JP3207302B2

JP3207302B2 - リニアパルスモータ

Info

Publication number: JP3207302B2
Application number: JP21542593A
Authority: JP
Inventors: 博文里見; 孝夫岩佐
Original assignee: Oriental Motor Co Ltd
Current assignee: Oriental Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 2001-09-10
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH0767316A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアパルスモータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に、従来のよく知られているシリン
ダ形リニアパルスモータの縦断面図を示す。

【０００３】図７において、前記シリンダ形リニアパル
スモータの固定子１００の固定子コア１０１，１０２，
１０３および１０４は、その外周縁部が厚さ方向に厚く
なった段付きのリング形状をしており、その内周面には
軸方向に等ピッチで複数個の固定子小歯１０５が配設さ
れている。そして、これら固定子コア１０１，１０２，
１０３および１０４は、フレーム１０６により支持さ
れ、またケーシングされる。

【０００４】該固定子コア１０１と１０２を前記外周縁
部をつき合わせる形で組み合わせることにより形成され
るリング状の溝部には、リング状巻線１０６が挟持され
ている。また、これと同様に、該固定子コア１０３と１
０４の間に形成されるリング状の溝部には、リング状巻
線１０７が挟持されている。

【０００５】該シリンダ形リニアパルスモータは、これ
ら固定子コア１０１と１０２、およびリング状巻線１０
６により１つの相を形成し、また固定子コア１０３と１
０４、およびリング状巻線１０７により他の１つの相を
形成し、全体で２相を構成している。リング状の永久磁
石１０８は、前記２つの相を形成している固定子コア１
０１，１０２と固定子コア１０３，１０４との間に挟持
され、移動子１０９の軸方向に着磁されている。

【０００６】移動子１０９の移動子コア１１０は、円筒
形状を有し、その外周面には複数個の移動子小歯１１１
が軸方向に等ピッチで配設されている。そして、該移動
子１０９は、ブラケット１１２と１１３により、軸受１
１４と１１５を介して軸方向に移動自在に支持される。

【０００７】前記固定子小歯１０５と移動子小歯１１１
とは、以下の位置関係にある。すなわち、固定子コア１
０４に配設された固定子小歯１０５が移動子小歯１１１
と丁度向き合っている場合において、固定子コア１０３
に配設された固定子小歯１０５は、固定子コア１０４に
比較して、歯ピッチの２／４だけ軸方向にずれた位置に
ある。また、固定子コア１０２に配設された固定子小歯
１０５は、固定子コア１０４に比較して、歯ピッチの１
／４だけ軸方向にずれた位置にある。さらに、固定子コ
ア１０１に配設された固定子小歯１０５は、固定子コア
１０４に比較して、歯ピッチの３／４だけ軸方向にずれ
た位置にある。

【０００８】このような構成にすることにより、該シリ
ンダ形リニアパルスモータは、２相のハイブリッド型リ
ニアパルスモータを構成している。

【０００９】しかし、前記構成のシリンダ形リニアパル
スモータは、巻線収納部を大きく取ることができず、相
あたりのアンペア導体数が大きく取れないため、推力が
低いという欠点があった。また、固定子コア１０１，１
０４は、固定子コア１０２，１０３よりも永久磁石１０
８から遠い位置にあるため、磁気回路が不均一であり、
励磁する相によって推力に違いがあるという欠点もあっ
た。さらに、原理的に、各相が軸方向に配置される構成
となるため、モータの軸方向の長さが長くなり、さらに
また、永久磁石１０８が固定子１００側にあるために、
モータケーシングを必要とすると同時に、移動子１０９
の軸方向の長さを固定子１００の軸方向の長さよりも長
くする必要があるために、移動子１０９の慣性が大きく
なるという欠点もあった。また同時に、多相化が困難で
あるという欠点もあった。

