利要求1所述的串联配置直线电机，其特征在于，所述多个动子全部为相同结构。
3.根据权利要求1或2所述的串联配置直线电机，其特征在于，在所述动子的前后端配置有连接用端子，并对最后的动子的后端端子的多层线圈端子进行了相互短接(中性点)处理。
4.根据权利要求1或2所述的串联配置直线电机，其特征在于，所述多个动子的相数为3相，动子的数量为3的倍数，各动子之间的相位差具有电气角120°或240°的相位偏差，而且位于各动子的前后端的连接端子的连接也具有120°或240°的相位。
5.根据权利要求1或2所述的串联配置直线电机，其特征在于，在所述多个动子中分别内置有热敏电阻，在所述动子的前后端配置外部端子的连接端子，使得该各个热敏电阻全部串联连接。
全文摘要
本发明提供了一种直线电机，包括由具有多相平衡线圈(Ru～Rw)的电枢构成的多个动子(1a～1c)；具有永久磁铁或次级导体的定子。在所述同一定子上配置多个动子(1a～1c)，并且串联连接该各个动子(1a～1c)的各多相平衡线圈(Ru～Rw)。由此，能够获得廉价的串联配置直线电机，可以实现大型机械的驱动，而且能抵消顿动，容易装配动子，容易实现动子的热保护。
文档编号H02K41/03GK1703822SQ200380101120
公开日2005年11月30日 申请日期2003年10月6日 优先权日2002年10月8日
发明者宫本恭祐, 山田孝史 申请人:株式会社安川电机