JPH0697832B2 - リニアパルスモータ - Google Patents

リニアパルスモータ

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JPH0697832B2
JPH0697832B2 JP3633488A JP3633488A JPH0697832B2 JP H0697832 B2 JPH0697832 B2 JP H0697832B2 JP 3633488 A JP3633488 A JP 3633488A JP 3633488 A JP3633488 A JP 3633488A JP H0697832 B2 JPH0697832 B2 JP H0697832B2
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JP
Japan
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scale
magnetic pole
slider
permanent magnet
pulse motor
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浩 藤井
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直線駆動のステッピングモータとしてOA機
器,ないし産業機械等の分野で広く採用されている永久
磁石形リニアパルスモータに関する。
〔従来の技術〕
頭記したリニアパルスモータは、周知のようにワークを
搭載するスライダを入力パルス信号によりスケールに沿
って歩進運動させるものであり、昨今ではプリンタヘッ
ドの駆動,X−Yテーブルの駆動などの広い用途に採用さ
れている。
次に従来における永久磁石形リニアパルスモータの基本
構造,並びにその動作原理を第6図,第7図により説明
する。まず第6図において、1はワーク2を搭載するス
ライダ、3はスライダ1の車輪、4はスライダ1の移動
経路に沿って敷設した直線状のスケールであり、スライ
ダ1は次に述べるリニアパルスモータの駆動動作により
スケール4の上を矢印P方向に歩進運動する。ここでリ
ニアパルスモータは、それぞれ一対の磁極歯を有し,か
つ磁極歯をスケール4の歯列4aに向けてスケールの上方
に並置した2組のコア5,6と、各コア5,6の背面に結合し
た永久磁石7,8と、永久磁石7,8の間に跨るヨーク9と、
前記コア5,6の磁極歯5a,6aに巻装した励磁コイル10とか
ら構成されている。なお各コア5,6に付いて励磁コイル1
0はそれぞれの一対の磁極歯に対して巻回方向が逆向き
で直列に接続されている。
かかる構成による歩進駆動動作は第7図(a)〜(d)
に示すごとくである。すなわち永久磁石で結合されたコ
アの各磁極歯とスケール歯列のピッチが互いに図示のよ
うな関係に配列されており、ここで(a)〜(d)の各
モードに対応して図示されてないコントローラより各励
磁コイル10へ与える入力パルス信号iを順次切換え制御
することにより、永久磁石より供給される磁束φmと励
磁コイルで生起する磁束φiとが各磁極歯毎に加減し合
って各コアの磁極歯とスケールとの間の磁束が増減し、
これにより各磁極歯とスケール側の歯列との磁気的な安
定位置が順次移り変わって歩進運動することは周知の通
りである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで上記した従来のリニアパルスモータでは、スケ
ールの上方に対向するコアが縦向きに配置され、かつコ
アの上には永久磁石,ヨーク等を積み重ね、さらに励磁
コイルは各コアの磁極歯の高さ方向に巻装してリニアパ
ルスモータが組み立て構成されている。このためにリニ
アパルスモータ全体としての高さ寸法Hが大となり、特
にスライダに搭載するワークを含めた全体の高さ寸法が
設置スペースの面から制限される装置への適用が困難と
なる。
この発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、そ
の目的はリニアパルスモータの構造を従来方式から変え
ることによりその高さ寸法を大幅に縮減し、高さ方向の
寸法制限を受ける装置への適用を可能にした薄形のリニ
アパルスモータを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明のリニアパルスモー
タにおいては、歯列を内方に向けてスライダの左右両側
に敷設した一対のスケールと、各スケールに対向してス
ライダの左右両側部に装備した2組の駆動子とを具備
し、かつ前記各組の駆動子をスケールの歯列に対向する
一対の磁極歯を有するU字形のコアと、該コアに巻装し
た励磁コイルと、一方の磁極面を前記磁極歯の側面に重
ね合わせてコアに結合した永久磁石と、該永久磁石の背
面側磁極面に重ね合わせて先端をスケールの側面へ向け
張り出したヨークとから構成したものである。
〔作用〕
上記の構成により、スライダの左右両側に配備した各組
の駆動子毎にスケールとの間で永久磁石からコアの磁極
歯,スケール,ヨークを経て永久磁石に戻る閉磁路が形
成され、ここで外部より励磁コイルに入力パルス信号を
与えることにより各磁極歯とスケールとの間の磁束が増
減変化する。したがって左右の駆動子の間で励磁コイル
に与える入力パルス信号,およびその方向を指定のモー
ドで切換え制御することにより、スライダはスケールに
沿って歩進駆動される。
しかもスライダに対してリニアパルスモータを構成する
駆動子,スケールの各部品を全てスライダの左右両側に
配置して構成したことにより、先述した従来の構成と比
べて全体の高さ寸法が大幅に縮減できる。なおスライダ
をリニアパルスモータのスケールと切り離して別に設置
した支持ガイドに支持し、ワークを含めた全負荷重量を
この支持ガイドで支えるよう構成することにより、リニ
アパルスモータはスライダを移動するに必要な推進力を
与えるだけで済み、負荷重量が大であってもリニアパル
スモータに無理な荷重の加わることはない。
〔実施例〕
第1図ないし第5図は本発明実施例の構成を示すもので
あり、第6図に対応する同一部材には同じ符号が付して
ある。まずワーク2を搭載するスライダ1は平形の台板
として成り、該スライダ1は台板を貫通する左右2本の
支持ガイド棒11にガイド支持されている。
一方、スライダ1の左右両側には支持ガイド棒11と平行
に一対のスケール4が歯列4aを内側に向けて敷設されて
おり、このスケール4に対向してスライダ1の左右両側
部には符号12で示す2組の駆動子が装備してある。ここ
で前記一対のスケール4の間では歯列4aのピッチを相対
的に1/2ピッチだけずらして敷設されている。また前記
した駆動子12はスケール4の歯列4aに対向した一対の磁
極歯13a,13bを有するU字形のコア13と、該コア13の中
央部に巻装した励磁コイル14と、一対の磁極歯13a,13b
の間にまたがるようにコア13の先端部分を挟んでその上
下側面に結合した短冊状の永久磁石15と、該永久磁石15
の背面側に重ね合わせて先端がスケール4の側面へ向け
て張り出すように設けた上下2枚のヨーク16との組立体
として構成されている。なお前記の永久磁石15は第3図
に明示されているように厚さ方向に磁化されており、か
つ磁極歯13a,13bに一方の磁極面(N極)が,ヨーク16
には他方の磁極面(S極)がそれぞれ対面するように配
置されている。
次に上記構成による駆動子12の磁気的動作を第4図,第
5図で説明すると、まずコア13の各磁極歯13a,1b毎にス
ケール4との間に永久磁石15のN極より磁極歯13a,13b,
スケール4,ヨーク16を経て永久磁石15のS極に戻る各独
立した閉磁路が形成されている。ここで永久磁石15より
供給される磁束をφm(点線)で示す。一方、前記した
閉磁路とは別にU字形のコア13とスケール4との間には
励磁コイル14を含む閉磁路が前記した永久磁石側の磁路
と一部を重合するようにして形成されている。なお励磁
コイル14に与える入力パルス信号iの正負方向に対応し
て生起される磁束をそれぞれ矢印+φi,−φiで表す。
したがって励磁コイル14にパルス信号を入力しない状態
では、各磁極歯13a,13bに対してスケール4との間に永
久磁石15による磁束φmが供給される。これに対して励
磁コイル14に正方向のパルス信号iを与えると前記の磁
束φmに励磁コイル14で生起した磁束+φiが重畳する
ようになり、これにより一方の磁極歯13aに対して磁束
φmと+φiとが同方向に加算され、他方の磁極歯13b
に対しては磁束φmと+φiとが相殺し合うようにな
る。これに対して励磁コイル14に与えるパルス信号iを
負方向に切り換えると、前記とは逆に磁極歯13aでは磁
束φmと−φiとが相殺し合い、磁極歯13bでは磁束φ
mと−φiとが加算されるようになる。
したがって第1図のようにスライダ1の左右に配備した
2組の駆動子12の間で励磁コイル14に与える入力パルス
信号,およびその方向を指定されたモードで順次切り換
えることにより、スケール4の歯列4aと各組の駆動子12
の間の磁気的な安定位置が第7図(a)〜(d)で示し
た従来の永久磁石形リニアパルスモータと同様に移り変
わり、これによりスライダ1がスケール4に沿って歩進
運動するようになる。なおこの場合にワーク2を含むス
ライダ1の全負荷重量は第1図に示した支持ガイド棒11
に担持されるのでリニアパルスモータは単にスライダを
ガイド支持棒11に沿って移動させるに必要な推進力のみ
を与えるだけで済む。
しかも前記の構成によれば、スケール4,および駆動子12
は全てスライダ1の左右両側に配備されているので、全
体の高さ寸法h(第2図参照)は第6図に示した従来構
造の高さ寸法Hと比べて大幅に縮小することになる。
なお、図示実施例では各組の駆動子毎にコアの磁極歯に
対して上下両側面に永久磁石,ヨークを配備したものを
示したが、永久磁石,ヨークをいずれか一方側にのみに
配備して実施することも可能である。また図示例では左
右のスケール4の相互間で歯列ピッチを1/2ピッチずら
した例を示したが、スケール4の歯列ピッチを揃え、そ
の替わりに左右2組の駆動子12の相互間でスケールの歯
列の1/2ピッチに相当する分だけ取付け位置をずらして
配置するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたようにこの発明のリニアパルスモータにおい
ては、歯列を内方に向けてスライダの左右両側に敷設し
た一対のスケールと、各スケールに対向してスライダの
左右両側部に装着した2組の駆動子とを具備し、かつ前
記各組の駆動子をスケールの歯列に対向する一対の磁極
歯を有するU字形のコアと、該コアに巻装した励磁コイ
ルと、一方の磁極面を前記磁極歯の側面に重ね合わせて
コアに結合した永久磁石と、該永久磁石の背面側磁極面
に重ね合わせて先端をスケールの側面へ向け張り出した
ヨークとから構成したことにより、互いに切り離してス
ライダの左右両側に配備した駆動子の励磁コイルに与え
る入力パルス信号を指定されたモードで切換え制御する
ことでスライダをスケールに沿って歩進駆動することが
できるとともに、構造面では高さ方向の寸法縮減化が図
れ、特に高さ方向で制限を受ける装置への適用に有利な
薄形のリニアパルスモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の構成を示す平面図、第2図は第
1図の正面図、第3図は第1図における駆動子の構成斜
視図、第4図,第5図はそれぞれ駆動子の磁気的動作の
説明図、第6図は従来におけるリニアパルスモータの構
成図、第7図(a)〜(d)は第6図の動作説明図であ
る。各図において、 1:スライダ、2:ワーク、4:スケール、4a:歯列、12:駆動
子、13:コア、13a,13b:磁極歯、14:励磁コイル、15:永
久磁石、16:ヨーク、φm:永久磁石より供給される磁
束、+φi,−φi:励磁コイルで生起される磁束。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークを搭載するスライダを入力パルス信
    号によりスケールに沿って歩進駆動するリニアパルスモ
    ータであって、歯列を内方に向けてスライダの左右両側
    に敷設した一対のスケールと、各スケールに対向してス
    ライダの左右両側部に装備した2組の駆動子とを具備
    し、かつ前記各組の駆動子がスケールの歯列に対向する
    一対の磁極歯を有するU字形のコアと、該コアに巻装し
    た励磁コイルと、一方の磁極面を前記磁極歯の側面に重
    ね合わせてコアに結合した永久磁石と、該永久磁石の背
    面側磁極面に重ね合わせて先端をスケールの側面へ向け
    張り出したヨークとから成ることを特徴とするリニアパ
    ルスモータ。
JP3633488A 1988-02-18 1988-02-18 リニアパルスモータ Expired - Lifetime JPH0697832B2 (ja)

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JP3595955B2 (ja) 1999-05-28 2004-12-02 三四郎 荻野 ベーシックファクターを用いた発電機能を有する電動機
JP7762941B2 (ja) * 2021-08-14 2025-10-31 イノビータ ピーティーイー リミテッド ゲートバルブ用の駆動装置

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JPH01214253A (ja) 1989-08-28

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