JPH07170715A - リニアパルスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニアパルスモータの全長を短く構成できる
と共に、必要に応じて移動子の駆動ストロークを何らの
制約を受けずに長くすることができ、駆動ストロークを
長くしても移動子の慣性が大きくならずに済むようにす
る。 【構成】 軸方向に沿って等ピッチで配設された複数個
の固定子小歯５を外周面に有する軸状の固定子２と、こ
の固定子２に対して平行に配置された一対の直線運動軸
受軌道部材（ガイドシャフト７ａ，７ｂ）と、この軸受
軌道部材の軌道に沿って転動あるいは摺動自在に配設さ
れた軸受可動部材（スライドベアリング８ａ，８ｂ）と
を有すると共に、固定子小歯５に対向配置される複数個
の移動子小歯１０を有しかつ磁束発生用の巻線が巻回さ
れた移動子３を、前記軸受可動部材に一体に取付けて固
定子２に対応配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアパルスモータに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来公知の円筒型のリニアパル
スモータの構造を示すものである。

【０００３】図３において、１００はリニアパルスモー
タの円筒状の固定子であって、この固定子１００の固定
子鉄心１０１，１０２，１０３及び１０４は、その外周
縁部が厚さ方向に厚くなった段付きのリング形状をして
おり、その内周面には軸方向に沿って等ピッチで複数個
の固定子小歯１０５が配設されている。そして、これら
固定子鉄心１０１，１０２，１０３及び１０４は、円筒
状フレーム１１６内に収容されている。

【０００４】前記固定子鉄心１０１と１０２とは前記外
周縁部をつき合わせる形で組み合わされ、これにより形
成されるリング状の溝部には、リング状巻線１０６が収
納配置されて１つの相を形成している。また、これと同
様に、前記固定子鉄心１０３と１０４との間に形成され
るリング状の溝部には、リング状巻線１０７が挟持され
て他の１つの相を形成している。

【０００５】前記２つの相を形成している固定子鉄心１
０１，１０２と固定子鉄心１０３，１０４とは、その間
に軸方向に着磁されたリング状永久磁石１０８を挟持す
る形で、移動子１０９の軸方向に配置され、全体として
２相の固定子１００を構成している。

【０００６】一方、移動子１０９は、互いに同軸状に連
結された移動子鉄心１１０と軸１１１とから構成されて
いる。この移動子鉄心１１０は、中空円筒形状をなし、
その外周面には複数個の移動子小歯１１２が、固定子小
歯１０５の歯ピッチと同じに、軸方向に沿って等ピッチ
で配設されると共に、移動子鉄心１１０の中空部には、
前記軸１１１が貫通状態で嵌着されている。そして、移
動子１０９は、固定子１００の両端に一対のブラケット
１１７，１１８を介して設けられた一対の軸受１１９，
１２０により、軸方向に移動可能に支持されている。

【０００７】なお、前記軸受１１９，１２０は、通常、
スライドブッシュ，リニアブッシュ，リニアベアリング
などと呼ばれるものであり、図示を省略したが、円筒状
の外筒と、複数個の転動球体と、保持具とから構成され
ている。

【０００８】ここで、前記固定子小歯１０５と移動子小
歯１１２との位置関係について述べると、以下の通りで
ある。

【０００９】すなわち、固定子鉄心１０４に配設された
固定子小歯１０５が移動子小歯１１２と丁度向き合って
いるとき、固定子鉄心１０３に配設された固定子小歯１
０５は、移動子小歯１１２に対して、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１１２の歯
底部に対向している。また、固定子鉄心１０２に配設さ
れた固定子小歯１０５は、移動子小歯１１２に対して、
歯ピッチの１／４だけ軸方向にずれた位置にある。さら
に、固定子鉄心１０１に配設された固定子小歯１０５
は、移動子小歯１１２に対して、歯ピッチの３／４だけ
軸方向にずれた位置にある。

【００１０】そして、入力パルスに応じて、前記リング
状巻線１０６および１０７に所定の順序で通電して各固
定子小歯１０５と移動子小歯１１２との間に順次磁束を
発生させることにより、移動子１０９が軸心方向に沿っ
てステップ状に歩進動作されるようになっている。かく
して、前記リニアパルスモータは、基本移動量が移動子
小歯１１２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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来のリニアパルスモータでは、円筒状の固定子１
００に対して同軸状に配置される移動子１０９の軸１１
１を軸方向の２箇所で軸受１１９，１２０にて摺動自在
に軸支（或いは、移動子１０９を直接に軸支）するよう
な構成を採用しているので、次のような問題点がある。

【００１２】すなわち、移動子１０９に軸１１１がブラ
ケット１１７，１１８からそれぞれ軸方向に突出した状
態で配設されることとなるため、リニアパルスモータの
全長が長くなり、コンパクト化を図ることができないと
いう問題点がある。

【００１３】また、移動子１０９の駆動ストロークを長
くしたい場合には、この移動子１０９の軸方向の長さを
必然的に長くする必要があるため、これに応じて移動子
１０９の慣性が大きくなり、作動効率の低下を来す結果
となる。従って、ストロークを長くするにも限界がある
のが実状である。

【００１４】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたものであって、その目的は、リニアパルス
モータの全長を短く構成できると共に、必要に応じて移
動子の駆動ストロークを何らの制約を受けずに長くする
ことができ、駆動ストロークを長くしても移動子の慣性
が大きくならずに済むような構成のリニアパルスモータ
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、軸方向に沿って等ピッチで配設され
た複数個の固定子小歯を外周面に有する軸状の固定子
と、前記固定子に対して平行に配置された一対の直線運
動軸受軌道部材と、前記軸受軌道部材の軌道に沿って転
動あるいは摺動自在に配設された軸受可動部材とを有す
ると共に、前記固定子小歯に対向配置される複数個の移
動子小歯を有しかつ磁束発生用の巻線が巻回された移動
子を、前記軸受可動部材に一体に取付けて前記固定子に
対応配置するようにしている。

【００１６】

【作用】上述の構成によれば、移動子は固定子鉄心の軸
方向有効範囲内において直線駆動される。

【００１７】また、移動子の長さは、移動子の駆動スト
ロークの長さに関係なく一定でよいため、この駆動スト
ロークを無制限に長くしても移動子の慣性が増大するよ
うな不都合を回避できる。

【００１８】また、一対の直線運動軸受軌道部材を架設
した構成なので、機械的強度の大きい構造となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１及び図
２を参照して説明する。

【００２０】図１及び図２は本発明に係るリニアパルス
モータ１を示すものであって、同図において、２は固定
子、３は移動子、４は磁束発生手段としての巻線であ
る。

【００２１】上述の固定子２は１本の軸状部材から成
り、その外周面には軸方向に沿って等ピッチで複数個の
固定子小歯５が形成されている。そして、この軸状の固
定子２は、互いに平行に対向配置された一対の支持板６
ａ，６ｂの間に架設された状態で固定されている。

【００２２】さらに、これら一対の支持板６ａ，６ｂの
間には、移動子３を摺動可能に支持するための一対のガ
イドシャフト７ａ，７ｂ（直線運動軸受軌道部材）が、
固定子２の上下両側の箇所において固定子２に対して平
行な状態で架設されている。また、これら一対のガイド
シャフト７ａ，７ｂには、スライドベアリング８ａ，８
ｂ（軸受可動部材）がそれぞれ摺動自在に装着されてお
り、これらのスライドベアリング８ａ，８ｂのハウジン
グ９の内側（固定子２の側）には円筒状の移動子３が一
体に固着されている。

【００２３】上述の前記移動子３は、積層鋼板製の移動
子鉄心から成り、その内周面には５個の突極３ａが等ピ
ッチ角度で配設されると共に（図２参照）、これらの突
極３ａには複数個の移動子小歯１０が軸方向に沿って等
ピッチ（固定子小歯５と同じピッチ）で形成されてい
る。そして、この移動子３の中間箇所には、軸方向に着
磁（磁化）された所定厚さの永久磁石１１が挾持されて
いる。

【００２４】かくして、固定子２の周囲には移動子３が
同軸状に配置され、固定子小歯５と移動子小歯１０とが
互いに対向配置されている。そして、これらの小歯５，
１０間のギャップは、支持板６ａ，６ｂ間に固定された
ガイドシャフト７ａ，７ｂと、これらのガイドシャフト
７ａ，７ｂに取付けられたスライドベアリング８ａ，８
ｂのハウジング９とによる位置規制により、所定の距離
に設定されている。

【００２５】また、上述の一対の支持板６ａ，６ｂは、
適宜の他部材すなわちリニアパルスモータ１を組み込む
べき装置の構成部品に固定状態で取付けられ、これによ
り本例のリニアパルスモータ１が固定配置されるように
なっている。しかして、巻線４に所定順序で励磁電流を
流して各固定子小歯５と移動子小歯１０との間に磁束を
順次に発生させることにより、移動子３が一対の支持板
６ａ，６ｂの間においてガイドシャフト７ａ，７ｂに沿
って直線駆動され、この直線駆動力が各種の装置の駆動
源として利用されるように構成されている。

