JPH03124254A - Pulse motor - Google Patents
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- JPH03124254A JPH03124254A JP26092389A JP26092389A JPH03124254A JP H03124254 A JPH03124254 A JP H03124254A JP 26092389 A JP26092389 A JP 26092389A JP 26092389 A JP26092389 A JP 26092389A JP H03124254 A JPH03124254 A JP H03124254A
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Landscapes
- Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、例えば、産業用ロボットなとのように比較
的大きな推力が要求されるＦＡ（ファクトリーオートメ
ーンヨン）機器に用いて好適なパルスモータに関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial Application Field" The present invention is a pulse generator suitable for use in FA (factory automation) equipment that requires relatively large thrust, such as industrial robots, for example. It is related to motors.
「従来の技術」
周知のように、リニアパルスモータは一次側磁束発生部
の各コイルに供給されるパルス信号に基づき、−次側ま
たは二次側スケールをステップ状に歩進動作させるもの
であり、その磁気回路の構成は、第７図（ａ）に示す通
りである。この図において、■は長尺板状の磁性体によ
って構成された二次側スケールであり、その上面には、
歯部１ａ１ａ＋・・・が長手方向（図面左右方向）に沿
って等間隔に形成されている。この二次側スケール１の
上面には一次側磁束発生部２が図示ぜぬローラ等からな
る支持機構によって二次側スケール１の長手方向へ移動
自在に支持された状態で載置されている。"Prior Art" As is well known, a linear pulse motor moves the negative or secondary scale in steps based on pulse signals supplied to each coil of the primary magnetic flux generating section. , the configuration of the magnetic circuit is as shown in FIG. 7(a). In this figure, ■ is a secondary scale made of a long plate-shaped magnetic material, and its upper surface has
Teeth portions 1a1a+... are formed at equal intervals along the longitudinal direction (left-right direction in the drawing). On the upper surface of the secondary scale 1, a primary magnetic flux generating section 2 is placed so as to be movable in the longitudinal direction of the secondary scale 1 by a support mechanism including rollers (not shown).
一次側磁束発生部２は、コ字状の鉄心４および５と、鉄
心４の各磁極４ａおよび４ｂに各々巻回されたコイル６
ａおよび６ｂと、鉄心５の各磁極５ａおよび５ｂに各々
巻回されたコイル７ａおよび７ｂと、鉄心４および５の
上面に図示する極性で取りイ′：１けられた永久磁石８
および９と、永久磁石８および９の」二面に取り付けら
れた板状の磁性体によって構成されるハックプレー１・
１０とから構成されている。磁極４ａの下端面には、ス
ケール１の歯部１ａの形成間隔Ｐと同一間隔で３個の極
歯１４ａ。The primary magnetic flux generating section 2 includes U-shaped iron cores 4 and 5, and coils 6 wound around each magnetic pole 4a and 4b of the iron core 4.
a and 6b, coils 7a and 7b respectively wound around the magnetic poles 5a and 5b of the iron core 5, and a permanent magnet 8 with the polarity shown on the upper surface of the iron cores 4 and 5.
and 9, and a hack play 1 consisting of a plate-shaped magnetic body attached to two surfaces of permanent magnets 8 and 9.
It consists of 10. Three pole teeth 14a are provided on the lower end surface of the magnetic pole 4a at the same spacing as the formation spacing P of the tooth portions 1a of the scale 1.
］ ４ ａ、 １４ ａか形成されており、その他の磁
極４ｂ５ ａ、 ５ ｂの各下端面にも同様に極歯１４
ｂ、１５ａ］、５ｂが各々形成されている。また、各磁
極５ｂ。] 4a, 14a are formed, and the lower end surfaces of the other magnetic poles 4b5a, 5b are also provided with pole teeth 14.
b, 15a], and 5b are formed, respectively. Moreover, each magnetic pole 5b.
４ ｂ、 ５ ａは磁極４ａに対して順次Ｐ／４すつず
らして配置され、これにより、各磁極４ ａ、 ４ ｂ
、 ５ ａ、 ５ｂは互いに位相か９０度ずつ異なった
位置関係となっている。さらに、各極歯１７１ａ、］、
４ｂ、１５ａ１５ｂの各下端面と各歯部１ａの上端面と
の間には、所定の間隙Ｇか各々形成されている。4 b and 5 a are sequentially arranged to be shifted by P/4 with respect to the magnetic pole 4 a, so that each magnetic pole 4 a, 4 b
, 5a, and 5b are in a positional relationship that differs from each other in phase by 90 degrees. Furthermore, each pole tooth 171a, ],
A predetermined gap G is formed between each of the lower end surfaces of 4b and 15a15b and the upper end surface of each toothed portion 1a.
そして、コイル６ ａ、 ６ ｂ、 ７ ａ、 ７ ｂ
に所定のパルス信号を順次供給することにより、コイル
６ａ、６ｂ、 ７ ａ、 ７ ｂが発生する磁束と、永
久磁石８，９か発生する磁束とか各磁極４ａ、４．ｂ、
５ａ、５ｂにおいて、順次加減され、二次側スケール１
に対する一次側磁束発生部２の磁気的安定位置か順次移
動し、これにより、一次側磁束発生部２が二次側スケー
ル１の長平方向に沿って移動する。And coils 6a, 6b, 7a, 7b
By sequentially supplying a predetermined pulse signal to the coils 6a, 6b, 7a, 7b, the magnetic flux generated by the permanent magnets 8, 9, and each magnetic pole 4a, 4. b,
5a and 5b, the secondary scale 1
The magnetically stable position of the primary magnetic flux generating section 2 relative to the primary magnetic flux generating section 2 moves sequentially, and thereby the primary magnetic flux generating section 2 moves along the longitudinal direction of the secondary scale 1.
