JPH06253528A - 球状ロータを有する電動機 - Google Patents
球状ロータを有する電動機Info
- Publication number
- JPH06253528A JPH06253528A JP4269293A JP4269293A JPH06253528A JP H06253528 A JPH06253528 A JP H06253528A JP 4269293 A JP4269293 A JP 4269293A JP 4269293 A JP4269293 A JP 4269293A JP H06253528 A JPH06253528 A JP H06253528A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spherical
- rotor
- spherical rotor
- stator
- electromagnet
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コストダウンを図るとともに可動範囲を拡大
した球状ロータを有する電動機を得る。 【構成】 球状のロータ１、同ロータの外面に対向して
設けられた複数の電磁石を有するステータ４ａ、ロータ
の外面を回転自在に支持する球面静圧軸受５、ステータ
の各電磁石を駆動励磁する制御器８ａを具備する球状ロ
ータを有する電動機において、球状のロータ１はその先
端の包絡面が球状の複数の突起を有する軟磁性材製で、
かつ同突起間に配置され表面が上記包絡面に接する非磁
性体製のスペーサとを有する。
した球状ロータを有する電動機を得る。 【構成】 球状のロータ１、同ロータの外面に対向して
設けられた複数の電磁石を有するステータ４ａ、ロータ
の外面を回転自在に支持する球面静圧軸受５、ステータ
の各電磁石を駆動励磁する制御器８ａを具備する球状ロ
ータを有する電動機において、球状のロータ１はその先
端の包絡面が球状の複数の突起を有する軟磁性材製で、
かつ同突起間に配置され表面が上記包絡面に接する非磁
性体製のスペーサとを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学センサなどの方向
を制御する駆動装置に適用される球状ロータを有する電
動機に関する。
を制御する駆動装置に適用される球状ロータを有する電
動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例を図５、図６、図７により説明す
る。
る。
【０００３】図５にて、球状ロータ０１はその外表面上
に、図６に示すように隣り合う磁極の極性が互いに異な
る複数の永久磁石０２が格子状に取り付けられている。
に、図６に示すように隣り合う磁極の極性が互いに異な
る複数の永久磁石０２が格子状に取り付けられている。
【０００４】ステータ３は球状ロータ１の外側に設けら
れる。球状ロータ０１の面と対向するステータ３の内側
の面には電磁石が格子状で、かつ部分凹球面状に配置さ
れている。また静圧軸受（球面軸受）５が球状ロータ１
の外周を一周するように配置される。そして、圧力ボン
ベ６に加圧パイプ９を介して接続される。
れる。球状ロータ０１の面と対向するステータ３の内側
の面には電磁石が格子状で、かつ部分凹球面状に配置さ
れている。また静圧軸受（球面軸受）５が球状ロータ１
の外周を一周するように配置される。そして、圧力ボン
ベ６に加圧パイプ９を介して接続される。
【０００５】球状ロータ１の表面に対向して、空間３軸
成分を検出する角速度検出器７が設けられる。この出力
は図示しない配線により制御器８につながれる。また、
制御器８は、配線によりステータ３の各電磁石４と角速
度検出器７に接続されている。 以上において、加圧ボ
ンベ６より静圧軸受５にガスを供給し、球状ロータ１を
浮遊して回転自由な状態にする。
成分を検出する角速度検出器７が設けられる。この出力
は図示しない配線により制御器８につながれる。また、
制御器８は、配線によりステータ３の各電磁石４と角速
度検出器７に接続されている。 以上において、加圧ボ
ンベ６より静圧軸受５にガスを供給し、球状ロータ１を
浮遊して回転自由な状態にする。
【０００６】制御器８は、図７の機能ブロック図に示す
ように作用して、ステータ３の電磁石を制御する。即
ち、制御器８は、まず球状ロータ０１の作動方向指令信
号（または、力方向指令信号）と球状ロータ０１の角速
度信号を入力する。これらの信号を入力した制御器８は
後者の信号を積分して位置信号に変換し、この位置信号
を使って球状ロータ０１とステータ３の相対位置を得
る。この相対位置信号と作動方向指令信号（または、力
方向指令信号）より、磁場状態に対応した論理シーケン
スに基づいて球状ロータ０１を指令作動方向に駆動する
ための、各電磁石が発生すべき電磁力を演算し、各電磁
石に流す電流値を求めて通電する。すると電磁力により
球状ロータ０１が回転する。
ように作用して、ステータ３の電磁石を制御する。即
ち、制御器８は、まず球状ロータ０１の作動方向指令信
号（または、力方向指令信号）と球状ロータ０１の角速
度信号を入力する。これらの信号を入力した制御器８は
後者の信号を積分して位置信号に変換し、この位置信号
を使って球状ロータ０１とステータ３の相対位置を得
る。この相対位置信号と作動方向指令信号（または、力
方向指令信号）より、磁場状態に対応した論理シーケン
スに基づいて球状ロータ０１を指令作動方向に駆動する
ための、各電磁石が発生すべき電磁力を演算し、各電磁
石に流す電流値を求めて通電する。すると電磁力により
球状ロータ０１が回転する。
【０００７】このようにして、球状ロータ１の作動範囲
の広い多自由度動作が可能となる。
の広い多自由度動作が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の装置では
球状ロータ側の磁極として、永久磁石を用いていたの
