JPS62114464A - 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】 〔概要〕 リニアパルスモータにおいて、 固定子に駆動用の永久磁石と励磁コイルを具え所要の物
体を搭載する可動子を軽量化したことにより、 比較的小さい移動領域で可動子の移動精度を高めたもの
である。

〔産業上の利用分野〕

本発明はリニアパルスモータ、特にフロッピーディスク
ドライブ装置の磁気ヘッド位置決め用等に使用する駆動
源となる高精度リニアパルスモータに関する。

（従来の技術〕 第９図はリニアパルスモータの第１の従来構成例を示す
模式側面図、第１０図はリニアパルスモータの第２の従
来構成例を示す模式側面図である。

パルス信号に応じて可動子が直線方向に歩進運動するリ
ニアパルスモータにおいて、一般に使用されている平板
状リニアパルスモータは、第９図に示す如く平板状固定
子１の上を角形可動子２が、または第１０図に示す如く
一対の平板状固定子３および４の間を角形可動子５が、
磁気力により直線運動するように構成されている。

軟磁性材料にてなる固定子Ｌ３，４は一定ピンチの磁極
歯６〜８を具えており、軟磁性材料にてなる可動子２お
よび５は、前記ピッチと同一ピンチに形成された一対の
磁極歯９と１０を具えた複数個の＠磁石１３、または一
対の磁極歯１１と１２を具えた複数個の複数個の電磁石
１４がそれぞれ一体化し構成されてなる。

第１１図はソーヤ（Ｓａｗｙｅｒ）のリニアパルスモー
タの基本構成を示す側面図であり、ハ１′プリント式Ｐ
　Ｍ　（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ）型である
ソーヤのリニアパルスモータは、軟磁性材料にてなり多
数の磁極歯が形成された固定子（レール）２１と、軟磁
性材料にてなり固定子２１の磁極歯に対向する磁極歯を
有する一対のヨーク２２，２３　、　　ヨーク２２．２
３に異面性を印加する永久磁石２４．ヨーク２２の磁極
歯に電磁界を印加するコイル２５．ヨーク２３の磁極歯
に電磁界を印加するコイル２６等を具えた可動子２７に
てなる。

このように構成されたソーヤのリニアパルスモータは、
永久磁石２４により常時印加される磁界と、コイル２５
．２６に適宜通電し印加される磁界との組み合わせに、
より、固定子２１に沿って可動子２７が歩進運動するよ
うになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように従来のソーヤのリニアパルスモータ
は、可動子に永久磁石やコイル、および固定子に沿って
移動するベアリング等を具え、かつ、固定子の磁極歯に
対向するヨークに形成された複数個の磁極歯は直列に配
設していた。

そのため、フロッピーディスクドライブの磁気ヘッド位
置決め用キャリヤ等の如く、精密に微細送りさせる用途
に対し可動子は、軽量化が困難であると共にその移動方
向に小型化し難いという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の主要構成を示す模式側面図である。第
１図において、固定子３１は一対のヨーク３２．３３と
永久磁石３４と一対のコイル３５．３６を具え、可動子
３７はヨーク３２．３３に対向するヨーク３８．３９と
を具えてなる。ただし、図紙の厚さ方向に並設している
固定ヨーク３２と３３および可動ヨーク３８と３９は、
左も方向にずらして図示しである。

