JPS5875459A

JPS5875459A - 半導体直流リニアモ−タ

Info

Publication number: JPS5875459A
Application number: JP17262281A
Authority: JP
Inventors: Norimitsu Hirano; 平野　紀光; Masataka Ogawa; 小川　昌貴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1983-05-07

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、Ｎ極、ｓ＃ｌの磁極を長手方向に交互にＳ極
以上有する界磁マグネットケ設け、該界磁マグネ７トの
両ｒｆｉに互いに位相ケずらせて２組の、の電機子コイ
ル群？上記界磁マグネットと相対的移動するように相対
向配設させ、上記２組の心機子コイル群それぞれに１以
上の磁気感知素子會配設した半導体直流リニアモータに
関する。

回転運動する回転モータが現時点において、あらゆる機
構の駆動部とされていることは周知である。しかし、回
転モータを用いた場合、この回転モニタはよって直線運
動に変換するには、多数の部品で構成された変換部品盆
有する。このため、変換部品によって、ある種の装置は
、非常にコスト高となる。″１友上記変換機構のために
、そのための時間分だけ、ある種の装置によっては、当
該装置の動作奮遅らせることになる。従って、ある種の
装置によっては、回転モータ勿用いるよりもリニアモー
タを用いた方が便利であることが認められる。ここにお
いて、リニアモータ一方式のものとしては、従来からボ
イルコイル型のものが出現していることは公知である。

これは、非常に便利で安価に形成できる利点ヶ有する。

しかし、直線（的）移動する移動子のストロークが決め
られてしまっているので、その適用分野が非常に味いと
共に、導線會−律に円筒状に巻回形成しているために、
反櫃搬力（トルク）が入り、本来的に効率の劣るもので
あるという欠点？有するものであ□ つた。

本発明は上記従来の欠点ケ解決すると共に、非常に滑ら
かな推進力？得ることができ、しかも。

導体直流リニアモータ葡提供することで、産業界のあら
ゆる分野に重要な働ＩＪ’ｆしようとするものである。

以下、図面ｒ参照しつつ本発明の詳細な説明することと
する。尚、第１図乃至第５図を参照して本発明のムービ
ングコイル方式の第１実施例を説明し、第２図、第３図
、第６図乃至第８図？参照して、ムービングマグネット
方式の第２実施例？説明することとする。

まず、第１実施例？説明すると、第１図？参照して、固
定接地台１に垂直に、Ｎ憧、Ｓ極の磁極上長手方向に方
向に又瓦等間隔にＳ極以上有する長板状の界磁マグネッ
ト２（第２図参照）の下端部ケ固設し、その上端部にプ
ラスチックによって形成されｘＶ字溝状のガイドレール
４のガイド溝５ヶ形成する。該界磁マグネット２の両面
側にそれぞれ推力（推進力）に寄与する２つの（１個の
電機子コイルにつき、）導体部３ａの開角が界磁マ畦グネソト２の磁極’）、−、（２ｎ　　１　）　（ｎは
１以上の正の整数）倍（尚、第１図においては、等倍、
すなわちｎ　＝　１となっている場合奮示す）の電機子
コイル′３群各１組會上記界磁マグネット２に相対向配
設している。尚、１組の電機子コイル３群は他の１組の
電機子コイル３群に対して、互いに位相（置）をずらせ
て相対向して配設している。尚、２組の電機子コイル３
は、互いに磁気角で９０度ずらせている（第４図）。こ
の第４図のようにすると、滑らかな推力を得ることがで
きると共に強い推進力會得ることができる。電機子コイ
ル３は例えば第３図に示すように、導線會多数ターン巻
回して矩形枠状に形成したものを用いる。電機子コイル
３群は、長板状のプリント基板６ケ介して正面方向から
見て断面コ字状となっている磁性体ヨーク７の内面に固
設している。磁性体ヨーク７頂部の一部には透孔８が設
けられており、該透孔８に固設された軸９によってガイ
ドローラ１０が回動自在に軸支されて、該ローラ１０が
ガイド溝５ヶ摺動するようになっている。尚、第４図は
第１図のものを側面方向から場合の縦断面１’Ｎｋ示す
。

