JPH0470866B2 - - Google Patents
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- JPH0470866B2 JPH0470866B2 JP292587A JP292587A JPH0470866B2 JP H0470866 B2 JPH0470866 B2 JP H0470866B2 JP 292587 A JP292587 A JP 292587A JP 292587 A JP292587 A JP 292587A JP H0470866 B2 JPH0470866 B2 JP H0470866B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、コギング力を低減した直進電機に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a linear electric machine with reduced cogging force.
(従来の技術)
電機子が突極構造の直進電機は、電機子が巻線
用溝の形成によつて磁気的に不均一な構造のため
永久磁石などにより構成される界磁部との相互作
用によつてコギング力を発生し、移動子の円滑な
直進が損なわれるという問題がある。(Prior art) A linear electric machine with a salient pole structure has a magnetically non-uniform structure due to the formation of winding grooves, so there is no interaction between the armature and the field part made of permanent magnets. There is a problem in that this action generates a cogging force, impairing the smooth straight movement of the mover.
そこで従来は、界磁の着磁波形を例えば台形状
のような特殊な波形にし、また電機子の突極の界
磁と対向する部位にコギング低減用の突部あるい
はダミースロツトを設けていた。 Conventionally, therefore, the magnetizing waveform of the field was made into a special waveform, such as a trapezoidal waveform, and a protrusion or dummy slot for reducing cogging was provided at a portion of the armature salient pole facing the field.
第9図は上記従来の直進電機の一例を示すもの
であつて、符号1は複数極に着磁された平板状の
永久磁石でなる界磁、2aは電動子の突極、2c
は上記突極間の巻線用の溝である。電機子の各突
極2aの界磁1と対向する部位には突部2bが界
磁1側に突出させてかつ巻線用溝2cと平行な方
向に設けられ、各巻線用の溝2cによつて生ずる
コギング力を各突部2bによつて生ずるコギング
力で相殺するようになつている。 FIG. 9 shows an example of the above-mentioned conventional linear electric machine, in which reference numeral 1 denotes a field consisting of a flat permanent magnet magnetized into multiple poles, 2a denotes a salient pole of an armature, and 2c
is a groove for winding between the salient poles. A protrusion 2b is provided at a portion of each salient pole 2a of the armature that faces the field 1 so as to protrude toward the field 1 and parallel to the winding groove 2c. The resulting cogging force is offset by the cogging force generated by each protrusion 2b.
第10図は従来の直進電機の別の例を示すもの
であつて、符号5は界磁、6aは電機子の突極、
6cは上記突極間の巻線用の溝である。各突極6
aの界磁1と対向する部位には複数のダミースロ
ツト6bが巻線用溝6cと平行な方向に形成さ
れ、巻線用溝6cによつて生ずるコギング力を相
殺するようになつている。 FIG. 10 shows another example of a conventional linear electric machine, where 5 is a field, 6a is a salient pole of an armature,
6c is a groove for winding between the salient poles. Each salient pole 6
A plurality of dummy slots 6b are formed in a direction parallel to the winding groove 6c at a portion facing the field 1, so as to offset the cogging force generated by the winding groove 6c.
(発明が解決しようとする問題点)
界磁の着磁波形を特殊形状にした従来の直進電
機では、所定の着磁波形を得るための着磁の管理
が難しく、また、コギングが増大するために永久
磁石を飽和着状態で使えないので、有効磁束が全
体として減少するという問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) In conventional linear electric machines in which the field magnetization waveform has a special shape, it is difficult to manage the magnetization to obtain a predetermined magnetization waveform, and cogging increases. Since permanent magnets cannot be used in a saturated state, there is a problem that the effective magnetic flux decreases as a whole.
電機子の突極に突部又はダミースロツトを設け
た従来の直進電機では、突極に設ける突部又はダ
ミースロツトを、巻線用溝によるコギング力を相
殺するだけの高さ又は深さにする必要がある。そ
の結果突極と界磁とのギヤツプが全体として大き
くなり、有効磁束が減少して効率が減少して効率
が低下するという問題があつた。また突部又はダ
ミースロツトの分だけ突極全体を電機子本体側に
寄せる必要があるため巻線スペースが小さくな
り、さらに突部を形成するため巻線用の治具が複
雑な形状になるという問題がある。 In conventional linear electric machines in which a protrusion or dummy slot is provided on the salient pole of the armature, the protrusion or dummy slot provided on the salient pole must be of sufficient height or depth to offset the cogging force due to the winding groove. be. As a result, the gap between the salient poles and the field becomes larger as a whole, resulting in a decrease in effective magnetic flux, resulting in a decrease in efficiency. In addition, since the entire salient pole must be moved closer to the armature body by the amount of the protrusion or dummy slot, the winding space becomes smaller, and the winding jig becomes complicated in shape to form the protrusion. There is.
