JPS63249459A

JPS63249459A - リニアパルスモ−タ

Info

Publication number: JPS63249459A
Application number: JP7967087A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Okamura; 岡村　靖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1988-10-17

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〕本発明は高精度な往復運動、歩進駆動が節ｉｉ’＋に行
えるリニアパルスモークの改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、供給するパルス信号によりデジタル的に回転する
ステッピングモータ（パルスモータ）が実用化されてい
る。このパルスモータは、連続回転運動を行うモータに
対して速度制御や位置決め制御を伴う間歇動作が必要な
用途、例えばコンビエータ端末の印刷機やファクシミリ
等の回転部分の駆動用に使用されている。

一方、このようなパルスモータを「回転形」から「直進
形」に変えたリニアパルスモークも実用化されている。

このリニアパルスモータはモータとシステム機材を併用
できるため小形化でき、部品点数が少なくなることから
、保守性が良いものとなっている。

第９図は２本のレール９１上を車輪９２によって電機子
であるスライダが移動することができる従来のリニアパ
ルスモークの構成を示す図である。

２本のレール９１の一方には車軸９２のガイドとなる溝
９４があり、２本のレール９１間には等ピッチでくし歯
９５が形成されたスケール９６がある。前記車輪９２は
フレーム９７に車軸を介して取り付けられており、この
フレーム９７の上部には物等を載せることができる天板
９８が設けられている。そして、この天板９８の下方に
コイル９３と永久磁石が組み込まれたスライダが収納さ
れている。

第１０図は前記リニアパルスモータのスライダ１０とス
ケール２０との関係の一例を示す図である。スケール２
０は例えば鉄等の磁性体で作られており、その−Ｌ面に
はくし歯２１が磁性歯として等ピッチで設けられている
。一方、スライダ２０はこの例では断面視コの字状の２
つの電磁石ＨＭＡと電磁石Ｆ、ＭＢおよび永久磁石１１
とから構成されており、電磁石ＥＭＡにはコイルＣＡが
巻かれており、電磁石ＲＭＩＩにはコイルＣＲが巻かれ
ている。また、前記２つの電磁石ＨＭＡ、　ＥＭＢのそ
れぞれの両端部は励磁可能な磁性歯■〜■となって、前
記スケール２０のくし歯２１に所定間隙を隔てて対向し
た状態にある。そして、前記くし歯２１のピッチと、電
磁石の励磁可能な磁性歯のピンチは異なっている。

この例では、第１０図においてくし歯２１の左端にある
凸歯■と電磁石ＲＭＡの磁性歯■が丁度対向している状
態にあるとすると、磁性歯■は＜ＬＩｉ１２１の凸歯■
と■との間の凹部に対向しており、電磁石ＥＭＢの磁性
歯■は＜Ｌ、１ｆｉ２１の凸歯■から凸１１１■側にく
し歯２１のピッチの１７４ずれた（１７置にあり、磁性
歯■はくし歯２１の凸Ｉ″ｊｉ１■から凸歯■側にくし
歯２１のピンチの１７４ずれた位置にある。即ち、前記
スライダＩＯの磁性歯■〜■は、相対的に前記スケール
１０のくし歯２１のピッチの１７４のピッチで並んでい
るのと同等な関係にある。

以上のように構成されたリニアパルスモータにおいて、
例えば電磁石ＨＭＡのコイル−〇２つの端子、および電
磁石ＥＭＲのコイルＣＢの２つの端子をそれぞれ＋、−
とし、子端子から一端子に流す電流を順方向電流、一端
子から子端子に流す電流を逆方向電流と呼ぶとすると、
電磁石ＦＭＡ、　ｌ’：ＭＢにそれぞれ流す電流の組み
合わせは以下の４通りになる。

（１）　　ＥＭＡ、　ＥＭＲともに順方向電流（第１１
図（ａ））（２＋　　１ＥＭＡ：逆方向電流、ＥＭＩＩ
　ｎ順方向電流（第１１図（１）））ｆ３１　　ＥＭＡ
、　ＥＭＢともに逆方向電流（第１１図（Ｃ））（４）
ロへ：順方向電流、ＩＥＭＲ：逆方向電流（第１１図（
ｄ））そして、この４１１１１りの電流の流し方を＜１
１から順に（４）まで連続して行えば、リニアパルスモ
ータは第１１図（ａｌ〜（ｄ）に示すように前記くし歯
２１のピッチの１／４のピッチでスケール２０上を右方
に移動していく。逆に、電流の流し方を（４）から（１
）まで連続して行えば、リニアパルスモータは第１１図
（ｄ）の位置から左方へ第１１　ｆｉｌ　（ａ）の位置
までスケール２ｏ上を逆に移動していく。このようにリ
ニアパルスモータは電磁石に流す電流の方向を制御する
だけで、スケール２０に設けられたピンチに応じて精度
良くスケール２０上を移動させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来のリニアパルスモークは軌道状に敷かれ
たスケールの上をスライダが走行する構造となっている
ので、ごみや埃がスケール上にたまり易かったり、また
、第９図に示すようにコイル９３が露出した状態で取り
付けられているので、鉄粉等の磁性体が電磁石に付着す
る可能性があり、スライダの走行を精度良く確保するた
めの保守が大変であるという問題点があった。また、第
９図の構造のリニアパルスモータでは天板９８の上に物
を載せて運ぶ用途にしか使用できなかった。

本発明の目的は前記従来のリニアパルスモークの問題点
を解消し、ごみや埃が付きにくく、また、鉄粉等の磁性
体の付着を防ぐことができると共に、用途も物を載せて
運ぶことに限定されない優れたリニアパルスモークを堤
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の一つの形態によれば、リニ
アパルスモータは等ピッチで長手方向に設けられた第１
の磁性歯と、この第１の磁性歯に対向状態で設けられた
ピッチの異なる第２の磁性歯とを備え、この第２の磁性
歯の励磁を制御することにより両者の相対位置を変化さ
せることができるリニアパルスモータであって、前記第
１の磁性歯は柱状体の外周部に設けられ、前記第２の磁
性歯は前記柱状体の周囲に支持体に取り付けられて設け
られ、前記支持体は前記柱状体上に摺動可能に取り付け
られていることを特徴としている。

また、本発明の他の形態のリニアパルスモータは、等ピ
ンチで長手方向に設けられた第１の磁性歯と、この第１
の磁性歯に対向状態で設けられたピッチの異なる第２の
磁性歯とを備え、この第２の磁性歯の励磁を制御するこ
とにより両者の相対位置を変化させることができるリニ
アパルスモークであって、前記第１の磁性歯は箱体の内
周部に設けられ、前記第２の磁性歯は前記箱体をけ通ず
る柱状体の外周部に取り付けられ、前記箱体は前記柱状
体−トに摺動可能に取り付けられていることを特徴とし
ている。

〔作　用〕

本発明のリニアパルスモークによれば、励磁１り能な磁
性１溝が箱体内に格納されているので、電磁石への磁性
体の付着がなく、また、箱体を柱状体がｆ、’ｊｉｌｌ
Ｌだ状態にあり、人力パルスにより両者の相対位ｉ斤が
変化するので、箱体を同定すれば柱状体を移動させるこ
とができ、柱状体を固定させれば箱体を移動させること
ができる。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明のリニアパルスモータの一実施例の構成
を示す斜視図である。

図において１は第１の磁性１方を有する断面が円の柱状
体である軸、２は第２の６任性歯を取り付ける支持体で
ある箱体２であり、軸ｌは箱体２の中心部を貫通してい
る。また、この例では軸１が磁性体で形成されており、
軸１の外周面は長手方向に等間隔で磁性部１ａ、非磁性
部１ｂが交互にかつ滑らかに連続するようになっている
。９は前記箱体２の中にある電磁石のコイルに接続する
端子を内蔵するコネクタである。

第２図は第１図のリニアパルスモークの垂直方向の断面
を示すものである。

磁性体１ｅからなる軸１の外周部には、軸１の長手方向
に同一幅の溝１ｃが等ピッチで軸ｌを周回して穿設され
ており、前記磁性体１ｅの外周部は長手方向に歯幅が等
しいくし歯１ｆを形成してりる。また、前記溝１ｃ内は
非磁性体１ｄで埋められており、軸１の外周面において
前記非磁性体１ｄと磁性体１ｅからなるくし歯１ｆとは
面一になるようになっている。従って、軸１の外周面で
は磁性部１ａ、非磁性部１ｂが長手方向に等間隔で交互
にかつ滑らかに連続するようになっている前記箱体２は一端に開口のある中空の円柱部２ａと蓋部
２ｂとから構成されており、円柱部２ａの底板２ｃと蓋
部２ｂの中心部には前記軸ｌが貫通している。

そしζ、前記底板２ｃと蓋部２ｂの前記軸ｌとの接触部
にはベアリング３がそれぞれ設けられていて、前記箱体
２は前記軸ｌ上を滑らかに摺動できるようになっている
。

前記箱体２の内部には、非磁性体のホルダ８にて所定位
置に固定された４枚の磁性体からなるリング４、コイル
Ｃの巻き付けられた２つの電磁石５．６および永久磁石
７がある。そして、前記電磁石５．６のそれぞれのコイ
ルＣの両端は十端子。

一端子となって箱体２の外部に引き出され、コネクタ９
を形成している。

第３図は前記リング４、コイルＣの巻き付けられに２つ
の電磁石５．６および永久磁石７の組み立て状態を示す
斜視図である。前記リング４の一部は切り欠かれており
、その切欠部４ａに前記２っの電磁石５．６のそれぞれ
の両端部５ａ、　５ｂ、　６ａ。

６ｂが接続するようになっている。４ｂは前記リング４
の中心部に穿設された孔であり、その内径は前記軸１の
外径よりも僅かに大きく形成されている。

また、前記電磁石５．６に接続された状態で各孔４ｂの
中心は一直線上に重なり、この孔４ｈに前記軸１が所定
の遊びをもって挿通されるようになっている。そして、
前記永久磁石７は前記２つの電磁石５，６の背面に跨が
って取り付けられるようになっている。よって、この例
のリニアパルスモータでは、くし歯１ｆの形成された軸
１を周回するように電磁石が設けられていることになる
。

以上のように構成されたリニアパルスモークにおける前
記４枚のリング４と軸ｌのくし歯１「との位置関係は、
第１０図に示した電磁石ＨＭＡおよび電磁石ＥＭＢとく
し歯２１との関係と全く同じようになっている。即ち、
電磁石５の一つの端部５ａに接続するリング４とくし歯
Ｉｆとが重なっていたとすると、電磁石５の他の端部５
ｂに接続するリング４は溝部１ｃと重なり、電磁石６の
２つの端部６ａ、　６ｂに接続するリング４はそれぞれ
くし歯ｉｆと７Ｉ↓部ＩＣと半分ずつ市なるようになっ
ている。

従って、このように構成されたリニアパルスモークにお
いては、電磁石５，６の十端子および一端子に接続する
電源の極性を４通り・に変えることにより、従来のリニ
アパルスモーク同様に軸１に形成したくし歯１ｆのピッ
チの１／４のピッチで軸１と箱体２との相対位置を変化
させることができろ。

なお、前述の例では軸１上のくし歯１ｆのピッチにリン
グ４の厚さを合わせているが、第４図に示すように、軸
ｌ上のくし歯１ｆのピッチを細かくし、これに合わせて
リング４の軸１との対向面に＜シー尚４ｃを形成すれば
、軸１と箱体２との相対位置の制御を更に細かく行うこ
とができる。また、第５図に示すように軸１にはＭ’ｉ
ｌｃをらせん状に形成して、軸１の表面に磁性部１ａと
非磁性部１ｂとがらせん状になるようにしても、箱体２
内の電磁石をごの形状に合わせて形成することにより対
応できる。

更に、前記軸１の断面形状は円に限定されるものではな
く、第６図（ａ）〜（Ｃ）に示すように三角形、四角形
、六角形などの多角形でも良い。また、前記軸１には箱
体２の移動時のガイドとなる溝や突条を設けても良い。

なお、このガイド溝や突条側にベアリングを設けても良
い。更には、前記軸１は全長さに渡って同一径である必
要はなく、軸１の途中を膨出して大径部を形成し、この
大径部にくし歯１ｆを設けても良いものである。

以上説明したようにこの例のリニアパルスモークは、軸
１に等ピンチのくし歯（磁性歯）Ｉｆを設けてスケール
とし、前記軸ｌ上に摺動自在に取り付けられた箱体２内
に電磁石を設けてスライダとしたことにより、スケール
上にごみや埃がたまりに＜＜、また、電磁石が箱体２内
に密封されているので、鉄粉等のもｎ性体の付着もない
。更に、この例のリニアパルスモークは軸１が箱体２を
貫通する構造になっているために、箱体２を物を載置し
て運ぶ用途の他に、物を吊り下げて運ぶ用途にも使用で
きる。更にまた、以上のような構造のリニアパルスモー
タは軸１を固定すれば、軸１上で箱体２を移動させる用
途に使用することができ、逆に箱体２を同定すれば軸１
を箱体２に出入りさせる用途に使用することができる。

第７図および第８図は本発明の他の形態のリニアパルス
モークの例を示すものである。この例のリニアパルスモ
ークは軸ｌと箱体２とから構成されているが、前記例と
は異なって軸ｌ上にはくし歯は設けられていない。従っ
て、軸１は４１性体に限定されるものではなく、滑らか
な外周面を（１１Ｎえた軸体ならば何でも良い。箱体２
は両端が開［１した筒状体２ｄと、前記開口を封止する
２枚の蓋体２ｅとから構成されている。そして、前記蓋
体２ｅの中心部を前記軸１が貫通しており、前記蓋体２
ｅの軸ｌとの接触面に設けられたベアリング３により、
前記箱体２は軸ｌ上を滑らかに摺動できるようになって
いる。

この例のリニアパルスモータでは、前記箱体２の内周面
を周回する同一幅の講２ｇにより前記軸ｌの長手方向に
この溝２ｇと同一幅のくし歯２ｆが等゛ピッチで形成さ
れている。この例では＜Ｌｒ！ｉ’ｉ２ｆは箱体２内に
密封されているので、くし歯２ｆとくし歯２ｆとの間の
溝を非磁性体で埋める必要はない。

一方、前記箱体２内に位置する軸１上には円筒状の永久
磁石７が固定されており、この永久磁石７の両端部にそ
れぞれフランジ状の磁極を持つ電磁石５．６が取り付け
られている。そして、前記電４１１石５．６のそれぞれ
のフランジの厚さは前記くし歯２ｆの厚さと同じに形成
され、それぞれのフランジは前記くし歯２ｆに第１０図
の電磁石とくし歯との位置関係と同様の位ｉδ関係をも
って所定間隙を隔てて対向している。Ｃは電磁石５．６
に巻かれたコイルである。

この例のリニアパルスモークは、前述の例のリニアパル
スモークと同様の用途に使用することができる上に、く
し歯２ｆおよび電６１を石５．６が共に箱体２内に格納
されているので、ごみや埃、および鉄粉などの磁性体の
付着などの悪影響がなく、更に環境の悪い場所でも使用
できる。

なお、この例のリニアパルスモータにおいても軸１の断
面形状は限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のリニアパルスモークは、
箱体の中を軸が貫通する構造となっているので、ごみや
埃、更には鉄粉などの磁性体の付着の影響がなく、環境
の悪い状態でも使用できるという効果がある。また、本
発明のリニアパルスモークは物を載せ運ぶ用途の他に物
を吊り下げて運ぶ用途にも使用できる効果がある。更に
また、本発明のリニアパルスモークは固定の仕方によっ
て、軸側を移動させることも、箱体側を移動させること
も可能であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリニアパルスモータの一形態の実施例
の外観を示す斜視図、第２図は第１図のリニアパルスモ
ータの縦断面図、第３図は第２図の内部構成を示す組立
斜視図、第４図から第６図はは本発明の変形実施例を示
す部分図、第７図および第８図は本発明の他の形態のリ
ニアパルスモータの一実施例を示す斜視図および縦断面
図、第９図は従来のリニアパルスモークの構成を示す斜
視図、第１０図および第１１図はリニアパルスモータの
基本構成および動作原理を示す説明図である。 ■・・・軸、１ｆ・・・くし歯、２・・・箱体、３・・
・ヘアリング、４・・・リング、５．６・・・電（ｆ１
石、７・・・永久磁石、Ｃ・・・コイル。特許用ＩＭ人間材　端佐　藤　征治部特許出願代理人

Claims

【特許請求の範囲】１、等ピッチで長手方向に設けられた第１の磁性歯と、
この第１の磁性歯に対向状態で設けられたピッチの異な
る第２の磁性歯とを備え、この第２の磁性歯の励磁を制
御することにより両者の相対位置を変化させることがで
きるリニアパルスモータであって、前記第１の磁性歯は柱状体の外周部に設けられ、前記第
２の磁性歯は前記柱状体の周囲に支持体に取り付けられ
て設けられ、前記支持体は前記柱状体上に摺動可能に取り付けられて
いることを特徴とするリニアパルスモータ。２、等ピッチで長手方向に設けられた第１の磁性歯と、
この第１の磁性歯に対向状態で設けられたピッチの異な
る第２の磁性歯とを備え、この第２の磁性歯の励磁を制
御することにより両者の相対位置を変化させることがで
きるリニアパルスモータであって、前記第１の磁性歯は箱体の内周部に設けられ、前記第２
の磁性歯は前記箱体を貫通する柱状体の外周部に取り付
けられ、前記箱体は前記柱状体上に摺動可能に取り付けられてい
ることを特徴とするリニアパルスモータ。