JPH0140596B2 - - Google Patents

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JPH0140596B2
JPH0140596B2 JP56085981A JP8598181A JPH0140596B2 JP H0140596 B2 JPH0140596 B2 JP H0140596B2 JP 56085981 A JP56085981 A JP 56085981A JP 8598181 A JP8598181 A JP 8598181A JP H0140596 B2 JPH0140596 B2 JP H0140596B2
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JP
Japan
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slider
magnetic
magnetic pole
toothed
magnetic poles
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JP56085981A
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English (en)
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JPS57199467A (en
Inventor
Hiroshi Nakagawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shinko Electric Co Ltd filed Critical Shinko Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は永久磁石からの磁束と各相励磁コイ
ルの励磁に基づく磁束との相互作用により動作す
るリニアパルスモータの構造に関するものであ
る。
一般にリニアパルスモータは直線住復動におけ
る正確なる位置決めを目的とした装置例えば数値
制御に基づく工作機械の可動部、あるいはプリン
タヘツドの駆動部に採用することが考慮される。
ところで、従来のこの種のリニアパルスモータ
はその原理の一例を示すと、第1図に示す通りの
構造となつている。即ち、同第1図において、1
はスケールで、表面に歯部1aが長手方向に連続
的に形成されている。2はスライダーで、2個の
歯部鉄心2a,2bを永久磁石2cにて橋絡して
構成され、各鉄心2a,2bの歯部2a1,2a2
2b1,2b2は図示の通りに歯部2a1,2a2及び歯
部2b1,2b2それぞれの間隔はスケール脂部1a
における1/2ピツチのずれを有し、歯部2a,2
b、とはスケール歯部1aにおける1/4ピツチの
ずれを生じるように固定される。2d,2eはコ
イルで、コイル2dは歯部2a1,2a2に対して巻
回し方向を反対にして連続的に装着される。もう
一方のコイル2eは鉄心2bの各歯部2b1,2b2
に図示の通りの巻回し方向にて装着されている。
上記第1図の原理図において、各コイル2d,
2eの励磁方向を定められた順序に切替制御を行
うことにより永久磁石2cからの磁束との相互作
用によつてスケール歯部の1/4ピツチずつスライ
ダー2の歩進運動が達成できる。
ところが、この従来の構成において○イリニアパ
ルスモータ用スライダーの各歩進時において、磁
気吸引力をもたらす磁気回路の磁路長が変化する
(鉄心2a,2bの歯部2a1,2b2を含む磁路長
が最大で、歯部2a2,2b1を含む磁路長が最小)
ことから各ステツプごとに均一な磁束密度が得ら
れず、各励磁相により推力がばらつく原因とな
り、ひいてはリニアパルスモータの停止精度を悪
化させるばかりか例えばプリンタ、タイプライタ
においての文字送り時のダンピングのばらつきを
生じ整然とした印字ができにくい○ロ各鉄心2a,
2bそれぞれの各歯部間隔はもとより各鉄心2
a,2b相互間歯部間隔(例えば歯部2a1及び2
b1との間隔)は正確なる位置決め動作などにおい
て極めて重要であるが、各鉄心2a,2bを永久
磁石2cにて橋絡しつつ精度を出すことは極めて
困難である○ハ2個のスライダー用鉄心2a,2b
を互に磁気的絶縁のもとに永久磁石2cの磁気吸
引力を受けつつ精度を出して充分な強度を持たせ
ることが製造上困難である等のいくつかの欠点が
あつた。
この発明の目的はリニアパルスモータ用スライ
ダの進行方向に沿つて中央部を境に両側のスケー
ル歯部とスライダー用鉄心歯部との相対位置を半
ピツチずらすとともに永久磁石のNS各極をスラ
イダーの進行方向に沿う中心線を境に両側に配置
するようにして、上記従来の欠点を除去し、位置
決め精度を高く維持しつつ製作が可能で各ステツ
プにおける推力のばらつきを防止し、位置決め精
度の向上をはかることのできるリニアパルスモー
タを提供することにある。
以下、図示する実施例について具体的に説明す
る。第2図及び第3図はこの発明の1実施例を示
す正面図及びそのA―A断面図で、各図において
11はリニアパルスモータ用スケールで、後述す
るスライダーの進行方向の中心線に沿つた両側
に、互に半ピツチのずれを有する歯部11a,1
1bを形成している。12はリニアパルスモータ
用スライダーで、上記歯部11a,11bそれぞ
れに対向する歯部磁極を備えた鉄心13,14、
各鉄心13,14間を磁気絶縁する非磁性体1
5、上記各鉄心13,14、スケール11とヨー
ク16を通じて磁束を発生させる永久磁石17及
びコイル18,19から構成される。そして、鉄
心13、の各歯部磁極13a,13b,13c,
13dはそれぞれ鉄心14の各歯部磁極14a,
14b,14c,14dに対してスライダー12
の進行方向に垂直方向の位置を一致させて配置
し、各コイル18,19は各鉄心13,14の対
応する歯部磁極を一体的に図示の方向に巻回し、
各コイル18,19のコイル端子P1,P2,P3
P4とする。
ところで、上記鉄心13,14の歯部磁極13
a,14aはスケール歯部11a1に、歯部磁極1
3b,14bはスケール歯部11b1に、それぞれ
対向する位置に配置されている状態において、歯
部磁極13c,14cはスケール歯部11a2,1
1b2の中間に、歯部磁極13d,14dはスケー
ル歯部11a3,11b3の中間に位置するように形
成されている。即ち、歯部磁極13a,13b相
互間(歯部磁極14a,14b相互間についても
同様)はそれぞれスケール歯部11a,11bの
3/2ピツチの間隔を有し、歯部磁極13b,13
c相互間(歯部磁極14b,14c相互間につい
ても同様)はスケール歯部11a,11bの7/4
ピツチの間隔を有している。
上記第2図、第3図の構成において、その1具
体的動作原理を第4図に従つて説明する。今、第
2図のコイル端子T1,T3が+、T2,T4が−にお
いて電流を供給すると、歯部磁極13a,14
a,13c,14cはN極、歯部磁極13b,1
4b,13d,14dはS極となる。この際、歯
部磁極13a及び13cは永久磁石17の磁束発
生方向とが反対方向となり、相殺される。一方、
鉄心14側については、鉄心13に比して永久磁
石17からの磁束の流れ方向が逆のため、歯部磁
極14a,14cでは電磁石による磁束と永久磁
石17による磁束が相殺され、歯部磁極14b,
14dにおいては上記電磁石による磁束と永久磁
石17による磁束とは加算される。ところが、ス
ケール11におけるスライダー12の進行方向に
沿つて左右に形成される歯部11a,11bは1/
2ピツチずらして形成されているから、リニアパ
ルスモータ用スライダー12の推力は結果的に鉄
心13,14に働いた力が加算される。このた
め、スライダー12は第4図イの位置にて安定状
態を得て停止する。
次に、コイル端子T1,T4に−、T2,T3に+の
極性にて励磁電流を流すと、歯部磁極13a,1
4a,13d,14dはS極となり、残りの歯部
磁極13b,14b,13c,14cはN極とな
る。この場合、歯部磁極13b,13cは永久磁
石17の磁束が電磁石の磁束に加算され、歯部磁
極13a,13dは永久磁石17の磁束と電磁石
の磁束とが相殺される。さらに、鉄心14におい
ては歯部磁極14a,14dは磁束の加算現象が
生じ、歯部磁極14b,14cは磁束の相殺現象
が生じる。この励磁モードに伴つて第4図ロの位
置(第4図イの位置から1/4ピツチスライダー1
2が左方に移動した位置)にて安定点を得て停止
する。
さらに、端子T1,T3に−、端子T2,T4に+極
性の励磁電流を供給すると、上記均等な原理にて
第4図ハの安定状態となり、端子T2,T3に−、
端子T1,T4に+極性の励磁電流を供給すると、