本発明はかかる従来の問題点を解消するために
なされたもので、着磁波形や電機子や突極の形状
に特別な工夫を施さなくても有効磁束の減少と効
率の低下を防止しながらコギング力の低減を図る
ことができると共に、巻線スペースが小さくなる
ことを防止することができる直進電機を提供する
ことを目的とする。 The present invention was made to solve these conventional problems, and it is possible to prevent a decrease in effective magnetic flux and a decrease in efficiency without making any special modifications to the magnetization waveform or the shape of the armature or salient poles. It is an object of the present invention to provide a linear electric machine that can reduce cogging force and prevent the winding space from becoming smaller.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、直進方向から見て電機子の左右の少
なくとも一方側に電機子と平行に併設コアを設
け、この併設コアの突極を、界磁と対向する部位
であつて巻線用の各溝の位置に対して直進方向へ
界磁の磁極ピツチ分又はこの整数倍だけずれた部
位に設けると共に、上記併設コアの突極の直進方
向の寸法と上記溝の直進方向の寸法とを略等しく
したことを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a core parallel to the armature on at least one side of the left and right sides of the armature when viewed from the straight-travel direction, and a salient pole of the core is arranged so as to face the field. It is provided at a location that is shifted in the linear direction from the position of each groove for the winding by the field magnetic pole pitch or an integral multiple thereof, and the dimension in the linear direction of the salient pole of the attached core and the above It is characterized in that the dimensions of the groove in the straight direction are approximately equal to each other.
(作用)
巻線用の溝の部分で生ずるコギング力と、上記
巻線用溝の位置に対し界磁の磁極ピツチ分又はこ
の整数倍だけずれた部位に設けられた併設コアの
突極で生ずるコギング力とは互いに逆向きとな
り、両者のコギング力が相殺される。(Function) The cogging force generated in the winding groove part and the salient pole of the attached core installed at a location shifted by the field magnetic pole pitch or an integral multiple of this with respect to the position of the winding groove. The cogging forces are opposite to each other, and the two cogging forces cancel each other out.
ここで、本発明の実施例を説明する前に、コギ
ングの発生原理と、突部を設けることによるコギ
ング低減原理について説明しておく。 Before describing embodiments of the present invention, the principle of cogging generation and the principle of reducing cogging by providing protrusions will be explained.
一般に、鉄等の強磁性体に磁石が近づくと吸引
力が発生する。鉄のコアを持つ電機子と磁石とを
有する回転電機についても同様の吸引力が発生す
る。この吸引力の回転方向の成分を合わせたもの
にアンバランスが生じると回転力が発生する。こ
れがコギングトルクである。 Generally, when a magnet approaches a ferromagnetic material such as iron, an attractive force is generated. A similar attractive force occurs in a rotating electric machine having an armature with an iron core and a magnet. If an imbalance occurs in the sum of the rotational direction components of this suction force, rotational force is generated. This is cogging torque.
第11図のように、鉄片8を着磁されたリング
状磁石7の内部に置いて磁石7と一定の距離を保
ちながら周方向に移動させた場合、第12図のよ
うに磁石7のN極・S極に関係なく、鉄片8が1
つの磁極ピツチ分を移動する毎に1周期のコギン
グトルクが発生する。即ち、磁極数をmとする
と、1回転にm周期のコギングトルクが発生する
ことになる。 As shown in Fig. 11, when the iron piece 8 is placed inside the magnetized ring-shaped magnet 7 and moved in the circumferential direction while maintaining a constant distance from the magnet 7, the N of the magnet 7 as shown in Fig. 12. Iron piece 8 is 1 regardless of pole or south pole.
One period of cogging torque is generated every time the magnetic pole is moved by one magnetic pole pitch. That is, if the number of magnetic poles is m, cogging torque of m periods is generated in one rotation.
第13図にように、断面が円形で溝のないコア
9を磁石1の内部に置いて磁石7と一定の距離を
保ちながら回転させた場合、コア9の全周にわた
り磁石7との距離が常に一定で吸引力のバランス
が取れているため、第14図に示すようにコギン
グトルクは発生しない。 As shown in FIG. 13, when a core 9 with a circular cross section and no grooves is placed inside the magnet 1 and rotated while maintaining a constant distance from the magnet 7, the distance from the magnet 7 increases over the entire circumference of the core 9. Since the suction force is always constant and balanced, no cogging torque occurs as shown in FIG.
次に、第15図のように、円形のコアの外周の
一部を取り除いて溝9aを形成したコア9の場合
を考える。このコア9を磁石7の内部に置いて磁
石7と一定の距離を保ちながら回転させた場合、
このコア9には第11図に示した鉄片8に生じた
コギングトルク(第12図参照)と位相及び大き
さが同じで方向のみ反対(一方が時計方向に作用
するとすれば他方は反時計方向に作用する)のコ
ギングトルクが発生する(第16図参照)。即ち、
第14図に示したコア9のコギングトルクから第
12図に示した鉄片8のコギングトルクを差し引
いたコギングトルクが発生するのである。逆に、
コア9の溝9aの中に溝9aと同じ形状の鉄片を
設ければ、溝9aによつて発生したコギントルク
は鉄片によつて発生したコギングトルクにより打
ち消される。以上のように、コア9の溝9aによ
つて発生したコギングトルクに対して、位相およ
び大きさが等しく方向が逆のコギングトルクを加
えると、互いに逆向きのコギングトルクが互いに
打消あつてコギングトルクをなくすことができる
ことが分かる。 Next, as shown in FIG. 15, consider the case of a core 9 in which a groove 9a is formed by removing a portion of the outer periphery of a circular core. If this core 9 is placed inside the magnet 7 and rotated while maintaining a constant distance from the magnet 7,
This core 9 has the same phase and magnitude as the cogging torque generated in the iron piece 8 shown in Fig. 11 (see Fig. 12), but only in the opposite direction (if one acts clockwise, the other acts counterclockwise). A cogging torque (acting on) is generated (see Fig. 16). That is,
A cogging torque is generated by subtracting the cogging torque of the iron piece 8 shown in FIG. 12 from the cogging torque of the core 9 shown in FIG. 14. vice versa,
If an iron piece having the same shape as the groove 9a is provided in the groove 9a of the core 9, the cogging torque generated by the groove 9a is canceled by the cogging torque generated by the iron piece. As described above, when cogging torques having the same phase and magnitude and opposite directions are applied to the cogging torque generated by the groove 9a of the core 9, the cogging torques in opposite directions cancel each other out, resulting in a cogging torque. It turns out that it is possible to eliminate
コア9の溝9aによつて発生したコギングトル
クを打ち消すために、溝9aと同じ形状の鉄片を
設ける場合は、コア9の溝9aの中でなくてもよ
い。第17図に示すように、電機子のコア9の側
方に溝9aに見合う併設コア9bをコア9と一体
に移動するように設けても同様の効果が得られ
る。もちろん、磁石7の幅から電機子のコア9が
はみ出さないことが必要である。 In order to cancel the cogging torque generated by the groove 9a of the core 9, if an iron piece having the same shape as the groove 9a is provided, it does not need to be inside the groove 9a of the core 9. As shown in FIG. 17, a similar effect can be obtained by providing an adjacent core 9b that matches the groove 9a on the side of the armature core 9 so as to move together with the core 9. Of course, it is necessary that the armature core 9 does not protrude from the width of the magnet 7.
