JP3170948B2

JP3170948B2 - パルスモータ

Info

Publication number: JP3170948B2
Application number: JP10967093A
Authority: JP
Inventors: 洋中川
Original assignee: 神鋼電機株式会社
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 2001-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JPH06327223A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタのヘッド送り
や光電式読取装置のヘッド送り等に用いて好適なパルス
モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、リニアパルスモータは、
１次側スライダに供給されるパルス信号に基づき、１次
側スライダまたは２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、図７にその構成の一例を示す。長
尺板状の磁性体によって構成されたスケール１の上部に
は、凹凸状の歯部１_a，１_a，・・・が長手方向（図面左
右方向）に沿ってピッチＰで形成されている。

【０００３】また、スケール１の上方には、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、コ字状の鉄心４および５と、鉄
心４のＡ₀相磁極４_aおよびＡ₁相磁極４_bにそれぞれ巻回
されたコイル６_aおよび６_bと、鉄心５のＢ₀相磁極５_aお
よびＢ₁相磁極５_bにそれぞれ巻回されたコイル７_aおよ
び７_bと、長手方向に直交する方向であって互いに反対
方向に磁化され、鉄心４および５の上面にそれぞれ取り
付けられた永久磁石８および９と、板状の磁性体によっ
て構成され、永久磁石８および９の上面に取り付けられ
たバックプレート１０とから構成されている。

【０００４】Ａ₀相磁極４_a、Ａ₁相磁極４_b、Ｂ₀相磁極
５_aおよびＢ₁相磁極５_bの各下部には、それぞれ極歯１
４_a、１４_b、１５_aおよび１５_bが３個ずつ形成されてい
る。極歯１４_aのピッチは、スケール１の歯部１_aのピッ
チＰと同一であり、また、極歯１４_b、１５_aおよび１５
_bのピッチは、極歯１４_aに対して順次ピッチＰ／４ずつ
ずらされている。また、極歯１４_a、１４_b、１５_aおよ
び１５_bの各下面と歯部１_aの上面との間には、所定のギ
ャップＧがそれぞれ形成されている。

【０００５】このような構成において、コイル６_a、
６_b、７_aおよび７_bに所定のパルス信号を順次供給する
ことにより、コイル６_a、６_b、７_aおよび７_bが発生する
磁束と、永久磁石８および９が発生する磁束とが各磁極
４_a、４_b、５_aおよび５_b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。

【０００６】ところで、上述した従来のパルスモータに
おいては、以下に示す問題点があった。鉄心４と鉄心５とが分割されているため、吸引力に対
して機械的強度が低く、他の部材によって補強する必要
がある。また、鉄心４と鉄心５との間の極歯１４_a、１
４_b、１５_aおよび１５_bを高精度なピッチで配列するこ
とが難しい。永久磁石８および９がギャップＧから離れているた
め、漏れ磁束が大となり、その分、永久磁石を大きくす
る必要がある。しかし、永久磁石を大きくすると、ディ
テント力が大となり、無通電時に手で動かすのが困難で
ある。励磁モードによって磁路の長さが異なるので、推力が
一定とならない。

【０００７】そこで、本出願人は、上記問題点を解決す
るために、図８に示すリニアパルスモータを提案した
（特願平１−１０１３０９号の願書に添付した明細書お
よび図面参照）。図８において、スケール２１の上部に
は、凹凸状の歯部２１_a，２１_a，・・・が長手方向（図
中Ｍ方向）に沿ってピッチＰで形成されている。また、
スケール２１の上方には、スライダ２２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２１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。

【０００８】スライダ２２は、スケール２１の歯部２１
_aと一定のギャップＧを隔ててそれぞれ対向する磁極、
Ａ相磁極２３ＰＡ、Ｂ相磁極２３ＰＢ、Ｃ相磁極２３Ｐ
Ｃ、Ｄ相磁極２３ＰＤを有する鉄心２３と、各磁極２３
ＰＡ〜２３ＰＤにそれぞれ巻回されたコイル２４Ａ〜２
４Ｄとから構成されている。各磁極２３ＰＡ〜２３ＰＤ
の下部には、それぞれ２つの分割磁極２３Ａ₀、２３
Ａ₁、２３Ｂ₀、２３Ｂ₁、２３Ｃ₀、２３Ｃ₁、２３Ｄ₀お
よび２３Ｄ₁が形成されており、さらに、分割磁極２３
Ａ₀と２３Ａ₁との間、分割磁極２３Ｂ₀と２３Ｂ₁との
間、分割磁極２３Ｃ₀と２３Ｃ₁との間、および分割磁極
２３Ｄ₀と２３Ｄ₁との間には、それぞれ凹溝が形成され
ており、これらの凹溝には、永久磁石２５Ａ〜２５Ｄが
それぞれ挿入されている。これらの永久磁石２５Ａ〜２
５Ｄは、隣と互いに極性が逆方向となるように磁化され
ている。

