JPH07170717A - 円筒形リニアパルスモータ - Google Patents

円筒形リニアパルスモータ

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JPH07170717A
JPH07170717A JP31013493A JP31013493A JPH07170717A JP H07170717 A JPH07170717 A JP H07170717A JP 31013493 A JP31013493 A JP 31013493A JP 31013493 A JP31013493 A JP 31013493A JP H07170717 A JPH07170717 A JP H07170717A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
axial direction
mover
pulse motor
core
Prior art date
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Pending
Application number
JP31013493A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Okada
正 岡田
Yukio Kuraishi
幸雄 倉石
Toshikane Kaneki
敏兼 金木
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.)
Oriental Motor Co Ltd
Original Assignee
Oriental Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07170717A publication Critical patent/JPH07170717A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、モータの長さを長くせずに、その
ストローク長を長くできる円筒形リニアパルスモータを
提供することにある。 【構成】 本発明は、内周面に沿って所定間隔で複数の
突極を設けるとともに該突極の先端に軸方向に沿って複
数の固定子小歯を形成した固定子コアを有する円筒状の
固定子と、この固定子の軸線上に軸方向に沿って移動可
能に配置されるとともに外周面に上記固定子小歯に対向
して軸方向に複数個の移動子小歯を形成した移動子コア
を有する移動子とを備えた円筒形リニアパルスモータに
おいて、上記移動子26を軸方向に移動可能に支持する
軸受18ないし22を、上記固定子コア3,4のスロッ
ト17に設けたことにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータの全長を短縮し
小型化を図り得る円筒形リニアパルスモータに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のよく知られている円筒形
リニアパルスモータを示したもので、固定子100と移
動子101とから構成されている。固定子100はフレ
ーム102内に固定子コア103,104,105およ
び106を配置し、固定子コア103,104相互間と
固定子コア105,106相互間に形成された凹溝10
7内にリング状巻線108,109が配置されている。
固定子コア103,104はリング状巻線108ととも
に1つの相を形成し、固定子コア105,106はリン
グ状巻線109とともに他の1つの相を形成している。
【0003】固定子コア103,104,105および
106の内周面には軸方向に等ピッチで複数個の固定子
小歯110が設けられている。2つの相を形成している
固定子コア101,102と固定子コア103,104
とは、その間に軸方向に着磁されたリング状永久磁石1
11を配置しており、全体として2相の固定子100を
構成している。
【0004】移動子101は、移動子コア112と軸1
13とからなり、該移動子コア112の外周面には複数
個の移動子小歯114が、固定子小歯110の歯ピッチ
と同一ピッチで軸方向に等ピッチで設けられている。
【0005】この移動子101はフレーム102両端に
設けられたブラケット115,116に軸受117,1
18を介して支持されている。
【0006】前記軸受117,118は、通常、スライ
ドブッシュ,リニアブッシュ,リニアベアリングなどと
呼ばれるもので、円筒状の外筒と、複数個の転動球体
と、保持具とから構成されている。
【0007】前記複数個の転動球体は、前記外筒と前記
軸113の外周面との間にあって、該外周面を前記軸方
向に直接、転動しながら前記軸113を支持する。前記
保持具は、前記複数個の転動球体を前記外筒とともに保
持するもので、該転動球体を、前記軸方向に整列して、
前記軸113の外周面を転動させるための案内溝と、該
球体を循環するように返送させるための返送溝とからな
る循環溝が、内周面に複数個、等ピッチで配設されてい
る。
【0008】前記固定子小歯110と移動子小歯114
とは、以下の位置関係にある。すなわち、固定子コア1
02に配設された固定子小歯110が移動子小歯114
と丁度向き合っているとき、固定子コア105に配設さ
れた固定子小歯110は、移動子小歯114に対して
(または、固定子コア106に比較して)、歯ピッチの
2/4だけ軸方向にずれた位置にあり、移動子小歯11
4の歯底部に対向している。また、固定子コア104に
配設された固定子小歯110は、同様に、歯ピッチの1
/4だけ軸方向にずれた位置にある。さらに、固定子コ
ア103に配設された固定子小歯110は、同様に、歯
ピッチの3/4だけ軸方向にずれた位置にある。
【0009】そして、入力パルスに応じて、前記リング