前述のように、コア9の溝9aによつて発生し
たコギングトルクは1磁極ピツチの周期を持つて
いるので、第18図のように溝9aから1磁極ピ
ツチ離れた位置に溝9aと同形同大の併設コア9
cを設ければ、溝9aによつて発生したコギンク
トルクの位相と併設コア9cによつて発生したコ
ギングトルクの位相とを揃えることができ、上記
両者のコギングトルクを互いに打ち消し合わせる
ことができる。また、溝9aから1磁極ピツチ離
れた位置に限らず、溝9aから磁極ピツチの整数
倍離れた何れか1カ所の位置に、溝9aと同形同
大の併設コアを設けても、溝9aによつて発生し
たコギングトルクの位相と上記突部によつて発生
したコギングトルクの位相とを揃えることがで
き、同様の効果を得ることができる。 As mentioned above, the cogging torque generated by the groove 9a of the core 9 has a period of one magnetic pole pitch, so as shown in FIG. Core 9 attached to the same university
By providing the groove c, the phase of the cogging torque generated by the groove 9a and the phase of the cogging torque generated by the attached core 9c can be aligned, and the two cogging torques can cancel each other out. Further, the groove 9a is not limited to the position one magnetic pole pitch away from the groove 9a, but even if an attached core having the same shape and the same size as the groove 9a is provided at any one position separated from the groove 9a by an integral multiple of the magnetic pole pitch, the groove 9a The phase of the cogging torque generated by the projection and the phase of the cogging torque generated by the protrusion can be aligned, and the same effect can be obtained.
第17図、第18図の例では、併設コアの形状
および大きさは溝の形状および大きさと同じであ
り、併設コアを設ける場所は1カ所であつたが、
このような形態に限られるものではない。第19
図に示すように、溝9aの半分の大きさの併設コ
ア9d,9eを上述の位置の2カ所、即ち溝9a
の位置と溝9aから1磁極ピツチ離れた位置に設
けても、コア9の溝9aによつて発生したコギン
グトルクと併設コア9d,9eによつて発生した
コギグントルクとを互いに打ち消し合わせること
ができる。即ち、複数の併設コアによつて発生し
たコギングトルクの大きさの合計が、溝によつて
発生したコギントルクの大きさと同じになるよう
に、かつ、上記複数の併設コアによつて発生した
コギングトルクの位相が溝によつて発生したコギ
ングトルクの位相と同じになるように適宜設けら
れていればよい。さらに、コアの溝が何箇所あつ
ても同様である。なお、第20図は1つの溝9a
を有するコア9のコギングトルクの計算例であ
り、第21図は1つの溝9aと1つの併設コア9
cとを有するコア9のコギングトルク計算例であ
る。第20図と第21図から明らかなとおり、1
つの溝9aと1つの併設コア9cとを有するコア
9の場合は、溝9aと併設コア9cのコギングト
ルクが互いに打ち消されている。 In the examples shown in FIGS. 17 and 18, the shape and size of the attached core are the same as the shape and size of the groove, and the attached core is provided in only one place.
It is not limited to this form. 19th
As shown in the figure, cores 9d and 9e, which are half the size of the groove 9a, are placed at two locations in the above-mentioned positions, that is, in the groove 9a.
Even if it is provided at a position one magnetic pole pitch away from the groove 9a, the cogging torque generated by the groove 9a of the core 9 and the cogging torque generated by the adjacent cores 9d and 9e can cancel each other out. In other words, the cogging torque generated by the plurality of cores is adjusted such that the total amount of cogging torque generated by the plurality of cores is equal to the magnitude of the coggin torque generated by the groove, and the cogging torque generated by the plurality of cores is The phase of the cogging torque generated by the groove may be the same as the phase of the cogging torque generated by the groove. Furthermore, the same holds true no matter how many grooves there are in the core. Note that FIG. 20 shows one groove 9a.
FIG. 21 is an example of calculation of cogging torque of a core 9 having one groove 9a and one core 9.
