JPH08163857A - 回転形リニアパルスモータ - Google Patents

回転形リニアパルスモータ

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JPH08163857A
JPH08163857A JP30327694A JP30327694A JPH08163857A JP H08163857 A JPH08163857 A JP H08163857A JP 30327694 A JP30327694 A JP 30327694A JP 30327694 A JP30327694 A JP 30327694A JP H08163857 A JPH08163857 A JP H08163857A
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JP
Japan
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stator
mover
small teeth
axial
circumferential
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Application number
JP30327694A
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Toshikane Kaneki
敏兼 金木
Yukio Kuraishi
幸雄 倉石
Tadashi Okada
正 岡田
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Oriental Motor Co Ltd
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Oriental Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高精度で、安価に製造することが
できる回転形リニアパルスモータを提供することにあ
る。 【構成】 本発明は、内周面に、円周方向に沿って所定
間隔で、複数の突極を設けるとともに該突極の先端に軸
方向に沿って複数の固定子軸方向小歯を形成し、これら
固定子軸方向小歯の先端に円周方向に固定子円周方向小
歯を形成した固定子コア3を有する円筒状の固定子1
と、この固定子1の軸線上に、回転自在で、かつ軸方向
に沿って移動可能に配置されるとともに、外周面の軸方
向に上記固定子軸方向小歯11に対向して等ピッチで複
数の移動子軸方向小歯18を形成し、かつこれら移動子
軸方向小歯18の先端部に円周方向に沿って複数の移動
子円周方向小歯21を形成した一対の移動子コアを有す
る移動子5と、上記移動子コア15,16相互間に介在
され、かつ軸方向に着磁された永久磁石17とを備えた
ことにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直線動作と回転動作を
1つのモータで行うことができる回転形リニアパルスモ
ータに関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来のよく知られている回転形
リニアパルスモータを示したもので、固定子100と移
動子101とから構成されている。固定子100はフレ
ーム102内に固定子コア103,104,105およ
び106を配置し、固定子コア103,104相互間と
固定子コア105,106相互間に形成された凹溝10
7内にリング状巻線108,109が配置されている。
固定子コア103,104はリング状巻線108ととも
に1つの相を形成し、固定子コア105,106はリン
グ状巻線109とともに他の1つの相を形成している。
【0003】固定子コア103,104,105および
106の内周面には軸方向に等ピッチで複数個の固定子
小歯110が設けられている。2つの相を形成している
固定子コア103,104と固定子コア105,106
とは、その間に軸方向に着磁されたリング状永久磁石1
11を配置しており、全体として2相の固定子100を
構成している。
【0004】移動子101は、移動子コア112と軸1
13とからなり、該移動子コア112の外周面には複数
個の移動子小歯114が、固定子小歯110の歯ピッチ
と同一ピッチで軸方向に等ピッチで設けられている。
【0005】この移動子101はフレーム102両端に
設けられたブラケット115,116に軸受117,1
18を介して支持されている。
【0006】前記固定子小歯110と移動子小歯114
とは、以下の位置関係にある。すなわち、固定子コア1
06に配設された固定子小歯110が移動子小歯114
と丁度向き合っているとき、固定子コア105に配設さ
れた固定子小歯110は、移動子小歯114に対して
(または、固定子コア106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り、移動子小歯11
4の歯底部に対向している。また、固定子コア104に
配設された固定子小歯110は、同様に、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103に配設された固定子小歯110は、同様に、歯
ピッチの3/4だけ軸方向にずれた位置にある。
【0007】そして、入力パルスに応じて、前記リング
状巻線108および109に所定の順序で通電すること
により、各固定子小歯110と移動子小歯114との間
に順次磁束を発生させて、移動子101をステップ状に
歩進動作させるようになっており、前記回転形リニアパ
ルスモータは、基本移動量が移動子小歯114の歯ピッ
チの1/4の2相ハイブリッド型リニアパルスモータを
構成している。
【0008】一方、ステッピングモータのロータに、回
転しながら直線運動をさせる従来技術として、特開昭6
3−31462号公報の技術が知られている。この先行
技術では、図8に示すように、ロータ201の外周面に
スパイラル溝202を形成し、溝間スパイラル凸部20
3に、交互にN極、S極のマグネット204,205を
着磁したものである。そして、円周方向に一定間隔で設
けられたステータ206の突極207を軸方向に一定間
隔で配置し、このステータ206の突極207を順次励
磁して、ロータ201を円周方向に一定間隔でステップ
駆動させながら軸方向に一定間隔でステップ駆動させる
ものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
先行技術では、ロータ201の外周面にスパイラル溝2
02を形成し、溝間スパイラル凸部203に多数のマグ
ネット204,205を着磁させるので、製造工程が複
雑であるとともに、精度のばらつきが大きく、かつコス
ト面でも割高となっていた。
【0010】本発明は上記課題を解消し、直線動作と回
転動作を1つのモータで行うことができるとともに、高
精度で、安価に製造することができる回転形リニアパル
スモータを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、内周面に、円周方向に沿って所定間隔で、複
数の突極を設けるとともに該突極の先端に軸方向に沿っ
て複数の固定子軸方向小歯を形成し、これら固定子軸方
向小歯の先端に円周方向に固定子円周方向小歯を形成し
た固定子コアを有する円筒状の固定子と、この固定子の
軸線上に、回転自在で、かつ軸方向に沿って移動可能に
配置されるとともに、外周面の軸方向に上記固定子軸方
向小歯に対向して等ピッチで複数の移動子軸方向小歯を
形成し、かつこれら移動子軸方向小歯の先端部に円周方
向に沿って複数の移動子円周方向小歯を形成した一対の
移動子コアを有する移動子と、上記移動子コア相互間に
介在され、かつ軸方向に着磁された永久磁石とを備えた
ことにある。また、本発明は、上記固定子コアは、固定
子鉄板を積層して形成されるとともに各固定子鉄板を円
周方向に沿って所定角度ずつ順次ずらせながら積層する
とともに上記移動子と対向する突極の先端部の構成が移
動子側から見たとき、内径の小さい突極と、内径の大き
い突極が所定の順に並んで1組を形成し、その組がk組
存在することにある。さらに、本発明は、上記移動子は
周面に所定間隔を置いて複数の移動子円周方向小歯を形
成した移動子鉄板と、移動子円周方向小歯を形成してい
ない移動子鉄板を所定枚数ずつ交互に積層して形成した
ことにある。またさらに、上記移動子の移動子円周方向
小歯は歯数が50個または50の整数倍あり、かつ固定
子の固定子円周方向小歯は、円周を48または50の整
数倍の数で分割されたピッチで形成されていることにあ
る。
【0012】
【作用】本発明は、内周面に、円周方向に沿って所定間
隔で、複数の突極を設けるとともに該突極の先端に軸方
向に沿って複数の固定子軸方向小歯を形成し、これら固
定子軸方向小歯の先端に円周方向に固定子円周方向小歯
を形成した固定子コアを有する円筒状の固定子と、この
固定子の軸線上に、回転自在で、かつ軸方向に沿って移
動可能に配置されるとともに、外周面の軸方向に上記固
定子軸方向小歯に対向して等ピッチで複数の移動子軸方
向小歯を形成し、かつこれら移動子軸方向小歯の先端部
に円周方向に沿って複数の移動子円周方向小歯を形成し
た一対の移動子コアを有する移動子と、上記移動子コア
相互間に介在され、かつ軸方向に着磁された永久磁石と
を備えたので、固定子コアを励磁することによって、移
動子コアは軸方向にステップ駆動するとともに円周方向
にステップ駆動し、直線動作と回転動作が1つのモータ
で行えるとともに、従来のモータに比べて安価で精度が
向上する。固定子鉄板を円周方向に順次ずらせながら積
層して固定子コアを形成するとともに、外周面に移動子
円周方向小歯を形成した環状体と移動子円周方向小歯を
形成しない環状体を積層して移動子コアを形成したの
で、固定子コアおよび移動子コアの成形が容易で高精度
の回転形リニアパルスモータを形成することができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を詳細に説明する。図1は、本発明の回転形リニアパル
スモータの一実施例を示す部分縦断面図、図2は図1の
II−II線による横断面図、図3は固定子コアを形成する
固定子鉄板の平面図、図4は移動子円周方向小歯を設け
た移動子鉄板を示す平面図、図5は移動子円周方向小歯
を設けない移動子鉄板を示す平面図、図6は図3の固定
子鉄板を積層したときの固定子軸方向小歯部を移動子側
から見た展開図である。
【0014】図1ないし図6において、固定子1は、出
力側軸ブラケット2aと反出力軸側ブラケット2bによ
り図示しないネジ等でネジ止めすることにより支持され
る。この固定子1は固定子コア3と、固定子コア3の各
突極61ないし68に巻回された固定子巻線W1ないし
W8とで構成されている。上記出力側軸ブラケット2a
と反出力軸側ブラケット2bは固定子1の外面とともに
モータハウジング4を構成している。出力側軸ブラケッ
ト2aと反出力軸側ブラケット2bには後述する移動子
5が支持されている。
【0015】上記固定子コア3は内周面に、中心方向に
向けて突出した突極61ないし68を円周方向に沿って
所定間隔で設けたもので、これら突極61ないし68内
周面には軸方向に複数個の固定子軸方向小歯11が等ピ
ッチで設けられている。
【0016】これら8個の突極61ないし68にそれぞ
れ固定子巻線W1ないしW8が各別に巻回されている。
【0017】上記モータハウジング4の出力軸側ブラケ
ット2aと反出力軸側ブラケット2bにはそれぞれ軸受
12,13が設けられ、これら軸受12,13を介して
上記移動子5が軸方向に移動自在に、しかも円周方向に
回転自在に支持されている。この移動子5は軸14と、
この軸14に設けられた磁極コア15,16と、磁極コ
ア15,16相互間に挟持され、かつ軸方向に磁化され
たリング状の永久磁石17とで構成されている。上記軸
受12,13は、軸14を軸方向に移動可能に、しかも
円周方向に支持する転がり軸受けを使用している。
【0018】上記磁極コア15,16の外周面には、軸
方向に複数個の移動子軸方向小歯18(歯先部18a,
歯底部18b)が配設されており、該磁極コア15,1
6は、図3および図4に示すように、歯先部18aを形
成する外径の大きい移動子鉄板(環状体)19が2枚、
歯底部18bを形成する外径の小さい移動子鉄板(環状
体)20が2枚の順で、積層されている。移動子鉄板1
9の外周面には所定間隔で移動子円周方向小歯21が設
けられている。
【0019】上記移動子5の軸14は、出力を取り出す
一端部14aを出力軸側ブラケット2aの外側に導き出
され、出力を取り出さない他端部14bを反出力軸側ブ
ラケット2bの外側に導き出されている。
【0020】図3は固定子コア3を形成している固定子
鉄板22の一例を示したものである。固定子鉄板22
は、8個の突極P1ないしP8のうちP3,P4,P7
およびP8は内径寸法の小さい突極(本実施例では4
個)であり、固定子軸方向小歯11の歯先部11aを構
成する。また、P1,P2,P5およびP6は内径寸法
の大きな突極であり、固定子軸方向小歯11の歯底部1
1bを構成する(本実施例では4個)。固定子軸方向小
歯11の歯先部11aには、上記移動子円周方向小歯2
1に対応して、それぞれ円周方向に沿って所定間隔で固
定子円周方向小歯23が形成されている。
【0021】図6は固定子鉄板22を角度θ=45度ず
つ回転しながら積層したときに形成される突極61ない
し68の固定子軸方向小歯11の様子を移動子5側から
見たものである。ハッチングのある部分が歯先部11a
を示し、ハッチングのない部分が歯底部11bを示す。
【0022】固定子鉄板22の厚さをt0 とすると、回
転積層することにより、各突極61ないし68には、歯
ピッチが2kmt0 、すなわち4・t0 (k=1, m=
2)、歯厚がm・t0 、すなわち2・t0 の固定子軸方
向小歯11が形成される。しかも、突極61および65
を基準としたとき、突極62および66の小歯11のず
れは歯ピッチの1/2km、すなわち1/4、突極63
および67の小歯11のずれは歯ピッチの2/2km、
すなわち2/4、突極64および68の小歯11のずれ
は歯ピッチの3/2km、すなわち3/4、である。
【0023】一方、前記移動子5に配設された永久磁石
17の軸方向の長さは、前記磁極コア15に配設された
小歯18と磁極コア16に配設された小歯18とが互い
に歯ピッチの1/2ずれるように設定される。
【0024】そして、巻線W1,W3,W5,W7が巻
回される相をA相、巻線W2,W4,W6,W8が巻回
される相をB相となるように結線することにより、2相
のハイブリッド型リニアパルスモータを構成することが
できる。このときのステップごとの基本移動量は、歯ピ
ッチの1/(2・m)、すなわち(4・t0 )/4とな
り前記固定子鉄板22の厚さt0 となる。
【0025】そして、入力パルスに応じて、各相巻線を
所定の順序で順次励磁していくことにより、各固定子軸
方向小歯11と移動子軸方向小歯18との間に順次磁束
を発生させて移動子5を軸方向にステップ状に歩進動作
させるとともに円周方向にステップ状に回転させること
ができる。
【0026】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。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回転形リニアパルスモータによれば、つぎのような効
果を奏する。請求項1において、 内周面に、円周方向
に沿って所定間隔で、複数の突極を設けるとともに該突
極の先端に軸方向に沿って複数の固定子軸方向小歯を形
成し、これら固定子軸方向小歯の先端に円周方向に固定
子円周方向小歯を形成した固定子コアを有する円筒状の
固定子と、この固定子の軸線上に、回転自在で、かつ軸
方向に沿って移動可能に配置されるとともに、外周面の
軸方向に上記固定子軸方向小歯に対向して等ピッチで複
数の移動子軸方向小歯を形成し、かつこれら移動子軸方
向小歯の先端部に円周方向に沿って複数の移動子円周方
向小歯を形成した一対の移動子コアを有する移動子と、
上記移動子コア相互間に介在され、かつ軸方向に着磁さ
れた永久磁石とを備えたので、直線動作と回転動作を1
つのモータで行うことができる。請求項2において、上
記固定子コアは、固定子鉄板を積層して形成されるとと
もに各固定子鉄板を円周方向に沿って所定角度ずつ順次
ずらせながら積層するとともに上記移動子と対向する突
極の先端部の構成が移動子側から見たとき、内径の小さ
い突極と、内径の大きい突極が所定の順に並んで1組を
形成し、その組がk組存在するので、固定子の成形を容
易に行うことができる。請求項3において、上記移動子
は外周面に所定間隔を置いて複数の移動子円周方向小歯
を形成した移動子鉄板と、移動子円周方向小歯を形成し
ていない移動子鉄板を所定枚数ずつ交互に積層して形成
したので、精度の高い移動子コアの成形を容易に行うこ
とができる。請求項4において、上記移動子の移動子円
周方向小歯は歯数が50個または50の整数倍あり、か
つ固定子の固定子円周方向小歯は、円周を48または5
0の整数倍の数で分割されたピッチで形成されているの
で、精度の高いステップ駆動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転形リニアパルスモータの一実施例
を示す部分縦断面図である。
【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】移動子円周方向小歯を設けた移動子鉄板を示す
平面図である。
【図5】移動子円周方向小歯を設けない移動子鉄板を示
す平面図である。
【図6】図3の固定子鉄板を軸方向に行くに従って所定
角度ずつ円周方向にずらして積層したときに形成される
固定子軸方向小歯部を移動子側から見た展開図である。
【図7】従来のリニアパルスモータの縦断面図である。
【図8】従来の回転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 3 固定子コア 4 モータハウジング 5 移動子 61…68 突極 11 固定子軸方向小歯 12,13 軸受 14 軸 15,16 磁極コア 17 永久磁石 18 移動子軸方向小歯 19,20 移動子鉄板 21 移動子円周方向小歯 22 固定子鉄板 23 固定子円周方向小歯 11a,18a 歯先部 11b,18b 歯底部 W1…W8 固定子巻線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内周面に、円周方向に沿って所定間隔
    で、複数の突極を設けるとともに該突極の先端に軸方向
    に沿って複数の固定子軸方向小歯を形成し、これら固定
    子軸方向小歯の先端に円周方向に固定子円周方向小歯を
    形成した固定子コアを有する円筒状の固定子と、この固
    定子の軸線上に、回転自在で、かつ軸方向に沿って移動
    可能に配置されるとともに、外周面の軸方向に上記固定
    子軸方向小歯に対向して等ピッチで複数の移動子軸方向
    小歯を形成し、かつこれら移動子軸方向小歯の先端部に
    円周方向に沿って複数の移動子円周方向小歯を形成した
    一対の移動子コアを有する移動子と、上記移動子コア相
    互間に介在され、かつ軸方向に着磁された永久磁石とを
    備えたことを特徴とする回転形リニアパルスモータ。
  2. 【請求項2】 上記固定子コアは、固定子鉄板を積層し
    て形成されるとともに各固定子鉄板を円周方向に沿って
    所定角度ずつ順次ずらせながら積層するとともに上記移
    動子と対向する突極の先端部の構成が移動子側から見た
    とき、内径の小さい突極と、内径の大きい突極が所定の
    順に並んで1組を形成し、その組がk組存在することを
    特徴とする請求項1に記載の回転形リニアパルスモー
    タ。
  3. 【請求項3】 上記移動子は外周面に所定間隔を置いて
    複数の移動子円周方向小歯を形成した移動子鉄板と、移
    動子円周方向小歯を形成していない移動子鉄板を所定枚
    数ずつ交互に積層して形成したことを特徴とする請求項
    1または2に記載の回転形リニアパルスモータ。
  4. 【請求項4】 上記移動子の移動子円周方向小歯は歯数
    が50個または50の整数倍あり、かつ固定子の固定子
    円周方向小歯は、円周を48または50の整数倍の数で
    分割されたピッチで形成されていることを特徴とする請
    求項1ないし3に記載の回転形リニアパルスモータ。
JP30327694A 1994-12-07 1994-12-07 回転形リニアパルスモータ Pending JPH08163857A (ja)

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