JPH0524744B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は入力パルス数に応じて所定のステツプ
量ずつ直線運動をするリニアステツプモータに関
する。 〔従来の技術〕 第１３図は従来のリニアパルスモータを示して
おり、同図中１はラツク状の極歯１ａが形成され
た固定子であり、２は可動子である。可動子２は
上記極歯１ａと近接して対向する極歯ａを下端に
形成した軟磁鋼製の各磁極〜毎に励磁コイル
ｂ１〜ｂ４を巻き付けてなる電磁石３ａ，３ｂ
に、永久磁石４ａ，４ｂを取付けるとともに、各
永久磁石４ａ，４ｂをヨーク５で接続して形成さ
れている。この可動子２の前後方向両端部には
夫々車輪６が取付けられている。 このような構成のリニアパルスモータにおい
て、磁極、に巻装された励磁コイルｂ３，ｂ
４を励磁して、電磁石３ｂを時計回り方向に周回
する磁束を発生させることにより、磁極では永
久磁石４ｂと励磁電流による磁束が加わり合うと
ともに、磁極では永久磁石４ｂと励磁電流によ
り磁束とが減じ合う。このため、磁極の極歯ａ
とこれに対向する固定子１の極歯１ａとの間に磁
気吸引力が働いて、可動子２が１ステツプ量移動
される。次に、励磁を励磁コイルｂ１，ｂ２に切
替える。そうすると磁極の極歯ａとこれに対向
する固定子１の極歯１ａとの間に吸引力が働い
て、可動子２が更に１ステツプ量移動される。以
下、同様にして励磁相と極性を切替えることによ
り、可動子２を固定子１に沿つて入力パルス数に
応じて直線運動させることができる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来のモータによれば、可動子２が、この
可動子２の大部分を占める軟磁鋼製の各磁極〜
毎に励磁コイルｂ１〜ｂ４を夫々巻き付けてな
る電極石３ａ，３ｂを備えて形成されているた
め、可動子２が大きく、かつ重かつた。したがつ
て、可動子２の慣性が大きいから、応答性が良く
なく、しかも振動が大きくダンピング特性も良く
ないという問題があつた。 さらに、可動子２に励磁コイルｂ１〜ｂ４が設
けられているために、リード線の処理も面倒であ
るとともに、軟磁鋼製の磁極〜の下端に極歯
ａを作る機械加工も面倒であるから、製造コスト
が高いという問題もあつた。 したがつて本出願に係る第１の発明の目的は、
可動子の応答性およびダンビング特性を改善でき
るとともに、リード線処理を簡単にでき、しかも
安価に製造できるようにしたリニアパルスモータ
を提供することにある。そして、本出願に係る第
２の発明の目的は、上記第１の発明と同一の目的
を達成することに加えて、薄く形成できるととも
に、可動子の応答性を更に改善でき、しかも、可
動子の支持構造に対する負荷を軽減できるように
したリニアパルスモータを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、第１の発明は、細長い固定子は並設さ
れた一対の励磁ユニツトを有し、これら一対の励
磁ユニツトを、上記固定子と対向して設けられる
とともに上記固定子の長手方向に沿つて移動自在
な可動子の１パルス移動量の４倍のピツチで並ぶ
多数の極歯を有して櫛歯状をなす２枚の磁極板
を、その極歯板をその極歯同志を互い違いに入り
込ませて取付けた細長いヨークとこのヨークにそ
の長手方向に沿つて巻き付けた励磁コイルとから
形成する。そして、上記一対の励磁ユニツトの極
歯同志を上記可動子の１パルス移動量と同じピツ
チずらして設ける。さらに、上記可動子は永久磁
石を有し、て、この永久磁石の磁極面を、上記可
動子の１パルス移動量の略２倍のピツチで上記可
動子の移動方向に沿つて交互に並べるとともに、
これらの磁極面を上記固定子の磁極板に近接対向
させることによつて、上記目的を達成したもので
ある。 第２の発明は、細長い固定子は並設さいれた左
右一体の励磁ユニツトを有し、これら一対の励磁
