(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の上ヨークと、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の下ヨークと、両面多極着磁された板状のマグネットを２つ有する可動子と、長方形状に巻回された２つのコイル組立と、シャフトと、前記シャフトの支持機構を有する筒状のフレームとを有し、前記コイル組立の内側の長辺両側部に、前記上ヨークの極歯部と前記下ヨークの極歯部をそれぞれ互いに噛み合う位置に配し、さらに、前記上ヨークの極歯部及び前記下ヨークの極歯部の内側に、隙間を介して、前記マグネットを構成したことを特徴とする小型リニアパルスモータ。
【請求項２】
コイル組立の短辺側同士が隣接し、かつ前記コイル組立の内側空間部は同一方向となるように配置した請求項１記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項３】
可動子に２列の穴部を設け、２本のシャフトと嵌合して直線可動自在に前記可動子を支持した請求項２記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項４】
上ヨークと下ヨークはコの字形状とし、フレームはコの字形状とした請求項２記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項５】
上ヨークと下ヨークのつば部は分離し、フレーム中央部に切り欠け部を設けた請求項２記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項６】
２つのレールをリニアパルスモータの上下に設け、可動子は前記レール上で摺動し、前記可動子を直線可動自在に支持した請求項１記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項７】
可動子の端部に硬球などで球面部を設け、可動子と前記レールの摺動部の摩擦を低減した請求項６記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項８】
レールはコの字形状とし、フレームとは、はめ込みで嵌合する構成とした請求項６記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項９】
レールの長手部に湾曲部を設け、板バネの機能を付加した請求項６記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項１０】
可動子の上側はシャフトと固着し、前記可動子の下側はレールと摺動する構成とした請求項２記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項１１】
コイル組立を同軸上に上下方向に積み上げて、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の外ヨークと、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の内ヨークと、軸受機構を有する筒状のフレームと、両面多極着磁されたマグネットと、シャフトとを有する可動子からなる請求項１記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項１２】
シャフトにＤカット部を設け、１本の前記シャフトで可動子を直線可動自在に支持した請求項１１記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項１３】
フレームはカップ形状とした請求項１１記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項１４】
巻線を巻回する前に、予め外ヨークと内ヨークを樹脂でモールドした請求項１１記載の小型リニアパルスモータ。
【請求項１５】
コイル組立を構成するコイルボビンの内側に複数の突起部を設け、各ヨークの極歯部と嵌合させた請求項１１記載の小型リニアパルスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器、制御機器、電子機器、工作機械、半導体や液晶製造関連機器、医療関連機器等において、直線的な位置制御に使用される、ＰＭ型のリニアパルスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、珪素鋼板などを積層してステータヨークを構成するＨＢ型パルスモータとは異なり、容易に曲げ・しぼり加工が可能な鋼板を加工してステータヨークを構成するＰＭ型パルスモータに関するものである。
【０００３】
そのような構造のＰＭ型リニアパルスモータは特開平８−２２３９０１号公報に示されたものがある。図３１に従来のリニアパルスモータの構造を斜視図にて示す。図３１において、打ち抜きプレス加工より形成され極歯を有するステータヨーク３４１は所定の噛み合う位置に配列し、前記２つのステータヨークにはヨーク板３４２が掛け渡され、前記ヨーク板３４２にはコイル組立３４３が巻回されている。さらに平板状の磁石可動板３４４がギャップを介して、ステータヨーク３４１の長手方向に移動自在に配置されている。磁石可動板３４４はステータヨーク長手方向に極歯のピッチＰの２倍でＮ極とＳ極に着磁されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リニアパルスモータには、小型化が要求され、さらに直線推進力の向上と高効率化が要求され、さらに低振動、低騒音化が要求され、さらに静止位置精度の安定が要求され、さらに組立やすさ、量産性が要求されている。
