JPH02280656A - リニアパルスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイレクトドライブ方式のモータとしてプリ
ンタなどのＯＡ機器　ないしカーテンレールなどに組み
込んで使用されるリニアパルスモークに関する。

〔従来の技術］ 頭記したリニアパルスモータとして、永久磁石形リニア
パルスモータが周知である。また、レールと可動子との
間の磁気回路に対する漏洩磁束をできるだけ抑えて永久
磁石の利用率、モータ特性の向上を図ることを狙いに、
レール、可動子を円筒形となしてその周面上に磁極歯を
成形し、円筒形レール内で可動子を歩進運動させるよう
にしたいわゆる円筒形リニアパルスモータも実用化され
ている。

次に、前記した円筒形リニアパルスモータの従来構成を
第３図、第４図に示す０図において、ｌは内周面上に所
定ピッチで並ぶ磁極歯列１ａを形成した円筒形レール、
ｌｂはレール１に沿ってその中心に配したガイド軸（非
磁性）、２はレール１内に収容して前記ガイド軸１ａに
支持した可動子である。ここで、可動子２は、ガイド軸
１ａの軸上に摺動自在に嵌合したスライダ３（非磁性）
と、該スライダ３の周上で両端に並置した一対の円筒形
コア４，５と、各コアに巻装した励磁コイル６と、コア
４と５との間に挟持介挿した円筒形の永久磁石７とから
なり、これら各部品がスライダ３に螺合した締結ナツト
８で一体に組立てられている。

一方、前記した一対のコア４，５は外径寸法の異なるリ
ング状の珪素１１板を軸方向で交互に重ね合わせた積層
体として作られ、前記した励磁コイル６を挟んでレール
１に対向する各磁極４ａｔ　４ｂ、および５ａ、　５ｂ
の周面上にはレール側の磁極歯列１ａのピッチと一定な
関係に定めた磁極歯が形成されている。また、永久磁石
７は軸方向に着磁されており、そのＮ極、Ｓ極がコア４
，５の軸方端面に当接している。

かかる構成により、可動子２をレール１内に組み込んだ
状態では、レールｌと可動子２との間には永久磁石７の
Ｎ極から出た磁束φ−がコア４゜レール１．コア５を経
て永久磁石７のＳ極に戻るような閉磁路が形成される。

ここでコア４，５に巻装した励磁コイル６へ指定された
モードで入力パルス信号を順に加えることにより、各コ
ア４゜５の磁極４　ａ　＋　４ｂ　＋　５　ａ　＋　５
　ｂに形成した磁極歯とレール１側の磁極歯列１ａとの
間でエアギャップの磁束が増減変化して可動子２の磁気
的な安定位置が順次変わり、これにより可動子２がレー
ル１に沿って歩道運動する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記した従来の円筒形リニアパルスモータで
は、コイル励磁に伴う磁束の増減変化でコアに発生する
渦電流損を抑えるとともに、コア磁極の表面に磁極歯を
形成する厄介な機械加工を省略することを狙いに、可動
子の各コア４．５が鋼板積層体として作られている。

しかしながら、このような鋼板積層体のコア４゜５に対
して軸方向に着磁した永久磁石７を図示のようにコア４
と５との間に介挿した構成では、モータの特性面で次の
ような問題点がある。すなわち、図示から明らかなよう
に永久磁石７から発した磁束−一はコア４．５に対して
鋼板の積層方向に通る。これに対して、コア４．５は積
層鋼板の相互間に微少な空隙が残存しているために積層
方向には大きな磁気抵抗を示す、しかも、永久磁石７を
起点とした各コア４．５の磁極４ａと４ｂ、および５ａ
と５ｂを通る磁路長について見ると、磁極４ａ。

５ａと４ｂ、　５ｂとでは磁路長が異なるために、永久
磁石から見て手前側の磁極と反対側の磁極とでは鋼板積
層方向の磁気抵抗が影響してレールとの間のエアギャッ
プの磁束密度が均一にならず、このことが原因でリニア
パルスモータの動作時には、推力の変動、平均推力の低
下、並びに大きな振動。

騒音が発生するようになる。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、円筒
形リニアパルスモータを対象に、永久磁石の配置を改良
することにより、従来構成による前記欠点を解決して低
振動、高推力が得られるようにしたリニアパルスモータ
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明のリニアパルスモー
タにおいては、永久磁石として半径方向に着磁した円筒
形磁石を用い、かつ該永久磁石を各コアの内周に嵌合し
た上で、永久磁石に継鉄を兼ねた組立ボルトを通して可
動子を一体に組立て構成するものとする。

〔作用〕

上記の構成により、可動子の各コアと永久磁石とは半径
方向に結合し合っており、永久磁石の磁束は鋼板積層体
のコアに対して鋼板の積層方向を通過せず、全て半径方
向に通る。したがって永久磁石からの磁束は鋼板積層方
向の大きな磁気抵抗の影響を受けることがなくなる。ま
た、永久磁石を起点としてコアの各磁極を経由するレー
ルとの間の磁路長は同じとなるので、永久磁石によるエ
アギャップの磁束密度が一様となり、この結果として平
均推力の低下、推力変動、並びに振動、騒音の発生が良
好に抑制されることになる。

〔実施例〕

第１図、第２図は本発明実施例の構成図であり、第３図
、第４図に対応する同一部材には同じ符号が付しである
。

まず、レール１は、円筒形の外被ケース１ｃと、その内
面側に内径寸法の異なる環状鋼板をレールの長手方向に
沿い交互に積層して形成した磁穫歯列１ａと、外被ケー
ス１ｃと磁極歯列１ａとの間に介在させた例えばゴムに
磁性粉を混在した磁性吸振体１ｄとから構成されている
。

一方、可動子２は、軸方向に並置した鋼板積層体として
なる一対の円筒形コア４．５と、該コア４．５に巻装し
た励磁コイル６と、コア４，５にそれぞれ対しコアの中
心穴に嵌挿して同心的に結合した円筒形の永久磁石７ａ
、　７ｂと、コア４と５との間に介在した非磁性材のリ
ング状スペーサ９と、コア４，５を挟んで可動子の両端
に配した端板１０と、該端板１００周上複数箇所に軸支
した案内車輪１１と、両側の端板１０にまたがって前記
の永久磁石７ａ　　７ｂ、およびスペーサ９の中心穴に
嵌挿した磁気回路の継鉄を兼ねる組立ポル）１２と、ボ
ルト１２に螺合したナツト１３とで一体に組立て構成さ
れている。

ここで、前記した永久磁石７ａ、　７ｂは、Ｎ極、Ｓ極
が内外周面に現れるように半径方向に着磁された永久磁
石であり、かつその着磁方向が永久磁石７ａと７ｂとで
互いに逆極性となっている。また、第２図に明示されて
いるように、可動子２をレール１内にセットした状態で
は、前記した案内車輪１１がレールｌ側に形成した案内
溝に嵌合している。

さらに、レール１の長手方向に沿って下面側に切欠いた
スリットの両側には先記した励磁コイル６に入力信号を
与える給電レール１ｅが敷設されており、かつ給電レー
ルｌｅに対向して可動子の端板１０よりスリット内へ突
出したアーム１０ａには励磁コイル６と内部接続した集
電シヱー１４が取付けである。なお、前記アーム１０ａ
は被移動体の取付は基台を兼用している。

かかる構成によるリニアパルスモータの動作は基本的に
従来のものと同様である。すなわち、レール１の内周面
と可動子２のコア磁極の外周面との間のエアギャップは
案内車輪１１により保持されており、給電レール１ｅ＋
　集電シュー１４を介して励磁コイル６に入力パルス信
号を与えることにより、可動子２がレール１に沿って指
定された方向へ歩進運動する。

一方、半径方向に着磁された永久磁石７ａ、　７ｂは、
鋼板積層体としてなるコア４．５に対してその内周側へ
同心的に配置されている。したがって永久磁石の磁束は
漏れ磁束を生じることなくコア４゜５を経由してレール
ｌとの間のエアギャップを通る。しかも永久磁石の磁束
は全てコア４．５に対して半径方向に通過し、８！層方
向には通らない。

つまり、永久磁石の磁束に対してコアは大きな磁気抵抗
を示さないし、さらに永久磁石７ａ、　７ｂを起点とし
たコア４．５の各磁極４ａ＋　４ｂｔ　および５ａ。

５ｂを経由する磁路長は全て同じとなるので、各磁極に
対するエアギャップの磁束密度がばらつくことがない、
これにより、平均推力の低下、推力変動、並びに振動、
騒音の発生を良好に抑制できる。

さらに、図示実施例では、レール１の磁極歯列１ａを径
寸法の異なる鋼板の積層体で形成したので、切削、プレ
スなどの面倒な機械加工を要しない。

しかも磁極歯列１ａと外被ケース１ｃとの間に磁性吸振
体１ｄを介在させたことにより、可動子２の永久磁石か
ら見たレールｌの磁気抵抗が減少し、かつ可動子の歩道
運動に伴って発生する振動をレール側で吸収して騒音の
少ない走行性が得られる。

〔発明の効果〕

本発明のリニアパルスモータは、以上述べたように構成
されているので、次記の効果を奏する。

すなわち、コアを鋼板積層体で構成した可動子を対象に
、永久磁石として半径方向に着磁した円筒形磁石を用い
、かつ該永久磁石を各コアの内周に嵌合した上で、永久
磁石に継鉄を兼ねた組立ボルトを通して可動子を一体に
組立て構成したことにより、コアを通る永久磁石の磁束
は鋼板積層方間を通ることがなく、かつ永久磁石を起点
としたコアの各磁極を経由する磁路長が同じとなる。こ
れにより、永久磁石の磁束に対する磁気回路の磁気抵抗
増大を抑えつつ、各磁極におけるエアギャップの磁束密
度を均一化して平均推力の低下、推力変動を抑えモータ
性能を向上し、併せて振動。

Ｕ音の軽減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構造を示す側断面図、第２図は
第１図の端面図、第３図、第４図はそれぞれ第１図、第
２図に対応した従来の円筒形リニアパルスモータの構造
を示す側断面図、端面図である０図において、 １：レール、１ａ：磁極歯列、２：可動子、４゜５＝コ
ア、６：励磁コイル、７ａ、７ｂ：永久磁石、１１：案
内車輪、１２：＆ｕ立ボルト。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）内周面に磁極歯列を形成した円筒形レールに沿って
   可動子が歩進運動するリニアパルスモータであり、可動
   子が、エアギャップを介してレール側の磁極歯列と対向
   し合う鋼板積層体として作られた一対の励磁コイル付き
   円筒形コアと、コアに結合した永久磁石との組立体から
   なるものにおいて、永久磁石として半径方向に着磁した
   円筒形磁石を用い、かつ該永久磁石を各コアの内周に嵌
   合した上で、永久磁石に継鉄を兼ねる組立ボルトを通し
   て可動子を一体に組立て構成したことを特徴とするリニ
   アパルスモータ。