【００２６】以上の如く、本例のリニアパルスモータ１
は、移動子３を摺動自在に支持するスライドベアリング
８ａ，８ｂを移動子３の軸線上から外れた位置に配置
し、これらのスライドベアリング８ａ，８ｂとガイドシ
ャフト７ａ，７ｂから成る移動子支持機構１２ａ，１２
ｂを別に設けると共に、固定子２，移動子３及びガイド
シャフト７ａ，７ｂを一対の支持板６ａ，６ｂの間に収
容するようにしたものである。

【００２７】従って、本例のリニアパルスモータ１によ
れば、移動子３の軸受部を移動子３の側面に移動子軸線
に平行に配置する構成となっているため、移動子の軸線
上に２個の軸受部を配置するようにした従来の構成に比
べてリニアパルスモータ１の全長を短くでき、リニアパ
ルスモータ１のコンパクト化（短尺化）を図ることが可
能となる。

【００２８】また、固定子２及びガイドシャフト７ａ，
７ｂを必要に応じて無制限に長くして移動子３の駆動ス
トロークを任意に長く設定することが可能である。しか
も、このように駆動ストロークを充分に長く設定した場
合でも、移動子３の軸方向の長さはその駆動ストローク
の長さとは無関係に一定としても良いため、移動子３の
慣性が大きくなるような不具合を生じるのを回避でき
る。

【００２９】また、固定子２及びガイドシャフト７ａ，
７ｂを組み付けた支持板６ａ，６ｂ自体がリニアパルス
モータ１を構成しているため、リニアパルスモータ１の
強度を充分に確保できる。

【００３０】以上、本発明の一実施例につき述べたが、
本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能であ
る。例えば、既述の実施例では、一対のガイドシャフト
７ａ，７ｂを移動子３のガイド手段として配設するよう
にしたが、３つ以上のガイドシャフトを固定子２の径方
向において等間隔の箇所で固定子２に対して平行な状態
で前記一対の支持板６ａ，６ｂの間に架設して各々のガ
イドシャフトにスライドベアリングを摺動自在に取付
け、これらのスライドベアリングのハウジングに移動子
を一体に取付けて支持するようにしてもよい。また、直
線運動軸受軌道部材及び軸受可動部材として、リニアウ
エイ又はスライドウエイと呼ばれるものを使用してもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、固定子に対して
平行に配置された一対の直線運動軸受軌道部材と、この
軸受軌道部材の軌道に沿って転動あるいは摺動自在に配
設された軸受可動部材とよって移動子を前記軸受軌道部
材に沿って摺動可能に支持するようにしたものであるか
ら、移動子の軸受部を移動子の側面に移動子軸線に平行
に配置する構成となり、移動子の軸線上に２個の軸受部
を配置するようにした従来の構成に比べてリニアパルス
モータの全長を短くでき、リニアパルスモータのコンパ
クト化（短尺化）を図ることができる。

【００３２】しかも、一対の支持板の間の長さを必要に
応じて長くして移動子の駆動ストロークを無制限に長く
構成することが可能であり、このように駆動ストローク
を長くしたとしても、移動子の長さ（大きさ）を長くす
る必要はないため、移動子の慣性が大きくなるような事
態を招来することがないという利点を有する。

【００３３】また、一対の支持板の間に固定子及びガイ
ドシャフトを架設する構成を採用しているため、リニア
モータの機械的強度を充分に確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリニアパルスモータの断面図であ
る。

【図２】図１に示すリニアパルスモータの側面図であ
る。

【図３】従来の円筒型のリニアパルスモータの断面図で
ある。

【符号の説明】

１ リニアパルスモータ ２ 固定子 ３ 移動子 ４ 巻線 ５ 固定子小歯 ６ａ、６ｂ 支持板 ７ａ、７ｂ ガイドシャフト ８ａ，８ｂ スライドベアリング ９ ハウジング １０ 移動子小歯 １１ 永久磁石 １２ａ，１２ｂ 移動子支持機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に沿って等ピッチで配設された複
   数個の固定子小歯を外周面に有する軸状の固定子と、前
   記固定子に対して平行に配置された一対の直線運動軸受
   軌道部材と、前記軸受軌道部材の軌道に沿って転動ある
   いは摺動自在に配設された軸受可動部材とを有すると共
   に、前記固定子小歯に対向配置される複数個の移動子小
   歯を有しかつ磁束発生用の巻線が巻回された移動子を、
   前記軸受可動部材に一体に取付けて前記固定子に対応配
   置したことを特徴とするリニアパルスモータ。