【０００９】分割磁極２３Ａ₀、２３Ａ₁、２３Ｂ₀、２
３Ｂ₁、２３Ｃ₀、２３Ｃ₁、２３Ｄ₀および２３Ｄ₁の各
下部には、それぞれ極歯２７_a〜３４_aが３個ずつ形成さ
れている。極歯２７_aのピッチは、スケール２１の歯部
２１_aのピッチＰと同一である。また極歯２７_a〜３４_a
は、各永久磁石２５Ａ〜２５Ｄを挟んだ両側の極歯がピ
ッチＰ／２ずれた位相関係にある。たとえば分割磁極２
３Ａ₀の極歯２７_aがスケール２１の歯部２１_aと対向し
ている状態で、分割磁極２３Ａ₁の極歯２８_aが歯部２１
_aに対してピッチＰ／２ずれた位置関係にあり、これと
同様に、分割磁極２３Ｂ₀と２３Ｂ₁、分割磁極２３Ｃ₀
と２３Ｃ₁、および分割磁極２３Ｄ₀と２３Ｄ₁のそれぞ
れの極歯２９_a〜３４_aも、それぞれピッチＰ／２ずれた
関係にある。

【００１０】また、分割磁極２３Ａ₀の極歯２７_aを基準
（０度）とすると、分割磁極２３Ｂ₁の極歯３０_aが１８
０度隔てて位置し、分割磁極２３Ｃ₀の極歯３１_aが９０
度隔てて位置し、分割磁極２３Ｄ₁の極歯３４_aが２７０
度隔てて位置している。これにより、分割磁極２３
Ａ₀、２３Ｃ₀、２３Ｂ₁、２３Ｄ₁の順に、スケール２１
の各歯部２１_aに対する位置関係が、その移動方向（図
８中Ｍ方向）へ、ピッチＰ／４ずつ変位していることに
なる。

【００１１】さらに、分割磁極２３Ｂ₀の極歯２９_aは、
分割磁極２３Ａ₀の極歯２７_aの同相（０度）であり、こ
の分割磁極２３Ｂ₀の極歯２９_aを基準として、分割磁極
２３Ａ₁の極歯２８_aが１８０度隔てて位置し、分割磁極
２３Ｃ₁の極歯３２_aが２７０度隔てて位置し、分割磁極
２３Ｄ₀の極歯３３_aが９０度隔てて位置している。これ
により、分割磁極２３Ｂ₀、２３Ｄ₀、２３Ａ₁、２３Ｃ₁
の順に、スケール２１の各歯部２１_aに対する位置関係
が、その移動方向（図８中Ｍ方向）へ、ピッチＰ／４ず
つ変位していることになる。

【００１２】このような構成において、コイル２４Ａ〜
２４Ｄに所定のパルス信号を順次供給することにより、
コイル２４Ａ〜２４Ｄが発生する磁束と、永久磁石２５
Ａ〜２５Ｄが発生する磁束とが各分割磁極２３Ａ₀、２
３Ａ₁、２３Ｂ₀、２３Ｂ₁、２３Ｃ₀、２３Ｃ₁、２３Ｄ₀
および２３Ｄ₁において、順次加減され、スケール２１
に対するスライダ２２の磁気的安定位置が順次移動し、
これにより、スライダ２２がスケール２１の図８中Ｍ方
向に沿って移動する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人が
提案した従来のリニアパルスモータにおいては、各磁極
２３ＰＡ〜２３ＰＤにおいて、永久磁石２５Ａ〜２５Ｄ
から離れるほど磁束密度が低下するので、本来の動作点
で使用できないという欠点があった。したがって、推力
が低下し、大推力にすること、すなわち、積厚を増すこ
とが難しい。また、分割磁極２３Ａ₀と２３Ａ₁、分割磁
極２３Ｂ₀と２３Ｂ₁、分割磁極２３Ｃ₀と２３Ｃ₁、およ
び分割磁極２３Ｄ₀と２３Ｄ₁は、それぞれ永久磁石２５
Ａ〜２５Ｄを介しているので、極歯２７_a〜３４_aを高精
度なピッチで配列することが難しいという問題があっ
た。

【００１４】さらに、図７および図８に示した従来のリ
ニアパルスモータにおいては、一体構造で製作すること
ができないので、多くの工程が必要であり、コストアッ
プとなるとともに、高精度で製作することができず、さ
らに、機械的強度が低いという欠点があった。本発明
は、このような背景の下になされたもので、安価で製作
が容易で、かつ高精度、高性能なパルスモータを提供す
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、特定方向に沿
ってピッチＰで歯部が形成された２次側スケールと、前
記２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１次側磁束発生部とからなり、前記１次側磁束
発生部のコイルが巻回された各磁極と前記２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１次側磁束発生部を前記２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２次側スケールと対向する前記１次側磁束発生
部の各磁極毎に埋め込まれ、前記特定方向に直交する方
向であって互いに反対方向に磁化された第１および第２
の極からなる永久磁石と、前記永久磁石の下部に形成さ
れた複数の極歯とを具備し、前記１次側磁束発生部の鉄
心と全ての前記磁極とが一体形成され、該磁極が分割磁
極Ａと分割磁極Ｂを有しており、該分割磁極Ａの凹溝に
前記永久磁石の第１極が挿入されて配置され、該分割磁
極Ｂの凹溝に前記永久磁石の第２の極が挿入されて配置
されており、前記分割磁極Ａの下部に一体形成された複
数の極歯と、前記分割磁極Ｂの下部に一体形成された複
数の極歯とがピッチＰ／２ずれた位置関係にあることを
特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、磁束分布が均一になるの
で、推力のばらつきが従来に比べて小さくなるととも
に、大積厚（大推力）化に対応することができる。ま
た、高精度な極ピッチ配列が可能となるので、これによ
っても推力のばらつきが小さくなるとともに、位置決め
精度が従来に比べて向上し、定速性が向上する。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。図１は本発明の第１の実施例によるリニ
アパルスモータの構成を表す側面図である。この図にお
いて、スケール４１の上部には、凹凸状の歯部４１_a，
４１_a，・・・が長手方向（図中Ｍ方向）に沿ってピッ
チＰで形成されている。また、スケール４１の上方に
は、スライダ４２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４１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。

【００１８】スライダ４２は、スケール４１の歯部４１
_aと一定のギャップＧを隔ててそれぞれ対向する磁極、
Ａ相磁極４３ＰＡ、Ｂ相磁極４３ＰＢ、Ｃ相磁極４３Ｐ
Ｃ、Ｄ相磁極４３ＰＤを有する鉄心４３と、各磁極４３
ＰＡ〜４３ＰＤにそれぞれ巻回されたコイル４４Ａ〜４
４Ｄとから構成されている。各磁極４３ＰＡ〜４３ＰＤ
の下部には、それぞれ２つの分割磁極４３Ａ₀、４３
Ａ₁、４３Ｂ₀、４３Ｂ₁、４３Ｃ₀、４３Ｃ₁、４３Ｄ₀お
よび４３Ｄ₁が形成されており、さらに、分割磁極４３
Ａ₀と４３Ａ₁との間、分割磁極４３Ｂ₀と４３Ｂ₁との
間、分割磁極４３Ｃ₀と４３Ｃ₁との間、および分割磁極
４３Ｄ₀と４３Ｄ₁との間には、それぞれ長手方向と平行
な凹溝が形成されており、これらの凹溝には、永久磁石
４５Ａ〜４５Ｄがそれぞれ挿入されている。これらの永
久磁石４５Ａ〜４５Ｄは、それぞれ長手方向と直交する
方向であって互いに反対方向に磁化された第１の極４５
Ａ₁〜４５Ｄ₁および第２の極４５Ａ ₂〜４５Ｄ₂から構成
されている。また、各分割磁極間で隣合う極は、互いに
極性が同一方向となるように磁化されている。

【００１９】分割磁極４３Ａ₀、４３Ａ₁、４３Ｂ₀、４
３Ｂ₁、４３Ｃ₀、４３Ｃ₁、４３Ｄ₀および４３Ｄ₁の各
下部には、それぞれ極歯４６_a〜５３_aが３個ずつ形成さ
れている。極歯４６_aのピッチは、スケール４１の歯部
４１_aのピッチＰと同一である。また、極歯４６_a〜５３
_aは、分割磁極４３Ａ₀〜４３Ｄ₀の極歯と、分割磁極４
３Ａ₁〜４３Ｄ₁の極歯とがそれぞれピッチＰ／２ずれた
位相関係にある。たとえば、分割磁極４３Ａ₀の極歯４
６_aがスケール４１の歯部４１_aと対向している状態で、
分割磁極４３Ａ₁の極歯４６_aが歯部４１_aに対してピッ
チＰ／２ずれた位置関係にあり、これと同様に、分割磁
極４３Ｂ₀と４３Ｂ₁、分割磁極４３Ｃ₀と４３Ｃ₁、およ
び分割磁極４３Ｄ₀と４３Ｄ₁のそれぞれの極歯４８_a〜
５３_aも、それぞれピッチＰ／２ずれた関係にある。

【００２０】また、分割磁極４３Ａ₀の極歯４６_aを基準
（０度）とすると、分割磁極４３Ｂ₁の極歯４９_aが１８
０度隔てて位置し、分割磁極４３Ｃ₀の極歯５０_aが９０
度隔てて位置し、分割磁極４３Ｄ₁の極歯５３_aが２７０
度隔てて位置している。これにより、分割磁極４３
Ａ₀、４３Ｃ₀、４３Ｂ₁、４３Ｄ₁の順に、スケール４１
の各歯部４１_aに対する位置関係が、その移動方向（図
１中Ｍ方向）へ、ピッチＰ／４ずつ変位していることに
なる。

【００２１】さらに、分割磁極４３Ｂ₀の極歯４８_aは、
分割磁極４３Ａ₀の極歯４６_aの同相（０度）であり、こ
の分割磁極４３Ｂ₀の極歯４８_aを基準として、分割磁極
４３Ａ₁の極歯４７_aが１８０度隔てて位置し、分割磁極
４３Ｃ₁の極歯５１_aが２７０度隔てて位置し、分割磁極
４３Ｄ₀の極歯５２_aが９０度隔てて位置している。これ
により、分割磁極４３Ｂ₀、４３Ｄ₀、４３Ａ₁、４３Ｃ₁
の順に、スケール４１の各歯部４１_aに対する位置関係
が、その移動方向（図１中Ｍ方向）へ、ピッチＰ／４ず
つ変位していることになる。なお、図１において、ｍ、
ｎ、ｋおよびｊは整数である。

【００２２】このような構成において、コイル４４Ａ〜
４４Ｄに所定のパルス信号を順次供給することにより、
コイル４４Ａ〜４４Ｄが発生する磁束と、永久磁石４５
Ａ〜４５Ｄが発生する磁束とが各分割磁極４３Ａ₀、４
３Ａ₁、４３Ｂ₀、４３Ｂ₁、４３Ｃ₀、４３Ｃ₁、４３Ｄ₀
および４３Ｄ₁において、順次加減され、スケール４１
に対するスライダ４２の磁気的安定位置が順次移動し、
これにより、スライダ４２がスケール４１の図１中Ｍ方
向に沿って移動する。

【００２３】以上説明したリニアパルスモータの動作を
図２に参照してより詳細に説明する。（１）図２
（ａ）に示す状態において、コイル４４Ａおよび４４Ｂ
にそれぞれ図に示す方向の電流を流すと、鉄心４３に
は、分割磁極４３Ｂ₀から分割磁極４３Ａ₀に向かってコ
イル４４Ａおよび４４Ｂによる起磁力ＵＡ₀が発生す
る。したがって、分割磁極４３Ａ₀の上方に設けられた
永久磁石４５Ａの第１の極４５Ａ₁、および分割磁極４
３Ｂ₀の上方に設けられた永久磁石４５Ｂの第１の極４
５Ｂ₁は、その極性が起磁力ＵＡ₀と同一方向であるの
で、その磁力が強められ、いっぽう、分割磁極４３Ａ₁
の上方に設けられた永久磁石４５Ａの第２の極４５
Ａ₂、および分割磁極４３Ｂ₁の上方に設けられた永久磁
石４５Ｂの第２の極４５Ｂ₂は、その極性が起磁力ＵＡ₀
と逆方向であるので、その磁力が打ち消され、これによ
って図２（ａ）にφ１で示す主磁束ループが形成され
る。

【００２４】この結果、分割磁極４３Ａ₀の極歯４６_aが
スケール４１の歯部４１_aと対向し、分割磁極４３Ｂ₀の
極歯４８_aがスケール４１の歯部４１_aと対向する位置が
磁気的に安定した位置となる。また、Ｃ相磁極４３ＰＣ
において、コイル４４Ｃには通電されていないので、図
２（ａ）に示すように、分割磁極４３Ｃ₀の上方に設け
られた永久磁石４５Ｃの第１の極４５Ｃ₁のＮ極から発
生した磁束が、分割磁極４３Ｃ₀の極歯５０_aからスケー
ル４１の歯部４１_aに流入し、スケール４１内を通過
し、歯部４１_aから分割磁極４３Ｃ₁の極歯５１_a流入し
て分割磁極４３Ｃ₁の上方に設けられた永久磁石４５Ｃ
の第２の極４５Ｃ₂のＳ極に入り、さらに、永久磁石４
５Ｃの第２の極４５Ｃ₂のＮ極から発生した磁束がＣ相
磁極４３ＰＣ内を通過し、永久磁石４５Ｃの第１の極４
５Ｃ₁のＳ極に入り、磁束ループφ２を形成する。

【００２５】いっぽう、Ｄ相磁極４３ＰＤにおいても、
コイル４４Ｄには通電されていないので、図２（ａ）に
示すように、分割磁極４３Ｄ₁の上方に設けられた永久
磁石４５Ｄの第２の極４５Ｄ₂のＮ極から発生した磁束
が、分割磁極４３Ｄ₁の極歯５３_aからスケール４１の歯
部４１_aに流入し、スケール４１内を通過し、歯部４１_a
から分割磁極４３Ｄ₀の極歯５２_a流入して分割磁極４３
Ｄ₀の上方に設けられた永久磁石４５Ｄの第１の極４５
Ｄ₁のＳ極に入り、さらに、永久磁石４５Ｄの第１の極
４５Ｄ₁のＮ極から発生した磁束がＤ相磁極４３ＰＤ内
を通過し、永久磁石４５Ｄの第２の極４５Ｄ₂のＳ極に
入り、磁束ループφ３を形成する。しかし、これらの磁
束ループφ２およびφ３は、それぞれ向きが反対で大き
さが等しいので、互いに打ち消し合い、推力を発生させ
ない。

【００２６】（２）図２（ｂ）に示すように、コイル
４４Ｃおよび４４Ｄにそれぞれ図に示す方向の電流を流
すと、鉄心４３には、分割磁極４３Ｄ₀から分割磁極４
３Ｃ₀に向かってコイル４４Ｃおよび４４Ｄによる起磁
力ＵＢ₀が発生し、これによって図２（ｂ）にφ４で示
す主磁束ループが形成される。この結果、分割磁極４３
Ｃ₀の極歯５０_aがスケール４１の歯部４１_aと対向し、
分割磁極４３Ｄ₀の極歯５２_aがスケール４１の歯部４１
_aと対向する位置が磁気的に安定した位置となる。

【００２７】また、Ａ相磁極４３ＰＡにおいて、コイル
４４Ａには通電されていないので、図２（ｂ）に示すよ
うに、分割磁極４３Ａ₀の上方に設けられた永久磁石４
５Ａの第１の極４５Ａ₁と、分割磁極４３Ａ₁の上方に設
けられた永久磁石４５Ａの第２の極４５Ａ₂とによっ
て、磁束ループφ５が形成される。いっぽう、Ｂ相磁極
４３ＰＢにおいても、コイル４４Ｂには通電されていな
いので、図２（ｂ）に示すように、分割磁極４３Ｂ₀の
上方に設けられた永久磁石４５Ｂの第１の極４５Ｂ
₁と、分割磁極４３Ｂ₁の上方に設けられた永久磁石４５
Ｂの第２の極４５Ｂ₁とによって、磁束ループφ６が形
成される。しかし、これらの磁束ループφ５およびφ６
は、それぞれ向きが反対で大きさが等しいので、互いに
打ち消し合い、推力を発生させない。

【００２８】（３）図２（ｃ）に示すように、コイル
４４Ｃおよび４４Ｄにそれぞれ（１）と逆方向の電流を
流すと、鉄心４３には、分割磁極４３Ａ₁から分割磁極
４３Ｂ₁に向かってコイル４４Ａおよび４４Ｂによる起
磁力ＵＡ₁が発生し、これによって図２（ｃ）にφ７で
示す主磁束ループが形成される。この結果、分割磁極４
３Ａ₁の極歯４７_aがスケール４１の歯部４１_aと対向
し、分割磁極４３Ｂ₁の極歯４９_aがスケール４１の歯部
４１_aと対向する位置が磁気的に安定した位置となる。

【００２９】また、Ｃ相磁極４３ＰＣにおいて、コイル
４４Ｃには通電されていないので、図２（ｃ）に示すよ
うに、分割磁極４３Ｃ₀の上方に設けられた永久磁石４
５Ｃの第１の極４５Ｃ₁と、分割磁極４３Ａ₁の上方に設
けられた永久磁石４５Ｃの第２の極４５Ｃ₂とによっ
て、磁束ループφ８が形成される。いっぽう、Ｄ相磁極
４３ＰＤにおいても、コイル４４Ｄには通電されていな
いので、図２（ｃ）に示すように、分割磁極４３Ｄ₀の
上方に設けられた永久磁石４５Ｄの第１の極４５Ｄ
₁と、分割磁極４３Ｄ₁の上方に設けられた永久磁石４５
Ｄの第２の極４５Ｄ₁とによって、磁束ループφ９が形
成される。しかし、これらの磁束ループφ８およびφ９
は、それぞれ向きが反対で大きさが等しいので、互いに
打ち消し合い、推力を発生させない。

【００３０】（４）図２（ｄ）に示すように、コイル
４４Ｃおよび４４Ｄにそれぞれ（２）と逆方向の電流を
流すと、鉄心４３には、分割磁極４３Ｃ₁から分割磁極
４３Ｄ₁に向かってコイル４４Ｃおよび４４Ｄによる起
磁力ＵＢ₁が発生し、これによって図２（ｄ）にφ１０
で示す主磁束ループが形成される。この結果、分割磁極
４３Ｃ₁の極歯５１_aがスケール４１の歯部４１_aと対向
し、分割磁極４３Ｄ₁の極歯５３_aがスケール４１の歯部
４１_aと対向する位置が磁気的に安定した位置となる。

【００３１】また、Ａ相磁極４３ＰＡにおいて、コイル
４４Ａには通電されていないので、図２（ｄ）に示すよ
うに、分割磁極４３Ａ₀の上方に設けられた永久磁石４
５Ａの第１の極４５Ａ₁と、分割磁極４３Ａ₁の上方に設
けられた永久磁石４５Ａの第２の極４５Ａ₂とによっ
て、磁束ループφ１１が形成される。いっぽう、Ｂ相磁
極４３ＰＢにおいても、コイル４４Ｂには通電されてい
ないので、図２（ｄ）に示すように、分割磁極４３Ｂ₀
の上方に設けられた永久磁石４５Ｂの第１の極４５Ｂ₁
と、分割磁極４３Ｂ₁の上方に設けられた永久磁石４５
Ｂの第２の極４５Ｂ₁とによって、磁束ループφ１２が
形成される。しかし、これらの磁束ループφ１１および
φ１２は、それぞれ向きが反対で大きさが等しいので、
互いに打ち消し合い、推力を発生させない。

【００３２】以上説明した（１）→（２）→（３）→
（４）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が図面右方向へピッチＰ／４ず
つ移動し、（４）→（３）→（２）→（１）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が図面左方向へピッチＰ／４ずつ移動する。

【００３３】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は本発明の第２の実施例によるリニアパルス
モータの要部の構成を表す側面図である。この図におい
て、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、
その説明を省略する。この図においては、永久磁石４５
ＡがＡ相磁極４３ＰＡの中に薄肉部５４を隔てて完全に
埋め込まれている。このような構成によれば、機械的強
度が大幅に向上する。なお、薄肉部５４は極めて薄いの
で、永久磁石４５Ａによる磁束およびコイル４４Ａによ
る磁束は、すぐに飽和するので、特性の劣化は少ない。

【００３４】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図４は本発明の第３の実施例によるリニアパルス
モータの要部の構成を表す側面図である。この図におい
て、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、
その説明を省略する。この図においては、分割磁極４３
Ａ₀と４３Ａ₁との間には、略Ｖ字状の溝が形成されてお
り、この溝には、永久磁石４５Ａ’の第１の極４５Ａ’
₁および第２の極４５Ａ’₂がそれぞれ挿入されている。
このような構成によれば、上述した第１および第２の実
施例に比べて第１の極４５Ａ’₁および第２の極４５
Ａ’₂の面積を大きくすることができ、より深いバイア
スが必要な用途に対応することができる。

【００３５】以上説明した第１〜第３の実施例は、いず
れも本発明をリニアパルスモータに適用した例である
が、これに限定されず、本発明を回転パルスモータに適
用することもできる。以下、その実施例について説明す
る。図５は本発明の第４の実施例による３相回転パルス
モータの構成を表す断面図である。この図において、シ
ャフトＳに固定された回転子６０の円周面には、ピッチ
Ｐで歯部６０_aが形成されている。