【０００５】
しかしながら上記従来の構成では、磁石可動板の片面のみがステータヨークと対向しており、磁石可動板を移動する磁気的な直線推進力は、磁石可動板の片面側のみで発生するので、磁石可動板のステータヨーク側面においては推進力に寄与せず、効率が悪くなるおそれがあった。
【０００６】
本発明の小型リニアパルスモータは、前記課題を解決するものであり、推進力の向上、高効率化、低振動化、低騒音化、組立やすさ、量産性を図りながら、リニアパルスモータの小型化を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の上ヨークと、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の下ヨークと、両面多極着磁された板状のマグネットを２つ有する可動子と、長方形状に巻回された２つのコイル組立と、シャフトと、シャフトの支持機構を有する筒状のフレームとを有するリニアパルスモータにおいて、前記コイル組立の内側の長辺両側部に、前記上ヨークの極歯部と前記下ヨークの極歯部をそれぞれ互いに噛み合う位置に配し、さらに、前記上ヨークの極歯部及び前記下ヨークの極歯部の内側に、わずかな隙間を介して、前記マグネットを構成したものである。
【０００８】
この発明によれば、直線推進力の向上、高効率化、低振動、低騒音化、静止位置精度の安定、組立やすさ、量産性を図りながら、小型化を実現したＰＭ型リニアパルスモータが得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の上ヨークと、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の下ヨークと、両面多極着磁された板状のマグネットを２つ有する可動子と、長方形状に巻回された２つのコイル組立と、シャフトと、シャフトの支持機構を有する筒状のフレームとを有し、前記コイル組立の内側の長辺両側部に、前記上ヨークの極歯部と前記下ヨークの極歯部をそれぞれ互いに噛み合う位置に配し、さらに、前記上ヨークの極歯部及び前記下ヨークの極歯部の内側に、隙間を介して、前記マグネットを構成した小型リニアパルスモータである。
【００１０】
この構成により、コイル組立に流れる電流によって磁化される極歯部は、可動子のマグネット部の両面側に存在することにより、従来の片側面のみの場合より、磁気的な吸引力が向上し、可動子の推進力が向上する作用を有する。またマグネットと極歯部の間の空隙は両側でおよそ均等であり、可動子へ作用するリラクタンストルクはマグネット両側の極歯部におよそ均等に作用するので可動子の静止位置精度が安定しやすい。さらにコイル組立の内側に、ヨークの極歯部と、可動子のマグネット部を収納することにより、モータの厚み寸法を小さくできる作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、コイル組立の短辺側同士が隣接し、かつ前記コイル組立の内側空間部は同一方向となるように配置した請求項１記載の小型リニアパルスモータである。
【００１２】
この構成により、リニアパルスモータの厚み寸法を小さくし、リニアパルスモータの高さ寸法を小さくする作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項３記載の発明は、可動子に２列の穴部を設け、２本のシャフトと嵌合してにて直線可動自在に前記可動子を支持した請求項２記載の小型リニアパルスモータである。
【００１４】
この構成により、可動子は直線可動自在に支持され安定して直線可動し、可動子とシャフトの摺動部の摩擦が小さくなり、直線可動ロスが低減される作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、上ヨークと下ヨークはコの字形状とし、フレームはコの字形状とした請求項２記載の小型リニアパルスモータである。
【００１６】
この構成により、上ヨークと下ヨークのコの字形状部で磁気回路を形成するので、フレームにて磁路を形成する必要がなく前記シャフト、上ヨーク、下ヨークを支持する機能を持てばよいので加工・形状が容易なコの字形状で済む。また磁路を形成するつなぎ目は、上ヨークと下ヨークが接触する面１か所なので磁気抵抗を低減する作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項５記載の発明は、上ヨークと下ヨークのつば部は分離し、フレーム中央部に切り欠け部を設けた請求項２記載の小型リニアパルスモータである。
【００１８】
この構成により、各コイル相の上ヨーク及び下ヨークはそれぞれ磁気的に分離され、互いに磁気的に悪影響を及ぼす作用を低減する。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、２つのレールをリニアパルスモータの上下に設け、可動子は前記レール上で摺動し、前記可動子を直線可動自在に支持した請求項１記載の小型リニアパルスモータである。
【００２０】
この構成により、パルスモータの組立が容易になり、さらに可動子はレール部で摺動し、摺動部の摩擦が低減し、可動子の静止位置精度が安定する作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の発明は、可動子の端部に硬球などで球面部を設け、前記可動子とレールの摺動部の摩擦を低減した請求項６記載の小型リニアパルスモータである。
【００２２】
この構成により可動子とレールの摺動部の摩擦が低減し、さらに可動子の静止位置精度が安定する作用を有する。
【００２３】
本発明の請求項８に記載の発明は、レールはコの字形状とし、フレームとは、はめ込みで嵌合する構成とした請求項６記載の小型リニアパルスモータである。
【００２４】
この構成により、レールの組立が容易になり、またパルスモータの分解が容易になる作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項９に記載の発明は、レールの長手部に湾曲部を設け、板バネ機能を付加した請求項６記載の小型リニアパルスモータである。
【００２６】
この構成により、組立・加工精度による可動子の高さ寸法のばらつきを、レールの板バネ機能が吸収し、レールと可動子の摺動部に隙間・がたつきが生じることなく、常に安定して可動子が直線可動する作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項１０に記載の発明は、可動子の上側はシャフトと固着し、前記可動子の下側はレールと摺動する構成とした請求項２記載の小型リニアパルスモータである。
【００２８】
この構成により、モータの組立及び分解が容易になる作用を有する。
本発明の請求項１１に記載の発明は、コイル組立を同軸上に上下方向に積み上げて平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の外ヨークと平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の内ヨークと軸受機構を有する筒状のフレームと両面多極着磁されたマグネットとシャフトを有する可動子からなり、極歯を所定の位置で噛み合うよう、配置した請求項１記載の小型リニアパルスモータである。
【００２９】
この構成により、パルスモータの厚みを小さくし、パルスモータの可動方向の長さを小さくし、さらにマグネットを２つに分離することなく、１つの板状形状にて形成できる作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項１２に記載の発明は、シャフトにＤカット部を設け、１本の前記シャフトで可動子を直線可動自在に支持した請求項１１記載の小型リニアパルスモータである。
【００３１】
この構成により、可動子を直線自在に支持するためのシャフトは２本でなく、１本で形成し、部品点数を削減する作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項１３に記載の発明は、フレームはカップ形状とした請求項１１記載の小型リニアパルスモータである。
【００３３】
この構成により、パルスモータを組み立てる際、カップ形状の中に外ヨーク・コイル組立・内ヨークを挿入していく構成となり、組み立て易い作用を有し、またカップ状のフレームにより反シャフト側が閉蓋され異物混入を防ぐ作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項１４に記載の発明は、巻線を巻回する前に、予め外ヨークと内ヨークを樹脂でモールドした請求項１１記載の小型リニアパルスモータである。
【００３５】
この構成により、外ヨークと内ヨークが樹脂で固定され、電磁力による極歯部の振動を低減し、外ヨークと内ヨークの組立がたつきを低減する作用を有する。
【００３６】
本発明の請求項１５に記載の発明は、コイル組立を構成するコイルボビンの内側に複数の突起部を設け、各ヨークの極歯部と嵌合させた請求項１１記載の小型リニアパルスモータである。
【００３７】
この構成により、外ヨーク及び内ヨークをコイル組立に嵌合させる際、組立が容易になり、外ヨーク及び内ヨークの相対的な位置決めが容易になり、可動子の静止位置精度が安定する作用を有する。
【００３８】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００３９】
（実施例１）
本発明の第１の実施例について、図１〜図５を参照しながらその構成を説明する。
【００４０】
図１、図２、図３において、シャフトの支持機構１を有する長方形筒状のフレーム２に長方形状に巻回された２つのコイル組立３を挿入し、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の第１の上ヨーク４及び第２の上ヨーク５、並びに平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の第１の下ヨーク６と第２の下ヨーク７を、前記コイル組立３の巻回方向上下から挟み込む位置に配置している。その際、第１の上ヨーク４の極歯３０と第２の上ヨーク５の極歯３１と第１の下ヨーク６の極歯３２と第２の下ヨーク７の極歯３３は前記コイル組立３の内側に配置され、さらに第１の上ヨーク４の極歯３０と第１の下ヨーク６の極歯３２は互いに噛み合う位置に配置し、第２の上ヨーク５の極歯３１と第２の下ヨーク７の極歯３３は互いに噛み合う位置に配置している。さらに第１の上ヨーク４の極歯３０と第２の下ヨーク７の極歯３３は互いに向かい合う位置に配置し、第２の上ヨーク５の極歯３１と第１の下ヨーク６の極歯３２は互いに向かい合う位置に配置している。
