JP2650438B2 - パルスモータ - Google Patents
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- JP2650438B2 JP2650438B2 JP1260923A JP26092389A JP2650438B2 JP 2650438 B2 JP2650438 B2 JP 2650438B2 JP 1260923 A JP1260923 A JP 1260923A JP 26092389 A JP26092389 A JP 26092389A JP 2650438 B2 JP2650438 B2 JP 2650438B2
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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一次側磁束発生
部の各コイルに供給されるパルス信号に基づき、一次側
または二次側スケール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７図（ａ）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
よって構成された二次側スケールであり、その上面に
は、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。この二次側スケール１の上面
には一次側磁束発生部２が図示せぬローラ等からなる支
持機構によって二次側スケール１の長手方向へ移動自在
に支持された状態で載置されている。一次側磁束発生部
２は、コ字状の鉄心４および５と、鉄心４の各磁極4aお
よび4bに各々巻回されたコイル6aおよび6bと、鉄心５の
各磁極5aおよび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。磁極4aの下端面に
は、スケール１の歯部1aの形成間隔Ｐと同一間隔で３個
の極歯14a,14a,14aが形成されており、その他の磁極4b,
5a,5bの各下端面にも同様に極歯14b,15a,15bが各々形成
されている。また、各磁極5b,4b,5aは磁極4aに対して順
次P/4ずつずらして配置され、これにより、各磁極4a,4
b,5a,5bは互いに位相が90度ずつ異なった位置関係とな
っている。さらに、各極歯14a,14b,15a,15bの各下端面
と各歯部1aの上端面との間には、所定の間隙Ｇが各々形
成されている。
部の各コイルに供給されるパルス信号に基づき、一次側
または二次側スケール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７図（ａ）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
よって構成された二次側スケールであり、その上面に
は、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。この二次側スケール１の上面
には一次側磁束発生部２が図示せぬローラ等からなる支
持機構によって二次側スケール１の長手方向へ移動自在
に支持された状態で載置されている。一次側磁束発生部
２は、コ字状の鉄心４および５と、鉄心４の各磁極4aお
よび4bに各々巻回されたコイル6aおよび6bと、鉄心５の
各磁極5aおよび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。磁極4aの下端面に
は、スケール１の歯部1aの形成間隔Ｐと同一間隔で３個
の極歯14a,14a,14aが形成されており、その他の磁極4b,
5a,5bの各下端面にも同様に極歯14b,15a,15bが各々形成
されている。また、各磁極5b,4b,5aは磁極4aに対して順
次P/4ずつずらして配置され、これにより、各磁極4a,4
b,5a,5bは互いに位相が90度ずつ異なった位置関係とな
っている。さらに、各極歯14a,14b,15a,15bの各下端面
と各歯部1aの上端面との間には、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の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,5
a,5bにおいて、順次加減され、二次側スケール１に対す
る一次側磁束発生部２の磁気的安定位置が順次移動し、
これにより、一次側磁束発生部２が二次側スケール１の
長手方向に沿って移動する。
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,5
a,5bにおいて、順次加減され、二次側スケール１に対す
る一次側磁束発生部２の磁気的安定位置が順次移動し、
これにより、一次側磁束発生部２が二次側スケール１の
長手方向に沿って移動する。
ここで、コイル6a,6bの組、もしくはコイル7a,7bの組
のいずれか一方に電流を供給する１相励磁方式によって
駆動する場合を例にして説明する。
のいずれか一方に電流を供給する１相励磁方式によって
駆動する場合を例にして説明する。
第７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の流すと、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磁極4aにおいて相
加わり、磁極4bにおいて互いに打ち消し合うので、図に
点線φ１で示す主磁束ループが発生し、この結果、図示
するように、磁極4aの極歯14aと二次側スケール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の流すと、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磁極4aにおいて相
加わり、磁極4bにおいて互いに打ち消し合うので、図に
点線φ１で示す主磁束ループが発生し、この結果、図示
するように、磁極4aの極歯14aと二次側スケール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７図（ｂ）に示す様に、コイル7a,7bに端子7cから7
dへ向って所定の電流の流すことによって、図に点線φ
２で示す主磁束ループが発生し、この結果、図示するよ
うに、磁極5bの極歯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。
dへ向って所定の電流の流すことによって、図に点線φ
２で示す主磁束ループが発生し、この結果、図示するよ
うに、磁極5bの極歯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７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ことによって、図に点線φ３で示す
主磁束ループが発生し、この結果、磁極4bの極歯14b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ことによって、図に点線φ３で示す
主磁束ループが発生し、この結果、磁極4bの極歯14b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７図（ｄ）に示す様に、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、図に点線φ４で示す
主磁束ループが発生し、この結果、磁極5aの極歯15a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ことによって、図に点線φ４で示す
主磁束ループが発生し、この結果、磁極5aの極歯15a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。
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、一次側磁発生部２が図面左
方向、すなわち磁極5bから4aに向かう方向へステップ状
に移動し、→→→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、一次側磁束発生部２が図
面右方向、すなわち磁極4aから5bに向かう方向へステッ
プ状に移動する。なお、一次側磁束発生部２を固定して
二次側スケール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、一次側磁発生部２が図面左
方向、すなわち磁極5bから4aに向かう方向へステップ状
に移動し、→→→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、一次側磁束発生部２が図
面右方向、すなわち磁極4aから5bに向かう方向へステッ
プ状に移動する。なお、一次側磁束発生部２を固定して
二次側スケール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、余り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７図（ａ）〜（ｄ）に示すように、一方の磁極4a
もしくは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、他方の磁極4bもしくは磁極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
しない構造となっている。逆に、磁極4bもしくは磁極5b
において推力が発生している期間、他方の磁極4aもしく
は磁極5aにおいては、推力が発生しない構造となってい
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、二次側スケール１と対向する各磁極4a,4b,5a,5b
の総面積の内の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。さらに、上述したリニアパルスモータにおいては、
１ステップ当たりの移動量を小さくするために、各磁極
4a,4b,5a,5bの下端面に微細な極歯14a,14b,15a,15bが設
けられていたが、このような構造であると各極歯14a,14
b,15a,15bと隣接する溝の部分から推力発生に寄与しな
い漏れ磁束が生じてしまうため、この漏れ磁束を最小限
に抑えることも課題となっていた。
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、余り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７図（ａ）〜（ｄ）に示すように、一方の磁極4a
もしくは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、他方の磁極4bもしくは磁極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
しない構造となっている。逆に、磁極4bもしくは磁極5b
において推力が発生している期間、他方の磁極4aもしく
は磁極5aにおいては、推力が発生しない構造となってい
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、二次側スケール１と対向する各磁極4a,4b,5a,5b
