JPS61203863A - リニアパルスモ−タ - Google Patents

リニアパルスモ−タ

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Publication number
JPS61203863A
JPS61203863A JP4170485A JP4170485A JPS61203863A JP S61203863 A JPS61203863 A JP S61203863A JP 4170485 A JP4170485 A JP 4170485A JP 4170485 A JP4170485 A JP 4170485A JP S61203863 A JPS61203863 A JP S61203863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
leg
poles
field
pitch
Prior art date
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Pending
Application number
JP4170485A
Other languages
English (en)
Inventor
Ayanori Ishibashi
石橋 文徳
Kazuo Kobayashi
和夫 小林
Takashi Nishizawa
隆志 西澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4170485A priority Critical patent/JPS61203863A/ja
Publication of JPS61203863A publication Critical patent/JPS61203863A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は磁気抵抗の高低を所定ピッチをもって分布させ
た走行路部材と、この走行路部材上をパルスを受ける都
度ステップする可動装置からなるリニアパルスモータに
関する。
(発明の技術的背景) 従来、リニアパルスモータとしては例えば第7図に示す
構造のものが知られている。この第7図において、1は
多数の歯2をピッチLをもって有する走行路部材、3は
永久磁石4の両端に界磁脚5.6を設けた可動装置であ
る。各界磁脚5及び6には空隙7を介して前記歯2と対
向する磁極5a、、5b及び5a、5bが形成され、夫
々には励磁コイル8及び9が巻回されている。ここで磁
極5a、5b間ピッチ及び6’a、6b間ピッチは〔(
1)+(1/2)〕Lに、磁極5aと6aとの間の間隔
は〔(1/4)+3〕Lに定められている。また、この
第7図においてPl、P2・・・Pnは歯番号である。
このような構成において、励磁コイル8及び9がパルス
により交互に励磁されることにより可動装置3がステッ
プ移動される。即ち、第7図の実線状態において、励磁
コイル8に矢印方向の電流が与えられると磁極5a、5
bには夫々図示矢印方向の起磁力が発生し、磁極5bに
おいては永久磁石4から与えられるバイアス用磁束との
相殺が行なわれて合成磁束が零となる。このため磁極5
aと歯P3との間の吸引力で可動装置3が図中右方に1
/4ステツプする。このステップにより界磁間6側の磁
極6bは図示実線位置から二点鎖線で示すようにL/4
右方に移動して歯P8に対するずれがL/2からL/4
に接近し、この状態で今度は励磁コイル9に図示矢印方
向の電流が与えられると、磁極6a 、6bには点線矢
印方向に起磁力が発生するので、磁極6aの合成磁束が
零になり、従って他方の磁極6bと歯P8との間の吸引
力により右方に1/4ステツプする。以下この繰返しで
ある。
〔背景技術の問題点〕
しかしながらこのような構成のものでは、可動装置3の
ステップピッチが走行路部材1に形成した歯2のピッチ
の1/4であり、これ以上細いステップピッチにするに
は歯2のピッチを更に小さくする必要がある。しかしな
がら歯2の間隔を機械的加工手段をもって細くすること
は極めて困難であり、0.111111程度が限度であ
る。別の公知例として特公昭49−41602号公報に
記載されたものもあるが、ここで述べられているリニア
パルスモータにおいても1ステツプの移動量は走行路部
材上の歯ピッチの173である。
〔発明の目的〕
本発明は上記の欠点を除去すべくなされたものであり、
その目的は可動装置のステップピッチをこれが走行路部
材上に形成した歯等磁気抵抗の高低分布ピッチに対して
例えば1/2n  (但しnは磁極の個数)になる等極
端に細くすることができ、従って走行路部材にスリット
等磁気抵抗高低分布を形成するための加工が容易になる
リニアパルスモータを提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明によるリニアパルスモータ夕は磁気的にバイアス
が与えられるように設けた第1及び2の界磁間に励磁コ
イルを有する夫々n個の磁極を設け、これらの磁極の配
列間隔を〔(1/2n ’)+N〕Lとし且つ両界磁脚
間の相隣る磁極間隔を〔(M/2>+ (1/2n )
〕Lとなし、これによりステップピッチを(1/2n 
)以下になるようにしたものである。但し、N及びnは
整数、Mは2以上の整数、しは走行路部材の磁気抵抗の
高低分布ピッチである。
(発明の実施例) 以下本発明の第1実施例について第1図乃至第4図を参
照しながら説明する。20は長尺な磁性材製の走行路部
材であり、これに所定のピッチLをもって磁気抵抗の高
低分布を形成するために例えば多数の[i+20aを形
成している。従ってこの磁気抵抗高低分布としては歯2
0aの代りにスリットを設ける構成でもよい。21は可
動装置であり、以下これについて述べるに、22はバイ
アス用磁束を生じさせるバイアス用磁路脚として形成さ
れた永久磁石であって、その両端には磁性材製の第1の
界磁間23及び第2の界磁間24が磁気的に結合された
状態で固着されている。第1の界磁間23の前記走行路
部材20と対画する面にはn相構成とするためのn個例
えば5個の磁極23a 、 23b 、 23c 、 
23d 、 23eが〔(1、/2n)+N〕L(この
実施例では〔(1/10)+1)しなる間隔(相隣る面
間距離))をもって一体に突出形成されている。ここで
Nは整数である。これと同様に第2の界磁間24にも上
記と同一間隔をもうて5個の磁極24a 、24b 、
240.24d 、24eが一体に突出形成され、そし
て可動装置21はこれら磁極23a〜24eの先端が走
行路部材20の各歯2′Oaに微少な空隙25を介して
対向し得るように図示しない適当な案内手段により支え
られる。このような10個の磁123a〜24eの各々
には励磁コイル26a〜26e及び27a〜27eが巻
装され、夫々に第2図に示すタイミングでパルスが順に