ユニツトを、上記固定子と対向して設けられると
ともに上記固定子の長手方向に沿つて移動自在な
可動子の１パルス移動量の４倍のピツチで並ぶ多
数の極歯を有して櫛歯状をなす２枚の磁極板と、
これらの磁極板をその極歯同志を互い違いに入り
込ませて取付けた細長いヨークと、このヨークに
その長手方向に沿つて巻き付けた励磁コイルとか
ら形成する。そして、上記一対の励磁ユニツトの
極歯同志を上記可動子の１パルス移動量と同じピ
ツチずらして設けるとともに、上記左右一対の励
磁ユニツトをその極磁板を垂直にして互いに対向
させて配置する。さらに、上記可動子は永久磁石
を有して、この永久磁石の磁極面を、上記可動子
の１パルス移動量の略２倍のピツチで上記可動子
の移動方向に沿つて交互に並べるとともに、これ
らの磁極面を上記可動子の左右両側面に垂直にし
て設ける。しかも、上記可動子の垂直な磁極面と
磁極板とを近接対向させて、上記可動子を上記左
右一対の励磁ユニツト間の配設することによつ
て、上記目的を達成したものである。 〔作用〕 第１および第２の発明に係るリニアパルスモー
タの固定子が備える一対の励磁ユニツトは、夫々
の励磁コイルに巻線電流を流して励磁することに
より使用され、一つの励磁コイルの励磁によつ
て、このコイルを備えた励磁ユニツトの一対の磁
極板の極歯には、夫々異なる極性の磁極が発生す
る。そして、この固定子の磁極板には可動子の磁
極面が近接して対向されているので、上記一対の
励磁ユニツトに対する励磁を順番に切替えること
にもとずいて、励磁された磁極板の極歯と可動子
が備える永久磁石の磁極面との間に働く磁力によ
つて、可動子は固定子の長さ方向に沿つて入力パ
ルス数に応じて所定のステツプ量ずつ移動され
る。可動子は、例えば印字装置のサーマルヘツド
用、フロツピーデイスク駆動装置のヘツドシーク
用等の軽負荷を直接駆動させるのに使用される。 そして、第１および第２の発明は以上のように
固定子において入力パルスに応じた極性を極歯に
発生させ、これと可動子に設けた永久磁石の磁極
との磁気的作用で可動子を直接移動させる構成で
あるから、可動子には電磁石を設ける必要がな
い。このため、可動子を軽量化でき、その慣性を
小さくできる。したがつて、可動子の応答性を高
めることができるとともに、可動子の振動も少な
くなつてダンピング特性を改善できる。 そして、可動子に電磁石を設けないことから、
可動子に対するリード線を省略できる。なお、固
定子に対するリード線の処理は必要であるが、こ
の固定側でのリード線処理は簡単に行なうことが
できる。 これとともに、小形な可動子ではなく大形な固
定子に励磁コイルを設けたから、このコイルの巻
き付けが容易であるとともに、励磁コイルの巻付
けが各励磁ユニツト毎に一度で済むことに加え
て、多数の極歯は削り出して作る面倒がなく、こ
れらの極歯を有する磁極板は、例えばけい素鋼板
等の磁性板をプレスの打抜き加工等で簡単に製造
できるから、安価に製造できる。 加えて第２の発明における一対の励磁ユニツト
と可動子との配置によれば、モータを薄形に構成
できる。これとともに、励磁された磁極板の極歯
と可動子の磁極面との間に働く磁気吸引力が縦方
向ではなく、横方向に作用する。したがつて、可
動子を支持している車輪等の支持構造に対する上
下方向の負荷を少なくできるとともに、それに伴
つて可動子の応答性を更に高めることができる。 〔実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図から第６図
を参照して説明する。 第１図および第６図中１１は細長い固定子であ
り、また、同図中１２は固定子１１と対向して設
けられて、この固定子１１の長手方向に沿つて移
動自在な可動子である。これら固定子１１と可動
子１２とからリニアパルスモータが形成されてい
る。 固定子１１は可動子１２の移動距離に応じて以
下に説明する構成のものを直線状に複数つないで
使用される。この固定子１１は合成の非磁性体製
の支持体１３に一対の励磁ユニツト１４，１５を
取付けて形成されている。 図示の支持体１３は底壁の両側に上向きの側壁
を設けて略コ字形状をなしている。この支持体１
３には、その底壁内面において一対の逃げ溝１３
ａが長手方向に沿つて形成されているとともに、
両側壁において夫々レール１３ｂが長手方向に沿
つて設けられている。レール１３ｂは金属の平板
等で形成されている。 励磁ユニツト１４は、軟磁鋼等の磁性材料を溝
状に成形した細長いヨーク１６の底壁に、その長
手方向に沿つて励磁コイル１７を巻き付けるとと
もに、ヨーク１６の両側壁先端に夫々磁極板１
８，１９を取付けて形成されている。２枚の磁極
板１８，１９は夫々磁性材料から形成され、図示
のものは薄いけい素鋼板をプレスによつて打抜い
て得たものである。これら磁極板１８，１９は
夫々多数の極歯１８ａ，１９ａを有して櫛歯状を
なしており、その極歯１８ａ，１９ａ同志を互い
違いに入り込ませてヨーク１６に取付けられてい
る。そして、各極歯１８ａ同志のピツチＡ、およ
び極歯１９ａ同志のピツチＡは、夫々上記可動子
１２の１パルス移動量Ｂの４倍に定められてい
る。 また、他方の励磁ユニツト１５は上記励磁ユニ
ツト１４と同様な構成であり、可動子１２の１パ
ルス移動量Ｂの４倍のピツチＡで並ぶ多数の極歯
２０ａ，２１ａを有して夫々櫛歯状をなす２枚の
磁極板２０，２１を、その極歯２０ａ，２１ａ同
志を互い違いに入り込ませて細長いヨーク２２に
取付けるとともに、ヨーク２２にその長手方向に
沿つて励磁コイル２３を巻き付けて形成されてい
る。 そして、これら一対の励磁ユニツト１４，１５
は、その極歯１８ａと極歯２０ａ同志、または極
歯１９ａと極歯２１ａ同志を、夫々可動子１２の
１ピツチ移動量Ｂと同じピツチずらして、上記支
持体１３の内部に並設されている。 上記可動子１２は合成樹脂等の非磁性材料製の
可動子本体２４の前後両端部に夫々支持構造を設
ける。この支持構造は可動子本体２４に回転自在
に取付けられた車軸２５と、この車軸２５の左右
両端部に夫々に取付けられた車輪２６とからな
る。車輪２６は上記レール１３ｂに転接するもの
で、これには、レール１３ｂの側面と係合して可
動子１２が固定子１１の左右両側から脱落するこ
とを防止するフランジ２６ａが設けられている。 可動子本体２４における固定子１１側の面に
は、固定子１１の磁極板１８ａ〜２１ａに近接対
向する永久磁石２７が取付けられている。この永
久磁石２７の磁極面２７ａは可動子１２の移動方
向に沿つて交互に異極を並べて設けられていると
ともに、これら磁極面２７ａのピツチＣは可動子
１２の１パルス移動量Ｂの略２倍に設定されてい
る。そのために、図示例の場合には上記１パルス
移動量Ｂの２倍幅の永久磁石２７を複数並設して
ある。ここに上記１パルス移動量ピツチの略２倍
とは、図示例のように正確に２倍である場合は勿
論のこと、可動子１２に与える推力が実用上で大
きく損われない限り、１パルス移動量ピツチの２
倍よりも多少大きめ、および小さめであつても、
包含するものである。なお、第１図および第６図
中２８はヨークである。 以上の構成のリニアパルスモータは、例えば２
相バイポーラ駆動によつて次の表に示すような励
磁相と極性の切替えによつて動作される。次表に
おいてＸ，X′は励磁ユニツト１４の励磁板１８，
１９が形成する励磁央を示すとともに、Ｙ，
Y′は励磁ユニツト１５の磁極板２０，２１が形
成する励磁相を示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように本出願に係る第１の発明お
よび第２の発明によれば、可動子の軽量化を実現
できるから、それに伴つて応答性を高め、ダンピ
ング特性を改善できるとともに、可動子に励磁コ
イルを設けないから、リード線処理を簡単にで
き、しかも安価に製造できるという効果を有す
