JPH0759144B2

JPH0759144B2 - パルスモータ

Info

Publication number: JPH0759144B2
Application number: JP63301965A
Authority: JP
Inventors: 洋中川
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH02151256A

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、産業用ロボットなどのように比較
的大きな推力が要求されるFA（ファクトリーオートメー
ション）機器に用いて好適なパルスモータに関するもの
である。

「従来の技術」周知のように、リニアパルスモータはスライダに供給さ
れるパルス信号に基づき、スライダまたは二次側スケー
ル（以下、単にスケールと称す）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16図に
示す通りである。この図において、１は長尺板状の磁性
体によって構成されたスケールであり、その上面には、
凹凸状の歯部1a,1a,…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。このスケール１の上面に
はスライダ２が図示せぬローラ等からなる支持機構によ
ってスケール１の長手方向へ移動自在に指示された状態
で載置されている。スライダ２は、コ字状のＡ相鉄心４
およびＢ相鉄心５と、Ａ相鉄心４のＡ相磁極4aおよび
相磁極4bに各々巻回されたコイル6aおよび6bと、Ｂ相鉄
心５のＢ相磁極5aおよび相磁極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
性で取り付けられた永久磁石８および９と、永久磁石８
および９の上面に取り付けられた板状の磁性体によって
構成されるパックプレート10とから構成されている。そ
して、磁極4aの下面には、スケール１の歯部1aのピッチ
Ｐと同一ピッチの極歯14aが３個形成されており、磁極4
b,5a,5bの各下面にも同様に極歯14b,15a,15bが各々形成
されている。また、これらの極歯15b,14b,15aは極歯14a
に対して順次P/4ずつずらして配置されており、極歯14
a,14b,15a,15bの各下面と歯部1aの上面との間には、所
定の間隙Ｇが各々形成されている。そして、コイル6a,6
b,7a,7b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,7a,7bが発生する磁束と、永久磁石8,9
が発生する磁束とが各磁極4a,4b,5a,5bにおいて、順次
加減され、スケール１に対するスライダ２の磁気的安定
位置が順次移動し、これにより、スライダ２がスケール
１の長手方向に沿って移動する。

ここで、２組のコイル6a,6bおよび7a,7bに常に電流を供
給する２相励磁方式によってスライダ２を駆動する場合
を例にして説明する。

第17図（ａ）に示す様に、コイル6a,6bに端子6cから6
dへ向って所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bに端子
7dから7cへ向って所定の電流を流すことによって、コイ
ル6aが発生する磁束と、永久磁石８が発生する磁束とが
Ａ相磁極4aにおいて相加わり、相磁極4bにおいて互い
に打ち消し合う一方、コイル7aが発生する磁束と、永久
磁石９が発生する磁束とがＢ相磁極5aにおいて相加わ
り、相磁極5bにおいて、互いに打ち消し合うので、図
に実線φ_１で示す主磁束が発生し、この結果、Ａ相磁極
4aおよびＢ相磁極5aの各極歯14aおよび15aと、スケール
１の歯部1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した
位置となる。

第17図中（ｂ）に示す様に、コイル6a,6bにと同一
方向へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと逆
方向へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ_２で
示す主磁束が発生し、この結果、各極歯14aおよび15bと
歯部1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した位置
となる。

第17図（ｃ）に示す様に、コイル6a,6bにと逆方向
へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと同方向
へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ_３で示す
主磁束が発生し、この結果、各極歯14bおよび15bと歯部
1aとが上下に対向した位置が磁気的に安定した位置とな
る。

第17図（ｄ）に示す様に、コイル6a,6bにと同方向
へ所定の電流を流すと共に、コイル7a,7bにと逆方向
へ所定の電流を流すことによって、図に実線φ_４で示す
主磁束が発生し、この結果、各極歯14bおよび15aと歯部
1aと上下に対向した位置が磁気的に安定した位置とな
る。

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、スライダ２が図面右方向、す
なわち磁極4aから5bに向かう方向へ移動し、→→
→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、スライダ２が図面左方向、すなわち磁極5bから
4aに向かう方向へ移動する。なお、スライダ２を固定し
てスケール１を移動させる場合も同様である。