It is an example of cogging torque calculation of the core 9 which has c. As is clear from Figures 20 and 21, 1
In the case of the core 9 having two grooves 9a and one combined core 9c, the cogging torques of the grooves 9a and the combined core 9c cancel each other out.
以上、回転電機について述べたが、電機子と磁
石とを直線状に展開して考えれば、直進電機につ
いても同様に考えることができる。 The above description has been about a rotating electric machine, but if the armature and magnet are developed in a straight line, the same can be said about a linear electric machine.
(実施例)
以下、図面を参照しながら本発明に係る直進電
機の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of a linear electric machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図において、符号11は長手方向に複数極
に着磁された平板状の永久磁石でなる界磁、12
は電機子である。界磁11と電機子12のうちい
ずれか一方は他方に対し第1図において紙面に直
角方向に直進することができる。直進方向から見
て電機子12の左右両側方には併設コア13,1
3が設けられている。電機子12と併設コア13
は界磁11に対向して配置されている。併設コア
13はコギングトルクを低減する目的で設けられ
るものであるから、コイルは巻かれていなくても
よいし、必要ならばコイルを巻いても差し支えな
い。併設コア13は電機子12と一体となつて界
磁11に対し相対移動する。 In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a field consisting of a flat permanent magnet magnetized into multiple poles in the longitudinal direction;
is the armature. Either the field 11 or the armature 12 can move straight relative to the other in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. Adjacent cores 13, 1 are provided on both left and right sides of the armature 12 when viewed from the straight-ahead direction.
3 is provided. Armature 12 and attached core 13
is arranged facing the field 11. Since the annexed core 13 is provided for the purpose of reducing cogging torque, it is not necessary to have a coil wound thereon, or a coil may be wound thereon if necessary. The attached core 13 moves integrally with the armature 12 relative to the field 11.
第1図の例における併設コア13は四角柱状に
形成されると共に電機子12の両側に配設されて
いるが、第2図の例における併設コア14は界磁
11との対向部が鉤状に曲げられて界磁11との
対向面積が広げられ、また直進方向から見て電機
子12の片側にのみ併設コア14が配置されてい
る。 The attached core 13 in the example of FIG. 1 is formed in the shape of a square prism and is arranged on both sides of the armature 12, but the attached core 14 in the example of FIG. 2 has a hook-shaped portion facing the field 11. The armature 12 is bent to increase the area facing the field 11, and the core 14 is disposed only on one side of the armature 12 when viewed from the straight direction.
第3図乃至第5図は第1図の実施例をさらに詳
細に示す。第3図乃至第5図において、界磁11
の2個の磁極範囲に対して電機子12は3個の突
極12a,12b,12cとこれら突極間の巻線
用の溝21a,21b,21cが対向配置されて
いる。一方、併設コア13は界磁11と対向する
突極13a,13b,13c,……を有し、これ
らの突極は各巻線用の溝21a,21b,21c
の位置を基準に直進方向へ界磁11の磁極ピツチ
PP分ずれた部位と磁極ピツチPPの2倍だけずれ
た部位に設けられている。より具体的に説明すれ
ば、電機子の突極12aの両側に併設コアの突極
13aが、巻線用の溝21aの両側に併設コアの
突極13bが配設され、以下同様に突極12bの
両側、巻線用の溝21bの両側、突極12cの両
側、巻線用の溝21cの両側にそれぞれ併設コア
の突極13c,13d,13e,13fが配設さ
れている。巻線用溝21aの位置を基準として配
置された併設コアの突極は13e,13b、巻線
用溝21bを基準として配置された併設コアの突
極は13d,13a,巻線用溝21cを基準とし
て配置された併設コアの突極は13f,13cで
ある。併設コアの各突極の直進方向の寸法を11、
各巻線用の溝の直進方向の寸法を12とすると11と
12は略等しくなつている。 3-5 illustrate the embodiment of FIG. 1 in more detail. In FIGS. 3 to 5, the field 11
In the armature 12, three salient poles 12a, 12b, 12c and grooves 21a, 21b, 21c for winding between these salient poles are arranged to face each other in the two magnetic pole ranges. On the other hand, the attached core 13 has salient poles 13a, 13b, 13c, . . . facing the field 11, and these salient poles have grooves 21a, 21b, 21c for each winding.
The magnetic pole pitch of the field 11 in the straight direction based on the position of
It is provided at a location shifted by P P and at a location shifted by twice the magnetic pole pitch P P. To be more specific, salient poles 13a of the core provided on both sides of the salient pole 12a of the armature are provided, salient poles 13b of the provided core are provided on both sides of the groove 21a for the winding, and the salient poles 13b of the provided core are provided on both sides of the salient pole 12a of the armature. Salient poles 13c, 13d, 13e, and 13f of the adjacent core are arranged on both sides of the winding groove 21b, on both sides of the salient pole 12c, and on both sides of the winding groove 21c, respectively. The salient poles of the attached core arranged with the position of the winding groove 21a as a reference are 13e, 13b, and the salient poles of the attached core arranged with the position of the winding groove 21b as a reference are 13d, 13a, and the winding groove 21c. The salient poles of the adjacent cores arranged as references are 13f and 13c. The linear dimension of each salient pole of the attached core is 11,
If the linear dimension of the groove for each winding is 12, it is 11.
12 are almost equal.