印加されるようになっている。これら励磁コイル26a
〜27eはその奇数相と偶数相とでは巻回方向が逆にさ
れ、即ち励磁コイル26a 、260.268(及び2
7a 、27c 、27e )と26b、26d (及
び27b、27d>とは巻回方向が異なる。
また第1の界磁脚23の磁極23eとこれに最も近接す
る第2の界磁脚24の磁極24aとの間隔即ち肉界磁脚
23.24間の相隣る磁極WjJ隔は〔(M、/2)+
 (1/、2n )〕L (但しMは2以上の整数)に
定められるが、この実施例では〔(1/10)+1.5
〕Lに定めである。
次に上記構成の作用について説明する。このリニアパル
スモータにおいては、第2図に示すように第1及び第2
の界磁脚23.24双方の互に対応関係にある一対の励
磁コイルが同時に通電され、その連続通電時間幅は5ス
テツプ期間である。即ち5ステツプで5相を1巡する通
電方式である。
ここで第1相は励磁コイル26a 、27a 、第2相
は励磁コイル26b、27b・・・同様に第5相は励磁
コイル26e、27eである。各励磁コイル26a〜2
7eはその巻方向及び通電方向に応じた方向の起磁力を
生ずるから、永久磁石22で発生するバイアス用磁束の
方向との関係で、磁極23a〜24eには合成磁束が零
の場合と、N極磁束の場合と、S極磁束の場合とを生ず
る。この状況を第3図に示す。即ち第3図は励磁コイル
26a〜27eが第2図に示すモードで通電された場合
のその各コイル26a〜27eの起磁力の方向、各磁極
23a〜24eの合成磁束とその極性、並びに各ステッ
プにおいて各磁極23a〜24eと最も近接した関係に
ある走行路部材20の歯20a (以下歯20aを必要
に応じて歯Pi 、P2・・・と称す。)との対応関係
を示している。また第4図に−は第3図に示した各ステ
ップにおける各磁極23a 〜2.4eと走行路部材2
0の各歯P! 、 P2・・・との間の相対位置関係を
示している。尚、第3図中(+)はN極性磁束、(−)
はS極性磁束、(0)は合成磁束零、Fは励磁コイル2
6a〜27eの起磁力の方向、φは合成磁束極性、Pは
最近傍の歯番号を示す。このリニアステップモータは各
励磁コイル26a〜27eがステップ毎に第2図に示す
モードで通電されると、磁極238′〜24eの磁束が
第3図の「合成磁束」欄に示すように変化して可動袋@
21が第4図に示すように順次ステップする。第4図で
は便宜上走行路部材20が右方へ移動するものとしてい
る。
−例として第1ステツプから第2ステツプへの移動につ
いて述べるに、今、励磁コイル26a〜27eが第2図
のステップ1に示す通電モードによって第3図中ステッ
プ1のr FJ’ mに示す磁束を生じ、可動袋M21
の磁極23a〜24eと走行部材20の各111i20
aとの相対位fllW係が第4図中ステップ1に示す状
態にあったとする。この状態テハ上記各磁極23a 、
23c 、23d 、24b、24eに磁束を生じこれ
ら磁極と最近傍のf3P1.Pa、P6−Ptt+ P
IIiiとの各区間に平行線群で示す磁束分布が形成さ
れそれらの間に矢印方向の吸引力が作用する。この吸引
力は磁極23aと歯P1との間では磁気中心が合致して
垂直方向成分のみの力であって水平方向成分の力は零で
ある。また残りの磁極23c 、23d 、24b、2
4eでは水平方向成分の力が2極ずつ相反する方向であ
るので合成力として零であり、全体としてバランス状態
にある。こうして可動装置21は第4図のステップ1の
位置に位置決めされ水平方向に対してバランス状態を保
つ。このステップ1でのバランス状態中に励磁コイル2
6a〜27eが第2図のステップ2に示す通電モードに
変化すると第3図中ステップ2のrFJ欄に示す磁束、
従って「φ」欄に示す合成磁束を生じる。
すると、第3図のステップ1と2との「φ」欄の対比か
ら明らかなように、第4図のステップ1の状態において
磁極23dの磁束が消滅し、代って磁極24dに磁束が
発生して歯14との間に吸引力(点線矢印で図示)を生
ずる。これにより合成吸引力の水平方向成分のバランス
が崩れ、可動装置21は左方へ移動し、そして第4図の
ステップ2の位置に達して今度はvA極24bと歯pH
とが合致しその水平方向吸引力が零になるのでバランス
状態になりこの位置に停止する。以後この繰返しによっ
て可動装置21は順次ステップされるがそのピッチは第
4図から明らかなようにL/10である。従って上記構
成によれば、1ステツプのピッチが1/4程度にすぎな
い従来構成に比しL/10になる。即ちステップ分解能
が著しく高くなるので、走行路部材に形成する磁気抵抗
の高低分布ピッチを比較的粗くすることができ、製造性
に優れたものになる。
次に本発明の第2実施例を第5図を参照して述べるが、
この第2実施例のものは、第1図に示す構成のものにお
ける励磁コイル26a〜27eの通電モードを第5図に
示すように4相励磁と5相励磁とを1ステツプ毎に交互
に繰り返すようにしたものであり、1ステツプ長がL/
20に細くなる。即ち、励磁コイル26a〜27eの励
磁方式は各ステップ毎に同一相数通電する場合はステッ
プピッチがL 、/ 2 nとなり、ステップ毎に通電
相数がQと(Q+1)(但しQは整数)と交互に変化す
る場合はし、/4nなるステップピッチが得られる。
また第1図と同一部分に同一符号を付して第6図に示す
第3実施例のものは界磁脚23に形成する各磁極28a
、28b・・・を第1図のものよりも幅広とし、その各
端面に走行路部材20の歯20aピッチと同一ピッチL
をもって複数の歯29を形成した構成にしたものであり
、上記同様の効果が得られる。また本発明は第1図に示
す永久磁石22を磁性材に代えこれにバイアス用のコイ
ルを巻回した電磁石構成にしても差支えない。
〔発明の効果〕
本発明は以上述べたように可動装置のステップピッチを
走行路部材のスリット等磁気抵抗高低分布ピッチの1/
2n以上に細くできるリニアパルスモータを提供できる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示すリニアパルスモータ
の側面図、第2図はこのモータに加えるパルス波形を示
す図、第3図及び第4図はこのモータのステップ作用を
説明するための図、第5図は第2実施例を示す第2図相
当図、第6図は第3実施例を示す主要部の側面図で、第
7図は従来例を示す側面図である。 図中、20は走行路部材、21は可動装置、22はバイ
アス用磁路脚、23.24は第1.第2の界磁脚、23
a〜24e及び28a〜28Cは磁極、26a〜27e
は励磁コイルである。 出願人  株式会社  東  芝 ′@ 2図 NJ屈コイlしも 1264’:+b/8’3 1(J12′lA 5区 励A1コイルh ↓ 1264 ’) b / H9’10111;dlj1
4E1b1/’1llTjQWG図 手続補正口 昭和60 年4 月 4日

