JPH11206101A

JPH11206101A - ｎ相リニアパルスモータ

Info

Publication number: JPH11206101A
Application number: JP770798A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Sugiura; 恒雄杉浦
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1998-01-19
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のリニアパルスモータは、２相として用
いられている構成の場合、駆動時のダンピング特性が悪
く、共振モードが出やすく、この欠点を解消するために
単純に１相分増加させると駆動が困難となっていた。【解決手段】本発明によるｎ相リニアパルスモータ
は、各固定ヨーク(4、5、5A)間及び両端に位置する固定ヨ
ーク(4、5A)の外側に設けられた補助マグネット体(7A)
と、各補助マグネット体(7A)の外側に設けられた補助磁
性体(10)とを備え、各固定ヨーク(4、5、5A)は互いに異な
る極性を交互に構成し、補助マグネット体(7A)からの磁
束が補助磁性体(10)を通るようにした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ｎ相リニアパルス
モータに関し、特に、補助マグネット体と補助磁性体を
用いて３相以上のリニアパルスモータを得るための新規
な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のリニアパ
ルスモータとしては、例えば、電学論Ｄ、１１２巻１２
号、平成４年の第１２０７頁〜１２１２頁に開示された
「永久磁石移動子埋込型円筒状リニアパルスモータの特
性」を挙げることができ、図７に示すリニアパルスモー
タ（ＬＰＭ）及び図８に示す円筒状リニアパルスモータ
が用いられている。すなわち、図７において符号１で示
されるものは第１、第２駆動巻線２、３が設けられてい
ると共にマグネット体７を有する第１、第２固定ヨーク
４、５が直線状に配列された固定子であり、この固定子
１に対して相対移動可能に直線状の可動子６が設けられ
ている。前記各固定ヨーク４、５には複数の固定歯４
ａ、５ａが形成され、前記可動子６には固定歯４ａ、５
ａに対峙して複数の可動歯６ａが形成されている。ま
た、図８で示す円筒状リニアパルスモータ（ＣＬＰＭ）
は、前記各固定ヨーク４、５が円筒状をなしていること
が図７とは異なるだけで、図７と同様の構成であるた
め、図７と同一又は同等部分には同一符号を付し、その
説明は省略する。従って、周知のように、図７及び図８
の構成において、各駆動巻線２、３に駆動信号をドライ
バ（図示せず）から供給することにより、各歯５ａ、６
ａの相互磁気作用により可動子６はステップ駆動又は連
続駆動することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のリニアパルスモ
ータ及び円筒状リニアパルスモータは、２相構成である
ため、１相励磁、２相励磁、１−２相励磁あるいはユニ
ポーラ又はバイポーラ駆動されることにより、多少は性
能差を出すことはできるが、結論としては、２相モータ
であるために、駆動時のダンピング特性が悪く、共振モ
ードが出やすいことであった。前述の欠点を解消するた
めには、一般の回転型モータがそうであるように、多相
化することによって改良されるものであるが、図９及び
図１０に示すように単に１相分を増設して３相構成とす
ることが考えられる。しかし、各固定ヨークは、図９の
Ｎ極、Ｓ極の配列か、図１０のＮ極、Ｓ極、Ｎ極の順序
とするしかなく、これらの場合、通電以前に各極が一様
とならず、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順で駆動信号を供給して
も規則的な推力は得られず、モータとしての動作は得ら
れなかった。

