JPS61280762A - リニアパルスモ−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】 ビ産業上の利用分野） この発明は、精密位置決め装置等に用いられるリニアパ
ルスモータに係り、特に可動子と固定子双方の歯部の形
状を変更することにより、可動子の走行中の横ぶれを防
止したリニアパルスモータに関する。

（従来の技術） 一般に、この種のリニアパルスモータは、第５図に示す
如く、固定子（１）の歯部（１ａ）に対して一定の間隔
（４）をもって可動子（２）の歯部（２ａ）が対向配置
され、可動子（２）の各相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相）
に巻回された励磁コイル（３）に順次パルス電流を流し
、Ａ相から順に磁化してゆくことによって、可動子（２
）が固定子（１）上を１ステツプずつ矢印（ａ）方向へ
直線移動する仕組みになっている。なお、図中の破線は
、Ａ相の励磁コイルにパルス電流を通電したときに生じ
る磁束を示している。

従って、このような仕組みのリニアパルスモータを実際
に製作するには、前記固定子（１）と可動子（２）との
間隙（４）を一定に保持しつつ可動子（２）が横ぶれな
く円滑に直線移動を行い得る工夫を要する。

このため、従来より製造されているリニアパルスモータ
は、一般に第６図（ａ）　（ｂ）に示す如く、可動子（
２）に４つのロール（６）を軸（５）に軸着して間隙（
４）を保持し、さらに可動子（２）両側面と固定子（１
）の両側面とを水平ロール（７）を介してアーム（８）
で接続し、直線移動時の横ぶれを防止する構造となって
いるが、このように多数のロール（６）　（７）や軸（
５）、アーム（８）等の部品を可動子（２）に取り付け
る構造は、可動子（２）の質量を増大させ、その応答性
を著しく低下させるのみならず、組み立て作業性をも著
しく低下させる欠点がある。

出願人は、さきにこのような欠点を解消するものとして
、第７図（ａ）　（ｂ）に示す如く、複数個の可転球（
９）を一定間隔で並列に嵌めた間隙保持器（１０）を、
可動子（２）と固定子（１）間に介在させて双方の間隙
（４）を一定に保持し、かつ上記可動子（２）の−側面
部に固定子（１）の−側面外方へ曲折するガイド（１５
）を形成し、該ガイド（１５）と固定子（１）−側面（
１３）の間隙（１１）内に、上記間隙保持器（１０）の
−側を折曲延長せしめ、該延長部（１０’　）にガイド
（１５）の内面と固定子（１）側面（１３）双方に接し
て水平に転動する多数の可転球（９゛）を一定間隔で直
列に嵌めるとともに、上記ガイド（１５）の内面に固定
子の一側面（１３）を吸引する永久磁石（１４）を固着
することによって、可動子（２）の横ぶれを防止する構
造のリニアパルスモータを提寓した（実開昭５９−６２
８０９号）。

（発明が解決しようとする問題点） 然しなから、上記第７図に示すリニアパルスモータは、
可動子（２）の−側面部にガイド（１５）を形成する点
において、なお質量上および加工精度上の問題が残され
ている。

また、可動子（２）および固定子（１）双方の歯部（２
ａ）　（ｌａ）は、通常第８図に示すような歯部形成用
スリット板（１６）、すなわち板面（１６’　）に一定
幅（−）のスリット（１７）を必要数一定のピッチ（Ｐ
）ですだれ状に設けた磁性材よりなる薄板を接着するこ
と゛によって形成されているが、上記スリット板（１６
）は機械的強度が低いために、可動子（２）や固定子（
１）への取り付は時等に容易に歪んで、ピッチ（Ｐ）の
寸法精度を悪化させ、可動子の高精度の移動を阻害する
という問題もある。　本発明は、このような問題を一挙
に解決するためになされたもので、可動子の走行中の横
ぶれを防止する部品を一切取り付ける必要がなく、然も
歯部形成用スリット板自体の機械的強度が高く、前記ピ
ッチの寸法精度に狂いのない移動精度の高いリニアパル
スモータを提供しようとするものである。

以下、掲げた図面に基づき本発明の詳細な説明する。

（問題点を解決するための手段） 第１図は、本発明に係るリニアパルスモータの一例を示
す図で、同図（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は第１図（ａ
）のＡ−Ａ線矢視断面図である。