第5図に示されているように界磁11に対し電
機子及び併設コアが右側に相対的に直進するもの
とする。いま、第5図に示されているように界磁
11の一つの中性点Aから電機子の突極12aが
離れようとし、界磁11の中性点B、Cに対して
併設コアの突極13c,13fが入ろうとしてい
るものとすると、上記中性点Aと、中性点B及び
Cでコギング力が生ずる。中性点Aで生ずるコギ
ング力と中性点B、Cで生ずるコギング力は互い
に逆向きであり、コギング力は全体として相殺さ
れる。すなわち、中性点A、B間の磁極の中心が
突極12aを引き込もうとして、電機子が矢印で
示す移動方向と同じ方向に移動させようとする力
が作用し、中性点A、B間の磁極の中心が併設コ
アの突極13cを、また中性点B、C間の磁極の
中心が併設コアの突極13fを引き込もうとし
て、電機子を矢印で示す移動方向とは逆の方向に
移動させようとする力が作用する。これら逆向き
の力は第11図ないし第21図について説明した
とおりほぼ等しく、コギング力は全体として相殺
されることになる。また逆に一つの中性点に対し
て電機子の一つの突極が入ろうとするときは併設
コアの二つの突極が二つの中性点から離れようと
し、電機子の一つの突極と併設コアの二つの突極
によつて生ずるコギング力が相殺されてコギング
力が全体として相殺される。 As shown in FIG. 5, it is assumed that the armature and the attached core move straight relative to the right side with respect to the field 11. Now, as shown in FIG. 5, the salient pole 12a of the armature is about to move away from one neutral point A of the field 11, and the attached core is moving away from the neutral points B and C of the field 11. Assuming that the salient poles 13c and 13f are about to enter, a cogging force is generated at the neutral point A and the neutral points B and C. The cogging force generated at neutral point A and the cogging force generated at neutral points B and C are in opposite directions, and the cogging forces cancel out as a whole. That is, the center of the magnetic pole between neutral points A and B tries to pull in the salient pole 12a, and a force acts to move the armature in the same direction as the moving direction indicated by the arrow, and the center of the magnetic pole between neutral points A and B The center of the magnetic pole between them is trying to pull in the salient pole 13c of the attached core, and the center of the magnetic pole between neutral points B and C is trying to pull in the salient pole 13f of the attached core, and the armature is moving in the opposite direction to the direction indicated by the arrow. A force acts to move it in the direction. These opposing forces are approximately equal as described with respect to FIGS. 11-21, and the cogging forces will cancel out as a whole. Conversely, when one salient pole of the armature tries to enter one neutral point, the two salient poles of the attached core try to move away from the two neutral points, and one salient pole of the armature The cogging force generated by the two salient poles of the adjacent core is canceled out, and the cogging force is canceled out as a whole.
上記実施例によれば、界磁の着磁波形を特殊形
状にする必要はなく、全体として飽和着磁すれば
よいので、着磁の管理が容易であると共に充分な
磁束を得ることができる。また電機子の各突極の
界磁との対向面に突部を設ける必要がなく、また
ダミースロツトを設ける必要もないあら、各突極
が全体として電機子本体側に後退することはな
い。よつて、有効磁束の減少を防止することがで
きるし、巻線スペースが制限されず、効率の低下
を防止しつつコギング力の低減を図ることができ
る。 According to the above embodiment, it is not necessary to make the magnetization waveform of the field into a special shape, and it is sufficient to achieve saturation magnetization as a whole, so that the magnetization can be easily managed and sufficient magnetic flux can be obtained. Further, since there is no need to provide a protrusion on the surface of each salient pole of the armature facing the field, and there is no need to provide a dummy slot, each salient pole as a whole does not retreat toward the armature main body. Therefore, it is possible to prevent a decrease in effective magnetic flux, the winding space is not limited, and it is possible to reduce cogging force while preventing a decrease in efficiency.
併設コアの突極の配置位置は、一般的には巻線
用の各溝の位置に対して直進方向へ界磁の磁極ピ
ツチ分又はこの整数倍だけずれた位置であればよ
く、一つ巻線用の溝に対する併設コアの突極数は
一つであつてもよいし複数であつてもよい。 Generally speaking, the salient poles of the attached core may be arranged at positions that are shifted in the straight direction from the position of each groove for the winding by the field magnetic pole pitch or an integral multiple of this, and one winding. The number of salient poles of the core attached to the wire groove may be one or more.
第6図は一つの巻線用の溝に対して併設コアの
突極を4個設けた場合の実施例を示す。第6図に
おいて、界磁15の4個の極磁範囲に電機子の3
個の突極12a,12b,12cが配置され、こ
れらの突極間に巻線用の溝21a,21b,21
cがある。界磁15の磁極ピツチPPの4個分の
磁極範囲内には、併設コアの突極14a,14
b,14cがそれぞれ4個ずつ、合計12個配置さ
れている。上記4個分の磁極範囲内に配置されて
いる併設コアの4個の突極14aは巻線用の溝2
1aの位置に対して磁極ピツチPP分及びこの整
数倍だけずれた部位に設けられている。同様に上
記4個分の磁極範囲内に配置されている併設コア
の4個の突極14bは溝21bを基準として配置
される突極であり、上記4個分の磁極範囲内に配
置されている併設コアの4個の突極14aは溝2
1cを基準として配置される突極である。この実
施例の場合も、併設コアの各突極の直進方向の寸
法と各巻線用の溝の直進方向の寸法は略等しくな
つている。 FIG. 6 shows an embodiment in which four salient poles of adjacent cores are provided for one winding groove. In Fig. 6, the armature 3
Salient poles 12a, 12b, 12c are arranged, and winding grooves 21a, 21b, 21 are arranged between these salient poles.