の総面積の内の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。さらに、上述したリニアパルスモータにおいては、
１ステップ当たりの移動量を小さくするために、各磁極
4a,4b,5a,5bの下端面に微細な極歯14a,14b,15a,15bが設
けられていたが、このような構造であると各極歯14a,14
b,15a,15bと隣接する溝の部分から推力発生に寄与しな
い漏れ磁束が生じてしまうため、この漏れ磁束を最小限
に抑えることも課題となっていた。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
二次側スケールと対向する各磁極の端面の総面積を推力
発生用に有効に利用することができると共に、漏れ磁束
の発生を最小限に抑えることができるパルスモータを提
供することを目的としている。
二次側スケールと対向する各磁極の端面の総面積を推力
発生用に有効に利用することができると共に、漏れ磁束
の発生を最小限に抑えることができ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、前記各歯部間に溝部を形
成し、この各溝部に、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し、かつ、
該歯部の端面と幅が等しく略同一面積の端面を有するＮ
個の磁極と、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、前記各磁極に各
々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、前記各歯部間に溝部を形
成し、この各溝部に、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し、かつ、
該歯部の端面と幅が等しく略同一面積の端面を有するＮ
個の磁極と、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、前記各磁極に各
々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
歯部に流入した後、Ｎ極側の歯部から一次側磁束発生部
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端面の総面積を
推力発生用に有効に利用することができ、大きな推力が
得られ、さらに、二次側スケールの各歯部の端面に対し
て、各磁極の端面が対向するいわゆる突極形の構造であ
るため、漏れ磁束の発生が最小限に抑えられ、推力の向
上が図られる。
束発生部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
歯部に流入した後、Ｎ極側の歯部から一次側磁束発生部
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端面の総面積を
推力発生用に有効に利用することができ、大きな推力が
得られ、さらに、二次側スケールの各歯部の端面に対し
て、各磁極の端面が対向するいわゆる突極形の構造であ
るため、漏れ磁束の発生が最小限に抑えられ、推力の向
上が図られる。
「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、20は固定された二次側スケール、21
は図示せぬローラ等の支持機構によってスケール20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
一次側磁束発生部である。
は図示せぬローラ等の支持機構によってスケール20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
一次側磁束発生部である。
二次側スケール20は、その長手方向に沿って一定間隔
P/2で歯部22a,22a,…と凹溝22b,22b,…とが交互に形成
された磁性部材22と、前記各凹溝22b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23,23,…とから構成されている。
P/2で歯部22a,22a,…と凹溝22b,22b,…とが交互に形成
された磁性部材22と、前記各凹溝22b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23,23,…とから構成されている。
一方、一次側磁束発生部21は、二次側スケール20と一
定の間隙Ｇを隔てて各々対向する４個の磁極、すなわち
Ａ相磁極24A,相磁極24,B相磁極24B,相磁極24を
有する鉄心24と、各磁極24A,24,24B,24に各々巻回
されたコイル25A,25,25B,25とから構成されてい
る。この場合、二次側スケール20の同極に磁化された各
歯部22aの間隔をＰとすると、各磁極24,24,24Bは磁
極24Aに対して順次P/4ずつの変位を有して配置され、こ
れにより、各磁極24A,24,25B,25は互いに位相が90
度ずつ異なった位置関係となっている。また、各磁極24
A,24,24B,24の、二次側スケール20と対向する下端
面は、二次側スケール20の各歯部22aの上端面と幅が等
しく略同一の面積を有している。
定の間隙Ｇを隔てて各々対向する４個の磁極、すなわち
Ａ相磁極24A,相磁極24,B相磁極24B,相磁極24を
有する鉄心24と、各磁極24A,24,24B,24に各々巻回
されたコイル25A,25,25B,25とから構成されてい
る。この場合、二次側スケール20の同極に磁化された各
歯部22aの間隔をＰとすると、各磁極24,24,24Bは磁
極24Aに対して順次P/4ずつの変位を有して配置され、こ