ホール素子やホールＩＣ等の磁気感知素子１１は、推力
に寄与する導体部３ａと均等位置の電機子コイル３の２
つの導体部３ａ間、即ち、枠内空胴部１２内又は電機子
コイル３外位置に設けている（第４図参照）。尚、磁気
感知素子１１は１以上であれば、駆動回路ケうまく構成
してやれば足りるが、最も効率的なものとするために電
機子コイル３と同数個、即ち、３個用諭ている。尚、磁
気感知素子１１の配置についての詳細は、第５図ヶ用い
て後記する。第５図は電機子コイル３と界磁マグネット
２との展開図上水す。この展開図からも明らかなように
２組の電機子コイル３群は互いに磁気角で９０度の位相
がずれていることがわかる。また電機子コイル３は互い
に重畳していないことも判明する。電機子コイル３の２
つの端子はそれぞれ、公仰の半導体整流装置１３に接続
され。

磁気感知素子１１の両出力端子もそれぞれ半導体整流装
置１３に接続されている。磁気感知素子１１は、界磁マ
グネット２の磁極がＮ極またはＳ極？検出しているかｔ
検出して、フレミングの左手の法則に従って電機子コイ
ル３群等からなる移動子上適宜な方向に推進させること
ができるに適した方向の電流を各電機子コイル３に流す
ように、半導体整流装置１３會作動させるものである。

従って、本来的には１個の電機子コイル３に対して１個
の磁気感知素子１１會用いるのが望ましく、各電機子コ
イル３への通電用としての素子１１は電機子コイル３の
推力に寄与する導体部３ａ上、即ち、点線囲い部１５又
は１６の位置に配置するのが望ましい。しかし、この位
置に素子１１ケ配置すると、素子１１の厚み分だけ、プ
リント基板６と界磁マグネット２間のエアーギャップが
増長し、強い推力が得られないものとなる。そこで、上
記したように電機子コイル３゛の推力に寄与する導体部
３ａと均等関係にある位置に素子１１’（５配置してい
る。即ち、点線囲い部１５に配置すべき素子１１−１奮
点線囲い部１９位置に、点線囲い部１７に配置すべき素
子１．、、１−２　？Ｉｌ一点掘囲い部２０位置に、点
線囲い部１８位置に配置すべき素子１ｌ−３ｉ点線囲い
部２１位置に配置している。

うに、軍機子コイル３が配設されていないプリント基板
６上に該当する。他の組の電機子コイル３群の場合にも
、素子１１葡上記同様に配置する。

半導体整流装置１３ケ構成する電気部品は、ヨーク７が
長さの短かｂものの場合（例えば、電機子コイル３が片
方の組にそれぞれ１個又は２個の場合）には、電機子コ
イル３の枠内空胴部１２内のプリント基板６土に半田付
して設置すれば良い。

しかし、電機子コイル３の２つの推力に寄与する導体部
１３ａ間が幅が狭−ものであるとき、あるいは第４図の
ようにプリント基板６上に十分なスペースがある場合に
は、符号１３で示す（第４図において）位置のプリント
基板６上に半導体整流装置１３ケ構成する電気部品ケ設
置すると本発明會実用イヒのためにより良いものとする
ことができる。

本発明の第１実施例は上記したような構成からなる今一
ピングコイル型リニアモータであるため、素子１１が界
磁マグネット２のＮ極又はＳ極盆検出すると、半導体整
流装置１３會作動して、電機子コイル３群に適した方向
の電流７流すので、電機子コイル３にはそれぞれ、例え
ば第５図に示すような方向に電流が流れることでフレミ
ングの左手の法則により矢印Ｆ方向の推力が発生し、電
機子コイル３群を設置したヨーク７がその方向に走行す
る。尚、ムービングコイル型リニアモータとなっている
ので、電源コードｒ伸び縮みできるようにしておく等の
配慮が必要である。