【００４１】
そして第１の上ヨーク４と第２の上ヨーク５の間には、前記上ヨーク及び下ヨークの極歯３０，３１，３２，３３が並ぶ長手方向に両面多極着磁した板状のマグネット９を２つ有する可動子１０が両側にわずかな隙間を介して挿入され、前記可動子１０はシャフト１１にて直線可動自在に支持されている。図４，図５のように１つのマグネットの着磁ピッチすなわち隣合うＳ極の中心とＮ極の中心距離は、噛み合う極歯のピッチＰ１と略同一ピッチとしている。２つのマグネットの距離間は（Ｐ１の整数倍）＋（Ｐ１×０．５）とし、各ヨークの中央部の隙間距離はＰ１の整数倍としている。尚、２つのマグネットの距離間をＰの整数倍、各ヨークの中央部の隙間距離を（Ｐの整数倍）＋（Ｐ×０．５）と逆しても良い。
【００４２】
この構成により、可動子１０が有する板状のマグネット９の両側にヨークの極歯３１，３２，３３，３４が配置されることにより、磁気的な直線推進力は可動子１０の両面から励磁されるので推進力が向上し、またマグネット９とヨークの極歯３０，３１，３２，３３の間の空隙は両側でおよそ均等であり、可動子１０へ作用するリラクタンストルクはマグネット９の両側のヨークの極歯３０，３１，３２，３３におよそ均等に作用するので可動子１０の静止位置精度が安定しやすい。さらにコイル組立３の内側にヨークの極歯３０，３１，３２，３３とマグネット９を配置して収納したことにより、リニアパルスモータの厚みを小さくできる作用を有し、リニアパルスモータを小型化してさらに直線推進力を向上した、優れた小型リニアパルスモータを実現できる。
【００４３】
また、マイクロステップ駆動・正弦波駆動等の駆動方式で励磁することにより、微少ステップ位置制御を実現できる。さらに整列したヨークの極歯３０，３１，３２，３３の数を増すことにより、直線可動距離を大きくすることができる。またマグネット９の極数・面積を増やし、直線推進力を大きくしてもよい。
【００４４】
さらなる実施例として前記コイル組立３の配置について記す。
図２、図３に示す通り、コイル組立３の短辺側同士が隣接し、かつ前記コイル組立３の内側空間部は同一方向となるよう、コイル組立３の配置を明確にした点である。
【００４５】
この構成により、リニアパルスモータの厚み寸法Ｌ１は、１つのコイル組立３の短辺側寸法ａとフレーム２の板厚を加えた寸法に納まり、またリニアパルスモータのステータ部の高さ寸法Ｌ２は１つのコイル組立３の高さ寸法ｂに上ヨークつば部の板厚と下ヨークつば部の板厚を加えた寸法に納まり、リニアパルスモータの厚みを小さくし、かつ高さ寸法を小さくする作用を有する。なお、コイル組立３が３個以上の多相リニアパルスモータにおいても同様である。以上の構成により、全体の形状を小さくし占有体積を小さくした優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００４６】
さらなる実施例として、前記可動子１０の支持について記す。
図２に示すように、可動子１０に２列の穴部１２を設け、２本の前記シャフト１１と嵌合して直線可動自在に前記可動子１０を支持するよう明確にした点である。可動子１０の穴部１２とシャフト１１の外径はすきまばめとし、フレームの軸受部１とシャフト１１の外形は、シャフト挿入側はすきまばめ、反シャフト挿入側はしまりばめにして圧入固着としている。
【００４７】
この構成により、フレーム２の外側からシャフト１１を挿入して、可動子１０は２本のシャフト１１で直線可動自在に支持され安定して直線可動し、丸いシャフトを用いることにより可動子１０とシャフト１１の摺動部は面ではなく線となり摺動摩擦が小さくなり、直線可動ロスが低減される作用を有し、直線推進力を向上して高効率化した優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。なお摺動部にはグリス等を添加し、さらに摺動摩擦を低減してもよい。
【００４８】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について、図６〜図８を参照しながらその動作を説明する。図６〜図８において、コイル組立３の内側にヨークの極歯３０，３１，３２，３３と可動子１０を配置し、コイル組立３の短辺側同士が接する配置にした点は、実施例１を示す図１〜図３と同様なものである。図１〜図３と差異がある点は、前記上ヨーク４，５と下ヨーク６，７はコの字形状とし、前記フレーム２はコの字形状としたことである。コイル組立３の中心軸上下方向から上ヨーク４，５と下ヨーク６，７を挟み込むことにより、コイル組立３の長辺部外側は第１の上ヨーク４と第１の下ヨーク６でつながり、かつ第２の上ヨーク５と第２の下ヨーク７でつながるので、フレーム２を介さず磁路Ｒを形成できる。
【００４９】