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1.  1.磁気抵抗の高低分布ピッチがLの走行路部材とこ
    の走行路部材に沿い移動する可動装置とからなり、この
    可動装置はバイアス用磁束を生ずるバイアス用磁路脚と
    、このバイアス用磁路脚に相互に離間して磁気的結合状
    態で固定された第1及び第2の界磁脚と、これら各々の
    界磁脚の前記走行路部材と対向する面に互に間隔を置い
    て形成されたn個(n:整数)の磁極と、これら各磁極
    に設けられた励磁コイルとからなり、前記同一界磁脚の
    磁極の配列間隔を〔(1/2n)+N〕L(但しN:整
    数)とし、第1の界磁脚の磁極とこれに最も近接する第
    2の界磁脚の磁極との間隔を〔(M/2)+(1/2n
    )〕L(但しM:2以上の整数)としたことを特徴とす
    るリニアパルスモータ。
  2.  2.バイアス用磁路脚が永久磁石により形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のリニ
    アパルスモータ。
  3.  3.バイアス用磁路脚が電磁石によつて形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のリニ
    アパルスモータ。
JP4170485A 1985-03-01 1985-03-01 リニアパルスモ−タ Pending JPS61203863A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05111832A (ja) * 1991-10-21 1993-05-07 Mitsubishi Motors Corp ねじ締付機用ソケツト装置
US5703417A (en) * 1994-09-30 1997-12-30 Linear Drives Limited Linear motor for extended travel

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5543971A (en) * 1978-09-25 1980-03-28 Ricoh Co Ltd Linear pulse motor

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