JPS60141163A - リニアステツピングモ−タ - Google Patents

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、例えばフロッピーディスク装置の磁気ヘッド
キャリア等として使用可能なリニアステッピングモータ
に関するものである。

従来のリニアステッピングモータの例として第１図、第
２図に示されているようなものが知られている。第１図
、第２図において、リニアステッピングモータのステー
タコア及び外殻をなす円筒部材１の両端には軸受２．３
が固定され、これらの軸受２．３によって軸４が円筒部
材１と同心になるように固定されている。円筒部材１内
には、可動子としての円柱部材５が設けられている。円
柱部材５は、軸４に沿って移動可能なスラスト軸受６と
、この軸受６の外周に固着された非磁性材でなるパイプ
７と、このパイプ７の外周に固着された複数のコア８と
、これらのコア８を二群に分ける位置に介装された永久
磁石９と、各群のコア８を部分するようにして介装され
たリング１０及びこのリング１０の外周に巻かれたコイ
ル１１とからなる。円筒部材１の内周面には同一ピンチ
の周溝が形成されることにより多数の突極１２が軸線方
向に形成され、円柱部材５の一部をなす各コア８の外周
にも同一ピッチの周溝が形成されることにより多数の突
極１３が軸線方向に形成されている。円柱部材５の一側
面には腕金具１４０基部が固着され、腕金具１４の先端
部は軸受３を貫通して外側に露出し、円柱部材５の動き
を外部の各種機器等に伝達するようになっている。

上記従来のリニアステッピングモータの例において、コ
イル１１に所定の順序で所定の方向に電流を流せば、円
筒部材１の突極１２のピンチ及び円柱部材８の突極１３
のピッチによって決まる所定のピンチずつ歩進すること
は周知の通りである。しかし、上記従来のリニアステッ
ピングモータによれば、円筒部材及び円柱部材の突極は
周方向に一定ピンチで間欠的に形成されるため、突極を
形成するための切削加工は連続で行うことができず、精
度も出し難いという問題点がある。特に円筒部材の内周
を切削加工して突極を間欠的に形成することは困難であ
る。また、円筒部材の固定位置が決まれば円柱部材の位
置も決まるから、一度リニアステッピングモータを取付
けてしまうと、同モータの円柱部材と外部機器との相対
位置関係の調整が困難であった。

本発明の目的は、円筒部材及び円柱部材の突極を連続的
に形成加工することが可能であると共にその精度を高め
ることが容易であり、また、円筒部材と円柱部材の相対
的な位置出しが可能で外部機器との位置関係の調整が容
易なりニアステ、ピングモータを提供することにある。

本発明のりニアステッピングモータは、円筒部材と円柱
部材の相対向する突極をそれぞれスパイラル状に形成し
たことを特徴とする。

以下、第３図乃至第９図を参照しながら本発明を説明す
る。

第３図において、リニアステッピングモータのステータ
コアとしての円筒部材２１の内周には一定のピッチＰｓ
によってスパイラル状の溝が形成されることにより突極
２２がスパイラル状にかつピンチＰｓで軸線方向に並ん
だ形で形成されている。円筒部材２１内には、非磁性材
でなるパイプ２６を介して可動子としての円柱部材２５
が図示されない軸に沿って円筒部材２１の軸線と共通の
軸線方向に移動可能に設けられている。円柱部材２５の
外周には一定のピッチＰｒによってスパイラル状の溝が
形成されることにより突極２３がスパイラル状にかつピ
ッチＰｒで軸線方向に並んだ形で形成されている。円柱
部材２５の外周にはまた、円柱部材２５を軸線方向に部
分する位置で周溝１６が形成されると共に、部分された
円柱部材２５の各部をさらに部分する位置で周ｓ１７．
１８が形成されている。これらの周溝は、突極２３を形
成したあとで切削加工することにより形成される。上記
周溝１６にはリング状の永久磁石２８が介装されている
。ただし、永久磁石２８の代わりにこれと同効の電磁石
が介装されてもよい。また上記周溝１７．１８にはコイ
ル３１．３１が巻かれている。第４図の例は、非磁性材
でなるパイプ２６の外周に磁性材３２を固着したあと、
磁性材３２を切削加工して突極及び各周溝を形成する方
法であり、第５図の例は、非磁性材でなるパイプ２６の
外周に円板状の磁性材３３．３４．３５．３６を所定の
間隔をおいて嵌合し、位置決めして固定し、そのあと各
磁性材の外周にスパイラル状の溝を切削形成することに
より突極を形成する方法である。何れにせよ、スパイラ
ル状の突極は途中で切れた形になるが、仮想的なスパイ
ラル状の共通な線に沿って仮想的には連続したものとし
て形成される。