この構成により、前記上ヨーク４，５と下ヨーク６，７のコの字形状部で磁路Ｒを形成するので、前記フレーム２にて磁路を形成する必要がなく前記シャフト１１、上ヨーク４，５、下ヨーク６，７を支持する機能を持てばよいのでフレーム２は形状が容易なコの字形状で済み、フレーム２の加工が容易であり、また磁気特性を考慮しない安価な材質で済み、量産性に優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。また磁路における磁気抵抗が大きくなる磁性体の接合部１３は、コイル組立３の外側の上ヨーク４，５と下ヨーク６，７の接合部それぞれ１ヶ所となり、フーレム２を介する場合の２ヶ所より減り、磁気抵抗が小さく高効率を実現できるものである。
【００５０】
（実施例３）
以下、本発明の第２の実施例について、図面を参照しながらその動作を説明する。
【００５１】
図９において、フレーム２を介さず磁路Ｒを形成した点は実施例２を示す図６〜図８と同様なものである。図６〜図８と差異がある点は、上ヨーク４，５または下ヨーク６，７どちらか一方側のみをコの字形状として外側のすそ部を長く配したことである。図１１では、下ヨーク６，７をコの字形状とした例を示している。この構成により、実施例２と同様の作用・効果があり、かつコの字形状に形成する部品は上ヨーク４，５または下ヨーク６，７のどちらか一方で済むので、加工が容易となる。
【００５２】
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施例について、図１０〜図１２を参照しながらその動作を説明する。
【００５３】
実施例４において、コイル組立３の内側にヨークの極歯３０，３１，３２，３３と可動子１０を配置し、コイル組立３の短辺側同士が接する配置にした点は、実施例１を示す図１〜図３と同様なものである。図１〜図３と差異がある点は図１０に示す通り、前記分離上ヨーク１５と分離下ヨーク１６のつば部はコイル組立３ごとに分離し、前記フレーム２の中央部に切り欠け部１４を設けたことである。
【００５４】
この構成により、コイル組立３ごとで構成される磁路はヨークのつば部とフレーム２で分離され各コイル組立３ごとの相において互いに及ぼす磁気的な悪影響を低減する作用を有し、可動子１０の静止位置精度が安定することができる優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。なお図１１のように向かい合うヨークを連結すれば部品点数を削減でき、図１２のようにヨークのつば部を除くとヨークの加工が容易になる。
【００５５】
（実施例５）
以下、本発明の第５の実施例について、図１３〜図１９を参照しながらその動作を説明する。
【００５６】
図１３，図１４において、コイル組立３の内側にヨークの極歯３０，３１，３２，３３と可動子１０を配置した点は、実施例１を示す図１〜図３と同様なものである。図１〜図３と差異がある点は図１３，図１４に示す通り、２つのレール１７をリニアパルスモータの上下に設け、前記可動子１０は前記レール１７上で摺動し、前記可動子１０を直線可動自在に支持したことである。
【００５７】
この構成により、フレーム２にコイル組立３と上ヨーク４，５と下ヨーク６，７と可動子１０を挿入後、最後にレール１７を上下から装着するのでパルスモータの組立が容易になり、さらに可動子１０はレール１７上で摺動し、摺動摩擦が低減する作用を有し、直線推進力を向上でき、かつ可動子１０の静止位置精度が安定することができる優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００５８】
さらなる実施例として前記可動子１０の形状を示す。図１５，図１６に示すように、可動子１０の端部に硬球１８などで球面部を設け、前記可動子１０と前記レール１７の摺動部は点で接触するよう明確化した点である。
【００５９】
この構成により、可動子１０とレール１７の摺動摩擦が低減しさらに可動子１０の静止位置精度が安定する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００６０】
さらなる実施例として前記レール１７と前記フレーム２の形状について記す。図１７、図１８において、前記レール１７はコの字形状とし、レール１７の両端部に凸部１９を設け、前記フレーム２の両端部には穴部２０を設け、前記レール１７の凸部１９と前記フレーム２の穴部２０上下よりはめ込みで嵌合するよう、レール１７の取付方法を明確にした点である。
【００６１】
この構成により、モータ組立工程が容易になり、量産性に優れた安価な小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００６２】
さらなる実施例として前記レールの形状について記す。図１９において、レール１７の長手部に曲げ加工部２１を設け、板バネとしての機能を付加した点である。
【００６３】
この構成により、組立・加工精度による可動子１０の高さ寸法のばらつきを、前記レール１７の板バネ機能が吸収し、また可動子１０の振動を吸収し、レール１７と可動子１０の摺動部に隙間が生じることなく、常に安定して可動子１０が直線可動する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００６４】
（実施例６）
以下、本発明の第６の実施例について、図２０〜図２２を参照しながらその動作を説明する。
【００６５】
