JPS59230459A

JPS59230459A - 直流リニア半導体モ−タ

Info

Publication number: JPS59230459A
Application number: JP10497583A
Authority: JP
Inventors: Norimitsu Hirano; 平野　紀光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-14
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1984-12-25

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】本発明はステータ電機子に相対しつつ界磁マグネットが
直線連動を行なう可動マグネット型の直流リニア半導体
モータに関する。

かかる本発明の直流リニア半導体モータは、（１）直流
リニアモータであるため、リニアパルスモータに比較し
て推力起動トルクが大きい。（２）直流リニアモータで
あるため、効率良好である。（３）リニ躍アパルスモーへ低速には遇しているが晶速走行を行なう
ことができず、高速走向するさせると脱調現象を起こし
てしまう欠点があるが、本発明のり量ニア半導体モータによれば低速から島速走？Ｔダで、自
由に行なえるように回路設計が容易である。

たとえばリニアパルスモータのようにステップ駆動もで
きる。また移動子を高速走行させてもリニアパルスモー
タのように脱調現象を行すことがない。（４）直流リニ
アモーフで、しかもコアレスタイプに形成した場合には
、コキングがない。（５）直流リニア半導体モータなの
で、ブラシと％ｍ子が不要で、これによる事故等がなく
、また長寿６１ｊ化がＪｔ１１待できる。（０）直流リ
ニアモータであるため、リニアパルスモータと異なり機
械的振動が檎めて少なく、発生音も極めて小さい。（７
）推力（トルク）リップルは、推力（トルク）リッフル
除去回路を１更用してなくすことができる。（８フコア
レスタイブの直流リニアモータとすることで、安価にＡ
ｔ　Ｍｉできる。（９）リニア・・レスモータのような
着し一檄械加工精度を要求されない。といりた特徴点が
ある。

しかしな炉ら、従来の直θｔＥ　’Ｊニア半辱体モータ
の場合には、電悼子コイル１１向に一′）きｉ　１ｉｉ
＋ｌり位１６：検知素子が必要で非電に尚価になる欠点
があった。

またボイスコイル型のＩ［ｉＬ　ｒｙｆａリニアモータ
の場合には、磁気回１☆の構成がやっかいでゐるため、
移動ストロークの長ψものには不向きである。

本発明の直流リニア半纏外モータは、上記事情に基いて
なされたもので、用！四マグネット型とすることでブラ
シと饅流子による事故をなくすと共に長寿館化が期待で
きるようにし、また位置検知素子を少な（できて安価に
量産できるようにすると共に、移動ストロークの長いも
の？も形成できるようにすることを１旧としてなされた
ものである。

かかる本発明の目的は、特許請求の範囲に記載の技術的
思想によって達成される。

以下、図面を診照しつつ本発明の一実施例を説明する。

第１図は直流リニア半導体モータの走１丁方向から見た
縦断面図、第２図は移動子を取り外したステータ側の平
面図、第６図は界磁マグネットのモ１０１図である。

は長機状のステータヨーク、５はステータヨーク４の輻
よりも狭（形成されたフリント基徹で、ステータヨーク
４の上面に接着等の手段によって固定されている。プリ
ント基板５の上向又は下面には、図示しないエツチング
等にて形成された導体配線パターンが形成されている。

６は電機子コイルで、推力に寄与する導体部６ａと６ａ
′との開角が後記する界磁マグネットの磁極幅と略等し
い枠状のものに巻回形成されてなる。力・かる電機子コ
イル６群は、いま互いに重畳しないように等間隔配置に
プリント基板５０投手方向に沿って貼着等にて同定され
てステータ電機子を形成している。

この例では、スラータ電機すはコアレスタイプとしてい
るが、電機子コイル６の枠内空＋Ｉｉ”ｌ　ｉｂや電機
子コイル６間をコアで埋めたコア有のステータ電機子と
しても艮いものである。

６１）、６ｂ′は電機子コイル６の推力に寄与しない導
体部である。いま第２図にふ・いては、６０個゛の電板
子コイル６を描いており、電機子コイル６Ａ−１と図示
しない６Ａ−２，６Ｂ−１と図示しない６Ｂ−２，６Ａ
ｌ−１と６ＡＩ−２，６Ｂｌ−１と５　ｆ３１−とが同
じ条件にあるコイルとなっている。