第６図乃至第８図上参照して、ムービングマグネット型
リニアモータとした場合の第２実施例ケ説明する。尚、
第１図乃至第５図で示したのと共通する事項の説明は省
略する。

ヨーク７ケ固定接地台１に固定し、ヨーク７の内面にプ
リント基板６−介して２組の電機子コイル３群、磁気感
知素子１１群及び半導体整流装置１３群上置設する。２
組の電機子コイル３群の間に、４極の長板状の界磁マグ
ネット２ｔガイドローラ１０及び摺動ロー２２２によっ
て直線的な走行可能なように装着する（第６図）。第７
図は第６図のものケ側面方向から見た場合の縦断面図で
、第８図は第２実施例における界磁マグネット２と電機
子コイル３との展開図ケ示すものである。

尚上記場合において、第１実施例では電機子コイル３ケ
３個としたが、２個以上であれば良く、′又第２実施例
では界磁マグネット２として４極のものケ用いたが３個
以上のものであれば良く、いずれにしても固定子はその
長手方向の長さ全長く形成し、移動子は固定子よりもそ
の長手方向の長さケ短かくすることが望捷しい。

本発明は上記した構成、動作ケ有するため、従来の小型
装置において回転子−タ忙用いて間接部品？多くして大
型機構であり故障しやすい構成で、応答性が悪く、シか
も高価となっていたものケ、当該小型装置盆非常に安価
に量産できるものとなる効果がある。また本発明のりニ
アモータにあっては、２組の電機子コイル群が互いに位
相會ずれて配置されているので、移動子が極めて滑らか
に推進し、而も強い推力ｒ得ることができるし、また従
来のボイスコイル型のものに比較して長いストロークに
わたって直線的往復走行できるので、△ ロボット等ケ含めた多くの分野に用い適するものとなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例ケ示す正面方向から見た縦
断面図、第２図は本発明に用いる一例としての界磁マグ
ネットの部分斜視図、第３図は本発明に用いる一例とし
ての電機子コイルの斜視図。第４図は第１図のものを側面方向から見た縦断面図、第
５図は界磁マグネットと°電機子コイルとの展開図、第
６図は本発明の第２実施例を示す正面方向から見た縦断
面図、第７図は第６図のもの１・・・固定接地台１．２
・・・界磁マグネット。３・・・電機子コイル、　３ａ・・・推力に寄与する導
体部、　　４・・・ガイドレール、　　５・・・ガイド
溝、６・・・プリント基板、　　７・・・磁性体ヨーク
、　　８・・・透孔、　　９・・・軸、　　１０・・・
ガイドローラ、１１・・・磁気感知素子、　　１２・・
枠内空胴部１．１３・・・半導体整流装置、　　１４−
１・・・プラス電源端子、１４−２・・マイナス電源端
子、１５〜２１・・・点線囲い部。第　１　回　　　　　　　第　３　回＜を第　７　図

Claims

【特許請求の範囲】１、　　Ｎ極、Ｓ極の磁極を長手方向に交互にＳ極以上
有する界磁マグネットｒ設け、該界磁マグネット以上の
正の整数）倍の電機子コイル群各１組ｒ上記界磁マグネ
ットにそれぞれ相図対向させ、上記界磁マグネツ）ｋ介
して相対向する２組の電機子の磁極ｒ検出する磁気感知
素子’に１以上配設し。上記２組の電機子コイル群又は界磁マグネットのいずれ
か一方を移動子とし他方を固定子とし、即定子はその長
手方向の長さｔ長く形成し、移動子はその長手方向の長
さｔ短かく形成したことｔ特徴とする半導体直流リニア
モータ。２、上記磁気感知素子は、推葦力に寄与する導体部と均
等位置の電機子コイルの上記２つの導体部間又は電機子
コイル外位置′に設けたことケ特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体直流リニアモータ。