第１図（ａ）　（ｂ）に示す如く、本発明のリニアパル
スモータは、基台（１′）表面に歯部形成用スリット板
（１６１）を接着した固定子（１）と、ヨーク（２′）
端面に歯部形成用スリット板（１６ｓ）を接着した可動
子（２）とが、可動子（２）と固定子（１）双方に接す
る複数個の可転球（９）を嵌合した間隙保持器（１０）
を介在して相対移動するリニアパルスモータにおいて、
前記固定子（１）側の基台（１°）表面の歯部形成用ス
リット板（１６１）と、可動子（２）側のヨーク（２′
）端面の歯部形成用スリット板（１６□）のそれぞれが
、第２図に示す如く、矢印ａで示す可動子（２）の移動
方向へ一定のピッチ（Ｐ）ですだれ状に並ぶ多数のスリ
ット（１７ａ）　、　（１７ｂ）よりなるスリット列の
複数（１７Ａ）　（１７Ｂ）を、列間に帯状板面部（１
６”）を残して並列に備え、該複数のスリット列（１７
Ａ）　（１７Ｂ）はその構成スリット（１７ａ）　（１
７ｂ）が互いに前記可動子（２）の移動方向ａに位置ず
れなく並ぶとともに、前記帯状板面部（１６”　’）が
固定子（１）側スリットＷ、（１６，）と可動子（２）
側スリット板（１６□）とで対向するよう配置されてい
ることを特徴とする。

すなわち、図示例のリニアパルスモータは永久磁石形モ
ータで、可動子（２）は、コイル（図示せず）を巻回す
る一対の門形ヨーク（２’）（２°）間に永久磁石　（
１２）を配置し、これらの上面を非磁性材のフレーム（
１８）に固着して一体に構成されている。上記門形ヨー
ク（２’）（２’）の各端面には、ヨークと同じ磁性材
よりなる歯部形成用スリットＦｉ（１６□）　（１６ｇ
）　（１６ｚ）　（１６ｔ）が接着剤等によって接着さ
れ、凹凸状の歯部（２ａ）が形成されている。

一方の固定子（１）は、磁性材よりなる平板な長方形状
の基台（１″）表面に、上記可動子（２）と同じく歯部
形成用スリット板（１６，）を接着剤等で接着すること
により、凹凸状の歯部（１ａ）を形成したものである。

、可動子（２）および固定子（１）双方に接着された歯
部形成用スリット板（１６ｇ）　（１６，）には、いず
れも第２図に示す如く、その板面（１６’　）に複数列
（図示例では２列）のスリット列（１７Ａ）　（１７Ｂ
）が列間に帯状板面（１６°°）を残して並列に設けら
れている。

これらのスリット列（１７Ａ）　（１７Ｂ）は、板面（
１６’　）に矢印ａで示す可動子（２）の移動方向と直
交する方向の同一幅（−０）のスリット（１７ａ）　（
１７ｂ）を、必要数一定のピッチ（Ｐ）で可動子の移動
方向ａへ、すだれ状に設けたもので、スリット列（１７
Ａ）を構成するスリット（１７ａ）とスリット列（１７
Ｂ）を構成するスリット（１７ｂ）は、互いに上記可動
子（２）の移動方向ａに位置ずれなく並べられている。

図示例の場合、これらのスリット列（１７Ａ）　（１７
Ｂ）は両面エツチング法によって設けられている。

スリット列（１７Ａ）とスリット列（１７Ｂ）間に残さ
れた帯状の板面部（１６”）は、スリット板（１６１）
（１６ｇ）全体を補強し、機械的強度を高めるとともに
、可動子（２）の走行中の横ぶれを防止する役割を果た
している。すなわち、固定子（１）側スリット板（１６
１）の帯状板面部（１６”）と可動子（２）側スリット
板（１６ｚ）の帯状板面部（１６”　）とを互いに対向
させて配置すると、可動子（２）の帯状板面部（１６”
）と固定子（１）の帯状板面部（１６”）が互いに磁気
的な安定状態を保持すべく、磁気力を作用しあうことに
なる。この磁気力によって可動子（２）の横ぶれが防止
されるのである。

上記帯状の板面部（１６“）は、若干の磁気的な短絡を
発生させるが、この短絡による可動子（２）の推進力の
低下は２％程度であり、実質的には同等影響を及ぼすも
のではない。

間隙保持器（１０）は、第３図に示す如く、可動子（２
）の歯部（２ａ）および固定子（１）の歯部（１ａ）が
対向する中央部を矩形に打ち抜いた板状の枠体で、左右
の長手方向枠面に、球（９）を可回転に保持する球孔（
ＩＢ）が一定間隔で直列に配置されている。

上記球孔（１８）に嵌められた球すなわち可転球（９）
は、可動子（２）と固定子（１）双方の歯部（２ａ）　
（ｌａ）両脇に並列し、可動子（２）と固定子（１）間
の間隙（４）を形成するとともに、可動子（２）を円滑
に走行させる。

間隙保持器（１０）の形状は、図示例の長方形の枠体状
に限るものではなく、多数の前記球孔（１８）を直列に
配した２枚の板面を形成して、これを歯部（２ａ）　（
ｌａ）の両脇に分けて配置してもよい、また、球孔（１
８）の形状も可転球（９）の抜は防止のため、テーバ状
としてもよい。

可転球（９）には鋼球やセラミックボール、耐摩耗性の
高い樹脂製ボール等の使用が可能であり、同様に可動子
（２）および固定子（１）の可転球（９）接触面も耐摩
性材でライニングしておくことが推奨される。　また、
間隙保持器（１０）の全長（Ｌ）は、可動子（２）の全
長に可動子の移動距離の半分を加えた長さ以上に設定す
るのがよい。すなわち、非磁性材よりなる間隙保持器（
ＩＱ）と、固定子（１）と磁気的に拘束されて移動する
可動子（２）とは、長時間の繰り返し移動中に相対的な
直線方向の位置ずれを生じ易く、可動子（２）が間隙保
持器（１０）上より外れる可能性があるからである。

第４図は、本発明の他の実施例で、歯部形成用スリット
板（１６＋）　（１６□）の前記帯状板面部（１６”　
）が接する固定子（１）基台（１′）の表面および可動
子（２）のヨーク（２°）端面に、溝（１９）を形成す
ることによって、前記磁気的短絡を可及的に防止した例
である。

なお、第１図および第４図では、いずれもスリット板（
１６，）　（１６□）に、２列のスリット列（１７八）
　（１７Ｂ）を並べて設けた場合を示したが、これに限
るものではなく、スリットやピッチの寸法精度、可動子
の推進力、スリット板の厚さ等を考慮して適宜スリット
列の数を増加させ、３列あるいは４列のスリット列を並
べて設けてもよい。

（発明の効果） 以上に説明したとおり、本発明のリニアパルスモータは
、可動子のヨーク端面および固定子の基台に接着する歯
部形成用スリット板が、その板厚やピッチを橿めて小さ
く形成しても、スリット板全体の機械的強度が低下しな
い構造であるから、歪みが生じ難く、歪みによるピッチ
の寸法精度のバラツキが生じ難い、また、可動子の横ぶ
れを防止するための部品が一切不用であるから生産性に
優れ、かつ可動子の応答性が良好である。

従って、可動子のステップ量が小さな精密リニアパルス
モータとして最適であり、この種モータの精度を大きく
高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るリニアパルスモータの一例を示す
図で、同図（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は第１図（ａ）
のＡ−ＡｖＡ矢視断面図、第２図は本発明に係る歯部形
成用スリット板を説明する平面図、第３図は本発明に係
る間隙保持器を説明する斜視図、第４図は本発明の他の
実施例を説明する断面図、第５図はリニアパルスモータ
の走行原理を説明する模式図、第６図は従来のリニアパ
ルスモータを説明する図で、同図（ａ）は平面図、（ｂ
）は側面図、第７図は従来の他のリニアパルスモータを
説明する図で、同図（ａ）は斜視図、（ｂ）は第７図（
ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、第８図は従来の歯部形成用
スリット板を説明する平面図である。 １：固定子、２：可動子、９：可転球、１ｏ：間隙保持
器、１６□１６ｔ：歯部形成用スリット板、１６”：帯
状板面、１７Ａ、１７Ｂ　ニスリット列纂　２ｗＡ ′ｊｉ　　１　　Ｂ （ａ） （ｂ） 第７図　（ａ） （ｂ） Ｌ ｆｉａ　図 第５図 第　６８ （ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基台表面に歯部形成用スリット板を接着した固定
   子と、ヨーク端面に歯部形成用スリット板を接着した可
   動子とが、可動子と固定子双方に接する複数個の可転球
   を嵌合した間隙保持器を介在して相対移動するリニアパ
   ルスモータにおいて、前記固定子側の歯部形成用スリッ
   ト板と可動子側の歯部形成用スリット板のそれぞれが、
   可動子の移動方向へ一定のピッチですだれ状に並ぶ多数
   のスリットよりなるスリット列の複数を列間に帯状板面
   部を残して並列に備え、該複数のスリット列はその構成
   スリットが互いに前記可動子の移動方向に位置ずれなく
   並ぶとともに、前記帯状板面部が固定子側スリット板と
   可動子側スリット板とで対向するよう配置されているこ
   とを特徴とするリニアパルスモータ。