JP2782846B2 - パルスモータ - Google Patents
パルスモータInfo
- Publication number
- JP2782846B2 JP2782846B2 JP26092489A JP26092489A JP2782846B2 JP 2782846 B2 JP2782846 B2 JP 2782846B2 JP 26092489 A JP26092489 A JP 26092489A JP 26092489 A JP26092489 A JP 26092489A JP 2782846 B2 JP2782846 B2 JP 2782846B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scale
- magnetic flux
- magnetic
- phase
- pole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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
部であるスライダの各コイル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
９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支持
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４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。磁極4aの下端面には、スケール１の歯部1aのピ
ッチ（形成間隔）Ｐと同一ピッチで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,4b,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。
部であるスライダの各コイル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
９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支持
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４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。磁極4aの下端面には、スケール１の歯部1aのピ
ッチ（形成間隔）Ｐと同一ピッチで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,4b,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,5
a,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。
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、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、コイル6a,6bの組、もしくはコイル7a,7bの組
のいずれか一方の組に電流を供給する１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。
のいずれか一方の組に電流を供給する１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、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、Ａ相磁極4aの各極歯14a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、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、Ａ相磁極4aの各極歯14a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7a,7bに端子7cから7
dへ向って所定の電流を流すことによって、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の各極歯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を流すことによって、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の各極歯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の各極歯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の各極歯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９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の各極歯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の各極歯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、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、スライダ２が図面右方向、すな
わち磁極4aから5bに向かう方向へステップ状に移動す
る。
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、スライダ２が図面右方向、すな
わち磁極4aから5bに向かう方向へステップ状に移動す
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。
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）〜（ｄ）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、推力が発生しない構造となっている。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、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。さらに、従来のリニアパルスモー
タにおいては、永久磁石8,9が間隙Ｇから離れた個所に
配置されているので、これら永久磁石8,9で発生した磁
束の一部が漏れ磁束となって推力発生用に有効に利用さ
れないという問題もあった。
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）〜（ｄ）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、推力が発生しない構造となっている。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、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。さらに、従来のリニアパルスモー
タにおいては、永久磁石8,9が間隙Ｇから離れた個所に
配置されているので、これら永久磁石8,9で発生した磁
束の一部が漏れ磁束となって推力発生用に有効に利用さ
れないという問題もあった。
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磁極の端面の総面積を推力発生用
に有効に利用し、かつ全ての永久磁石を一次側磁束発生
部とスケールとの間隙に近接して配置する構造とするこ
とにより推力の増大を図った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磁極の端面の総面積を推力発生用
に有効に利用し、かつ全ての永久磁石を一次側磁束発生
部とスケールとの間隙に近接して配置する構造とするこ
とにより推力の増大を図った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、
前記特定方向に沿って一定間隔P/2で歯部と溝部が交互
に形成された磁性部材と、前記各溝部に、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、前記各歯部の端面に、前記各歯部の磁化
を強める方向に各々配置された補助永久磁石とから前記
二次側スケールを構成する一方、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
前記特定方向へ所定寸法P/Nの変位を有して各々配置さ
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、
前記特定方向に沿って一定間隔P/2で歯部と溝部が交互
に形成された磁性部材と、前記各溝部に、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、前記各歯部の端面に、前記各歯部の磁化
を強める方向に各々配置された補助永久磁石とから前記
二次側スケールを構成する一方、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
