JPH0546784B2 - - Google Patents
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- JPH0546784B2 JPH0546784B2 JP10473586A JP10473586A JPH0546784B2 JP H0546784 B2 JPH0546784 B2 JP H0546784B2 JP 10473586 A JP10473586 A JP 10473586A JP 10473586 A JP10473586 A JP 10473586A JP H0546784 B2 JPH0546784 B2 JP H0546784B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- lattice
- phase
- magnetic
- poles
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、強磁性体の板面に所定のピツチで格
子状凸起を設けた固定子と、Ｅ形又はＣ形のコア
にコイルを巻回して電磁石を形成し、この電磁石
の磁極面が前記格子状凸起に対して一定の空〓を
保つて移動できるように電磁石を支持した可動子
とでなるサーフエイスパルスモータに関する。
子状凸起を設けた固定子と、Ｅ形又はＣ形のコア
にコイルを巻回して電磁石を形成し、この電磁石
の磁極面が前記格子状凸起に対して一定の空〓を
保つて移動できるように電磁石を支持した可動子
とでなるサーフエイスパルスモータに関する。
（従来の技術）
従来のサーフエイスパルスモータ（特公昭49−
41602号、特公昭52−7962号）としては、ザイネ
チツクの面パルスモータのように、Ｘ、Ｙ方向に
格子状の歯を設けた固定子と、空〓を介して対向
させた磁極面に、固定子を設けた歯と同じ間隔の
複数個の突出部を設けたＥ形コアの各脚に各相コ
イルを巻回した可動子とでなるリニアパルスモー
タがある。
41602号、特公昭52−7962号）としては、ザイネ
チツクの面パルスモータのように、Ｘ、Ｙ方向に
格子状の歯を設けた固定子と、空〓を介して対向
させた磁極面に、固定子を設けた歯と同じ間隔の
複数個の突出部を設けたＥ形コアの各脚に各相コ
イルを巻回した可動子とでなるリニアパルスモー
タがある。
（発明が解決しようとする課題）
これら従来のサーフエイスパルスモータは、可
動子と固定子のそれぞれの誘導子はＴ（テイー
ス：歯）が空〓を介して対向する所謂Ｔ（テイー
ス）／Ｔ（テイース）形マシンであるため、空〓
における磁界変調率が小さくて発生する推力が寸
法の割に小さく、大容量化がむずかしかつた。
動子と固定子のそれぞれの誘導子はＴ（テイー
ス：歯）が空〓を介して対向する所謂Ｔ（テイー
ス）／Ｔ（テイース）形マシンであるため、空〓
における磁界変調率が小さくて発生する推力が寸
法の割に小さく、大容量化がむずかしかつた。
ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服
し、工作機のテーブル送りやXYステージ、プロ
ツタなどにおける、速応性の要求から、小形で高
推力の永久磁石サーフエイスパルスモータを提供
することを、その目的とする。
し、工作機のテーブル送りやXYステージ、プロ
ツタなどにおける、速応性の要求から、小形で高
推力の永久磁石サーフエイスパルスモータを提供
することを、その目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、強磁性体の板面に所定のピツチで格
子状凸起を設けた固定子と、Ｅ形コアにコイルを
巻回して電磁石を形成し、この電磁石の磁極面が
格子状凸起に対して一定の空〓を保つて移動でき
るように電磁石を支持した可動子とでなるサーフ
エイスパルスモータであつて、 可動子は、 ｍ、ｎを２以上の整数として、ｍ行ｎ列に接合
された電磁石を含み、 各電磁石の磁極面には、格子状凸起と同一のピ
ツチにてＮ極とＳ極とが交互に格子状に着磁され
た薄板状の永久磁石が貼り付けられ、 隣接する電磁石は、格子状凸起の行方向のピツ
チをλx、列方向のピツチをλy、所定の整数をＫ、
Ｌとしたとき、一方の電磁石に貼り付けられた永
久磁石の磁極と他方の電磁石に貼り付けられた電