れにより、各磁極24A,24,25B,25は互いに位相が90
度ずつ異なった位置関係となっている。また、各磁極24
A,24,24B,24の、二次側スケール20と対向する下端
面は、二次側スケール20の各歯部22aの上端面と幅が等
しく略同一の面積を有している。
以上の構成において、各コイル25A,25,25B,25に
電流を供給しない状態においては、第２図に点線矢印に
よって示すように、各永久磁石23,23,…のＮ極から各々
のＳ極に戻る磁束ループが形成されると共に、同図に実
線矢印によって示すように、二次側スケール20のＮ極側
の歯部22aから一次側磁束発生部21の各磁極24A,24,24
B,24に流入し、再び二次側スケール20のＳ極側の歯部
22aに戻る磁束ループが形成され、この状態で静止して
いる。
電流を供給しない状態においては、第２図に点線矢印に
よって示すように、各永久磁石23,23,…のＮ極から各々
のＳ極に戻る磁束ループが形成されると共に、同図に実
線矢印によって示すように、二次側スケール20のＮ極側
の歯部22aから一次側磁束発生部21の各磁極24A,24,24
B,24に流入し、再び二次側スケール20のＳ極側の歯部
22aに戻る磁束ループが形成され、この状態で静止して
いる。
ここで、端子26a〜26dを介して、Ａ相コイル25Aと
相コイル25の組、またはＢ相コイル25Bと相コイル2
5の組のいずれか一方に電流を供給する１相励磁方式
によって一次側磁束発生部21を駆動する場合の動作につ
いて第４図を参照して説明する。
相コイル25の組、またはＢ相コイル25Bと相コイル2
5の組のいずれか一方に電流を供給する１相励磁方式
によって一次側磁束発生部21を駆動する場合の動作につ
いて第４図を参照して説明する。
第４図（ａ）に示す状態において、Ａ相コイル25Aと
相コイル25に対して、図に示す×印から・印の方向
へ所定の電流を流すと、鉄心24には相磁極24からＡ
相磁極24Aに向ってコイル25A,25による起磁力が発生
し、これにより図にφで示すように、鉄心24のＡ相磁極
24Aから二次側スケール20のＳ極側の歯部22aに流入した
磁束が、永久磁石23を介して隣合うＮ極側の歯部22aに
流入し、さらにＮ極側の歯部22aから鉄心24の相磁極2
4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の端面が二次側スケール20のＳ極側の歯部2
2aの端面と対向し、相磁極24の端面が二次側スケー
ル20のＮ極側の歯部22aの端面と対向する位置が磁気的
に安定した位置となる。
相コイル25に対して、図に示す×印から・印の方向
へ所定の電流を流すと、鉄心24には相磁極24からＡ
相磁極24Aに向ってコイル25A,25による起磁力が発生
し、これにより図にφで示すように、鉄心24のＡ相磁極
24Aから二次側スケール20のＳ極側の歯部22aに流入した
磁束が、永久磁石23を介して隣合うＮ極側の歯部22aに
流入し、さらにＮ極側の歯部22aから鉄心24の相磁極2
4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の端面が二次側スケール20のＳ極側の歯部2
2aの端面と対向し、相磁極24の端面が二次側スケー
ル20のＮ極側の歯部22aの端面と対向する位置が磁気的
に安定した位置となる。
第４図（ｂ）に示す様に、Ｂ相コイル25Bと相コイ
ル25に対して、図に示す×印から・印の方向へ所定の
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24Bの端面が二次側スケール20のＳ
極側の歯部22aの端面と対向し、相磁極24の端面が
二次側スケール20のＮ極側の歯部22aの端面と対向する
位置が磁気的に安定した位置となる。
ル25に対して、図に示す×印から・印の方向へ所定の
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24Bの端面が二次側スケール20のＳ
極側の歯部22aの端面と対向し、相磁極24の端面が
二次側スケール20のＮ極側の歯部22aの端面と対向する
位置が磁気的に安定した位置となる。
第４図（ｃ）に示す様に、Ａ相コイル25Aと相コイ
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
の端面が二次側スケール20のＮ極側の歯部22aの端面と
対向し、相磁極24の端面が二次側スケール20のＳ極
側の歯部22aと対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。
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
の端面が二次側スケール20のＮ極側の歯部22aの端面と
対向し、相磁極24の端面が二次側スケール20のＳ極
側の歯部22aと対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。
第４図（ｄ）に示す様に、Ｂ相コイル25Bと相コイ
ル25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24B
の端面が二次側スケール20のＮ極側の歯部22aの端面と
対向し、相磁極24の端面が二次側スケール20のＳ極
側の歯部22aの端面と対向する位置が磁気的に安定した
位置となる。
ル25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24B
の端面が二次側スケール20のＮ極側の歯部22aの端面と
対向し、相磁極24の端面が二次側スケール20のＳ極
側の歯部22aの端面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バルス励