前記特定方向へ所定寸法P/Nの変位を有して各々配置さ
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
束発生部の鉄心の一方の磁極から、補助永久磁石を介し
て二次側スケールの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、さらに、
他のＮ極側の歯部から補助永久磁石を介して一次側磁束
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、また、永
久磁石と補助永久磁石を全て一次側磁束発生部との間隙
に近接して配置することができるので、大きな推力が得
られる。
束発生部の鉄心の一方の磁極から、補助永久磁石を介し
て二次側スケールの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、さらに、
他のＮ極側の歯部から補助永久磁石を介して一次側磁束
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、また、永
久磁石と補助永久磁石を全て一次側磁束発生部との間隙
に近接して配置することができるので、大きな推力が得
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、20は固定されたスケール、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スライ
ダである。
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、前記各歯部22aのスライダ21と対向す
る端面に、各歯部22aの磁化を強める方向に各々配置さ
れた補助永久磁石27,27,…とから構成されている。
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、前記各歯部22aのスライダ21と対向す
る端面に、各歯部22aの磁化を強める方向に各々配置さ
れた補助永久磁石27,27,…とから構成されている。
一方、スライダ21は、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と
相磁極24とＢ相磁極24Bと相磁極24とを有する
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、各磁極24A,24,24B,24の相対位置関係は次の
通りである。すなわち、磁極24Aに対して、磁極24Bは
（5P−P/4）隔てて位置し、また各磁極24Aおよび24Bに
対して、各磁極24および24は各々（2P＋P/2）隔て
て位置し、これにより、各磁極24A,24B,24,24の順
に、その移動方向（矢印Ｍ方向）へ所定寸法P/4ずつの
変位を有して配置されている。また、各磁極24A,24,2
4B,24のスケール21と対向する端面には、スケール21
の歯部22aと略同一の対向面積を有する極歯24Aa,24Ab,2
4a,24b,24Ba,24Bb,24a,24ｂが各々形成されて
いる。
てて各々対向する４個の磁極、すなわちＡ相磁極24Aと
相磁極24とＢ相磁極24Bと相磁極24とを有する
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、各磁極24A,24,24B,24の相対位置関係は次の
通りである。すなわち、磁極24Aに対して、磁極24Bは
（5P−P/4）隔てて位置し、また各磁極24Aおよび24Bに
対して、各磁極24および24は各々（2P＋P/2）隔て
て位置し、これにより、各磁極24A,24B,24,24の順
に、その移動方向（矢印Ｍ方向）へ所定寸法P/4ずつの
変位を有して配置されている。また、各磁極24A,24,2
4B,24のスケール21と対向する端面には、スケール21
の歯部22aと略同一の対向面積を有する極歯24Aa,24Ab,2
4a,24b,24Ba,24Bb,24a,24ｂが各々形成されて
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、スケール20のＮ極側の歯部
22aから補助永久磁石27を介してスライダ21の各磁極24
A,24,24B,24に流入し、再び補助永久磁石27を介し
てスケール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、スケール20のＮ極側の歯部
22aから補助永久磁石27を介してスライダ21の各磁極24
A,24,24B,24に流入し、再び補助永久磁石27を介し
てスケール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、Ａ相と相コイル25A,25の組、Ｂ相と相
コイル25B,25の組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21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。
コイル25B,25の組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21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相と相コイル
25A,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φ１で示すように、鉄心24のＡ相磁極24A
の各極歯24Aa,24Abから補助永久磁石27を介してスケー
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、他のＮ極側
の歯部22aから補助永久磁石27を介して鉄心24の相磁
極24の各極歯24a,24ｂ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,24Aa
がスケール20のＳ極側の歯部22aと対向し、相磁極24
の各極歯24a,24ｂがスケール20のＮ極側の歯部22
aと対向する位置が磁気的に安定した位置となる。
25A,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φ１で示すように、鉄心24のＡ相磁極24A
の各極歯24Aa,24Abから補助永久磁石27を介してスケー
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、他のＮ極側
の歯部22aから補助永久磁石27を介して鉄心24の相磁
極24の各極歯24a,24ｂ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,24Aa
がスケール20のＳ極側の歯部22aと対向し、相磁極24
の各極歯24a,24ｂがスケール20のＮ極側の歯部22
a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相と相コイル25B,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,24の各極歯24Ba,24Bbがスケール20
のＳ極側の歯部22aと対向し、相磁極24の各極歯24
a,24ｂがスケール20のＮ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。
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,24の各極歯24Ba,24Bbがスケール20
のＳ極側の歯部22aと対向し、相磁極24の各極歯24
a,24ｂがスケール20のＮ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３図（ｃ）に示す様に、Ａ相と相コイル25A,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,24Abがスケール20のＮ極側の歯部22aと対向し、
相磁極24の各極歯24a,24ｂがスケール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。
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,24Abがスケール20のＮ極側の歯部22aと対向し、
相磁極24の各極歯24a,24ｂがスケール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３図（ｄ）に示す様に、Ｂ相と相コイル25B,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の各極歯2
4Ba,24Bbがスケール20のＮ極側の歯部22aと対向し、
相磁極24の各極歯24a,24ｂがスケール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。
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の各極歯2
4Ba,24Bbがスケール20のＮ極側の歯部22aと対向し、
相磁極24の各極歯24a,24ｂがスケール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。
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、スライダ21が図面左方向へ