There is c. Within the range of four magnetic poles of the magnetic pole pitch P P of the field 15, there are salient poles 14a, 14 of the attached core.
There are 4 each of b and 14c, 12 in total. The four salient poles 14a of the attached core arranged within the range of the above four magnetic poles have grooves 2 for winding.
It is provided at a position shifted from the position of 1a by the magnetic pole pitch P P and an integral multiple thereof. Similarly, the four salient poles 14b of the attached core arranged within the range of the four magnetic poles are salient poles arranged with the groove 21b as a reference, and are arranged within the range of the four magnetic poles. The four salient poles 14a of the attached core are in the groove 2.
These are salient poles arranged with reference to 1c. In the case of this embodiment as well, the dimensions in the straight direction of each salient pole of the attached core and the dimensions in the straight direction of each winding groove are approximately equal.
上記実施例では、一つの巻線用の溝に対し併設
コアの突極数が4個で前述の実施例の場合の2倍
になつていて、一つの巻線用溝によつて生ずるコ
ギング力を併設コアの4個の突極で生ずるコギン
グ力で相殺するようになつているため、直進方向
から見て電機子の左右のうち片側にのみ併設コア
が配置されている。 In the above embodiment, the number of salient poles of the core attached to one winding groove is 4, which is twice that of the previous embodiment, and the cogging force generated by one winding groove is Since the cogging force generated by the four salient poles of the attached core is used to cancel out the cogging force, the attached core is disposed only on one side of the left and right sides of the armature when viewed from the straight direction.
第7は電機子の各突極間の巻線用の溝内に補極
を設けたものの実施例である。第7図において界
磁17の2個の磁極範囲に電機子の3個の突極1
6a,16b,16cが上記界磁17に対向して
配置されており、これらの突極間には巻線用の溝
22a,22b,22cがあり、これらの溝内に
はこれらの溝を二分するようにして補極18a,
18b,18cが配置されている。界磁17と電
機子はいずれか一方が他方に対し図において左右
方向に直進することができ、この直進方向から見
て左右、即ち図において上下方向の両側には併設
コアの突極19a,19b,19cが設けられて
いる。併設コアの上記突極は一つの巻線用の溝に
対して一つずつ設けられ、各巻線用の溝に位置に
対して直進方向へ界磁17の磁極ピツチPP分だ
けずれた部位に配置されている。具体的には、溝
22aに対応する突極は19c、溝22bに対応
する突極は19a、溝22cに対応する突極は1
9bである。一つの巻線用の溝によつて生ずるコ
ギング力と、上記溝内の補極によつて生ずるコギ
ング力は互いに逆向きのため、併設コアの一つの
突極は直進方向の中央部で補極の直進方向の寸法
に相当する寸法の溝23a,23b,23cで二
分され、巻線用の溝の部分で生ずるコギング力と
補極の部分で生ずるコギング力の両者を相殺でき
るようになつている。各溝23a,23b,23
cで分割された併設コアの各突極19a,19
b,19cの各分割片の直進方向の寸法11は、
各補極で分割された各巻線用溝22a,22b,
22cの各分割部分の直進方向の寸法と略等しく
なつている。この実施例では併設コアの突極数が
比較的少ないので、併設コアの各突極の直進方向
に直交する方向の寸法は比較的長く形成されてい
る。この実施例の場合の前述も実施例と同様のコ
ギング低減効果その他の効果を奏する。 The seventh example is an embodiment in which a commutating pole is provided in the winding groove between each salient pole of the armature. In Fig. 7, three salient poles 1 of the armature are placed in the two magnetic pole ranges of the field 17.
6a, 16b, 16c are arranged facing the field 17, and between these salient poles there are grooves 22a, 22b, 22c for winding. The commutating electrode 18a,
18b and 18c are arranged. Either the field 17 or the armature can move straight in the horizontal direction in the figure relative to the other, and the salient poles 19a, 19b of the attached core are on the left and right when viewed from the straight direction, that is, on both sides in the vertical direction in the figure. , 19c are provided. The above-mentioned salient poles of the attached core are provided one by one for each winding groove, and a salient pole is provided in each winding groove at a position shifted by the magnetic pole pitch P P of the field 17 in the straight direction with respect to the position. It is located. Specifically, the salient pole corresponding to the groove 22a is 19c, the salient pole corresponding to the groove 22b is 19a, and the salient pole corresponding to the groove 22c is 1.
It is 9b. Since the cogging force generated by one winding groove and the cogging force generated by the commutating pole in the groove are opposite to each other, one salient pole of the adjacent core is a cogging pole at the center in the straight direction. It is divided into two by grooves 23a, 23b, and 23c whose dimensions correspond to the dimensions in the straight direction of the wire, so that both the cogging force generated in the winding groove portion and the cogging force generated in the interpolation portion can be canceled out. . Each groove 23a, 23b, 23
Each salient pole 19a, 19 of the attached core divided by c
The dimension 11 in the straight direction of each divided piece b, 19c is:
Each winding groove 22a, 22b divided by each commutating pole,
It is approximately equal to the dimension of each divided portion of 22c in the straight direction. In this embodiment, since the number of salient poles of the annexed core is relatively small, the dimension of each salient pole of the annexed core in the direction orthogonal to the rectilinear direction is formed to be relatively long. The above-mentioned embodiment of this embodiment also provides the same cogging reduction effect and other effects as the embodiment.
