JP2650367B2 - パルスモータ - Google Patents
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- JP2650367B2 JP2650367B2 JP63287033A JP28703388A JP2650367B2 JP 2650367 B2 JP2650367 B2 JP 2650367B2 JP 63287033 A JP63287033 A JP 63287033A JP 28703388 A JP28703388 A JP 28703388A JP 2650367 B2 JP2650367 B2 JP 2650367B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば、産業用ロボットなどのように比
較的大きな推力が要求されるFA（ファクトリーオートメ
ーション）機器に用いて好適なパルスモータに関するも
のである。
較的大きな推力が要求されるFA（ファクトリーオートメ
ーション）機器に用いて好適なパルスモータに関するも
のである。
「従来の技術」 周知のように、リニアパルスモータはスライダに供給
されるパルス信号に基づき、スライダまたは二次側スケ
ール（以下、単にスケールと称す）をステップ状に歩進
動作させるものであり、その磁気回路の構成は、第８図
に示す通りである。この図において、１は長尺板状の磁
性体によって構成されたスケールであり、その上面に
は、凹凸状の歯部1a,1a,…が長手方向（図面左右方向）
に沿って等間隔に形成されている。このスケール１の上
面にはスライダ２が図示せぬローラ等からなる支持機構
によってスケール１の長手方向へ移動自在に指示された
状態で載置されている。スライダ２は、コ字状のＡ相鉄
心およびＢ相鉄心５と、Ａ相鉄心４のＡ相磁極4aおよび
相磁極4bに各々巻回されたコイル6aおよび6bと、Ｂ相
鉄心５のＢ相磁極5aおよび相磁極5bに各々巻回された
コイル7aおよび7bと、鉄心４および５の上面に図示する
極性で取り付けられた永久磁石８および９と、永久磁石
８および９の上面に取り付けられた板状の磁性体によっ
て構成されるバックプレート10とから構成されている。
そして、磁極4aの下面には、スケール１の歯部1aのピッ
チＰと同一ピッチの極歯14aが３個形成されており、磁
極4b,5a,5bの各下面にも同様に極歯14b,15a,15bが各々
形成されている。また、これらの極歯15b,14b,15aは極
歯14aに対して順次P/4ずつずらして配置されており、極
歯14a,14b,15a,15bの各下面と歯部1aの上面との間に
は、所定の間隙Ｇが各々形成されている。そして、コイ
ル6a,6b,7a,7bに所定のパルス信号を順次供給すること
により、コイル6a,6b,7a,7bが発生する磁束と、永久磁
石8,9が発生する磁束とが各磁極4a,4b,5a,5bにおいて、
順次加減され、スケール１に対するスライダ２の磁気的
安定位置が順次移動し、これにより、スライダ２がスケ
ール１の長手方向に沿って移動する。
されるパルス信号に基づき、スライダまたは二次側スケ
ール（以下、単にスケールと称す）をステップ状に歩進
動作させるものであり、その磁気回路の構成は、第８図
に示す通りである。この図において、１は長尺板状の磁
性体によって構成されたスケールであり、その上面に
は、凹凸状の歯部1a,1a,…が長手方向（図面左右方向）
に沿って等間隔に形成されている。このスケール１の上
面にはスライダ２が図示せぬローラ等からなる支持機構
によってスケール１の長手方向へ移動自在に指示された
状態で載置されている。スライダ２は、コ字状のＡ相鉄
心およびＢ相鉄心５と、Ａ相鉄心４のＡ相磁極4aおよび
相磁極4bに各々巻回されたコイル6aおよび6bと、Ｂ相
鉄心５のＢ相磁極5aおよび相磁極5bに各々巻回された
コイル7aおよび7bと、鉄心４および５の上面に図示する
極性で取り付けられた永久磁石８および９と、永久磁石
８および９の上面に取り付けられた板状の磁性体によっ
て構成されるバックプレート10とから構成されている。
そして、磁極4aの下面には、スケール１の歯部1aのピッ
チＰと同一ピッチの極歯14aが３個形成されており、磁
極4b,5a,5bの各下面にも同様に極歯14b,15a,15bが各々
形成されている。また、これらの極歯15b,14b,15aは極
歯14aに対して順次P/4ずつずらして配置されており、極
歯14a,14b,15a,15bの各下面と歯部1aの上面との間に
は、所定の間隙Ｇが各々形成されている。そして、コイ
ル6a,6b,7a,7bに所定のパルス信号を順次供給すること
により、コイル6a,6b,7a,7bが発生する磁束と、永久磁
石8,9が発生する磁束とが各磁極4a,4b,5a,5bにおいて、
順次加減され、スケール１に対するスライダ２の磁気的
安定位置が順次移動し、これにより、スライダ２がスケ
ール１の長手方向に沿って移動する。
ここで、２組のコイル6a,6bおよび7a,7bに常に電流を
供給する２相励磁方式によってスライダ２を駆動する場
合を例にして説明する。
供給する２相励磁方式によってスライダ２を駆動する場
合を例にして説明する。
第９図（ａ）に示す様に、コイル6a,6bに端子6cから6
dへ向って所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bに端子
7dから7cへ向って所定の電流を流すことによって、コイ
ル6aが発生する磁束と、永久磁石８が発生する磁束とが
Ａ相磁極4aにおいて相加わり、相磁極4bにおいて互い
に打ち消し合う一方、コイル7aが発生する磁束と、永久