ここで、コイル６ ａ、 ６ ｂの組、もしくはコイル
７ ａ、 ７ ｂの組のいずれか一方に電流を供給する
１相励磁方式によって駆動する場合を例にして説明する
。Here, a case will be described as an example in which driving is performed using a one-phase excitation method in which current is supplied to either one of the set of coils 6 a and 6 b or the set of coils 7 a and 7 b.
■第７図（ａ）に示す様に、コイル６ ａ、 ６ ｂに
端子６ｃから６ｄへ向って所定の電流を流すと、コイル
６ａが発生する磁束と、永久磁石８が発生ずる磁束とが
磁極４ａにおいて相加わり、磁極４ｂにおいて互いに打
ち消し合うので、図に点線φ１で示す主磁束ループか発
生し、この結果、図示するように、磁極４ａの極歯１４
ａと二次側スケール１の歯部１ａとか上下に対向した位
置が磁気的に安定した位置となる。■As shown in FIG. 7(a), when a predetermined current is passed through the coils 6a and 6b from the terminal 6c to the terminal 6d, the magnetic flux generated by the coil 6a and the magnetic flux generated by the permanent magnet 8 are Since they add to each other at the magnetic pole 4a and cancel each other at the magnetic pole 4b, a main magnetic flux loop is generated as indicated by the dotted line φ1 in the figure, and as a result, as shown in the figure, the pole tooth 14 of the magnetic pole 4a
The position where a and the teeth 1a of the secondary scale 1 are vertically opposed to each other is a magnetically stable position.
■第７図（ｂ）に示す様に、コイル７ ａ、 ７ ｂに
端子７ｃから７ｄへ向って所定の電流を流すことによっ
て、図に点線φ２て示す主磁束ループか発生し、この結
果、図示するように、磁極５ｂの極歯１，５ｂと歯部１
ａとか」１下に対向した位置か磁気的に安定した位置と
なる。■As shown in Fig. 7(b), by passing a predetermined current through the coils 7a and 7b from the terminal 7c to the terminal 7d, a main magnetic flux loop indicated by the dotted line φ2 in the figure is generated, and as a result, As illustrated, the pole teeth 1, 5b of the magnetic pole 5b and the tooth portion 1
It is a magnetically stable position, such as a position facing below 1.
■第７図（ｃ）に示す様に、コイル６ ａ、 ６ ｂに
■と逆方向へ所定の電流を流すことによって、図に点線
φ３で示す主磁束ループが発生し、この結果、磁極４ｂ
の極歯１４ｂと歯部１ａとか」−下に対向した位置が磁
気的に安定した位置となる。■As shown in FIG. 7(c), by passing a predetermined current through the coils 6a and 6b in the opposite direction to ■, a main magnetic flux loop is generated as shown by the dotted line φ3 in the figure, and as a result, the magnetic pole 4b
The position where the pole tooth 14b and the tooth portion 1a face each other downward is a magnetically stable position.
■第７図（ｄ）に示す（筆に、コイル７ ａ、 ７ ｂ
に■と逆方向へ所定の電流を流すことによって、図に点
線φ４で示す主磁束ループか発生し、この結果、磁極５
ａの極歯１５ａと歯部１ａとか上下に対向した位置が磁
気的に安定した位置となる。■As shown in Figure 7(d) (coils 7a and 7b are connected to the brush)
By passing a predetermined current in the opposite direction to ■, a main magnetic flux loop is generated as shown by the dotted line φ4 in the figure, and as a result, the magnetic pole 5
The position where the pole tooth 15a of a and the tooth portion 1a are vertically opposed is a magnetically stable position.
以上の■−■−■→■の各励磁モードの順にパルス励磁
を繰り返すことによって、一次側磁束発生部２か図面左
方向、すなわち磁極５ｂから４ａに向かう方向へステッ
プ状に移動し、■→■→■→■の各励磁モードの順にパ
ルス励磁を繰り返すことによって、一次側磁束発生部２
か図面右方向、すなわち磁極４ａから５ｂに向かう方向
へステップ状に移動する。なお、一次側磁束発生部２を
固定して二次側スケール１を移動させる場合も同様であ
る。By repeating the pulse excitation in the above excitation mode in the order of ■-■-■→■, the primary magnetic flux generating section 2 moves stepwise in the left direction in the drawing, that is, in the direction from the magnetic pole 5b to 4a, and By repeating pulse excitation in the order of each excitation mode of ■→■→■, the primary side magnetic flux generating section 2
It moves stepwise in the right direction in the drawing, that is, in the direction from the magnetic poles 4a to 5b. The same applies to the case where the primary magnetic flux generating section 2 is fixed and the secondary scale 1 is moved.
「発明が解決しようとする課題」
ところで、一般に、リニアパルスモータはオープンルー
プで高精度な位置決めか可能なことから、ＯＡ（オフィ
スオートメーション）機器のプリンタのキャリッジ駆動
等に用いられているものの、余り大きな推力が得られな
いため、産業用ロボットなどのように比較的大きな推力
が要求されるＦＡ機器には、適用することが困難であっ
た。すなわち、上述したリニアパルスモータにおいては
、第７図（ａ）〜（ｄ）に示すように、一方の磁極４ａ
もしくは５ａにおいてコイル６ａもしくは７ａか発生ず
る磁束と永久磁石８，９か発生する磁束とが相加わり、
推力が発生している期間、他方の磁極４ｂもしくは磁極
５ｂにおいては、コイル６ｂもしくは７ｂが発生する磁
束と、永久磁石８，９が発生する磁束とか互いに打ち消
し合い、推力か発生しない構造となっている。逆に、磁
極４ｂもしくは磁極５ｂにおいて推力が発生している期
間、他方の磁極４ａもしくは磁極５ａにおいては、推力
が発生しない構造となっている。したかって、実際に推
力発生に寄与する推力発生面積は、二次側スケール１と
対向する各磁極４ ａ、 ４ ｂ、 ５ ａ、 ５ ｂ
の総面積の内の５０％しかな（、この＋Ｉｆ力発生面積
を広けることが、推力向」−を図る際の重要な課題とな
っていた。さらに、上述したリニアパルスモータにおい
ては、１ステツプ当たりの移動量を小さくするために、
各磁極４ ａ、 ４ ｂ、 ５ ａ、 ５ ｂの下端面
に微細な極イＪｉ１／Ｉａ、Ｉ４ｂ、！、５ａ、１５ｂ
か設けられていたが、このような構造であると６極ｆａ
１４ａ、］４ｂ、１５ａ、１５ｂと隣接する溝の部分か
ら推力発生に寄与しない漏れ磁束か生してしまうため、
この漏れ磁束を最小限に抑えることも課題となっていた
。``Problems to be Solved by the Invention'' Generally speaking, linear pulse motors are capable of high-precision positioning in an open loop, and are therefore used to drive carriages of printers in OA (office automation) equipment. Since a large thrust force cannot be obtained, it has been difficult to apply it to FA equipment that requires a relatively large thrust force, such as industrial robots. That is, in the linear pulse motor described above, as shown in FIGS. 7(a) to 7(d), one magnetic pole 4a
Or, in 5a, the magnetic flux generated by the coil 6a or 7a and the magnetic flux generated by the permanent magnets 8 and 9 are combined,
During the period when thrust is being generated, the magnetic flux generated by the coil 6b or 7b and the magnetic flux generated by the permanent magnets 8 and 9 cancel each other out at the other magnetic pole 4b or 5b, so that no thrust is generated. There is. Conversely, the structure is such that no thrust is generated in the other magnetic pole 4a or 5a during a period in which thrust is generated in the magnetic pole 4b or 5b. Therefore, the thrust generation area that actually contributes to thrust generation is the area of each magnetic pole 4a, 4b, 5a, 5b facing the secondary scale 1.
It is only 50% of the total area of the In order to reduce the amount of movement per step,
Minute poles Ji1/Ia, I4b,! , 5a, 15b
However, with this kind of structure, 6-pole fa
14a,] 4b, 15a, and 15b, leakage magnetic flux that does not contribute to thrust generation is generated from the groove portions adjacent to 15b.
Another challenge was to minimize this leakage magnetic flux.
この発明は、」二連した事情に鑑みてなされたもので、
二次側スケールと対向する各磁極の端面の総面積を推力
発生用に有効に利用することができると共に、漏れ磁束
の発生を最小限に抑えることかできるパルスモータを提
供することを目的としている。This invention was made in view of two consecutive circumstances.
The purpose of the present invention is to provide a pulse motor that can effectively utilize the total area of the end face of each magnetic pole facing the secondary scale for thrust generation, and can also minimize the generation of leakage magnetic flux. .
［課題を解決するための手段」
この発明は、磁性部材の特定方向に沿って等間隔に歯部
と溝部か交互に形成され、前記各歯部の極性か交互に反
転するように前記各溝部に各々永久磁石を挿入配置して
なる二次側と、前記二次側に対して前記特定方向へ相対
的に移動自在な一次側磁束発生部とを具備し、前記一次
側磁束発生部は、前記二次側の各歯部の端面ど一定の間
隙を隔てて対向し、該歯部の端面と幅が等しく路間−面
積の端面を有する複数の磁極と、前記各磁極に各々巻回
されたコイルとから構成されていることを特徴としてい
る。[Means for Solving the Problems] The present invention provides that teeth and grooves are alternately formed at equal intervals along a specific direction of a magnetic member, and that the grooves are arranged such that the polarity of each tooth is alternately reversed. a secondary side in which permanent magnets are inserted and arranged in each side, and a primary side magnetic flux generation section that is movable relative to the secondary side in the specific direction, the primary side magnetic flux generation section: A plurality of magnetic poles are arranged such that the end faces of each of the teeth on the secondary side face each other with a certain gap between them, and have end faces that are equal in width to the end face of the teeth and have an area equal to the width of the path; It is characterized by being composed of a coil.
１作用」
上記構成によれば、コイルに電流を流すと、次側磁束発
生部の一方の磁極から二次側スケールのＳ極側の歯部に
流入した磁束か、永久磁石を介して隣合うＮ極側の歯部
に流入した後、Ｎ極側の歯部から一次側磁束発生部の他
方の磁極へ流入する主磁束ループが形成されるので、二
次側スケールと対向する各磁極の端面の総面積を推力発
生用に有効に利用することかでき、大きな推力か得られ
、さらに、二次側スケールの各歯部の端面に対して、各
磁極の端面か対向するいわゆる突極形の構造であるため
、漏れ磁束の発生か最小限に抑えられ、推力の向上か図
られる。According to the above configuration, when a current is passed through the coil, either the magnetic flux flowing from one magnetic pole of the next-side magnetic flux generating section to the teeth on the S-pole side of the secondary-side scale, or the magnetic flux that flows into the teeth on the S-pole side of the secondary-side scale, or the magnetic flux that flows into the teeth adjacent to each other via the permanent magnet. After flowing into the teeth on the N-pole side, a main magnetic flux loop is formed that flows from the teeth on the N-pole side to the other magnetic pole of the primary magnetic flux generating section, so that the end face of each magnetic pole facing the secondary scale is The total area of the magnetic pole can be effectively used for thrust generation, and a large thrust can be obtained.Furthermore, the end face of each magnetic pole can be effectively used to generate a large thrust. Because of this structure, leakage magnetic flux can be minimized and thrust can be improved.
「実施例」
以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図はこの発明の第１実施例によるリニアパルスモー
タの磁気回路の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a magnetic circuit of a linear pulse motor according to a first embodiment of the present invention.
この図において、２０は固定された二次側スケール、２
１は図示せぬローラ等の支持機構によってスケール２０
の長手方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に支持さ
れた一次側磁束発生部である。In this figure, 20 is a fixed secondary scale;
1 is a scale 20 supported by a support mechanism such as rollers (not shown).
This is a primary side magnetic flux generating section that is supported so as to be movable in the longitudinal direction (direction of arrow M shown in the figure).
二次側スケール２０は、その長手方向に沿って一定間隔
Ｐ／２で歯部２２ ａ、 ２２ ａ、−と凹溝２２ｂ、
２２ ｂ、・・・とが交互に形成された磁性部材２２
と、前記各凹溝２２ｂに、隣合うもの同志の極性が互い
に逆方向となるように各々挿入配置された永久磁石２３
，２３．・・とから構成されている。The secondary scale 20 has teeth 22 a, 22 a, - and grooves 22 b at regular intervals P/2 along its longitudinal direction.
22 b, . . . are alternately formed in the magnetic member 22
Permanent magnets 23 are inserted into each of the grooves 22b so that the polarities of adjacent ones are opposite to each other.
, 23. It is composed of...
一方、一次側磁束発生部２１は、二次側スケール２０と
一定の間隙Ｇを陥てて各々対向する４個の磁極、すなわ
ちＡ相磁極２４Ａ、入相磁極２４人、Ｂ相磁極２４ Ｂ
、Ｂ相磁極２４Ｂを有する鉄心２４と、各磁極２４ Ａ
、２４ Ａ、２４ Ｂ、２４ Ｉｎ、：各々巻回された
コイル２５Ａ、２５人、２５Ｂ、２５Ｂとから構成され
ている。この場合、二次側スケール２０の同極に磁化さ
れた各歯部２２ ａノ間隔をＰとすると、各磁極２４Ｂ
、２４人、２４Ｂは磁極２４Ａに対して順次Ｐ／４ずっ
の変位を有して配置され、これにより、各磁極２４Ａ、
２４人２５Ｂ、２５Ｂは互いに位相が９０度ずつ異なっ
た位置関係となっている。また、各磁極２４Ａ。On the other hand, the primary side magnetic flux generating section 21 has four magnetic poles facing each other with a certain gap G between them and the secondary side scale 20, namely, an A-phase magnetic pole 24A, an in-phase magnetic pole 24, and a B-phase magnetic pole 24B.
, an iron core 24 having a B-phase magnetic pole 24B, and each magnetic pole 24A.
, 24 A, 24 B, 24 In: Consists of wound coils 25A, 25, 25B, and 25B, respectively. In this case, if the interval between the teeth 22a of the secondary scale 20 magnetized to the same polarity is P, then each magnetic pole 24B
, 24, and 24B are sequentially arranged with a displacement of P/4 with respect to the magnetic pole 24A, so that each magnetic pole 24A,
The 24 people 25B and 25B are in a positional relationship in which the phases are different from each other by 90 degrees. Also, each magnetic pole 24A.
２４人、２４Ｂ、２４Ｂの、二次側７．ケ−／ｌ／２０
と対向する下端面は、二次側スケール２ｏの各歯部２２
ａの上端面と幅が等しく路間−の面積を有している。24 people, 24B, 24B, secondary side7. K/l/20
The lower end surface facing each tooth portion 22 of the secondary scale 2o
It has the same width as the upper end surface of a and has an area of - between the paths.
以」二の構成において、各コイル２５Δ、２５人２５Ｂ
、２５Ｂに電流を供給しない状態においては、第２図に
点線矢印によって示すように、各永久磁石２３．２３．
のＮ極から各々のＳ極に戻る磁束ループが形成され
ると共に、同図に実線矢印によって示すように、二次側
スケール２０のＮ極側の歯部２２ａから一次側磁束発生
部２１の各磁極２４Ａ、２４人、 ２４ Ｂ 、 ２４
ｒｇ ニ流入シ、再び二次側スケール２０のＳ極側の
歯部２２ａに戻る磁束ループが形成され、この状態で静
止している。In the second configuration, each coil 25Δ, 25 people 25B
, 25B, each permanent magnet 23, 23.
A magnetic flux loop is formed that returns from the N pole of the Magnetic poles 24A, 24 people, 24B, 24
When rg2 flows in, a magnetic flux loop is formed that returns to the S-pole toothed portion 22a of the secondary scale 20, and remains stationary in this state.
ここで、端子２６ａ〜２６（１を介して、Ａ相コイル２
５Ａと入相コイル２５人の組、またはｎ相コイル２５Ｂ
とｎ相コイル２５Ｂの組のいずれか一方に電流を供給す
る１相励磁方式によって一次側磁束発生部２１を駆動す
る場合の動作について第４図を参照して説明する。Here, the A-phase coil 2
5A and 25 phase input coils, or n-phase coil 25B
The operation of driving the primary magnetic flux generating section 21 using the one-phase excitation method in which current is supplied to one of the pairs of the n-phase coil 25B will be described with reference to FIG. 4.
■第４図（ａ）に示す状態において、Ａ相コイル２５Ａ
と入相コイル２５人に対して、図に示すＸ印から・印の
方向へ所定の電流を流すと、鉄心２４には入相磁極２４
人からＡ相磁極２４Ａに向ってコイル２５Ａ、２５人に
よる起磁力が発生し、これにより図にφ、て示すように
、鉄心２４のＡ相磁極２４Ａから二次側スケール２０の
Ｓ 極側の歯部２２ａに流入した磁束が、永久磁石２３
を介して隣合うＮ極側の歯部２２ａに流入し、さらにＮ
極側の歯部２２ａから鉄心２４の入相磁極２４八へ流入
する主磁束ループが形成される。この結果、Ａ相磁極２
４Ａの端面が二次側スケール２０のＳ極側の歯部２２ａ
の端面と対向し、入相磁極２４への端面が二次側スケー
ル２０のＮ極側の歯部２２ａの端面と対向する位置が磁
気的に安定した位置となる。■In the state shown in Fig. 4(a), the A-phase coil 25A
When a predetermined current is applied to the 25 phase input coils from the X mark to the direction shown in the figure, the phase input magnetic pole 24
A magnetomotive force is generated by the coil 25A and the person 25 toward the A-phase magnetic pole 24A from the person, and as a result, as shown by φ in the figure, from the A-phase magnetic pole 24A of the iron core 24 to the S pole side of the secondary scale 20. The magnetic flux flowing into the tooth portion 22a is caused by the permanent magnet 23
flows into the adjacent N-pole side tooth portion 22a through the N-pole side, and further N
A main magnetic flux loop is formed that flows from the pole-side tooth portion 22a to the in-phase magnetic pole 248 of the iron core 24. As a result, A phase magnetic pole 2
The end face of 4A is the tooth portion 22a on the S pole side of the secondary scale 20.
The position where the end face facing the incoming magnetic pole 24 faces the end face of the N-pole side tooth portion 22a of the secondary scale 20 is a magnetically stable position.
■第４図（ｂ）に示す様に、ｎ相コイル２５Ｂとｎ相コ
イル２５Ｂに対して、図に示す×印から・印の方向へ所
定の電流を流すと、図にφ２て示ず主磁束ループが発生
し、この結果、Ｂ相磁極２４Ｂの端面が二次側スケール
２０のＳ極側の歯部２２ａの端面と対向し、Ｂ相磁極２
４Ｂの端面が二次側スケール２０のＮ極側の歯部２２ａ
の端面と対向する位置が磁気的に安定した位置となる。■As shown in Figure 4(b), when a predetermined current is applied to the n-phase coil 25B and the n-phase coil 25B in the direction of the A magnetic flux loop occurs, and as a result, the end face of the B-phase magnetic pole 24B faces the end face of the S-pole side teeth 22a of the secondary scale 20, and the B-phase magnetic pole 2
The end face of 4B is the N-pole toothed portion 22a of the secondary scale 20.
The position facing the end face of is a magnetically stable position.
■第４図（ｃ）に示す様に、Ａ相コイル２５Ａと入相コ
イル２５人に、■と逆方向へ所定の電流を流すと、図に
φ３で示す主磁束ループか発生し、１
この結果、Ａ相磁極２４Ａの端面が二次側スケール２０
のＮ極側の歯部２２ａの端面と対向し、入相磁極２４人
の端面か二次側スケール２０のＳ極側の歯部２２ａと対
向する位置か磁気的に安定した位置となる。■As shown in Figure 4(c), when a predetermined current is passed through the A-phase coil 25A and the phase input coil 25 in the opposite direction to ■, a main magnetic flux loop shown as φ3 in the figure is generated, and 1. As a result, the end face of the A-phase magnetic pole 24A becomes the secondary scale 20.
A magnetically stable position is the end face of the teeth 22a on the north pole side of the secondary scale 20, and the end face of the 24 in-phase magnetic poles or the position facing the teeth 22a on the south pole side of the secondary scale 20.
■第４図（ｄ）に示す様に、ｎ相コイル２５Ｂとｎ相コ
イル２５Ｂに、■と逆方向へ所定の電流を流すと、図に
φ４で示ず主磁束ループか発生し、この結果、Ｂ相磁極
２４Ｂの端面か二次側スケール２０のＮ極側の歯部２２
ａの端面と対向し、色相磁極２４Ｂの端面が二次側スケ
ール２０のＳ極側の歯部２２ａの端面と対向する位置か
磁気的に安定した位置となる。■As shown in Figure 4(d), when a predetermined current is passed through the n-phase coil 25B and the n-phase coil 25B in the opposite direction to ■, a main magnetic flux loop is generated (not shown by φ4 in the figure), and as a result, , the end face of the B-phase magnetic pole 24B or the teeth 22 on the N pole side of the secondary scale 20
The position where the end face of the hue magnetic pole 24B faces the end face of the tooth portion 22a on the S pole side of the secondary scale 20 is a magnetically stable position.
以上の■→■→■−■の各励磁モードの順にパルス励磁
を繰り返すことによって、一次側磁束発生部２１が図面
右方向へ移動し、■→■→■→■の各励磁モートの順に
パルス励磁を繰り返すことによって、一次側磁束発生部
２１か図面左方向へ移動する。By repeating the pulse excitation in the order of the above excitation modes of ■→■→■-■, the primary side magnetic flux generation section 21 moves to the right in the drawing, and the pulse excitation of each excitation mode of By repeating the excitation, the primary magnetic flux generating section 21 moves to the left in the drawing.
ここで、」二連した実施例によるリニアパルスモ２
ｍ２の駆動方法としては、前述したパルス励磁以外に、
交流によって駆動しても構わない。この場合、第３図に
示すように、互いに位相が９０度ずれたＡ相電流Ｔａと
Ｂ相電流Ｉ ｌ）を、コイル２５Ａおよび２５への組と
、コイル２５Ｂおよび２５Ｂの組に各々供給すればよい
。すると、Ａ相電流ＴａおよびＢ相電流１ｂのいずれか
一方の電流が０となる時点ａ＝ｄにおいて、各々第４図
（ａ）〜（ＣＩ）に示す状態となり、一次側磁束発生部
２１か連続的に移動する。Here, as a driving method of the linear pulse motor 2 m2 according to the two consecutive embodiments, in addition to the above-mentioned pulse excitation,
It may be driven by alternating current. In this case, as shown in FIG. 3, the A-phase current Ta and the B-phase current Il) whose phases are shifted by 90 degrees from each other are supplied to the set of coils 25A and 25 and the set of coils 25B and 25B, respectively. Bye. Then, at the time point a=d when either the A-phase current Ta or the B-phase current 1b becomes 0, the states shown in FIGS. move continuously.
次に、第５図を参照して、この発明の第２実施例である
３相リニアパルスモータについて説明する。この図にお
いて、３Ｉは図示せぬローラ等の支持機構によって二次
側スケール２ｏの長平方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移
動自在に支持された一次側磁束発生部である。一次側磁
束発生部３１は、Ｕ相磁極３４Ｕ１相磁極３４、Ｗ相磁
極３４Ｗ、０相磁極３４０、Ｖ相磁極３４ＶおよびＷ相
磁極３４Ｗを有する鉄心３４と、各磁極３４． Ｕ〜３
４Ｗに各々巻回されたコイル３５Ｕ〜３５ｖＪとから構
成されている。この場合、磁極３４Ｕ、３４Ｗ、３４Ｖ
は二次側スケール２０の長手方向（Ｍ方向）へ互いにＰ
／３ずつ変位して配置され、同様に、磁極３４Ｕ、３４
Ｗ、３４は二次側スケール２０の長手方向へ互いにＰ／
３ずつ変位して配置され、さらに磁極３４Ｕ、３４Ｗ、
３４Ｖの組と、磁極３４Ｕ、３４Ｗ、３４Ｖの組は、二
次側スケール２０の長平方向へ互いに１〕／２変位して
配置されている。Next, referring to FIG. 5, a three-phase linear pulse motor, which is a second embodiment of the present invention, will be described. In this figure, 3I is a primary side magnetic flux generating section supported movably in the longitudinal direction of the secondary scale 2o (in the direction of arrow M shown in the figure) by a support mechanism such as a roller (not shown). The primary magnetic flux generating section 31 includes an iron core 34 having a U-phase magnetic pole 34U, a 1-phase magnetic pole 34, a W-phase magnetic pole 34W, a 0-phase magnetic pole 340, a V-phase magnetic pole 34V, and a W-phase magnetic pole 34W, and each magnetic pole 34. U~3
It is composed of coils 35U to 35vJ each wound around 4W. In this case, magnetic poles 34U, 34W, 34V
are mutually P in the longitudinal direction (M direction) of the secondary scale 20.
Similarly, the magnetic poles 34U, 34
W, 34 are mutually P/ in the longitudinal direction of the secondary scale 20.
The magnetic poles 34U, 34W,
The set of 34V and the set of magnetic poles 34U, 34W, and 34V are disposed with a displacement of 1/2 from each other in the longitudinal direction of the secondary scale 20.