で、ロータの回転にともなって変化する磁場に応じて、
電流方向を切り替える必要があった。
球状ロータ側の磁極として、永久磁石を用いていたの
で、ロータの回転にともなって変化する磁場に応じて、
電流方向を切り替える必要があった。
【０００９】また、磁極（永久磁石）を球状ロータの外
表面上に、隣り合う磁極の極性が異なる格子状に配置し
ていたため、球状ロータの極部分に磁極を設けることが
不可能となり、駆動範囲が限定されていた。
表面上に、隣り合う磁極の極性が異なる格子状に配置し
ていたため、球状ロータの極部分に磁極を設けることが
不可能となり、駆動範囲が限定されていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【００１１】すなわち、球状のロータと、同ロータの外
面に対向して設けられた複数個の電磁石を有するステー
タと、上記ロータの外面を回転自在に支持する球面軸受
と、上記ステータの各電磁石を駆動励磁する制御器とを
具備する球状ロータを有する電動機において、上記球状
のロータはその先端の包絡面が球状の複数の突起を有す
る軟磁性材製で、かつ同突起間に配置され表面が上記包
絡面に接する非磁性体製のスペーサとを設ける。
面に対向して設けられた複数個の電磁石を有するステー
タと、上記ロータの外面を回転自在に支持する球面軸受
と、上記ステータの各電磁石を駆動励磁する制御器とを
具備する球状ロータを有する電動機において、上記球状
のロータはその先端の包絡面が球状の複数の突起を有す
る軟磁性材製で、かつ同突起間に配置され表面が上記包
絡面に接する非磁性体製のスペーサとを設ける。
【００１２】
【作用】上記手段において、制御器は、球状ロータの作
動方向指令および同ロータの相対位置信号から、球状ロ
ータを電磁石を介して指令作動方向に駆動する励磁電流
を各電磁石に流す。各電磁石は、励磁電流に応じて、励
磁される。するとその近傍の球状ロータの突起が電磁石
の励磁に応じて磁化し、その近傍の電磁石の方向に吸引
される。 このとき、突起は軟磁性材であるため、制御
器からの電磁石への電流は、従来のように流れ方向を切
り替えることなく、一方向のみでよい。このため制御器
が簡単になる。
動方向指令および同ロータの相対位置信号から、球状ロ
ータを電磁石を介して指令作動方向に駆動する励磁電流
を各電磁石に流す。各電磁石は、励磁電流に応じて、励
磁される。するとその近傍の球状ロータの突起が電磁石
の励磁に応じて磁化し、その近傍の電磁石の方向に吸引
される。 このとき、突起は軟磁性材であるため、制御
器からの電磁石への電流は、従来のように流れ方向を切
り替えることなく、一方向のみでよい。このため制御器
が簡単になる。
【００１３】また、突起は球状ロータ面上に一様に配置
できるため、球状ロータの作動範囲が拡大できる。
できるため、球状ロータの作動範囲が拡大できる。
【００１４】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４により説明す
る。なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつけ
説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明す
る。図１にて、球状ロータ１は球面軸受（静圧軸受）５
内にある。球状ロータ１に対向した複数の電磁石（図示
省略）を有するステータ４ａが静圧軸受５部に設けられ
る。
る。なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつけ
説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明す
る。図１にて、球状ロータ１は球面軸受（静圧軸受）５
内にある。球状ロータ１に対向した複数の電磁石（図示
省略）を有するステータ４ａが静圧軸受５部に設けられ
る。
【００１５】球状ロータ１に対向して３軸の角速度検出
器７が設けられる。また制御器８ａはステータ４ａと角
速度検出器７につながれる。
器７が設けられる。また制御器８ａはステータ４ａと角
速度検出器７につながれる。
【００１６】球状ロータ１は、図２に示すように軟磁性
材の球殻１１上に軟磁性材の円柱形の突起１０を有す
る。突起１０の間には非磁性材のスペーサ３が設けられ
る。また突起１０の先端面とスペーサ３の表面は球状の
包絡面ａに内接する。
材の球殻１１上に軟磁性材の円柱形の突起１０を有す
る。突起１０の間には非磁性材のスペーサ３が設けられ
る。また突起１０の先端面とスペーサ３の表面は球状の
包絡面ａに内接する。
【００１７】各突起１０の配置は図３に示すように、球
状の包絡面ａに内接する２０面体ｂの各頂点および２０
面体ｂの中央を通る径方向線上に同軸に置かれる。
状の包絡面ａに内接する２０面体ｂの各頂点および２０
面体ｂの中央を通る径方向線上に同軸に置かれる。
【００１８】以上において、制御器８ａは、図４に示す
ように、球状ロータ１の作動方向指令および同ロータの
相対位置信号から、球状ロータ１を指令作動方向に駆動
する励磁電流をステータ４ａの各電磁石に流す。各電磁
石は、励磁電流に応じて、励磁される。するとその近傍
の球状ロータ１の突起１０が電磁石の励磁に応じて磁化
され、その近傍の電磁石の方向に吸引される。このよう
にして、球状ロータ１は指令作動方向に回転する。
ように、球状ロータ１の作動方向指令および同ロータの
相対位置信号から、球状ロータ１を指令作動方向に駆動
する励磁電流をステータ４ａの各電磁石に流す。各電磁
石は、励磁電流に応じて、励磁される。するとその近傍
の球状ロータ１の突起１０が電磁石の励磁に応じて磁化
され、その近傍の電磁石の方向に吸引される。このよう
にして、球状ロータ１は指令作動方向に回転する。
【００１９】このとき、突起１０は軟磁性材であるた
め、制御器８ａからの電磁石への電流は、従来のように
