JP2006311649A - 真空モータ - Google Patents

Abstract

【課題】 隔壁部材を空隙に介装させる構成をとりながら磁気的動力の伝達効率を悪化させることがない真空モータを実現する。
【解決手段】 空隙を介して対向配置され、対向部分に歯が形成されたステータ及びロータと、
前記空隙に配置され、前記ステータとロータを隔離する隔壁部材と、
前記ステータ又は前記ロータの少なくともいずれかの歯と歯の間に埋め込まれた歯先磁石と、
を有し、前記隔壁部材で隔離されたロータ側が真空雰囲気中に配置されたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空隙を介して対向配置され、対向部分に歯が形成されたステータ及びロータを有し、ロータ側が真空雰囲気中に配置される真空モータに関する。

隔壁部材により、真空雰囲気中に配置されるロータと大気雰囲気中に配置されるステータとを隔離する真空モータに関連する先行技術文献としては、特許文献１がある。

特開２００１−１１２２２３号公報

図３は特許文献１に記載されている従来の真空モータの構成例を示す断面図である。真空モータ３００は、大気雰囲気側に設けられてコイル３２０ａ，３２０ｂが巻回された２個のステータ３３０ａ，３３０ｂと、空隙を隔ててこれらステータに対向して真空雰囲気側設けられ、同軸配置された２個のロータ３４０ａ，３４０ｂを備える。

３１０は、空隙に配置された隔壁部材を形成する非磁性体のカンシールであり、真空雰囲気と大気雰囲気とを隔離する。大気雰囲気中のステータよりの磁気的動力は、このカンシールを介して真空雰囲気中のロータ３４０ａ，３４０ｂに伝達され、外側回転軸３５０及び内側回転軸３６０を回転駆動する。

従来の真空モータの構成では、次のような問題点がある。
（１）真空モータを実現するためにステータとロータ間の空隙に隔壁部材を設ける構成においては、隔壁部材を介装させるために空隙の距離を通常構造のモータより大きくする必要がある。このため、磁気的動力の伝達効率が悪化し、真空モータとして駆動力低下を招く。

（２）駆動力低下に対処するためにコイルへのドライブ電流を増加させてトルクアップを図る対応では、省電力化の妨げとなり、発熱対策等も必要とされる。

従って本発明が解決しようとする課題は、隔壁部材を空隙に介装させる構成をとりながら磁気的動力の伝達効率を悪化させることがない真空モータを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１） 空隙を介して対向配置され、対向部分に歯が形成されたステータ及びロータと、
前記空隙に配置され、前記ステータとロータを隔離する隔壁部材と、
前記ステータ又は前記ロータの少なくともいずれかの歯と歯の間に埋め込まれた歯先磁石と、
を有し、前記隔壁部材で隔離されたロータ側が真空雰囲気中に配置されたことを特徴とする真空モータ。

（２）前記ロータが前記ステータの外側に配置されていることを特徴とする（１）に記載の真空モータ。

（３）前記ロータが前記ステータの内側に配置されていることを特徴とする（１）に記載の真空モータ。

（４）前記ロータは、前記隔壁部材に固定された真空対応ベアリングに支持されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の真空モータ。

（５）前記隔壁部材は、シール部材を介して支持部材に固定配置されていることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の真空パルスモータ。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）歯先磁石を使用することによって、ステータとロータ間の空隙に隔壁部材を設ける構成においても、磁気的動力の伝達効率が維持され、真空モータとして駆動力低下を抑制できる。

（２）駆動力低下に対処するためにコイルへのドライブ電流を増加させる必要がなく、省電力化の妨げとなることは回避され、発熱対策等も不必要となる。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した真空モータの一実施形態の構成を示す断面図である。この実施形態の真空モータは、大気雰囲気に固定配置されたステータの周りを真空雰囲気に配置されたロータが回転する、アウターロータ形のパルスモータである。

図１において、１はステータであり、中心軸Ｐを有して大気雰囲気に固定配置されている。１１及び１２は一対のステータコアであり、バイアス磁石１３を挟んでステータ１の中心軸Ｐの周りに複数対が形成され、外周部には複数の歯が形成されている。１４はステータコイルであり、一対のステータコア１１，１２の周りに巻回されている。バイアス磁石１３はステータコア１１，１２の重ね合わせ方向に着磁されている。

２はロータであり、頂部が塞がれ底部が開放された円筒形状をなし、その内壁部にロータコア２１が固定配置されている。このロータコア２１は、内周部に歯が形成され、ステータコア１１及び１２の外周部に形成された複数の歯と空隙３を介して対向配置されており、ステータ側から磁気的吸引力を受けて中心軸Ｐの周りを回転駆動する。

１００は隔壁部材であり、本発明の特徴部の第１をなす。この隔壁部材１００は、空隙３に介装配置された非磁性体で形成され、ロータ２に近似して頂部が塞がれ底部が開放された略円筒形状をなしている。

隔壁部材１００の下端外周部には鍔部１０１が形成され、その真空雰囲気側の段部１０２には、真空対応ベアリング４がリング状に固定されており、ロータ２の下端外周部を支持し、ロータ２はこのベアリング４上を回転移動する。

鍔部の底部１０３と大気雰囲気に配置された支持部材５との間には、Ｏリング等のシール部材６が介在され、真空雰囲気にあるロータ２が対向配置された隔壁部材１００の外周部と、大気雰囲気にあるステータ１が対向配置された隔壁部材１００の内周部間の気体の出入りを遮断している。磁気的には、非磁性の隔壁手段１００を使用するので遮断されない。

７１及び７２は、レゾルバのロータコア及びステータコアであり、隔壁手段１００を介して対向配置され、ステータ１とロータ２の相対的な移動距離（位置情報）をステータコア７２に巻回されたコイルにより磁気的に検出する。

レゾルバから位置情報Ｄｉと、入力端子８に上位装置（図示せず）からディジタル値で与えられる位置指令情報Ｄｓとの偏差は、偏差演算手段９で演算処理され、その出力Ｆを入力するドライバ１０よりドライブ電流ＤＲＶをステータコイル１４に供給し、ロータ２を高精度に回転・位置決め制御する。

２００は歯先磁石であり、本発明の特徴部の第２をなす。歯先磁石２００は、ステータコア１１，１２の外周部に形成されている複数の歯と歯の間に埋め込まれている。図２は、複数の歯１５の歯と歯の間に埋め込まれた歯先磁石２００のイメージを示す斜視図である。

この歯先磁石２００は、隔壁部材１００を介装配置するために拡大された空隙３に起因して従来構造に比較して低下するトルクを補う機能を備え、従来構造と同じドライブ電流ＤＲＶで同等のトルクを得ることが可能となる。従って、隔壁部材を空隙に介装させる構成をとりながら磁気的動力の伝達効率を悪化させることがない真空モータを実現することができる。

図１の実施形態では、ロータ２がステータ１の外側に配置されている構造であるが、この関係を逆にし、図３の従来構造と同様にロータ２がステータ１の内側に配置されている構造にしてもよい。

更に、図１の実施形態では、パルスモータに適用した例を説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、ロータ及びステータに歯が形成されたモータ一般に適応することができる。

更に、図１の実施形態では、歯先磁石２００はステータ１側の歯と歯の間に埋め込む構成を例示したが、ロータ２側の歯と歯の間、又は両方の歯と歯の間に埋め込む構成とすることも可能である。

更に、図１の実施形態では、回転モータに適用した例を説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、リニアモータに適用してもよい。

更に、図２の実施形態では、歯先磁石２００は歯の高さ方向に着磁されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、歯先磁石２００歯の配列方向に着磁されていてもよい。歯先磁石２００がモータのトルクを向上させるように着磁されていればよい。

本発明を適用した真空モータの一実施形態の構成を示す断面図である。 歯と歯の間に埋め込まれた歯先磁石のイメージを示す斜視図である。 特許文献１に記載されている従来の真空モータの構成例を示す断面図である。

符号の説明

１ ステータ
１１，１２ ステータコア
１３ バイアス磁石
１４ ステータコイル
２ ロータ
２１ ロータコア
３ 空隙
４ 真空対応ベアリング
５ 支持部材
６ シール部材
７１ レゾルバロータコア
７２ レゾルバステータコア
８ 入力端子
９ 偏差演算手段
１０ ドライバ
１００ 隔壁手段
１０１ 鍔部
１０２ 段部
１０３ 底部
２００ 歯先磁石

Claims (5)

1. 空隙を介して対向配置され、対向部分に歯が形成されたステータ及びロータと、
   前記空隙に配置され、前記ステータとロータを隔離する隔壁部材と、
   前記ステータ又は前記ロータの少なくともいずれかの歯と歯の間に埋め込まれた歯先磁石と、
   を有し、前記隔壁部材で隔離されたロータ側が真空雰囲気中に配置されたことを特徴とする真空モータ。
2. 前記ロータが前記ステータの外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空モータ。
3. 前記ロータが前記ステータの内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空モータ。
4. 前記ロータは、前記隔壁部材に固定された真空対応ベアリングに支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の真空モータ。
5. 前記隔壁部材は、シール部材を介して支持部材に固定配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空パルスモータ。
   

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