以」−の構成において、Ｕ相コイル３５Ｕと０相コイル
３５０、Ｗ相コイル３５ｗとｗ相コイル３５Ｗ、Ｖ相コ
イル３５Ｖと相コイル３５に、各端子３６ａ〜３６ｆを
介して順次パルス電流を供給することにより、第４図と
同様の動作原理で、−次側磁極発生部３１かステップ状
に矢印Ｍ方向へ移動する。また、端子３６１）と３６ｄ
と３６ｆを共通接続し、端子３６ａと３６ｃと３６ｅか
ら３相交流を供給することにより、一次側磁束発生部３
１が連続的に矢印Ｍ方向へ移動する。In the following configuration, a pulse current is sequentially supplied to the U-phase coil 35U and 0-phase coil 350, the W-phase coil 35w and W-phase coil 35W, and the V-phase coil 35V and phase coil 35 through each terminal 36a to 36f. As a result, the negative side magnetic pole generating section 31 moves stepwise in the direction of the arrow M based on the same operating principle as shown in FIG. Also, terminals 361) and 36d
By commonly connecting 36f and 36f and supplying three-phase alternating current from terminals 36a, 36c, and 36e, the primary magnetic flux generating section 3
1 continuously moves in the direction of arrow M.
次に、この発明の第３実施例である回転型パルスモータ
に適用した場合の構成について第６図を参照して説明す
る。この図において、４０は第５図に示す二次側スケー
ル２０を円筒状に形成することによって構成されたロー
タであり、円筒状の磁性部材４２の外周面に等間隔に歯
部４２ａ、４２ａ、・と凹溝４２ｂ、４２ｂ、・を交互
に形成し、各凹溝４２ｂ、４２ｂ、 に永久磁性４３
，４３．・・を各々挿入配置することによって構成され
、磁性部材４２の内周面と嵌合するシャフト４６を介し
て回転自在に支持されている。また、ステータ４１は、
第５図に示す各磁極３４． Ｕ〜３４ＶＪと同様の位置
関係を有する磁極４．４． Ｕ〜４４． Ｗか軸対象に
２組形成された鉄心４４と、これらの各磁極４４Ｕ〜４
、４ ｖＪに各々巻回されたコイル（図示路）とから構
成され、図示せぬ基台に固定されている。以」−の構成
において、第５図に示した第２実施例と同様の動作原理
でロータ４０が回転駆動される。Next, a configuration when applied to a rotary pulse motor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. In this figure, reference numeral 40 denotes a rotor constructed by forming the secondary scale 20 shown in FIG. 5 into a cylindrical shape.・ and grooves 42b, 42b, .
,43. ... are inserted and arranged, respectively, and are rotatably supported via a shaft 46 that fits into the inner peripheral surface of the magnetic member 42. Moreover, the stator 41 is
Each magnetic pole 34 shown in FIG. Magnetic pole 4.4. having the same positional relationship as U~34VJ. U~44. Two sets of iron cores 44 are formed symmetrically about the W axis, and each of these magnetic poles 44U to 4
, 4 vJ (paths shown), and is fixed to a base (not shown). In the configuration described below, the rotor 40 is rotationally driven on the same operating principle as the second embodiment shown in FIG.
なお、この発明は、上述した実施例に限定されることな
く、以下に挙げる種々の変形か可能である。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications listed below are possible.
５
■−一次側磁束発生部、二次側スケールに対する相対移
動量を検出するセンサを設け、サーボモータとして駆動
させるようにしてもよい。5 (1) - A sensor may be provided to detect the amount of relative movement of the primary magnetic flux generating section and the secondary scale, and the sensor may be driven as a servo motor.
■コキングの除去、もしくは推力波形歪の改善のために
、スキュー構造としたり、同一極内における若干のピッ
チずらしく等価スキュー）を施しても構わない。■In order to eliminate coking or improve thrust waveform distortion, a skew structure may be used, or a slight pitch shift within the same pole (equivalent skew) may be applied.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、二次側を、特
定方向に沿って等間隔に歯部と溝部が交互に形成された
磁性部材と、各歯部の極性か交互に反転するように各溝
部に各々挿入配置された永久磁石とによって構成する一
方、二次側に対して特定方向へ相対的に移動自在な一次
側磁束発生部を、二次側の各歯部の端面と一定の間隙を
隔てて対向し、各歯部の端面と路間−面積の端面を有す
る複数の磁極と、これら各磁極に各々巻回されたコイル
とから構成し、これらのコイルに電流を流した場合に、
一次側磁束発生部の一方の磁極から二次側スケールのＳ
極側の歯部に流入した磁束が、６
永久磁石を介して隣合うＮ極側の歯部に流入し、Ｎ極側
の歯部から一次側磁束発生部の他方の磁極へ流入する主
磁束ループが形成されるようにしたので、二次側スケー
ルと対向する各磁極の端面の総面積を推力発生用に有効
に利用することかでき、さらに、二次側スケールの各歯
部の端面に対して、各磁極の端面が対向するいわゆる突
極形の構造であるため、漏れ磁束の発生が最小限に抑え
られ、この結果、従来の２倍以」−の推力が得られ、例
えば、産業用ロホソトなどのように比較的大きな推力が
要求されるＦＡ機器にも適用することが可能になるとい
う効果が得られる。これに加えて、各コイルを励磁しな
い状態では、各永久磁石の磁束が二次側の磁性部材内で
短絡されているので、デイテント力が小さく、外部から
手などで軽く動かすことができ、また、二次側の磁性部
材は、各永久磁石によって分断されておらず、背部にお
いて一体の構造となっているので、十分な機械的強度が
得られる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the secondary side is made of a magnetic member in which teeth and grooves are alternately formed at equal intervals along a specific direction, and the polarity of each tooth is The permanent magnets are inserted into the respective grooves so as to be alternately reversed, and the primary magnetic flux generating section, which is movable relative to the secondary side in a specific direction, is connected to each tooth on the secondary side. It is composed of a plurality of magnetic poles facing the end face of the tooth part with a certain gap and having an end face with an area equal to the area between the end face of each tooth part, and a coil wound around each of these magnetic poles, and these coils. When a current is applied to
S of the secondary scale from one magnetic pole of the primary magnetic flux generation part
The magnetic flux flowing into the teeth on the pole side flows into the teeth on the adjacent north pole side via the permanent magnet 6, and the main magnetic flux flows from the teeth on the north pole side to the other magnetic pole of the primary magnetic flux generating section. Since a loop is formed, the total area of the end face of each magnetic pole facing the secondary scale can be effectively used for thrust generation. On the other hand, because it has a so-called salient pole structure in which the end faces of each magnetic pole face each other, the generation of leakage magnetic flux is minimized, and as a result, a thrust force that is more than twice that of the conventional one can be obtained. This has the effect that it can be applied to FA equipment that requires a relatively large thrust force, such as industrial machines. In addition, when each coil is not excited, the magnetic flux of each permanent magnet is short-circuited within the magnetic member on the secondary side, so the detent force is small, and it can be easily moved by hand from the outside. Since the magnetic member on the secondary side is not divided by each permanent magnet and has an integral structure at the back, sufficient mechanical strength can be obtained.