「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が可能なことから、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、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17
図（ａ）〜（ｄ）に示すように、一方のＡ相磁極4aもし
くはＢ相磁極5aにおいてオイル6aもしくは7aが発生する
磁束と永久磁石8,9が発生する磁束とが相加わり、推力
が発生している期間、他方の相磁極4bもしくは相磁
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が発生する磁束とが互いに打ち消し合
い、推力が発生しないように構成されている。逆に、
相磁極4bもしくは相磁極5bにおいて推力が発生してい
る期間、Ａ相磁極4aもしくはＢ相磁極5aにおいては、推
力が発生しないように構成されている。したがって、実
際に推力発生に寄与する推力発生面積は、スケール１と
対向する各磁極4a,4b,5a,5bの総面積の内、50％しかな
く、この推力発生面積を広げることが、推力向上を図る
際の重要な課題となっていた。また、このような推力向
上を図ったパルスモータを実用化する際において、可能
な限り簡素な構成とし、容易に製造し得ると共に、充分
な剛性強度が得られる構造とすることも重要な課題と成
っていた。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ス
ケールと対向する各磁極の総面積を推力発生用に有効に
利用し得て、大きな推力が得られると共に、簡素な構成
で、容易に製造することができ、かつ充分な剛性強度が
得られるパルスモータを提供することを目的としてい
る。

「課題を解決するための手段」この発明は、特定方向に沿って等間隔Ｐで歯部が形成さ
れた二次側スケールと、前記二次側スケールに対して前
記特定方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部と
からなり、前記一次側磁束発生部のコイルが巻回された
各磁極と、前記二次側スケールの各歯部との間に形成さ
れた各間隙に順次磁束を発生させることにより、前記一
次側磁束発生部を二次側スケールに対して相対移動させ
るパルスモータにおいて、前記一次側磁束発生部の各磁
極の、前記二次側スケールと対向する各端面に、前記特
定方向に沿って一定間隔P/2で極歯と溝部を交互に形成
し、前記各溝部に、隣合うもの同志の極性が互いに逆方
向となるように永久磁石を各々挿入配置したことを特徴
としている。

「作用」上記構成によれば、各磁極に巻回されたコイルに電流を
流すと、一次側磁束発生部の磁極のＳ極側の歯部から該
磁極の溝部に配置され永久磁石を介して隣合うＮ極側の
極歯に流入し、さらに該極から二次側スケールの歯部に
流入した磁束が、一次側磁束発生部のその他の磁極のＳ
極側の極歯に流入し、その磁極の溝部に配置された永久
磁石を介して隣合うＮ極側の極歯に流入した後、元の磁
極に戻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総面積を推力発生用に有効に利用
することができ、大きな推力が得られる。

「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。

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。

この図において、21は固定されたスケールであり、この
スケール21の上面中央部には、その長手方向へ沿ってピ
ッチＰの間隔で歯部21a,21a,…が形成されている。

一方、22はスライダ（一次側磁束発生部）であり、ロー
ラ等の図示せぬ支持機構によってスケール21の長手方向
（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に支持されている。
このスライダ22は、互いに図示する位置関係で連結され
たＡ相ブロック23と、Ｂ相ブロック33とから構成されて
いる。

Ａ相ブロック23は、スケール21の歯部21aと一定の間隙
Ｇを隔てて各々対向するＡ相磁極24Aと相磁極24と
を有するコ字状の鉄心24と、各磁極24A,24に各々巻回
されたコイル25A,25とから構成されており、各磁極24
A,24の、スケール21と対向する各端面には、矢印Ｍ方
向に沿って一定間隔P/2で極歯24aと凹溝24bが交互に形
成されており、各凹溝24bには、隣合うもの同志の極性
が互いに逆方向となるように永久磁石26が各々挿入配置
されている。同様に、Ｂ相ブロック33は、歯部21aと一
定の間隙Ｇを隔てて各々対向するＢ相磁極34Bと相磁
極34とを有するコ字状の鉄心34と、各磁極34B,34に
各々巻回されたコイル35B,35とから構成されており、
各磁極34B,34の、スケール21と対向する各端面には、
矢印Ｍ方向に沿って一定間隔P/2で極歯34aと凹溝34bが
交互に形成されており、各凹溝34bには、隣合うもの同
志の極性が互いに逆方向となるように永久磁石26が各々
挿入配置されている。

これらＡ相ブロック23とＢ相ブロック33の各磁極の相対
位置関係は、次の通りである。すなわち、Ａ相磁極24A
を基準とすると、相磁極24は（2P＋P/2）隔てて位
置し、Ｂ相磁極34Bは（5P＋P/4）隔てて位置し、相磁
極34は（7P＋３・P/4）隔てて位置している。これに
より、磁極34A,34B,24,34に順に、スケール21の各
歯部21aに対する位相関係が、その移動方向（矢印Ｍ方
向）へ、P/4ずつ変位し、例えば、図示するように、Ａ
相磁極24Aの各極歯24aとスケール21の歯部21aとが対向
する状態において、Ｂ相磁極34Bの各極歯34aは歯部21a
からP/4変位し、相磁極24の各極歯24aは歯部21aか
らP/2変位し、相磁極34の各極歯34aは歯部21aから
３・P/4変位していることになる。

以上の構成において、Ａ相と相コイル25A,25の組、
またはＢ相と相コイル35B,35の組の一方に電流を供
給する１相励磁方式によってスライダ22を駆動する場合
の動作について第２図を参照して説明する。

第２図（ａ）に示す状態において、Ａ相と相コイル
25A,25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、鉄心24には相磁極24からＡ相磁極
24Aに向ってコイル25A,25による起磁力が発生し、こ
れにより図にφ_１で示すように、鉄心24の一方の磁極24
AのＳ極側の極歯24aから永久磁石26を介して隣合うＮ極
側の極歯24aに流入して、元の磁極24Aに戻る主磁束ルー
プが形成される。この結果、Ａ相磁極24AのＮ極側の各
極歯24aがスケール21の歯部21aと対向し、相磁極24
のＳ極側の各極歯24aがスケール21の歯部21aと対向する
位置が磁気的に安定した位置となる。

第２図（ｂ）に示す様に、Ｂ相と相コイル25B,25
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φ_２で示す主磁束ループが発生し、この結
果、Ｂ相磁極34BのＮ極側の各極歯34aがスケール21の歯
部21aと対向し、相磁極34のＳ極側の各極歯34bがス
ケール21の歯部21aと対向する位置が磁気的に安定した
位置となる。

第２図（ｃ）に示す様に、Ａ相と相コイル25A,25
にと逆方向へ所定の電流を流すと、図にφ_３で示す主
磁束ループが発生し、この結果、Ａ相磁極24AのＳ極側
の各極歯24aがスケール21の歯部21aと対向し、相磁極
24のＮ極側の各極歯24aがスケール21の歯部21aと対向
する位置が磁気的に安定した位置となる。

第２図（ｄ）に示す様に、Ｂ相と相コイル25B,25
にと逆方向へ所定の電流を流すと、図にφ_４で示す主
磁束ループが発生し、この結果、Ｂ相実磁極34BのＳ極
側の各極歯34aがスケール21の歯部21aと対向し、相磁
極34のＮ極側の各極歯34aがスケール21の歯部21aと対
向する位置が磁気的に安定した位置となる。

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、スライダ22が図面左方向へ移
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、スライダ22が図面右方向へ移
動する。

次に、第３図〜第６図を参照して、この発明の第２実施
例によるリニアパルスモータについて説明する。

第３図（イ）において、41は固定されたスケールであ
り、このスケール41の上面中央部には、その長手方向へ
沿ってピッチＰの間隔で歯部41a,41a,…が形成されてお
り、スケール41の上面両側部にも、その長手方向へ沿っ
てピッチＰの間隔で歯部41b,41b,…および、歯部41c,41
c,…が各々形成されている。この場合、中央部の歯部41
aと両側部の歯部41b,41cとは、互いにP/2ずらして形成
されている。

