JPS63129859A

JPS63129859A - リラクタンスモ−タ

Info

Publication number: JPS63129859A
Application number: JP20103487A
Authority: JP
Inventors: オットー　スティーム
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1987-08-13
Publication date: 1988-06-02
Also published as: GB8718673D0; FR2603753A1; GB2194689A

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】〈産業上の利用分野〉本発明は少なくとも１つの巻き線を有し、各々が間にエ
アーギャップスペースを有している複数の磁極面の相を
備えたステーターと、連続するエアーギャップスペース
の間を延びる通路に沿って可動である複数の磁性材を有
するカーソルとを備えたリラクタンスモータに関する。

〈従来の技術〉このタイプのモータは大きいトルクを有し、それゆえス
テップモータとして特に利用されている。

従来のこのタイプのモータは、カーソルが、円盤状の底
部を有し、かつ複数の磁性凸部が該底部から軸方向と平
行に延びている鐘状ローターとして構成されていた。こ
の凸部は、ステーターにおける環状エアーギャップ内を
移動できるようになっている（米国特許第３８６４５８
８号参照）。

他の公知のこのタイプのモータは、カーソルが円盤形の
ローターとして構成されており、複数の磁性凸部がそこ
から放射状に広がっている。

このようなモータの加速能力、すなわちリニアモータに
おける力と質量との関係または回転カーソルを有するモ
ータにおけるトルクと慣性との関係を改善することは、
カーソルの質量を減少させることによって行なうことが
企図されていた。このために、支柱またはプラスチック
充填材を介して磁性部材を互いに連結することが試みら
れてきＩこ　。

このようなモータの性能と効率を向上させるために、エ
アーギ↑１ツブずなわらエアーギアツブスペースの幅と
カーソルの幅との差異をできるだけ小さくすることが望
まれていたが、製造公差および構造上の設計的考慮によ
って課せられる条件からくる限界があった。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明の目的は、エアーギャップを最小限にすることと
は別に、モータの特性、特にカーソルの加速能力を向上
させることにある。

〈問題点を解決するための手段〉本発明によると、この目的は、磁性部材の厚さをエアー
ギャップスペースの幅の０．３５から０゜６５倍、特に
好ましくはエアーギアツブスペースの１／２にすること
によって達成される。

〈作用〉磁性部材の移動方向に働く力は、磁性部材の厚さだけで
なくエアーギャップスペースのギ１？ツブの幅にも関係
している。即ち、磁性部材が可能な最大の幅で、かつエ
アーギャップスペースの幅が最少のとき、原理的にはカ
ーソルの加速能力が最大となる。しかし、エアーギャッ
プスペースのギャップ幅が磁性部材の厚さの２倍のとき
、磁性部材の移動方向へ動く力が明らかに最大になるこ
とが経験的に知られている。ここで、エアーギャップス
ペースの幅は、各磁性面の組の磁性面間の距離に相当す
る。

ステーターによりカーソルに作用する力を著しく減少さ
ゼることなしに、カーソルの質量をより減少させること
は、磁性部材をエアーギャップスペース内の磁力線に平
行に延びる面に設けると共に、非磁性間隙によって互い
に分離されている積層状の複数の磁性メタルシートを備
えることにより達成される。これらの非磁性間隙の厚さ
は磁性メタルシートの厚さの約１０倍迄であればよく、
この場合１０％以上産み出される力を減少させることは
ない。

このような積層状の磁性部材の１実廠例では、磁性部材
が帯状磁性材料を多少のスペースを残すように屈曲また
は折りたたむことによって形成されている。他の実施例
では、磁性材料は磁性粉末を結合接着したものからなる
。

〈実施例〉第１図は、本発明の基本原理を説明するために、リニア
モータの本質的特徴を表わしている。カーソルはレール
型の非磁性の支持部材１と該支持部材に一定の間隙を置
いて埋め込まれている複数のプレート型の磁性部材２（
強磁性ゾーン）とを備えている。

上記カーソルが動くと磁性部材２がステーターの磁性４
，５の間のエアーギアツブスペース３を通る（このステ
ーターの巻き線は図示されていない）。この磁性部材２
がエアーギャップスペース３の外部に位置するとき、磁
性４．５を励磁して、エアーギャップスペース３に広が
っている磁力線は、第１図に示す位置まで磁性部材２を
エアーギャップスベース３へ引き込む。所定の磁界の強
さで、カーソルの運動方向に磁性部材へ働く最大の力は
、磁性部材の８に比例し、平面状の円盤のような形の場
合には、実際的には一定の値である消磁係数によって変
化する。

これまで、カーソルに働く最大の運動力を産み出すため
、所定のステーターのエアーギャップの幅、すなわちカ
ーソルと磁極面間に残存している２つのエアーギャップ
スペースのギャップの合計をできるだけ小さく保持する
ことが重要であるとされてきた。しかし、予想に反して
、最大の運動力は、エアーギャップスペースの幅すなわ
ち２本の磁極４．５のｔａ極ｉｍ間の距離が、磁性部材
２の２倍の厚さのとき得られることが判明した。隣接す
る磁性部材間の距離ｂ′と磁性部材の幅すとの関係は、
リラクタンスモータに適用される一般的方法で選択され
る。

第２図には２つのプレート６．７から成るカーソルを有
するリニアモータの重要な構成部が示されており、その
対向する縦長の縁には複数の磁性歯８が形成されて“い
る。隣接する各プレートの爾８は互いに等間隔ｂ′で１
されている。

ステーターは１２個のステーターブロックからなり、第
２図に示すように、ステーターブロック１１．１２・・
・・・・１６及び、２１．２２・・・・・・２６のよう
に２個づつ間隔を置いて平行に配置されている。簡易に
説明するために、３列のステーターブロックのみ図示さ
れており、プレートは、ステーターブロックから離れた
位置に示されている。カーソルの動きに垂直な面で、各
ステーターブロックは２側車ねで配置された「Ｃ」の文
字の形状を有する。従って、エアーギャップスペースを
形成する２つの磁極面が存在する。各エアーギャップ面
で、各ステーターブロックは３個の磁極のｌ′１１０を
有する。各ステーターブロックの中央の脚には各ステー
ターブロックのための巻き線３１が設けられており、こ
れは１本のみ第２図に示されている。

第３図は、１１から１６のステーターブロックの第１列
のエアーギャップスペースを貫通して広かっている面に
おけるリニアモータの断面図を示す。この図に示すよう
に、プレート６および７の各歯８間の距離は、ステータ
ーブロック１１から１６の隣接する磁極間の距離に等し
い。隣接するステーターブロックの距離は、プレートの
歯８が１つのステーターブロックの磁極と整列したとき
、次のステーターブロックではその磁極が歯８と整列し
ないように選定される。

この型のりニアモータは、ステップモータとして有効で
ある。例えば、もし、第１のステーターブロック１１の
巻き線３１が励磁されると、対応する磁極の組１０にも
つとも近い歯８は、第３図に示す整列した状態となるま
でエアーギャップスペースに引き込まれる。その後、巻
き線３１が消磁されると電流は次のステーターブロック
１２の巻き線３２に流れる。このとき、各々の歯８はこ
のステーターブロックのエアーギャップスペースとまだ
整列していないので、これらは、こめスペースに引き込
まれ、プレート６および７は対応する距離だけ右方向へ
移動する。連続するステーターブロックの各巻ぎ線は、
順々に励磁されるので、このわずかな動きが継続して行
なわれる。

第４図は、７Ｊ−ツルプレートの変形した実施例を示し
、これは個々の歯が、一定の間隔を置いて複数配置され
た磁性メタルシートから成る積層鉄心によって形成され
ている。第４図の実施例では、各鉄心１８が４枚のシー
トから形成されている。

鉄の飽和率が１０％づなりち各鉄心のシート間の距離が
個々のシートの厚さの９倍のとき、メタルシート鉄心１
８に働く力が第２図、第３図の実施例の中実の磁性歯を
用いたときに比べてわずか１０〜１５％程度しか減少し
ないことが判明した。

第４図の右側に示されているように、個々のシート１７
は、カーソルプレートの構造を簡素にするために、１枚
の前後に折りたたんだシート１９から形成することもで
きる。鉄の飽和率が少ない歯の構成は、他の適当な方法
によって、メタルシート帯を折りたたむまたは屈曲する
ことによっても得ることかできる。

本発明は、メインクレームの前提部分に含まれるような
リラクタンスモータ、すなわち円盤型または鐘型のロー
ターを有するモータにも応用できる。この場合トルクは
、磁極の組の数に応じて増大する。

巻き線の励磁は、ステップモータか連続作動モータかに
応じて、従来の方法でコントロールされる。後者の場合
、カーソルの角度位置を制御回路にフィードバックする
ためのセンサーが設けられ、これによってモータが作動
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁極の組の間に置かれたりニアモータのカー
ソルの斜視図、第２図は、リニアモータの主要構成部品の分解組立図、第３図は、エアーギャップスペースの磁力線に平行に、
カーソルの動きの方向にステーターのエアーギャップス
ペースを半分に切断した断面図、第４図は、カーソルの
疫形例の斜視図である。２．８．１８・・・磁性部材３・・・エアーギャップスペース４．５・・・磁極　　　６，７・・・プレート８・・・
歯　　　　　　　１０・・・磁極の絹１１、　１２．　
１６．　２１．　２２．　２６・・・ステータープロッ
タ］１．３２・・・巻き線

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１つの巻き線を有し、各々が間にエア
ーギャップスペースを画定している複数の磁極面の組を
備えたステーターと、連続する上記エアーギャップスペ
ースの間を延びる通路に沿つて可動な複数の磁性部材を
有するカーソルとを備えたリラクタンスモータであつて
、上記磁性部材（８、１８）の厚さ（ｈ）が上記エアーギ
ャップスペースの幅に０．４から０．６５の間の係数を
乗じた値に等しいことを特徴とするリラクタンスモータ
。
（２）上記磁性部材（８、１８）の厚さが、上記エアー
ギャップスペースの幅の１／２であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のリラクタンスモータ。
（３）上記磁性部材（８、１８）が、上記エアーギャッ
プスペース内の磁力線に平行に延びる面に設けられ、互
いに非磁性間隙によつて分離されている積層状の複数の
磁性メタルシートよりなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載のリラクタンスモータ。
（４）上記非磁性間隙が、上記磁性メタルシートの厚さ
の２０倍と等しいことを特徴とする特許請求範囲第３項
記載のリラクタンスモータ。
（５）上記磁性部材１９が、帯状磁性材料を多少の介在
スペースを残すように屈曲または折りたたむことによっ
て形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第３項又
は第４項記載のリラクタンスモータ。
（６）上記磁性材料が、磁性粉末を結合接着してなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
磁気伝導モータ。