JPS6237425Y2

JPS6237425Y2 -

Info

Publication number: JPS6237425Y2
Application number: JP13432281U
Authority: JP
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1987-09-24
Also published as: JPS5841081U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、例えば工作機械や製図機のＸ軸−Ｙ
軸駆動源等として用いられるリニア・ステツピン
グモータに関するもので、特に、移動子下端面と
固定子上端面との間の小空隙長の調整を、移動子
下端側の４隅に取付ける車輪の取付け時に、４個
の車輪が一様に固定子上端面に接触するように、
しかも量産性良く行なうことを図つたものであ
る。

本考案の対象となるリニア・ステツピングモー
タの一例を第１図により説明する。第１図におい
て、１０は強磁性材製の固定子で、この例では断
面矩形状の長尺の板状体の上面に同じピツチ間隔
Ｐで多数の凹凸状の歯１４が形成されて水平方向
に固定設置される。４１，４２，４３，４４は
夫々移動子の励磁用磁極で、各磁極の下面には
夫々複数個（第１図例では２個）の歯が上記固定
子の歯１４のピツチと同一のピツチ間隔Ｐで形成
されている。４個の励磁用磁極４１〜４４は各磁
極間距離が、ｎを自然数として（ｎ＋1/4）×Ｐの
一定距離を保つように一体構造物として強磁性材
で作製され、各磁極ごとに励磁用巻線W₁，W₂，
W₃，W₄が巻装されて移動子を構成している。こ
の移動子が、その下面の歯が上記固定子の上面の
歯１４と小空隙を介して対向しながら移動子全体
が固定子１０に沿つて図面左右方向に移動できる
ように、固定子１０上に載置される。

第１図従来例のステツピングモータの歩進動作
は次のように行なわれる。励磁用磁極４１と励磁
用巻線W₁とを組合せてＡ相、以下同様に４２と
W₂をＢ相、４３とW₃をＣ相、４４とW₄をＤ相と
呼ぶことにする。第１図ａの状態は、Ａ相を励磁
した場合に、Ａ相の下面歯と固定子の上面歯とが
整列していることを示している。Ａ相とＢ相の磁
極間距離、Ｂ相とＣ相の磁極間距離、Ｃ相とＤ相
の磁極間距離は夫々（ｎ＋1/4）×Ｐ［図の例では
ｎを１として示してある］であるので、Ａ相の下
面歯と固定子の上面歯とが整列している第１図ａ
の場合には、Ｂ相の下面歯は1/4Ｐだけ、Ｃ相の
下面歯は1/2Ｐだけ、Ｄ相の下面歯は3/4Ｐだけ、
夫々固定子の上面歯と、ずれている。従つてＡ相
励磁によつて生じる磁束は図示破線通路を矢印方
向に環流する。Ｃ相下面歯は固定子上面歯に対し
て1/2Ｐだけずれているので、Ｃ相内を通る磁束
はない。Ｂ相を通る磁束とＤ相を通る磁束とは、
固定子を基準に考えると、Ｂ相磁束は左の方へ傾
斜し、Ｄ相磁束は右の方へ傾斜し、従つて移動子
を移動させようとする力はＢ相とＤ相とで打消し
合つて、Ａ相下面歯と固定子上面歯とが整列する
ａ図状態で移動子は静止している。

以上のような構成と動作を備えたリニア・ステ
ツピングモータは、指令パルス信号によつて所定
の歩進量が得られ、かつ、停止点での保持力を有
するので、工作機械や製図機のＸ軸−Ｙ軸駆動装
置に採用して、回転→直進運動の変換機構が省略
でき、便利な駆動源となる。製図機のＸ軸−Ｙ軸
駆動源に用いる場合の、各軸の固定子と移動子の
従来構成を第２図の斜視図に示す。第２図におい
て、１はＸ軸モータ（その移動子がＸ軸方向に移
動するリニア・ステツピングモータをここでは単
にＸ軸モータと呼び、同様に移動子が上記Ｘ軸と
直交するＹ軸方向に移動するリニア・ステツピン
グモータを単にＹ軸モータと呼ぶことにする）の
固定子、２はその移動子を内蔵する移動子ケース
３は移動子の下端面と固定子１の上端面間に小空
隙を保つために移動子ケース２に取付けられる空
隙保持用の車輪、４は固定子１の側面を案内とす
る移動子側面ローラ、５は固定子１の極歯、６は
Ｘ軸モータの移動子ケース２に、固定子１に直交
するように、取付けられるＹ軸モータの固定子、
７はその移動子ケースである。図示は省略されて
いるが、このＹ軸モータの移動子ケース７の側面
に、製図機としての画描用のペン機構が取付けら
れている。

このようなリニア・ステツピングモータにおい
て、その推力は、移動子下端面と固定子上端面と
の間の小空隙の高さ（通常0.03mm程度に保たれ
る）に依存するので、均一な特性を持つリニア・
ステツピングモータを得るためには小空隙の高さ
の管理が必要である。この空隙長の管理は、各モ
ータごとに空隙長をそろえると同時に、個々のモ
ータごとに、その４隅における各空隙長をそろえ
ることの両者によつて行なわれる。個々のモータ
においてその４隅の空隙長を一様にすることが必
要なのは、４隅の空隙長が一様でないと、推力と
それに直交する方向の磁極間吸引力（主として抵
抗力となる）との関係が４隅ごとに不平衡とな
り、均一な特性を持つモータは望め得ないからで
ある。

従来行なわれていた小空隙高さの管理方式を第
３図斜視図によつて説明する。第３図において、
１１は移動子本体、１２及び１２′は移動子本体
１１の前後方向の側面に取付けられる車輪取付用
の側板、１３及び１３′は側板１２，１２′の側面
に回転自在に取付けられる車輪、１９及び１９′
は車輪１３，１３′を側板１２，１２′に取付ける
取付ピン、１５は側板固定用ネジ、１６は側板１
２にあけられた長穴、１７は移動子本体１１の側
面に設けられた、上記側板固定用ネジ１５に嵌合
するネジ穴である。まず、４個の車輪１３，１
３′をそれぞれ側板１２，１２′の側面に取付ピン
１９，１９′により取付けてから、側板固定用ネ
ジ１５により側板１２，１２′を移動子本体１１
の側面に固定する。このとき、側板１２，１２′
にあけられた長穴１６により、空隙長を調整しな
がら固定用ネジ１５をネジ込んで行く。

このような空隙長調整方式が採用されていたの
で、空隙調整に長い作業時間と高度の熟練を必要
とし、さらに、移動部が３つの部分の組立てによ
つて構成されることから移動部の構造が複雑化す
るなど、量産性及び経済性の悪いものであつた。
上記調整方式とは別に、機械加工時の精度を極め
て高くすることにより、組立て時の調整をほとん
ど不必要とする方法も従来、採用されることがあ
つたが、しかし、機械加工時の精度だけで小空隙
長を均一にする方法は、製品を高価なものとし、
工業量産品として実用的でないという不都合があ
つた。

本考案の目的は、従来技術での上記した諸不都
合を除去し、経済性及び量産性の良いリニア・ス
テツピングモータを提供するにある。

本考案の特徴は、上記目的を達成するために、
各車輪を回転自在に軸支する軸支用円筒軸と、こ
の円筒軸中心線に対してわずかに偏心した中心線
をもつ固定用円筒軸とが夫々の一方の軸端面にお
いて偏心状に連結するように一体的に成形し、上
記固定用円筒軸の他方の軸端部を移動子の４隅の
側面にあけた夫々の軸穴に挿入して移動子に固定
する直前に、車輪を回転自在に軸支した上記軸支
用円筒軸をその軸心延長方向から見て時計方向あ
るいは反時計方向に微少回転させることにより、
小空隙の高さを移動子４隅において夫々別個に微
調整可能とする構成を採用することにある。

以下本考案の一実施例を第４図、第５図により
説明する。第４図は説明用の斜視図、第５図は本
考案において使用する軸支用円筒軸と固定用円筒
軸との一体成形品の拡大斜視図である。図におい
て、１１は移動子本体、１１ａ及び１１ｂは車輪
が取付けられる移動子側部で、これらの１１，１
１ａ，１１ｂは一体構造物として製作される。２
０は軸支用円筒軸２１と固定用円筒軸２２との一
体成形品であり、軸支用円筒軸２１と固定用円筒
軸２２とは、第５図に示すように、夫々の中心線
がＫだけ偏心するように、夫々の軸端面において
偏心状に連結している。軸支用円筒軸２１には、
端部に近い円周面にＥリング２５に嵌合するＥリ
ング用溝２３と、端面にネジ廻し２６に係合する
割り溝２４とが設けられている。車輪１３の中心
貫通孔１３ｈに軸支用円筒軸２１を通してからＥ
リング２５を軸支用円筒軸２１の端部円周面に掘
られたＥリング用溝２３にはめ込むことにより、
車輪１３は回転自在に軸支用円筒軸２１に支承さ
れる。次に、固定用円筒軸２２を、移動子側部１
１ａの側面にあけられた軸穴１１−１に挿入し、
固定用ネジ２７を移動子側部１１ａの前面にあけ
られたネジ穴１１−２にネジ込んでいつて固定用
円筒軸２２を移動子側部１１ａに最終的にネジ締
結する直前に、移動子本体１１の下端面の軸穴１
１−１に近い隅部と図示しない固定子上端面との
間に、例えば厚さ0.03mmのギヤツプゲージを置
き、そして、軸支用円筒軸２１の端面にあけた割
り溝２４にネジ廻し２６の先端部を挿入して、車
輪１３の下端の円周面が固定子上端面に正確に接
触するように軸支用円筒軸２１と固定用円筒軸２
２との一体成形品２０を時計方向あるいは反時計
方向に微少回転させ、正確に接触する位置で固定
用ネジ２７によつて最終的に一体成形品２０を移
動子側部１１ａにネジ締結する。上記の作業は、
移動子の４隅に取付けられる４個の車輪ごとに別
個に行なわれる。

本考案によれば、移動子本体１１と車輪取付用
の側板１２，１２′を別個に製作して組立てる従
来構造と異なり、移動子本体１１と車輪取付用の
移動子側部１１ａ，１１ｂとは一体構造物として
製作される構成であるから移動部の構造を簡素化
でき、また移動子の４隅の各車輪ごとに別個に空
隙の高さを微調整して管理する構成であることか
ら、４個の車輪取付けが終了した時点で、移動子
内の４隅における空隙長管理と、各移動子間のば
らつきを修正するための空隙長管理とが同時に完
了することになり、作業に要する時間が従来の長
穴方式による場合に比較して大幅に短縮でき、さ
らに、従来方式に比較して技術的な熟練を要しな
い調整方式であるなど、量産性及び経済性が向上
する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の対象となるリニア・ステツピ
ングモータの動作説明図、第２図はリニア・ステ
ツピングモータの一使用例の説明図、第３図は従
来の空隙長管理の一例を説明する斜視図、第４図
は本考案の一実施例を説明する斜視図、第５図は
第４図中の一部拡大斜視図である。符号の説明、１，６……固定子、２，７……移
動子ケース、３……車輪、４……移動子側面ロー
ラ、５……極歯、１０……固定子、１１……移動
子本体、１１ａ，１１ｂ……移動子側部、１１−
１……軸穴、１１−２……ネジ穴、１２，１２′
……車輪取付用側板、１３，１３′……車輪、１
４……歯、１５……側板固定用ネジ、１６……長
穴、１７……ネジ穴、１９，１９′……取付ピ
ン、２０……一体成形品、２１……軸支用円筒
軸、２２……固定用円筒軸、２３……Ｅリング用
溝、２４……割り溝、２５……Ｅリング、２６…
…ネジ廻し、２７……固定用ネジ、４１〜４４…
…励磁用磁極。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

磁性材料製の角柱状体の上面に多数の極歯を等
ピツチで形成して固定子とし、夫々の下面に複数
個の歯が上記固定子の極歯のピツチと同一ピツチ
で形成された励磁用磁極の複数個を各磁極間距離
が夫々所定間隔を保つように配置した磁性材料製
の箱状体を移動子とし、この移動子がその下端面
が固定子上端面と小空隙を介して対向しながら固
定子に沿つて移動できるように移動子の４隅に
夫々車輪を取付け、各磁極に巻回した巻線に一定
順序で順次通電することで移動子を歩進移動させ
るリニア・ステツピングモータにおいて、各車輪
を回転自在に軸支する軸支用円筒軸とこの円筒軸
中心線に対してわずかに偏心した中心線をもつ固
定用円筒軸とが夫々の一方の軸端面において偏心
状に連結するように一体的に成形し、上記固定用
円筒軸の他方の軸端部を移動子の４隅の側面にあ
けた夫々の軸穴に挿入して移動子に固定する直前
に、車輪を回転自在に軸支した上記軸支用円筒軸
をその軸心延長方向から見て時計方向あるいは反
時計方向に微少回転させることにより前記小空隙
の高さを移動子４隅において夫々別個に微調整可
能としたことを特徴とするリニア・ステツピング
モータ。