JPS5849099B2 - 可動コイル型リニアモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体を予め設定ざれた範囲内の任意の位置に移
動させるための可動コイル型リニアモータに関するもの
である。

従来の可動コイル型リニアモータにはそのモータストロ
ークを得る方法によって２つの形式がある。

１つはストロークの全域にわたって一様な磁束を発生さ
せておき、その中をｉｌ５］′動コイルを移動させ、ス
トローク内において一様な発生力を得る形式、他は比較
的狭い範囲に磁束を発生させておき、その中に比較的長
い可動コイルを設けて可動コイルが移動してもコイルの
一部に必ず一定量の磁束を作用させることＩこよってス
トローク範囲内で一様な発生力を得る形式である。

第１の形式ではストロークの全域にわたって一様な磁束
を発生させなければならないので全磁束量は相当に大き
くなり、特にストロークが長い場合には非常に大きな永
久磁石が必要になる。

第２の形式ではストロークの全域をカバーし得る長いコ
イルを使用しなければならないので、コイルの電気抵抗
値が大きくならざるを得ない。

従ってコイルにおける電力損失およびコイル重量の増大
化と共にコイル強度の問題も生じてくる。

又両形式とも全磁束を磁気飽和なく、１つまたは２つの
磁路に集めて永久磁石に帰還させるために、ヨークの寸
法を太きくシナければならず、非常に大型かつ重量の大
きな装置となる。

従って従来例の可動コイル型リニアモータのモータスト
ロークは１５ＣｒｒＬ前後が限界であり、それ以上はモ
ータが大型化するか力定数（単位入力電流当りの発生力
）が小さくなり実用上問題があった０ 本発明の目的は上述の如き従来の形式の欠点を除去し、
長いストロークを要求される場合でも非較的大きな力定
数を有する小型、軽量の可動コイル型リニアモータを提
供することにある。

特に本発明はシリアルプリンターの印字機構を駆動する
如きストロークが３５の程度を有する装置に用いる場合
に有用である。

本発明によれば厚み方向に着磁されかつ各々着磁方向が
異なる様に交互に配置された永久磁石片、上記永久磁石
片を一表面に有するヨーク、上記永久磁石と対向して配
置されたセンターヨークおよひサイドヨークから構或さ
れ、永久磁石片とセンターヨークの間の空隙に一様な磁
束密度を生ずるようにした磁気回路と、上記空隙内を磁
束と直角方向に運動できる複数個の巻線部分を有する可
動コイルによって構或された形式の可動コイル型リニア
モータが得られる。

以下本発明を図面に従って説明する。

第１図は本発明による可動コイル型リニアモータの１実
施例の正面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図である。

可動コイル型リニアモータは平板状で厚み方向に着磁さ
れかつ着磁方向が互いに反対力向になる様に交互に（図
に示すように長手力向に）複数個並べられた永久磁石片
Ｉ Ａ ， Ｉ Ｂ、前記永久磁石片ＩＡ，ＩＢを片面
に接着により保持している２組の互いに平行な平板状の
ヨーク２、上記永久磁石片ＩＡ，１Ｂと対向して置かれ
た平板状のセンターヨーク３およぴヨーク２とセンター
ヨーク３を両端で固定しているサイドヨーク４から構或
され、上記永久磁石片ＩＡ，ＩＢとセンターヨーク３の
間の空隙５に一様な磁束密度を生ずる様にした磁気回路
Ｍと、上記永久磁石片ＩＡ，ＩＢのほぼ半分の巾を有し
、上記空隙５内を磁束と直角方向に運動でき、かつ１つ
のコイルボビン６上に２つの巻線部分７Ａ，７Ｂを有す
る可動コイル８、可動コイル８を保持し、ガイドローラ
９でヨーク２上に設けられている溝を案内に水平方向に
滑動可能なスライダ１０によって構威されている。

本発明の特徴を示すために磁気回路内の磁束の流れを従
来例と比較して第３図、第４図に示す。

第３図に本発明によるリニアモータの磁気回路内部の磁
束の流れを示し、第４図に第３図と同一仕様のモータを
従来例（前述した第１の形式）で構或した場合の磁気回
路内の磁束の流れを示す。

第４図において１１は永久磁石、１２はヨーク、１３は
センターヨークおよひ１４はサイドヨークである。

第３図に示す如く本発明による磁気回路においては空隙
５の部分において複数個の閉ループを構或、磁路の一部
に磁束が集中する部分がないが、第４図に示す如き従来
例においてはセンターヨーク１３の両端およびサイドヨ
ーク１４に磁束が集中する如き構或となっている。

従って同一寸法で磁気回路を構戊した場合、従来例の磁
気回路においては磁束が集中するセンターヨーク１３の
両端およひサイドヨーク１４において磁気飽和によって
起磁力損失が生じ、空隙磁束密度は本発明による磁気回
路の空隙磁束密度よりずっと小さくなってしまう。

