JPS6135149A - 振動モータ - 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】 この発明は、磁化可能な固定子と往復運動可能な電機子
を具え、互いに対面して配置されその間に磁化可能なコ
アが延在する２つのコイルを設け、そのコアに平行に磁
石を備えた固定子部分が配置され、その磁石の極の１つ
が前記コアに面し、空気間隙が互いに離間しているコイ
ルのそれら端面で前記固定子と前記コアの間に形成され
、その空気間隙で前記電機子の磁化可能なすべり要素が
可動する振動モータに関するものである。

かかる振動モータは、雑誌”　［Ｅ　１ｅｋｔｒｏｔｅ
ｃｈｎｉｋｕｎｄ　　Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ　、　
”　Ｊａｌ＋ｒｇａｎｇ　９６．　　Ｈｅｆｔ１０の論
文″’［）ｅｒ　　ｓｃｈｗｉｎｇｅｎｄｅ　３ｙｎｃ
ｈｒｏｎｌｉｎｅａｒ−ｍｏｔｏｒ　　ｍｉｔ　　［）
　ａｕｅｒｍａｇｎｅｔｅｎ　　ａｌｓＲｅｓｏｎａｎ
ｚ　−Ｚ　ｕｇｋａｆｔｅｒｒｅｇｅｒ　”に記述され
ティる。

この公知の振動モータは、２つの磁石と４つの相互に平
行な空気間隙を備えた線形モータで構成されている。電
機子のすべり要素は空気間隙に配置され、真直ぐな通路
にそって可動である。動作状態ではコイルは交流電圧源
に接続され、コイルでかく生じた磁場は磁石による永久
磁場と協働する。その時すべり要素に働く磁力の影響で
、電機子は固定子に対し線形に往復運動が可能である。

この公知振動モータの電機子は、弾性要素により支持さ
れている。動作状態でこのような構成は、すべり要素に
作用する保持力に起因して横方向に電機子を駆動さゼる
。これは電機子の往復運動がもはや完全に線形でなく古
川性がないという欠点を有する。さらに固定子やコアに
対するすべり要素のずぎまは、すべり要素を固定子やコ
アと接触させないためには比較的に大きくとらねばなら
ない。

それ故この公知の振動モータは、電機子が予定の通路を
正確にたどるべく要求される使用には不適切である。か
かる使用には電機子駆動の完全な制御が必要である。そ
れ故この公知の振動モータは電機子用の案内手４段を備
えねばならぬ。線形モータ用案内手段はそれ自体公知で
あるが、かかる案内手段は一般に案内ロッド（ｒｏｄ）
と線形軸受手段を具えており、一般に苛酷な活荷重にた
わんでしまう。公知の案内手段を具えた線形振動モータ
は保持力が小さい詩のみ満足する結果を提供する。保持
力が大きい場合には、電機子駆動に課せられる要求はか
なり厳しいものであってはならない。さらに実際十分な
剛性と適切な大きざを備えた電機子用直線形案内機構を
構成することは、線形撮動モータの特性に起因して簡単
な作業ではないということがわかる。

本発明の目的は、電機子支持手段の問題を緩和するよう
冒頭に述べた形の改善された振動モータを提供するもの
である。

すなわち本発明振動モータは、前記ずぺり要素が円形で
弓形の前記空気間隙を駆動する際円軌道の部分をたどり
、前記電機子がモータ軸のまわりに枢着されていること
を特徴とするしのである。

本発明に関わる振動モータの電機子は、簡単な安価な軸
受装置、たとえば本質的には公知である玉軸受のような
ころ軸受の手段でモータ軸に取り付けられる。かかる軸
受は保持力によって生じた負荷を容易に吸収することが
できる。これは本発明による振動モータか非常に安定で
、電機子が正確に規制された古川性のある駆動を実説し
得る利点を有する。

動作状態で本発明に関わる振動モータの電機子は、モー
タ主軸のまわりに振動駆動をなし、電機子の中心位置、
電機子の角変位振幅や電機子の撮動運動の周波数を、例
えば電子制御ユニットで制御するのを可能とする。

この高効率および高効果工率を伴った前述の特性は、本
発明に関わる振動モータをして種々の使用に対し適切と
なす。例えばこの振動モータは制御弁の駆動、冷凍機に
おける連続可変の圧縮器のような往復運動可能な圧縮器
、かみそり道具の切削部材用に使用される。

