JPH0550227B2 - - Google Patents
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- JPH0550227B2 JPH0550227B2 JP6360887A JP6360887A JPH0550227B2 JP H0550227 B2 JPH0550227 B2 JP H0550227B2 JP 6360887 A JP6360887 A JP 6360887A JP 6360887 A JP6360887 A JP 6360887A JP H0550227 B2 JPH0550227 B2 JP H0550227B2
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 44
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 23
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 5
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 40
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 8
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
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- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明はリニアパルスモータに係り、特に、
駆動時における振動および、該振動より生ずる騒
音を低減することのできる低騒音リニアパルスモ
ータに関する。
駆動時における振動および、該振動より生ずる騒
音を低減することのできる低騒音リニアパルスモ
ータに関する。
「従来の技術」
一般にリニアパルスモータは直線往復運動にお
ける正確なる位置決めを目的とした装置、たとえ
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。
ける正確なる位置決めを目的とした装置、たとえ
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
の原理の一例を示すと、第11図に示す通りの構
造となつている。即ち、この図において1はスケ
ールであり、表面に歯部1aが長手方向に連続的
に形成されている。2はスライダであり、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お
よび歯部2b1,2b2各々の間隔はスケール歯部1
aにおける1/2ピツチのずれを有し、歯部2a,
2b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
イルであり、歯部2a1,2a2に対し巻き回し方向
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
とうりの巻き回し方向にて装着される。
の原理の一例を示すと、第11図に示す通りの構
造となつている。即ち、この図において1はスケ
ールであり、表面に歯部1aが長手方向に連続的
に形成されている。2はスライダであり、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お
よび歯部2b1,2b2各々の間隔はスケール歯部1
aにおける1/2ピツチのずれを有し、歯部2a,
2b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
イルであり、歯部2a1,2a2に対し巻き回し方向
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
とうりの巻き回し方向にて装着される。
上記第11図の原理図において、各コイル2
d,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2の歩進運動が達成できる。
d,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は次に述べ
るような問題点が存在する。
るような問題点が存在する。
リニアパルスモータ用スライダの各歩進時に
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2a1,2
b2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、たと
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。
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2a1,2
b2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、たと
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。
各鉄心2a,2bそれぞれの各歯部間隔はも
とより各鉄心2a,2b相互間歯部間隔(たと
えば歯部2a1、および2b1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。
とより各鉄心2a,2b相互間歯部間隔(たと
えば歯部2a1、および2b1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。
2個のスライダ用鉄心2a,2bを互いに磁
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、十分な強度を持たせるこ
とが製造上困難である。
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、十分な強度を持たせるこ
とが製造上困難である。
上述した、問題点に対し出願人は、次に述べる