磁石の磁極とが、行方向にＫ・λx＋λx／2mだけ
離隔し、列方向にＬ・λy＋λy／2nだけ離隔する
ように配置されている、 永久磁石形サーフエイスパルスモータである。
子状凸起を設けた固定子と、Ｅ形コアにコイルを
巻回して電磁石を形成し、この電磁石の磁極面が
格子状凸起に対して一定の空〓を保つて移動でき
るように電磁石を支持した可動子とでなるサーフ
エイスパルスモータであつて、 可動子は、 ｍ、ｎを２以上の整数として、ｍ行ｎ列に接合
された電磁石を含み、 各電磁石の磁極面には、格子状凸起と同一のピ
ツチにてＮ極とＳ極とが交互に格子状に着磁され
た薄板状の永久磁石が貼り付けられ、 隣接する電磁石は、格子状凸起の行方向のピツ
チをλx、列方向のピツチをλy、所定の整数をＫ、
Ｌとしたとき、一方の電磁石に貼り付けられた永
久磁石の磁極と他方の電磁石に貼り付けられた電
磁石の磁極とが、行方向にＫ・λx＋λx／2mだけ
離隔し、列方向にＬ・λy＋λy／2nだけ離隔する
ように配置されている、 永久磁石形サーフエイスパルスモータである。
（作用）
永久磁石形リニアパルスモータをサーフエイス
モータに展開しており、行方向は2mステツプ、
列方向は2nステツプ、相数ｍ×ｎで正方格子の
枡目を4mn分割して位置決めでき、同時にmn相
励磁により強い推力を得る。
モータに展開しており、行方向は2mステツプ、
列方向は2nステツプ、相数ｍ×ｎで正方格子の
枡目を4mn分割して位置決めでき、同時にmn相
励磁により強い推力を得る。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。
これは、横方向（以下、ｘ方向又は行方向とも
いう）にｍ＝２個、縦方向（以下、ｙ方向又は列
方向ともいう）にｎ＝２個の電磁石を有する４相
永久磁石形サーフエイスパルスモータを示してい
る。
いう）にｍ＝２個、縦方向（以下、ｙ方向又は列
方向ともいう）にｎ＝２個の電磁石を有する４相
永久磁石形サーフエイスパルスモータを示してい
る。
固定子２は、平板状の磁性体から成り、その板
面には、ｘ方向ピツチをλx、ｙ方向ピツチをλyと
する斜線で表わす格子状凸起（もつとも白地の部
分は凹部である）が設けられている。
面には、ｘ方向ピツチをλx、ｙ方向ピツチをλyと
する斜線で表わす格子状凸起（もつとも白地の部
分は凹部である）が設けられている。
可動子１は４個の電磁石１１を有している。各
電磁石１１は、Ｅ形の電磁石ヨーク１１１の中央
脚部に電磁石コイル１１２を巻回したものでなつ
ている。４個の電磁石１１は２行、２列に配置さ
れると共に、一体的に接合されている。これら４
個の電磁石１１を、それぞれＡ相電磁石、Ｂ相電
磁石、Ｃ相電磁石、Ｄ相電磁石とする。そして、
これら４個の電磁石１１は、磁極面をそれぞれ平
板状の固定子２に対向させた状態にて、所定のギ
ヤツプを保ちながら、後述する案内手段によつ
て、二次元に移動可能に支承されている。
電磁石１１は、Ｅ形の電磁石ヨーク１１１の中央
脚部に電磁石コイル１１２を巻回したものでなつ
ている。４個の電磁石１１は２行、２列に配置さ
れると共に、一体的に接合されている。これら４
個の電磁石１１を、それぞれＡ相電磁石、Ｂ相電
磁石、Ｃ相電磁石、Ｄ相電磁石とする。そして、
これら４個の電磁石１１は、磁極面をそれぞれ平
板状の固定子２に対向させた状態にて、所定のギ
ヤツプを保ちながら、後述する案内手段によつ
て、二次元に移動可能に支承されている。
また、各電磁石１１の固定子へ対向するギヤツ
プ面には、それぞれ永久磁石１２の薄板が貼付け
られている。永久磁石としてはレアアースコバル
ト、ネオジウム鉄ボロンなどの強磁力のものを用
いる。
プ面には、それぞれ永久磁石１２の薄板が貼付け
られている。永久磁石としてはレアアースコバル
ト、ネオジウム鉄ボロンなどの強磁力のものを用
いる。
第２図は、電磁石１１のギヤツプ面からみた永
久磁石１２の磁極配置図である。内側コアと外側
コアのｘ方向間〓はＪを奇数としたとき（Ｊ・
λx）／２としてある。ここで、電磁石コイル１１
２を巻回した内側コアの磁極面に複数の永久磁石
１２ａが貼り付けられ、その両側にある外側コア
の磁極面にそれぞれ複数の永久磁石１２ｂが貼り
付けられている。これらの永久磁石１２ａ，１２
ｂとしては、ｘ、ｙ方向に固定子の格子状凸起と
同一のピツチにてＮ極とＳ極とが交互に格子状に
着磁されたものが極対として用いられる。しかし
て、縦線を施した磁極を固定子２の格子状凸起部
２１にそれぞれ対向させることができる。
久磁石１２の磁極配置図である。内側コアと外側
コアのｘ方向間〓はＪを奇数としたとき（Ｊ・
λx）／２としてある。ここで、電磁石コイル１１
２を巻回した内側コアの磁極面に複数の永久磁石
１２ａが貼り付けられ、その両側にある外側コア
の磁極面にそれぞれ複数の永久磁石１２ｂが貼り
付けられている。これらの永久磁石１２ａ，１２
ｂとしては、ｘ、ｙ方向に固定子の格子状凸起と
同一のピツチにてＮ極とＳ極とが交互に格子状に
着磁されたものが極対として用いられる。しかし
て、縦線を施した磁極を固定子２の格子状凸起部
２１にそれぞれ対向させることができる。
ここで、電磁石コイル１１２を励磁したことに
より、電磁石コイル１１２が巻回された内側磁極
がＮ極に、その両側にある外側磁極がＳ極にそれ
ぞれ磁化される。空〓の磁束は、内側磁極に貼り
付けられた永久磁石１２ａにあつては、縦線のあ
るＮ極の磁界は強められ、縦線のないＳ極の磁界
は弱められると共に、外側磁極に貼り付けられた
永久磁石１２ｂ部分にあつては、縦線のある磁極
Ｓ極が強められ、縦線のないＮ極が弱められる。
すなわち、磁界変調率が増大する。
より、電磁石コイル１１２が巻回された内側磁極
がＮ極に、その両側にある外側磁極がＳ極にそれ
ぞれ磁化される。空〓の磁束は、内側磁極に貼り
付けられた永久磁石１２ａにあつては、縦線のあ
るＮ極の磁界は強められ、縦線のないＳ極の磁界
は弱められると共に、外側磁極に貼り付けられた
永久磁石１２ｂ部分にあつては、縦線のある磁極
Ｓ極が強められ、縦線のないＮ極が弱められる。
すなわち、磁界変調率が増大する。
このようにして、磁界が強められる内側の永久
磁石１２ａのＮ極と外側の永久磁石１２ｂのＳ極
とは、前述したように、固定子２の格子状凸起部
２１に一致する磁極パターンを有しているので、
格子状凸起部２１を吸引して、つまり可動子１が
移動して、一致する位置で平衡する。
磁石１２ａのＮ極と外側の永久磁石１２ｂのＳ極
とは、前述したように、固定子２の格子状凸起部
２１に一致する磁極パターンを有しているので、
格子状凸起部２１を吸引して、つまり可動子１が
移動して、一致する位置で平衡する。
一方、４個の電磁石１１すなわち、Ａ相電磁
石、Ｂ相電磁石、Ｃ相電磁石、Ｄ相電磁石は、第
３図に示すように、電磁石ヨーク１１１の大きさ
等から予め定められる整数をＫ、Ｌとしたとき、
隣接する一方の電磁石に貼り付けられた永久磁石
の磁極と他方の電磁石に貼り付けられた永久磁石
の磁極とが、ｘ方向にＫ・λx＋λx／４だけ離隔
し、ｙ方向にＬ・λy＋λy／４だけ離隔するように
配置されている。
石、Ｂ相電磁石、Ｃ相電磁石、Ｄ相電磁石は、第
３図に示すように、電磁石ヨーク１１１の大きさ
等から予め定められる整数をＫ、Ｌとしたとき、
隣接する一方の電磁石に貼り付けられた永久磁石
の磁極と他方の電磁石に貼り付けられた永久磁石
の磁極とが、ｘ方向にＫ・λx＋λx／４だけ離隔
し、ｙ方向にＬ・λy＋λy／４だけ離隔するように
配置されている。
しかして、各電磁石１１において、Ａ相電磁石
を正相に、Ｂ相電磁石を正相に、Ａ相電磁石を逆
相に、Ｂ相電磁石を逆相にというように、順次、
励磁とその極性とを切替えて行くと、可動子１は
ｘ方向左側へ移動する。
を正相に、Ｂ相電磁石を正相に、Ａ相電磁石を逆
相に、Ｂ相電磁石を逆相にというように、順次、
励磁とその極性とを切替えて行くと、可動子１は
ｘ方向左側へ移動する。
また、Ａ相電磁石を正相に、Ｃ相電磁石を正相
に、Ａ相電磁石を逆相に、Ｃ相電磁石を逆相にと
いうように、順次、励磁とその極性とを切替えて
行くと、可動子１はｙ方向後方（図面の下方）へ
移動する。
に、Ａ相電磁石を逆相に、Ｃ相電磁石を逆相にと
いうように、順次、励磁とその極性とを切替えて
行くと、可動子１はｙ方向後方（図面の下方）へ
移動する。
第４図は可動子１を固定子２に対向させて自在
に移動可能に支承して案内する手段の一例を示す
す略線図であり、可動子１の４隅にボールキヤス
ター等の可動子支持手段１３を配置している。な
お、ボールキヤスター等の可動子支持手段１３の
代わりに、空気軸受あるいは磁気軸受を用いて、
可動子１をＺ方向に支持してもよい。
に移動可能に支承して案内する手段の一例を示す
す略線図であり、可動子１の４隅にボールキヤス
ター等の可動子支持手段１３を配置している。な
お、ボールキヤスター等の可動子支持手段１３の
代わりに、空気軸受あるいは磁気軸受を用いて、
可動子１をＺ方向に支持してもよい。
なお、上記実施例では、電磁石１１を２行、２
列に配置してなる４相永久磁石形サーフエイスパ
ルスモータについて説明したが、電磁石１１をｍ
行、ｎ列に配置してなるｍ×ｎ相永久磁石形サー
フエイスパルスモータも同様にして実現すること
ができる。このｍ×ｎ相永久磁石形サーフエイス
パルスモータにあつては、隣接する電磁石に対し
て、一方の電磁石に貼り付けられた永久磁石の磁
極と他方の電磁石に貼り付けられた永久磁石の磁
極とが、行方向にＫ・λx＋λx／2mだけ離隔し、
列方向にＬ・λy＋λy／2nだけ離隔するように配
置される。
列に配置してなる４相永久磁石形サーフエイスパ
ルスモータについて説明したが、電磁石１１をｍ
行、ｎ列に配置してなるｍ×ｎ相永久磁石形サー
フエイスパルスモータも同様にして実現すること
ができる。このｍ×ｎ相永久磁石形サーフエイス
パルスモータにあつては、隣接する電磁石に対し
て、一方の電磁石に貼り付けられた永久磁石の磁
極と他方の電磁石に貼り付けられた永久磁石の磁
極とが、行方向にＫ・λx＋λx／2mだけ離隔し、
列方向にＬ・λy＋λy／2nだけ離隔するように配
置される。
なおまた、上記実施例では、Ｅ形の電磁石ヨー
クに電磁石コイルを巻装したものを用いたが、Ｅ
形の電磁石ヨークの代わりにＣ形の電磁石ヨーク
を用いることもできる。Ｃ形コアの場合は、電磁
石コイル１１２をＣ形の胴部に巻回し、Ｅ形コア
の中央脚を省略すれば同様となるので説明は省略
する。
クに電磁石コイルを巻装したものを用いたが、Ｅ
形の電磁石ヨークの代わりにＣ形の電磁石ヨーク
を用いることもできる。Ｃ形コアの場合は、電磁
石コイル１１２をＣ形の胴部に巻回し、Ｅ形コア
の中央脚を省略すれば同様となるので説明は省略
する。
また、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、下記のように変形して実施することも可
能である。
はなく、下記のように変形して実施することも可
能である。
(ア) 固定子を円筒状に巻付けることにより、円筒
面パルスモータができる。
面パルスモータができる。
(イ) 電磁石として電磁石ヨークに１相の電磁石コ
イルを巻回するのに限るものではなく、３相の
電磁石コイルを巻装するなど種々に変形実施す
ることも可能である。
イルを巻回するのに限るものではなく、３相の
電磁石コイルを巻装するなど種々に変形実施す
ることも可能である。
(ウ) 電磁石側を固定し、格子状磁性体を可動子と
することもできる。
することもできる。
(エ) 固定子２の磁性体凸起部２１を可動子１の永
久磁石１２と入れ替えた構造も可能である。
久磁石１２と入れ替えた構造も可能である。
(オ) 各相電磁石１１の励磁方式として、例えば４
相の場合、１相励磁、２相励磁、３相励磁、４
相励磁および１〜２相、２〜３相、３〜４相交
代励磁など多くの方式が可能である。
相の場合、１相励磁、２相励磁、３相励磁、４
相励磁および１〜２相、２〜３相、３〜４相交
代励磁など多くの方式が可能である。
以上の説明によつて明らかなように、本発明に
よれば、次に掲げる数多くの格段の効果が得られ
る。
よれば、次に掲げる数多くの格段の効果が得られ
る。
１相当りの空〓における磁界変調率が増大す
るので高推力が得られる。例えば、永久磁石と
してレアアースコバルト、ネオジウム鉄ボロン
などの強磁力なものを用いた場合、推力が従来
例のハイブリツド形の３倍以上になる。
るので高推力が得られる。例えば、永久磁石と
してレアアースコバルト、ネオジウム鉄ボロン
などの強磁力なものを用いた場合、推力が従来
例のハイブリツド形の３倍以上になる。
従来のＸ軸リニアモータとＹ軸リニアモータ
を組合せて、サーフエイスモータにする方式に
比べると、１相でｘ、ｙ方向の推力を出すの
で、力の利用率が高い。特に多相励磁した場合
の効果は顕著である。
を組合せて、サーフエイスモータにする方式に
比べると、１相でｘ、ｙ方向の推力を出すの
で、力の利用率が高い。特に多相励磁した場合
の効果は顕著である。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は
電磁石ギヤツプ面よりみた永久磁石の磁極パター
ン図、第３図は相電磁石の相対的配置図、第４図
は可動子支承機構の略線図である。 １……可動子、１１……電磁石、１１１……電
磁石ヨーク、１１２……電磁石コイル、１２，１
２ａ，１２ｂ……永久磁石、１３……可動子支承
手段。
電磁石ギヤツプ面よりみた永久磁石の磁極パター
ン図、第３図は相電磁石の相対的配置図、第４図
は可動子支承機構の略線図である。 １……可動子、１１……電磁石、１１１……電
磁石ヨーク、１１２……電磁石コイル、１２，１
２ａ，１２ｂ……永久磁石、１３……可動子支承
手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 強磁性体の板面に所定のピツチで格子状凸起
を設けた固定子と、Ｅ形又はＣ形のコアにコイル
を巻回して電磁石を形成し、この電磁石の磁極面
が前記格子状凸起に対して一定の空〓を保つて移
動できるように前記電磁石を支持した可動子とで
なるサーフエイスパルスモータであつて、 前記可動子は、 ｍ、ｎを２以上の整数として、ｍ行ｎ列に接合
された電磁石を含み、 前記各電磁石の磁極面には、前記格子状凸起と
同一のピツチにてＮ極とＳ極とが交互に着磁され
た薄板状の永久磁石が格子状に貼り付けられ、 隣接する前記電磁石は、前記格子状凸起の行方
向のピツチをλx、列方向のピツチをλy、所定の整
数をＫ、Ｌとしたとき、一方の前記電磁石に貼り
付けられた永久磁石の磁極と他方の前記電磁石に
貼り付けられた永久磁石の磁極とが、行方向に
Ｋ・λx＋λx／2mだけ離隔し、列方向にＬ・λy＋
λy／2nだけ離隔するように配置されている、 ことを特徴とする永久磁石形サーフエイスパルス
モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10473586A JPS62262648A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 永久磁石形サ−フエイスパルスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10473586A JPS62262648A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 永久磁石形サ−フエイスパルスモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62262648A JPS62262648A (ja) | 1987-11-14 |
| JPH0546784B2 true JPH0546784B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=14388753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10473586A Granted JPS62262648A (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 永久磁石形サ−フエイスパルスモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62262648A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0828961B2 (ja) * | 1988-12-19 | 1996-03-21 | 信越化学工業株式会社 | 直接駆動型サーフェイスアクチュエータ |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP10473586A patent/JPS62262648A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62262648A (ja) | 1987-11-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |