JPS5836162A

JPS5836162A - 筒体駆動装置

Info

Publication number: JPS5836162A
Application number: JP13297981A
Authority: JP
Inventors: Masataka Ogawa; 小川　昌貴; Hideki Kobayashi; 秀樹小林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-25
Filing date: 1981-08-25
Publication date: 1983-03-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は相対的移動する内筒体及び外筒体のいずれか一
方を固定側に−し他方を直線的移動することができるよ
うに構成した筒体駆動装置に関し、本発明の目的とする
ところは、このような筒体駆動装置において従来の形態
をひどく変形させることをせずして、上記内筒体又は外
筒体を直線的移動（走行）させることができ、しかもそ
の直線的移動をスムーズに行なえる性能のよいものとし
得、その直線的移動を行なわせる駆動部を組み込んで尚
且つ当該装置をコンパクトな小型のものに出来、また駆
動用電気回路を組み込んでも尚且つこのだめのスペース
をあえて設ける必要がなく、更にまだ北記内筒体又は外
筒体を石線的運動させるに当って従来のように回転モー
タを用いているものが多くの間接部材を必要とし構成要
素の数を多くしなければならないのに対して、構成要素
の数を少なくして構造を簡素にできるようにして、安価
に量産できる性能のよい筒体駆動装置とするところにあ
る。

尚、上記筒体とは、円状筒体、三角形状筒体、四角形状
筒体等種々のものを含み、筒体の内部の一部を閉じたも
のや、あるいは全部を閉じだ柱体状のものも（この場合
内筒体に対して）含むものである、と定義しておくっ本
発明の適用分野は広く、工作機器（例えば、被工作部、
工杓件部移動部）、ドア直線駆動部、が体直線的移動機構、
Ｘ−Ｙ記録機構、種々の医療機、レコードプレーヤのリ
ニアトラッキング機構、切断器、望遠鏡、複写器、カメ
ラ、顕微鏡等の画像機器の直線的走行部等、種々のもの
が考えられる。

以下の説明から明らかとなるように、とにかく本発明の
適用分野は非常に広いものである。

以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明していくこと
とする。

第１図及び第２図を参照して、内筒体１と外筒体３とは
相対的移動するようになっている（このことは、以下の
説明で更に説明していく）。

尚、ここで内筒体及び外筒体は、互い（Ｃ相対的移動す
るようにそのいずれか一方が図示しない固定側に装置し
、他方を直線的移動できるように構成している。ここに
おいて後記する界磁マグネットが移動するようにした場
合には、ムービングマグネット型リニアモータとなり、
電機子巻線群が移動するようにしだものはムービングコ
イル型リニアモータとなるものである。本発明において
はいずれの方式も採用することができるものであるが、
それぞれの方式には、当然のことながら一長一短があり
、いずれかを選ぶかによってその効率、メリットも違っ
てくるものである。内筒体１はいま磁性体で形成した円
筒パイプに形成しているが、この内筒体１はその一部（
この一部は適用するものによってその構成要素が異なる
）を閉じたもの、あるいは全体を閉じた円柱体のもので
あっても良い。内筒体１の外周部には、その長手方向に
沿って交互にＮ極、Ｓ極の磁極をｍ　（ｒｎは２以上の
正の整数）個有する円筒状の界磁マグネット２が固設さ
ムている。尚、この界磁マグネット２は円筒状に形成し
ているが、周方向に複数に分割されたものを用いても良
いことは言う、までもない。

界磁マグネット２には、いｔ４箇所に長手方向に沿って
形成されたガイド溝６を形成している。

上記内筒体１の外周部には、当該内筒体１と相対的移動
をなす磁性体でできた円筒状の外筒体３が固設されてい
る。尚、外筒体３の外周部を更に合成樹脂でできた円筒
体を固着するようにするのは、本発明を適用しようとす
る装置によっては、当業者の当然性なう慣用手段である
。