ようなリニアパルスモータを提案している。すな
わち、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
ライダ用鉄心歯部との相対位置を1/2ピツチずら
すとともに、永久磁石のN,S各極をスライダの
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、位置決め精度を高く維持しつつ製作が容
易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を可能にし
たリニアパルスモータである。
ようなリニアパルスモータを提案している。すな
わち、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
ライダ用鉄心歯部との相対位置を1/2ピツチずら
すとともに、永久磁石のN,S各極をスライダの
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、位置決め精度を高く維持しつつ製作が容
易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を可能にし
たリニアパルスモータである。
このリニアパルスモータは、第12図、第13
図に示すような構成である。第12図は当該リニ
アパルスモータの正面図、第13図は第12図に
示した正面図におけるA−A断面図を示してい
る。すなわち、これらの図において、11なリニ
アパルスモータ用スケールであり、後述するスラ
イダの進行方向の中心線に沿つた両側に、互いに
1/2ピツチのずれを有する歯部11a,11bを
形成している。12はリニアパルスモータ用スラ
イダであり、上記歯部11a,1bにそれぞれに
対向する歯部磁極を備えた鉄心13,14、該各
鉄心13,14間を磁気絶縁する非磁性体15、
上記各鉄心13,14、スケール11とヨーク1
6を通じて磁束を発生させる永久磁石17および
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,13
dは各々鉄心14の各歯部磁極14a,14b,
14c,14dに対してスライダ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す。この場合の各
コイル18,19のコイル端子をT1、T2、T3、
T4とする。
図に示すような構成である。第12図は当該リニ
アパルスモータの正面図、第13図は第12図に
示した正面図におけるA−A断面図を示してい
る。すなわち、これらの図において、11なリニ
アパルスモータ用スケールであり、後述するスラ
イダの進行方向の中心線に沿つた両側に、互いに
1/2ピツチのずれを有する歯部11a,11bを
形成している。12はリニアパルスモータ用スラ
イダであり、上記歯部11a,1bにそれぞれに
対向する歯部磁極を備えた鉄心13,14、該各
鉄心13,14間を磁気絶縁する非磁性体15、
上記各鉄心13,14、スケール11とヨーク1
6を通じて磁束を発生させる永久磁石17および
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,13
dは各々鉄心14の各歯部磁極14a,14b,
14c,14dに対してスライダ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す。この場合の各
コイル18,19のコイル端子をT1、T2、T3、
T4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、各々対向
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11a2,11b2
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構成さ
れている。すなわち、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)は各々スケール歯部11a,11bの3/2
ピツチの間隔を有し、歯部磁極13b,13c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。
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、各々対向
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11a2,11b2
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構成さ
れている。すなわち、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)は各々スケール歯部11a,11bの3/2
ピツチの間隔を有し、歯部磁極13b,13c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12図、第13図に示すリニアパルスモ
ータにおいて、その一具体的動作原理を第14図
に従つて説明する。今、第12図に示すコイル端
子T1、T3が+、T2、T4が−の極性で電流を供給
すると、歯部磁極13a,14a,13c,14
cはN極、歯部磁極13c,14b,13d,1
4dはS極となる。この際、歯部磁極13a及び
13cの磁束発生方向に対し永久磁石17のそれ
は逆になり、この結果この部分の磁束は相殺され
る結果となる。
ータにおいて、その一具体的動作原理を第14図
に従つて説明する。今、第12図に示すコイル端
子T1、T3が+、T2、T4が−の極性で電流を供給
すると、歯部磁極13a,14a,13c,14
cはN極、歯部磁極13c,14b,13d,1
4dはS極となる。この際、歯部磁極13a及び
13cの磁束発生方向に対し永久磁石17のそれ
は逆になり、この結果この部分の磁束は相殺され
る結果となる。
一方、鉄心14側においては、鉄心13に比べ
て永久磁石17からの磁束の方向が逆のため、歯
部磁極14a,14cでは電磁石による磁束と永
