JPS5854737B2 - リニアパルスモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可動部が直線的に移動するりニアパルスモーク
に関するものである。

第１図は従来公知のリニアパルスモークの構成縦断面図
である。

図において、１は磁性材で構成された走行路（固定子）
、２はこの走行路１に僅かな空隙を介して対向する可動
部で、ここでは互に永久磁石２０を介して連結する２個
のコ字形界磁鉄心２１．２２で構成されている。

この可動部２のコ字形界磁鉄心２１．２２において、そ
の端部（歯）間隔は、走行路１に設けた突起部（歯）ｌ
Ｌ１２〜の間隔Ｐに対して、７だけずれており、また各
コ字形界磁鉄心２１．２２相互間は、ｇだけづれるよう
に互に連結されている。

各コ字形界磁鉄心２１．２２には界磁巻線３１．３２が
巻回されており、これに電流を選択的に与えることによ
って永久磁石２０からの磁束を制御する。

この装置において、はじめに界磁巻線３２に実線矢印に
示すように励磁電流を流すと、歯＠を通る磁束が減少し
、歯Ｏを通る磁束が増大する。

このため、歯Ｏと走行路１側の歯１６とが引き合い、可
動部２は図示する位置に保持される。

次に界磁巻線３１に破線矢印に示すように励磁電流を流
すと、歯◎を通る磁束が増大し、歯＠と歯１４とが引き
合い、可動部２は左側にＰ／４移動して停止する。

次に界磁巻線３２に実線矢印とは逆方向に励磁電流を流
し、歯＠と歯１７と引き合せ、これによって可動部２を
更に左側にＰ／４移動させる。

このようにして、励磁巻線３１．３２に交互に励磁電流
を流すとともにその流れ方向を変えることによって、可
動部２を走行路１に沿ってＰ／４をピッチとして移動さ
せることができる。

ところでこのように構成した装置にわいては、可動部２
の移動量は最少１／４Ｐであって、これ以上細かく移動
させるためには走行路１側に設ける歯のピッチを小さく
する必要があるが、それには限界がある。

それ故に従来、移動量の分解能を高くするために界磁巻
線３１．３２に流す励磁電流を第２図に示すようにアナ
ログ的に制御する手法がとられていた。

しかしながら、この手法は大出力の直流増幅器とディジ
タル制御素子が必要で、装置が複雑になる欠点がある。

ここにおいて、本発明は簡単な構成で高い分解能が得ら
れ、かつ小形で効率の良いリニアパルスモークを実現し
ようとするものである。

第３図は本発明の一実施例を示す構成図で、Ａは縦断面
図、ＢはＡ図のＢ−Ｂ断面図、ＣはＡ図のＣ−Ｃ断面図
、ＤはＡ図のＤ−Ｄ断面図である。

本発明装置においては、走行路１は一対の鉄心ｌＬ１２
、この一対の鉄心１１．１２の間に介在されバイアス磁
束を供給する役目をもつ永久磁石１０で構成されている
。

また、可動部２は、複数個の界磁脚（この実施例では■
〜■の５個）をもつ鉄心２０と、各界磁脚■〜■に巻回
された複数個（ここでは３１〜３５の５個）の励磁巻線
で構成されている。

走行路１を構成する一対の鉄心１１．１２の走行面には
ピッチＰの歯が形成され、かつ鉄心１１に形成した歯と
鉄心１２に形成した歯とは互に７Ｐだけずれるように一
対の鉄心１１．１２が配置されている。

可動部２において、各界磁脚■〜■の走行路１に面した
端部には、走行路１に設けた歯のピッチＰと同一ピッチ
の複数の歯（この実施例ではａ、ｂ、ｃの３個の歯）が
設けられている。

ここで、各界磁脚■〜■はお互に（Ｎ生伍）・Ｐ（ただ
し、ｍ：界磁脚数、ｎはｍ ＞ ｎなる関係にある整数
で、この実施例では（５−ｊ）Ｐ）だけずれて配置され
ている。

このように構成した装置において、走行路１に配置した
永久磁石１０が第３図Ｂに示すように着磁されているも
のとすれば、走行路１と可動部２との間には、同図の実
線に示すように鉄心１１、可動部２、鉄心１２の向きに
バイアス磁束が存在する。

