JPS6289470A - 転動子形電動機 - Google Patents
転動子形電動機Info
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- JPS6289470A JPS6289470A JP22686885A JP22686885A JPS6289470A JP S6289470 A JPS6289470 A JP S6289470A JP 22686885 A JP22686885 A JP 22686885A JP 22686885 A JP22686885 A JP 22686885A JP S6289470 A JPS6289470 A JP S6289470A
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- electric motor
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、固定子と可動子の間の空隙のない転動子形電
動機に関する。
動機に関する。
従来、電動機という概念は、固定子に対向して= 2−
空隙を介して回転自在に支承された回転子が、回転磁界
に追随して回転する手段であり、これを直線状に展開し
たのがリニアモータである。
に追随して回転する手段であり、これを直線状に展開し
たのがリニアモータである。
ここで、小形で大きな力を発生覆るリラクタンス電動機
を考える。
を考える。
電動機の回転子がAの位置で巻線に電流を流したとき、
Bの位置まで移動したさいの力(平均値)は8動時に電
源から与えた余分のエネルギー△Eを移動距離で除算し
た値になる。
Bの位置まで移動したさいの力(平均値)は8動時に電
源から与えた余分のエネルギー△Eを移動距離で除算し
た値になる。
いま、簡略化するため磁気飽和を無視して説明する。
コアに巻いたコイルの巻数をN1
それと叉交する磁束をφ、
電流をI、
A、Bの位置でのパーミアンスをp八、pB。
とするど力「は、
F−△「/△×
=(P −PA)N I /2△X・・・・・・
・・・(1) ここで、△Xは位置A、Bの間の移動距離である。
・・・(1) ここで、△Xは位置A、Bの間の移動距離である。
式(1)から大ぎな力を発生さすには、小さな移動距離
で大ぎなパーミアンスの変化を生じる磁気回路を考え出
づ必要がある。
で大ぎなパーミアンスの変化を生じる磁気回路を考え出
づ必要がある。
従来の電動機では固定子に対して回転子が一定の空隙を
もって回転するため、パーミアンス差(PB−PA)を
大きくすることがむづかしい。
もって回転するため、パーミアンス差(PB−PA)を
大きくすることがむづかしい。
加工精度、ベアリング粘度を高めて空隙長を小さくづれ
ば、ある程度可能であるが、コスi〜アップになり実用
性を欠く。
ば、ある程度可能であるが、コスi〜アップになり実用
性を欠く。
特に、電動機が小形になれば、相対的に空隙長を小さく
することは一層困難になる。
することは一層困難になる。
ここにおいて、本出願人はざきに特願昭60−1972
25 @ (昭60・9・6出願9発明の名称・電動機
)にJ:り回転子が固定子上を空隙長零で転動乃−るロ
ーラ機構を右ηる電動機を提案したが、 本発明は、パーミアンスの変化を極限まで大きくして、
少ない電流でもって大きな1〜ルクを発生= 3 − する電動機を実現覆る手段であり、特に低速で停止位置
で大きなホールディングトルクを発生さゼる小形のステ
ッピングモータとして有効な転動子形電動機を提供づる
ことを、その目的と覆る。
25 @ (昭60・9・6出願9発明の名称・電動機
)にJ:り回転子が固定子上を空隙長零で転動乃−るロ
ーラ機構を右ηる電動機を提案したが、 本発明は、パーミアンスの変化を極限まで大きくして、
少ない電流でもって大きな1〜ルクを発生= 3 − する電動機を実現覆る手段であり、特に低速で停止位置
で大きなホールディングトルクを発生さゼる小形のステ
ッピングモータとして有効な転動子形電動機を提供づる
ことを、その目的と覆る。
本発明は、上記目的を達成覆るために、リラクタンス形
の電動機では固定子歯と回転子歯が対向し合っていると
きとい’r>いときのパーミアンスの差に比例してトル
クが発生することに着目し、 回転子を多角柱とし、 固定子コア上で転動させ、 パーミアンス差を非常に大ぎくし小形で人1〜ルクを発
生させる ことを特徴とする転動子形電動機である。
の電動機では固定子歯と回転子歯が対向し合っていると
きとい’r>いときのパーミアンスの差に比例してトル
クが発生することに着目し、 回転子を多角柱とし、 固定子コア上で転動させ、 パーミアンス差を非常に大ぎくし小形で人1〜ルクを発
生させる ことを特徴とする転動子形電動機である。
本発明の一実施例におりる斜視図を第1図に表わす。
電動機の回転子を多数個の多角柱の転動子1とその保持
樫構とから構成し、転動子1を固定子のコア2,4の上
を直接転動させることにより、大ぎな力を発生させる。
樫構とから構成し、転動子1を固定子のコア2,4の上
を直接転動させることにより、大ぎな力を発生させる。
多角柱1本だ(プに注目し、その動作原理を示1)でい
る。
る。
いま、転動子1がコアA・2の位置にあるとき、コイル
B・5から見たパーミアンスをPAとする。
B・5から見たパーミアンスをPAとする。
コイルB・5に電流1を流づと転動子′1とコアB−1
との間に吸引ツノが働き、転動してコアB・4の位置に
転動する。このときのコイルB・5から見たパーミアン
スPBとする。
との間に吸引ツノが働き、転動してコアB・4の位置に
転動する。このときのコイルB・5から見たパーミアン
スPBとする。
転動子1がコアA、コアBの位置にあるときの起磁力N
、と磁束φ 、φ8の関係を第2図に表1
へ わす。
、と磁束φ 、φ8の関係を第2図に表1
へ わす。
コアBの位置にあるどき、励磁されたコアB・4に転動
子1の一面が空隙零で密着するため大きな磁束が流れ、
単位起磁力あたりの磁束すなわちパーミアンスPB(ま
大きな(直になる。
子1の一面が空隙零で密着するため大きな磁束が流れ、
単位起磁力あたりの磁束すなわちパーミアンスPB(ま
大きな(直になる。
したがって、1qられる力(]アA→コアB間の平均)
F F−(P −PA)N I /2ΔXは大きくな
る。なお、磁束−起磁力特性を示す第2図において、(
P −PA)N I /2はその大きい実線の斜
線を施した三角形の面積である。
F F−(P −PA)N I /2ΔXは大きくな
る。なお、磁束−起磁力特性を示す第2図において、(
P −PA)N I /2はその大きい実線の斜
線を施した三角形の面積である。
比較のために従来の通常の電動機の起磁力と磁束の関係
を点線で表わす。
を点線で表わす。
第3図に磁気飽和を考慮したときの磁束−起磁力特性図
を示す。
を示す。
実線が本発明、点線が通常電動機である。
このように、電動機の回転子を多角柱でもって構成し、
固定子のコアの上を転動させることにより、従来の電動
機よりはるかに大ぎな力を発生させることが可能になる
。
固定子のコアの上を転動させることにより、従来の電動
機よりはるかに大ぎな力を発生させることが可能になる
。
また、転動子の各移動位膚での力は
F −(N 2 I 2 /2) ・ (、dP
/dx)・・・・・・・・・(2) ここで、Pは×の位置でのパーミアンスであり、転動子
の面がコアに近ずいたとき、非常に大きな値になる。即
ち、コアBの位置でのホールデイングトルクが非常に大
きくなる。
/dx)・・・・・・・・・(2) ここで、Pは×の位置でのパーミアンスであり、転動子
の面がコアに近ずいたとき、非常に大きな値になる。即
ち、コアBの位置でのホールデイングトルクが非常に大
きくなる。
電動機として動作させるには、第1図のコアA・2.コ
アB・4に続けて多数のコアを円周上に配置するく回転
形の電動機)、または直線状に配置する(直線運動形電
動機)とともに、転動子を多数用いてそれらを機械的に
結合しておりばよい。
アB・4に続けて多数のコアを円周上に配置するく回転
形の電動機)、または直線状に配置する(直線運動形電
動機)とともに、転動子を多数用いてそれらを機械的に
結合しておりばよい。
これを具体的にした本発明の他の実施例を、第4図の斜
視図で説明覆る。
視図で説明覆る。
コア2 .2 .2 .4 .4. .4. 、・・
・5TR3T ・・・を横に3列に配置し、それぞれのコア例に励磁用
の導線6R,68,6□を通す。第4図は導線6Rに電
流を流したときの静止状態で、電流を導線6.6□、・
・・と順に切換えると、転動子1aには右方向のコア/
IRとの間に吸引力が働ぎ、右方向に転動し転動子1b
となる。
・5TR3T ・・・を横に3列に配置し、それぞれのコア例に励磁用
の導線6R,68,6□を通す。第4図は導線6Rに電
流を流したときの静止状態で、電流を導線6.6□、・
・・と順に切換えると、転動子1aには右方向のコア/
IRとの間に吸引力が働ぎ、右方向に転動し転動子1b
となる。
第4図は直線形電動機の例であるが、力を外部に取り出
J−保持機構は図示していない。
J−保持機構は図示していない。
なお、転動子1.1b・・・・・・の外周長とコア2R
〜4R928〜48,2□〜4■、・・・・・・のピッ
チとの間には整数比の関係にしておく。
〜4R928〜48,2□〜4■、・・・・・・のピッ
チとの間には整数比の関係にしておく。
回転形を構成した本発明の別の実施例における要部の正
面図を第5図に表わJ。
面図を第5図に表わJ。
これはアウタロータ形になっており、固定子が内側に配
置されている。
置されている。
回転軸方向手前にR相のコア2R,4R,・・・・・・
と巻線6Rがあり、図示しないが、その背後にコアを1
/3ピツヂずつずらして、S相、■相が設置プられてい
る。
と巻線6Rがあり、図示しないが、その背後にコアを1
/3ピツヂずつずらして、S相、■相が設置プられてい
る。
導線6,63.6Tと電流を順次切換えて流すことによ
り、回転運動が1qられる。
り、回転運動が1qられる。
このどき各転動子1.1..・・・・・・の移動は、そ
の両側に設りられお亙いに結合された保持機構7に伝え
られ、外部に作用J゛る力として取出される。
の両側に設りられお亙いに結合された保持機構7に伝え
られ、外部に作用J゛る力として取出される。
なお、転動子1.1b、・・・・・・の各面は、固定子
のコア2.28,2□、4R,48,4□。
のコア2.28,2□、4R,48,4□。
・・・・・・と密着するように凹の曲面となっている。
小形化するときに適した本発明の第4の実施例の構成を
表わす側面図、正面図を第6図、第7図に示づ−6 巻線6 .6 .6□とR,S、T相のようにS 電流を切り換えることにより、転動子1a〜11・・・
は右方向に移動1−る。
表わす側面図、正面図を第6図、第7図に示づ−6 巻線6 .6 .6□とR,S、T相のようにS 電流を切り換えることにより、転動子1a〜11・・・
は右方向に移動1−る。
本構造は、固定子コア2R,28,2,は機械加工によ
って多数の歯2 .2 .2 を作るこRt S
t Tt とができる。
って多数の歯2 .2 .2 を作るこRt S
t Tt とができる。
この固定子歯2R5,2st、2□1のビッヂを1#以
下にすることにより、小形で大ぎな1〜ルクを発生する
電動機が実現できる。
下にすることにより、小形で大ぎな1〜ルクを発生する
電動機が実現できる。
第6図の実施例では、巻線6.68.6□のR相、S相
、T相が移動方向に配置しているが、移動方向と直角方
向に各巻線6R,68,6□を配置することも可能であ
る。この第5の実施例の正面図を第8図に表わす。
、T相が移動方向に配置しているが、移動方向と直角方
向に各巻線6R,68,6□を配置することも可能であ
る。この第5の実施例の正面図を第8図に表わす。
第6図・第7図および第8図の手段を、固定子コア、転
動子(保持機構を含む)を円形に継ぎ合せたように構成
して、回転形の電動機が得られる(第6の実施例)。
動子(保持機構を含む)を円形に継ぎ合せたように構成
して、回転形の電動機が得られる(第6の実施例)。
固定子=172Rの面と転動子1aの面が近ずいたとぎ
、パーミアンスの変化(dP/dX)は非常に大きくな
り、力も急激に大きくなる。
、パーミアンスの変化(dP/dX)は非常に大きくな
り、力も急激に大きくなる。
F−(N2I2/2)(dP/dx)
第9図は、本発明の第6の実施例の要部の側面図である
。
。
固定子コア2R面と転動子1a面の密着の程度を小さく
した手段であり、第9図(a)は転動子1 の転動する
面を曲面化しており、第9図(b)は固定子コア2Rの
転動子18の対向面を曲面に形成している。
した手段であり、第9図(a)は転動子1 の転動する
面を曲面化しており、第9図(b)は固定子コア2Rの
転動子18の対向面を曲面に形成している。
各相(R,S、T相)の停止位置での力は小さくなるが
、従来の電動機よりはなおかつ大きな力を発生させるこ
とができる。
、従来の電動機よりはなおかつ大きな力を発生させるこ
とができる。
大きな推力を発生し、かつ固定子コア2R128,2,
・・・・・・と転動子1.1 、・・・・・・の相7、
a b対的つまり
位相的な位置関係を保証する手段を設けた本発明の第7
の実施例の要部の概念図を第10図に示す。
・・・・・・と転動子1.1 、・・・・・・の相7、
a b対的つまり
位相的な位置関係を保証する手段を設けた本発明の第7
の実施例の要部の概念図を第10図に示す。
第10図(a)は側面図、第10図(b)は正面図で、
固定子側には移動方向に沿って補助ガイド〔たとえばラ
ックDack) ) 9を設け、転動子側にはその転動
軸を回転中心とする歯車(たとえばピニオン(pini
on) ) 8をそなえる。
固定子側には移動方向に沿って補助ガイド〔たとえばラ
ックDack) ) 9を設け、転動子側にはその転動
軸を回転中心とする歯車(たとえばピニオン(pini
on) ) 8をそなえる。
以−ヒの実施例では外側に回転子すなわち転動子が設け
られたが、固定子を外側に設けた構造でも同等の作用を
実現できる。
られたが、固定子を外側に設けた構造でも同等の作用を
実現できる。
また、回転子つまり転動子と固定子を回転軸方向に配置
したアキシャルギャップ形の電動機も同様にできる。こ
のときは、転動子1,1..・・・・・・は多角錐に似
た形状となる。
したアキシャルギャップ形の電動機も同様にできる。こ
のときは、転動子1,1..・・・・・・は多角錐に似
た形状となる。
しかして、本発明は、転動子1.1b、・・・・・・に
シャフト鋼のようにごく弱い半硬磁性材料を用いること
により、電流を切った後も残留磁束が残り、自己保持の
力を出すことができ、自己保持形の電動機も提供するこ
とができる。
シャフト鋼のようにごく弱い半硬磁性材料を用いること
により、電流を切った後も残留磁束が残り、自己保持の
力を出すことができ、自己保持形の電動機も提供するこ
とができる。
固定子コア2 .28.2 .4R,48゜RT
4□、・・・・・・に残留磁束の残りやすい低いブレイ
ドの電気鉄板を用いても同じ効果がある。
ドの電気鉄板を用いても同じ効果がある。
低速の位置決め用の電動機に適し、少ない電力で高いホ
ールディング力が要求される分野に好適である。
ールディング力が要求される分野に好適である。
かくして本発明によれば、固定子コアと回転子コア即ち
転動子との密着性が良く、空隙によるパーミアンスの制
約が取り除かれ、非常に大きな力を発生することができ
、小形で大きな力を発生する電動機を提供することがで
きる。
転動子との密着性が良く、空隙によるパーミアンスの制
約が取り除かれ、非常に大きな力を発生することができ
、小形で大きな力を発生する電動機を提供することがで
きる。
また、本発明は従来の電動機のように空隙を保つための
ベアリングが不要で、かつ高精度の加工が不要である。
ベアリングが不要で、かつ高精度の加工が不要である。
保持力が非常に大きく、ステップ的動作をするものに適
し、外乱の力をう【ノても位置ずれを起こしにくく高精
度である。
し、外乱の力をう【ノても位置ずれを起こしにくく高精
度である。
さらに、転動子に半硬磁性材料を使えば自己保持形電動
機となり、固定子コアに低グレイドの電気鉄板を用いて
も同様であり、低速位置決め電動機に適し、少ない電力
で高いホールディング力の要求される分野に最適である
。
機となり、固定子コアに低グレイドの電気鉄板を用いて
も同様であり、低速位置決め電動機に適し、少ない電力
で高いホールディング力の要求される分野に最適である
。
第1図は本発明の一実施例の斜視図、第2図は磁束−起
磁力特性図、第3図は磁気飽和を考慮したときの磁束−
起磁力特性図、第4図は本発明の他の実施例・直線形電
動機の要部の斜視図、第5図は本発明の別の実施例・ア
ウタロータ形電動機の要部の正面図、第6図、第7図は
本発明の第4の実施例の側面図、正面図、第8図ないし
第10図は本発明の第5ないし第7の実施例の説明図で
ある。 1.1 .1 、・・・・・・1・・・・・・・転動
子a b 1 2.2 .2 .2□、4.4R,48,4丁S ・・・・・・固定子コア 3.5.6 6.6□・・・・・・励磁巻線(コイR
・ S ル) 7・・・・・・保持機構 8・・・・・・歯車 9・・・・・・補助ガイド。 出願人代理人 佐 藤 −維 起磁力 第3図
磁力特性図、第3図は磁気飽和を考慮したときの磁束−
起磁力特性図、第4図は本発明の他の実施例・直線形電
動機の要部の斜視図、第5図は本発明の別の実施例・ア
ウタロータ形電動機の要部の正面図、第6図、第7図は
本発明の第4の実施例の側面図、正面図、第8図ないし
第10図は本発明の第5ないし第7の実施例の説明図で
ある。 1.1 .1 、・・・・・・1・・・・・・・転動
子a b 1 2.2 .2 .2□、4.4R,48,4丁S ・・・・・・固定子コア 3.5.6 6.6□・・・・・・励磁巻線(コイR
・ S ル) 7・・・・・・保持機構 8・・・・・・歯車 9・・・・・・補助ガイド。 出願人代理人 佐 藤 −維 起磁力 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、複数個のコアにそれぞれ励磁巻線を巻回し可動する
転動子の可動方向に等しいピッチで配設される固定子と
、 固定子上を転動する複数個の多角柱または多角錐から形
成された転動子と、 転動子の移動を外部へ伝達する保持機構と、励磁巻線を
逐次励磁して移動磁界を発生される手段と、 をそなえることを特徴とする転動子形電動機。 2、転動子の外周長と固定子を配置するピッチとが整数
比にした特許請求の範囲第1項記載の転動子形電動機。 3、転動子多角柱の面とこれに対向する固定子の面がほ
ぼ同一平面または曲面をしている特許請求の範囲第1項
あるいは第2項記載の転動子形電動機。 4、固定子およびまたは転動子に残留磁束のある材料を
用い自己保持機能を有する特許請求の範囲第1項あるい
は第2項記載の転動子形電動機。 5、転動子が直線状の運動をなす特許請求の範囲第1項
ないし第4項のいずれかの項に記載の転動子形電動機。 6、転動子が回転状の運動をなす特許請求の範囲第1項
ないし第4項のいずれかの項に記載の転動子形電動機。 7、転動子と固定子の間での滑りを防止する手段を設け
た特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれかの項に
記載の転動子形電動機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60226868A JPH0669286B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 転動子形電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60226868A JPH0669286B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 転動子形電動機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6289470A true JPS6289470A (ja) | 1987-04-23 |
JPH0669286B2 JPH0669286B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=16851829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60226868A Expired - Lifetime JPH0669286B2 (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 転動子形電動機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0669286B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9023011B2 (en) | 2003-03-27 | 2015-05-05 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical device |
US9808595B2 (en) | 2007-08-07 | 2017-11-07 | Boston Scientific Scimed, Inc | Microfabricated catheter with improved bonding structure |
US9901706B2 (en) | 2014-04-11 | 2018-02-27 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Catheters and catheter shafts |
US11351048B2 (en) | 2015-11-16 | 2022-06-07 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Stent delivery systems with a reinforced deployment sheath |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60226868A patent/JPH0669286B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9023011B2 (en) | 2003-03-27 | 2015-05-05 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical device |
US9592363B2 (en) | 2003-03-27 | 2017-03-14 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical device |
US10207077B2 (en) | 2003-03-27 | 2019-02-19 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical device |
US9808595B2 (en) | 2007-08-07 | 2017-11-07 | Boston Scientific Scimed, Inc | Microfabricated catheter with improved bonding structure |
US9901706B2 (en) | 2014-04-11 | 2018-02-27 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Catheters and catheter shafts |
US11351048B2 (en) | 2015-11-16 | 2022-06-07 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Stent delivery systems with a reinforced deployment sheath |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0669286B2 (ja) | 1994-08-31 |
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