図２０〜図２２において、コイル組立３の内側にヨークの極歯３０，３１，３２，３３と可動子１０を配置し、コイル組立３の短辺側同士が接する配置にした点は、実施例１を示す図１〜図３と同様なものである。図１〜図３と差異がある点は、前記可動子１０の上側は前記シャフト１１と固着し、前記可動子１０の下側はレール１７と摺動するようにした点である。シャフト１１はフレーム２の長手方向全長より大きく配し、可動子１０とシャフト１１は予め固着している。フレーム２には穴部２０と半円状シャフト支持部２２を設けている。この構成により、モータの組立及び分解が容易になる作用を有し、量産性に優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００６６】
（実施例７）
以下、本発明の第７の実施例について、図２３〜図３０を参照しながらその動作を説明する。
【００６７】
図２３〜図２５において、コイル組立３の内側にヨークの極歯３０，３１，３２，３３と可動子１０を配置した点は、実施例１を示す図１〜図３と同様なものである。図１〜図３と差異がある点は、前記コイル組立３と、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の外ヨーク２３と、平面状のつば部から垂直に突出形成した複数の極歯を有する軟磁性体の内ヨーク２４と、軸受機構１を有する筒状のフレーム２と両面多極着磁されたマグネット９とシャフト１１を有する可動子１０からなるリニアパルスモータにおいて、前記コイル組立３を同軸上に上下方向に積み上げて極歯を所定の位置で互いに噛み合うよう配置して構成したことである。また極歯のピッチＰに対し、２倍のピッチでＮ極とＳ極が着磁されている。
【００６８】
この構成により、パルスモータの厚みＬ１を小さくし、パルスモータの可動方向の長さＬ３を小さくし、さらにマグネット９は２つに分離するのではなく、１つの板状形状にて形成できる作用を有し、形状が小さく量産性に優れた安価な小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００６９】
さらなる実施例として前記シャフト１１の形状について記す。図２３，図２５において、前記シャフト１１にＤカット部を設け、１本のシャフトで可動子１０を直線可動自在に支持した点である。
【００７０】
この構成により、可動子１０を直線自在に固定するためのシャフト１１は２本でなく、１本で形成し、部品点数を削減する作用を有し、量産性に優れた安価な小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００７１】
さらなる実施例として前記フレーム２の形状について記す。
図２６において、前記フレーム２はカップ形状とした点である。
【００７２】
この構成により、パルスモータを組み立てる際、カップ形状の中に外ヨーク２３・コイル組立３・内ヨーク２４を挿入していく構成となり、組み立て易い作用を有し、また反シャフト側はカップ状のフレーム２６で閉蓋されることにより異物混入を低減する作用を有し、量産性に優れ、低振動・低騒音である小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００７３】
さらなる実施例として前記外ヨーク２３と内ヨーク２４の固定について記す。図２７において巻線を巻回する前に、予め前記外ヨーク２３と前記内ヨーク２４を樹脂２７でモールドした点である。図２８に樹脂モールドを施さない場合の断面斜視図、図２７に樹脂モールド後の断面斜視図を示す。この構成により、外ヨーク２３と内ヨーク２４が樹脂で固定され、電磁力による外ヨーク２３と内ヨーク２４の振動を低減し、外ヨーク２３と内ヨーク２４の組立がたつきを低減する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。また、樹脂モールドを施す場合、巻線を巻回するコイルボビン２８が不要であり、部品点数が削減できる。尚、実施例１〜６の場合に樹脂モールドしても同様の効果がある。
【００７４】
さらなる実施例としてコイルボビン２８の形状について記す。
図２９に示すように、コイル組立３を構成するコイルボビン２８の内側に複数の突起部２９を設け、各ヨークの極歯３０，３２と嵌合させた点である。図３０にコイルボビン２８と各ヨークを組み立てた後の例を示す。
【００７５】
この構成により、外ヨーク２３及び内ヨーク２４をコイル組立３に嵌合させる際、組立が容易になり、外ヨーク２３及び内ヨーク２４の相対的な位置決めが容易になり、可動子１０の静止位置精度が安定する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００７６】
尚、当実施例の突起部２９は長方形形状だが、円柱状でもよい。また実施例１〜６の場合に突起部２９を設けても同様の効果があり、突起部２９の数は１つ以上の場合で前記外ヨーク２３と内ヨーク２４の相対的な位置決めが容易にできる効果がある。
【００７７】