一定の空隙をおいて相対向する円筒部材２１の突極２２
と円柱部材２５の突極２３は次のような相対位置関係に
なっていなければならない。即ち、第３図において、溝
１６とａ１８との間の中央部Ｂにおける突極２２と突極
２３は互いに１／２ピツチずれ、溝１６と溝１７との間
の中央部Ｃにおける突極２２と突極２３は互いに１／４
ピツチずれ、溝１７とその側方の円柱部材２５の端面と
の間の中央部りにおける突極２２と突極２３は上記０部
におけるずれとは逆の向きに１／４ピツチずれていなけ
ればならない。そのためには、次式を満たすような構成
になっていればよい。

Ｌ１＝ＰｒＸ　Ｎ　＝ＰｓＸ　（Ｎ±０．５）・−・■
Ｌ２＝ＰｒＸＭ＝ＰｓＸ　（Ｍ±０．２５）　−・’■
ここで、Ｌｌは０部とＤ部の間隔、又は溝１８とその側
方の円柱部材２５の端面との間の中央部ＡとＢ部との間
隔を示しており、Ｌ２はＢ部と０部の間隔を示している
。Ｎは間隔Ｌｌ内の突極２３の数、Ｍは間隔Ｌ２内の突
極２３の数である。そして、■式において十をとるとき
は０式でも十をとり、■式で−をとるときは０式でも−
をとる。従って、■式と０式では、 Ｎ＝０．５Ｐｓ　／　（Ｐｒ−Ｐｓ） Ｍ　＝０．２５Ｐｓ／　（Ｐｒ−Ｐｓ）、’、　Ｎ　＝
　２　Ｍ となり、ＬＬ＝２ＸＬ２となる。第３図の例ではＭ＝４
、Ｎ＝８になっている。

上記実施例によれば、ステータとしての円筒部材２１の
突極２２及び可動子としての円柱部材２５の突極２３は
共にスパイラル状になっており、それぞれピッチが異な
るため、Ａ部において突極２２と突極２３の中心位置が
相対向していても、Ａ部の両隣の極Ａ１、Ａ２では互い
に逆向きにそれぞれＰｓ　−Ｐｒだけずれており、これ
らの極Ａ１、Ａ２とこれと対向する円筒部材２１側の突
極２２との間に生じる吸引力又は反発力は互いに打ち消
し合う向きになり、結局、Ａ部において受ける力のみを
考えればよいことになる。かかる考えはＢ、Ｃ，Ｄの各
部においても同様である。即ち、例えば０部について考
えると０部の突極において生ずる力をＸとするとその右
隣の突極で生じる力はＸ　ａ、左隣の突極で生じる力は
ｘ＋ｂとなる。ここで、右隣の突極と左隣の突極のずれ
量は同一であるから、ａは略すと同一となり、結局、０
部の突極及びその両隣の突極に生じる力はＸ＋Ｘ−ａ＋
Ｘ＋ｂ＝３Ｘとなる。

このことから、０部の突極だけを考えて両隣の突極のず
れによる力の変化は無視してよいことになる。こうして
、結局、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ部の各究極において生じる力が
円筒部材２１と円柱部材２５との間に生じる駆動力と考
えればよいことになる。

上記実施例によれば、円筒部材２１の内周面に形成され
た突極２２と円柱部材２５の外周面に形成された突極２
３は共にスパイラル状になっているから、連続的な切削
加工によりスパイラル状の突極を形成することが可能で
あり、−回のねじ切り加工で円柱部材の４個所の極を形
成することができるから精度よく加工することができる
。また、円筒部材２１と円柱部材２５の突極は共にスパ
イラル状に形成されているから、例えば円筒部材２１を
ステータとするなら、同円筒部材２１を軸線の周りの回
動位置を変えることによりスパイラル状の突極２２の位
置が軸方向に移動して磁力のバランス位置が移動し、円
柱部材２５の位置も移動する。従って上記実施例によれ
ば、外部機器等に対する相対位置関係を微調整すること
が可能である。さらに、円柱部材の永久磁石２８の代わ
りにコイルを巻いてこれを励磁するようにした場合は、
上記コイルに流す電流に変化をつけることにより、特性
に変化を持たせることもできる。

第６図、第７図は本発明のリニアステンピングモータの
一端部の構成例を示すものであって、外部機器等に固定
可能な軸受４２には、ステークとしての円筒部材４１が
円周方向に回動可能に嵌められると共に軸４４の一端部
がその軸線と円筒部材４１の仮想中心軸線が一致するよ
うに嵌められており、円筒部材４１内において軸４４に
沿って移動可能に円柱部材４５が配置されている。円柱
部材４５の一端には腕金具４６の基部が固着され、腕金
具４６の先端部は軸受４２の窓孔を緩く貫いて外部に露
出し、外部機器の可動部等と連結することができるよう
になっている。