一方、42はスライダであり、ローラ等の支持機構によっ
てスケール41の長手方向（矢印Ｍ方向）へ移動自在に支
持されている。このスライダ42は、Ａ相ブロック43とＢ
相ブロック53とから構成されており、これらＡ相ブロッ
ク43とＢ相ブロック53は互いに連結され、それらの位置
関係が規定されている。

Ａ相ブロック43は、第３図（ロ）に示すように中央の歯
部41a,41a,…と対向するＡ相磁極44と、両側部の歯部41
b,41b,…および41c,41c,…と各々対向する相磁極45お
よび46を有するＥ字状の鉄心47と、Ａ相磁極44に巻回さ
れたＡ相コイル48とから構成されており、各磁極44,45,
46のスケール41と対向する端面には、ピッチＰに対応し
た間隔で、極歯44a〜44d,45a〜45d,46a〜46dが形成さ
れ、各極歯の間の凹溝には、隣合うものの極性が互いに
逆方向（第４図参照）となるように永久磁石26が各々挿
入配置されている。

これにより、第４図に示すように、中央部のＡ相磁極44
の各極歯44aと44cが歯部41aと対向している状態におい
て、両側部の相磁極45（46）の各極歯45b（46b）と45
d（46d）が歯部41b（41c）と対向する位置関係となる。

また、Ｂ相ブロック53は、Ａ相ブロック43と同様に、中
央のＢ相磁極54と、両側部の相磁極55および56を有す
るＥ字状の鉄心57と、Ｂ相磁極54に巻回されたＢ相コイ
ル58とから構成されており、各磁極54,55,56のスケール
41と対向する端面には、ピッチＰに対応した間隔で、極
歯54a〜54d,55a〜55d,56a〜56dが形成され、各極歯の間
の凹溝には、隣合うものの極性が互いに逆方向（第４図
参照）となるように永久磁石26が各々挿入配置されてい
る。

これにより、中央部のＢ相磁極54の各極歯54a〜54dと歯
部41aとの位置関係、および両側部の相磁極55（56）
の各極歯55a〜55d（56a〜56d）と歯部41b（41c）との位
置関係は第４図に示すようになる。

以上の構成において、Ａ相コイル48およびＢ相コイル58
に電流を供給しない状態においては、第４図に点線で示
すように、永久磁石26によって生じた磁束のみによって
スケール41を巡る磁束ループが形成され、この状態で静
止している。

ここで、Ａ相コイル48もしくはＢ相コイル58の一方に電
流を供給する１相励磁方式によってスライダ42を駆動す
る場合の動作について第５図を参照して説明する。

第５図（ａ）に示す様に、Ａ相ブロック43のＡ相コイ
ル48に対し、図に示す×印から・印の方向へ所定の電流
を流すと、鉄心47にはＡ相磁極44から相磁極45（56）
に向ってＡ相コイル48による起磁力が発生し、この起磁
力に伴う磁束と、永久磁石26によって生じた磁束が、極
歯44b,44dおよび45a（46a）,45c（46c）で互いに強め合
い、磁極44a,44cおよび45b（46b）,45d（46d）で互いに
打ち消し合い、これにより、図に点線φ_１で示す如く、
スケール41の歯部41aからＡ相磁極44の各極歯44b,44dに
流入した磁束が、永久磁石26に導かれて隣合う極歯44a,
44cに流入し、相磁極45（46）の各極歯45a（46a）,45
c（46c）から、スケール41の歯部41b（41c）に流入する
主磁束ループが形成される。この結果、極歯44b,44dと
歯部41aとが対向し、極歯45a（46a）,45c（46c）と歯部
41b（41c）とが対向する位置が磁気的に安定した位置と
なる。