る。更に、本出願に係る第２の発明は、可動子の
応答性を更に改善できるとともに、可動子の支持
構造に対する負荷を軽減でき、しかも全体を薄形
にできるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の第１実施例を示
し、第１図は固定子とこれから分離した可動子と
を示す斜視図、第２図から第５図は駆動ステツプ
順に可動子と固定子との磁気的関係を夫々示した
動作図、第６図は縦断面正面図である。第７図お
よび第８図は可動子の他の実施態様を示し、第７
図は斜視図、第８図はマグネツトユニツトの斜視
図である。第９図および第１０図は本発明の第２
実施例を示し、第９図は固定子の一部の斜視図、
第１０図は縦断正面図、第１１図は固定子の極歯
を中心に発生する磁束の説明図である。第１２図
は本発明の第３実施例を示す固定子の一部の分解
斜視図である。第１３図は従来例を示す縦断側面
図である。 １１……固定子、１２…可動子、１４，１５…
…励磁ユニツト、１６，２２……ヨーク、１９〜
２２……磁極板、１９ａ〜２１ａ……極歯、１
７，２３……励磁コイル、２７……永久磁石、２
７ａ……磁極面、３１……ヨーク、３２……極歯
板、３３……マグネツトユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細長い固定子と、この固定子と対向して設け
   られるとともに上記固定子の長手方向に沿つて移
   動自在な可動子とからなるリニアパルスモータに
   おいて、 上記固定子は並設された一対の励磁ユニツトを
   有し、これら一対の励磁ユニツトを上記可動子の
   １パルス移動量の４倍のピツチで並ぶ多数の極歯
   を有して櫛歯状をなす２枚の磁極板を、その極歯
   同志を互い違いに入り込ませて細長いヨークに取
   付けるとともに、上記ヨークにその長手方向に沿
   つて励磁コイルを巻き付けて形成し、かつ、上記
   一対の励磁ユニツトの極歯同志を上記可動子の１
   パルス移動量と同じピツチずらして設け、 上記可動子は、永久磁石を有し、かつ、この永
   久磁石の磁極面を、上記可動子の１パルス移動量
   の略２倍のピツチで上記可動子の移動方向に沿つ
   て交互に並べて形成するとともに、これらの磁極
   面を上記固定子の磁極板に近接対向させたことを
   特徴とするリニアパルスモータ。 ２ 上記可動子が一つの永久磁石の両側面に夫々
   ヨークを介して複数の上記磁極面を有した極歯板
   を装着してなるマグネツトユニツトを備えてなる
   ことを特徴とする上記特許請求の範囲第１項に記
   載のリニアパルスモータ。 ３ 細長い固定子と、この固定子と対向して設け
   られるとともに上記固定子の長手方向に沿つて移
   動自在な可動子とからなるリニアパルスモータに
   おいて、 上記固定子は並設された一対の励磁ユニツトを
   有し、これら一対の励磁ユニツトを上記可動子の
   １パルス移動量の４倍のピツチで並ぶ多数の極歯
   を有して櫛歯状をなす２枚の磁極板を、その極歯
   同志を互い違いに入り込ませて細長いヨークに取
   付けるとともに、上記ヨークにその長手方向に沿
   つて励磁コイルを巻き付けて形成し、かつ、上記
   左右一対の励磁ユニツトの極歯同志を上記可動子
   の１パルス移動量と同じピツチずらして設け、 上記左右一対の励磁ユニツトをその磁極板を垂
   直にして互いに対向させて配置し、 上記可動子は永久磁石を有して、この永久磁石
   の磁極面を、上記可動子の１パルス移動量の略２
   倍のピツチで上記可動子の移動方向に沿つて交互
   に並べるとともに、この磁極面を上記可動子の左
   右両側面に垂直にして設け、 この可動子の垂直な磁極面を上記磁極板とを近
   接対向させて、上記可動子を上記左右一対の励磁
   ユニツト間に配設したことを特徴とするリニアパ
   ルスモータ。