上記の例によれば、軸受４２に対して円筒部材４１を回
動させることにより円筒部材４１の内周に形成されたス
パイラル状の突極の位置が軸方向に移動して磁力のバラ
ンス位置も軸方向に移動し、円柱部材４５及びこれと一
体の腕金具４６の位置も軸方向に移動する。よって、外
部機器等に対する腕金具４６の相対位置を微調整するこ
とができる。

円筒部材の突極のピンチと円柱部材の突極のピッチは、
必ずしも互いに異ならせる必要はない。

第８図に示されているように、円筒部材２１の突極２２
のピッチＰｓと円柱部材２５の突極２３のピッチＰｒを
同一にしてもよい。もちろん、この場合も双方の突極２
２．２３はスパイラル状に形成される。但し、コイル３
１０両側方の円柱部材２５の外周に形成されている突極
２３は必ずしも一つの共通のスパイラル状の線に沿って
形成される必要はなく、コイル３１の一側方にある突極
とコイル３１の他方の側方にある突極がそれぞれスパイ
ラル状の線に沿って形成されていれば足りる。

第９図は円柱部材の別の例を示す。第９図において、非
磁性材でなるパイプ５６には、コイルを嵌めるべき円周
溝５７．５８をそれぞれ有する円柱部材６１．６２が嵌
合固着されると共に、これらの円柱部材の間に永久磁石
５９が嵌合固着されている。この場合、各円柱部材６１
．６２の外周に形成されている突極のピッチＰｒと図示
されない円筒部材の突極のピンチＰｓとの関係は、 Ｐｒ／Ｐｓ＝　（Ｎ±０．５　＞　／Ｎ（Ｎは正の整数
） を満たす式になればよい。また、各円柱部材６１．６２
における周溝５７．５８の両側に位置する突極群の軸線
方向の中心間の間隔Ｌｌと、永久磁石５９の両側に位置
する突極群の中心間の間隔Ｌ２との関係を必ずしもＬ１
＝　２　ＸＬ２とする必要はない。即ち、各円柱部材６
１．６２の突極が各円柱部材６１．６２を通じて連続し
たスパイラルになりでいる必要はなく、円柱部材６１の
突極はその限りにおいて連続したスパイラルに、また、
円柱部材６２の究極はその限りにおいて連続したスパイ
ラルに形成し、双方の円柱部材６１．６２を適宜の間隔
で位置決めするようにしてもよい。この場合、図示され
ない円筒部材の突極のみが連続したスパイラル状になる
。

本発明のリニアステッピングモータにおいては円筒部材
側を可動子とし、円柱部材側を固定としてもよい。

本発明によれば、円筒部材の内周の突極と円柱部材の外
周の突極とを連続したスパイラル状に形成したから、連
続した切削加工により突極を形成することができ、従来
のように複数の突極を一つ一つ切削しつつ加工するのに
比べて、切削加工時間が短くなると共に精度のよい突極
を形成することができる。また、円筒部材と円柱部材の
突極がスパイラル状になっているから、上記両部材のう
ち固定側となる方の部材を軸の周りに回動させることに
より磁力のバランス位置を移動させて可動子となる部材
側の位置を微調整することも可能である。従って、本発
明のリニアステッピングモータを、例えばフロッピーデ
ィスク装置のヘッドキャリアとして利用するとするなら
、固定となる側の部材を軸の周りに回動させることによ
り、へ・ノド位置の微調整を行うことができる

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のリニアステッピングモータの例を示す断
面図、第２図は同上リニアステ・ノビングモータの突極
の部分の拡大断面図、第３図は本発明の一実施例を示す
断面図、第４図は本発明に用いることができる円柱部材
の製作方法の一例を示す断面図、第５図は同じく円柱部
材の製作方法の別の例を示す断面図、第６図は本発明に
適用可能なリニアステッピングモータの端部の構成例を
示す側面図、第７図は同上断面図、第８図は本発明の別
の実施例を示す要部の断面図、第９図は本発明に適用可
能な円柱部材の別の例を示す断面図である。 ２１・・円筒部材　２２・・円筒部材の突極２３・・円
柱部材の突極　２５・・円柱部材　２６・・非磁性材で
なるパイプ　３１・・コイル　４１・・円筒部材　４２
・・軸受　４５・・円柱部材　４６・・腕金具　６１．
６２・・円柱部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸線方向に並んだ多数の突極を内周面に有する円筒部材
   内に、軸線方向に並んだ多数の突極を外周面に有する円
   柱部材を設け、これら円筒部材と円柱部材のうちの一方
   を可動とし、他方を固定としたリニアステッピングモー
   タにおいて、上記円筒部材と円柱部材の相対向する突極
   をそれぞれスパイラル状に形成したことを特徴とするリ
   ニアステッピングモータ。