【００１０】このため、これらの欠点を解消するリニア
パルスモータが、本発明者によって、既に提案されてお
り、固定子コアを形成する固定子鉄板の形状について、
次のように開示している。すなわち、一方は、ｋを正の
整数、ｍを相数とすると、前記固定子コアを形成する固
定子鉄板は、２ｋｍ個の突極を有し、該突極は、前記固
定子鉄板の内周方向に、固定子小歯の歯先部を形成する
突極がｍ個、その歯底部を形成する突極がｍ個の順に並
んで１組を形成し、その組がｋ組存在するように構成さ
れたものである。（特願平４−３３２７６１号、特願平
４−３４０２８０号）

【００１１】他方は、ｋを１以上の整数，ｍを相数，ｎ
をｍ／２以下であってｍ／２に最も近い値の整数とする
とき、固定子鉄板は、ｋｍ個の突極を有するとともに、
移動子と対向する前記突極の先端部が、前記移動子側か
らみて、内半径が小さい突極がｎ個、内半径の大きい突
極が（ｍ−ｎ）個の順に並んで１組を形成し、その組が
ｋ組存在するように構成されたものである。（特願平５
−１００８１０号）

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成のリニアパルスモータの場合、次のような問題点があ
った。（１）固定子鉄板は、内半径の小さい突極と、内半径
の大きい突極とが、所定の配列で配置されているため、
固定子の軸方向両端の固定子内径部を嵌め合い穴とし
て、エンドブラケットの組付けを行う場合には、該内径
部に嵌め合うエンドブラケット嵌め合い部の長さを、固
定子小歯の歯ピッチより長くする必要があり、その分、
モータの軸方向の長さが長くなる。また、移動子に永久
磁石が配設されたタイプにおいては、その分、固定子の
有効長さが短くなり、結果としてストローク長が短くな
る。（２）移動子を、固定子内に挿入するとき、または固
定子内から引き出すとき、挿入、引き出し方向に対し、
固定子および移動子に配設された小歯が直角方向に延び
ているため、該小歯と小歯とが噛み合い、組付けや分解
のときの作業性が悪い。

【００１３】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、固定子の軸方向両端の
固定子内径部を嵌め合い穴として、それぞれのエンドブ
ラケットが組付けられ、かつ該エンドブラケットの嵌め
合い部の長さを固定子小歯の歯ピッチより短かくできる
とともに、固定子および移動子の組付け、分解の作業性
がよいリニアパルスモータを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、内側に向って放射状に等ピッチ角度
で配設された複数個の突極を有するとともに、該突極の
内周面に軸方向に複数個の固定子小歯が形成された固定
子コアを有する固定子と、該固定子内に軸方向に移動自
在に支持されるとともに、外周面に前記固定子小歯に対
向して、軸方向に等ピッチで複数個の移動子小歯が形成
された移動子コアを有する移動子と、前記固定子コアの
中間、または前記移動子コアの中間に挟持され、軸方向
に着磁された永久磁石とを備え、前記固定子小歯は、該
固定子コアの固定子鉄板を前記突極の等ピッチ角度の整
数倍の角度で順次回転積層して形成されるものであっ
て、前記固定子鉄板は、前記固定子小歯の歯先部を形成
する内半径の小さい突極と、該固定子小歯の歯底部を形
成する内半径の大きい突極とが、所定の配列で配設され
るリニアパルスモータにおいて、次のとおりである。

【００１５】（１）前記固定子コアの軸方向の両端部
に、すべての前記突極が同一内半径で形成された前記固
定子鉄板を複数枚ずつ積増して、その内径部を嵌め合い
穴に形成するとともに、前記移動子を、軸受を介して軸
方向に移動自在に、両端で支持するエンドブラケット
に、前記嵌め合い穴に嵌合する嵌め合い部を形成して、
相互に嵌合させ、かつ、前記移動子の外周面は、少なく
とも前記移動子小歯の歯溝部が非磁性材により充填され
て単一円筒面を形成することを特徴とする。

【００１６】（２）前記固定子コアの軸方向の両端部
に、積増しされる前記固定子鉄板のすべての突極の内半
径が、前記固定子小歯の歯先部を形成する突極の内半径
と同一であることを特徴とする。

【００１７】

【作用】前記のように構成されたリニアパルスモータ
は、前記固定子コアの軸方向の両端部に、すべての前記
突極が同一内半径で形成された前記固定子鉄板を複数枚
ずつ積増して、その内径部を嵌め合い穴とし、該穴に、
それぞれのエンドブラケットの嵌め合い部を嵌合させる
ことができる。また、前記移動子小歯の歯溝部に非磁性
材を充填し、前記移動子外周面を単一円筒面とすること
により、前記リニアパルスモータの組付け，分解のと
き、固定子と移動子との小歯同士の噛み合いを防止する
ことができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明のリニアパ
ルスモータの一実施例を示す縦断面図、図２は、図１の
II−II線による横断面図である。

【００１９】図１および図２において、固定子１の固定
子コア１０およびコア端部１０ａには、５個の突極１
１，１２，１３，１４および１５が等ピッチ角度で配設
され、該固定子コア１０の内周面に軸方向に等ピッチで
複数個の固定子小歯１６（歯先部１６ａと歯底部１６
ｂ）が配設されている。また、これら５個の突極１１，
１２，……１５のそれぞれに、固定子巻線Ｗ１，Ｗ２，
Ｗ３，Ｗ４およびＷ５が各別に巻回されている。

【００２０】前記固定子コア１０の軸方向両端に設けら
れた前記コア端部１０ａには、内径部１０ｂを嵌め合い
穴とし、エンドブラケット１７，１８に形成された嵌め
合い部１７ａ，１８ａが、前記内径部１０ｂに嵌合され
ている。

【００２１】一方、固定子１内にある移動子２は、前記
ブラケット１７と１８により、軸受１９，２０を介して
固定子コア１０と軸心を同一に、軸方向に移動自在に支
持される。そして、該移動子２には、軸２１上に磁極コ
ア２２ａと２２ｂ、および該磁極コア２２ａ，２２ｂの
間に挟持され、かつ軸方向に磁化されたリング状の永久
磁石２３が配設されている。そして、前記磁極コア２２
ａ，２２ｂの外周面には、前記固定子小歯１６に対向し
て、軸方向に同一等ピッチで複数個の移動子小歯２４
（歯先部２４ａと歯底部２４ｂと歯溝部２４ｃ）が配設
されており、その配列は図１に示すような関係になって
いる。

【００２２】前記移動子２の外周面のうち、少なくとも
前記移動子小歯２４の歯底部２４ｂを含む歯溝部２４ｃ
および前記永久磁石２３の外周部分には、非磁性材２５
が充填されており、前記移動子２の外周面は単一円筒面
を形成している。

【００２３】図３は、固定子コア１０を形成している固
定子鉄板３０の一例を示したものである。図３におい
て、固定子鉄板３０の突極Ｐ１とＰ３は、固定子小歯１
６の歯先部１６ａを形成する内半径の小さい突極であ
り、突極Ｐ２，Ｐ４，Ｐ５は、固定子小歯１６の歯底部
１６ｂを形成する内半径の大きい突極である。

【００２４】前記突極Ｐ１ないしＰ５のそれぞれについ
ての周方向の配列は、前記歯先部１６ａを形成する突極
Ｐ１，Ｐ３と、前記歯底部１６ｂを形成する突極Ｐ２，
Ｐ４，Ｐ５とは、図３に示すように、一部で交互に、一
部で前記歯底部１６ｂを形成する突極Ｐ４，Ｐ５が連続
して配設されている。

【００２５】このため、前記歯先部１６ａを形成する突
極Ｐ１，Ｐ３は、１４４度の角度をなして配設されてお
り、前記固定子コア１０は、前記固定子鉄板３０を、１
枚ごとに１４４度ずつ回転しながら積層することにより
形成される。

【００２６】図４は、固定子コア１０の両端にある前記
コア端部１０ａを形成している固定子鉄板３１の一例を
示したもので、該コア端部１０ａは、複数枚（本実施例
では３枚）の前記固定子鉄板３１を積増して形成されて
いる。図４において、固定子鉄板３１のすべての突極Ｐ
１，Ｐ２，……Ｐ５の内半径は同一であり、しかも前記
固定子小歯１６の歯先部１６ａを形成する突極と同一の
内半径で、嵌め合い穴としての内径部１０ｂが形成され
ているため、前記固定子コア１０の内径仕上加工に際
し、前記歯先部１６ａと、嵌め合い穴としての前記内径
部１０ｂとを同時に加工することができる。

【００２７】図５は、該固定子鉄板３０を、１枚ごとに
突極等ピッチ角度（７２度）の２倍、すなわち１４４度
ずつ回転しながら積層したときに形成される突極１１，
１２，１３，１４および１５の固定子小歯１６の様子
（形状）を、前記移動子２の側からみたものである。ハ
ッチングのある部分が内半径の小さい部分、すなわち歯
先部１６ａ、および嵌め合い穴としての内径部１０ｂを
示し、ハッチングのない部分が歯底部１６ｂを示す。な
お、ｔ₀を前記固定子鉄板３０，３１の厚さとすると、
前記固定子小歯１６の歯ピッチは５ｔ₀，歯先部１６ａ
の歯厚は２ｔ₀となり、前記内径部１０ｂの嵌め合い穴
としての長さは、本実施例では、３ｔ₀となる。

【００２８】図６は、嵌め合い穴としての前記内径部１
０ｂを設けていない場合の固定子小歯１６の様子（形
状）を、前記移動子２の側からみたものである。図６か
ら、固定子コア１０の両端の固定子内径部を嵌め合い穴
として使用する場合、前記各突極１１，１２，……１５
で、前記エンドブラケット１７，１８を保持するために
は、該エンドブラケット１７，１８の嵌め合い部１７
ａ，１８ａの長さを、固定子小歯１６の歯ピッチ５ｔ₀
より長くする必要がある。

【００２９】しかしながら、本実施例によれば、前記固
定子コア１０の両端に、嵌め合い穴としての前記内径部
１０ｂを有する前記コア端部１０ａが設けられているの
で、前記エンドブラケット１７，１８の嵌め合い部１７
ａ，１８ａの長さを、前記固定子小歯１６の歯ピッチ５
ｔ₀より短かくでき、固定子コア１０のコア長（軸方向
の長さ）を有効に活用することができる。

【００３０】また、前記移動子小歯２４の歯溝部２４ｃ
を非磁性材で充填することにより、前記固定子小歯１６
と移動子小歯２４とが、前記モータの組付け、および分
解のときに、互いの噛み合いを防止し、作業性を向上さ
せることができる。

【００３１】本実施例では、前記コア端部１０ａを形成
する固定子鉄板３１の内径部１０ｂの内半径を、前記固
定子コア１０を形成する固定子鉄板３０の前記固定子小
歯１６の歯先部１６ａを形成する突極の内半径と同一に
設定したが、それよりも大きい内半径にすることも、勿
論可能である。

【００３２】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果す他の
態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記構
成の範囲内において種々の変更，付加が可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のリニアパルスモータによれば、前記固定子コアの軸方
向の両端部に、すべての前記突極が同一内半径で形成さ
れた前記固定子鉄板を複数枚ずつ積増して、その内径部
を嵌め合い穴に形成するとともに、前記移動子を、軸受
を介して軸方向に移動自在に、両端で支持するエンドブ
ラケットに、前記嵌め合い穴に嵌合する嵌め合い部を形
成して、相互に嵌合させ、かつ、前記移動子の外周面
は、少なくとも前記移動子小歯の歯溝部が非磁性材によ
り充填されて単一円筒面を形成するので、固定子の軸方
向両端の固定子内径部を嵌め合い穴として、それぞれの
エンドブラケットが組付けられ、かつ該エンドブラケッ
トの嵌め合い部の長さを固定子小歯の歯ピッチより短か
くできる。同時に、前記移動子を固定子内に挿入し、ま
たは固定子から引き出すとき、前記固定子小歯と移動子
小歯との互いの噛み合いが防止されるので、前記固定子
および移動子の組付け、分解の作業性がよくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニアパルスモータの一実施例を示す
縦断面図である。

【図２】図１のII−II線による横断面図である。

【図３】固定子コアを形成する固定子鉄板の平面図であ
る。

【図４】コア端部を形成する固定子鉄板の平面図であ
る。

【図５】図３の固定子鉄板を突極の等ピッチ角度の整数
倍だけ（１４４度）回転積層したときに形成される固定
子小歯部を移動子側から見た展開図である。

【図６】図５において、嵌め合い穴としての内径部を設
けていない場合の固定子小歯部を移動子側から見た展開
図である。

【図７】従来のシリンダ形リニアパルスモータの縦断面
図である。

【符号の説明】

１固定子２移動子１０固定子コア１０ａコア端部１０ｂ内径部（嵌め合い穴）１１，１２，……１５突極１６固定子小歯１６ａ歯先部１６ｂ歯底部１７，１８エンドブラケット１７ａ，１８ａ嵌め合い部２１軸２２ａ，２２ｂ磁極コア２３永久磁石２４移動子小歯２４ｃ歯溝部２５非磁性材３０，３１固定子鉄板Ｐ１，Ｐ２，……Ｐ５突極

フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−19959（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−116514（ＪＰ，Ａ) 実開平１−64943（ＪＰ，Ｕ) 実開昭50−48914（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−84608（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 41/02 - 41/035 H02K 1/00 - 1/16 H02K 1/18 - 1/26 H02K 1/28 - 1/34 H02K 5/00 - 5/26 H02K 15/00 - 15/02 H02K 15/04 - 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内側に向って放射状に等ピッチ角度で配
設された複数個の突極を有するとともに、該突極の内周
面に軸方向に複数個の固定子小歯が形成された固定子コ
アを有する固定子と、該固定子内に軸方向に移動自在に
支持されるとともに、外周面に前記固定子小歯に対向し
て、軸方向に等ピッチで複数個の移動子小歯が形成され
た移動子コアを有する移動子と、前記固定子コアの中
間、または前記移動子コアの中間に挟持され、軸方向に
着磁された永久磁石とを備え、前記固定子小歯は、該固
定子コアの固定子鉄板を前記突極の等ピッチ角度の整数
倍の角度で順次回転積層して形成されるものであって、
前記固定子鉄板は、前記固定子小歯の歯先部を形成する
内半径の小さい突極と、該固定子小歯の歯底部を形成す
る内半径の大きい突極とが、所定の配列で配設されるリ
ニアパルスモータにおいて、前記固定子コアの軸方向の両端部に、すべての前記突極
が同一内半径で形成された前記固定子鉄板を複数枚ずつ
積増して、その内径部を嵌め合い穴に形成するととも
に、前記移動子を、軸受を介して軸方向に移動自在に、
両端で支持するエンドブラケットに、前記嵌め合い穴に
嵌合する嵌め合い部を形成して、相互に嵌合させ、か
つ、前記移動子の外周面は、少なくとも前記移動子小歯
の歯溝部が非磁性材により充填されて単一円筒面を形成
することを特徴とするリニアパルスモータ。
【請求項２】前記固定子コアの軸方向の両端部に、積
増しされる前記固定子鉄板のすべての突極の内半径が、
前記固定子小歯の歯先部を形成する突極の内半径と同一
であることを特徴とする請求項１のリニアパルスモー
タ。