【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、補助マグネット体と補助磁
性体を用いて３相以上で直動するリニアパルスモータを
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるｎ相リニア
パルスモータは、直線状に形成され複数の可動歯を有す
る長手形状の可動子に対し、複数の固定歯を有する複数
の固定ヨークを直線状に直列接続し前記各固定ヨークに
駆動巻線を有する長手形状の棒状の固定子を配設し、前
記駆動巻線に駆動信号を通電させることにより前記可動
子を移動させるｎ相リニアパルスモータにおいて、前記
各固定ヨーク間及び両端に位置する固定ヨークの外側に
設けられた補助マグネット体と、前記各補助マグネット
体の外側に設けられた補助磁性体とを備え、前記各固定
ヨークは互いに異なる極性を交互に構成すると共に、前
記補助マグネット体からの磁束が前記補助磁性体を通る
ようにした構成であり、また、前記固定ヨークは３個よ
りなり、三相駆動されるようにした構成であり、また、
直線状に形成され複数の可動歯を周面に有する棒状の可
動子に対し、複数の固定歯を有する複数の固定ヨークを
直線状に直列接続し前記各固定ヨークに駆動巻線を有す
る筒状の固定子を配設し、前記駆動巻線に駆動信号を通
電させることにより前記可動子を移動させるｎ相リニア
パルスモータにおいて、前記各固定ヨーク間及び両端に
位置する固定ヨークの外側に設けられた輪状の補助マグ
ネット体と、前記各補助マグネット体の外側に設けられ
た輪状の補助磁性体とを備え、前記各固定ヨークは互い
に異なる極性を交互に構成すると共に、前記補助マグネ
ット体からの磁束が前記補助磁性体を通るようにし、前
記可動子は前記固定子内に位置させた構成であり、さら
に、前記固定ヨークは３個よりなり、三相駆動されるよ
うにした構成である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明によるｎ
相リニアパルスモータの好適な実施の形態について説明
する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を
付して説明する。図１は３相のリニアパルスモータを示
している。なお、固定ヨーク４、５、５Ａを増設するこ
とにより３相以上のｎ相とすることができる。図１にお
いて符号１で示されるものは周知のＹ結線又はΔ結線よ
りなるＵ、Ｖ、Ｗ相用の第１、第２、第３駆動巻線２、
３、３Ａが設けられていると共にマグネット体７を挟持
した第１、第２、第３固定ヨーク４、５、５Ａが直線状
に配列された長手形状の固定子であり、この固定子１に
対して相対移動可能に直線状の長手形状の可動子６が設
けられている。

【０００７】前記各固定ヨーク４、５、５Ａには複数の
固定歯４ａ、５ａ、５Ａａが形成され、前記可動子６に
は各固定歯４ａ、５ａ、５Ａａに対峙して複数の可動歯
６ａが形成されている。前記固定子１の両端には補助マ
グネット体７Ａが設けられていると共に、この各補助マ
グネット体７Ａの外側には単なる磁性材からなり磁性ル
ープを形成させる補助磁性体１０が設けられている。従
って、各固定ヨーク４、５、５Ａは、互いに異なる極性
となるように交互に形成されており、各固定ヨーク４、
５、５ＡのＵ１、Ｕ２とＶ１、Ｖ２とＷ１、Ｗ２極の各
固定歯４ａは可動歯６ａのピッチＰに対して１／２Ｐピ
ッチずれ、Ｖ１極の各固定歯５ａは可動歯６ａのピッチ
Ｐに対して１／６Ｐピッチ、Ｗ１極の各固定歯５Ａａは
可動歯６ａのピッチＰに対して２／６Ｐピッチずれてい
る。なお、前述の場合は、３相について述べたが、前述
したように３相以上のｎ相の場合も極数を増加させ、図
１と同様に構成することにより得ることができる。ま
た、図１のリニア構成を円筒形のリニア構成とすると、
図２に示す通りであり、図１と同等部分には同一符号を
付しその説明は省略するが、固定子１、マグネット体
７、補助マグネット体７Ａ及び補助磁性体１０が筒状又
は輪状に形成され、棒状の可動子６は固定子１内に位置
すると共に、その周面に可動歯６ａが設けられている。

【０００８】次に、図３及び図４は、図１の構成におい
て図３はマグネットが作る磁力線を示すと共に、図４は
コイルが作る磁力線を示している。すなわち、図３にお
いては各マグネット体７による磁力線の発生状態を示
し、各補助磁性体１０によって各極の一様性が得られ
る。また、図４はこの通電時の各相の駆動巻線２、３、
３Ａが作る磁気ループを示しており、その方向は流す電
流の向きにより定まる。従って、実際の通電状態では、
図３の磁力線と図４の磁気ループが合成されるが、図５
に示す電流を、ステッピング駆動の場合（Ａ）又はマイ
クロステッピングあるいはサイン波駆動の場合（Ｂ）と
して供給すると、固定子１と可動子６は図６の（Ａ）で
示す前述した構成であるため、図５の状態（１）から
（６）に対応して図６で示す状態（１）から（６）のよ
うに対応して可動子６が左方向に移動する。すなわち、
まず、図５の状態１で通電すると、図６の状態１のよう
にＵ１極とＷ２極が吸引されて可動子６が安定し、以下
同様に＋Ｖ、−Ｗを通電すると状態２のように可動子６
が安定し、以下、状態３〜６で示すように各相に通電す
る。なお、前述の図６の各状態１〜６においては、記号
によって各駆動巻線２、３、３Ａに供給する電流の向き
を変えていることを示している。また、前述の固定子１
と可動子６は、固定子１を可動子とし、可動子６を固定
子とすることも自在であることは述べるまでもないこと
である。また、前述の図６では、図１の各歯４ａ、５
ａ、５Ａａと６ａの関係を分かりやすくするために、各
極共１個の歯で代表させて簡略化して示している。