いま、界磁脚■に巻回されている励磁巻線３１に励磁電
流を流すと、この励磁電流による磁束が第３図Ａ、Ｂの
破線に示すように発生し、これがバイアス磁束に重畳す
る。

したがって、走行路１の鉄心１１側と界磁脚■との間の
磁束が増大し、鉄心１２側と界磁脚■との間の磁束が減
少する。

この結果、鉄心１１と界磁脚■との間で互に強く引き合
い、その空隙のレラククンスが最も小さくなる第３図イ
に示す位置で可動部２は保持される。

なお、走行路１と可動部２との吸引力は、磁束密度の２
乗に比例して増大する。

次に界磁脚＠に巻回されている励磁巻線３２に励磁電流
を流すと、今度は界磁脚＠と鉄心１１との間の磁束が増
大し、両者の間で互に引き合うので可動部２は右側に移
動する。

ここで可動部２の移動量は、界１ 磁脚■と＠との間が互に−ＨＰずれているので、「Ｐだ
け移動することとなる。

以下同様にして、励磁巻線３３，３４，３５，３１・・
・・・・と順次励磁電流を流せば、可動部２は「Ｐをピ
ッチとして右側に順次移動する。

また励磁巻線３５，３４，３３．・・・・・・の順で励
磁電流を流せば、可動部２は左側に移動する。

一方、励磁巻線３１〜３５に流す励磁電流の流れ方向を
前記の場合と逆にすると、第３図Ｂにおいて、界磁脚■
と鉄心１２側との間の磁束が増大し、両者間で引き合う
こととなる。

したがって、励磁巻線３２，３３．３４・・・・・・に
前記の場合と逆の方向に順次励磁電流を流せば、可動部
２はｌｐをピッチとして右側に移動する。

また、励磁巻線３５．３４，３３．３２・・・・・・の
順に前記の場合とは逆方向の電流を流せば、可動部２は
±Ｐをピッチとして左側に移動する。

ここで走行路１を構成■ 、 する一対の鉄心１１と１２とは、ＨＰたけ偏位して配置
されているので、励磁巻線に流す励磁電流の流れ方向を
正方向とした場合と、負方向（逆方向）とした場合では
、可動部２の停止位置は互に重なることはなく、 Ｐだ
けずれることとなる。

第４図は、可動部２の１ピツチの移動量を３６０゜で表
わしたベクトル図で、実線は励磁電流の流れ方向が正方
向の場合、破線は負方向の場合をそれぞれ示している。

このベクトル図から明らかなように、励磁電流を励磁巻
線３１に正方向→励磁巻線３４に逆方向→励磁巻線３２
に正方向→励磁巻線３５に逆方向→励磁巻線３３に正方
向・・・・・・のように順次切換えて流すと、可動部２
はｌを最小移動量として右側へ順次移動する。

また、励磁電流を励磁巻線３１に正方向→励磁巻線３３
に逆方向→励磁巻線３５に正方向→励磁巻線３２に逆方
向→励磁巻線３４に正方向・・・・・・の順で順次切換
えで流すと、可動部２はＩを最小移動量にして左側へ順
次移動する。

このように構成した装置によれば、可動部２の移動量の
最小量はｐとなりその分解能を向上させることができる
。

また、走行路１に設けた永久磁石からの磁束を一部利用
することによって消費電力を小さくすることができる。

なお、上記の説明において、励磁電流は一つの励磁巻線
にだけ順次切換えて流すようにしたものであるが、いく
つかの励磁巻線に同時に順次切換えて励磁電流を流すよ
うにすれば、トルクを増大させることができる。

第５図は励磁巻線３１．３２に正方向、励磁巻線３３．
３４に負方向の励磁電流を同時に流した場合のベクトル
図で、励磁巻線３１にだけ励磁電流を流した場合のトル
クに比べて約３倍のトルクを得ることができることを示
している。

なお、第３図の実施例においては走行路１を構成する一
対の鉄心１１．１２を、それぞれに設けた歯が−ＩＰず
れるように配置したものであるが、第６図Ｂの歯面図に
示すように走行路１を構成する一対の鉄心１１．１２は
、これに設けられた歯が同相で並ぶように配置し、その
代り可動部２を第６図Ａの歯面図に示すように一対の鉄
心２１゜２２で構成し、これらの鉄心をそれぞれの鉄心
２１゜２２に設けた歯が７Ｐずれるように配置してもよ
い。

第７図および第８図は本発明装置の他の実施例を示す構
成図である。

第７図において、Ａは走行路１の歯面図、Ｂは走行路お
よび可動部の断面図である。

この実施例装置では、走行路１を構成する一対の鉄心の
一方を更に二つの鉄心１１ａ、１１ｂとし、この二つの
鉄心１１ａ、１１ｂを永久磁石１０を介して他方の鉄心
１２を挟むようにし、可動部２の移動方向に対称形とな
るような構成としたものである。

この実施例によれば、可動部２の移動トルクが、可動部
２の進行方向と同じ方向に働くので効率を向上させるこ
とができる。

第８図において、Ａは縦断面図、ＢはＡ図におけるＢ−
Ｂ断面図である。

この実施例装置では、走行路１を同一ピッチであって、
その配列が互に±Ｐずれた一対の鉄心１１．１２とし、
これを永電磁石１０を挟んでその歯面が外側を向くよう
に上下に重ねて構成したものである。

また、可動部２を第８図Ｂに示すように走行路１を上下
から僅かな空隙を介して挟む断面コ字形としたものであ
る。

このような構成としたものは、可動部２と走行路１との
間に作用する移動方向に対して直角な方向の吸引力を打
ち消すことができるので、更に効率を向上させることが
できる。

なお、上記の各実施例では、一対の鉄心にバイアス磁束
を供給するのｌこ永久磁石を用いたものであるが、電磁
石を用いるようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で高
い分解能の得られるリニアパルスモークが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知のリニアパルスモークの構成断面図、
第２図は第１図装置における可動部の移動量の分解能を
高くするための励磁電流の波形図、第３図は本発明の一
実施例を示す構成図で、Ａは縦断面図、ＢはＡ図におけ
るＢ−Ｂ断面図、ＣはＡ図におけるＣ−Ｃ断面図、Ｄは
Ａ図におけるＤ−り断面図、第４図は第３図装置の動作
を説明するためのベクトル図、第５図は第３図装置にお
いて、複数個の励磁巻線に同時に励磁電流を流した場合
の動作を説明するためのベクトル図、第６図は走行路お
よび可動部に設ける歯の他の配列例を示す断面図、第７
図および第８図は本発明装置の他の実施例を示す構成図
で、第７図Ａは走行路１の断面図、Ｂは走行路および可
動部の断面図、第８図Ａは縦断面図、ＢはＡ図における
Ｂ−Ｂ断面図である。 １・・・・・・走行路、１１．１２・・・・・・一対の
鉄心、１０・・・・・・永久磁石、２・・・・・・可動
部、３１〜３５・・・・・・励磁巻線、■〜の・・・・
・・界磁脚。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行路と、この走行路に沿って移動する複数個の界
   磁脚をもつ可動部とで構成されるリニアパルスモークに
   おいて、前記走行路を互に同一ピッ■ １、 チＰの歯が形成されかつその位相が７Ｐたけずれて配置
   された一対の鉄心と、これら一対の鉄心を通るバイアス
   磁束を供給する手段で構成するとともに、前記可動部の
   界磁脚の端部に前記走行路を構成する一対の鉄心に設け
   た歯と同一ピッチの歯を形成するとともに、前記複数個
   の界磁脚相互間隔を歯のピッチＰに対して（Ｎ±−）・
   Ｐ（ただしｍ：脚数、ｎはｍ ＞ ｎなる関係にある整
   数）だけずらせるようにしたリニアパルスモーク。 ２ 走行路を構成する一対の鉄心の一方を可動部の移動
   方向とは直角方向に二分し、この二分した鉄心の間に一
   対の鉄心の他方を配置するようにした特許請求の範囲第
   １項記載のリニアパルスモーク。 ３ 走行路をバイアス磁束を供給するための永久磁石を
   挟んで一対の鉄心がそこに設けた歯面が外側（こ向くよ
   うに上下に重ねて構成するとともに、可動部を前記走行
   路を上下から僅かな空隙を介して挟むような構成とした
   特許請求の範囲第１項記載のリニアパルスモーク。 ４ 走行路と、この走行路に沿って移動する複数個の果
   磁脚をもつ可動部とで構成されるリニアパルスモークに
   おいて、前記走行路を互に同一ピッチＰの歯が形成され
   かつ、その位相が同一位相で配列された一対の鉄心と、
   これら一対の鉄心を通るバイアス磁束を供給する手段で
   構成するとともに、前記可動部を互に同一ピッチＰの歯
   が形成されその位相が一１ｐだけずれて配置された一対
   の鉄心で構成し、前記複数個の界磁脚相互間隔を歯のピ
   ッチＰに対して（Ｎ±−）・Ｐ（ただし、ｍ：脚数、ｎ
   はｍ ＞ ｎなる関係にある整数）となるようにしたリ
   ニアパルスモーク。