以上いくつかの実施例を説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その主旨の範囲で様々な展開が可能である。Ｄカットとはシャフト断面を異型にしてシャフトのまわりを回転できないようにすることであり、単にＤ型断面のみを言うのではない。コの字形状とは２つの面を対向させた形状を言い、Ｕ型その他の類似形状を含む。本明細書では、コイル組立に巻回されたコイルの軸の方向を垂直にして説明しており、上下方向とはこの軸の方向をいう。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように、請求項１記載の発明によれば、可動子が有する板状のマグネットの両側に極歯が配置されることにより、可動子は両面から励磁され、直線推進力が向上し、さらに静止位置精度が安定でき、またコイル組立の内側に極歯と可動子を配置して収納したことにより、リニアパルスモータの厚みを小さくできる作用を有し、リニアパルスモータを小型化してさらに直線推進力を向上して静止位置精度を安定した優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００７９】
また請求項２記載の発明によればコイル組立の短辺側同士が隣接し、かつ前記コイル組立の内側空間部は同一方向となるよう、コイル組立の配置を明確にして構成したことにより、リニアパルスモータの厚み寸法は、１つのコイル組立の短辺側寸法にフレームの板厚を加えた寸法に納まり、またリニアパルスモータのステータ部の高さ寸法は１つのコイル組立の高さ寸法に上ヨークつば部の板厚と下ヨークつば部の板厚を加えた寸法に納まり、リニアパルスモータの厚みを小さくし、かつ高さ寸法を小さくしてモータの体積を小さくすることができる優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８０】
また請求項３記載の発明によれば、可動子に２列の穴部を設け、２本のシャフトと嵌合して直線可動自在に前記可動子を支持して形成したことにより、可動子とシャフトの摺動部は面ではなく線となり摺動摩擦が小さくなり、直線可動ロスが低減され、直線推進力を向上して高効率化した優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８１】
また請求項４記載の発明によれば、上ヨークと下ヨークはコの字形状とし、フレームはコの字形状として形成したことにより、フレームの加工が容易であり、またフレームは磁気特性を考慮しない安価な材質で済み、量産性に優れ、さらに磁気抵抗が小さく高効率である優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８２】
また請求項５記載の発明によれば、上ヨークと下ヨークのつば部はコイル組立ごとに分離し、フレーム中央部に切り欠け部を設けたことにより、コイル組立ごとで構成される磁路はヨークのつば部とフレームで分離され各コイル組立ごとの相において互いに及ぼす磁気的な悪影響を低減する作用を有し、可動子の静止位置精度が安定することができる優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８３】
また請求項６記載の発明によれば、２つのレールをリニアパルスモータの上下に設け、可動子は前記レール上で摺動し、前記可動子を直線可動自在に支持して形成したことにより、パルスモータの組立が容易になり、さらに可動子はレール部で摺動し、摺動摩擦が低減して直線推進力を向上でき、かつ可動子の静止位置精度が安定することができる優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８４】
また請求項７記載の発明によれば、可動子の端部に硬球など球面部を設け、前記可動子とレールの摺動部は点で接触するように形成したことにより、可動子とレールの摺動摩擦が低減しさらに可動子の静止位置精度が安定する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８５】
また請求項８記載の発明によれば、レールはコの字形状とし、レールの両端部に凸部を設け、フレームの両端部には穴部を設け、前記レールの凸部と前記フレームの穴部はめ込みで嵌合するよう、レールの取付方法を明確にしたことにより、モータ組立工程が容易になり、量産性に優れた安価な小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８６】
また請求項９記載の発明によれば、レールの長手部に曲げ加工部を設け、板バネとしての機能を付加したことにより、レールと可動子の摺動部に隙間が生じることなく、常に安定して可動子が直線可動する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８７】
また請求項１０記載の発明によれば、可動子の上側は前記シャフトと固着し、前記可動子の下側はレールと摺動するように形成したことにより、モータの組立及び分解が容易になる作用を有し、量産性に優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８８】
また請求項１１記載の発明によれば、コイル組立を同軸上に上下方向に積み上げて構成したことにより、パルスモータの厚みを小さくし、パルスモータの可動方向の長さを小さくし、さらにマグネットは２つに分離するのではなく、１つの板状形状にて形成できる作用を有し、形状・体積が小さく量産性に優れた安価な小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００８９】
また請求項１２記載の発明によれば、シャフトにＤカット部を設け、１本のシャフトで可動子を直線可動自在に支持したことにより、可動子を直線自在に固定するためのシャフトは２本でなく、１本で形成し、部品点数を削減し、量産性に優れた安価な小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００９０】
