JPH01174261A - リニア・パルス・モータ - 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】 発明の要約 固定子のベースの上面を可動子を支持、案内するための
コロ軌道面とし、ヨークとコイル・コアとを一体に形成
し、ベースの中央部に穴をあけ。

ヨークをこの穴内に入れて固定する構成とすることによ
り２部品点数９組立工数を減少させ、全体の厚さを薄く
シ、さらに強固な構造とすることができる。

発明の背景 技術分野 この発明はリニア・パルス・モータに関し、たとえばワ
ード拳プロセッサのフロッピィ・ディスクの読み書き用
磁気ヘッドのヘッド・ドライブ等に適用される平板状の
リニア・パルス・モータに関する。

従来技術とその問題点 平板状リニア・パルス・モータは一般的に、複数の磁極
歯をもつ固定子と、固定子の磁極歯とそれぞれ対面して
対をなすように配置された複数個の磁極歯をもちかつ固
定子に移動自在に支持された可動子とから構成されてい
る。そして固定子は、バイアス磁束を発生し、対をなす
固定子の磁極歯と可動子の磁極歯を、それらが互いに異
極になるように磁化する永久磁石、可動子を移動させる
ために励磁されることによって、対をなす固定子の磁極
歯と可動子の磁極歯との間に上記バイアス磁束を強める
方向の磁束を順次発生させるコイル・コアに巻回された
複数の駆動コイル、および永久磁石とコイル・コアとの
間の磁路を形成するヨークを含み、これらの永久磁石、
駆動コイル（コイル−コア）およびヨークがベース上に
組立てられている。

従来のリニア・パルス・モータにおいては。

ヨークとコイル・コアとが別部品であり、これらがベー
ス上に組付けられているので１部品点数および組立工数
が多いという問題がある。また、磁路長が長くなり磁気
効率が必ずしも充分でない。

また、ヨーク、コイル・コア、永久磁石等がベース上に
組立てられているからリニア・パルス・モータ全体の厚
さが厚く、とくに強度をもたせるためにベースの厚さを
厚くするとさらに全体の厚さが増すという問題がある。

さらに、ベース上面上にヨークが接合されているので、
可動子との間で働く磁気吸引力がヨークに上向きに作用
し、これはベースとヨークとの間の接合を引離す方向に
働くので両者の密着性が減少する。

発明の概要 発明の目的 この発明は１部品点数や組立工数の削減および全体の厚
さの減少を図った強度の大きいリニア・パルス・モータ
を提供することを目的とする。

発明の構成と効果 この発明は、固体子と固定子に移動自在に支持された可
動子とから構成され、固定子と可動子とには互いに対面
する磁極歯が形成され、これらの磁極歯間にバイアス磁
束を発生させる永久磁石と、可動子を移動させるために
バイアス磁束を強める方向の磁束を順次発生させるコイ
ル・コアに巻回された駆動コイルと、永久磁石とコイル
・コアとの間の磁路を形成するヨークとがベース上に組
立てられることにより固定子が構成されているリニア・
パルス・モータにおいて、ベースの中央に穴が形成され
、コイル・コアが一体に形成されたヨークがこの穴内に
ベース下面側から入れられかつベース下面に接合、固定
されており、ベース上面の上記穴の両側部分が可動子を
支持、案内するコロ軌道面となっていることを特徴とす
る。

この発明によると、ベース上面をコロ軌道面として使用
しかつコイル・コアをヨークと一体に形成したので、軌
道面部品やコア部品を別途に製作、取付する必要がなく
２部品点数１組付工数の削減が図れる。また、ベースに
形成された穴内にヨークが位置し、この穴からコイル・
コアが可動子の方向に突出する構成であるから、ベース
の厚さを厚くしてもモータ全体の厚さを増す必要がなく
、全体的に比較的薄くしても充分な強度を確保すること
ができる。さらに、ベースの穴を貫通しているヨークの
一部がベース下面に接合、固定されているから、ヨーク
と可動子との間に働く磁気吸引力によってヨークには上
向きの力が作用し。

この力はヨークをベースに押圧する方向に働くので、ヨ
ークとベースの接合面の密着力が増し２強度バランス上
好ましい形となる。

実施例の説明 第１図から第７図はこの発明の実施例を示している。こ
れらのうちで第１図は平板状リニア・パルス・モータの
斜視図であり、可動子およびロック部材を分解して示し
ている。第２図は可動子およびロック部材を組立てた状
態のリニア・パルス・モータの横断面図である。第３図
は同モータの分解斜視図である。第４図は平板状磁極歯
の斜視図である。

第１図から第３図を参照して、平板状リニア・パルス・
モータは固定子１５と可動子１とから構成されている。

固定子１５はベース［１を備えており、このベース【１
の中央部には四角形の穴１１ａがあけられ、その両側部
の上面はコロ軌道面となっている。ベース１１の四角形
穴１１ａには磁性体からなる２つのヨーク１２および永
久磁石１３が位置している。左右一対のヨーク１２が角
棒状の永久磁石１３を中央に挟んだ状態でたとえば接着
剤を用いて一体に固着され。

これらがベースｌｌの下面から四角形穴１１ａの前後の
縁部下面に固着されている。四角形穴１１ａの左右の縁
部とヨーク１２との間にはすき間がある。

ヨーク１２には２個ずつ突出状にコイル・コア１２ａが
一体に形成され、これらのコイル・コア１２ａ上面に平
板状磁極歯１０ａ、　１０ｂ、　１０ｃ、　ｌＯｄが固
着されている。永久磁石１３はヨーク１２と接する両面
にＮ、Ｓの磁極をもつ。

平板状磁極歯１０ａ−１０ｄは、第４図に拡大して示す
ように、一定ピツチＰで凸条と凹溝が交互に形成された
形状をもち、磁性体によってつくられている。後に述べ
るように永久磁石１３によって上記の凸条にＮまたはＳ
極が現われるので磁極歯という名称が使われている。も
っとも着磁されて永久磁石化された磁極歯を用いること
もできる。平板状磁極歯１０ａとｔｏｅは同ピツチかつ
同位相であり、　ｌＯｂとｌＯｄも同様であり、磁極歯
１０ａと１０ｂは同ピツチでかつ位相が１／２ピツチず
らして形成されている。磁極歯１．０ａ−１０ｄの位相
を上記のように正しく調整するために、ＩＪ３図に示す
ように平板状磁極歯１０ａ−１０ｄを一平板状に形成し
。

この平板ＩＯをヨーク１２のコイル・コア１２ａに固着
した後１機械加工または放電加工により４個に分離する
ことが好ましい。コイル・コア１２ａおよび磁極歯１０
ａ−１０ｄの周囲にはそれぞれ絶縁フィルム４Ａ、駆動
コイル５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄおよび絶縁フィルム４Ｂ
がそれぞれ設けられている。

ベース１１の下面には駆動コイル５ａ〜５ｄのための配
線用の基板１４が固定されている。この基板１４にもヨ
ーク１２と永久磁石１３が入る穴があけられている。

ベース１１の一方の側部には走行基準ガイド７ａがベー
ス１１に溶接によって固定されている。このガイド７ａ
の内側面は磁極歯１０ａ〜ｌｏｄの方向と正しく直角を
なしている。ベース１１の他方の側部の前後には取付ピ
ース９がはめ合わされ、このピース９とベース１１とに
よって規定されて形成された穴に予圧ガイド７ｂの一部
が入ることにより、このガイド７ｂは横方向にわずかの
範囲で移動自在に設けられている。ピース９とベース１
１とによって形成された穴に両端部が挿入された予圧ば
ね８がガイド７ｂを内方に向って付勢している。

これらのガイド７ａと７ｂとの間には可動子１の走行支
持機構６が設けられている。この走行支持機構６はリテ
ーナ６Ａを含み、このリテーナ６Ａの中央部には四角形
の穴があけられている。

この穴の両側に位置する水平部分に下方に向うストッパ
片６ｄが形成され、このストッパ片６ｄがベース１１の
四角形穴１１ａ内に入っている。リテーナ６Ａの上記水
平部分には複数の穴があけられ。

ここにコロ軸６Ｃが収められかつ回転自在に支持されて
いる。また上記水平部分の両側から立上った垂直部分に
も複数の穴があけられここに球体６ｂが収められている
。

可動子１は板状の磁性体から形成され、その下面に２列
の磁極ｆｆ１ｌａおよび１ｂが形成されている。これら
の磁極ｉ１ａ、ｌｂも凸条と凹溝が交互に形成されてな
り、そのピッチは磁極歯１０ａ〜１０ｄのピッチＰと同
じである。磁極歯１ａと１ｂは１／４ピツチ位相がずれ
ている。

このような可動子１はリテーナ６Ａ内に収められ１球体
６ｂおよびコロ軸６ｃを介して走行自在に支持されてい
る。球体６ｂは可動子１の側面とガイド７ａ、７ｂとに
接し、コロ軸６ｃは可動子１の下面とベース１１の上面
（コロ軌道面）との間に位置してこれらに接する。可動
子１の磁極歯１ａは磁極歯１０ａと１０ｂに一定の間隙
をあけて対面し、磁極歯１ｂは磁極＠ｌＯｃと１０ｄに
上記と同じ一定の間隙をあけて対面する。

ロック部材３は磁性体により形成され、中央部に溝を有
し、その両側が突部３ａとなっている。

このロック部材３は板ばね２の一端部下面に固着され、
この板ばね２は他端部でねじその他の固定手段によって
可動子１の中央部下面に固定されている。後述するよう
にロック部材３は板ばね２の力に抗して永久磁石１３に
より吸引され、その突部３ａが永久磁石１３を跨ぐよう
にしてヨーク１２に接している。

次にこのような平板状リニア・パルス・モータの動作を
第５図を参照して説明する。第５図は可動子１の磁極歯
１ａ、ｌｂと固定子１５の磁極歯１０ａ〜１０ｄのある
状態における位置関係を示している。この平板状リニア
・パルス・モータ駆動法はユニポーラ駆動である。

永久磁石１３によるバイアス磁束が磁極歯１ａ。

ｌｂ、ｌＯａ〜１０ｄに作用しそれらの凸条には第５図
に示すように磁極が現われている。

まず、磁極歯１０ａと１ａとが１／４ピツチずれている
状態において、磁極歯ＬＯａに対応する駆動コイル５ａ
に、磁極歯１０ａにおける永久磁石１３によるバイアス
磁束を強めあう方向の磁束を発生する向きの電流を流す
。すると磁極歯１０ａが可動子１の磁極歯１ａを最も強
く引きつけ、可動子１が１／４ピッチ動きこれらの磁極
＠１ａ＋！：ｌＯａの凸条同志（異極に着磁されている
）が対向した状態で安定する。これが第５図に示す状態
である。磁極歯１ｂと１０ｃとが、また磁極歯１ｂとｌ
ｏｄとがそれぞれ１／４ピツチずれた状態になる。

次に駆動コイル５ａへの通電を停止し２駆動コイル５ｃ
に磁極歯１０ｃにおける永久磁石１３のバイアス磁束を
強めあう方向の磁束が発生するように電流を流す。する
と、磁極歯１０ｃが可動子１を最も強く引っばり１両磁
極歯１ｂとＩＯＣが対向して安定するまで（すなわち１
／４ピツチ）可動子１が動く。

同様にコイル５ｂ、５ｄの順に順次通電すると可動子１
は１／４ピツチずつ動いていく。

いずれの駆動コイルにも通電していないときには永久磁
石１３によって磁極歯１　ａ、　１　ｂ、　ｌｏａ〜１
０ｄに発生する磁極間の吸引力によって最後に移動して
安定した位置関係（たとえば第５図に示すような位置関
係）に保持される。このとき可動子１に働いている力が
コギング力である。

次にロック部材によるロック動作について説明する。第
６図は可動子１がロックされている状態を、第７図はロ
ックが解除されて可動子１が上述のように移動するとき
の状態をそれぞれ示している。これらの図面は第２図の
一部を拡大して示すものであるが、断面位置が第２図と
異なっている。すなわち、説明の便宜上、駆動コイル５
ｂ。

５ｄに代えて駆動コイル５ａ、５ｃが、磁極歯１０ｃ、
　ｌｏｄに代えて磁極歯１０ａ、　ｌＯｃが図示されて
いる。

第６図において、駆動コイル５ａ〜５ｄのいずれにも駆
動電流を流していないときには、永久磁石１３のバイア
ス磁束φＢがヨーク１２．磁極歯１０ａ（およびＪｏｂ
）、磁極歯１ａ、可動子１．磁極歯ｌｂ、磁極歯１０ｃ
　（およびＬＯｄ）、　　ヨーク１２を通り、上述のよ
うに磁極歯に磁極が現われコギング力が働いている。ま
たバイアス磁束φＢの漏れ磁束φＢＬがロック部材３内
を通り、その突部３ａに磁極が現われるので、ばね２の
復元力に抗してロック部材３は永久磁石１３の両側のヨ
ーク１２に吸着される。上記のコギング力に加えてロッ
ク部材３のこの吸着力が働くので可動子ｌは強く固定さ
れる。ロックのためにいかなる電流も供給されていない
ので消費電力を零にでき、しかも外部からの振動、衝撃
に対して強いものとなっている。

第７図を参照して、可動子１を移動させるために上述の
ように駆動コイル５ａに永久磁石１３によるバイアス磁
束φＢを強める方向に駆動電流を流すと、この駆動電流
によって発生する磁束φ。

は、磁極歯１０ａ、磁極歯１ａ、可動子１．磁極歯１ｂ
、磁極歯１０Ｃ（磁極歯１０ｄやｆｏｂにも通る）、ヨ
ーク１２．ロック部月３．ヨーク１２を通る。この磁束
φＣはロック部材３においては永久磁石［３による漏れ
磁束φＢＬと反対方向に流れるので、ロック部材３の吸
着力が弱められる。ロック部材３の吸着力が、板ばね２
の復元力より小さくなれば図示のようにロック部材３は
ヨーク１２から離れ、ロックが解除される。コイル５ａ
への通電によって可動子１が１／４ピッチ動くのは上述
した通りである。

上記のことは、駆動コイル５ｂ、５ｃ、５ｄに電流を流
したときにも同じように生じる。

ロック部材３とヨーク１２との間に働く吸着力が弱まり
さえすればロック部材３が必ずしもヨーク１２から離れ
なくてもロック解除である。たとえば板ばね２の復元力
を適当に設定することにより。

ロック部材３がヨーク１２に接触した状態で可動子１を
移動させることができ、この場合には適度な摩擦負荷が
与えられるので可動子１の停止時間を短くすることがで
きる。

第８図は他の実施例を示している。上記実施例では永久
磁石１３は可動子１の移動方向にのびているが、この実
施例では永久磁石１３は可動子１の移動方向と直交する
方向にのび、その前後にヨーク１２が配置されている。

永久磁石１３のバイアス磁束は、ヨーク１２．磁極歯１
０ａ　（およびＩｎｃ）、可動子の磁極歯１ａ（および
１ｂ）、磁極歯１０ｂ（および１０ｄ）、　　ヨーク１
２を通り、可動子１の移動方向と同方向に流れる。ベー
ス１１に四角形穴１１ａがあけられ、ヨーク１２に一体
に形成されたコイル・コアがこの穴１１ａ内に入りかつ
ヨーク１２がベース１１の下品に接着されていること２
およびベース１１の四角形穴１１ａの両側部上面がコロ
軌道面となっているのは上記実施例と同じである。

ロック部材３は可動子１の移動方向に長くつくられてお
り、鎖線３Ａで示すように永久磁石１３を横切ってヨー
ク１２に吸着されることによりロック作用を行なう。ば
ね２はパンタグラフ式のものに変っている。ロック動作
およびその解除動作は上述した実施例と同じである。

このリニア・パルス・モータも上記実施例と同じように
動作するが、可動子１の磁極歯１ａ。

１ｂを同位相とし、固定子の磁極歯１０ａとｆｏｂは１
／２ピッチ位相をずらし、磁極歯１０ａとｌＯｃは＋１
／４ピッチ位相をずらし、磁極歯１０ａ　Ａ　１０ｄは
−１／４ピツチ位相をずらす方が好ましい。駆動コイル
の励磁はコイル５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの順で行なう。

第９図はさらに他の実施例を示しており、ここではロッ
ク部材３を取付けた板ばね２がその一端でリテーナ６Ａ
に固定されている。他の構成は第１図に示すものと同じ
である。

リテーナ６Ａは可動子１の移動にともなってその１／２
動く。リテーナ６Ａを口・ツク部材３によって固定する
ことにより、可動子１は固定子系ところがり接触から摺
動接触になり、その固定が可能となる。このようにすれ
ば２口・ツク部材３を含むロック機構の自重が可動子１
に付加されないため、可動子１の応答性が向上する。

第１０図および第１１図はさらに他の実施例を示してい
る。第１０図はベース１１より下部に配置される部材の
分解斜視図であり１図示しない他の部材は第３図笠に示
すものと同じである。第１１図は横断面図である。

この実施例においては永久磁石１３として板状のものが
用いられ、中央の線を境としてこの板状永久磁石１３の
上面にはＮ極とＳ極が１．下面にはこれと反対の磁極が
それぞれ着磁されている。この永久磁石１３による磁束
通路を構成するために永久磁石１３の下面にバック・ヨ
ーク１７が固定されている。

第１２図および第１３図はさらに他の実施例を示し、第
１０図および第１１図に示した実施例の変形例に相当す
る。第１２図は可動子１をその一部を切欠いて示すもの
であり、第１３図は横断面図である。

可動子１の下面の両側においてその下方の位置にロック
部材３がばね２により取付けられている。

ばね２およびロック部材３はヨーク１２の両側とベース
１１の四角形の穴の側縁との間に存在する間隙を通って
下方に向っている。ロック部材３の突部３ａが磁石１３
を挟んで上下に位置するヨーク■２の側面とバック・ヨ
ーク１７の側面に吸着する。この実施例では２つのロッ
ク部材３を設けることができるので、可動子１の固定が
より強固になる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第７図はこの発明の実施例を示すもので、第
１図は平板状リニア・パルス・モータの一部を分解して
示す斜視図、第２図は組立てた状態の横断面図、第３図
は分解斜視図、第４図は磁極歯の斜視図、第５図はリニ
ア・パルス・モータの動作原理の説明図、第６図および
第７図はロツり動作を説明するための拡大横断面図であ
る。 第８図は他の実施例を示すもので、平板状リニア・パル
ス・モータの一部を分解して示す斜視図である。 第９図はさらに他の実施例を示すもので、平板状リニア
・パルス・モータの可動子を除いて示す斜視図である。 第１０図および第１１図はさらに他の実施例を示すもの
で、第１Ｏ図は平板状リニア・パルス・モータの一部を
分解して示す斜視図、第１１図は組立てた状態の横断面
図である。 第１２図および第１３図は上記実施例の変形例を示すも
ので、第１２図は可動子を一部切欠いて示す斜視図、第
１３図は平板状リニア・パルス・モータの全体の横断面
図である。 １・・・可動子。 １　ａ、　　１　ｂ、　ｌｏａ　〜１Ｏｄ−・・磁極歯
。 ５ａ〜５ｄ・・・駆動コイル。 ６・・・走行支持機構。 ６Ａ・・・リテーナ、　　　　６ｃ・・・コロ軸。 ７ａ、７ｂ・・・ガイド。 ８・・・予圧ばね、　　　　１１・・・ベース。 １１ａ・・・四角形穴、１２・・・ヨーク。 １２ａ・・・コイル・コア。 １３・・・永久磁石、　　　　１５・・・固定子。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体子と固定子に移動自在に支持された可動子とから構
   成され、固定子と可動子とには互いに対面する磁極歯が
   形成され、これらの磁極歯間にバイアス磁束を発生させ
   る永久磁石と、可動子を移動させるためにバイアス磁束
   を強める方向の磁束を順次発生させるコイル・コアに巻
   回された駆動コイルと、永久磁石とコイル・コアとの間
   の磁路を形成するヨークとがベース上に組立てられるこ
   とにより固定子が構成されているリニア・パルス・モー
   タにおいて、 ベースの中央に穴が形成され、コイル・コアが一体に形
   成されたヨークがこの穴内にベース下面側から入れられ
   かつベース下面に接合、固定されており、ベース上面の
   上記穴の両側部分が可動子を支持、案内するコロ軌道面
   となっていることを特徴とするリニア・パルス・モータ
   。