７−１．７−２はプリント基板５に配設されたホール素
子、ホールＩＣ等の磁゛亀変侠素子等の位置検知素子で
、いまこの例ではホール素子を用いている。移動子６は
、マグネットヨーク８．界磁マグネット９及び車輪１０
からなる。マグネットヨーク８は断面口字状をなしてお
り、その両側にはを翁する４極のものを用いている（２
）６図参照）。

界磁マグネット９は、マグネットヨーク８の内面に貼着
等の手段によって固定され、ステータ電機子に対向して
いる。界磁マグネット９は、電動子コイル６の鴨（導体
部６ｂと６　ｂ’間）よりも輻の広いものに形成してい
る。ｉｉ、−１，１１−２はそれぞれステータ電様子の
側方部プリント基板す上に適宜な図示しない手段によっ
て固設された長板状の磁気導板である。磁気導板１１−
１．１１−２には、それぞれ等間隔−に一体重に延長折
曲形成された誘磁用突出片１２Ａ、、１２Ｂが界磁マグ
ネット９の下面端部に対向している。上記突出片１２Ａ
−と１２Ｂは位相をすらせてそれぞれ上記磁気導板１１
−１．１１−２に形成されている。上記磁気導板１１−
１　、１１−２には、それぞれ一体重に延長折曲形成さ
れた読値用感知突出片１６Ａ、１？）Ｂが形成され、該
１□□□知欠出片１６Ａ。

１６Ｂそれぞれの下面部には位置検知索子７−１Ｔ７−
２が配設されている。向、上記誘磁用突出片１２Ａ、１
２Ｂを等間隔配置したのは、例えば、第２図の状態を参
照して説明すると」二１１【１、突出片１２Ａ−２が界
磁マグネット９のＳ極９ｂと対向し工いるとき、他の突
出片１２Ａ−６が他のＳａｗ＜’／ｄと対向するように
するためであり、また上記突出片１２Ｂ−１が界磁マグ
ネット９のＮ　４ｙ　９　ａと対向しているとき、他の
突出片１２Ｂ−２１Ｊ・他のＮ極シＣと対向するように
するためでｉ）る。従っで、突出片１２．Ａ又）ｘ１２
ＨがＮ　４１＜又ＳＩ＆と対向すると、該Ｎ又はＳの磁
極が当該矢出片１２Ａ又は１２Ｂ及び（ム気等板１１−
１又は１１−２を介してＮ、父はＳの磁気を感知突出片
１３Ａ父は１３Ｂに誘磁させ、該感知突出片１５Ａ又は
１６Ｂの下面に配゛設された位１道検知素子７−１父は
７−２で当該界磁マグネット９のＮ１１ｉＪｘ９ａ、９
ｃ又はＳ極９ｂ　、９ａを検知させることができる。位
置検知索子７−１又はノー２がＮ極又はＳ４へを検出す
ると、この検出信号がｒＢ駆動回路介してステータ電機
子コイル６群に所定方向の電流を流し、この結果、フレ
ミングの左手の法則により移動子６が所定方向に推進移
動する。尚、この直流リニア半導体モータ１に；ｂ・い
ては速度検出機構を描いていないが当然リニアインタク
トシン、リニアエンコーダや発電式等の速度検出機構を
必要に応じて用いることはｇうまでもない。瓦た誘１広
用矢出片１２Ａと１２Ｂを位相をすらせて形成した理由
は、いずれか−万がデッドポイント（Ｎ極とｓＨの中間
部）と対向しているとき起動できなくなることを防ぐた
めである。また２つの磁気導板１１−１　、　ｉ　ｌ−
２を設けた理由は、上記デッドポイント対策もあるが、
これとは圓係なく、右方向に移動子６を推進させるとき
には、磁気導板１１−１及び位置検知索子７−１を、移
動子６を左方間に推進させるときには磁気導板１１−２
及び位置検知索子７−２をと必要に応じて用い分けるこ
とができるようにするためである。

第４図は一例としての駆動回路１４を示すもので、直列
に接続した３個の電機子コイル６−１゜６−２及び６−
６への通電のための位置検知索子７を１個で済ませよう
とするためである。■（１，・・・。