また請求項１３記載の発明によれば、フレームはカップ形状として形成したことにより、パルスモータを組み立てる際、カップ形状の中に外ヨーク・コイル組立・内ヨークを挿入していく構成となり、組み立て易くなり、また反シャフト側はカップ状のフレームで閉蓋されることにより異物混入を低減して、量産性に優れ、低振動・低騒音である優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００９１】
また請求項１４記載の発明によれば、巻線を巻回する前に、予め外ヨークと内ヨークを樹脂でモールドして形成したことにより、外ヨークと内ヨークが樹脂で固定され、電磁力による外ヨークと内ヨークの振動を低減し、外ヨークと内ヨークの組立がたつきを低減する作用を有し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００９２】
また請求項１５記載の発明によれば、コイル組立を構成するコイルボビンの内側に複数の突起部を設け、各ヨークの極歯部と嵌合する構成としたことにより、外ヨーク及び内ヨークをコイル組立に嵌合させる際、組立が容易になり、外ヨーク及び内ヨークの相対的な位置決めが容易になり、可動子の静止位置精度が安定し、低振動・低騒音の優れた小型リニアパルスモータを実現できるものである。
【００９３】
以上のように本発明によれば、推進力の向上、高効率化、低振動化、低騒音化、組立やすさ、量産性の良さを実現した優れた小型リニアパルスモータを提供できる。そしてそれにより、ＯＡ機器、制御機器、電子機器、工作機械、半導体や液晶製造関連機器、医療関連機器等における直線的な位置制御用途の分野に貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における小型リニアパルスモータの断面図
【図２】本発明の第１の実施例における小型リニアパルスモータの組立前斜視図
【図３】本発明の第１の実施例における小型リニアパルスモータの斜視図
【図４】本発明の第１の実施例におけるヨークの斜視図（斜め方向）
【図５】本発明の第１の実施例におけるヨークとマグネットの斜視図（横方向）
【図６】本発明の第２の実施例における小型リニアパルスモータの組立前斜視図
【図７】本発明の第２の実施例における小型リニアパルスモータの斜視図
【図８】本発明の第２の実施例における小型リニアパルスモータの断面図
【図９】本発明の第３の実施例における小型リニアパルスモータの組立前斜視図
【図１０】本発明の第４の実施例における小型リニアパルスモータの組立前斜視図
【図１１】本発明の第４の実施例におけるヨークの斜視図
【図１２】本発明の第４の実施例におけるヨークの斜視図
【図１３】本発明の第５の実施例における小型リニアパルスモータの組立前斜視図
【図１４】本発明の第５の実施例における小型リニアパルスモータの斜視図
【図１５】本発明の第５の実施例における小型リニアパルスモータの断面図
【図１６】本発明の第５の実施例における可動子の斜視図
【図１７】本発明の第５の実施例におけるフレームとレール嵌合後の斜視図
【図１８】本発明の第５の実施例におけるレールの斜視図
【図１９】本発明の第５の実施例におけるレールの断面図
【図２０】本発明の第６の実施例における小型リニアパルスモータの断面図
【図２１】本発明の第６の実施例におけるフレームの斜視図
【図２２】本発明の第６の実施例における可動子の斜視図
【図２３】本発明の第７の実施例における小型リニアパルスモータの組立前斜視図
【図２４】本発明の第７の実施例における小型リニアパルスモータの断面図
【図２５】本発明の第７の実施例における小型リニアパルスモータの斜視図
【図２６】本発明の第７の実施例における小型リニアパルスモータの断面図
【図２７】本発明の第７の実施例における小型リニアパルスモータの断面斜視図
【図２８】樹脂モールドを施さない場合の小型リニアパルスモータの断面斜視図
【図２９】本発明の第７の実施例におけるコイルボビンの断面斜視図
【図３０】本発明の第７の実施例におけるコイルボビンにヨークを組み立てた時の断面斜視図
【図３１】従来のパルスモータ斜視図
【符号の説明】
１  シャフトの支持機構
２  フレーム
３，３４３  コイル組立
４  第１の上ヨーク
５  第２の上ヨーク
６  第１の下ヨーク
７  第２の下ヨーク
９  マグネット
１０  可動子
１１  シャフト
１２  穴部
１３  接合部
１４  切り欠け部
１５  分離上ヨーク
１６  分離下ヨーク
１７  レール
１８  硬球
１９  レールの凸部
２０  フレームの穴部
２１  曲げ加工部
２２  半円状シャフト支持部
２３  外ヨーク
２４  内ヨーク
２５  Ｄカット部
２６  カップ状のフレーム
２７  樹脂
２８  コイルボビン
２９  突起部
３０  第１の上ヨークの極歯
３１  第２の上ヨークの極歯
３２  第１の下ヨークの極歯
３３  第２の下ヨークの極歯
３４１  ステータヨーク
３４２  ヨーク板
３４４  磁石可動板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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