移動する。
磁を繰り返すことによって、スライダ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、スライダ21が図面左方向へ
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20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20の歯部22aと補助永久磁石27を介して対向して
いる状態において、Ｂ相磁極43Bが歯部22aからＰの1/3
だけ変位し、Ｃ相磁極43Cが歯部22a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20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20の歯部22aと補助永久磁石27を介して対向して
いる状態において、Ｂ相磁極43Bが歯部22aからＰの1/3
だけ変位し、Ｃ相磁極43Cが歯部22a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20の各歯部22a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20の各歯部22a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22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20の各歯部22a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20
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22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20の各歯部22a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20
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実施例であるディスク・ロータ
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）〜（ニ）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隙を隔て
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、放
射状にかつ等間隔に歯部61a,61a,…と凹溝61b,61b,…が
形成された円板状の磁性部材61と、各凹溝61b,61b,…
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、各歯部61a,
61a,…のステータ56および57と対向する各端面に、各歯
部61a,61a,…の磁化を強める方向に各々配置された補助
永久磁石67,67,…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,24,24B,24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〜65b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。
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）〜（ニ）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隙を隔て
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、放
射状にかつ等間隔に歯部61a,61a,…と凹溝61b,61b,…が
形成された円板状の磁性部材61と、各凹溝61b,61b,…
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、各歯部61a,
61a,…のステータ56および57と対向する各端面に、各歯
部61a,61a,…の磁化を強める方向に各々配置された補助
永久磁石67,67,…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,24,24B,24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〜65b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。
次に、この発明の第４実施例であるアウター・ロータ
型のパルスモータに適用した場合の構成について第８図
を参照して説明する。この図において、70は円筒状のア
ウター・ロータであり、内周面に等間隔に歯部71a,71a,
…と凹溝71b,71b,…が交互に形成された磁性部材71と、
各凹溝71b,71b,…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72,72,
…と、各歯部71a,71a,…のステータ74と対向する各端面
に、各歯部71a,71a,…の磁化を強める方向に各々配置さ
れた補助永久磁石77,77,…とから構成されている。ま
た、ステータ74は、第４図に示す各磁極43A,43B,43Cと
同様の位置関係を有するＡ相磁極75A,B相磁極75B,C相磁
極75Cと、相磁極75，相磁極75，相磁極75
が形成された鉄心75と、これらの磁極75A〜75に各々
巻回されたコイル76A〜76とから構成され、シャフト7
8に固定されている。以上の構成において、第４図の実
施例と同様の動作原理でアウター・ロータ70が回転駆動
される。
型のパルスモータに適用した場合の構成について第８図
を参照して説明する。この図において、70は円筒状のア
ウター・ロータであり、内周面に等間隔に歯部71a,71a,
…と凹溝71b,71b,…が交互に形成された磁性部材71と、
各凹溝71b,71b,…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72,72,
…と、各歯部71a,71a,…のステータ74と対向する各端面
に、各歯部71a,71a,…の磁化を強める方向に各々配置さ
れた補助永久磁石77,77,…とから構成されている。ま
た、ステータ74は、第４図に示す各磁極43A,43B,43Cと
同様の位置関係を有するＡ相磁極75A,B相磁極75B,C相磁
極75Cと、相磁極75，相磁極75，相磁極75
が形成された鉄心75と、これらの磁極75A〜75に各々
巻回されたコイル76A〜76とから構成され、シャフト7
8に固定されている。以上の構成において、第４図の実
施例と同様の動作原理でアウター・ロータ70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。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、二次側スケ
ールを、特定方向に沿って一定間隔P/2で歯部と溝部が
交互に形成された磁性部材と、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、前記各歯部の端面に、前記各歯部の磁化
を強める方向に各々配置された補助永久磁石とから構成
する一方、一次側磁束発生部を二次側スケールの各歯部
と一定の間隔を隔てて各々対向するＮ個の磁極を有する
と共に、各磁極が特定方向へ所定寸法P/Nの変位を有し
て各々配置された鉄心と、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鉄心の一方の磁極から、補助永
久磁石を介して二次側スケールの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、他のＮ極側の歯部から、補助永久磁石を介して一次
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
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
ができると共に、永久磁石と補助永久磁石の全てを一次
側磁束発生部と二次側スケールとの間隙に近接して配置
することができ、これにより従来の２倍以上の推力を得
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。
ールを、特定方向に沿って一定間隔P/2で歯部と溝部が
交互に形成された磁性部材と、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、前記各歯部の端面に、前記各歯部の磁化
を強める方向に各々配置された補助永久磁石とから構成
する一方、一次側磁束発生部を二次側スケールの各歯部
と一定の間隔を隔てて各々対向するＮ個の磁極を有する
と共に、各磁極が特定方向へ所定寸法P/Nの変位を有し
て各々配置された鉄心と、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鉄心の一方の磁極から、補助永
久磁石を介して二次側スケールの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、他のＮ極側の歯部から、補助永久磁石を介して一次
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
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
ができると共に、永久磁石と補助永久磁石の全てを一次
側磁束発生部と二次側スケールとの間隙に近接して配置
することができ、これにより従来の２倍以上の推力を得
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
（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）はこの発明の第
３実施例によるディスク・ロータ型パルスモータの構成
を示す部分断面図、同図（ロ）は同パルスモータのステ
ータ側の構成を示す部分正面図、同図（ハ）は同パルス
モータのディスク・ロータの構成を示す部分断面図、同
図（ニ）は同パルスモータのディスク・ロータの構成を
示す部分正面図、第８図はこの発明の第４実施例による
アウター・ロータ型パルスモータの内部構成を示す正面
図、第９図は従来のリニアパルスモータの磁気回路構成
とその動作を説明すための図である。 20……スケール（二次側スケール）、 21……スライダ（一次側磁束発生部）、 22……磁性部材、 22a……歯部、22b……凹溝（溝部）、 23……永久磁石、24……鉄心、 24A……Ａ相磁極、25A……Ａ相コイル、 24……相磁極、25……相コイル、 24B……Ｂ相磁極、25B……Ｂ相コイル、 24……相磁極、25……相コイル、 27……補助永久磁石。
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
（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）はこの発明の第
３実施例によるディスク・ロータ型パルスモータの構成
を示す部分断面図、同図（ロ）は同パルスモータのステ
ータ側の構成を示す部分正面図、同図（ハ）は同パルス
モータのディスク・ロータの構成を示す部分断面図、同
図（ニ）は同パルスモータのディスク・ロータの構成を
示す部分正面図、第８図はこの発明の第４実施例による
アウター・ロータ型パルスモータの内部構成を示す正面
図、第９図は従来のリニアパルスモータの磁気回路構成
とその動作を説明すための図である。 20……スケール（二次側スケール）、 21……スライダ（一次側磁束発生部）、 22……磁性部材、 22a……歯部、22b……凹溝（溝部）、 23……永久磁石、24……鉄心、 24A……Ａ相磁極、25A……Ａ相コイル、 24……相磁極、25……相コイル、 24B……Ｂ相磁極、25B……Ｂ相コイル、 24……相磁極、25……相コイル、 27……補助永久磁石。
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、 前記特定方向に沿って一定間隔P/2で歯部と溝部が交互
に形成された磁性部材と、前記各溝部に、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、前記各歯部の端面に、前記各歯部の磁化
を強める方向に各々配置された補助永久磁石とから前記
二次側スケールを構成する一方、 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所定寸法P/Nの変
位を有して各々配置された鉄心と、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。 - 【請求項２】前記二次側スケールの両面に、前記歯部お
よび溝部を形成し、前記各溝部に永久磁石を各々挿入配
置し、前記各歯部の端面に補助永久磁石を各々配置する
一方、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相対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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26092489A JP2782846B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | パルスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26092489A JP2782846B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | パルスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03124257A JPH03124257A (ja) | 1991-05-27 |
| JP2782846B2 true JP2782846B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17354656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26092489A Expired - Fee Related JP2782846B2 (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | パルスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782846B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002034232A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Shinko Electric Co Ltd | リニアモータシステムおよび回転形モータ |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP26092489A patent/JP2782846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03124257A (ja) | 1991-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5010262A (en) | Strong magnetic thrust force type actuator | |
| EP0373987A1 (en) | Strong magnetic thrust force type actuator | |
| JPH10164820A (ja) | 永久磁石界磁同期機 | |
| JP2663650B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2650438B2 (ja) | パルスモータ | |
| US6570274B2 (en) | Electric motor | |
| JPH0759144B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2782847B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2650442B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2782846B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2663533B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2650367B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2782848B2 (ja) | パルスモータ | |
| JPH0759143B2 (ja) | パルスモータ | |
| JPH10174419A (ja) | パルスモータ | |
| JP2663576B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2782845B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2730326B2 (ja) | 回転型パルスモータ | |
| JPH0681483B2 (ja) | パルスモータ | |
| JP3170948B2 (ja) | パルスモータ | |
| JPH0811047Y2 (ja) | パルスモータ | |
| JP2730325B2 (ja) | 回転型パルスモータ | |
| JP2531408B2 (ja) | ステッピングモ−タ | |
| JP2576286B2 (ja) | アウタロータ型パルスモータ | |
| JPH0747987Y2 (ja) | パルスモータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080522 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090522 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |