JPS5989565A

JPS5989565A - リニアパルスモ−タ

Info

Publication number: JPS5989565A
Application number: JP19865882A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakagawa; 洋中川; Zenichiro Miwa; 三輪　善一郎
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1982-11-11
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1984-05-23
Also published as: JPS6249819B2

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】　Ｒこの発明は特に小型で、可動側の最大変位量を小とする
負荷の駆動に適したリニアパルスモータの構造に関する
ものである。

一般に、リニアパルスモータは一次側コイルに供給する
入力パルスごとに一定の距離（通常４ボールタイプのも
ので１／４ピツチ）ずつ−次側又は二次側スケールをス
テップ状に歩進動作させる。

この動作に伴って、リニアパルスモータは正確な位置決
め制御を要求する各種プリンタのヘッド送り、光電式読
取装置のヘッド送りなどのＯＡ機器に応用されている。

そして、このリニアパルスモータの従来構成を示すと第
１図、第２図に示す通りである。すなわち、第１図は一
部切欠き正面図。

第２図は一部切欠き側面図で、各図において、１はリニ
アパルスモータの磁束発生を担う１次側で、正面中央部
で磁気的にしゃ断状態にある２個の鉄心２，３、当該鉄
心２，３を両側部にて固定する側板４，５．上記各鉄心
２，３の背面に図示の極性にて着磁しである永久磁石６
．フ、当該永久磁石６．７の背面部に接合する磁性板８
、上記各鉄３頁心２，３に形成している磁極２ａ、　２ｂ、　３ａ、　
３ｂに取付けられたコイル９ａ、　９ｂ、　９ｃ、　９
ｄ　、各側板４，５の両側下に支持される軸１０．１１
に回動自在に支持される車輪１２〜１５からなっている
。そして、上記各磁極２ａ、　２ｂ、　３ａ、　３ｂ　
ｌｃｔ；ｊ　ｌ／４ピツチずつのずれを有して歯部２ａ
ｌ、　２ｂｌ、　３ａｌ、　３ｂｌが形成されている。

１６ｔＩｉリニアパルスモータの２次側をなすスケール
で、平面には上記各磁極歯部２ａｌなどと同一ピッチの
歯部１６ａが形成されている。

上記第１図及び第２図に示すリニアパルスモータにおｈ
で、例えば−相励磁方式にて駆動する場合、順次各コイ
ル９ａ〜９ｄを励磁して騒ぐ過程において、各磁極２ａ
、　２ｂ、　３ａ、　３ｂに形成した歯部２ａ１゜２ｂ
ｌ、　３ａｌ、　３ｂｌが順次２次側スケールの歯部に
対向することによｔ）　ｌ／４ピツチずつ歩進（見た目
には連続的であるが原理上はあくまでもステップ状の変
位）　してい〈０この際、１次側磁連発生装置１及び２
次側スケール１６は一方を固定（通常スケール）シ、他
方を被位置決め用負荷に保合のうえ可動として実用化を
達成する。

ところで、近年ＯＡ機器の発展とともに各種の情報端末
機器は小型化、薄形化の傾向にあって、例えば、フロッ
ピーディスクドライブにお−てもこの傾向が強い。この
ような状況にお込て、超小形、超薄形のリニアパルスモ
ータの実現が望まれて込る。

今、上記市場の要求に対して、前記第１図、第２図に示
す台車タイプのリニアパルスモータは適合できない。す
なわち、上記フロッピーディスクドライブなどでは通常
推力ｕ　５０ｇ、ストロークは１０〜２５關程度で足り
るのに対し１、リニアパルスモータの機体は機構上との
推力、ストロークに適合させるほど小型することは困難
である。より具体的に説明すると厚みＷの減少は車輪取
付機構の存在のため限度があり、高さＨについての減少
ｔｉ１次、２次の各歯部対向面が磁極中を通過する磁束
に直交する上記第１．２図に示す従来の構成では困難で
ある。−力、長さＬについズは磁極がリニアパルスモー
タの可動側進行方向に直線上に並べることから短縮には
限度がある。つまり、最大推５頁力５０ｇ　、最大ストローク１０〜２５順に定めること
は困難である。

と１７）発明の目的はリニアパルスモークの１次側の構
成を工夫することによって駆動原理は従来のものと同一
なるも、低推力、短ストローク特性に適合するように小
型化を実現する１具体的リニアパルスモータの構成を提
供することにある。

以下、図示する実施例につ込て具体的に説明する。第３
図はこの発明に係るリニアパルスモータのスケール部を
分離状態にて示す斜視図、第４図は第３図に示すリニア
パルスモータを各構成要素に分離し友部品単位の分解図
である。同第３．４各図において、１７〜２０はＬ字状
をなす平板状磁極で、その頭部１７ａ〜２０ａは集中的
に配置され、各脚部１’７ｂ〜２０ｂとで全体がＨ字形
を示すように配列される０１７０〜２０ｃは歯部で、そ
れぞれ各磁極１７〜２゜の頭部１　ａ−”−４ａの平面
に形成され、それぞれ同一ピッチで、かつ歯部１９ｃ、
　１８ａ、　２ｏｃ、　１７ｃの順に順次ηピッチずつ
の相対的位置の変位を有している。

２１〜２４はスペーサで、磁性体により形成され、上６
頁記磁極１７〜２０の脚部１７ｂ−２０ｂの底面部に接合
される。２５．２６は平面コ字状をなす磁気枠で、それ
ぞれの中心部に平板状にコイル２’７．２８を装着して
込る。そして、上記磁気枠２５，２６はスペーサ２１〜
２４を介して各磁極１７〜２０の脚部１”７ｂ〜２０ｂ
にビス２９〜３２Ｖｃよって固定される０３３は永久磁
石で、図示の通りに着磁され、Ｎ、Ｓ各磁極面がそれぞ
れ磁極１９．２０の頭部１９ａ、　２０ａの背面、及び
磁極１７．１８の頭部の背面に対向すべく配置される。

３４は当て板で、上記永久磁石３３の反磁極側面の磁気
回路を表すとともに１次側の固定部材としての作用を担
６゜３５．３６はガイド部材で、それぞれボールガイド
部３５ａｌ、　３５ａ２．３６ａｌ、　３６ａ２　ｋ有
し、ガイド部材３５は上記ビス２９．３２によって磁極
１８．２０の各頭部１８ａ、２０ａの外側部に固定され
る。一方、ガイド部材３６はこれに形成されている長穴
３６ｂｌ、　３６ｂ２中にビス３１．３０が貫通し、リ
ニアパルスモータの可動側の進行方向に対し、直角方向
に若干の変位できるように取付けられる。３７は板はね
て１両端部をピン３０．３１に保持させて上記ガイド部
材３６を磁極歯部１７ｃ、　１９０７頁方向に復元力をもたらす。３８〜４１はボールで、それ
ぞれ上記ガイド部材３５．３６　［形成したボールガイ
ド部３６ａ２．３５ａ２．３６ａｌ、　３５ａｌに配す
る。４２はリニアパルスモータ２次側をなすスケールで
、−面に上記磁極歯部１７ｃ〜２０ｃと同一ピッチの歯
部４２ａを形成するとともに歯部４２ａの端部両側に沿
って。

断面り字状の切欠き４２ｂｌ、　４２ｂ２　ｆｔ形成し
ている。

この切欠き４２ｂｌ、　４２ｂ２は上記ボール３９．４
１及びボール３８．４０に係合し、磁極歯部１７ｃ〜２
０ｃとスケール歯部４２ａとのギャップを一定に維持す
る。これと同時にボール３９．４１はガイド部材３５の
ボールガイド部３ｆｉａ２．３５ａｌにおける範囲に転
勤可能になるように、またボール３８．４０はガイド部
材３６のボールガイド部３６ａ２．３６ａｌにおける範
囲に転勤可能となるように板ばね３７が作用し、スケー
ル４２と一次側磁極１７〜２０との相対変位の案内作用
を担う。

上記構成において、スケール４２側を可動側とし永久磁
石３３により磁極１９．２０はＮ極に磁極１’７．１８
はＳ極に定められている。今、コイル２　ＢＩＣ電流＋
Ｉ（磁極１９の歯部１９ｃとスケール４２の歯部４２ａ
とが９頁吸引する柚柱とする）を流すと、これによって生ずる電
磁石磁束と上記永久磁石３３からの磁束とが磁極１９で
は重畳され、磁極２０では打消され、結局磁極１９の歯
部１９ｃがスケール４２の歯部との間の磁気吸引力によ
り安定点にスケールを移動し、停止する。次にコイル２
日の電流＋Ｉを切ると同時にコイル２７に＋１（磁極１
８の歯部１９ｃとスケール４２の歯部４２ａとが吸引す
る極性とする）を流すと、これによって生ずる電磁石磁
束と上記永久磁石３３からの磁束が磁極１日では重畳さ
れ、磁極１７では打消され、ひいては磁極１８の歯部１
８ｃがスケール４２の歯部４２ａとの間の磁気吸引力に
よりｌ／４ピツチ移動して安定点を得る。次いで、コイ
ル２マへの電ｆｉ＋Ｉｔ切ると同時にコイル２８に−Ｉ
の電流を供給すると、上記とは反対の磁束の加算減算作
用となり、磁極２０の歯部２０ｃとスケール歯部４２＆
とが吸引し、さらに１／４ピツチスケール４２を変位さ
せて安定状態を得る。同様にして、コイル２日の電流の
供給の停止とトモにコイル２７に−１の電流全供給する
と磁極１７の歯部１７ｃとスケール歯部４２ａとの間の
磁気吸引力１０頁によって１／４ピツチのスケール４２の変位を経て安定
状態となる。以上の動作でスケール４２は１ピツチの変
位を達成することになるが、同様の動作を繰返すことに
より入力信号・■）の投入に比例した量だけスケール４
２が変位する。この際のスケールの最大許容変位量はギ
ャップ保持及びスケール４２案内作用を担うボール３８
〜４１の転勤許容範囲すなわち、ガイド部材３５．３６
の各ボールガイド部３５　ａ　ｌ。

３５ａ２．３６ａｌ、　３６ａ２　　の長さの２倍相当
の長さのストロークとなる。一方、リニアパルスモータ
の可動側の駆動方向を反転するときは励磁コイル２’７
．２８への励磁順序を逆にすればよい。

なお、上記実施例においてはスケール側を可動とする態
様について説明したが、−次側磁束発生部側を可動側と
することもできる。また、各板状磁極の頭部に歯部を凹
突状に形成する代りにスリット状の歯部とすることもで
き、このスリット状の歯部形成に際してはリニアパルス
モータの可動側進方向と直角方向に対向する１対の磁極
歯部は当該歯部先端部を一体的に接続してもよい。この
ときは漏洩磁束増大に伴い効率の低下はまぬがれないが
、機械的強度を増すことができる。さらにリニアパルス
モータ励磁コイル２７．２８へのパルス電流供給は上記
実施例のように一相励磁方式に限らず、従来のリニアパ
ルスモータのように二相励磁を採用することもできる。

そして、１対の磁極の脚部を一体的に形成するようにし
てもよく。

永久磁石３３を単方向性とすることにより当板３４は必
ずしも設ける必要はない。

以上述べたようにこの発明に係るリニアパルスモータは
板状磁極の表面を磁極面とし、これらの磁極面を集中的
に配置し、リニアパルスモータ可動側の進行方向に沿っ
て配列される各一対の磁極の裏面を永久磁石の異なる磁
極に当接させ、各一対の磁極を励磁する２個の励磁コイ
ルを備え、上記永久磁石の磁束と上記励磁コイルの励磁
によって生ずる磁束との相互作用に基づいて、磁極歯部
とスケールに形成され、上記磁極歯部と対向している歯
部との相対位置を１／４ピツチずつ変位させるようにし
たものである０この構成に基づいて。

ｌ１頁次項に掲げる多くの特長を有する。

（１）磁極面が集中できる構成であるため、従来の可゛
動側進行方向に沿って連続して磁極が設けられる構成に
比して磁路長が短かく、ひいては、磁れに伴いスケール
を可動側とした場合、推力／可動側重量が大となり応答
性を向上させることができる。

（３）永久磁石から生ずる磁束の磁路長が全て均一とな
るため推力のばらつきが殆んどなくなり、停止精度の向
上がはかれる。

（４）リニアパルスモータ全体を薄形化でき適用範囲を
拡大することができる。

すなわち、上記（１）〜（４）項記載事項に関連して本
発明に係る構成は小形化のみならず、リニアパルスモー
タの性能の改善はもとより量産に適している構造をなし
ているなど優れた効果を生じているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来のリニアパルスモータの
構成を示す一部を切欠いた正面図及び側面図、第３図は
この発明に係るリニアパルスモータのスケール部を分離
した状態を示す斜視図、第４図は第３図の部品分解図で
ある。１７〜２０・・・磁極　　　１″’１０〜２０ｃ・・・
磁極歯部２５．２６・・・磁気枠　２７，２Ｂ＠・Φ励
磁用コイル３３・・・永久磁石３５．３６・・・スケールガイド部材３７・・ｅ板はね　　　３８〜４１・ｅｅポール４２・
・番スケール　　４２ｂｌ、　４２ｂ２・φ・切欠き出
願人　神鋼電機株式会社代理人　弁理士　斎藤春弥第１図１Ｂｉ１ｃ／８Ｃ）第　４　口３８７

Claims

【特許請求の範囲】

１　頭部及び脚部を有する４個の板状磁極の頭部？集中
させるように配置し、磁極頭部平面部に当該リニアパル
スモータの可動側の進行方向に沿って歯部を等間隔に、
かつ磁束発生の順に順次１／４ピツチずつの変位を有し
て形成し、当該リニアパルスモータの可動側の進行方向
と直角方向に位置する各一対の磁極脚部に対して磁気的
な接続を伴って励磁用コイルを装着し、上記各一対の磁
極にそれぞれ異なる極性を配した永久磁石を各磁極の背
面に配置し、上記各磁極歯部に対向し、同一歯部ピッチ
を有するスケールと当該スケールを、その歯部と上記磁
極歯部との一定のギャップを有して当該リニアパルスモ
ータの可動側の一定範曲内の変位を許容するガイド手段
を備えたリニアパルスモーク。