＆は抵抗、１５はオペアンプ、Ｔｒｌ　＋　”’　ｅ　
Ｔｒａはトランジスタ、１６は正側電飾端子、１７は負
側電源端子である。上記したように位置検知素子７とし
ては、４　ｉｌｉ子のホール索子を用いることとすると
、このホール系子７の電源端子はそれぞれ図示しない２
つの抵抗の中間的位置に配設袋れている。いまホール系
子７が界磁マグネット９のＳ極９ｂ　、９ｄを検出した
ときは、ホール系子７の出力は抵抗１ｈを介しこオペア
ンプ１５で電圧増幅され、抵抗１（、を介してトランジ
スタＴｒｓがオンしくこのときトランジスタＴｒｔ　ｌ
　Ｔｒａはオフとなっている）、トランジスタＴ１゛４
もオンするのでステータ電機子コイル６−１．・・・、
６−６群には矢印入方向の電流が流れる。ホール素子ン
−ｔｙ・界磁マグネット９のＮ檎９ａ、９ｃを検出した
ときは、ホール索子７の出力は抵抗＆を介してオペアン
プ１５で電圧増幅され、抵抗Ｒ，＆ｔ−してトランジス
タＴｒｘがオンしくこのときトランジスタＴｒｓ　、　
Ｔｒａはオフとなっている）メトランジスタＴｒ＋もオ
ンし、ステータ電機子コイル６−１．−・・、６−５Ｎ
には反矢印Ａ方向に電流が流れる。トランジスタ′１゛
ｒ□とＴｒｙ、ＴｒｓとＴｒａによって電流増幅がなさ
れる。このようにステータ電機子コイル６群に矢印へ又
は反矢印Ａ方向に電流がｍれるように往復通電してやる
ことで移動子６を所定方向に推進させることができる。

第５図は３個の電機子コイル６−１．・・・、６−６を
並列接続した場合の他の鳴動回路１４′を示すもので、
原理は第４図と同様なのでその詳細は省略する。

電機子コイル６−１．・・・、６−６を直夕０にするか
並列接続するか、あるいは直列、並列の清快を可能にす
ることで、推進速度や推力を適宜選択し得るや本発明の可動マグネット型直流すニア半尋体モータは上
記構成から明らかなように、仮数個の電機子コイルのた
めの位置検知素子か、誘磁用突出片を有する磁気導板が
代用しているので、位置検知素子が少な（て済むので、
位置検知素子の位置決めが容易で、また構成が簡単なの
で組立てが容易で安価に斌産できる効果がある。また必
要に応じて、複数の磁気導板及びステータ電械子をユニ
ット化なとしてしてやることで、走向距離の長い直流リ
ニア半導体モータを容易に柚々の設計仕様に基いたもの
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｒｈ＝流リニア半導体モータの走行方向から見た
縦断面図、第２図は移動子を取り外したステータ側の平
面図、第６図は界磁マクネットの平面図、第４１及び第
５図は鳴動回！６の一例を不すものである。１・・・可動マグネット型直流リニア半導体モータ、２
・・・固定子、６・・・移動子、４・・・ステータヨー
ク、５・・・プリント基板、６・・・電］トモ子コイル
、６ａ。６ａ’・・・推力に寄与する導体部、７−１．７−２・
・・位置検知素子、８・・・マグネットヨーク、９・・
・界磁マグネット、１０・・・車輪、１１−１．１１−
２・・・磁気導板、１２Ａ、１２Ｂ・・・誘磁用突出片
、１３Ａ、１３Ｂ・・−誘磁用感知突出片、１４　、１
４’・・・鳴動回路。特許出願人高　偶　絃　照■ 菊４図箔５図

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｎ、Ｓの磁毬を長手方間に有する界磁マグネットを
可動子として有し、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幅と略等しく形Ｊ戊された電機子
コイル群からなるステータ’＋ｔｉａ子を上記界磁マグ
ネットに相対向して設け、上記ステータ電機子の側方部
に磁気導板を設け、界磁マグネットのＮ極、又は８４に
のいずれか一方の磁極のみと対向するように誘磁用突出
片子を設けたことを特徴とする直流リニア半導体モータ
。２　上記磁気導板はステータ電機子の両側方部にそれぞ
れ設け、上記磁気導板に形成した誘磁用突出片は界磁マ
グネットのＮ極又鉱、Ｓ極のいずれか一方の磁極のみと
対向するように上磁気導板に等間隔に複数設け、上記二
つの磁気導板に形成した誘磁用突出片は互いに位相をず
らせて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項記載の直流リニア半導体モー久