該外筒体３の内周部には断面弓状の回路基板７が固設さ
れている。との回路基板７は円筒状のものとしても良い
わけであるが、このようなものは、電気部品装着に当っ
て非常に不便なので、第２図においては断面弓状の回路
基板７を用いている。このように回路基板７を用いるの
は、後記する電機子コイル４の枠内空胴部４ａ内に後記
する位置検知素子や電機子コイル４０通電駆動回路等の
適宜な電気回路を内蔵して、当該装置自体を制御回路線
筒体駆動装置とするため等で、特に枠内空胴部４ａ内に
適宜な電気回路を設ける必要がないときには、回路基板
７は不要とされる。回路基板７や外筒体３の内周部には
密着して、あるいは微少間隙おいて、発生トルクに寄与
する導体部４Ａの開角が上記界磁マグネット２の磁極と
略同−の開角に巻回形成した断面フラットで○状の電機
子コイル４群を第２図及び第３図に示すように、互いに
重畳しないように配設している。尚、重畳するように配
設しても良く、重畳するようにするかしないかは、互い
に種々の問題点はでてぐるも、いずれを採用しても可能
である。尚、第２図においては、電機子′コイル４の発
生トルクに寄与する導体部４Ａの開角は界磁マグネット
２の磁極幅と略同−となっている。尚、電機子コイル４
は、ガイドレール等を考慮して第４図に示すように断面
弓枠状に形成した電機子コイル４１を対称に配設してや
ってもよい。符号８は電機子コイル４の端子を示す。電
機子コイル４の界磁マグネット２に対向する面には、プ
ラスチックでできた円筒体９が内装され、該円筒体９に
はガイド溝６に臨み摺接する四フッ化エチレン（商品名
：テフロン）でできたローラーの役目をする突起１０が
形成されている。電機子コイル４の界磁マダイ・ソト２
に対向する発生トルクに寄与する導体部４Ａ上に位置検
知素子であるホール素子１１が載上配置されでいる。尚
、上記構成においては、界磁マグネット２を装着しだ内
筒体１が走行移動するようにした場合を説明したが、電
機子コイル４群及びホール素子１１群を有する外筒体３
を内筒体１と相対的移動するように内筒体１を固定側に
固着し、外筒体３を直線的走行移動できるように装着し
ておいても良いことは言うまでもない。第５図は界磁マ
グネット２と電機ｆコイル４との展開図で、第１図及び
第３図と異なり界磁マグネット２の磁極数及び電機子コ
イル４の数を多くしだ場合を描いている。第５図から明
らか々ように電機子コイル４の発生トルクに寄与する導
体部４Ａの開角は界磁マグネット２の磁極幅と略同−と
なっており、ホール素子１１は電機子コイル４の一方の
発生トルクに寄与する導体部４Ａ上にあることを点線で
明らかにしている。しかし、導体部４Ａ上にホール素子
１１を置くと、界磁マグネット２と電機子コイル４　（
あるいは外筒体３）とのエアーギャップが増し、強い推
進力が得られないため、ホール素子１１を電ホール素子
１１をこれと等化関係にある位置、即ち、点線囲い部１
２−３に置くようにする。また点線囲い部１２−２に置
くべきものは点線囲い部１２−５に、点線囲い部１２−
４に置くべきホール素子１１は点線囲い部１２−７に置
くようにするわけである。

いま、電機子コイル４の両端子はそれぞれ公知の半導体
整流装置１３に接続されている。この半導体整流装置１
３は電機子コイル４の数と同数個の構成要素半導体整流
装置群からなり、ホール素子１１が界磁マグネット２の
Ｎ極又はＳ極を検出することで各構成要素半導体整流装
置が作動ｊ−て、各電機子コイル４には、例えば第５図
に示す方向の電流が流れて、各電機子コイル４からは矢
印Ａ方向の推進力を得ることができ、全体として矢印Ａ
方向に内筒体１又は外筒体３・が巨いに相対向して直進
運動することになる。符号１４−１はプラス電源端子、
１４−２はマイナス電源端子である。

