JPS60113652A - リニアパルスモ−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】 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りニーアバ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Ｕ　−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１　。

一ルタイプのもので１ヒツチ）ずつ−次側又は二次側ス
ケール全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
送シなどの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だすと第１図、第２図に
示す通りである。すなわち、第１図は一部切欠き側面図
、第２図は一部切欠き正面図で、各図において、（υは
リニアパルスモークの磁束発生を担う１次側で、側面中
火部で磁気的にしゃ断状態にある２個の鉄心（２１（３
）、当該鉄心（２）　（３）を両側部にて固定する側板
（４１（５）、上記各鉄心（２）　（３）の上面に図示
の極性にて着磁しである永久礎石（（ｉ）　（７）　、
当該永久磁石（６）　（７）の上面部に接合する磁性板
（８）、上記各鉄心（２）　（３）に形成している磁極
（２ａ）（２ｂ）（：うａ）（３ｂ）に取付けられたコ
イル（９ａＸ９ｂＸ９ＣＸ９ｄ）　、各側板（４）　（
５）　Ｏ両側下ニ支持される軸ｏｎ　ｏｕに回動自在に
支持される車輪（２）〜（２）からなっている。そして
、上記各磁極（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）には↓
ピッチずつのずれを有して歯部（２ａｌ）（２ｂｌ）（
３ａｌ）（３ｂｌ）が形成されている。

（イ）はリニアパルスモータの２次側をなすスケールで
、上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。

また上記車輪四〜ａ時はスケール（ト）の両縁部に沿グ
て一体的に形成された軌条帯（１７ａ）（１７ｂ）上に
β９、これによシ磁極（２ａ）（２ｈ）（３ａ）（３ｂ
）　の歯部（ｚａｘ）（ｚｂｘＸ３ａｔ）（ａｂ＋）と
スケール（４）の歯部（１６ａ）との間に一定のギャッ
プ？が保持される。（なお図をわかりやすくするために
ギャップＶは誇張して示されている）。車輪（ロ）〜（
ト）は軌条帯（１７ａ）（１７ｂ）に沿って固定された
ガイドレール（１８ａ）（１８ｈ）によって進行方向が
規制される。

上記第１図及び第２図に示すリニアノくルスモータにお
いて、例えば−相励磁方式にて駆動する場合、順次各コ
イル（９ａ）〜（９ｄ）　’ｅ励磁していく過程におい
て、各磁極（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）に形成し
た歯部（２ａ＋　Ｘ２ｂ＋　Ｘ３ａｔ　）（３ｔｕ　）
が順次２次側スケールの歯部に対向することによフッヒ
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）していく。この際、１次側磁
束発生装置（１）及び２次側スケール（イ）は一方を固
定（通常スケール）し、他方金波位置決め用負荷に係合
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、薄形化の傾向におって、例えば、フロッ
ピーディスクドライブにおいてもこの傾向が強い。この
ような状況において、超小形、超薄形のリニアパルスモ
ータの実現が望まれている。

今、上記市場の景求に対して、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
推力は５０ｔ、ストロークは１０〜２５ｍｍ程度で足り
るのに対し、リニア／くルスモータの機体は機構上この
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巾Ｗの減少は車輪取付
機構の存在のため限度がおｐ１高さＨについての減少は
１次、２次のも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
。一方、長さＬについては磁極がリニアパルスモータの
可動側進行方向に厘線上に並べることから短縮には限度
がある。つまシ、最大推力５０ｆ１最太ストローク１０
〜２５ｍｍに定めることは困難でおる。

コノ発明の目的はリニアパルスモータの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
を実現することのできるリニアパルスモータの構成を提
供することにある。

この目的は本発明によれば、頭部及び脚部を有する４個
の板状磁極部材の前記頭部を集中させるように配置し、
該磁極部材の頭部の平面部に西該リニアパルスモータの
可動側の進行方向に沿１て歯１　・ 部を等間隔に、かつ磁束発生の順に順次７ヒツテずつの
変位を有して形成し、当該リニアパルスモータの可動側
の進行方向に門し同一側方に位置する各一対の前自己磁
極部口の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、前記各一対の磁極部材にそれぞれ異なる極
性奮起した永久磁石を前記各磁極部材の背面に配置し、
前記各磁極部材の歯部に対向し、同一歯部ピンチ全治す
るスケールと、該スケールの歯部と前記磁極部材の歯部
との間に一定のギャップを保持させて当該リニアパルス
モータの可動側を前記進行方向に案同するガイド手段と
全備えたリニアパルスモーク、によって達成される。

以下、図示する実施例について具体的に説明する。第３
図はこの発明に係るリニアバ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
Ｉ（ルスモークを各構成袂素に分離した部品単位の分解
図である。第５図、第６図は同モータの平面図、正面図
でおる。各図において、σ３１σ４）ｆｆ５１σ０にＬ
字状をなす平板状磁極部材で、その頭部（７３ａ）（７
４ａ）（７５ａ）（７６ａ）は集中的に自己櫨され、各
脚部（７３ｂＸ７４ｂＸ７５ｂＸ７６ｂ）とで全体力よ
Ｈ字形を示すように配列される。（７３ｃ）（７４ｃ）
（７５ｃ）（７６ｃ）は歯部で、それぞれ各磁極部材（
７３〜（７６）の頭部（７３ａ）〜（７６ａ）の平面部
に形成され、それぞれ同一ピッチで、かつ歯部（７５ｃ
Ｘ７４ｃＸ７６ｃＸ７３ｃ）の順に順次１ピツチずつの
相対的位置の変位を有している。Ｃ１ｌ　ＲＲＣＪ４１
はスペーサで、磁性体により形成され、上記磁極部材＠
〜ｔ７ｆｉｌ　０脚部（７３ｂ）　〜（７６１））の底
面部に接合される。ＣＩ′Ｉ）ＣＪ（至）は平面コ字状
全なす磁気枠で、それぞれの中心部に平板状にコイル（
７鐘Ｑ全装着している。そして、上記磁気枠（７η徹は
スペーｔ　ａｌｌ−（２４１＋　介Ｌ　−ｃ　各磁極Ｎ
ｓ　材ｆｆ３）　−＋７６１　ｏ　ｎ部（７３ｂ）〜（
７６ｂ）にビス＠５１ｍａη岐によって固定される。侶
υは永久磁石で、図示の通りに着磁され、Ｎ、８各磁極
面がそれぞれ磁極部材（ハ）（７匂の頭部（７５ａＸ７
６ａ）の背面、及び磁極部材（７，ｉ　１７４）の頭部
（７３ａ）（７４ａ）の背面に対向すべく配置される。

Ｓ２は当て板で、上記永久磁石Ｑ３υの反磁極側面の磁
気回路金なすとともに１次側の固定部材としての作用を
担う。

断面がＬ字形状のガイド支持部材（ハ）（財）が歯部（
７３ｃ）〜（７６ｃ）全問において磁極部材（υ〜（７
０の旗部（７３ａ）〜（７６ａ）上に配設される。一方
のカイト支持部材（ハ）は上述のビス■１〆のによって
位置決めちれると共に一対の磁極部材ｆｆ５１　ｆｆ６
）上に固定されているが、他方のガイド支持部材（財）
は第５図に明示されるように一対の切欠き（９０ａ）（
９Ｄｂ）をＭし、これらに上述のビスｔｓ′７）ｍが係
合しており、側対の磁極部材１１３１（／４）上で摺動
可能となっている。ビスリフ）（栖に両端部が支持され
て板はね（叫がガイド支持部材部ａ上に配設され、この
ガイド支持部材（財）を他方のガイド叉持部拐（へ）に
向って付勢している。

両ガイド支持部材□□□（２）の内側には、これらに沿
って摺動可能な断面がＬ字形状の一対のガイド部材ａｎ
　ａｈａが配設される。各ガイド部材（９υ（’Ｊ邊の
垂直部には第４図で明示されるように一対の切欠き（９
３ａ）（９３ｈ）、（９３Ｇ）（９３ｄ）が形成され、
これらに本１ノニアパルスモータの２次側をなすスケー
ルσ々の両（１１１面を案内するためのボール（財）（
ト）（１０１Ｘ１０２）力；転動可能に受容される。ま
た、谷ガイド部材（９１１＠２ｒの水平部ＫＵ一対の長
方形状の切欠き（９６ａ）（９６ｂ）、（９６Ｃ）（９
６ｄ）が形成され、これらにロージｉ！ｌη鏝、（１０
３）（１０４）が回動可能に嵌め込まれている。第６図
に明示されるようにスケール（７りの下側両縁部（７２
ｂ）がローラＩ９′７）（イ）（１０３Ｘ１０４）上に
のせられ、これによ如スケールσ４の下面に形成された
歯部（７ｚａ）と磁極部材σ３−　（７ｆ９の歯部（７
３ｃ）〜（７６Ｃ）との間に一定のギャップｆｋ保持す
る。スケールσりの歯部（７２ａ）は磁極部材Ｃ：１３
〜（７６１の歯部（７３Ｃ）〜（７６ｃ）と同一ピッチ
である。ボール（９４）霞（１０１８，１６２）は板）
１１２翰翅の付勢力によりスケールＣｌ７Ｊの両側面と
ガイド“支持部材（ハ）（財）の垂直部との間で軽い挟
圧状態にお〃）れる。また、磁極部材１７３〜υＱの縁
部上で一対のガイド支持部材（ハ）（財）の間″Ｋに２
対のストン／（（９９ａＸ９９ｂ）、（１００ａＸ１０
０ｂ）が固定され、これによりガイド°音昏材（９１）
　＋９２１の可動範囲、従ってスケール（７りの可動範
囲（但しガイド部材（９］）　ｔ９３のそれの２倍）が
規定される。

上記構成において、スケールσ２側を可動側とし永久磁
石−により磁極部材（７■σｅはＮ極に磁極部材Ｃ？３
）　［７４）はＳ極に定められている。今、コイル（ハ
）Ｑに電流土工（磁極部材（７団の歯部（７５ｃ）とス
ケール（７２１の歯部（７２ａ）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
久磁石化りからの磁束とが磁極部材（７！ｉｌ　’？’
は重畳され、磁極部月（７６１では打消され、結局磁極
部拐（７ωの歯部（７５Ｃ）がスケールσａの歯部（７
２ａ）との間の磁気吸引力によシ安定点にスケールσ３
ｅ移動し、停止する。次にコイルｇ３０）の電流土工を
切ると同時にコイル（７９）に＋Ｉ（磁極部材σ局の歯
部（７４ｃ）とスケールｑりの歯部（７２ａ）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囲〕からの磁束が磁極部材σａ″ｃ
は重畳され、磁極部材（７りでは打消され、ひいては磁
極部材σ滲の歯部（７４Ｇ）がスケールσ４の歯部（７
２ａ）との間の磁気吸引力により１ピツチ移動して安定
点を得る。次いで、コ４ イルσ９）への１１１　流＋Ｉ　ｆ切ると同時にコイル
（８０）に−■の電流を供給すると、上記とは反対の磁
束の力１１算減算作用となり、磁極部材（７０の歯部（
７６ｃ　）とスケールの歯部（７２ａ）とが吸引し、さ
らに↓ピッチスケールσりを変位させて安定状態を得る
。同様にして、コイル■の電流の供給の停止とともにコ
イル（７９）に−■の電流全供給すると磁極部材（７３
Ｊの歯部（７３ｃ）とスケール歯部（７２ａ）との間の
磁気吸引力によって１ピツチのスケール（７４の変位金
紗て安定状態となる。以上の動作でスケール（７ａはｌ
ピンチの変位を達成することになるが、同様の動作を繰
返すことによシ入力信号（土工）の投入に比例した量だ
けスケール（７３が変位する。この際のスケール（７り
の最大許容変位量はギャップ保持及びスケールＣＩ４案
内作用を担うローラ（９７）　ｔ９枠（１０３）（１０
４）及びボール（２）（ト）（１０１）（１０２）全受
容するガイド部材（９１）（９りの許容後動範囲、すな
わちストッパ（９９ａ’）（９９ｂ）（１００ａ）（１
００ｈ）間の長さの２倍相当の長さのストロークとなる
。−万、リニアパルスモータの可動側の電動方向を反転
するときは励磁コイル（７９）い０）への励磁Ｉｌｌ序
を逆にすればよい。

なお、本実施例ではスケールの歯部（７２ａ）と磁極部
材（岱〜（７６）の歯部（７３ｃ）〜（７６ｃ）との間
のギヤノーｙ　ｙ−ｑ保Ｊ寺するのにｏ−ラｔ！１７）
（９ｆ９　（１０３）（１０４）　ｋ用いているが、こ
れをボールに代えることが考えられる。このような場合
と比較ラーると、ボールとは点接触になるが、ローラ（
９６ｍ　（１０３Ｘ１０４）　とは線接触になる。従っ
て同じ荷重がかけられた場合にはローラの方が耐久性に
冨み摩耗が少なくなり、よシ長期にわたって一定のギャ
ップを簀定に保持することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、勿論、本発
明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基
づいて種々の変形が可能である。

例えば、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９１１１磁束発生部側を
可動側とすることもできる。、１ｋ、合板状磁極部材の
頭部に眞部全四欠状に形成する代シにスリンＩ・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クの可動側進行方向と直角方向に
対向する１対の磁極部材の歯部は崩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めが、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（削い
つへのパルス電流供給は上記実施例のように一相励磁方
式に限らす、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対の磁極部材の
脚部金τ体的に形成するようにしてもよく。永久磁石＋
８１１　ｋ単方向性とすることにより当板＋ａ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クに
板状磁極部材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と
直角方向に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、各一対の磁極部材を励磁する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する磁束との相互作用に茫づい
て、磁極部材の歯部とスケールに形成はれ、上記磁極部
材の歯部と対向している歯部との相対位置１　。

をτヒツチずつ変位さセるようにしたものである。

この構成に基づいて、次項に掲げる多（の特長を有する
。

［１１ｉ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、磁束効率の向上がはか
れる。

（２）（υ項の事実よりニ次側スケール全小形化でき、
これに伴いスケールを可動側とした場合、推力／可動側
重量が犬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
上かはか九る。

（４）リニアパルスモータ全体を薄形化でき適用範囲全
拡大することができる。

すなわち、上記（１）〜（４）項の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す、リニアバルスモ
ータの性能の改善にもとより　Ｍｌ産に適している構造
金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ＩＪ　ニアパルスモー
タの構成を示す一部を切欠いた側面図及び正面図、第３
図はこの発明の実施例に係るリニアパルスモータのスケ
ール部全分離した状態金示す斜視図、第４図は第３図の
部品分解図、第５図は同リニアパルスモータの平面図、
及び第６図は同正面図である。 なお図において、 （７り・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・スケール（７２ａ）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・歯　部（岱〜（７０・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・磁極
部拐（７３ｃ）〜（７６ｃ）・・・・・・・・・磁極歯
部（７つ（１８・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・磁　気　枠囲□・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・励磁
用コイルいＤ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・永久磁石（９１１（’Ｊ
Ｊ・・・・−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ガイド部材（９４）（９５）　（１０１）（１０
２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・ボ　−　ル（９η（９騰（１０３）（１０４） ・・・・・・・・・・山・・川・・・・・・・・・Ｏ−
７代理人 飯阪泰雄 （醗）手続補正書 昭和６０年２月１９日 特許庁長官　志賀　学殿 昭和５８年特　許願第２２０２３８号 ２、　発明の名称　リニアパルスモータ３、　補正をす
る者 事件との関係　ｌ庁許出願人 、、、、、、］ｆｔ２都中央１．＜１１本４．ｊ、＋３
ノ１２ノ２７゜ ＆補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２）明細書第６頁第２行〜同第１７行の［頭部及び脚
部を有する・・・・・・リニアパルスモータ、」を下記
のとおり補正する。 記 ［頭部及び脚部を有する４個の板状磁極の前記頭Ｓｔ集
中させるように配置し、該磁極の頭部の平面部に当該リ
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１発生の順に順次１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
行方向に関し同一側方に位置する各一対の前記磁極の脚
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
、前記各一対の磁極にそれぞれ異なる極性を配した永久
磁石を前記各磁極の背面に配置し、前記各磁極の歯部に
対向し、同一歯部ピッチを有するスケールと、該スケー
ルの歯部と前記磁極の歯部との間に一定のキャップ全保
持させて当該リニアパルスモータの可動側を前記進？テ
方向に案内するガイ２、特許請求の範囲 （１）頭部及び脚部を有する４個の板状磁極の前記頭部
を集中させるように配置し、該磁極の頭部の平面部に当
該リニアパルスモータの可動側の進行方向に活って歯部
を等間隔に、かつ磁束１　。 発生の順に順次７ヒ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に関し同一側
方に位置する各一対の前記緋−極の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、前記各一対の磁
極にそれぞれ異なる極性を配した永久磁石を前記名１灸
坤、の背面に配置し、前記各磁極の歯部に対向し、同一
歯部ピッチを有するスケールと、該スケールの歯部と前
記磁極の歯部との間に一定のキャップを保持させて当該
リニアパルスモータの可動側を前記進行方向に案内する
ガイド手段とを備えたリニアパルスモーク。 （２）前記ガイド手段はローラを含み、これにより前記
一定のギャップ全保持させるようにしている前記第１項
に記載のリニアパルスモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＜ｌＩ　頭部及び脚部を有する４個の板状磁極部拐の前
   記頭部全集中させるように配置し、該磁極部材の頭部の
   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重ピッ
   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に関し同一側方に位置する各一対の
   前記磁極部材の脚部に対して磁気的な接Ｗｃｋ伴って励
   磁用コイル全装看し、前記各一対の磁極部材にそれぞれ
   異なる極性金配した永久磁石を前記各磁極部材の背面に
   配置し、前記各磁極部材の歯部に対向し、同一歯部ピッ
   チを有するスケールと、該スケールの歯部と前記磁極部
   拐の歯部との間に一定のギャップ全保持させて当該リニ
   アパルスモータの可動側を前記進行方向に案内するガイ
   ド手段とを備えたリニアパルスモータ。 （２）　前記ガイド手段はローラ金倉み、これによｐ前
   記一定のギャップを保持させるようにしている前記第１
   項に記載のリニアパルスモータ。