【０００９】

【発明の効果】本発明によるｎ相リニアパルスモータ
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得ることができる。すなわち、補助マグネット体と補
助磁性体を用いて３相以上の各駆動コイル及びマグネッ
ト体の磁路を一様に形成することができ、従来不可能で
あった３相以上のｎ相駆動を可能とすることができる。
また、駆動信号を変化させることにより、ステッピング
及びブラシレスモータとして任意に変えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるｎ相リニアパルスモータの３相構
成を示す構成図である。

【図２】図１の他の形態を示す構成図である。

【図３】図１のマグネット体の磁力線の発生状態を示す
説明図である。

【図４】図１の各駆動巻線による磁気ループを示す説明
図である。

【図５】１サイクルにおける駆動信号の供給状態を示す
説明図である。

【図６】駆動状態を示す説明図である。

【図７】従来のリニアパルスモータを示す構成図であ
る。

【図８】図７の他の従来形態を示す構成図である。

【図９】図７の構成を３相とした場合の状態を示す説明
図である。

【図１０】図７の構成を３相として場合の状態を示す説
明図である。

【符号の説明】１固定子２、３、３Ａ駆動巻線４、５、５Ａ固定ヨーク４ａ、５ａ、５Ａａ固定歯６可動子６ａ可動歯７Ａ補助マグネット体１０補助磁性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線状に形成され複数の可動歯(6a)を有
する長手形状の可動子(6)に対し、複数の固定歯(4a、5a、
5Aa)を有する複数の固定ヨーク(4、5、5A)を直線状に直列
接続し前記各固定ヨーク(4、5、5A)に駆動巻線(2、3、3A)を
有する長手形状の棒状の固定子(1)を配設し、前記駆動
巻線(2、3、3A)に駆動信号を通電させることにより前記可
動子(6)を移動させるｎ相リニアパルスモータにおい
て、前記各固定ヨーク(4、5、5A)間及び両端に位置する固
定ヨーク(4、5A)の外側に設けられた補助マグネット体(7
A)と、前記各補助マグネット体(7A)の外側に設けられた
補助磁性体(10)とを備え、前記各固定ヨーク(4、5、5A)は
互いに異なる極性を交互に構成すると共に、前記補助マ
グネット体(7A)からの磁束が前記補助磁性体(10)を通る
ようにしたことを特徴とするｎ相リニアパルスモータ。
【請求項２】前記固定ヨーク(4、5、5A)は３個よりな
り、三相駆動されるように構成したことを特徴とする請
求項１記載のｎ相リニアパルスモータ。
【請求項３】直線状に形成され複数の可動歯(6a)を周
面に有する棒状の可動子(6)に対し、複数の固定歯(4a、5
a、5Aa)を有する複数の固定ヨーク(4、5、5A)を直線状に直
列接続し前記各固定ヨーク(4、5、5A)に駆動巻線(2、3、3A)
を有する筒状の固定子(1)を配設し、前記駆動巻線(2、3、
3A)に駆動信号を通電させることにより前記可動子(6)を
移動させるｎ相リニアパルスモータにおいて、前記各固
定ヨーク(4、5、5A)間及び両端に位置する固定ヨーク(4、5
A)の外側に設けられた輪状の補助マグネット体(7A)と、
前記各補助マグネット体(7A)の外側に設けられた輪状の
補助磁性体(10)とを備え、前記各固定ヨーク(4、5、5A)は
互いに異なる極性を交互に構成すると共に、前記補助マ
グネット体(7A)からの磁束が前記補助磁性体(10)を通る
ようにし、前記可動子(6)は前記固定子(1)内に位置させ
たことを特徴とするｎ相リニアパルスモータ。
【請求項４】前記固定ヨーク(4、5、5A)は３個よりな
り、三相駆動されるように構成したことを特徴とする請
求項３記載のｎ相リニアパルスモータ。