久磁石17による磁束とが相殺され、歯部磁極1
4b,14dにおいては上記電磁石による磁束と
永久磁石17による磁束とが加算される。ところ
が、スケール11におけるスライダ12の進行方
向にと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12の推力は結果的に
鉄心13,14に作用する力が加算される。この
ため、スライダ12は第14図イの位置にて安定
状態を得て停止する。
て永久磁石17からの磁束の方向が逆のため、歯
部磁極14a,14cでは電磁石による磁束と永
久磁石17による磁束とが相殺され、歯部磁極1
4b,14dにおいては上記電磁石による磁束と
永久磁石17による磁束とが加算される。ところ
が、スケール11におけるスライダ12の進行方
向にと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12の推力は結果的に
鉄心13,14に作用する力が加算される。この
ため、スライダ12は第14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13c,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では永久磁石17の磁束が電磁
石の磁束と相殺される。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
が生じる。この励磁モードにしたがつて第14図
ロの位置(第14図イの位置から1/4ピツチスラ
イダ12が左右の移動した位置)にて安定点を得
て停止する。
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13c,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では永久磁石17の磁束が電磁
石の磁束と相殺される。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
が生じる。この励磁モードにしたがつて第14図
ロの位置(第14図イの位置から1/4ピツチスラ
イダ12が左右の移動した位置)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、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、上記同様な原理により
第14図ニの安定状態を得る。以上イ〜ニの過程
にて各1/4ピツチずつスライダ12の歩進がおこ
なわれ、スケール歯部1ピツチのスライダ12の
移動が完成する。そして、このような一連の動作
の繰り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。
性の励磁電流を供給すると、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、上記同様な原理により
第14図ニの安定状態を得る。以上イ〜ニの過程
にて各1/4ピツチずつスライダ12の歩進がおこ
なわれ、スケール歯部1ピツチのスライダ12の
移動が完成する。そして、このような一連の動作
の繰り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。
このリニアパルスモータに生じる振動の方向を
1次より4次までの高調波成分について調べ、さ
らに、その各高調波による振動モードにつき調べ
た図が第15図である。第16図は第15図を作
成するために、リニアパルスモータの可動子側の
進行方向と平行な中心軸線を中心としてほぼ同一
距離の位置に形成された磁極13a,13b,1
3c,13d,14a,14b,14c,14d
を各々セクタ1,2と極番号〜とにより分類
した図である。第17図は加振力の方向をそれぞ
れ0゜、90゜、180゜、270゜のピツチ位相角において規
定した図である。
1次より4次までの高調波成分について調べ、さ
らに、その各高調波による振動モードにつき調べ
た図が第15図である。第16図は第15図を作
成するために、リニアパルスモータの可動子側の
進行方向と平行な中心軸線を中心としてほぼ同一
距離の位置に形成された磁極13a,13b,1
3c,13d,14a,14b,14c,14d
を各々セクタ1,2と極番号〜とにより分類
した図である。第17図は加振力の方向をそれぞ
れ0゜、90゜、180゜、270゜のピツチ位相角において規
定した図である。
上記第15図によれば、このリニアパルスモー
タの可動子に作用する加振力の方向および該加振
力の合成による振動モードが明らかになる。すな
わち、2次調波による振動は可動子の前後が上下
動する振動パターンであり、4次調波による振動
は可動子全体が上下動する振動パターンである。
1次調波、3次調波による振動は相殺されて現れ
ない。
タの可動子に作用する加振力の方向および該加振
力の合成による振動モードが明らかになる。すな
わち、2次調波による振動は可動子の前後が上下
動する振動パターンであり、4次調波による振動
は可動子全体が上下動する振動パターンである。
1次調波、3次調波による振動は相殺されて現れ
ない。
「発明が解決しようとする問題点」
上述したリニアパルスモータの可動子の各歯部
磁極には、磁気吸引力に基づく力が作用する。上
記した各々の力は、リニアパルスモータの可動子
の進行方向に対する中心線の対称の位置に作用し
ないので、進行方向において、両端に存在する支
持部材(ベアリング)に加わる磁気吸引力の強弱
が交互に反転しリニアパルスモータの前後におい
て振動が発生し、この結果騒音レベルの上昇をき
たす傾向があつた。(第15図参照) このように、リニアパルスモータの駆動時には
複雑な振動が発生し、リニアパルスモータには振
動、さらには該振動に基づく騒音が避けることが
できないものとして存在した。
磁極には、磁気吸引力に基づく力が作用する。上
記した各々の力は、リニアパルスモータの可動子
の進行方向に対する中心線の対称の位置に作用し
ないので、進行方向において、両端に存在する支
持部材(ベアリング)に加わる磁気吸引力の強弱
