JPS5886861A - 半導体リニアモ−タ - Google Patents

半導体リニアモ−タ

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Publication number
JPS5886861A
JPS5886861A JP18422581A JP18422581A JPS5886861A JP S5886861 A JPS5886861 A JP S5886861A JP 18422581 A JP18422581 A JP 18422581A JP 18422581 A JP18422581 A JP 18422581A JP S5886861 A JPS5886861 A JP S5886861A
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JP
Japan
Prior art keywords
armature coil
thrust
field magnet
conductor
linear motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP18422581A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Ogawa
小川 昌貴
Norimitsu Hirano
平野 紀光
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Original Assignee
Individual
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Publication of JPS5886861A publication Critical patent/JPS5886861A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

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極の磁極を交互等播儒に2極以上を長
手方向に有する界磁マグネットと、該界磁マグネットと
相対向する位置に発生トルクに寄与する導体部の開角が
上記界磁マグネットの磁極のほぼ2n−1倍(nは1以
上の正の整数)の2以上全1組とした電機子コイル群を
2組重畳した電機子コイル群1とを有し、上記界磁マグ
ネット又は2組からなる電機子コイル群のいずれか一方
を1移動子とし、他方を固定子とした半導体リニアモー
タに関する。
一般に物を動かすための駆動力源としては、回転運動を
行なう回転モータや発電機が頻繁に使用されている。特
に回転モータはその需要度は激しい。しかし、この回転
運動を行なう回転モータにモータを用いるよシも、リニ
アモータ方式を用いる方がはるかに効率が良いものであ
る。即ち、回転モータを用いて行なう場合には、回転運
動エネルギーを直線運動エネルギーに変換するための複
雑な機構を構成する歯車群やロールベルト群を必要とす
るからである。このように、回転運動エネルギーを直線
運動エネルギーに変換する必要があるため、瞬時に物を
直線運動させる能力に乏しいほか、構造が複雑となシ高
価となるばかシか、回転運動エネルギーを直線運動エネ
ルギーに変換子ど るための変換機等のスペースを必要とし、大型家複雑な
装置となシやすい。このために、物を直線運動するに、
種々の新たな効ネ良好な回転モータが開発、製造されて
いるが、物を直線運動させるには、回転モータよシも、
直ちに直線運動を行なうυ品アモータの方がはるかに有
効であり、夢の超特急列車といわれているリニアモータ
ーカーもこれに沿う方針で開発されたものであることは
周知である。このリニアモーターカーはど大げさでなく
、もって小型のものも、リニアモータ機構で動かせるよ
うになれば、もつと便利になるであろうと叫ばれて久し
い。そして、リニアモータを用いた装置としては、レコ
ードプレーヤのダイレクトターンテーブルやトーンアー
ム駆動装置、ドア開閉装置、カメラシャッター開閉装置
、テレビや監視等のカメラレンズ駆動機構等種々のもの
が最近出現してきたが、いまだに、この分野は満足され
ておらず、更に今後改良する余地が多いものである。
本発明は上記背景を基になされた半導体リニアモータで
、エアーギャップを増加させることがないように位置検
知素子を配設することができ、非常に強い推力を得るこ
とができ、安価に量産実用化するに適した高効率の半導
体リニアモータである。
以下、図面全参照しつつ本発明の詳細な説明する。
まず、第1図乃至第5図を参照して本発明の第1実施例
を説明する。第1図は側面方向から見た場合の縦断面図
で、第2図は正面方向から見た場合の縦断面図で、主に
第1実施例は第1図及び第2図を参照して説明する。磁
極体でできた長板状。
の断面コ字状ヨーク1の下面には、N極、S極の磁極を
交互にS極以上長手方向に有する1例えば第4図に示す
ような界磁マグネット2が固設されている。界磁マグネ
ット2と対向する固定側である長板状の磁性体ヨーク4
の上面には、プリント基板3を設け、その上面に2組の
電機子コイル9゜9′群を固設している。磁性体ヨーク
4の上面に位置するプリント基板3の両端部には、その
長手方向に沿って、ヨーク1が直線(的)往復運動でき
るように走行案内するためのガイドレール5が固設され
ている。ヨーク1の両側面折曲部1aには軸7によって
ガイドローラ6が□回動自在に軸支され、ガイドレール
5のガイド溝5a上を摺動するようになっている。ヨー
ク4の上に設けられたプリント基板3には、図示しない
プリント導体配線が導裕によって形成され、該配線部に
端子が半田・付けされた駆動回路や速度制御回路等の電
気回路を構成する適宜な電気(子)部品を装備でき・?