第６図は発生トルクに寄与する導体部４Ａ／／の開角が
界磁マグネット２の磁極幅の３Ｔ（Ｔは１以上の正の整
数）倍の電機子コイル４〃を用いた場合の該電機子コイ
ル４／Ｌと界磁マグネット２との展開図である。この場
合、上記開角が２Ｔの場合には不都合なことが多く生ず
るが、３Ｔの場合には第５図の場合と実質的同一関係に
なる。このことは、第６図の展開図から明らかであるの
で、特に説明をしないこととする。尚、第６図のものに
あっては、電機子コイル４″が互いに何重にも重畳して
いる場合を描いているが、これは強い推進力を得る場合
を考慮してのことであるっ従って、そうでない場合には
第５図に示すように、互いに専一しないように電機子コ
イル４〃を隣接配置しても良い１．また北記例では電機
子コイル４，４′を等間隔に隣接配置しているが、ある
電機子コイルと界磁マグネット２により、ある程度の推
進力が得られ、外筒体３又は内筒体１がある程度推進す
るので、電機子コイル４゜４′は等間隔配置にしなけれ
ばならないというものではなく、特に強いトルク（推進
力）を必要とする箇所に、例えば、電機−トコイル令、
４〃を３個隣接配置あるいは重畳配置し、間隔をおいて
他の部分には、１個の電機子コイル４，４“を配置して
も良いっこのよう々考慮は適用しようとする装置によっ
て異なるっまだ同様なことであるが界磁マグネット２は
、特に強いトルク（推進力）を必要とされる箇所を、例
えば高価で磁力の強いサマリューム希土類界磁マグネッ
トで形成し、特に弱いトルク（推進力）を必要とされる
箇所を、例えば安価で磁力の弱いフェライト界磁マグネ
ットで形成したものを用いると本発明を適用する装置は
よりｍ１実用的なものとなる。

本発明の筒体駆動装置は上記構成からなるだめ、内筒体
１と外筒体３とが相対向することでホール素子１１が界
磁マグネット２のＮ極又はＳ極を検出すると半導体整流
装置１３内の構成要素半導体整流装置を駆動して電機子
コイル４．．４’。

４〃に所定方向の電流を流すので、フレミングの左手の
法則によって内筒体１又は外筒体３のいずれか一方が相
対的直進運動を行なうことになる。

本発明の筒体駆動装置はＦ記構成、動作を行なうので、
回転モータを用いて直進運動させるものに比較して歯【
ｋ等の複雑な間接部材を用いた構成要素が多く高価なも
のに比較して、構成要素が少ないため構造が簡単になり
安価に量産できる性能の良いものと々る。また構造が簡
素になるため、従来の形態をひどく変形させる必要がな
く、内筒体又は外筒体のいずれか一方全スムーズに直進
運動させることができ、またこのような直進的運動を行
なわせる電機回路駆動部を組み込んで（電機子コイルの
枠内空胴部の利用゛）も面目一つこのだめのスペースを
設ける心安が々いため従来のものに比較して、実用化に
適するものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての概要説明用一部簡略
斜視図、第２図は第１図の縦断面図、第３図は第１図の
電機子コイル群の斜視図、第４図は他の形状の電機子コ
イルの縦断面図、第５図は電機子コイルと界磁マ（ネッ
トとの展開図、第６図は他の電機子コイルを用いた場合
の界磁マグネットとの展開図である。１・・・内筒体、２・・・界磁マグネット、３・・・外
筒体　４，４／、４／／・・・電機子コイル、４Ａ・・
・発生トルクに寄与する導体部、４ａ・・・枠内空胴部
、社；中−＼　　６・・・ガイド溝、７・・・回路基板、８・・・端子、９・・・円筒体、ｌＯ・・・
突起、１１・・・ホール素子（位置検知素子）、１３・
・・半導体整流装置。特許出願人高橋義照

Claims

【特許請求の範囲】１、　相対的移動する内筒体及び外筒体の一方を固定側
に［し他方を直線的移動するように構成し、上記両筒体
の一方にその長手方向に沿って交互にＮ極、Ｓ極の磁極
をｒｎ　（ｍは２以上の正の整数）個有する界磁マグネ
ットを固設し、他角に巻回形成したフラットな電機子コ
イル群及び位置検知素子群を設けて上記界磁マグネット
に相対向させたことを特徴とする筒体駆動装置。２、特に強いトルクを必要とする箇所に電機子コイルを
多数固設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の筒体駆動装置。６、上記界磁マグネットは特に強いトルクを必要とする
箇所を磁力の強い界磁マグネットで形成したものを用い
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の筒
体駆動装置。４、上記界磁マグネットは特に弱いトルクを必要とする
箇所を磁力の弱い界磁マグネットで形成したものを用い
て々ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の筒
体駆動装置。５、上記位置検知素子は電機子コイルの発生トルクに寄
与する導体部と同等関係にある電機子コイルの枠内空胴
部位置に配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第４項いずれかに記載の筒体駆動装置。６、上記電機子コイル群は互いに重畳しないように配設
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項
いずれかに記載の筒体駆動装置。７、　上記電機子コイルは断面弓状に巻回形成したもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６
項いずれかに性の筒体駆動装置。８　上記電機子コイルは断面○状に巻回形成したもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第グ項
いずれかに記載の筒体駆動装置。