が交互に反転しリニアパルスモータの前後におい
て振動が発生し、この結果騒音レベルの上昇をき
たす傾向があつた。(第15図参照) このように、リニアパルスモータの駆動時には
複雑な振動が発生し、リニアパルスモータには振
動、さらには該振動に基づく騒音が避けることが
できないものとして存在した。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は振動、そして該振動より
発生する騒音を低減したリニアパルスモータを提
供することを目的としている。
であり、本発明の目的は振動、そして該振動より
発生する騒音を低減したリニアパルスモータを提
供することを目的としている。
「問題点を解決するための手段」
上記問題点を解決するために、第1発明は、永
久磁石に基づく磁束と、スライダ用歯部磁極に備
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基本構成であり、前記スラ
イダ81は、前記スライダ81の幅方向に沿つて
互いに平行かつ同ピツチに配置された一対の磁極
鉄心83と84と、前記一対の磁極鉄心83と8
4を互いに逆極性に励磁して異磁極を形成する永
久磁石82と、前記一対の磁極鉄心83と84の
各歯部磁極A1〜A4,B1〜B4に巻回されたコイル
とから構成され、スケール85は、相互に1/2ピ
ツチの差を持つ一対のスケール歯部86と87を
有し、前記スライダ81の前記一対の磁極鉄心8
3と84の各歯部磁極A1〜A4,B1〜B4の双方を
ともに励磁し、かつ、切り替えて一定ピツチずつ
歩進を行わせる手段を備えたリニアパルスモータ
において、スケール歯部861と862,871と
872間で互いに1/8ピツチずつずらして2n(n=
2,3,4)列のスケール歯部861,862,8
71,872を形成したことを特徴としている。
久磁石に基づく磁束と、スライダ用歯部磁極に備
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基本構成であり、前記スラ
イダ81は、前記スライダ81の幅方向に沿つて
互いに平行かつ同ピツチに配置された一対の磁極
鉄心83と84と、前記一対の磁極鉄心83と8
4を互いに逆極性に励磁して異磁極を形成する永
久磁石82と、前記一対の磁極鉄心83と84の
各歯部磁極A1〜A4,B1〜B4に巻回されたコイル
とから構成され、スケール85は、相互に1/2ピ
ツチの差を持つ一対のスケール歯部86と87を
有し、前記スライダ81の前記一対の磁極鉄心8
3と84の各歯部磁極A1〜A4,B1〜B4の双方を
ともに励磁し、かつ、切り替えて一定ピツチずつ
歩進を行わせる手段を備えたリニアパルスモータ
において、スケール歯部861と862,871と
872間で互いに1/8ピツチずつずらして2n(n=
2,3,4)列のスケール歯部861,862,8
71,872を形成したことを特徴としている。
また、第2発明は、永久磁石に基づく磁束と、
スライダ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基
本構成であり、前記スライダは、互いに平行かつ
1/2ピツチずれて配置された一対の磁極鉄心30
と31と、前記一対の磁極鉄心30と31を互い
に逆極性に励磁して異磁極を形成する永久磁石
と、前記一対の磁極鉄心30と31の各歯部磁極
C11〜C14,C21〜C24,D11〜D14,D21〜D24に巻回
されたコイルとから構成され、スケールは、均一
ピツチのスケール歯部34を有し、前記スライダ
の前記一対の磁極鉄心30と31の各種歯部磁極
C11〜C14,C21〜C24,D11〜D14,D21〜D24の双方
をともに励磁し、かつ、切り替えて一定ピツチず
つ歩進を行わせる手段を備えたリニアパルスモー
タにおいて、磁極鉄心301と302,311と3
12間で互いに1/8ピツチずつずらして2n(n=2,
3,4)列の磁極鉄心301,302,311,3
12を形成したことを特徴としている。
スライダ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基
本構成であり、前記スライダは、互いに平行かつ
1/2ピツチずれて配置された一対の磁極鉄心30
と31と、前記一対の磁極鉄心30と31を互い
に逆極性に励磁して異磁極を形成する永久磁石
と、前記一対の磁極鉄心30と31の各歯部磁極
C11〜C14,C21〜C24,D11〜D14,D21〜D24に巻回
されたコイルとから構成され、スケールは、均一
ピツチのスケール歯部34を有し、前記スライダ
の前記一対の磁極鉄心30と31の各種歯部磁極
C11〜C14,C21〜C24,D11〜D14,D21〜D24の双方
をともに励磁し、かつ、切り替えて一定ピツチず
つ歩進を行わせる手段を備えたリニアパルスモー
タにおいて、磁極鉄心301と302,311と3
12間で互いに1/8ピツチずつずらして2n(n=2,
3,4)列の磁極鉄心301,302,311,3
12を形成したことを特徴としている。
「作 用」
本発明によれば、スライダにおける歯部磁極あ
るいはスケール側の歯部を、スライダの進行方向
と平行な方向における上記スケールあるいは上記
スライダの中心軸線を中心にして、両側に対称的
に複数列配置する。そして、上記列数は、スライ
ダ側の磁極に作用する力の合成である加振力の高
調波成分を低減することができる列数とする。す
なわち、スライダの進行方向と平行な方向におけ
る上記スケールあるいは上記スライダの中心軸線
を中心にして、該中心軸線の両側に対称的にほぼ
同距離の位置に対となつて形成される磁極に生ず
る加振力の高調波成分が、互いに上記対となる磁
極位置において相殺するようにし、スライダに生
ずる加振力における高調波成分を打ち消す。この
ため、スライダに発生する振動、さらには該振動
による騒音を低減することができる。
るいはスケール側の歯部を、スライダの進行方向
と平行な方向における上記スケールあるいは上記
スライダの中心軸線を中心にして、両側に対称的
に複数列配置する。そして、上記列数は、スライ
ダ側の磁極に作用する力の合成である加振力の高
調波成分を低減することができる列数とする。す
なわち、スライダの進行方向と平行な方向におけ
る上記スケールあるいは上記スライダの中心軸線
を中心にして、該中心軸線の両側に対称的にほぼ
同距離の位置に対となつて形成される磁極に生ず
る加振力の高調波成分が、互いに上記対となる磁
極位置において相殺するようにし、スライダに生
ずる加振力における高調波成分を打ち消す。この
ため、スライダに発生する振動、さらには該振動
による騒音を低減することができる。
「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。
て説明する。
第1図は第1発明にかかるリニアパルスモータ
の実施例の構成を示す図であり、第1図イは該リ
ニアパルスモータのスライダ側、同図ロは同リニ
アパルスモータのスケール側を示す。これらの図
において、81はスライダであり、このスライダ
81は図示していないバツクプレート、該バツク
プレートの裏面に配置された永久磁石82、永久
磁石82の下面82aに配置され、スライダ81
の進行方向に直行する方向に間〓Gを有して2分
割された磁極鉄心83,84よりなり磁極、磁極
鉄心83に形成された歯部磁極A1,A2,A3,A4
および磁極鉄心84に形成された歯部磁極B1,
B2,B3,B4、さらには、該歯部磁極のA1とB1,
A2とB2,A3とB3,A4とB4にそれぞれ、共通し
て巻回される図示していない励磁コイルにより構
成されている。そして、これら歯部磁極A1とB1,
A2とB2,A3とB3,A4とB4はスライダの進行方
向に対し横一列に同位相に形成され配置されてい
る。
の実施例の構成を示す図であり、第1図イは該リ
ニアパルスモータのスライダ側、同図ロは同リニ
アパルスモータのスケール側を示す。これらの図
において、81はスライダであり、このスライダ
81は図示していないバツクプレート、該バツク
プレートの裏面に配置された永久磁石82、永久
磁石82の下面82aに配置され、スライダ81
の進行方向に直行する方向に間〓Gを有して2分
割された磁極鉄心83,84よりなり磁極、磁極
鉄心83に形成された歯部磁極A1,A2,A3,A4
および磁極鉄心84に形成された歯部磁極B1,
B2,B3,B4、さらには、該歯部磁極のA1とB1,
A2とB2,A3とB3,A4とB4にそれぞれ、共通し
て巻回される図示していない励磁コイルにより構
成されている。そして、これら歯部磁極A1とB1,
A2とB2,A3とB3,A4とB4はスライダの進行方
向に対し横一列に同位相に形成され配置されてい
る。
85はスケールであり、このスケール85の上
平面にはスケール歯部861,862,871,8
72が形成されている。
平面にはスケール歯部861,862,871,8
72が形成されている。
スケール歯部861,862は互いに1/8ピツチ
ずれた位置に形成されている。さらに、スケール
歯部871,872は上記スケール歯部861,8
62と同様に、互いに1/8ピツチずれた位置に形成
されている。そして、スケール歯部871はスケ
ール歯部861に対し1/2ピツチずれた位置にあ
り、さらにスケール歯部872はスケール歯部8
62に対し1/2ピツチずれた位置にある。また、ス
ケール歯部862と872との間には間〓Gが設け
られている。
ずれた位置に形成されている。さらに、スケール
歯部871,872は上記スケール歯部861,8
62と同様に、互いに1/8ピツチずれた位置に形成
されている。そして、スケール歯部871はスケ
ール歯部861に対し1/2ピツチずれた位置にあ
り、さらにスケール歯部872はスケール歯部8
62に対し1/2ピツチずれた位置にある。また、ス
ケール歯部862と872との間には間〓Gが設け
られている。
本実施例にかかるリニアパルスモータのスライ
ダ81の構成は、以上述べたようなものである。
次に本実施例の動作について説明する。
ダ81の構成は、以上述べたようなものである。
次に本実施例の動作について説明する。
第2図はスライダの進行方向に4列の磁極すな
わちセクタ1〜セクタ4からなる歯部磁極構造を
有するスライダにおける振動を分析した図であ
る。この図において、セクタN(N=1〜4)と
極番号〜とから規定される磁極位置(第3
図)に作用する力の方向を矢印→で示す。
わちセクタ1〜セクタ4からなる歯部磁極構造を
有するスライダにおける振動を分析した図であ
る。この図において、セクタN(N=1〜4)と
極番号〜とから規定される磁極位置(第3
図)に作用する力の方向を矢印→で示す。
すなわち、リニアパルスモータのスライダのそ
れぞれの磁極位置に生じる振動の高調波成分を分
析するために、まず上記各々の磁極位置における
振動の1次高調波成分の方向をベクトルで表す
と、第2図のようになり、この図に示すベクトル
の方向は、スライダの各々の磁極に作用する加振
力の方向を示している。
れぞれの磁極位置に生じる振動の高調波成分を分
析するために、まず上記各々の磁極位置における
振動の1次高調波成分の方向をベクトルで表す
と、第2図のようになり、この図に示すベクトル
の方向は、スライダの各々の磁極に作用する加振
力の方向を示している。
同一の磁極に作用する第2次〜第4次までの高
調波振動成分の角周波数は、周知のように1次高
調波振動成分のそれに対し、2倍〜4倍になるた
め、この位相における振動の方向を第4図より求
める。
調波振動成分の角周波数は、周知のように1次高
調波振動成分のそれに対し、2倍〜4倍になるた
め、この位相における振動の方向を第4図より求
める。
そして、上記各磁極に作用する加振力をベクト
ル的に合成することにより、スライダの加振モー
ドを決定する。このように決定された、加振モー
ドより次のことが明らかになる。すなわち、2次
高調波振動成分により、スライダ81は中央部を
中心にして、前部と後部とが交互に上下動する。
さらに、この上下動は従来の1/2であることが明
らかになる。
ル的に合成することにより、スライダの加振モー
ドを決定する。このように決定された、加振モー
ドより次のことが明らかになる。すなわち、2次
高調波振動成分により、スライダ81は中央部を
中心にして、前部と後部とが交互に上下動する。
さらに、この上下動は従来の1/2であることが明
らかになる。
しかし、このような構成によつてもスライダに
生じる振動成分は消滅していない。
生じる振動成分は消滅していない。
次に、セクタを6段にした場合についてのべ
る。この場合は、3段ずつスケール側の歯部がス
ライダの進行方向に対し左右に分割されている。
る。この場合は、3段ずつスケール側の歯部がス
ライダの進行方向に対し左右に分割されている。
第5図にこの場合の可動子に生じる振動成分に
つき分析した結果を示す。
つき分析した結果を示す。
この図の1次調波成分に注目すると、極位置
のセクタ1とセクタ6に生じる振動の加振方向は
たがいに逆であり、相殺されることがわかる。さ
らに、セクタ2とセクタ5、セクタ3とセクタ4
とは振動の加振方向が互いに逆であり、上記同様
相殺される。極位置、、についても同様で
ある。また、セクタごとに見た場合、それぞれと
なりあう磁極と、とに作用している振動
の加振方向についても、互いに逆方向であり相殺
する結果となつている。これらの結果、1次調波
の加振モードは存在しない。2次調波、3次調波
についてみても同様であり、2次調波、3次調波
における加振モードは存在しない。
のセクタ1とセクタ6に生じる振動の加振方向は
たがいに逆であり、相殺されることがわかる。さ
らに、セクタ2とセクタ5、セクタ3とセクタ4
とは振動の加振方向が互いに逆であり、上記同様
相殺される。極位置、、についても同様で
ある。また、セクタごとに見た場合、それぞれと
なりあう磁極と、とに作用している振動
の加振方向についても、互いに逆方向であり相殺
する結果となつている。これらの結果、1次調波
の加振モードは存在しない。2次調波、3次調波
についてみても同様であり、2次調波、3次調波
における加振モードは存在しない。
振動成分の4次調波についてみると、セクタ1
〜セクタ6における極位置、、、に作用
する加振力を示すベクトルは第7図をもとにし
て、第5図に示すようになる。第5図に示す加振
力を示すベクトルは回転しているものであるか
ら、加振方向および上下方向についての振幅は周
期的に変わるものであり、第6図に示すピツチ位
相を有する磁極において、第5図に示す矢印の方
向はある瞬間の加振力方向となる。いま、1次調
波に着目し、磁極位置とセクタ1により規定さ
れる磁極に上向きの力が作用しているとすると、
磁極位置におけるセクタ1と2に作用する加振
力の方向は互いに相殺している。同様にセクタ5
と6に作用する加振力も相殺する。これに対し、
セクタ3とセクタ4に作用する加振力は上向きに
作用している。極位置、、についても同様
であり、この結果、振動の4次調波成分によるス
ライダに作用する加振力の合成力による加振モー
ドは、スライダ全体を上方向、下方向に振動させ
るようなモードである。この4次調波成分による
加振力の絶対値は従来の1/3程度である。
〜セクタ6における極位置、、、に作用
する加振力を示すベクトルは第7図をもとにし
て、第5図に示すようになる。第5図に示す加振
力を示すベクトルは回転しているものであるか
ら、加振方向および上下方向についての振幅は周
期的に変わるものであり、第6図に示すピツチ位
相を有する磁極において、第5図に示す矢印の方
向はある瞬間の加振力方向となる。いま、1次調
波に着目し、磁極位置とセクタ1により規定さ
れる磁極に上向きの力が作用しているとすると、
磁極位置におけるセクタ1と2に作用する加振
力の方向は互いに相殺している。同様にセクタ5
と6に作用する加振力も相殺する。これに対し、
セクタ3とセクタ4に作用する加振力は上向きに
作用している。極位置、、についても同様
であり、この結果、振動の4次調波成分によるス
ライダに作用する加振力の合成力による加振モー
ドは、スライダ全体を上方向、下方向に振動させ
るようなモードである。この4次調波成分による
加振力の絶対値は従来の1/3程度である。
このように、第2図に示したセクタが4つの場
合に比べて、第5図に示す、セクタが6つの場合
のほうがスライダに発生する振動は小さいことが
明らかとなる。
合に比べて、第5図に示す、セクタが6つの場合
のほうがスライダに発生する振動は小さいことが
明らかとなる。
次に、第8図について説明する。
この第8図は、セクタを1から8まで設けた場
合、すなわちスライダの進行方向と平行な、スケ
ール中心線の両側に、各々4組の1/4ピツチずれ
た歯部を形成した際の、リニアパルスモータのス
ライダに作用する加振力の方向について示した図
である。この図の1次調波に着目すると、極位置
およびセクタ8により規定される位置の加振力
の方向と極位置とセクタ1とに規定される位置
の加振力の方向とは相殺する。さらに極位置に
おけるセクタ7とセクタ2、セクタ6とセクタ
3、セクタ5とセクタ4における各々の加振力の
方向をみると、すべて加振力の方向は互いに逆と
なつており、相殺することになる。
合、すなわちスライダの進行方向と平行な、スケ
ール中心線の両側に、各々4組の1/4ピツチずれ
た歯部を形成した際の、リニアパルスモータのス
ライダに作用する加振力の方向について示した図
である。この図の1次調波に着目すると、極位置
およびセクタ8により規定される位置の加振力
の方向と極位置とセクタ1とに規定される位置
の加振力の方向とは相殺する。さらに極位置に
おけるセクタ7とセクタ2、セクタ6とセクタ
3、セクタ5とセクタ4における各々の加振力の
方向をみると、すべて加振力の方向は互いに逆と
なつており、相殺することになる。
さらに、極位置、、についても同様に、
上記各々のセクタにおける加振力の1次調波につ
いては互いに相殺する方向に作用している。2次
調波、3次調波、4次調波についても同様であ
り、加振力成分は生じない。
上記各々のセクタにおける加振力の1次調波につ
いては互いに相殺する方向に作用している。2次
調波、3次調波、4次調波についても同様であ
り、加振力成分は生じない。
なお、第10図は第2発明にかかる実施例を示
すリニアパルスモータのスケールとスライダを示
す図である。第10図イはスライダ側を示してお
り、ロスケール側を示している。
すリニアパルスモータのスケールとスライダを示
す図である。第10図イはスライダ側を示してお
り、ロスケール側を示している。
本実施例においてはスライダ側の歯部磁極が1/
8ピツチずつずれた状態に構成されている。
8ピツチずつずれた状態に構成されている。
すなわち、第10図イにおいて、301,30
2,311,312はスライダ側の磁極鉄心である。
磁極鉄心301には歯部磁極C11,C12,C13,C14
が形成されている。また、磁極鉄心302には歯
部磁極C21,C22,C23,C24が、磁極鉄心311に
は歯部磁極D21,D22,A23,D34が、さらに磁極
鉄心312には歯部磁極D11,D12,D13,D14が形
成されている。そして、上記した磁極鉄心301
と302とに各々形成された歯部磁極C11とC21,
C12とC22,C13とC23,C14とC24とが互いに1/8ピ
ツチずれている。また、磁極鉄心311,312に
ついても同様であり、歯部磁極D21とD11,D22と
D12,D23とD13,D24とD14とは互いに1/8ピツチ
ずれている。さらに、磁極鉄心301の歯部磁極
に対し磁極鉄心311の歯部磁極は1/2ピツチず
れ、磁極鉄心302の歯部磁極に対し磁極鉄心3
12は1/2ピツチずれている。そして、スライダの
進行方向と平行な該スライダの中心軸線を中心と
して、上記磁極鉄心30と31が対をなしてお
り、間〓Gを有して図示していない板磁石の下面
に取り付けられている。
2,311,312はスライダ側の磁極鉄心である。
磁極鉄心301には歯部磁極C11,C12,C13,C14
が形成されている。また、磁極鉄心302には歯
部磁極C21,C22,C23,C24が、磁極鉄心311に
は歯部磁極D21,D22,A23,D34が、さらに磁極
鉄心312には歯部磁極D11,D12,D13,D14が形
成されている。そして、上記した磁極鉄心301
と302とに各々形成された歯部磁極C11とC21,
C12とC22,C13とC23,C14とC24とが互いに1/8ピ
ツチずれている。また、磁極鉄心311,312に
ついても同様であり、歯部磁極D21とD11,D22と
D12,D23とD13,D24とD14とは互いに1/8ピツチ
ずれている。さらに、磁極鉄心301の歯部磁極
に対し磁極鉄心311の歯部磁極は1/2ピツチず
れ、磁極鉄心302の歯部磁極に対し磁極鉄心3
12は1/2ピツチずれている。そして、スライダの
進行方向と平行な該スライダの中心軸線を中心と
して、上記磁極鉄心30と31が対をなしてお
り、間〓Gを有して図示していない板磁石の下面
に取り付けられている。
第10図ロに示すスケールには均一ピツチのス
ケール歯部34が形成されている。
ケール歯部34が形成されている。
上述したような構成にした場合は、スケール側
の歯部の構造が単純化できる。
の歯部の構造が単純化できる。
「発明の効果」
本発明は以上のように、リニアパルスモータを
構成したので、駆動に伴う振動、さらに、該振動
が原因により発生する騒音等を低減することがで
きる。
構成したので、駆動に伴う振動、さらに、該振動
が原因により発生する騒音等を低減することがで
きる。
第1図イは第1発明にかかる実施例におけるリ
ニアパルスモータのスライダを示す図、第1図ロ
は同実施例におけるリニアパルスモータのスケー
ルの構成を示す図、第2図は同実施例におけるリ
ニアパルスモータのスライダに生ずる振動を分析
するための図、第3図は同様にリニアパルスモー
タのスライダに形成された磁極をセクタと極位置
とにより規定し、該規定された各々の磁極のピツ
チ位相を示した図、第4図は第3図において規定
された各磁極のピツチ位相と該磁極に作用する加
振力のベクトルを示す図、第5図はスライダのセ
クタを6にしたばあいに、スライダにおけるセク
タと極位置とにより規定された各磁極に作用する
加振力の方向を分析した図、第6図はスケールに
おける、セクタと極位置とにより規定された磁極
のピツチ位相を示す図、第7図は各ピツチ位相に
おける加振力を示すベクトルを示す図、第8図は
セクタが8の場合における極位置、、、
に作用する加振力のベクトルを示す図、第9図は
セクタと極位置とにより規定されるスライダにお
ける磁極のピツチ位相を示す図、第10図イは第
2発明にかかる実施例であるリニアパルスモータ
のスライダを示す図、同図ロは同様にスケールを
示す図、第11図は従来のリニアパルスモータの
構成を示す図、第12図は従来の、他のリニアパ
ルスモータの構成を示す図、第13図は第12図
におけるA−A断面図を示す図、第14図は第1
2図に示したリニアパルスモータの動作を示す
図、第15図は第12図に示す他のリニアパルス
モータのスライダに作用する加振力をあらわすベ
クトルを示す図、第16図は同リニアパルスモー
タのスライダにおける、セクタと極位置とにより
規定される磁極のピツチ位相を示す図、第17図
はピツチ位相が0゜、90゜、180゜、270゜の場合の加振
力の方向を規定する図である。 30,301,302,31,311,312,8
3,84……磁極鉄心、34,86,861,8
62,87,871,872……スケール歯部、8
1……スライダ、82……板磁石、85……スケ
ール、A1〜A4,B1〜B4,C11〜C14,C21〜C24,
D11〜D14,D21〜D24……歯部磁極、G……間〓。
ニアパルスモータのスライダを示す図、第1図ロ
は同実施例におけるリニアパルスモータのスケー
ルの構成を示す図、第2図は同実施例におけるリ
ニアパルスモータのスライダに生ずる振動を分析
するための図、第3図は同様にリニアパルスモー
タのスライダに形成された磁極をセクタと極位置
とにより規定し、該規定された各々の磁極のピツ
チ位相を示した図、第4図は第3図において規定
された各磁極のピツチ位相と該磁極に作用する加
振力のベクトルを示す図、第5図はスライダのセ
クタを6にしたばあいに、スライダにおけるセク
タと極位置とにより規定された各磁極に作用する
加振力の方向を分析した図、第6図はスケールに
おける、セクタと極位置とにより規定された磁極
のピツチ位相を示す図、第7図は各ピツチ位相に
おける加振力を示すベクトルを示す図、第8図は
セクタが8の場合における極位置、、、