第５図（ｂ）に示す様に、Ｂ相ブロック53のＢ相コイ
ル58に対し、図に示す×印から・印の方向へ所定の電流
を流すと、図に点線φ_２で示す主磁束が発生し、この結
果、Ｂ相磁極54の極歯54b,54dと歯部41aとが対向し、
磁極55（56）の極歯55a（56a）および極歯55c（56c）と
歯部41b（41c）とが対向する位置が磁気的に安定した位
置となる。

第５図（ｃ）に示す様に、Ａ相コイル48にと逆方向
へ所定の電流を流すと、図に点線φ_３で示す主磁束が発
生し、この結果、Ａ相磁極44の各極歯44a,44cと歯部41a
とが対向し、相磁極45,46の各極歯45b（46b）,45d（4
6d）と歯部41b（41c）とが対向する位置が磁気的に安定
した位置となる。

第４図（ｄ）に示す様に、Ｂ相コイル58にと逆方向
へ所定の電流を流すと、図に点線φ_４で示す主磁束が発
生し、この結果、Ｂ相磁極54の各極歯54a,54cと歯部41a
とが対向し、相磁極55,56の各極歯55b（56b）,55d（5
6d）と歯部41b（41c）とが対向する位置が磁気的に安定
した位置となる。

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、スライダ42が画面右方向へ移
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、スライダ42が図面左方向へ移
動する。

ここで、Ａ相コイル48とＢ相コイル58の両方に、常に電
流を供給する２相励磁方式によってスライダ42を駆動す
る場合においては、第６図（ａ）〜（ｄ）に示す順序
で、コイル48と58に、図に示す×印から・印の方向へ所
定の電流を流せばよい。

次に、第７図を参照して、この発明の第３実施例による
リニアパルスモータについて説明する。この第３実施例
においては、第１図に示すＡ相磁極24A,相磁極24、
Ｂ相磁極34B、および相磁極34に各々相当する４個
の磁極64A、64、64B、および64を同一の鉄心64によ
って構成し、各磁極にコイル65A、65、65B、65を各
々巻回している。そして、Ａ相側の磁極64Aと64の端
面の凹溝に挿入配置された永久磁石26と、Ｂ相側の磁極
64B,64の凹溝に挿入配置された永久磁石26とが、互い
に逆極性となるように配置されており、これにより、ス
ケール21の歯部21aが一列で済む構成となっている。

次に、第８図を参照して、この発明の第４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、図示せぬローラ等の支持機構によってスケール21
の長手方向（図に示す矢印Ｍ方向）へ移動自在に支持さ
れたスライダ82は、Ａ相磁極83Aと、Ｂ相磁極83Bと、Ｃ
相磁極83Cとを有する鉄心83と、各磁極83A〜83Cに各々
巻回されたコイル84A〜84Cとから構成されている。そし
て、各磁極83A,83B,83Cの、スケール21と対向する端面
には、一定間隔P/2で極歯と凹溝が形成され、各凹溝に
は永久磁石26が隣合うもの同志の極性が互いに逆方向と
なるよう各々に挿入配置されている。この場合、一側部
に位置する磁極83A、中央部に位置する磁極83B、他側部
に位置する磁極83Cの順に、スケール21の長手方向（Ｍ
方向）へ順次P/3ずつ変位して配置され、これにより、
Ａ相磁極83Aの各極歯部がスケール21の歯部21aと対向し
ている状態において、Ｂ相磁極83Bの各極歯が歯部21aか
らP/3変位し、Ｃ相磁極83Cの各極歯が歯部21aから２・P
/3変位する位置関係となる。

以上の構成において、第10図に示すような励磁シーケン
スで、Ａ相コイル84Aと、Ｂ相コイル84Bと、Ｃ相コイル
84Cに極性が反転するパルス電流を供給し、いわゆるバ
イポーラ駆動する場合の動作について説明する。

