JPS60204252A - ３次元モ−タ - Google Patents

３次元モ−タ

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JPS60204252A
JPS60204252A JP6005884A JP6005884A JPS60204252A JP S60204252 A JPS60204252 A JP S60204252A JP 6005884 A JP6005884 A JP 6005884A JP 6005884 A JP6005884 A JP 6005884A JP S60204252 A JPS60204252 A JP S60204252A
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JP
Japan
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axis
stator
magnetic field
rotor
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JP6005884A
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Tomoaki Yano
智昭 矢野
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion 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
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom

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  • 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、ロボットの関節駆動機構や液体撹拌機等に用
いるのに適した３次元モータに関するものである。
従来から用いられているモータは、同期機にしても、誘
導機にしても、磁、界の回転方向が一方向に限られ、従
って出力軸は一つの軸線のまわりにおいてのみ回転し、
即ち自由度としては一自由度の制御しか行えない。
本発明は、互いに直交する３方向の磁界を合成すること
により、磁界の回転軸を３次元の任意の方向にとること
ができ、従って出力軸の軸線を任意の方向にとり、一台
で３自由度の制御を行うことができる３次元モータを提
供しようとするものである。
かかる目的を達成するため、本発明の３次元モータは、
互いに直交する３方向の軸のまわりにそれぞれ回転磁界
を発生させる巻線を設け、それによって任意の方向の合
成回転磁界を発生可能としたステータ内に、任意の方向
に回転可能に支持されたロータを設けることによって構
成される。
而して、このような本発明の３次元モータによれば、ス
テータにおいて磁界の回転軸を３次元の任意の方向に向
けることができ、従って出力軸を任意の方向に向けて回
転させるなど、一台で３自由度の回転制御を行うことが
できる。
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳述する
。
第１図は本発明を適用した同期機の構成を示すもので、
中空球状の外殻を構成するステータｌに、互いに直交す
るＸ軸、ｙ軸、Ｘ軸のまわりに回転磁界を発生させる巻
線２ｇ、２ｙ、２ｚを設けている。これらの巻線は、そ
れぞれ回転制御を行う制御装置を介して電源３ｘ、３ｙ
、３ｚに接続され、それらの電源から各巻線に制御され
た電流を供給することにより、任意の方向の合成回転磁
界を発生させるものである。
即ち、上記直交する巻線２ｘ、２ｙ、２ｚによって、第
２図に示すようなベクトルで表わされる３軸方向の磁界
φＸ、φｙ、φ２が発生し、それらの合成磁界φがそれ
ぞれのベクトルの和として得られることになる。
このステータ１内にベアリング４を介して任意の方向に
回転可能に支持されたロータ５は、球状体８内に公知の
同期機と同様の永久磁石７を収容することにより構成さ
れ、上記ステータｌの巻線による回転磁界によってその
磁界の回転軸のまわりに回転するものである。
このロータ５には、出力軸８を設ける必要があるが、こ
の出力軸８はステータ１における巻線”＋２１．２ｚに
よって回転を制限されることになる。
しかしながら、上記出力軸８は少なくとも各巻線との干
渉が生じない範囲、即ち球状ステータ表面の１７８を占
める略三角形状の範囲内においてステータｌに開口部を
設けることにより、その範囲内で任意の方向に向けるこ
とができると共に、その向きにおいて回転させることが
でき、３自由度の制御を行うことができる。
従って、このような３次元的な回転を必要とする用途に
有効に利用することができ、例えばロボットの肘につい
ては３自由度をもたせる必要があって、一般的には三つ
のアクチュエータを用いているが、上記３次元モータに
よればその一台によって３自由度の制御を行うことがで
きる゛。また、出力軸が回転するだけでなくその向きを
変え得るため、液体の撹拌機用モータなどとしても有効
である。
第３図及び第４図は、本発明を誘導機に適用した場合に
おけるロータ１０の構成を示すもので、前記実施例と同
様に球状に形成して、ステータ内において任意の方向に
回転可能に支持できるように構成している。而して、こ
のロータ１０には、それを出力軸１１のまわりに回転さ
せるための巻線１２及び出力軸１１と直交する軸線のま
わりに回転させる巻線１３とを備えている。
従って、ステータにおける巻線・＼の電流を制御して磁
界を回転させると、それによって上記ロータにおける巻
線１２．１３に誘導電流が流れ、それが回転磁界を切る
ことにより回転力が発生して、ロータ１０が３次元的に
駆動されることになる。
なお、上記ロータｌＯには２方向の巻線１２，１３　Ｌ
か設けていないが、それによって３自由度の制御を行え
ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を同期機に適用した実施例の構成図、第
２図はその回転磁界に関する説明図、第３図及び第４図
は本発明を誘導機に適用した実施例におけるロータの平
面図及び側面図である。 １　・・ステータ、　２ｘ、２ｙ、２ｚ＊　＋＋巻線、
５、ｉｏ−・ロータ、８．１１・・出力軸。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、互いに直交する３方向の軸のまわりにそれぞれ回転
    磁界を発生させる巻線を設け、それによって任意の方向
    の合成回転磁界を発生可能としたステータ内に、任意の
    方向に回転可能に支持されたロータを設けたことを特徴
    とする３次元モータ。
JP59060058A 1984-03-28 1984-03-28 ３次元モ−タ Expired - Lifetime JPH0685630B2 (ja)

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