状巻線108および109に所定の順序で通電すること
により、各固定子小歯110と移動子小歯114との間
に順次磁束を発生させて、移動子101をステップ状に
歩進動作させるようになっており、前記円筒形リニアパ
ルスモータは、基本移動量が移動子小歯114の歯ピッ
チの1/4の2相ハイブリッド型リニアパルスモータを
構成している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の円筒形リニアパルスモータは、移動子軸113を前
記軸受117,118で支持する構造であるため、次の
ような課題があった。 (1) ストローク長は、移動子コアの長さと固定子の
長さとの差に限定される。 (2) モータの長さは、移動子コアの長さとストロー
ク長との和以上必要となる。 (3) 前記ストローク長を長くするためには、前記モ
ータの長さを長くする必要がある。
【0011】本発明は上記課題を解消し、モータの長さ
を長くせずに、そのストローク長を長くできる円筒形リ
ニアパルスモータを提供することを目的とする。
【0012】
【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、内周面に沿って所定間隔で複数の突極を設け
るとともに該突極の先端に軸方向に沿って複数の固定子
小歯を形成した固定子コアを有する円筒状の固定子と、
この固定子の軸線上に軸方向に沿って移動可能に配置さ
れるとともに外周面に上記固定子小歯に対向して軸方向
に複数個の移動子小歯を形成した移動子コアを有する移
動子とを備えた円筒形リニアパルスモータにおいて、上
記移動子を軸方向に移動可能に支持する軸受を、上記固
定子コアのスロットに設けたことにある。
【0013】
【作用】前記のように構成された円筒形リニアパルスモ
ータは、移動子を軸方向に移動可能に支持する軸受を、
上記固定子コアのスロットに設けて、移動子外周面を、
直接、軸受部で支持する構造であるため、該モータの長
さを短縮して、そのストローク長を長くすることができ
る。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を詳細に説明する。図1は、本発明の円筒形リニアパル
スモータの一実施例を示す縦断面図、図2は図1のII−
II線による横断面図である。
【0015】図1および図2において、1は円筒状のケ
ース2内に収納された固定子で、この固定子1は軸方向
に並設された一対の固定子コア3,4と、これら固定子
コア3,4相互間に配設され、かつ軸方向に着磁された
リング状永久磁石5と、固定子コア3,4相互間に設け
られた固定子巻線W1ないしW5とで構成されている。
【0016】上記固定子コア3,(4)は内周面に、中
心方向に向けて突出した突極6ないし10(突極11な
いし15)を円周方向に沿って所定間隔で設けたもの
で、これら突極6ないし10(突極11ないし15)の
内周面には軸方向に複数個の固定子小歯16が等ピッチ
で設けられている。
【0017】上記固定子巻線W1は、固定子コア3と4
の重なり合う2つの突極6と11にまたがって巻回され
ている。これと同様に、固定子巻線W2,W3ないしW
5も、固定子コア3と4の重なり合うそれぞれ2つの突
極7と12,8と13,9と14,および10と15
に、それぞれまたがって巻回されている。
【0018】永久磁石5は、固定子コア3と4との間に
挟持され、軸方向に着磁されている。該永久磁石5の軸
方向の厚さは、前記2個の固定子コア3と4に配設され
たそれぞれの固定子小歯16の中心間の距離が歯ピッチ
の(K+0.5)倍(Kは正の整数とする)となるよう
に設定されている。
【0019】上記固定子コア3,4の各スロット17に
はそれぞれ軸方向に軸受(リニアベアリング)18ない
し22が配設されている(図示例では5個)。この軸受
18ないし22は、通常、クロスローラーガイド,ボー
ルガイドなどと呼ばれているものである。これら軸受1
8ないし22は上記固定子コア3,4の各スロット17
に配設されたボールガイド23と、このボールガイド2
3に支持された複数のボール(転動球体)24と、ボー
ルガイド23を支持したリング状のボールガイド保持器
25とで構成されている。ボールガイド23は上記固定
子コア3,4の各スロット17にボールガイドアウタ2
3aを配設し、後述する移動子26の外周面全長に、軸
方向に沿ってボールガイドインナ23bを配設したもの
である。上記ボールガイド保持器25は、図3に示すよ
うに、非磁性材よりなり、コの字形部分でボールガイド
23を保持するとともにコの字部の突出部25a外側面
がスロット17部に嵌着している。
【0020】26は上記軸受18ないし22を介して固
定子1の軸線上に、軸方向に移動可能に支持された移動
子である。この移動子26は移動子コアと一体的に形成
され、かつ移動子軸を兼用している。該移動子26の外
周面の軸方向には、固定子小歯16の歯ピッチと同じ
で、かつ等ピッチで、複数個のリング状の移動子小歯2
7が、鍛造、または研削などの機械加工により形成され
ている。
【0021】図4は固定子コア3,4を形成している固
定子鉄板28の一例を示したものである。固定子鉄板2
8は、5個の突極P1ないしP5のうちP1およびP2
は内径寸法の小さい突極(本実施例ではn=2個)であ
り、固定子小歯16の歯先部16aを構成する。また、
P3、P4およびP5は内径寸法の大きな突極であり、
固定子小歯16の歯底部16bを構成する(本実施例で
はm−n=3個)。そして、これらの突極P1およびP
2と突極P3、P4およびP5の順に並んだ組が、1組
(k=1組)存在する。また、kの値がk=2の場合
は、前記突極の数が10個になり、前記突極P1および
P2と突極P3、P4およびP5の順に並んだ組が、2
組存在することになる。
【0022】図5は固定子鉄板28を角度θ=72度ず
つ回転しながら積層したときに形成される突極6ないし
10の固定子小歯16の様子を移動子26側から見たも
のである。ハッチングのある部分が歯先部16aを示
し、ハッチングのない部分が歯底部16bを示す。固定
子鉄板28の厚さをt0 とすると、回転積層することに
より、各突極6ないし10には、歯ピッチがm・t0
すなわち5・t0 (k=1, m=5)、歯厚がn・
0 、すなわち2・t0 の固定子小歯16が形成され
る。しかも、突極6を基準としたとき、突極7の小歯1
6のずれは歯ピッチの1/m、すなわち1/5が、突極
8の小歯16のずれは歯ピッチの2/m、すなわち2/
5が、突極9の小歯16のずれは歯ピッチの3/m、す
なわち3/5、突極10の小歯16のずれは歯ピッチの
4/m、すなわち4/5である。
【0023】一方、固定子コア3と4の重なり合う各突
極の固定子小歯16の位置関係は、永久磁石4の軸方向
の厚さを上述のように調整することにより、小歯間の距
離が歯ピッチの1/2ずれるように設定されている。
【0024】そして、卷線W1が卷回される相をA相、
卷線W2が卷回される相をB相、卷線W3が卷回される
相をC相、卷線W4が卷回される相をD相、卷線W5が
卷回される相をE相となるように結線することにより、
5相のハイブリッド型リニアパルスモータを構成するこ
とができる。このときのステップごとの基本移動量は、
歯ピッチの1/(2・m)、すなわち(5・t0 )/1
0となり前記固定子鉄板28の厚さt0 の1/2とな
る。
【0025】そして、入力パルスに応じて、各相巻線を
所定の順序で順次励磁していくことにより、各固定子小
歯16と移動子小歯27との間に順次磁束を発生させて
移動子5をステップ状に歩進動作させることができる。
【0026】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の
態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構
成の範囲内において種々の変更,付加が可能である。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の円筒形リニアパルスモータによれば内周面に沿って所
定間隔で複数の突極を設けるとともに該突極の先端に軸
方向に沿って複数の固定子小歯を形成した固定子コアを
有する円筒状の固定子と、この固定子の軸線上に軸方向
に沿って移動可能に配置されるとともに外周面に上記固
定子小歯に対向して軸方向に複数個の移動子小歯を形成
した移動子コアを有する移動子とを備えた円筒形リニア
パルスモータにおいて、上記移動子を軸方向に移動可能
に支持する軸受を、上記固定子コアのスロットに設けた
ので、両端の軸受を省略して、該モータの長さを短縮し
て、そのストローク長を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の円筒形リニアパルスモータの一実施例
を示す半縦断面図である。
【図2】図1のII−II線による横断面図である。
【図3】図2のボールガイド保持器を示す部分拡大斜視
図である。
【図4】固定子コアを形成する固定子鉄板の平面図であ
る。
【図5】図4の固定子鉄板を軸方向に行くに従って所定
角度ずつ円周方向にずらして積層したときに形成される
固定子小歯部を移動子側から見た展開図である。
【図6】従来の円筒形リニアパルスモータの縦断面図で
ある。
【符号の説明】
1 固定子 2 ケース 3,4 固定子コア 5 永久磁石 6…15 突極 16 固定子小歯 17 スロット 18…22 軸受 23 ボールガイド 24 ボール 25 ボールガイド保持器 26 移動子 27 移動子小歯 28 固定子鉄板 16a 歯先部 16b 歯底部 W1,W2,…W5 固定子巻線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内周面に沿って所定間隔で複数の突極を
    設けるとともに該突極の先端に軸方向に沿って複数の固
    定子小歯を形成した固定子コアを有する円筒状の固定子
    と、この固定子の軸線上に軸方向に沿って移動可能に配
    置されるとともに外周面に上記固定子小歯に対向して軸
    方向に複数個の移動子小歯を形成した移動子コアを有す
    る移動子とを備えた円筒形リニアパルスモータにおい
    て、上記移動子を軸方向に移動可能に支持する軸受を、
    上記固定子コアのスロットに設けたことを特徴とする円
    筒形リニアパルスモータ。
  2. 【請求項2】 上記軸受のボールガイドの一方を固定子
    コアのスロットに設け、かつボールガイドの他方を移動
    子コアの外周面に設けたことを特徴とする請求項1に記
    載の円筒形リニアパルスモータ。
  3. 【請求項3】 上記固定子を、軸方向に配置された一対
    の固定子コアと、この一対の固定子コア相互間に配置さ
    れ、かつ軸方向に着磁された永久磁石と、上記固定子コ
    アの軸方向に並ぶ突極相互間に、卷回された固定子卷線
    とで構成したことを特徴とする請求項1または2に記載
    の円筒形リニアパルスモータ。
  4. 【請求項4】 軸方向に並ぶ固定子小歯が円周方向に順
    次、所定の角度でその軸方向位置を変えるように積層し
    た固定子鉄板により上記固定子コアを形成したことを特
    徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の円筒形リ
    ニアパルスモータ。
JP31013493A 1993-12-10 1993-12-10 円筒形リニアパルスモータ Pending JPH07170717A (ja)

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