【００３６】いっぽう、円筒状の固定子６１の内周面に
は、等間隔で６つの磁極６１Ａ₀〜６１Ｃ₀および６１Ａ
₁〜６１Ｃ₁が形成されている。これらの磁極６１Ａ₀〜
６１Ｃ₀および６１Ａ₁〜６１Ｃ₁には、それぞれコイル
６２Ａ₀〜６２Ｃ₀および６２Ａ₁〜６２Ｃ₁が巻回されて
いる。また、回転子６０と対向する各磁極６１Ａ₀〜６
１Ｃ₀および６１Ａ₁〜６１Ｃ₁に下部近傍には、それぞ
れ凹溝が形成されており、これらの凹溝には、永久磁石
６３Ａ₀〜６３Ｃ₀および６３Ａ₁〜６３Ｃ₁がそれぞれ挿
入されている。これらの永久磁石６３Ａ₀〜６３Ｃ₀およ
び６３Ａ₁〜６３Ｃ₁は、それぞれ回転子６０の回転軸と
直交する方向であって互いに反対方向に磁化された第１
の極６３Ａ₀₁〜６３Ｃ₀₁および６３Ａ₁₁〜６３Ｃ₁₁並び
に第２の極６３Ａ₀₂〜６３Ｃ₀₂および６３Ａ₁₂〜６３Ｃ
₁₂から構成されている。また、各磁極間で隣合う極は、
互いに極性が逆方向となるように磁化されている。

【００３７】さらに、磁極６１Ａ₀〜６１Ｃ₀および６１
Ａ₁〜６１Ｃ₁の第１の極６３Ａ₀₁〜６３Ｃ₀₁および６３
Ａ₁₁〜６３Ｃ₁₁並びに第２の極６３Ａ₀₂〜６３Ｃ₀₂およ
び６３Ａ₁₂〜６３Ｃ₁₂の各下部には、それぞれ極歯６４
_a〜７５_aが４個ずつ形成されている。極歯６４_aのピッ
チは、回転子６０の歯部６０_aのピッチＰと同一であ
る。また、極歯６４_a〜７５_aは、第１の極６３Ａ₀₁〜６
３Ｃ₀₁および６３Ａ₁₁〜６３Ｃ₁₁の各下部に形成された
極歯と、第２の極６３Ａ₀₂〜６３Ｃ₀₂および６３Ａ₁₂〜
６３Ｃ₁₂の各下部に形成された極歯とがそれぞれピッチ
Ｐ／２ずれた位相関係にある。

【００３８】また、各磁極間の極歯の位置関係が、磁極
６１Ａ₀の極歯６４_aおよび磁極６１Ａ₁の極歯７０_aが回
転子６０の極歯６０_aと対向している状態で、磁極６１
Ｂ₀の極歯６６_aおよび磁極６１Ｂ₁の極歯７２_aが歯部６
０_aから１２０度変位し、磁極６１Ｃ₀の極歯６８_aおよ
び磁極６１Ｃ₁の極歯７４_aが歯部６０_aから２４０度変
位する位置関係にある。このような構成において、コイ
ル６２Ａ₀および６２Ａ₁と、コイル６２Ｂ₀および６２
Ｂ₁と、コイル６２Ｃ₀および６２Ｃ₁とにそれぞれ極性
が反転するパルス電流を供給することによって、回転子
６０が回転駆動される。

【００３９】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。図６は本発明の第５の実施例による３相回転パル
スモータの構成を表す断面図である。この図において、
図５の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その
説明を省略する。この図においては、永久磁石６３Ａ₀
〜６３Ｃ₀および６３Ａ₁〜６３Ｃ₁の第１の極６３Ａ₀₁
〜６３Ｃ₀₁および６３Ａ₁₁〜６３Ｃ₁₁並びに第２の極６
３Ａ₀₂〜６３Ｃ₀₂および６３Ａ₁₂〜６３Ｃ₁₂が、磁極６
１Ａ₀〜６１Ｃ₀および６１Ａ₁〜６１Ｃ₁の中に完全に埋
め込まれている。このような構成によれば、機械的強度
が大幅に向上する。

【００４０】以上、本発明の実施例を図面を参照して詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。たとえば、上述した
第１〜第３の実施例においては、いずれもスライダ（１
次側）が移動した例を示したが、これに限定されず、ス
ケール（２次側）を移動させるようにしてももちろんよ
い。また、本発明を、スケールの上下それぞれの面に歯
部を形成するとともに、スライダがスケールの上下それ
ぞれの面にローラ等の支持機構によって移動自在に取り
付けた両側式のリニアパルスモータに適用してもよい。
さらに、本発明を、スライダの上下それぞれの面に歯部
を形成するとともに、スケールをスライダの上方および
下方に固定して設けた両側式のリニアパルスモータに適
用してもよい。

【００４１】また、上述した第４および第５の実施例に
おいては、本発明をインナーロータ型の回転パルスモー
タに適用した例を示したが、これに限定されず、本発明
をアウターロータ型の回転パルスモータに適用してもも
ちろんよい。また、本発明をディスク状に形成された回
転子を有した回転パルスモータに適用してもよい。

【００４２】さらに、上述した第１〜第３の実施例にお
いては、本発明を２相のリニアパルスモータ適用した例
を示し、上述した第４および第５の実施例においては、
本発明を３相の回転パルスモータに適用した例を示した
が、これに限定されず、本発明を３相以上の多相のリニ
アパルスモータ、あるいは４相以上の多相の回転パルス
モータに適用してももちろんよい。この場合、各磁極間
の極歯の位置関係は、相数に応じて設定されることはい
うまでもない。

【００４３】加えて、上述した第１〜第５の実施例にお
いて、スライダ、あるいは回転子の位置を検出する位置
検出センサを設け、その出力信号に基づいてフィードバ
ック制御を行い、サーボモータとして駆動させるように
してもよい。また、上述した第１〜第４の実施例におい
て、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）を施してもよい。

【００４４】さらに、上述した第１の実施例において
は、分割磁極４３Ｂ₀の極歯４８_aは、分割磁極４３Ａ₀
の極歯４６_aの同相（０度）とした例を示したが、これ
に限定されず、１８０度としてもよい。この場合には、
図１に示す永久磁石４５Ａ〜４５Ｄの第１の極４５Ａ₁
〜４５Ｄ₁および第２の極４５Ａ₂〜４５Ｄ₂の極性を反
対にすればよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁束分布が均一になるので、本発明をリニアパルスモー
タに適用した場合には、推力のばらつきが従来に比べて
小さくなるとともに、大積厚（大推力）化に対応するこ
とができる。また、高精度な極ピッチ配列が可能となる
ので、これによっても推力のばらつきが小さくなるとと
もに、位置決め精度が従来に比べて向上し、定速性が向
上する。さらに、永久磁石がギャップ近くに配列される
ので、もれ磁束が低減され、これにより、高効率化（高
推力化）、小型・軽量化を図ることができる。

【００４６】加えて、本発明によるパルスモータを製作
する際には、プレスによって型抜きされた鉄心に永久磁
石を挿入するだけでよいので、従来必要であった永久磁
石の接着に関する工数を減少できるとともに、永久磁石
専用のスペースを設ける必要がなく、また、バックプレ
ート等の部品を削減でき、これによっても小型・軽量化
および低価格化を図ることができる。また、応答性が向
上する。また、鉄心を一体に形成したので、剛性強度が
強くなる。永久磁石は最終工程で鉄心に挿入すればよい
ので、永久磁石に鉄粉等が付きにくく、製造上の管理が
しやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるリニアパルスモー
タの構成を表す側面図である。

【図２】図１に示すリニアパルスモータの動作を説明す
るための側面図である。

【図３】本発明の第２の実施例によるリニアパルスモー
タの要部の構成を表す側面図である。

【図４】本発明の第３の実施例によるリニアパルスモー
タの要部の構成を表す側面図である。

【図５】本発明の第４の実施例による３相回転パルスモ
ータの構成を表す断面図である。

【図６】本発明の第５の実施例による３相回転パルスモ
ータの構成を表す断面図である。

【図７】従来のリニアパルスモータの第１の構成例を表
す側面図である。

【図８】従来のリニアパルスモータの第２の構成例を表
す側面図である。

【符号の説明】

４１スケール４１_a 歯部４２スライダ４３ＰＡ〜４３ＰＤ磁極４４Ａ〜４４Ｄコイル４５Ａ〜４５Ｄ永久磁石４５Ａ₁〜４５Ｄ₁ 第１の極４５Ａ₂〜４５Ｄ₂ 第２の極４６_a〜５３_a 極歯ＧギャップＰピッチ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 41/03

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】特定方向に沿ってピッチＰで歯部が形成
された２次側スケールと、前記２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１次側磁束発生部
とからなり、前記１次側磁束発生部のコイルが巻回され
た各磁極と前記２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１
次側磁束発生部を前記２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２次側スケールと対向する前記１次側磁束発生部の
各磁極毎に埋め込まれ、前記特定方向に直交する方向で
あって互いに反対方向に磁化された第１および第２の極
からなる永久磁石と、前記永久磁石の下部に形成された
複数の極歯とを具備し、前記１次側磁束発生部の鉄心と全ての前記磁極とが一体
形成され、該磁極が分割磁極Ａと分割磁極Ｂを有してお
り、該分割磁極Ａの凹溝に前記永久磁石の第１極が挿入
されて配置され、該分割磁極Ｂの凹溝に前記永久磁石の
第２の極が挿入されて配置されており、前記分割磁極Ａ
の下部に一体形成された複数の極歯と、前記分割磁極Ｂ
の下部に一体形成された複数の極歯とがピッチＰ／２ず
れた位置関係にあることを特徴とするパルスモータ。