第１図はこの発明の第１実施例によるリニアパルスモー
タの磁気回路構成を示す正面図、第２図は同実施例の静
止時における磁束経路を説明するための正面図、第３図
は同実施例を交流で駆動する場合の駆動電流波形図、第
４図（ａ）〜（ｄ）は同実施例を１相励磁力式によって
駆動した場合の動作を説明するための正面図、第５図は
この発明の第２実施例による３相リニアパルスモータの
磁気回路構成を示す正面図、第６図はこの発明の第３実
施例による回転型パルスモータの内部構成を示す正面図
、第７図（ａ）〜（ｄ）は従来のリニアパルスモータの
磁気回路構成と１相励磁力式によって駆動した場合の動
作を説明すための図である。
２０・・・・二次側スケール、
２１．３１・・・・一次側磁束発生部、２２．４２・・
−磁性部材、
２２ａ、４２ａ・・ ・歯部、
２２ｂ、４２ｂ・・凹溝（溝部）、
２３．４３・−・永久磁石、
２４．３４．４４・ ・鉄心、
４八〜２４Ｂ・・・・・Ａ相〜Ｂ相磁極、５Ａ〜２５Ｂ
・・・・Ａ相〜ｎ相コイル、４Ｕ〜３４ｖＪ・・・Ｕ相
〜Ｗ相磁極、５Ｕ〜３５Ｗ・・・・Ｕ相〜Ｗ相コイル、
Ｏ・・・・・・ロータ（二次側）、
１・・・ステータ（一次側磁束発生部）、４Ｕ〜／１４
′ｇＪ・・・Ｕ相〜Ｗ相磁極。FIG. 1 is a front view showing the magnetic circuit configuration of a linear pulse motor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view illustrating the magnetic flux path of the same embodiment when it is stationary, and FIG. A drive current waveform diagram when the embodiment is driven by alternating current, Figures 4 (a) to (d) are front views for explaining the operation when the embodiment is driven by a one-phase excitation force type, 6 is a front view showing the magnetic circuit configuration of a three-phase linear pulse motor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view showing the internal configuration of a rotary pulse motor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. Figures (a) to (d) are diagrams for explaining the magnetic circuit configuration of a conventional linear pulse motor and its operation when driven by a one-phase excitation force type. 20...Secondary side scale, 21.31...Primary side magnetic flux generation section, 22.42...
-Magnetic member, 22a, 42a... Teeth, 22b, 42b... Concave groove (groove), 23.43... Permanent magnet, 24.34.44... Iron core, 48~24B...・A phase to B phase magnetic pole, 5A to 25B
...A phase to n phase coil, 4U to 34vJ...U phase to W phase magnetic pole, 5U to 35W...U phase to W phase coil,
O...Rotor (secondary side), 1...Stator (primary side magnetic flux generation part), 4U~/14
'gJ... U-phase to W-phase magnetic pole.
Claims (1)
に形成され、前記各歯部の極性が交互に反転するように
前記各溝部に各々永久磁石を挿入配置してなる二次側と
、前記二次側に対して前記特定方向へ相対的に移動自在
な一次側磁束発生部とを具備し、 前記一次側磁束発生部は、前記二次側の各歯部の端面と
一定の間隙を隔てて対向し、該歯部の端面と幅が等しく
略同一面積の端面を有する複数の磁極と、前記各磁極に
各々巻回されたコイルとから構成されていることを特徴
とするパルスモータ。[Scope of Claims] Teeth and grooves are alternately formed at equal intervals along a specific direction of the magnetic member, and permanent magnets are inserted into each of the grooves so that the polarity of each tooth is alternately reversed. and a primary side magnetic flux generation section that is relatively movable in the specific direction with respect to the secondary side, and the primary side magnetic flux generation section is provided with a secondary side formed by each tooth on the secondary side. It is composed of a plurality of magnetic poles that face the end face of the tooth part with a certain gap between them, have end faces that are equal in width and have substantially the same area as the end face of the tooth part, and a coil wound around each of the magnetic poles. A pulse motor characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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