磁石９が発生する磁束とがＢ相磁極5aにおいて相加わ
り、相磁極5bにおいて、互いに打ち消し合うので、図
に実線φ１で示す主磁束が発生し、この結果、Ａ相磁極
4aおよびＢ相磁極5aの各極歯14aおよび15aと、スケール
１の歯部1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した
位置となる。
dへ向って所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bに端子
7dから7cへ向って所定の電流を流すことによって、コイ
ル6aが発生する磁束と、永久磁石８が発生する磁束とが
Ａ相磁極4aにおいて相加わり、相磁極4bにおいて互い
に打ち消し合う一方、コイル7aが発生する磁束と、永久
磁石９が発生する磁束とがＢ相磁極5aにおいて相加わ
り、相磁極5bにおいて、互いに打ち消し合うので、図
に実線φ１で示す主磁束が発生し、この結果、Ａ相磁極
4aおよびＢ相磁極5aの各極歯14aおよび15aと、スケール
１の歯部1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した
位置となる。
第９図（ｂ）に示す様に、コイル6a,6bにと同一方
向へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと逆方
向へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ２で示
す主磁束が発生し、この結果、各極歯14aおよび15bと歯
部1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した位置と
なる。
向へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと逆方
向へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ２で示
す主磁束が発生し、この結果、各極歯14aおよび15bと歯
部1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した位置と
なる。
第９図（ｃ）に示す様に、コイル6a,6bにと逆方向
へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと同方向
へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ３で示す
主磁束が発生し、この結果、各極歯14bおよび15bと歯部
1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した位置とな
る。
へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと同方向
へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ３で示す
主磁束が発生し、この結果、各極歯14bおよび15bと歯部
1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した位置とな
る。
第９図（ｄ）に示す様に、コイル6a,6bにと同方向
へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと逆方向
へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ４で示す
主磁束が発生し、この結果、各極歯14bおよび15aと歯部
1aと上下に対向した位置が磁気的に安定した位置とな
る。
へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと逆方向
へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ４で示す
主磁束が発生し、この結果、各極歯14bおよび15aと歯部
1aと上下に対向した位置が磁気的に安定した位置とな
る。
以上の→→→の各励磁モードの順にパルス励
磁を繰り返すことによって、スライダ２が図面右方向、
すなわち磁極4aから5bに向かう方向へ移動し、→→
→の各励磁モードの順にパルス励磁を繰り返すこと
によって、スライダ２が図面左方向、すなわち磁極5bか
ら4aに向かう方向へ移動する。なお、スライダ２を固定
してスケール１を移動させる場合も同様である。
磁を繰り返すことによって、スライダ２が図面右方向、
すなわち磁極4aから5bに向かう方向へ移動し、→→
→の各励磁モードの順にパルス励磁を繰り返すこと
によって、スライダ２が図面左方向、すなわち磁極5bか
ら4aに向かう方向へ移動する。なお、スライダ２を固定
してスケール１を移動させる場合も同様である。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、一般に、リニアパルスモータはオープンル
ープで高精度な位置決めが可能なことから、OA（オフィ
スオートメーション）機器のプリンタのキャリッジ駆動
等に用いられているものの、大きな推力が得られないた
め、産業用ロボットなどのように比較的大きな推力が要
求されるFA機器には、適用することが困難であった。す
なわち、上述したリニアパルスモータにおいては、第９
図（ａ）〜（ｂ）に示すように、一方のＡ相磁極4aもし
くはＢ相磁極5aにおいてコイル6aもしくは7aが発生する
磁束と永久磁石8,9が発生する磁束とが相加わり、推力
が発生している期間、他方の相磁極4bもしくは相磁
極5bにおいては、コイル6bもしくは7bが発生する磁束
と、永久磁石8,9が発生する磁束とが互いに打ち消し合
い、推力が発生しないように構成されている。逆に、
相磁極4bもしくは相磁極5bにおいて推力が発生してい
る期間、Ａ相磁極4aもしくはＢ相磁極5aにおいては、推
力が発生しないように構成されている。したがって、実
際に推力発生に寄与する推力発生面積は、スケール１と
対向する各磁極4a,4b,5a,5bの総面積の内、50％しかな
く、この推力発生面積を広げることが、推力向上を図る
際の重要な課題となっていた。また、このような推力向
上を図ったパルスモータを実用化する際において、可能
な限り簡素な構成とし、容易に製造し得ると共に、充分
な剛性強度が得られる構造とすることも重要な課題と成
っていた。
ープで高精度な位置決めが可能なことから、OA（オフィ
スオートメーション）機器のプリンタのキャリッジ駆動
等に用いられているものの、大きな推力が得られないた
め、産業用ロボットなどのように比較的大きな推力が要
求されるFA機器には、適用することが困難であった。す
なわち、上述したリニアパルスモータにおいては、第９
図（ａ）〜（ｂ）に示すように、一方のＡ相磁極4aもし
くはＢ相磁極5aにおいてコイル6aもしくは7aが発生する
磁束と永久磁石8,9が発生する磁束とが相加わり、推力
が発生している期間、他方の相磁極4bもしくは相磁
極5bにおいては、コイル6bもしくは7bが発生する磁束
と、永久磁石8,9が発生する磁束とが互いに打ち消し合
い、推力が発生しないように構成されている。逆に、
相磁極4bもしくは相磁極5bにおいて推力が発生してい
る期間、Ａ相磁極4aもしくはＢ相磁極5aにおいては、推
力が発生しないように構成されている。したがって、実
際に推力発生に寄与する推力発生面積は、スケール１と
対向する各磁極4a,4b,5a,5bの総面積の内、50％しかな
く、この推力発生面積を広げることが、推力向上を図る
際の重要な課題となっていた。また、このような推力向
上を図ったパルスモータを実用化する際において、可能
な限り簡素な構成とし、容易に製造し得ると共に、充分
な剛性強度が得られる構造とすることも重要な課題と成
っていた。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
スケールと対向する各極磁の総面積を推力発生用に有効
に利用し得て、大きな推力が得られると共に、簡素な構
成で、容易に製造することができ、かつ充分な剛性強度
が得られるパルスモータを提供することを目的としてい
る。
スケールと対向する各極磁の総面積を推力発生用に有効
に利用し得て、大きな推力が得られると共に、簡素な構
成で、容易に製造することができ、かつ充分な剛性強度
が得られるパルスモータを提供することを目的としてい
る。
「課題を解決するための手段」 この発明は、特定方向に沿って等間隔に歯部を有する
二次側スケールと、前記二次側スケールに対して前記特
定方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部とから
なり、前記一次側磁束発生部の各磁極と前記二次側スケ
ールの各歯部との間に形成された各間隙に順次磁束を発
生させることにより、前記一次側磁束発生部を二次側ス
ケールに対して相対移動させるパルスモータにおいて、
前記一次側磁束発生部を、一つの極に一つ以上の小歯を
もった複数の極から形成し、前記二次側スケールを、前
記特定方向に沿って一定間P/2で各々配列された歯部
と、前記各歯部間に、隣合うもの同志の極性が互いに逆
方向となるように各々挿入配置された永久磁石とから構
成する一方、前記一次側磁束発生部を、前記二次側スケ
ールの各歯部と一定の間隙を隔てて各々対向するＮ個の
磁極を有すると共に、前記各磁極が前記特定方向へ順次
所定寸法P/Nの変位を有して配置された鉄心と、前記鉄
心に巻回されたコイルとから構成したことを特徴として
いる。
二次側スケールと、前記二次側スケールに対して前記特
定方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部とから
なり、前記一次側磁束発生部の各磁極と前記二次側スケ
ールの各歯部との間に形成された各間隙に順次磁束を発
生させることにより、前記一次側磁束発生部を二次側ス
ケールに対して相対移動させるパルスモータにおいて、
前記一次側磁束発生部を、一つの極に一つ以上の小歯を
もった複数の極から形成し、前記二次側スケールを、前
記特定方向に沿って一定間P/2で各々配列された歯部
と、前記各歯部間に、隣合うもの同志の極性が互いに逆
方向となるように各々挿入配置された永久磁石とから構
成する一方、前記一次側磁束発生部を、前記二次側スケ
ールの各歯部と一定の間隙を隔てて各々対向するＮ個の
磁極を有すると共に、前記各磁極が前記特定方向へ順次
所定寸法P/Nの変位を有して配置された鉄心と、前記鉄
心に巻回されたコイルとから構成したことを特徴として
いる。
「作用」 上記構成によれば、コイルに電流を流すと、一次側磁
束発生部の鉄心の一方の磁極から二次側スケールのＳ極
側の歯部に流入した磁束が、永久磁石を介して隣合うＮ
極側の歯部に流入し、該歯部から一次側磁束発生部の鉄
心の他方の磁極へ流入する主磁束ループが形成されるの
で、二次側スケールと対向する各磁極の総面積を推力発
生用に有効に利用することができ、大きな推力を得られ
る。
束発生部の鉄心の一方の磁極から二次側スケールのＳ極
側の歯部に流入した磁束が、永久磁石を介して隣合うＮ
極側の歯部に流入し、該歯部から一次側磁束発生部の鉄
心の他方の磁極へ流入する主磁束ループが形成されるの
で、二次側スケールと対向する各磁極の総面積を推力発
生用に有効に利用することができ、大きな推力を得られ
る。
「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明
する。
する。
第１図はこの発明の第１実施例によるリニアパルスモ
ータの磁気回路の構成を示す図である。
ータの磁気回路の構成を示す図である。
この図において、21は固定されたスケール、22は図示
せぬローラ等の支持機構によってスケール21の長手方向
（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に支持されたスライ
ダである。
せぬローラ等の支持機構によってスケール21の長手方向
（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に支持されたスライ
ダである。
スケール21は、その長手方向へ沿って一定間隔P/2で
配列され、方形状の磁性部材によって構成される歯部21
a,21a,…と、これらの各歯部21a,21a,…間に、隣合うも
の同志の極性が互いに逆方向となるように各々挿入配置
された永久磁石21b,21b,…とから構成されている。
配列され、方形状の磁性部材によって構成される歯部21
a,21a,…と、これらの各歯部21a,21a,…間に、隣合うも
の同志の極性が互いに逆方向となるように各々挿入配置
された永久磁石21b,21b,…とから構成されている。
一方、スライダ22は、図示せぬ連結部材によって互い
に連結されたＡ相ブロック23とＢ相ブロック33とから構
成されている。Ａ相ブロック23は、スケール21と各々対
向するＡ相磁極24Aと相磁極24を有する鉄心24と、
この鉄心24に巻回されたコイル25とから構成されてお
り、各磁極24Aおよび24には、一定間隔Ｐで４個の極
歯24Aa〜24Adおよび24ａ〜24ｄが各々形成されてい
る。同様に、Ｂ相ブロック33は、スケール21と各々対向
するＢ相磁極34Bと相磁極34を有する鉄心34と、こ
の鉄心34に巻回されたコイル35とから構成されており、
各磁極34Bおよび34には、一定間隔Ｐで４個の極歯34B
a〜34Bdおよび34ａ〜34ｄが各々形成されている。
この場合、各磁極24A,24,34B,34の相対位置関係は
第２図に示すようになっている。すなわち、鉄心24の両
端の磁極24Aと24の間、および鉄心34の両端の磁極34B
と34の間は、互いにP/2の変位を有して配置され、さ
らに鉄心24と34の間は、P/4の変位を有して配置され、
これにより各磁極24A,24,34B,34の順に、その移動
方向Ｍへ所定寸法P/4ずつの変位を有して配置されてい
る（図に示すｍは整数）。
に連結されたＡ相ブロック23とＢ相ブロック33とから構
成されている。Ａ相ブロック23は、スケール21と各々対
向するＡ相磁極24Aと相磁極24を有する鉄心24と、
この鉄心24に巻回されたコイル25とから構成されてお
り、各磁極24Aおよび24には、一定間隔Ｐで４個の極
歯24Aa〜24Adおよび24ａ〜24ｄが各々形成されてい
る。同様に、Ｂ相ブロック33は、スケール21と各々対向
するＢ相磁極34Bと相磁極34を有する鉄心34と、こ
の鉄心34に巻回されたコイル35とから構成されており、
各磁極34Bおよび34には、一定間隔Ｐで４個の極歯34B
a〜34Bdおよび34ａ〜34ｄが各々形成されている。
この場合、各磁極24A,24,34B,34の相対位置関係は
第２図に示すようになっている。すなわち、鉄心24の両
端の磁極24Aと24の間、および鉄心34の両端の磁極34B
と34の間は、互いにP/2の変位を有して配置され、さ
らに鉄心24と34の間は、P/4の変位を有して配置され、
これにより各磁極24A,24,34B,34の順に、その移動
方向Ｍへ所定寸法P/4ずつの変位を有して配置されてい
る（図に示すｍは整数）。
以上の構成において、コイル25および35の一方に電流
を供給する１相励磁方式によってスライダ22を駆動する
場合の動作について第３図を参照して説明する。
を供給する１相励磁方式によってスライダ22を駆動する
場合の動作について第３図を参照して説明する。
第３図（ａ）に示す状態において、Ａ相ブロック23の
コイル25に対して、図に矢印で示す方向へ所定の電流を
流すと、鉄心24には相磁極24からＡ相磁国24Aに向
ってコイル25による起磁力が発生し、これにより図にφ
１で示すように、鉄心24のＡ相磁極24Aの各極歯24Aa〜2
4Adからスケール21のＳ極側の歯部21aに流入した磁束
が、永久磁石21bを介して隣合うＮ極側の歯部21aに流入
し、この歯部21aから鉄心24の相磁極24の各極歯24
ａ〜24ｄへ流入する主磁束ループが形成される。こ
の結果、Ａ相磁極24Aの各極歯24Aa〜24Adがスケール21
のＳ極側の歯部21aと対向し、相磁極24の各極歯24
ａ〜24ｄがスケール21のＮ極側の歯部21aと対向す
る位置が磁気的に安定した位置となる。
コイル25に対して、図に矢印で示す方向へ所定の電流を
流すと、鉄心24には相磁極24からＡ相磁国24Aに向
ってコイル25による起磁力が発生し、これにより図にφ
１で示すように、鉄心24のＡ相磁極24Aの各極歯24Aa〜2
4Adからスケール21のＳ極側の歯部21aに流入した磁束
が、永久磁石21bを介して隣合うＮ極側の歯部21aに流入
し、この歯部21aから鉄心24の相磁極24の各極歯24
ａ〜24ｄへ流入する主磁束ループが形成される。こ
の結果、Ａ相磁極24Aの各極歯24Aa〜24Adがスケール21
のＳ極側の歯部21aと対向し、相磁極24の各極歯24
ａ〜24ｄがスケール21のＮ極側の歯部21aと対向す
る位置が磁気的に安定した位置となる。
第３図（ｂ）に示す様に、Ｂ相ブロック33のコイル35
に対し、図に矢印で示す方向へ所定の電流を流すと、図
にφ２で示す主磁束ループが発生し、この結果、Ｂ相磁
極34Bの各極歯34Ba〜34Bdがスケール21のＳ極側の歯部2
1aと対向し、相磁極34の各極歯34ａ〜34ｄがス
ケール21のＮ極側の歯部21aと対向する位置が磁気的に
安定した位置となる。
に対し、図に矢印で示す方向へ所定の電流を流すと、図
にφ２で示す主磁束ループが発生し、この結果、Ｂ相磁
極34Bの各極歯34Ba〜34Bdがスケール21のＳ極側の歯部2
1aと対向し、相磁極34の各極歯34ａ〜34ｄがス
ケール21のＮ極側の歯部21aと対向する位置が磁気的に
安定した位置となる。
第３図（ｃ）に示す様に、Ａ相ブロック23のコイル25
にと逆方向へ所定の電流を流すと、図にφ３で示す主
磁束ループが発生し、この結果、Ａ相磁極24Aの各極歯2
4Aa〜24Adがスケール21のＮ極側の歯部21aと対向し、
相磁極24の各極歯24ａ〜14ｄがスケール21のＳ極
側の歯部21aと対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。
にと逆方向へ所定の電流を流すと、図にφ３で示す主
磁束ループが発生し、この結果、Ａ相磁極24Aの各極歯2
4Aa〜24Adがスケール21のＮ極側の歯部21aと対向し、
相磁極24の各極歯24ａ〜14ｄがスケール21のＳ極
側の歯部21aと対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。
第３図（ｄ）に示す様に、Ｂ相ブロック33のコイル35
にと逆方向へ所定の電流を流すと、図にφ４で示す主
磁束ループが発生し、この結果、Ｂ相磁極34Bの各極歯3
4Ba〜34Bdがスケール21のＮ極側の歯部21aと対向し、
相磁極34の各極歯34ａ〜34ｄがスケール21のＳ極
側の歯部21aと対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。
にと逆方向へ所定の電流を流すと、図にφ４で示す主
磁束ループが発生し、この結果、Ｂ相磁極34Bの各極歯3
4Ba〜34Bdがスケール21のＮ極側の歯部21aと対向し、
相磁極34の各極歯34ａ〜34ｄがスケール21のＳ極
側の歯部21aと対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。
以上の→→→の各励磁モードの順にパルス励
磁を繰り返すことによって、スライダ22が図面方向、す
なわちＡ相ブロック23からＢ相ブロック33に向かう方向
へ移動し、→→→の各励磁モードの順にパルス
励磁を繰り返すことによって、スライダ22が図面左方
向、すなわちＢ相ブロック33からＡ相ブロック23に向か
う方向へ移動する。
磁を繰り返すことによって、スライダ22が図面方向、す
なわちＡ相ブロック23からＢ相ブロック33に向かう方向
へ移動し、→→→の各励磁モードの順にパルス
励磁を繰り返すことによって、スライダ22が図面左方
向、すなわちＢ相ブロック33からＡ相ブロック23に向か
う方向へ移動する。
次に、第４図を参照して、この発明の第２実施例であ
る３相リニアパルスモータについて説明する。この図に
おいて、42は図示せぬローラ等の支持機構によってスケ
ール21の長手方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に
支持されたスライダである。スライダ42は、Ａ相磁極43
Aと、Ｂ相磁極43Bと、Ｃ相磁極43Cとを有する鉄心43
と、各磁極43A〜43Cに各々巻回されたコイル44A〜44Cと
から構成されている。この場合、一側部に位置する磁極
43A、中央部に位置する磁極43B、他側部に位置する磁極
43Cの順に、スケール21の長手方向（Ｍ方向）へ順次P/3
ずつ変位して配置され、これにより、Ａ相磁極43Aがス
ケール21の歯部21aと対向している状態において、Ｂ相
磁極43Bが歯部21aからＰの1/3だけ変位し、Ｃ相磁極43C
が歯部21aからＰの2/3だけ変位する位置関係となる。
る３相リニアパルスモータについて説明する。この図に
おいて、42は図示せぬローラ等の支持機構によってスケ
ール21の長手方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に
支持されたスライダである。スライダ42は、Ａ相磁極43
Aと、Ｂ相磁極43Bと、Ｃ相磁極43Cとを有する鉄心43
と、各磁極43A〜43Cに各々巻回されたコイル44A〜44Cと
から構成されている。この場合、一側部に位置する磁極
43A、中央部に位置する磁極43B、他側部に位置する磁極
43Cの順に、スケール21の長手方向（Ｍ方向）へ順次P/3
ずつ変位して配置され、これにより、Ａ相磁極43Aがス
ケール21の歯部21aと対向している状態において、Ｂ相
磁極43Bが歯部21aからＰの1/3だけ変位し、Ｃ相磁極43C
が歯部21aからＰの2/3だけ変位する位置関係となる。
以上の構成において、第５図に示すような励磁シーケ
ンスで、Ａ相コイル44Aと、Ｂ相コイル44Bと、Ｃ相コイ
ル44Cに極性が反転するパルス電流を供給し、いわゆる
バイポーラ駆動する場合の動作について説明する。
ンスで、Ａ相コイル44Aと、Ｂ相コイル44Bと、Ｃ相コイ
ル44Cに極性が反転するパルス電流を供給し、いわゆる
バイポーラ駆動する場合の動作について説明する。
まず、第６図は、スライダ42の各磁極43A〜43Cとスケ
ール21の各歯部21aとの間に発生する推力ベクトルを示
す図である。この図において、ＡはＡ相コイル44Aに正
方向に駆動電流を供給した場合に生じる推力ベクトルを
示し、はＡ相コイル44Aに負方向に駆動電流を供給し
た場合に生じる推力ベクトルを示し、同様に、Ｂおよび
ＣはＢ相コイル44BおよびＣ相コイル44Cに正方向に駆動
電流を供給した場合に各々生じる推力ベクトルを示し、
およびはＢ相コイル44BおよびＣ相コイル44Cに負方
向に駆動電流を供給した場合に各々生じる推力ベクトル
を示している。
ール21の各歯部21aとの間に発生する推力ベクトルを示
す図である。この図において、ＡはＡ相コイル44Aに正
方向に駆動電流を供給した場合に生じる推力ベクトルを
示し、はＡ相コイル44Aに負方向に駆動電流を供給し
た場合に生じる推力ベクトルを示し、同様に、Ｂおよび
ＣはＢ相コイル44BおよびＣ相コイル44Cに正方向に駆動
電流を供給した場合に各々生じる推力ベクトルを示し、
およびはＢ相コイル44BおよびＣ相コイル44Cに負方
向に駆動電流を供給した場合に各々生じる推力ベクトル
を示している。
そして、第５図にで示す期間においては、Ａ相コイ
ル44Aに正方向へ駆動電流が供給され、Ｂ相コイル44Bと
Ｃ相コイル44Cには負方向へ駆動電流が供給されてお
り、第６図に示すように、ベクトルＡと、ベクトル
と、ベクトルを合成したベクトルが推力ベクトルとな
って、スケール21とスライダ42間に作用する。その後、
→→…→で示す順序で、各コイル44A〜44Cに駆動
電流を供給すると、スライダ42の各磁極43A〜43Cとスケ
ール21の各歯部21aとの間に発生する推力ベクトルが第
６図に→→…→で示す順序で変化し、スケール21
に対するスライダ42の磁気的安定点が移り変わる。この
ように→→→…→の各励磁モードの順、または
→→…→→の各励磁モードの順にパルス励磁を
繰り返すことによって、スライダ42が移動する。
ル44Aに正方向へ駆動電流が供給され、Ｂ相コイル44Bと
Ｃ相コイル44Cには負方向へ駆動電流が供給されてお
り、第６図に示すように、ベクトルＡと、ベクトル
と、ベクトルを合成したベクトルが推力ベクトルとな
って、スケール21とスライダ42間に作用する。その後、
→→…→で示す順序で、各コイル44A〜44Cに駆動
電流を供給すると、スライダ42の各磁極43A〜43Cとスケ
ール21の各歯部21aとの間に発生する推力ベクトルが第
６図に→→…→で示す順序で変化し、スケール21
に対するスライダ42の磁気的安定点が移り変わる。この
ように→→→…→の各励磁モードの順、または
→→…→→の各励磁モードの順にパルス励磁を
繰り返すことによって、スライダ42が移動する。
次に、この発明の第３実施例である回転型・両面駆動
式のパルスモータに適用した場合の構成について第７図
（イ）〜（ハ）を参照して説明する。これらの図におい
て、50はハウジングであり、51はハウジング50にベアリ
ング52,53を介して回転自在に支持されているシャフト
である。このシャフト51には、円板状のロータ54がキー
55によって固定されており、また、ハウジング50内に
は、ロータ54の両面と各々所定の間隔を隔てて対向する
環状のステータ56,57が各々取り付けられている。ロー
タ54は、非磁性体によって構成される環状部材59および
60と、これらの部材59と60間に配置され、磁性体によっ
て構成されると共に放射状に複数分割された歯部61,61,
…と、各歯部61,61,…の間に、隣り合うもの同士の極性
が互いに逆方向となるように各々挿入配置された永久磁
石62,62,…とから構成されている。また、ステータ56
は、第１図に示す各磁極24A,24,34,34と同様の位置
関係を有する磁極65a〜65dが形成された鉄心65と、これ
らの磁極65a〜65dに各々巻回されたコイル66a〜66dとか
ら構成され、ステータ57も同様に構成されている。以上
の構成において、第３図と同様の動作原理でロータ54が
回転駆動され、シャフト51が回転する。
式のパルスモータに適用した場合の構成について第７図
（イ）〜（ハ）を参照して説明する。これらの図におい
て、50はハウジングであり、51はハウジング50にベアリ
ング52,53を介して回転自在に支持されているシャフト
である。このシャフト51には、円板状のロータ54がキー
55によって固定されており、また、ハウジング50内に
は、ロータ54の両面と各々所定の間隔を隔てて対向する
環状のステータ56,57が各々取り付けられている。ロー
タ54は、非磁性体によって構成される環状部材59および
60と、これらの部材59と60間に配置され、磁性体によっ
て構成されると共に放射状に複数分割された歯部61,61,
…と、各歯部61,61,…の間に、隣り合うもの同士の極性
が互いに逆方向となるように各々挿入配置された永久磁
石62,62,…とから構成されている。また、ステータ56
は、第１図に示す各磁極24A,24,34,34と同様の位置
関係を有する磁極65a〜65dが形成された鉄心65と、これ
らの磁極65a〜65dに各々巻回されたコイル66a〜66dとか
ら構成され、ステータ57も同様に構成されている。以上
の構成において、第３図と同様の動作原理でロータ54が
回転駆動され、シャフト51が回転する。
なお、この発明は、上述した実施例に限定されること
なく、以下に挙げる種々の変形が可能である。
なく、以下に挙げる種々の変形が可能である。
一次側スライダに、二次側スケールに対する相対移動
量を検出するセンサを設け、サーボモータとして駆動さ
せるようにしてもよい。
量を検出するセンサを設け、サーボモータとして駆動さ
せるようにしてもよい。
コギングの除去、もしくは推力波形歪の改善のため
に、スキュー構造としたり、同一極内における若干のピ
ッチずらし（等価スキュー）を施しても構わない。
に、スキュー構造としたり、同一極内における若干のピ
ッチずらし（等価スキュー）を施しても構わない。
上述した実施例においては、各歯部21a,21a,…の間の
全域に亙って、永久磁石21b,21b,…を挿入配置したが、
十分な磁束が得られるのであれば部分的に挿入する構造
としても勿論構わない。
全域に亙って、永久磁石21b,21b,…を挿入配置したが、
十分な磁束が得られるのであれば部分的に挿入する構造
としても勿論構わない。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、一次側磁束
発生部を、一つの極に一つ以上の小歯をもった複数の極
から形成し、二次側スケールを、特定方向に沿って一定
間隔P/2で各々配列された歯部と、これら各歯部間に、
隣合うもの同志の極性が互いに逆方向となるように各々
挿入配置された永久磁石とによって構成する一方、一次
側磁束発生部を、二次側スケールの各歯部と一定の間隙
を隔てて各々対向するＮ個の磁極を有すると共に、これ
ら各磁極が特定方向へ順次所定寸法P/Nの変位を有して
配置された鉄心と、各鉄心に巻回されたコイルとから構
成し、このコイルに電流を流した場合に、一次側磁束発
生部の鉄心の一方の磁極から二次側スケールのＳ極側の
歯部に流入した磁束が、永久磁石を介して隣合うＮ極側
の歯部に流入し、該歯部から一次側磁束発生部の鉄心の
他方の磁極へ流入する主磁束ループが形成されるように
したので、二次側スケールと対向各磁極の総面積を推力
発生用に有効に利用することができ、従来の２倍の推力
を得られ、例えば、産業用ロボットなどのように比較的
大きな推力が要求されるFA機器にも適用することが可能
になるという効果が得られる。
発生部を、一つの極に一つ以上の小歯をもった複数の極
から形成し、二次側スケールを、特定方向に沿って一定
間隔P/2で各々配列された歯部と、これら各歯部間に、
隣合うもの同志の極性が互いに逆方向となるように各々
挿入配置された永久磁石とによって構成する一方、一次
側磁束発生部を、二次側スケールの各歯部と一定の間隙
を隔てて各々対向するＮ個の磁極を有すると共に、これ
ら各磁極が特定方向へ順次所定寸法P/Nの変位を有して
配置された鉄心と、各鉄心に巻回されたコイルとから構
成し、このコイルに電流を流した場合に、一次側磁束発
生部の鉄心の一方の磁極から二次側スケールのＳ極側の
歯部に流入した磁束が、永久磁石を介して隣合うＮ極側
の歯部に流入し、該歯部から一次側磁束発生部の鉄心の
他方の磁極へ流入する主磁束ループが形成されるように
したので、二次側スケールと対向各磁極の総面積を推力
発生用に有効に利用することができ、従来の２倍の推力
を得られ、例えば、産業用ロボットなどのように比較的
大きな推力が要求されるFA機器にも適用することが可能
になるという効果が得られる。
第１図はこの発明の第１実施例によるリニアパルスモー
タの磁気回路構成を示す斜視図、第２図は同実施例の各
磁極の位置関係を説明するための図、第３図（ａ）〜
（ｄ）は同実施例を１相励磁方式によって駆動した場合
の動作を説明するための正面図、第４図はこの発明の第
２実施例による多相リニアパルスモータの磁気回路構成
を示す斜視図、第５図は同リニアパルスモータにおける
励磁シーケンスを説明するための図、第６図は同リニア
パルスモータの各励磁モードにおける推力ベクトルを説
明するための図、第７図（イ）〜（ハ）はこの発明の第
３実施例による回転型・両面駆動式のリニアパルスモー
タの構成を示す断面図および内部構成を示す図、第８図
は従来のリニアパルスモータの磁気回路構成を示す図、
第９図（ａ）〜（ｄ）は同リニアパルスモータを２相励
磁方式によって駆動した場合の動作を説明するための図
である。 21……スケール、 21a……歯部、21b……永久磁石、 22……スライダ、 23……Ａ相ブロック、 24……鉄心、 24A……Ａ相磁極、 24……相磁極、 25……Ａ相コイル、 33……Ｂ相ブロック、 34……鉄心、 34B……Ｂ相磁極、 34……相磁極、 35……Ｂ相コイル。
タの磁気回路構成を示す斜視図、第２図は同実施例の各
磁極の位置関係を説明するための図、第３図（ａ）〜
（ｄ）は同実施例を１相励磁方式によって駆動した場合
の動作を説明するための正面図、第４図はこの発明の第
２実施例による多相リニアパルスモータの磁気回路構成
を示す斜視図、第５図は同リニアパルスモータにおける
励磁シーケンスを説明するための図、第６図は同リニア
パルスモータの各励磁モードにおける推力ベクトルを説
明するための図、第７図（イ）〜（ハ）はこの発明の第
３実施例による回転型・両面駆動式のリニアパルスモー
タの構成を示す断面図および内部構成を示す図、第８図
は従来のリニアパルスモータの磁気回路構成を示す図、
第９図（ａ）〜（ｄ）は同リニアパルスモータを２相励
磁方式によって駆動した場合の動作を説明するための図
である。 21……スケール、 21a……歯部、21b……永久磁石、 22……スライダ、 23……Ａ相ブロック、 24……鉄心、 24A……Ａ相磁極、 24……相磁極、 25……Ａ相コイル、 33……Ｂ相ブロック、 34……鉄心、 34B……Ｂ相磁極、 34……相磁極、 35……Ｂ相コイル。
Claims (2)
- 【請求項１】特定方向に沿って等間隔に歯部を有する二
次側スケールと、前記二次側スケールに対して前記特定