磁を繰り返すことによって、一次側磁発生部21が図面右
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、一次側磁束発生部21
が図面左方向へ移動する。
磁を繰り返すことによって、一次側磁発生部21が図面右
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、一次側磁束発生部21
が図面左方向へ移動する。
ここで、上述した実施例によるリニアパルスモータの
駆動方法としては、前述したパルス励磁以外に、交流に
よって駆動しても構わない。この場合、第３図に示すよ
うに、互いに位相が90度ずれたＡ相電流IaとＢ相電流Ib
を、コイル25Aおよび25の組と、コイル25Bおよび25
の組に各々供給すればよい。すると、Ａ相電流Iaおよび
Ｂ相電流Ibのいずれか一方の電流が０となる時点ａ〜ｄ
において、各々第４図（ａ）〜（ｄ）に示す状態とな
り、一次側磁束発生部21が連続的に移動する。
駆動方法としては、前述したパルス励磁以外に、交流に
よって駆動しても構わない。この場合、第３図に示すよ
うに、互いに位相が90度ずれたＡ相電流IaとＢ相電流Ib
を、コイル25Aおよび25の組と、コイル25Bおよび25
の組に各々供給すればよい。すると、Ａ相電流Iaおよび
Ｂ相電流Ibのいずれか一方の電流が０となる時点ａ〜ｄ
において、各々第４図（ａ）〜（ｄ）に示す状態とな
り、一次側磁束発生部21が連続的に移動する。
次に、第５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、31は図示せぬローラ等の支持機構によって二次
側スケール20の長手方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動
自在に支持された一次側磁束発生部である。一次側磁束
発生部31は、Ｕ相磁極34U、相磁極34、Ｗ相磁極34
W、相磁極34、Ｖ相磁極34Vおよび相磁極34を有
する鉄心34と、各磁極24U〜34に各々巻回されたコイ
ル35U〜35とから構成されている。この場合、磁極34
U,34W,34Vは二次側スケール20の長手方向（Ｍ方向）へ
互いにP/3ずつ変位して配置され、同様に、磁極34,34
,34は二次側スケール20の長手方向へ互いにP/3ずつ
変位して配置され、さらに磁極34U,34W,34Vの組と、磁
極34,34,34の組は、二次側スケール20の長手方向
へ互いにP/2変位して配置されている。
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、31は図示せぬローラ等の支持機構によって二次
側スケール20の長手方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動
自在に支持された一次側磁束発生部である。一次側磁束
発生部31は、Ｕ相磁極34U、相磁極34、Ｗ相磁極34
W、相磁極34、Ｖ相磁極34Vおよび相磁極34を有
する鉄心34と、各磁極24U〜34に各々巻回されたコイ
ル35U〜35とから構成されている。この場合、磁極34
U,34W,34Vは二次側スケール20の長手方向（Ｍ方向）へ
互いにP/3ずつ変位して配置され、同様に、磁極34,34
,34は二次側スケール20の長手方向へ互いにP/3ずつ
変位して配置され、さらに磁極34U,34W,34Vの組と、磁
極34,34,34の組は、二次側スケール20の長手方向
へ互いにP/2変位して配置されている。
以上の構成において、Ｕ相コイル35Uと相コイル35
、Ｗ相コイル35Wと相コイル35、Ｖ相コイル35Vと
相コイル35に、各端子36a〜36fを介して順次パルス
電流を供給することにより、第４図と同様の動作原理
で、一次側磁極発生部31がステップ状に矢印Ｍ方向へ移
動する。また、端子36bと36dと36fを共通接続し、端子3
6aと36cと36eから３相交流を供給することにより、一次
側磁束発生部31が連続的に矢印Ｍ方向へ移動する。
、Ｗ相コイル35Wと相コイル35、Ｖ相コイル35Vと
相コイル35に、各端子36a〜36fを介して順次パルス
電流を供給することにより、第４図と同様の動作原理
で、一次側磁極発生部31がステップ状に矢印Ｍ方向へ移
動する。また、端子36bと36dと36fを共通接続し、端子3
6aと36cと36eから３相交流を供給することにより、一次
側磁束発生部31が連続的に矢印Ｍ方向へ移動する。
次に、この発明の第３実施例である回転型パルスモー
タに適用した場合の構成について第６図を参照して説明
する。この図において、40は第５図に示す二次側スケー
ル20を円筒状に形成することによって構成されたロータ
であり、円筒状の磁性部材42の外周面に等間隔に歯部42
a,42a,…と凹溝42b,42b,…を交互に形成し、各凹溝42
b。42b,…に永久磁性43,43,…を各々挿入配置すること
によって構成され、磁性部材42の内周面と嵌合するシャ
フト46を介して回転自在に支持されている。また、ステ
ータ41は、第５図に示す各磁極34U〜34と同様の位置
関係を有する磁極44U〜44が軸対象に２組形成された
鉄心44と、これらの各磁極44U〜44に各々巻回された
コイル（図示略）とから構成され、図示せぬ基台に固定
されている。以上の構成において、第５図に示した第２
実施例と同様の動作原理でロータ40が回転駆動される。
タに適用した場合の構成について第６図を参照して説明
する。この図において、40は第５図に示す二次側スケー
ル20を円筒状に形成することによって構成されたロータ
であり、円筒状の磁性部材42の外周面に等間隔に歯部42