・ようにしている。このようにすることのメリットは、
以下の説明で更に明白となるであろう。上記界磁マグネ
ット2と相対向するプリント基板3の面位置に発生トル
クにを与する導体部9−a(9’−a)と9−b(9’
−b)との開角が上、記界iマグネット2の磁極のほぼ
(2n−1)倍(nは1以上の正の整数)(尚、第1図
ではn、=lとしている。)の2以上(尚、第1図では
多数個としている。)の2組の電機子コイル9.9群を
互いに重畳しないように密に平面に長列固設し1ている
。この2組の電機子コイル9.9′群を2つの発生トル
クに寄与する導体部9−a、 9−b、 9’−a、9
’−bとの全てが完全に互いに相対向してしまわないよ
うに、一方の組の電機子コイル9群を他方の組の電機子
コイル9′群に対して位置をずらせて、例えば、90度
の磁気句会だけ位相をずらせて、2組の電機子コイル9
.9′群をプリント基板8を介して上記プリント基板8
の両面に間接的に重畳させている。電機子コイル9.9
′としては、第3図に示すように、導線を多数ターン発
生トルクに寄与する導体部9−aと9−b、9’−aと
9′−すとの開角が、界磁マグネット2の磁極幅と略同
−開角幅を形成することができるように巻回した四角(
矩)形(第3図では、矩形)枠状のものに形成したもの
を用いている。一方の組の電機子コイル9の推力に寄与
する導体部1j−s*(又は9−b)上(界磁マグネッ
ト2に対向する面上)VC配設すべきホール素子、ホー
ルIC,その他の磁気感知センサーを含む上記センサー
と同機能を有する位置検知素子10及び他方の組の電機
子コイル9′の推力に寄与する導体部9’−a(又は9
’−b)上(界磁マグネット2に対向する面上)に配設
すべき位置検知素子10′ヲ上記一方の組の電機子コイ
ル9群の上記導体部9−aと9−b開位置に配設してい
る。
第1図のものにあっては、電機子コイル9のための上記
導体部9−a又は9−b上に配設すべき素子10を当該
導体部9−a又は9−b上に配設したと同様となる均等
位置関係にある当該導体部9−aと9−b開位置に配設
し、電機子コイル9′のための素子10′に関しては、
そのような考慮をせず、対応する導体部9−aと9−b
開位置に1設されるように(このように当然的に位置す
る。)、当該導体部9−aと9−b開位置に素子10’
が位置するようにプリント基板8上に配設している。
このようにすることで本来素子10.TO/によって、
その厚み分だけ界磁マグネットと電機子コイル9,9′
群との間のエアーギャップが増長して強推進力が′得ら
れ、更に又、電機子コイル9と9/は位相をずらせてい
るので、トルクリップルの少ない滑らかな推力全得るこ
とができる。11.it’9′の枠内空胴部12内に電
気回路11 、11”を収納配設するようにする゛と本
発明の実用化に好都合であることを示す。また上記場合
において、一方の組の電機子コイル欺群及び他方の組の
電機子コイル9′群のための位置検知素子to、to’
t−双方全、上記電機子コイル902つの推力に寄与す
る導体部9−aと9−b開位置に配設しているので、他
方の組の電機子コイル9′の9’ −aと9’−b間ス
ペースは素子10.10’によって当該スペースを阻害
されることがないので、他方の組の電機子コイル9′の
上記導体部9′−aと9’ −b開位置を十分に活用で
きるので、上記回路部11.ll’を構成する電気(子
)部品を当該位置に配設できる。従って、高性能の半導
体IJ ニアモータが得られることになる。
尚、電機子コイル9.9′が第3図に示すような四角形
枠状のものでないときでも、2つの発生トルクに寄与す
る導体部9−a(9’−a)と9−b(s”−b)間に
素子10 (10/、 )  を含む電気回路部】1(
11′)を収納配設するようにすると便利になることは
言うまでもない。第5図は電機子コイル9.9′群、界
磁マグネット2及び素子10゜10′との展開図を示す
。この第5図で明らかなように、それぞれの電機子コイ
ル9,9′は、いまその両端子を公知の半導体整流装置
13に接続されており、それぞれの素子(0,10′の
両出力端子14 a、14 b、14a’、14b’は
半導体整す表置13に接続でれている。半導体整流装置
13はプラス電源端子15−1.マイナス電源端子15
−2が引き出されている。即ち、端子15−1゜15−
2はプリント基板8又は3の端部導体部に接続される。
このようにするためには、半導体整流装置】3や素子1
0.10’の結線統一部をプリント基板8又は3の端部
に集結させるようにすれば良い。上記素子10.10’
はそれぞれ推力に寄与する導体部9−a +  9’−
a又は9−b、9’荀 −bゝ上の界磁マグネット2と相へする面部に配置する
のが最も簡便であるほか、その他の点でも多くのメリッ
トがある。ここにおいて素子107にっに配設すると、
該素子10の厚み分だけ界磁マグネット2と′ヨーク4
間のエアーギャップが増長してしまうので、その分だけ
強い推力が得られなくなってしまう。従って、上記した
ように素子10に関しては、上記導体部9−a又は9−
bと均等るわけである。この点線囲い部16′又は17
′は導体部9−aと9−b開位置であるので上記した欠
点は解消されることになる。
第6図は本発明の第二実施例を2委すもので、素子10
及び10′は共に電機子コイル9′の発生トルクに寄与
する導体部9’−a、9’−b上に配置できるようにし
た場合を示す。      −−ま友、電機回路部11
を 不要とする場合にはプリント基板8は不要となシ更に好
都合となる。しかし、第6図ではそのような図を描いて
いない。しかし、プリント基板3を省略した図を描いて
いる。このようにしても良いからであシ、強り推力を得
られることを示すためである。上記2つの実施例では、
素子10.10’が界磁マグネット2ON極又はS極を
検出すると素子10.10’の端子14JL、14’a
又は14b、 14’bから出力電圧信号が発生して、
電機子コイル9゜91に、フレミングの左手の法則に従
って界磁マグネット2を含む移動子を所定の方向に駆動
するのに適した方向の電流を流すことになる。従って電
機子コイル9,9′からは、矢印F方向(第5図)の推
力が発生し、その方向に界磁マグネット2を含んで構成
する移動子が移動することになる。第7図及び第8図全
参照して、本発明の第3実施例全説明する。この第3実
施例ではムービング電機子コイル型リニアモータとなっ
ている。即ち、第2図で示した、ヨーク4を固定子とし
、該ヨーク側に界磁マグネット2を固着し、ヨーク1の
内面に電機子コイル9.9′を固設したものである。こ
のようにすると′flLm子コイル9.9′を有するヨ
ーク1が走行することになる。単に反対になっただけで
あるが、長距離走行では、この形式はメリットが薄れて
しまう。
第8図は可動電機子コイル型リニアモータとした場合の
一例金示す、それぞれ5個の電機子コイル9.9′群と
界磁マグネット2との展開図を示すものである。尚、本
発明にあっては平板状のものについて説明したが、円筒
状等の筒状のものにも当然適用があることは言うまでも
ない。また上記実施例においては、電機子コイル9.9
”i密に平面上に並べた場合を示したが、必ずしも、こ
のようにする必要はなく、適宜な間隔で配設しても良い
本発明は上記構成から明らかなように、電機子コイル9
.9′群が重畳しているので、非常に強い推違力が得ら
れる。しかも、電機子コイル9群と9′群との位相をず
らせて配設しているために、トルク11ノズルが少なく
、滑らかに移動子を直線(的)走行できる。また電機子
コイル9,9′に適宜な方向に電流を流すために通電駆
動すべき検出用の位置検出素子10.10’は都合の良
い合理的な位置に配設しているので、素子10.10’
によって、電機子コイルや、8′と界磁マグネット2間
のエアーギャップを増長させることがないので、強い推
力を得ることができ、従来にない実用化に便利な半導体
リニアモータが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例としてのも、のを側面方向
から見九場合の縦断面図、第2図は本発明の第一実施例
としてのもの會正面方向から見た場合の縦断面図、第3
図は一例としての電機子コイルの斜視図、第4図は一例
としての界磁マグネットの斜視図、第5図は本発明第一
実施例における界磁マグネットと電機子コイルとの展開
図、第6凶は本発明の第二実施例を示す几めの第1図と
対ら見た場合の縦断面図%agB図は第7図の場合の界
磁マグネットと電機子コイルとの展開図である。 1・−# IjIiコ字状ヨーク、  2・・・界磁マ
グネット、3・・・プリント基板、  4−磁性体ヨー
ク、5・・・ガイドレール、  6−ガイドローラ、7
・・・軸、  8・・・プリント基板、  s、s’−
電機子コイル、  9− a 、 9− b 、 9’
 −a、 9’ −b・A鯰=#に寄与する導体部、 
 10.10’・・・位置検知素子、11.11’・・
・電気回路部、  12・・・枠内空胴部、  13・
・・半導体整流装置、  14a、14b。 14’a、 14’b −出力端子、  15−1 ・
・・プラス電源端子、   15−2・・・マイナス電
源端子、16.16’、17.17’・・・点線囲い部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  N極、S極の磁極を交互律濤襦にS極以上長
    手方向に有する界磁マグネットヲ有し、該界磁マグネッ
    トと相対向する位置に推力に寄与する導体部の開角が上
    記界磁マグネットの磁極のほぼ2n−1倍(nは1以上
    め正の整数)の2以上の電機子コイル群を有し、該電機
    子コイル群と界磁マグネットとのいずれか一方を相対的
    移動する移動子とし、他方を固定子とし、上記電機子コ
    イル群は界磁マグネットの長手方向に沿って互いに重畳
    しないように配列した2組の電機子コイル群を2つの推
    力に寄与する導体部とが完全に相対向してしまわないよ
    うに一方の組の電機子コイル群を他方の組の電機子コイ
    ゛ル群に対して位置をずらせて当該2組の電機子コイル
    群含重畳させ、一方の組の電機子コイルの推力に寄与す
    る導体部上に配設すべき位置検知素子を当該位置と均等
    関係にある当該電機子コイルの2つの推力に寄与する導
    体部間位置に配設し、他方の組の電機子コイルの推力に
    寄与する導体部上に配設すべき位置検知素子を一方の組
    の電機子コイルの2つの推力にを与する導体部間位置に
    配設したこと全特徴とする半導体リニアモータ。
  2. (2)他方の組の電機子コイルの推力に寄与する導体部
    上に配設すべき位置検知素子は当該位置と部間位置に対
    応するように配役さ詐たものであることを特徴とする特
    許請求の範囲第(1)項記載の半導体リニアモータ。
  3. (3)上記一方の組の電機子コイルの推力に寄与する導
    体部上に配設すべき位置検知素子は当該電機子コイルの
    推力に寄与する導体部間位置で且つ他方の組の電機子コ
    イルの推力に寄与する導体部上位置に配設したことを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項記載
    の半導体リニアモータ。
JP18422581A 1981-11-17 1981-11-17 半導体リニアモ−タ Pending JPS5886861A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62155765A (ja) * 1985-12-27 1987-07-10 Kokusan Denki Co Ltd Dcリニアモ−タ
JP2007321502A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Miwa Lock Co Ltd ストライク構造

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