上記問題点は第１図に示す如く、櫛歯状に複数の第１の
磁極を有する第１の固定ヨーク３２．櫛歯状に複数の第
２の磁極を有する第２の固定ヨーク３３、第１の固定ヨ
ーク３２の磁極と第２の固定ヨーク３３の磁極とに該相
互間で極性が異なる第１の磁界を印加する永久磁石３４
．第１の固定ヨーク３２の磁極に第２の磁界を印加する
第１の励磁コイル３５゜第２の固定リーク３３の磁極に
第２の磁界を印加する第２の励磁コイル３６を具えた固
定子３１と、該第１．第２の磁極に対向する複数の第３
の硼穫を有する可動ヨーク３８．可動ヨーク３８を装着
し所要の物体を搭載する搭載面３９を具えた可動子３７
と、 可動子３７が固定子３１に沿って往復動するガイド手段
とを具備してなることを特徴とし、さらには、可動ヨー
ク３８が、磁性材料からなる板材をその厚ざ方向に貫通
または中間部までエツチングし前記磁極の形成してなる
こと、中間部に第１の励磁コイル３５を巻回した第１の
固定ヨーク３２と、中間部に第２の励磁コイル３６を巻
回した第２の固定ヨーク３３とを並設し、可動ヨーク３
８に該並設してなる第１．第２の固定ヨーク３２．３３
にそれぞれ対向する一対の第３の磁極が形成してなるこ
と、 前記ガイド手段が、可動子３７に支持せしめ可動子移動
方向に直交する方向に回転軸を有する複数個のローラと
、固定子３１に装着せしめ該ローラの転勤するレールと
でなることを特徴とするリニアパルスモータにより解決
される。

〔作用〕

上記手段によれば、駆動用の永久磁石と電磁コイルを固
定子に具えせしめることで可動子が軽量化し、従来より
も精密に微小移動できるリニアパルスモータを実現する
と共に、一対のヨークを並設させることで可動子がその
移動方向に小型化し、限定されたスペースに収容され易
くした。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明になるリニアパルスモータ
を説明する。

第２図は本発明の一実施例になるリニアパルスモータの
外観を示す斜視図、第３図は該リニアパルスモータの可
動子の下面図、第４図は該リニアパルスモータの固定子
の平面図、第５図は該リニアパルスモータの動作説明図
である。

第１図と同等部分に同一符号を使用した第２図において
、リニアパルスモータ４１は固定子３１と可動子３７に
てなる。

第２図および第３図において可動子３７ば、軟磁性）Ａ
料にてなり磁気へラドキャリヤ等を搭載する面３９を形
成した基板４６と、軟磁性材料の板に複数個の長孔を二
列に明は二列の磁極歯を設けたヨーク３日にてなる。そ
して、ヨーク３８を被着した基板４６の下面には、該磁
極歯の整列と同一方向に長ざを有する一対のＶ字形断面
溝４６ａ、４６ｂが形成しである。

第２図および第４図において固定子３１は、軟磁性Ｈ料
（例えば純鉄）にてなる一対のヨーク３２，３３と、各
ヨーク３２．３３の中間部に嵌挿したポビン４７に巻回
した励磁コイル３５．３６と、並行するヨーク３２と３
３の間に装着した一対の永久磁石３４と、非磁性材料に
てなりヨーク３２．３３を支持する基板４２と、プラス
チック等にてなる一対の板状リテーナ４３、４４と、リ
テーナ４３．４４の透孔に嵌挿し基板４２のＶ字形断面
溝４２ａ、４２ｂに搭載される複数子の鋼球４５を具え
てなり、基板４２の上面に設けた溝４２ａ。

４２ｂは可動基板４６の′ａ４６ａ、４６ｂに対向する
。

固定子３１に鋼球４５を介して可動子３７を搭載してな
るリニアパルスモータ４１の動作につき、その構成を模
式的に示す第５図を用いて説明する。

図紙の厚さ方向に並行するヨーク３２．３３を左右方向
にずらして示す第５図において、ヨーク３２のＡ部とＢ
部にそれぞれ形成した一対の磁極歯、およびヨーク３３
の０部とＤ部にそれぞれ形成した一対の磁極歯は、可動
ヨーク３８の磁極歯のピッチｐと同じである。

しかし、可動ヨーク３８の磁極歯列を基準としたとき、
Ａ部の磁極歯に対するＢ部の磁極歯、および０部の磁極
歯に対するＤ部の磁極歯は２ピツチｐだけ右方にずれて
おり、かつ、Ａ部の磁極歯に対する０部の磁極歯ばＡピ
ッチルだけ右方にずれている。もしくは、Ａ部と０部の
磁極歯に対するＢ部とＤ部の磁極歯は２ピツチｐだけ右
方にずれており、Ａ部に対する０部とＢ部に対するＤ部
との磁極のピッチｐは、同一に揃っている。

そして、第５図と歯の状態を同一にするために可動ヨー
ク３８の磁極歯列（第３図）の左右をＡピッチルだけず
れたピッチｐにすることにより、第５図と同一磁極歯形
状としている。

また１、ヨーク３２は永久磁石３４ＯＮ極と接続し、ヨ
ーク３３にば永久磁石３４のＳ掻を接続しており、一対
のコイル３５．３６には正逆の電圧を印加し、永久磁石
３４と同じ方向の磁界（正電圧）および逆方向の磁界（
逆電圧）を交互に発生させるようになる。ただし、コイ
ル３５．３６に流す電流は、永久磁石３４の磁界強度■
（と同じ強度の磁界を発生させる値である。

第５図（イ）はコイル３５に正電圧を印加した状態であ
り、永久磁石３４の磁界とコイル３５の磁界が作用する
ヨーク３２は、Ａ部と可動ヨーク３８との間で磁界が増
強し、Ｂ部と可動ヨーク３８との間では磁界消滅すると
共に、永久磁石３４の磁界のみ作用するヨーク３３では
、０部とＤ部とで磁力がバランスする。

次いで、コイル３５の電圧を断らコイル３６に逆電圧を
印加すると、永久磁石３４の磁界とコイル３６の磁界が
作用するヨーク３３は、Ｄ部と可動ヨーク３８との間で
磁界が増強し、０部と可動ヨーク３８との間では磁界消
滅すると共に、永久磁石３４の磁界のみ作用するヨーク
３２では、Ａ部とＢ部とで磁力がバランスし、第５図（
０）に示す如く、可動ヨーク３８は左方へ％ｐだけ移動
する。

次いで、コイル３６の電圧を断ちコイル３５に逆電圧を
印加すると、永久磁石３４の磁界とコイル３５の磁界が
作用するヨーク３２は、Ｂ部と可動ヨーク３８との間で
磁界が増強し、Ａ部と可動ヨーク３８との間では磁界消
滅すると共に、永久磁石３４の磁界のみ作用するヨーク
３３では、０部とＤ部とで磁力がバランスし、第５図（
ハ）に示す如く、可動ヨーク３日は左方へざらに’Ａｐ
だけ移動する。

さらに次いで、コイル３５の電圧を断ちコイル３６に正
電圧を印加すると、永久磁石３４の磁界とコイル３６の
磁界が作用するヨーク３３は、０部と可動ヨーク３８と
の間で磁界が増強し、Ｄ部と可動ヨーク３８との間では
磁界消滅すると共に、永久磁石３４の磁界のみ作用する
ヨーク３２では、Ａ部とＢ部とで磁力がバランスし、第
５図（ニ）に示す如く、可動ヨーク３８は左方へざらに
’Ａｐだけ移動する。

以下、前記動作を繰り返せば可動ヨーク３８は左方へｌ
Ａｐずつ移動し、その順序を逆にｒれば可動ヨーク３８
は右方へｌＡｐずつ移動することになる。

そして、該動作は一和励磁方式、即ち電磁コイル３５と
３６の一方のみに電圧を印加し可動ヨーク３８を％ｐず
つ移動させる方式だが、二相励磁方式、即ら電磁コイル
３５と３６の双方に正逆を組み合わせた電圧を同時に印
加する方式を適用すれば、相励磁方式で停止した位置よ
り１７８ｐずれた位置で停止し、％ｐずつ移動させるこ
とができるため、−相２二相励磁方式を組み合わせるこ
とにより、１／８ｐずつの移動が可能となる。

第６図は本発明の他の実施例になるリニアパルスモータ
の外観を示す斜視図、第７図は該リニアパルスモータの
可動子の斜視下面図、第８図は該リニアパルスモータの
固定子の分解斜視図であり、前出図と同等部分に同一符
号を使用した。

第６図において、リニアパルスモータ５１は固定子３１
と可動子３７にてなる。

第６図および第７図において可動子３７は、軟磁性飼料
にてなり磁気へソドギャリャ等の搭載面３９を形成した
基板５２と、軟磁性材料にてなり基板５２の下面に被着
したヨーク３８にてなる。

第６図および第８図において固定子３１は、軟磁性材料
にてなる一対のヨーク３２．３３と、各ヨーク３２．３
３の中間部に嵌挿したボビン４７に巻回した励磁コイル
３５．３６と、並行するヨーク３２と３３の間に装着し
た一対の永久磁石３４と、非磁性材料にてなりヨーク３
２．３３を支持する基板５３と、プラスチック等にてな
り断面がＬ字形をした一対のリテーナ５４と、リテーナ
５４の透孔に挿入する四対のローラ５５と、側面視り字
形をした仮ばね５６と、側面視り字形をした金具５７　
、５８等にてなる。

基板５３は中心部に明けたほぼ角形の透孔５３ａ内に、
一対の永久磁石３４を介し）妾続（接着）したヨーク３
２と３３を装着（接着）し、側方に突出する突片に明け
た一対の長孔５３ｂを介し所定の装置に装着される。

基板５３の一方の前記突片が導出する切り欠き５７ａを
有ｒる金具５７は、図示しない小ねじで基板５３に装着
する一対の長孔５７ｂを設けてなる、または金具５７を
基板５３に接着する。

仮ばね５６は、基板５３の前記突片が導出するコーナ部
に明けた透孔５６ａと、装着用の切り欠き５６ｂを有す
る。

基板５３の他方の前記突片が導出する切り欠き５８ａを
有する金具５８は、図示しない小ねじにて板ばね５６の
切り欠き５６ｂ穿設部を挟み基板５３に装着する一対の
長孔５８ｂを設けてなる。

そして、基板５３に金具５７．仮ばね５６．金具５８を
装着し、基板５３の上面と金具５７の垂直内面に沿って
一方のリテーナ５４を搭載し、基板５３の上面と仮ばね
５６の断面（字形垂直内面に沿って他方のリテーナ５４
を搭載したのら、中心軸がヨーク３２．３３の磁極歯形
成方向と揃うようにローラ５５をリテーナ５４の各透孔
に挿入し、固定子３１が完成する。

次いで、一対のリテーナ５４の間に可動子３７を挿入し
リニアパルスモータ５１が完成する。ただし、可動子３
７はその移動方向に回転自在なローラ５５を介し固定子
３１に搭載されるようになるが、板ばね５６は、前記他
方のリテーナ５４の垂直壁に明けた透孔内のローラ５５
を介し、固定子基板５２を前記一方のリテーナ５４の方
に押圧し、可動子３７の側方の遊隙をなくしている。

このように構成したリニアパルスモータ５１ば、前述の
リニアパルスモータ４１と同様に駆動されることになる
。

なお、上記実施例において可動ヨーク３８は、透孔を明
けて磁極歯を形成しているため、可動基板４６．５２に
軟磁性材料を使用ｒる必要がある。従って、鋼球４５ま
たはローラ５５が接触する面の耐摩耗性を向上させるに
は、該接触面に硬質の金属を取着する必要が生じると共
に、ヨーク３８と基板４６゜５２との間に磁気抵抗が生
じる。

そこで、可動ヨークに少し厚めの軟磁性機を使用し、ホ
トハーフエツチングにて実施例の透孔に相当する凹所を
形成すれば、鋼球４５またはローラ５５が接触する面の
耐摩耗性を確保し、磁気効率の良い可動子が得られるこ
とになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、可動子に駆動用の
永久磁石やコイルを具えないため、可動子は軽量化しそ
の駆動精度を向上し得た。

即ら、例えばフロッピーディスクドライブにおいて、直
線方向に往復動する磁気ヘッドの位置決めは±１０μＩ
ｌｌ程度の精度を必要とする。そして、従来は回転式の
パルスモータと該モータの回転動を直線運動に変換する
機構にて実現し、従来のリニアパルスモータでは困難で
あった±１０μｍの精度が、本発明のリニアパルスモー
タにて確保し得た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要構成を示す模式側面図、第２図は
本発明の一実施例になるリニアパルスモータの外観を示
す斜視図、 第３図は第２図に示すリニアパルスモータの可動子の下
面図、 第４図は第２図に示すリニアパルスモータの固定子の平
面図、 第５図は第２図に示すリニアパルスモータの動作説明図
、 第６図は本発明の他の実施例になるリニアパルスモータ
の外観を示す斜視図、 第７図は第６図に示すリニアパルスモータの可動子の斜
視下面図、 第８図は第６図に示すリニアパルスモータの固定子の分
解斜視図、 第９図はリニアパルスモータの第１の従来構成例を示す
模式側面図、 第１０図はリニアパルスモータの第２の従来構成例を示
す模式側面図、 第１１図はソ・−ヤのリニアパルスモータの基本構成を
示す側面図、 である。 第１図〜第８図において、 ３１は固定子、 ３２．３３は固定ヨーク、 ３４は永久磁石、 ３５．３６は励磁コイル、 ３７は可動子、 ３８は可動ヨーク、 ４１．５１はリニアパルスモータ、 ５５はローラ、 を示す。 基２顯

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）櫛歯状に複数の第１の磁極を有する第１の固定ヨ
   ーク（３２）、櫛歯状に複数の第２の磁極を有する第２
   の固定ヨーク（３３）、該第１の固定ヨーク（３２）の
   磁極と該第２の固定ヨーク（３３）の磁極とに該相互間
   で極性が異なる第１の磁界を印加する永久磁石（３４）
   、該第１の固定ヨーク（３２）の磁極に第２の磁界を印
   加する第１の励磁コイル（３５）、該第２の固定ヨーク
   （３３）の磁極に第２の磁界を印加する第２の励磁コイ
   ル（３６）を具えた固定子（３１）と、該第１、第２の
   磁極に対向する複数の第３の磁極を有する可動ヨーク（
   ３８）、該可動ヨーク（３８）を装着し所要の物体を搭
   載する搭載面（３９）を具えた可動子（３７）と、 該可動子（３７）が該固定子（３１）に沿って往復動す
   るガイド手段とを具備してなることを特徴とするリニア
   パルスモータ。
2. （２）前記可動ヨーク（３８）が、磁性材料からなる板
   材をその厚さ方向に貫通または中間部までエッチングし
   前記磁極を形成してなることを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載のリニアパルスモータ。
3. （３）中間部に前記第１の励磁コイル（３５）を巻回し
   た前記第１の固定ヨーク（３２）と、中間部に前記第２
   の励磁コイル（３６）を巻回した前記第２の固定ヨーク
   （３３）とを並設し、前記可動ヨーク（３８）に該並設
   してなる第１、第２の固定ヨーク（３２、３３）にそれ
   ぞれ対向する一対の前記第３の磁極が形成してなること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載のリニアパ
   ルスモータ。
4. （４）前記ガイド手段が、前記可動子（３７）に支持せ
   しめ可動子移動方向に直交する方向に回転軸を有する複
   数個のローラと、前記固定子（３１）に装着せしめ該ロ
   ーラの転動するレールとでなることを特徴とする前記特
   許請求の範囲第１項記載のリニアパルスモータ。