まず、第11図はスライダ82の各磁極83A〜83Cとスケール
21の各歯部21aとの間に発生する推力ベクトルを示す図
である。この図において、ＡはＡ相コイル84Aに正方向
に駆動電流を供給した場合に生じる推力ベクトルを示
し、はＡ相コイル84Aに負方向に駆動電流を供給した
場合に生じる推力ベクトルを示し、同様に、ＢおよびＣ
はＢ相コイル84BおよびＣ相コイル84Cに正方向に駆動電
流を供給した場合に各々生じる推力ベクトルを示し、
およびはＢ相コイル84BおよびＣ相コイル84Cに負方向
に駆動電流を供給した場合に各々生じる推力ベクトルを
示している。

そして、第10図にで示す期間においては、Ａ相コイル
84Aに正方向へ駆動電流が供給され、Ｂ相コイル84BとＣ
相コイル84Cには負方向へ駆動電流が供給されており、
第11図に示すように、ベクトルＡと、ベクトルと、ベ
クトルを合成したベクトルが推力ベクトルとなって、
スケール21とスライダ82間に作用する。その後、→
→…→で示す順序で、各コイル84A〜84Cに駆動電流を
供給すると、スライダ82の各磁極83A〜83Cとスケール21
の各歯部21aとの間に発生する推力ベクトルが第11図に
→→…→で示す順序で変化し、スケール21に対す
るスライダ82の磁気的安定点が移り変わる。このように
→→→…→の各励磁モードの順、または→
→…→→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、スライダ82が移動する。

次に、第９図を参照して、この発明の第５実施例による
３相リニアパルスモータについて説明する。この第５実
施例においては、第８図に示すＡ相磁極83A、Ｂ相磁極8
3B、およびＣ相磁極83Cに各々相当する３個の磁極93A,9
3B,93Cを、スケール91の幅方向に並列に配置することに
よって、鉄心93を構成し、各磁極にコイル95A、95B、95
Cを各々巻回している。そして、各磁極93A,93B,93Cのス
ケール91と対向する端面には、一定間隔P/2で極歯と凹
溝が形成され、各凹溝には永久磁石26が隣合うもの同志
の極性が互いに逆方向となるよう各々に挿入配置されて
いる。一方、スケール91の上面には、その長手方向へ沿
ってピッチＰの間隔で３列の歯部91a,91a,…、91b、91
b,…、および91c,91c…が各々形成されている。この場
合、歯部91a,91b,91cは、互いにP/3ずつずらして配置さ
れ、これにより、Ａ相磁極93Aの各極歯がスケール91の
歯部91aと対向している状態において、Ｂ相磁極93Bの各
極歯が歯部91aからP/3変位し、Ｃ相磁極93Cが歯部91aか
ら２・P/3変位する位置関係となっている。このような
構成において、前述した第４実施例と同様に、第10図に
示す励磁シーケンスで、Ａ相コイル94Aと、Ｂ相コイル9
4Bと、Ｃ相コイル94Cにパルス電流を供給することによ
って、スライダ92が移動する。

次に、上述した第４実施例および第５実施例による３相
リニアパルスモータの変形例について第12図および第13
図を参照して説明する。

まず、第12図において、スケール21の長手方向（矢印Ｍ
方向）へ移動自在に支持されてスライダ102は、Ａ相磁
極103Aと、相磁極103と、Ｂ相磁極103Bと、相磁
極103と、Ｃ相磁極103Cと、相磁極103とを有する
鉄心103と、これらの各磁極103A〜103に各々巻回され
たコイル104A〜104とから構成されている。そして、
各磁極103A〜103の、スケール21と対向する端面に
は、一定間隔P/2で極歯と凹溝が形成され、各凹溝には
永久磁石26が隣合うもの同志の極性が互いに逆方向とな
るよう各々に挿入配置されている。この場合、鉄心103
の各磁極103A〜103の順に、スケール21の長手方向
（Ｍ方向）へ順次P/6ずつ変位して配置されている。