方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部とからな
り、前記一次側磁束発生部の各磁極と前記二次側スケー
ルの各歯部との間に形成された各間隙に順次磁束を発生
させることにより、前記一次側磁束発生部を二次側スケ
ールに対して相対移動させるパルスモータにおいて、 前記一次側磁束発生部を、一つの極に一つ以上の小歯を
もった複数の極から形成し、 前記二次側スケールを、前記特定方向に沿って一定間隔
P/2で各々配列された歯部と、前記各歯部間に、隣合う
もの同志の極性が互いに逆方向となるように各々挿入配
置された永久磁石とから構成する一方、 前記一次側磁束発生部を、前記二次側スケールの各歯部
と一定の間隔を隔てて各々対向するＮ個の磁極を有する
と共に、前記各磁極が前記特定方向へ順次所定寸法P/N
の変位を有して配置された鉄心と、前記鉄心に巻回され
たコイルとから構成したことを特徴とするパルスモー
タ。 - 【請求項２】前記二次側スケールの両面の各歯部と各々
対向する一対の一次側磁束発生部を設け、これらの一次
側磁束発生部は、互いに連結され、かつ前記二次側スケ
ールに対して前記特定方向へ移動自在に支持されている
ことを特徴とする請求項１記載のパルスモータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287033A JP2650367B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | パルスモータ |
| US07/381,351 US5010262A (en) | 1988-07-20 | 1989-07-18 | Strong magnetic thrust force type actuator |
| DE68918523T DE68918523T2 (de) | 1988-07-20 | 1989-07-19 | Betätiger der Bauart mit starker magnetischer Schubkraft. |
| EP89402056A EP0352189B1 (en) | 1988-07-20 | 1989-07-19 | Strong magnetic thrust force type actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63287033A JP2650367B2 (ja) | 1988-11-14 | 1988-11-14 | パルスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133060A JPH02133060A (ja) | 1990-05-22 |
| JP2650367B2 true JP2650367B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17712176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63287033A Expired - Lifetime JP2650367B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-11-14 | パルスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650367B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257211U (ja) * | 1975-10-23 | 1977-04-25 | ||
| JPS61185069A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-18 | Hitachi Metals Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ |
| JPS61231868A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-16 | Fujitsu Ltd | リニアパルスモ−タの巻線方法 |
| JPS61288769A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-18 | Amada Co Ltd | 平面形リニア直流モ−タ |
| JPS62100161A (ja) * | 1985-10-23 | 1987-05-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 平面モ−タ |
| JPS62118755A (ja) * | 1985-11-16 | 1987-05-30 | Fanuc Ltd | 交流式直線移動型電動機 |
| JPS62126856A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-09 | Shinko Electric Co Ltd | リニアモ−タ |
-
1988
- 1988-11-14 JP JP63287033A patent/JP2650367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02133060A (ja) | 1990-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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