又同一の空隙磁束密度を得るためには従来例の構或にお
いては、磁路において磁気飽和をなくするためにセンタ
ーヨーク１３およびサイドヨーク１４の寸法を太きくし
なければならず、磁気回路の形状およひ重量は本発明の
それよりずっと大きくなる。

又本発明による磁気回路はモータストロークによって、
ストローク方向の長さが変るだけで、空隙磁束密度およ
び他の寸法等のモータとしての機能に変ることなく、無
限のストロークも可能であるが、従来例の磁気回路にお
いてはストロークが大きくなる程、センターヨーク両端
における磁気飽和が大きくなる結果、空隙磁束密度の低
下をもたらし、モータの力定数も小さくなり、実用上利
用できるストロークに限界があった。

第５図に本発明による可動コイル型リニアモークの駆動
方法を示す。

第５図においてはコイルが右方向に移動する様に駆動す
る場合について説明する。

第５図Ａに示す位置から第５図Ｂに示す位置まで永久磁
石片ＩＡ，ＩＢの巾の半分の距離を移動する間は巻線部
７Ａに、次の第５図Ｂから第５図Ｃの位置まで永久磁石
片ＩＡ，ＩＢの巾の半分の距離を移動する間は巻線部７
Ｂに電流を流す。

この後の移動についでも同様に巻線部７Ａと巻線部７Ｂ
に交互に電流を流してモータを駆動する。

又巻線部７Ａ，７Ｂに流す電流の向きは永久磁石ＩＡ，
ＩＢの磁束によって可動コイル８が右方向に力を受ける
べく適切に切換えられる。

この様に本発明によるモータの駆動は可動コイル８の位
置（永久磁石ＩＡ，１Ｂとの相対位置）を磁気検出素子
あるいは光学的位置検出素子等を用いて検出し、入力さ
れた移動方向信号に従って、巻線部７Ａ，７Ｂに流す電
流が制御ざれ、即ち常に移動中一定磁束密度中にある巻
線部のみに電流が印加され、可動コイル８はストローク
中常に脈動的変化の少いほぼ一定な発生力を受ける。

又本発明による可動コイル型リニアモータはコイルボビ
ン６上に２つの巻線部７Ａ，７Ｂを有し、２つの巻線部
７Ａ，７Ｂに同時に電流を流すことはなく、平均的には
それぞれの巻線部に流す電流の割合は半々となり、従来
のコイル当り１巻線方式に比べ巻線部当りの消費電力は
半分となる。

従って巻線部の湿度上昇も小さく、使用頻度が多くなっ
ても巻線部を焼損する危険性は小さくなった。

又当実施例においては平板状のヨークで構或された磁気
回路およひコイルボビン上に２つの巻線部を有するもの
を用いているが、円筒状のヨークおよびコイルボビン上
に２つ以上の巻線部を有する構成にしても同一の効果が
得られること６Ｊ明らかである。

この様に本発明はいかなるモータストロークに対しても
非較的大きな力定数を有し、構造が簡単で低価格かつ小
型、軽量およびモータストロークにわたって発生力の一
定なモータの実現を可能にした。

以上本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての変形は可
能であり、以上の記述が本発明の範囲を限定するもので
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実症例の正面図、第２図Ｃｔ第１図の
Ｘ−Ｘ断面図、第３図は本発明の磁気回路内部の磁束の
流れを示す図面、第４図は従来方式の磁気回路内部の磁
束の流れを示す図面、第５図Ａ，Ｂ，Ｃは本発明の可動
コイル型リニアモークの、駆動方法を示す図面である。 図において、ＩＡ，ＩＢは永久磁石片、２はヨーク、３
はセンターヨーク、４はサイドヨーク、５は空隙、６は
コイルボビン、７Ａ，７Ｂはコイル巻椋部、８は可動コ
イル、９はガイドローラー１０はスライダ、１１は永久
磁石、１２はヨーク、１３はセンターヨーク、１４はサ
イドヨークである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 厚み方向に着磁されかつ各々着磁方向が異なる様に
   交互に長手力向に配置された永久磁石片を片面に有する
   ヨーク、上記永久磁石片と対向して配置されたセンター
   ヨークおよび前記ヨークとセンターヨークを保持するサ
   イドヨークから構或され、前記永久磁石片とセンターヨ
   ークの間の空隙に一様な磁束密度を生ずるようにした磁
   気回路と、上記空隙内を磁束と直角方向に運動できかつ
   コイルボビン上に前記永久磁石片の幅のほぼ半分を巻線
   幅とする巻線部を２個有する可動コイルによって構或さ
   れた可動コイル型リニアモー夕。 ２ 磁気回路構或として、各々が平行に配置されている
   平板状の永久磁石片、平板状のヨークおよひ平板状のセ
   ンターヨークによって構成されている特許請求の範囲第
   １項記載の可動コイル型リニアモーク。