第4図ニの安定状態を得る。以上のイ〜ニの過程
にて各1/4ピツチずつスライダー12の歩進が行
なわれ、スケール歯部1ピツチのスライダー12
の移動が完成する。そして、このような一連の動
作の操返しに基づいてリニアパルスモータの駆動
制御がなされる。
なお、上記説明においてはスライダー用鉄心1
3,14の各歯部磁極13a〜13d,14a〜
14dはスライダー移動方向と直角方向の相対位
置を一致させ、これらの各鉄心13,14に備え
られた各歯部13a〜13d,14a〜14dそ
れぞれに対向するスケール11の歯部11a,1
1bを半ピツチずつ変位させた例を示したが、第
5図、第6図に示すようにスケール11の歯部は
スライダー12の進行方向に沿つて左右にずらす
こなく、スライダー用鉄心13,14の磁極13
a〜13d,14a〜14dそれぞれのスライダ
ー12の進行方向に直角方向の相対位置をスケー
ル歯部の1/2ピツチずらすようにしても全く均等
な作用が期待できる。
また、以上述べたように、この発明に係るリニ
アパルスモータは永久磁石に基づく磁束とスライ
ダー用歯部磁極に備えられたコイルの励磁切替に
基づく磁束との相互作用に基づいて駆動制御をな
す構成において、スライダー用磁極鉄心を当該ス
ライダーの進行方向と直角方向に2分割し、各鉄
心の背面に永久磁石を介して橋絡し、各鉄心の対
応する歯部磁極に対向するスケール歯部が当該ス
ケール歯部の1/2ピツチ変位させるようにしたも
のである。かかる構成に基づいて、○イ永久磁石を
含む磁路長が一定化されることに伴つて、コイル
への励磁切替に基づく各ステツプについて推力が
ばらつくことなく一定に維持できるから、例えば
プリンタ、タイプライタ等においての文字送り時
のダンピングのばらつきを生ずる余地なく、一定
の印字作用を行うことができる。○ロスライダーの
進行方向における各鉄心の一連の歯部磁極相互間
隔は鉄心素材打抜きに際して正しく規制されてい
るので、従来のように永久磁石等が介在する構成
に比して各歯部磁極間隔の精度を高く維持でき
る。○ハスライダー進行方向に分離された鉄心を連
結するための従来の構成は強度を保つために大型
化するのに比し、この種の連結が不要となり、推
力/重量を大とすることのでき、応答性の向上が
はかれる等の優れた特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のリニアパルスモータの原理構成
図、第2図、第3図はそれぞれこの発明に係るリ
ニアパルスモータの1具体的構成を示す正面図及
び断面図、第4図は動作を説明するための原理
図、第5図、第6図は他の実施例を示す正面図及
び断面図である。 11…スケール、11a,11b…スケール歯
部、12…スライダー、13,14…磁極鉄心、
13a〜13d,14a〜14d…歯部磁極、1
5…非磁性体、17…永久磁石、18,19…コ
イル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スライダーに内蔵された永久磁石に基づく磁
    束とスライダー用歯部磁極に備えられたコイルの
    励磁に基づく磁束との相互作用によつて駆動力を
    得る構成において、上記スライダーの進行方向に
    対して直角方向に磁極鉄心を2分割し、各磁極鉄
    心は、スライダーの進行方向に沿つて4個の磁極
    を備え、各磁極鉄心における上記スライダーの進
    行方向に対し直角方向に位置する各磁極とはスケ
    ール歯部に対して1/2ピツチの差を有して対向さ
    せ、各磁極鉄心のスライダー進行方向に沿う前後
    2個ずつの磁極を対とし、各磁極対を構成する2
    個の磁極は1/2ピツチの差を有し、各磁極対相互
    間は1/4ピツチの差を有し、上記各磁極対にはそ
    れぞれの各磁極に反対方向に巻回した2個のコイ
    ルを備え、上記各コイルには同時に励磁し、スラ
    イダーのステツプ移動ごとに交互に励磁電流方向
    を変化させるようにしたことを特徴とするリニア
    パルスモータ。
JP8598181A 1981-06-03 1981-06-03 Linear pulse motor Granted JPS57199467A (en)

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