第8図の実施例も電機子の各突極16a,16
b,16c間の巻線用の溝22a,22b,22
c内に補極18a,18b,18cを有する場合
の例である。この例では併設コアの突極を直進方
向から見て電機子の片側にのみ配置すると共に、
併設コアの突極を各巻線用の溝の位置に対して界
磁17の磁極ピツチPP分及びその2倍ずれた部
位に設けたものである。即ち巻線用の溝22aに
対応して併設コアの二つの突極20a,20aが
配置され、巻線用の溝22bに対応して併設コア
の突極20b,20bが配置され、巻線用の溝2
2cに対応して併設コアの二つの突極20c,2
0cが配置されている。この例の場合も併設コア
の各突極は各補極に対応する溝で二分されてい
る。併設コアの二分された各突極の各分割片の直
進方向の寸法11は各補極で二分された各巻線用の
溝の各分割部分の直進方向の寸法12と略等しくな
つている。この実施例の場合も第7図の実施例と
同様の作用効果を奏する。 The embodiment of FIG. 8 also has each salient pole 16a, 16 of the armature.
Winding grooves 22a, 22b, 22 between b and 16c
This is an example in which commutating poles 18a, 18b, and 18c are provided in c. In this example, the salient poles of the attached core are placed only on one side of the armature when viewed from the straight direction, and
The salient poles of the annexed core are provided at positions shifted by the magnetic pole pitch P P of the field 17 and twice the pitch with respect to the position of the groove for each winding. That is, two salient poles 20a, 20a of the attached core are arranged corresponding to the groove 22a for winding, and salient poles 20b, 20b of the attached core are arranged corresponding to the groove 22b for winding. Groove 2
Two salient poles 20c, 2 of the attached core correspond to 2c.
0c is placed. In this example as well, each salient pole of the adjacent core is divided into two by a groove corresponding to each commutative pole. The linear dimension 11 of each divided piece of each of the bisected salient poles of the annexed core is approximately equal to the linear dimension 12 of each divided portion of each winding groove bisected by each commutating pole. This embodiment also provides the same effects as the embodiment shown in FIG.
コギング力低減のための併設コアの突極の配置
位置のピツチは巻線用の溝と同位相である必要が
ある。ここで、界磁の磁極ピツチをPP、電機子
の巻線用の溝のピツチをMPとすると、PPとMPの
最大公約数QPを併設コアの突極の配置位置ピツ
チとすればコギング力を低減することができる。
この場合の一つの巻線用溝に対する併設コアの突
極数はMP/QPとなる。MP/QPを2以上とすれ
ば併設コアは薄くても大きなコギング低減効果が
ある。また第2図の例における突極14のよう
に、併設コアの突極を鉤状に曲げてこれを界磁に
対向させるようにすれば界磁との対向面積を広く
することができるので、併設コアはさらに薄型に
することができる。 The pitch of the arrangement position of the salient poles of the attached core to reduce the cogging force must be in the same phase as the winding groove. Here, if the field magnetic pole pitch is P P and the armature winding groove pitch is M P , then the greatest common divisor of P P and M P , Q P, is the arrangement position pitch of the salient poles of the attached core. By doing so, the cogging force can be reduced.
In this case, the number of salient poles of the core attached to one winding groove is M P /Q P. If M P /Q P is 2 or more, there is a large cogging reduction effect even if the attached core is thin. Also, like the salient pole 14 in the example of FIG. 2, if the salient pole of the attached core is bent into a hook shape and made to face the field, the area facing the field can be increased. The attached core can be made even thinner.
(発明の効果)
本発明によれば、電機子側に併設コアを設け、
この併設コアの突極を巻線用等に対して界磁の磁
極ピツチ分又はこの整数倍だけずれた部位に設け
ることによつてコギング力の低減を図つたため、
界磁の着磁波形を特殊形状にする必要がないし、
電機子の界磁との対向面に界磁の方に向かう突出
部やダミースロツトを設ける必要もないから、有
効磁束の減少と効率の低下を防止しながらコギン
グ力の低減を図ることができる。また巻線スペー
スを広くすることができるため、巻線がしやす
く、電機子の磁力が大きくすることができる。界
磁と対向する電機子の表面は突出部がなく平坦に
形成することができるため、巻線治具の形状を単
純化することができる。(Effect of the invention) According to the invention, a core is provided on the armature side,
The cogging force was reduced by providing the salient poles of this annexed core at locations shifted from the field magnetic pole pitch or an integral multiple thereof with respect to the winding, etc.
There is no need to make the field magnetization waveform into a special shape,
Since there is no need to provide a protrusion or dummy slot toward the field on the surface of the armature facing the field, it is possible to reduce the cogging force while preventing a decrease in effective magnetic flux and efficiency. Furthermore, since the winding space can be increased, winding can be easily done and the magnetic force of the armature can be increased. Since the surface of the armature facing the field can be formed flat without any protrusions, the shape of the winding jig can be simplified.
第1図は本発明に係る直進電機の一実施例を示
す側面図、第2図は本発明に係る直進電機の別の
実施例を示す側面図、第3図は第1図の実施例の
一部分を示す斜視図、第4図は同上実施例におけ
る界磁の正面と電機子部分の平面とで両者の関係
を示す図、第5図は同じく界磁と電機子部分の関
係を示す正面図、第6図は本発明の別の実施例を
界磁の正面と電機子部分の平面で示す図、第7図
は本発明のさらに別の実施例を界磁の正面と電機
子部分の平面で示す図、第8図は本発明のさらに
別の実施例を界磁の正面と電機子部分の平面で示
す図、第9図は従来の直進電機の例を示す正面
図、第10図は従来の直進電機の別の例を示す正
面図、第11図は磁石中に鉄片が置かれた状態を
示す平面図、第12図は同上鉄片に発生するコギ
ングトルクを示す波形図、第13図は磁石中に断
面円形のコアが置かれた状態を示す平面図、第1
4図は同上コアに発生するコギングトルクを示す
波形図、第15図は溝を有する断面円形のコアが
磁石中に置かれた状態を示す平面図、第16図は
同上コアに発生するコギングトルクを示す波形
図、第17図は溝付きコアと磁石との関係を示す
展開図、第18は溝および併設コアを有するコア
と磁石との関係を示す展開図、第19図は溝およ
び複数の併設コアを有するコアと磁石との関係を
示す展開図、第20図は溝を有する電機子コアと
磁束とコギングトルクの関係を示す波形図、第2
1図は溝および併設コアを有する電機子コアと磁
束とコギングトルクの関係を示す波形図である。
11,15,17……界磁、12a,12b,
12c,16a,16b,16c……電機子の突
極、21a,21b,21c,22a,22b,
22c……電機子の巻線用の溝、13a,13
b,13c,14a,14b,14c,19a,
19b,19c,20a,20b,20c……併
設コアの突極。
1 is a side view showing one embodiment of the linear electric machine according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing another embodiment of the linear electric machine according to the present invention, and FIG. 3 is a side view of the embodiment of the linear electric machine according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a portion of the field; FIG. 4 is a front view of the field and a plane of the armature portion in the same embodiment, showing the relationship between the two; FIG. 5 is a front view showing the relationship between the field and the armature portion. , FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention in the front view of the field and the plane of the armature portion, and FIG. 7 is a diagram showing still another embodiment of the present invention in the front view of the field and the plane of the armature portion. , FIG. 8 is a diagram showing still another embodiment of the present invention in the front view of the field and the plane of the armature portion, FIG. 9 is a front view showing an example of a conventional linear electric machine, and FIG. FIG. 11 is a front view showing another example of a conventional linear electric machine, FIG. 11 is a plan view showing a state in which an iron piece is placed in a magnet, FIG. 12 is a waveform diagram showing cogging torque generated in the same iron piece, and FIG. 13 is a plan view showing a state in which a core with a circular cross section is placed in a magnet;
Figure 4 is a waveform diagram showing the cogging torque generated in the same core, Figure 15 is a plan view showing a core with a circular cross section and grooves placed in a magnet, and Figure 16 is the cogging torque generated in the same core. FIG. 17 is a developed diagram showing the relationship between a grooved core and a magnet, FIG. 18 is a developed diagram showing the relationship between a core with a groove and an attached core and a magnet, and FIG. FIG. 20 is a developed diagram showing the relationship between a core with an attached core and a magnet; FIG. 20 is a waveform diagram showing the relationship between an armature core with grooves, magnetic flux, and cogging torque;
FIG. 1 is a waveform diagram showing the relationship between an armature core having a groove and an attached core, magnetic flux, and cogging torque. 11, 15, 17...field magnet, 12a, 12b,
12c, 16a, 16b, 16c...Salient poles of armature, 21a, 21b, 21c, 22a, 22b,
22c...Groove for armature winding, 13a, 13
b, 13c, 14a, 14b, 14c, 19a,
19b, 19c, 20a, 20b, 20c... Salient poles of the attached core.
Claims (1)
して配設された突極及び巻線用の溝を有する電機
子とを備え、上記界磁と電機子のうちいずれか一
方を他方に対して直進運動させる直進電機におい
て、直進方向から見ても上記電機子の左右の少な
くとも一方側に電機子と平行に併設コアを設け、
この併設コアの突極を、界磁と対向する部位であ
つて上記巻線用の各溝の位置に対して直進方向へ
界磁の磁極ピツチ分又はこの整数倍だけずれた部
位に設けると共に、上記併設コアの突極の直進方
向の寸法と上記溝の直進方向の寸法とを略等しく
したことを特徴とする直進電機。1.Equipped with a multi-pole magnetized field and an armature having salient poles and winding grooves arranged opposite to this field, and either one of the field and the armature In a linear electric machine that moves the armature in a straight line relative to the other, a core is provided parallel to the armature on at least one side of the left and right sides of the armature when viewed from the straight direction,
The salient pole of this annexed core is provided at a portion facing the field and shifted in the straight direction from the position of each groove for the winding by the magnetic pole pitch of the field or an integral multiple thereof, A linear electric machine characterized in that the dimension of the salient pole of the annexed core in the linear direction and the dimension of the groove in the linear direction are approximately equal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP292587A JPS63174552A (en) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | Linear electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP292587A JPS63174552A (en) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | Linear electric machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63174552A JPS63174552A (en) | 1988-07-19 |
| JPH0470866B2 true JPH0470866B2 (en) | 1992-11-12 |
Family
ID=11542914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP292587A Granted JPS63174552A (en) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | Linear electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63174552A (en) |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP292587A patent/JPS63174552A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63174552A (en) | 1988-07-19 |
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