a,42a,…と凹溝42b,42b,…を交互に形成し、各凹溝42
b。42b,…に永久磁性43,43,…を各々挿入配置すること
によって構成され、磁性部材42の内周面と嵌合するシャ
フト46を介して回転自在に支持されている。また、ステ
ータ41は、第５図に示す各磁極34U〜34と同様の位置
関係を有する磁極44U〜44が軸対象に２組形成された
鉄心44と、これらの各磁極44U〜44に各々巻回された
コイル（図示略）とから構成され、図示せぬ基台に固定
されている。以上の構成において、第５図に示した第２
実施例と同様の動作原理でロータ40が回転駆動される。
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。
一次側磁束発生部に、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。
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。
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。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、二次側を、
特定方向に沿って等間隔に歯部と溝部が交互に形成され
た磁性部材と、各歯部の極性が交互に反転するように各
溝部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、二次側に対して特定方向へ相対的に移動自在な一
次側磁束発生部を、二次側の各歯部の端面と一定の間隙
を隔てて対向し、各歯部の端面と略同一面積の端面を有
する複数の磁極と、これら各磁極に各々巻回されたコイ
ルとから構成し、これらのコイルに電流を流した場合
に、一次側磁束発生部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、Ｎ極側の歯部から一次側磁
束発生部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する各磁極
の端面の総面積を推力発生用に有効に利用することがで
き、さらに、二次側スケールの各歯部の端面に対して、
各磁極の端面が対向するいわゆる突極形の構造であるた
め、漏れ磁束の発生が最小限に抑えられ、この結果、従
来の２倍以上の推力が得られ、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。これ
に加えて、各コイルを励磁しない状態では、各永久磁石
の磁束が二次側の磁性部材内で短絡されているので、デ
ィテント力が小さく、外部から手などで軽く動かすこと
ができ、また、二次側の磁性部材は、各永久磁石によっ
て分断されておらず、背部において一体の構造となって
いるので、十分な機械的強度が得られる。
特定方向に沿って等間隔に歯部と溝部が交互に形成され
た磁性部材と、各歯部の極性が交互に反転するように各
溝部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、二次側に対して特定方向へ相対的に移動自在な一
次側磁束発生部を、二次側の各歯部の端面と一定の間隙
を隔てて対向し、各歯部の端面と略同一面積の端面を有
する複数の磁極と、これら各磁極に各々巻回されたコイ
ルとから構成し、これらのコイルに電流を流した場合
に、一次側磁束発生部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、Ｎ極側の歯部から一次側磁
束発生部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する各磁極
の端面の総面積を推力発生用に有効に利用することがで
き、さらに、二次側スケールの各歯部の端面に対して、
各磁極の端面が対向するいわゆる突極形の構造であるた
め、漏れ磁束の発生が最小限に抑えられ、この結果、従
来の２倍以上の推力が得られ、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。これ
に加えて、各コイルを励磁しない状態では、各永久磁石
の磁束が二次側の磁性部材内で短絡されているので、デ
ィテント力が小さく、外部から手などで軽く動かすこと
ができ、また、二次側の磁性部材は、各永久磁石によっ
て分断されておらず、背部において一体の構造となって
いるので、十分な機械的強度が得られる。
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正面図、第２図は同実施例の静
止時における磁束経路を説明するための正面図、第３図
は同実施例を交流で駆動する場合の駆動電流波形図、第
４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５図は
この発明の第２実施例による３相リニアパルスモータの
磁気回路構成を示す正面図、第６図はこの発明の第３実
施例による回転型パルスモータの内部構成を示す正面
図、第７図（ａ）〜（ｄ）は従来のリニアパルスモータ
の磁気回路構成と１相励磁方式によって駆動した場合の
動作を説明すための図である。 20……二次側スケール、 21,31……一次側磁束発生部、 22,42……磁性部材、 22a,42a……歯部、 22b,42b……凹溝（溝部）、 23,43……永久磁石、 24,34,44……鉄心、 24A〜24……Ａ相〜相磁極、 25A〜25……Ａ相〜相コイル、 34U〜34……Ｕ相〜相磁極、 35U〜35……Ｕ相〜相コイル、 40……ロータ（二次側）、 41……ステータ（一次側磁束発生部）、 44U〜44……Ｕ相〜相磁極。
タの磁気回路構成を示す正面図、第２図は同実施例の静
止時における磁束経路を説明するための正面図、第３図
は同実施例を交流で駆動する場合の駆動電流波形図、第
４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５図は
この発明の第２実施例による３相リニアパルスモータの
磁気回路構成を示す正面図、第６図はこの発明の第３実
施例による回転型パルスモータの内部構成を示す正面
図、第７図（ａ）〜（ｄ）は従来のリニアパルスモータ
の磁気回路構成と１相励磁方式によって駆動した場合の
動作を説明すための図である。 20……二次側スケール、 21,31……一次側磁束発生部、 22,42……磁性部材、 22a,42a……歯部、 22b,42b……凹溝（溝部）、 23,43……永久磁石、 24,34,44……鉄心、 24A〜24……Ａ相〜相磁極、 25A〜25……Ａ相〜相コイル、 34U〜34……Ｕ相〜相磁極、 35U〜35……Ｕ相〜相コイル、 40……ロータ（二次側）、 41……ステータ（一次側磁束発生部）、 44U〜44……Ｕ相〜相磁極。
Claims (1)
- 【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、前記各歯部間に溝部を形
成し、この各溝部に、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し、かつ、該歯部の端面
と幅が等しく略同一面積の端面を有するＮ個の磁極と、
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、前記各磁極に各々巻回された
コイルとから構成したことを特徴とするパルスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260923A JP2650438B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | パルスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260923A JP2650438B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | パルスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03124254A JPH03124254A (ja) | 1991-05-27 |
| JP2650438B2 true JP2650438B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17354640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1260923A Expired - Fee Related JP2650438B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | パルスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650438B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334894A (en) * | 1991-05-14 | 1994-08-02 | Shinko Electric Co., Ltd. | Rotary pulse motor |
| JP4788986B2 (ja) * | 2001-05-10 | 2011-10-05 | Ｓｍｃ株式会社 | リニアモータ |
| DE102004045934B4 (de) * | 2004-09-22 | 2008-01-31 | Siemens Ag | Sensoreinrichtung |
| CN106300705A (zh) * | 2015-06-11 | 2017-01-04 | 宇生自然能源科技股份有限公司 | 电磁装置 |
| CN107959359B (zh) * | 2016-10-14 | 2020-02-07 | 宇生自然能源科技股份有限公司 | 全载发电装置 |
| JP6890696B2 (ja) * | 2019-03-15 | 2021-06-18 | 哈朴鉄石（上海）電子有限公司 | 磁気平衡式直線振動モーター |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257211U (ja) * | 1975-10-23 | 1977-04-25 | ||
| JPS62126856A (ja) * | 1985-11-27 | 1987-06-09 | Shinko Electric Co Ltd | リニアモ−タ |
| JPS63257450A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-25 | Hitachi Ltd | ステツプアクチユエ−タ |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP1260923A patent/JP2650438B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03124254A (ja) | 1991-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080516 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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