また、第13図において、スライダ112は、Ａ相磁極113A
と、相磁極113と、Ｂ相磁極113Bと、相磁極113
と、Ｃ相磁極113Cと、相磁極113とを有する鉄心113
と、これらの各磁極113A〜113に各々巻回されたコイ
ル114A〜114とから構成されている。そして、各磁極1
13A〜113の、スケール21と対向する端面には、一定間
隔P/2で極歯と凹溝が形成され、各凹溝には永久磁石26
が隣合うもの同志の極性が互いに逆方向となるよう各々
に挿入配置されている。この場合、磁極113Aと113の
組、磁極113Bと113の組、および磁極113Cと113の組
は、スケール21の長手方向（Ｍ方向）へ順次P/3ずつ変
位して配置されている。

このような第12図および第13図に示す構成においても、
前述した第４実施例と同様の動作原理によって、スライ
ダ102および112が移動する。

次に、この発明の第６実施例であるディスク・ロータ型
・両面駆動式のパルスモータに適用した場合の構成につ
いて第14図（イ）〜（ニ）を参照して説明する。これら
の図において、150はハウジングであり、151はハウジン
グ150にベアリング152,153を介して回転自在に支持され
ているシャフトである。このシャフト151には、円板状
のロータ154がキー155によって固定されており、また、
ハウジング150内には、ロータ154の両面と各々所定の間
隙を隔てて対向する環状のステータ156,167が各々取り
付けられている。ロータ154は、非磁性体によって構成
される環状部材159と、この部材159によって支持され、
放射状にかつ等間隔に歯部161a,161a,…と凹溝161b,161
b,…が形成された円板状の磁性部材161とから構成され
ている。また、ステータ156は、第１図に示す各磁極24
A,24,34B,34と同様の位置関係を有する磁極165a〜1
65dが形成された鉄心165と、これらの磁極165a〜165dに
各々巻回されたコイル166a〜166dとから構成され、各磁
極165a〜165dのロータ154と対向する端面には、歯部161
aん形成間隔に対応させて、放射状にかつ等間隔に極歯
が形成され、各極歯の間の凹溝には、隣り合うもの同士
の極性が互いに逆方向となるように永久磁石162が各々
挿入配置されている。また、ステータ157も同様に構成
されている。以上の構成において、前述した第１実施例
（第１図〜第２図）と同様の動作原理でロータ154が回
転駆動され、シャフト151が回転する。

次に、この発明の第７実施例であるアウター・ロータ型
のパルスモータに適用した場合の構成について第15図を
参照して説明する。この図において、170は円筒状のア
ウター・ロータであり、内周面に等間隔に歯部171a,171
aが形成された磁性部材171によって構成されている。ま
た、ステータ174は、第12図に示す各磁極103A〜103と
同様の位置関係を有するＡ相磁極175A,B相磁極175B,C相
磁極175Cと、相磁極175，相磁極175，相磁極
175が形成された鉄心175と、これらの磁極175A〜175
に各々巻回されたコイル176A〜176とから構成さ
れ、上記各磁極175A〜175のロータ170と対向する端面
には、歯部171aの形成間隔に対応させて、等間隔に極歯
が形成され、各極歯の間の凹溝には、隣り合うもの同士
の極性が互いに逆方向となるように永久磁石172が各々
挿入配置されている。このようなステータ174が、シャ
フト178に固定されている。以上の構成において、前述
した第３実施例（第８図）と同様の動作原理でアウター
・ロータ170が回転駆動される。

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が可能である。

一次側スライダに、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。

コギングの除去、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（等価スキュー）を施しても構わない。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、一次側磁束発
生部の各磁極の、二次側スケールと対向する各端面に、
特定方向に沿って一定間隔で極歯と溝部を交互に形成
し、これら各溝部に、隣合うもの同志の極性が互いに逆
方向となるように永久磁石と各々挿入配置したので、各
磁極に巻回されたコイルに電流を流すと、一次側磁束発
生部の磁極のＳ極側の極歯から該磁極の溝部に配置され
永久磁石を介して隣合うＮ極側の極歯に流入し、さらに
該極歯から二次側スケールの歯部に流入した磁束が、一
次側磁束発生部のその他の磁極のＳ極側の極歯に流入
し、その磁極の溝部に配置された永久磁石を介して隣合
うＮ極側の極歯に流入した後、元の磁極に戻る主磁束ル
ープが形成され、これにより二次側スケールと対向する
各磁極の総面積を推力発生用に有効に利用することがで
き、従来の２倍の推力を得られ、例えば、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
も適用することが可能になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

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
タの構成を示す正面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は同実施
例によるリニアパルスモータを１相励磁方式によって駆
動した場合の動作を説明するための正面図、第３図
（イ）はこの発明の第２実施例によるリニアパルスモー
タの構成を示す一部切欠斜視図、同図（ロ）は同リニア
パルスモータのＡ相ブロックの構成を示す斜視図、第４
図は同リニアパルスモータの静止時における磁束経路を
説明するための図、第５図（ａ）〜（ｄ）は同リニアパ
ルスモータを１相励磁方式によって駆動した場合の動作
を説明するための図、第６図（ａ）〜（ｄ）は同リニア
パルスモータを２相励磁方式によって駆動した場合の動
作を説明するための図、第７図（イ）はこの発明の第３
実施例によるリニアパルスモータの構成を示す正面図、
同図（ロ）は同リニアパルスモータのスライダの構成を
示す底面図、第８図はこの発明の第４実施例による多相
リニアパルスモータの構成を示す正面図、第９図（イ）
はこの発明の第５実施例による多相リニアパルスモータ
のスライダの構成を示す正面図、同図（ロ）は同リニア
パルスモータのスライダの構成を示す一部切欠側面図、
同図（ハ）は同リニアパルスモータのスケールの構成を
示す平面図、第10図はこの発明の第４実施例および第５
実施例によるリニアパルスモータにおける励磁シーケン
スを説明するための図、第11図は同リニアパルスモータ
の各励磁モードにおける推力ベクトルを説明するための
図、第12図および第13図はこの発明の第４実施例の変形
例の構成を説明するための正面図、第14図（イ）はこの
発明の第６実施例によるディスク・ロータ型パルスモー
タの構成を示す部分断面図、同図（ロ）は同パルスモー
タのステータ側の構成を示す部分正面図、同図（ハ）は
同パルスモータのロータの構成を示す部分断面図、同図
（ニ）は同パルスモータのロータ側の構成を示す部分正
面図、第15図はこの発明の第７実施例によるアウター・
ロータ型パルスモータの内部構成を示す正面図、第16図
は従来のリニアパルスモータの磁気回路構成を示す図、
第17図（ａ）〜（ｄ）は同リニアパルスモータを２相励
磁方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。 21……スケール（二次側スケール）、 21a……歯部、 22……スライダ（一次側磁束発生部）、 24a,34a……極歯、 24b,34b……凹溝（溝部）、 26……永久磁石、 24,34……鉄心、 24A……Ａ相磁極、 25A……Ａ相コイル、 24……相磁極、 25……相コイル、 34B……Ｂ相磁極、 35B……Ｂ相コイル、 34……相磁極、 35……相コイル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】特定方向に沿って等間隔Ｐで歯部が形成さ
れた二次側スケールと、前記二次側スケールに対して前
記特定方向へ移動自在に支持された一次側磁束発生部と
からなり、前記一次側磁束発生部のコイルが巻回された
各磁極と、前記二次側スケールの各歯部との間に形成さ
れた各間隙に順次磁束を発生させることにより、前記一
次側磁束発生部を二次側スケールに対して相対移動させ
るパルスモータにおいて、前記一次側磁束発生部の各磁極の、前記二次側スケール
と対向する各端面に、前記特定方向に沿って一定間隔P/
2で極歯と溝部を交互に形成し、前記各溝部に、隣合う
もの同志の極性が互いに逆方向となるように永久磁石を
各々挿入配置したことを特徴とするパルスモータ。
【請求項２】前記二次側スケールの両面に前記歯部を形
成する一方、前記二次側スケールの両面の各歯部と各々
対向する一対の前記一次側磁束発生部を設け、これらの
一次側磁束発生部は、互いに連結され、かつ前記二次側
スケールに対して前記特定方向へ相対移動自在に支持さ
れていることを特徴とする請求項１記載のパルスモー
タ。