に作用する加振力のベクトルを示す図、第9図は
セクタと極位置とにより規定されるスライダにお
ける磁極のピツチ位相を示す図、第10図イは第
2発明にかかる実施例であるリニアパルスモータ
のスライダを示す図、同図ロは同様にスケールを
示す図、第11図は従来のリニアパルスモータの
構成を示す図、第12図は従来の、他のリニアパ
ルスモータの構成を示す図、第13図は第12図
におけるA−A断面図を示す図、第14図は第1
2図に示したリニアパルスモータの動作を示す
図、第15図は第12図に示す他のリニアパルス
モータのスライダに作用する加振力をあらわすベ
クトルを示す図、第16図は同リニアパルスモー
タのスライダにおける、セクタと極位置とにより
規定される磁極のピツチ位相を示す図、第17図
はピツチ位相が0゜、90゜、180゜、270゜の場合の加振
力の方向を規定する図である。 30,301,302,31,311,312,8
3,84……磁極鉄心、34,86,861,8
62,87,871,872……スケール歯部、8
1……スライダ、82……板磁石、85……スケ
ール、A1〜A4,B1〜B4,C11〜C14,C21〜C24,
D11〜D14,D21〜D24……歯部磁極、G……間〓。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 永久磁石に基づく磁束と、スライダ用歯部磁
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基本構成であり、 前記スライダ81は、前記スライダ81の幅方
向に沿つて互いに平行かつ同ピツチに配置された
一対の磁極鉄心83と84と、前記一対の磁極鉄
心83と84を互いに逆極性に励磁して異磁極を
形成する永久磁石82と、前記一対の磁極鉄心8
3と84の各歯部磁極A1〜A4,B1〜B4に巻回さ
れたコイルとから構成され、 スケール85は、相互に1/2ピツチの差を持つ
一対のスケール歯部86と87を有し、 前記スライダ81の前記一対の磁極鉄心83と
84の各歯部磁極A1〜A4,B1〜B4の双方をとも
に励磁し、かつ、切り替えて一定ピツチずつ歩進
を行わせる手段 を備えたリニアパルスモータにおいて、 スケール歯部861と862,871と872間で
互いに1/8ピツチずつずらして2n(n=2,3,
4)列のスケール歯部861,862,871,8
72を形成した ことを特徴とする低騒音リニアパルスモータ。 2 永久磁石に基づく磁束と、スライダ用歯部磁
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基本構成であり、 前記スライダは、互いに平行かつ1/2ピツチず
れて配置された一対の磁極鉄心30と31と、前
記一対の磁極鉄心30と31を互いに逆極性に励
磁して異磁極を形成する永久磁石と、前記一対の
磁極鉄心30と31の各歯部磁極C11〜C14,C21
〜C24,D11〜D14,D21〜D24に巻回されたコイル
とから構成され、 スケールは、均一ピツチのスケール歯部34を
有し、 前記スライダの前記一対の磁極鉄心30と31
の各歯部磁極C11〜C14,C21〜C24,D11〜D14,
D21〜D24の双方をともに励磁し、かつ、切り替
えて一定ピツチずつ歩進を行わせる手段 を備えたリニアパルスモータにおいて、 磁極鉄心301と302,311と312間で互い
に1/8ピツチずつずらして2n(n=2,3,4)
列の磁極鉄心301,302,311,312を形成
した ことを特徴とする低騒音リニアパルスモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6360887A JPS63234864A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 低騒音リニアパルスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6360887A JPS63234864A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 低騒音リニアパルスモ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63234864A JPS63234864A (ja) | 1988-09-30 |
JPH0550227B2 true JPH0550227B2 (ja) | 1993-07-28 |
Family
ID=13234176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6360887A Granted JPS63234864A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 低騒音リニアパルスモ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63234864A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005017498B4 (de) * | 2005-04-15 | 2010-07-08 | Siemens Ag | Synchronlinearmotor mit berührungsloser Abtastung der Zahnstruktur des Sekundärteils |
KR100977471B1 (ko) * | 2007-12-24 | 2010-08-23 | 한국전기연구원 | 리니어 베어링 및 선형 전동기의 결합 장치 |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6360887A patent/JPS63234864A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63234864A (ja) | 1988-09-30 |
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