構造上の理由で本発明の好適な実施例は、前記電機子を
支える前記モータ軸が、前記磁石の軸と前記コイルの共
通軸とを横切って延在することを特徴とするものである
。

他の好適な実施例は、前記コアと協働する磁石を備えた
固定子部分が前記固定部分と対面して位置し、前記固定
子が前記すべり要素の位置に溝を有することを特徴とす
るものである。

この実施例の利点は、このモータが高効率で、モータの
大きさに前述の手段で箸しく影響されない高効果工率を
伝えることが可能である。

さらに好適な実施例は、前記電機子が２つのすべり要素
を具え、それらは前記モータ軸に平行に延在するみぞを
それぞれ備えていることを特徴とするものである。

この実施例に使用される手段は、電機子と固定子間の磁
気短絡回路に起因する不必要な磁束損失を排除づ−る。

好適にはコアはまたすべり要素の位置で溝が形成される
。

さらに他の実施例は、前記電機子が互いに独立に枢着さ
れその各々が２つのすべり要素を具えた２つの電機子部
分を具え、前記両磁石が反対方向に磁化されることを特
徴とするものである。

電機子部分は同一モータ軸に取りイマ１けられ、相互に
反対に枢着駆動することができる。２系統駆動可能のこ
の実施例の利点は、例えば２つのピストンを具えた圧縮
器駆動用に、また刈込みまたは切削装置駆動用に好適で
ある。

好適には、２つの電機子部分のすべり要素はモータ軸に
対し直径方向に対面した対に配置される。

これはモータ系の機械的振動を平衡おもりのような付随
物を設けることなく最小にできるという利点がある。

さらに他の実施例は、前記電機子のすべり要素の前記駆
動がコイルの共通軸をすくなくともほぼ横切って方向付
けられ、前記モータ軸がモータの中心に取り付けられる
ことを特徴とするものである。

この実施例は、大きさが小さく、そのため振動モータは
小型の機械に使用して特に適切である。

さらに小さな大きさでは磁路長が削減され、従って磁気
損失が削減される。

本発明に関わる振動モータは特にモータ圧縮器ユニット
に使用して適切である。

以下図面を参照し例をあげて本発明の詳細な説明する。

第１図に線図的に示された本発明に関わる振動モータは
参照番号１で示され、固定子３とモータ軸５のまわりに
往復運動可能な電機子７を具えている。振動モータ１は
さらに２つのコイル９と１１を具え（明確化のため断面
で示されている）、その間に磁化可能なコア１３が延在
している。磁石１５はコア１３と該コアに平行に延在す
る固定子部分３Ａとの間に配置され、その磁石ｑ１つの
極はコア１３に面して他の１つの極は固定子部分３Ａに
面して位置している。互いに離間しているコイル９と１
１の端面１１で空気間隙１９ど２１が固定子３とコア１
３の間に形成され、そのなかに電機子７の間隙すべり要
素２３と２５が配列されている。電機子７はモータ軸５
のまわりに枢着されているので、すべり要素２３と２５
は駆動に際し破線Ａで示したごとく円軌道を描き、その
軌道の中心はモータ軸５の軸に位置する。空気間隙１９
と２１は軌道Ａの形状に従って弓形の形状をとる。

適切な交流電流がコイル９と１１の巻線を通って流れて
コイル９と１１が附勢されると、交流磁界がコイル９と
１１のまわりに発生し、その磁界は磁石１５によって発
生する磁界と協働する。その時すべり要素２３と２５に
作用する磁力は、モータ軸のまわりで電機子７の振動運
動を生じ、すべり要素２３と２５は磁力によって交互に
空気間隙１９と、２１それぞれに引き寄せられる。

すべり要素２３．２５とコア１３を伴った固定子３の間
に作用する保持力は、モータ軸５に対し放射状に方向、
付けられ、回転軸受の手段で簡単に保持される。

本発明の実施に関わる振動モータのいくつかを第２図か
ら第６図を参照して説明する。振動モータの原理的説明
ですでに述べた部品は第１図と同じ参照番号を付した。

第２図、第３図と第４図は第１の実施例を°糸す。

図示の振動モータ３１は固定子３の２つの対面する固定
子部分３Ａと３Ｂを具え、磁石１５は強磁性コア１３と
固定子部分３Ａとの間に、磁石１６はコア１３と固定子
部分３Ｂとの間に配置されている。磁石１６の磁化軸１
６Ａは磁石１５の磁化軸１５Ａと整列して配列される。

２つのコイル９と１１はコア１３に巻回され、それらコ
イルは磁化軸１５Ａと１６Ａを横切って延在する共通軸
１０を有している。コア１３に取り付けられたモータｌ
Ｎ１３は軸１０．１５Ａと１６Ａを横切って延在してい
る。

電機子７は回転軸受３２の手段でモータ軸５に枢着して
取り付けられ、これはそれ自体公知で、さらに２つのす
べり要素２３と２５を具えている。すべり要素２３と２
５の位置で固定子３は互いに離間した２つの固定子部分
３Ａと３Ｂに固定子を分割するずっと貫通した溝３３で
形成されている。溝３３は磁気的短絡を妨げるよう作用
する。この例では」ア１３は満３３Ａで形成される。満
３３と３３Ａは非磁化材料、プラスチックのような材料
で満たされてもよい。互いに離間したコイル９と１１の
端面の近くには、２つの円形で弓形の空気間隙１９．２
０と２１．２２が、それぞれ固定子３とコア１３の間に
形成され、その間隙で電機子７のそれぞれの１ヘリ要素
２３と２５が可動する。すべり要素２３と２５はそれぞ
れみぞ（ｓｌｏｔ）　３５と３７を有し、それはモータ
軸５と平行に延在し磁束の損失を排除するよう作用する
。

図面では電機子７は中央位置に図示されている。

動作状態ではこの実施例の電機子は７°の最大角変位振
幅を有する。

第５図は本発明箱２の実施例の軸方向から見た断面図で
ある。前述の実施例と同じように振動モータ４１は、溝
によって互いに離間した２つの固定子部分３Ａと３Ｂか
らなる固定子３を具え、それらの間に軟鉄コア１３、モ
ータ軸５．２つのコイル一つと１１、ならびに２つの磁
石１５と１６が配置されている。２つの空気間隙１９．
２０と２１．２２はコイル９と１１にそれぞれ接してい
る。

この例で磁石１５と１６は２つの同じ磁極が対面するよ
う配置され、すなわち磁石１５と−１６は反対方向に磁
化される。２つの部分を有する電機子がモータ軸５に取
り付けられ、電機子部分７Ａと７Ｂは互いに独立に枢着
される。電機子部分７Ａと７Ｂは玉軸受３２の手段でモ
ータ軸５に取り付けられてもよい。電機子部分７Ａと７
Ｂのおのおのには２つのすべり要素があり、電機子部分
７Ａのすべり要素４３と４９は空気間隙１９と２１それ
ぞれ内で可動であり、電機子部分７Ｂのすべり要素４７
と４５は空気間隙２０と２２それぞれ内で可動である。

コイル９と１１が附勢されると、電機子部分７Ａと７Ｂ
は反対方向に動き、その電機子部分７Ａと７Ｂはあるい
は独立してまたは協働して駆動される装置に結合されて
もよい。

振動のないモータでは電機子部分７Ａと７８の重心がモ
ータ軸５の軸上に確実に位置するよう平　　。

衡おもりが使用されてもよい。

第６図は第３の゛実施例の軸方向から見た断面図である
。前述の実施例と同様に、振動モータ５１は固定子３．
２つのコイル９と１１を有するコア１３．２つの磁石１
５と１６．４つの空気間隙１９．２０と２１゜２２なら
びにコア１３に取り付けられ電機子を支持するモータ軸
５を具えている。

電機子は２つの独立に可動する部分７Ｃと７Ｄを具え、
それらは２つの直径的に配置されたすべり要素５３　、
５５と５７．５９それぞれを具えている。すべり要素、
５３．５５．５７と５９の位置に固定子３は溝３３を有
している。この実施例の振動モータ５１の構成は非対横
で、これは溝３３の非対稲配置に起因する。溝３３の１
つは空気間隙２１と２２の間に位置し、２つの他の溝３
３は空気間隙１９と２０に隣接Ｊ−る側にそれぞれ位置
する。

前述の実施例と同じく、磁石１５と１６は反対に磁化さ
れ、それで動作状態では２つの電機子部分７Ｃと７Ｄは
モータ軸５のまわりに反対位相で往復運動する。

撮動モータ５１の特別な構成は釣り合いのとれた対稲的
な電機子に結果し、それで平衡おもりは不必要となる。

第７．８と９図はモータ圧縮器への第２図による振動モ
ータの使用を示す、 図によれば本発明によるモータ圧縮器ユニットは振動モ
ータ３１、線形の往復運動をする圧縮器６０および前者
から後者へ運動を伝達するＮ活部６１を、具えている。

圧縮器６０はその中にピストン６４がすべるよう取り付
けられる円筒状空＃Ａ６３を限定するケーシング６２を
具えている。空胴６３は通常の吸入弁６６と噴出弁６７
をそなえた通常の板６５で一端が閉じられている。空胴
６３の他端は開放することもできるし、また図示のごと
く、気体ばねを構成する−かたまりの気体（例えば空気
）を閉じこめる可変容積空胴６９をピストン６４の閉端
の１つと板６８とで閉じこめることもできる。ピストン
６４の他の閉端は、例えばその中で冷媒回路の冷媒液体
が圧縮され、それが弁６６と６７それぞわで引き入れら
れたり押し出されたりする可変容積空胴７０の一方の壁
を現わす。　・ピストン６４を横切ってそれとかたく結
びつき、その円筒状壁とに通路７２を備えたブツシュ７
１が延在している。該ブツシュの内側にはその幾何学軸
のまわりに回転可能なように小さな円筒７３が位置　　
′している。問題にされている小さな円筒は直径方向に
穿孔７４を備え、その中へは通路７２と、ピストン６４
ならびに圧縮器６０のケーシング６２それぞれに設けら
れた２つの孔７６と７７を貫通する指状突起７５が延在
している。

連結部６１は小さな円筒７３と、電機子または撮動モー
タ３１の回転子７とかた（結んだＵ字形部分７９（第８
と９図参照）を有するレベル（１ｅｖｅｌ　）　７８の
必須部分を形成する指状突起７５とを具えている。

回転子７は１対の離間して平行な側片８０を具え、そ側
片各々にレベル７８のＵ字形部分７９の腕部８１の１つ
が連結している。

かくして回転子７の前後運動はレベル７８と穿孔７４と
すべり合うように掛合する指状突起７５でビストン６４
に伝達される。

第１０図は、第５図に関する振動モータが使用される七
−夕圧縮器ユニットの他の実施例で、圧縮器の線図的断
面図である。

圧縮器８２は８４のような端側カバーを持った円筒状ケ
ーシング８３を具えている。２つの振動するピストン８
５．８６はかく形成された仕切りの内側に配置され、２
つの同中心の軸８７と８８で駆動される。

振動するピストンは円筒状切片の形態を有する２つの向
かい合うローブ（１ｏｂｅ）を具え、そのピストンは作
用液体を圧縮したり輸送したりするための２つの可変容
積作動空胴８９．９０と、そこにとどめられた気体（例
えば空気）が気体ばねとして作用する２つの可変容積空
胴９１．９２とを限定する。

前記軸８７．８８は通常の連結で第５図の振動モータの
電機子部分７Ａと７Ｂの対応する軸に直接接続すること
ができる（図示されず）。かくてＴｉ’ＦＢ子部分７Ａ
と７Ｂの反対方向への振動する駆動は直接ピストン８５
．８６に伝達される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に関わる振動上−夕を線図的に示覆−
図、 第２図は、本発明箱１の実施例の断面図、第３図は、第
２図で線■−■がらみた振動モータを示づ図、 第４図は、第３図で線ＩＶ　−、ＩＶがらみた振動モー
タを示す図、 第５図は、本発明箱２の実施例を示し、第６図は、第３
の実施例を示す図、 第７図は、本発明に関わるモータ圧縮器コ、ニツ］〜の
線図的垂直断面を示す図、 第８図は、第７図の線■−■の切断面を示す図、第９図
は、振動モータの線図的斜視図、第１０図は、軸に垂直
に本発明に関わるモータ圧縮器ユニット他の実施例の圧
縮器がらみた線図的断面を示す図である。 １、３１．　Ｉｌｌ、　５１・・・振動モータ３・・・
固定子　　　　　３．Ａ、　　３Ｂ・・・固定子部分５
、８７．８８・・・モータ軸 ７・・・電機子 ７Ａ、　　７Ｂ、　　７Ｇ、　　７Ｄ・・・電機子部分
９．１１・・・コイル　　　１３・・・コア１５、１６
・・・磁石　　　　１５Ａ、１６△・・・磁石の磁化軸
１０・・・コイルの共通軸　１７・・・コアの端面１９
、２０．２１．２２・・・空気間隙２３、２５．４３．
４５．４７．４９．５３．５５．５７．５９・・すべり
要素 ３２・・・回転軸受　　　　３３．３３Ａ・・・溝３５
、３７・・・みぞ　　　　６０．８２・・・圧縮器６１
・・・連結部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁化可能な固定子と往復運動可能な電機子を具え、
   互いに対面して配置されその間に磁化可能なコアが延在
   する２つのコイルを設け、そのコアに平行に磁石を備え
   た固定子部分が配置され、その磁石の極の１つが前記コ
   アに面し、空気間隙が互いに離間しているコイルのそれ
   ら端面で前記固定子と前記コアの間に形成され、その空
   気間隙で前記電機子の磁化可能なすべり要素が可動する
   振動モータにおいて、前記すべり要素が円形で弓形の前
   記空気間隙を駆動する際円軌道の部分をたどり、前記電
   機子がモータ軸のまわりに枢着されていることを特徴と
   する振動モータ。 ２、特許請求範囲第１項に記載の振動モータにおいて、
   前記電機子を支える前記モータ軸が前記磁石の軸と前記
   コイルの共通軸とを横切って延在することを特徴とする
   振動モータ。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の振動モ
   ータにおいて、前記コアと協働する磁石を備えた固定子
   部分が前記固定部分と対面して位置し、前記固定子が前
   記すべり要素の位置に溝を有することを特徴とする振動
   モータ。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の振動モータにおいて
   、前記電機子が２つのすべり要素を具え、それらは前記
   モータ軸に平行に延在するみぞをそれぞれ備えているこ
   とを特徴とする振動モータ。 ５、特許請求の範囲第３項に記載の振動モータにおいて
   、前記電機子が互いに独立に枢着されその各々が２つの
   すべり要素を具えた２つの電機子部分を具え、前記両磁
   石が反対方向に磁化されることを特徴とする振動モータ
   。 ６、特許請求の範囲第５項に記載の振動モータにおいて
   、前記すべり要素が前記モータ軸に対し直径方向に対面
   した対に配置されることを特徴とする振動モータ。 ７、特許請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載
   の振動モータにおいて、前記電機子のすべり要素の前記
   駆動がコイルの共通軸をすくなくともほぼ横切って方向
   付けられ、前記モータ軸がモータの中心に取り付けられ
   ることを特徴とする振動モータ。 ８、磁化可能な固定子と往復運動可能な電機子を具え、
   互いに対面して配置されその間に磁化可能なコアが延在
   する２つのコイルを有し、そのコアに平行に磁石を備え
   た固定子部分が配置され、その磁石の極の１つが前記コ
   アに面し、空気間隙が互いに離間しているコイルのそれ
   ら端面で前記固定子と前記コアの間に形成され、その空
   気間隙で前記電機子の磁化可能なすべり要素が可動する
   振動モータをモータ圧縮器ユニットに適用するにあたり
   、前記すべり要素が円形で弓形の前記空気間隙を駆動す
   る際円軌道の部分をたどり、前記電機子がモータ軸のま
   わりに枢着されている振動モータを適用することを特徴
   とするモータ圧縮器ユニット。 ９、特許請求の範囲第８項に記載のモータ圧縮器ユニッ
   トにおいて、前記圧縮器が、前記モータの回転子構造と
   関連するレベルと操作的に接続している線形の往復運動
   するピストンを具えることを特徴とするモータ圧縮器ユ
   ニット。 １０、特許請求の範囲第９項に記載のモータ圧縮器ユニ
   ットにおいて、前記レベルとピストン間の前記操作的接
   続が、前記ピストンとかたく結びついたブッシュと、前
   記ブッシュに配列されその中で前記レベルの１端または
   指状突起がすべりよく配列される孔を備えた円筒状部材
   を備えることを特徴とするモータ圧縮器ユニット。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載のモータ圧縮器ユ
   ニットにおいて、前記レベルがフォークの形態で、その
   腕部が前記回転子構造とかたく結びついていることを特
   徴とするモータ圧縮器ユニット。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載のモータ圧縮器ユ
   ニットにおいて、前記回転子構造と前記レベルの回転軸
   が一致していることを特徴とするモータ圧縮器ユニット
   。 １３、特許請求の範囲第８項に記載のモータ圧縮器ユニ
   ットにおいて、前記圧縮器が同じ幾何学的軸のまわりに
   互いに独立に回転可能で、２つの互いに独立な動作回転
   構造を有する振動モータに連結している２つの協働ピス
   トンを具えていることを特徴とするモータ圧縮器ユニッ
   ト。