流れ方向を切り替えることなく、一方向のみのオンオフ
でよい。このため制御器８ａはオンオフシーケンス制御
の簡単なものになる。
め、制御器８ａからの電磁石への電流は、従来のように
流れ方向を切り替えることなく、一方向のみのオンオフ
でよい。このため制御器８ａはオンオフシーケンス制御
の簡単なものになる。
【００２０】また、突起１０は球状ロータ１ａ面上に一
様に配置されていて、そのいずれかと電磁石が作用する
ため、従来例のように制限されることなく、球状ロータ
１ａの作動範囲が拡大できる。
様に配置されていて、そのいずれかと電磁石が作用する
ため、従来例のように制限されることなく、球状ロータ
１ａの作動範囲が拡大できる。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、球状ロータの突起が軟磁性材であるため、ステータ
の電磁石の励磁電流の制御器は簡単なオンオフ制御器で
よい。また球状ロータの突起配置には制限がないので、
球状ロータの作動範囲も無制限に拡大される。
ば、球状ロータの突起が軟磁性材であるため、ステータ
の電磁石の励磁電流の制御器は簡単なオンオフ制御器で
よい。また球状ロータの突起配置には制限がないので、
球状ロータの作動範囲も無制限に拡大される。
【図１】本発明の一実施例の構成系統図である。
【図２】同実施例の球状ロータの断面図である。
【図３】同実施例の作用説明図である。
【図４】同実施例の制御器の機能ブロック線図である。
【図５】従来例の構成系統図である。
【図６】同従来例の球状ロータの説明図である。
【図７】同従来例の制御器の機能ブロック図である。
１ 球状ロータ ３ スペーサ ４ａ ステータ ５ 球面静圧軸受 ６ 圧力ボンベ ７ 角速度検出器 ８，８ａ 制御器 ９ 加圧パイプ １０ 突起 １１ 球殻
Claims (1)
- 【請求項１】 球状のロータと、同ロータの外面に対向
して設けられた複数個の電磁石を有するステータと、上
記ロータの外面を回転自在に支持する球面軸受と、上記
ステータの各電磁石を駆動励磁する制御器とを具備する
球状ロータを有する電動機において、上記球状のロータ
はその先端の包絡面が球状の複数の突起を有する軟磁性
材製で、かつ同突起間に配置され表面が上記包絡面に接
する非磁性体製のスペーサとを備えてなることを特徴と
する球状ロータを有する電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4269293A JPH06253528A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 球状ロータを有する電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4269293A JPH06253528A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 球状ロータを有する電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253528A true JPH06253528A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12643101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4269293A Withdrawn JPH06253528A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 球状ロータを有する電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06253528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997023030A1 (fr) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Moteur a plusieurs degres de liberte |
| JP2008092758A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 球面ステッピングモータ |
| JP2009077463A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 球面ステッピングモータおよび球面ａｃサーボモータ |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP4269293A patent/JPH06253528A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997023030A1 (fr) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Moteur a plusieurs degres de liberte |
| US5798590A (en) * | 1995-12-15 | 1998-08-25 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Multi-degree-freedom electric motor |
| JP2008092758A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 球面ステッピングモータ |
| JP2009077463A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 球面ステッピングモータおよび球面ａｃサーボモータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |