JP2002374664A - 駆動コイル、電動機及び直線駆動装置 - Google Patents
駆動コイル、電動機及び直線駆動装置Info
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- JP2002374664A JP2002374664A JP2001180623A JP2001180623A JP2002374664A JP 2002374664 A JP2002374664 A JP 2002374664A JP 2001180623 A JP2001180623 A JP 2001180623A JP 2001180623 A JP2001180623 A JP 2001180623A JP 2002374664 A JP2002374664 A JP 2002374664A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体軸受けが可能な駆動コイルを得る。ガイ
ドが簡潔で、特別な冷却手段を必要としない直線駆動装
置を得る。 【解決手段】 絶縁体の表面に螺旋状溝を施し、該溝に
溶融した導電体を流し込み凝固させて駆動コイル３０と
する。該駆動コイル３０の表面を滑らかな面とする。駆
動コイル３０の面を流体軸受け面とすることが可能にな
る。駆動コイル３０をベース１に取付、移動体２に取り
付けられた磁石４と駆動コイル３０を磁気ギャップをも
って対向させる。磁石４の表面も滑らかな面とし、この
駆動コイル３０面と磁石４の面間で空気軸受け部７とす
る。駆動コイル３０の励磁により移動体２は紙面垂直方
向に移動する。上下方向の空気軸受け部７を設けるだけ
でよく、移動体２のガイド手段が簡潔となる。又空気軸
受けの圧縮空気によりコイルが直接冷却されるから、特
別な冷却手段を必要としない。
ドが簡潔で、特別な冷却手段を必要としない直線駆動装
置を得る。 【解決手段】 絶縁体の表面に螺旋状溝を施し、該溝に
溶融した導電体を流し込み凝固させて駆動コイル３０と
する。該駆動コイル３０の表面を滑らかな面とする。駆
動コイル３０の面を流体軸受け面とすることが可能にな
る。駆動コイル３０をベース１に取付、移動体２に取り
付けられた磁石４と駆動コイル３０を磁気ギャップをも
って対向させる。磁石４の表面も滑らかな面とし、この
駆動コイル３０面と磁石４の面間で空気軸受け部７とす
る。駆動コイル３０の励磁により移動体２は紙面垂直方
向に移動する。上下方向の空気軸受け部７を設けるだけ
でよく、移動体２のガイド手段が簡潔となる。又空気軸
受けの圧縮空気によりコイルが直接冷却されるから、特
別な冷却手段を必要としない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機等で使用さ
れる駆動コイルに関する。特に移動体を直線状に駆動す
る直線駆動装置に適した電動機用の駆動コイル、及び該
コイルを用いた電動機、直線駆動装置に関する。
れる駆動コイルに関する。特に移動体を直線状に駆動す
る直線駆動装置に適した電動機用の駆動コイル、及び該
コイルを用いた電動機、直線駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動体を駆動し直線上を移動させる直線
駆動装置は、例えば電磁気力発生コイル等によって、移
動体を目標とする所定の方向へ直線変位移動させるもの
であるが、目標とする所定の方向以外への変位を拘束す
るために、通常、移動体をガイドするガイド手段が設け
られている。又、この直線駆動装置を精密に制御する場
合には、ガイド手段として流体軸受けが用いられてい
る。
駆動装置は、例えば電磁気力発生コイル等によって、移
動体を目標とする所定の方向へ直線変位移動させるもの
であるが、目標とする所定の方向以外への変位を拘束す
るために、通常、移動体をガイドするガイド手段が設け
られている。又、この直線駆動装置を精密に制御する場
合には、ガイド手段として流体軸受けが用いられてい
る。
【０００３】図６は、この従来の直線駆動装置の一例の
断面図である。ベース１には、ガイド部５が設けられ、
該ガイド部５にガイドされて移動体２が図６において紙
面垂直方向に移動する。ベース１の中央部には、紙面垂
直方向、すなわち移動体２の移動方向に駆動コイル３が
配設されており、該駆動コイル３に対向し、駆動コイル
と接触しないように磁気ギャップを確保して磁石４が移
動体２に取り付けられている。この移動体２の移動方向
に正確に変位させるように、この移動体２のガイド手段
として流体軸受けが用いられており、図６において、符
号７で囲んだ部分の相対向する面が空気軸受け面となっ
て、空気軸受け部を構成している。符号６は、移動体２
に設けられた空気軸受け用の圧縮空気通路であり、該圧
縮空気通路６から空気軸受け部７に圧縮空気を供給する
ようになっている。なお、符号８は、ベース１に対する
移動体２の相対移動を検出する位置・速度検出器であ
る。
断面図である。ベース１には、ガイド部５が設けられ、
該ガイド部５にガイドされて移動体２が図６において紙
面垂直方向に移動する。ベース１の中央部には、紙面垂
直方向、すなわち移動体２の移動方向に駆動コイル３が
配設されており、該駆動コイル３に対向し、駆動コイル
と接触しないように磁気ギャップを確保して磁石４が移
動体２に取り付けられている。この移動体２の移動方向
に正確に変位させるように、この移動体２のガイド手段
として流体軸受けが用いられており、図６において、符
号７で囲んだ部分の相対向する面が空気軸受け面となっ
て、空気軸受け部を構成している。符号６は、移動体２
に設けられた空気軸受け用の圧縮空気通路であり、該圧
縮空気通路６から空気軸受け部７に圧縮空気を供給する
ようになっている。なお、符号８は、ベース１に対する
移動体２の相対移動を検出する位置・速度検出器であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、直線
駆動装置においては、この直線駆動装置が発生する推進
力とガイド手段でガイドされて移動する移動体の変位方
向が完全に並行となるように、このガイド手段を設置し
なければならない。そのため、製造工程が複雑かつ困難
となる。特に、ガイド手段として流体軸受けを用いる場
合には、図６に示した従来例のようにその構造がさらに
複雑になり、精度よく組み立てることがさらに困難とな
る。又、ガイド手段を設けることは、装置全体の小型化
にも弊害となる。さらに、駆動コイルの発熱を抑えるた
めの冷却装置が必要であり、図６に示す例では省略して
いるが、駆動コイル３の中心部等に冷却用の孔を設け、
該孔に冷却媒体を流す等の冷却装置を必要とする。
駆動装置においては、この直線駆動装置が発生する推進
力とガイド手段でガイドされて移動する移動体の変位方
向が完全に並行となるように、このガイド手段を設置し
なければならない。そのため、製造工程が複雑かつ困難
となる。特に、ガイド手段として流体軸受けを用いる場
合には、図６に示した従来例のようにその構造がさらに
複雑になり、精度よく組み立てることがさらに困難とな
る。又、ガイド手段を設けることは、装置全体の小型化
にも弊害となる。さらに、駆動コイルの発熱を抑えるた
めの冷却装置が必要であり、図６に示す例では省略して
いるが、駆動コイル３の中心部等に冷却用の孔を設け、
該孔に冷却媒体を流す等の冷却装置を必要とする。
【０００５】そこで、本発明は、電動機用の駆動コイル
を提供することにあり、特に、直線駆動装置の駆動コイ
ルに適した電動機用の駆動コイルを提供する。又、該電
動機コイルを用いた直線駆動装置を提供する。
を提供することにあり、特に、直線駆動装置の駆動コイ
ルに適した電動機用の駆動コイルを提供する。又、該電
動機コイルを用いた直線駆動装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる発明
は、絶縁体の表面に設けられた螺旋溝に導電体を流し込
んで螺旋状コイルを形成し駆動コイルとした。請求項２
に係わる発明は、この螺旋状溝を６条ネジ構造の螺旋溝
としこの溝に導電体を流し込んで３相推進磁界発生させ
るための駆動コイルとした。
は、絶縁体の表面に設けられた螺旋溝に導電体を流し込
んで螺旋状コイルを形成し駆動コイルとした。請求項２
に係わる発明は、この螺旋状溝を６条ネジ構造の螺旋溝
としこの溝に導電体を流し込んで３相推進磁界発生させ
るための駆動コイルとした。
【０００７】又、請求項３に係わる発明は、このような
駆動コイルを用いた電動機である。さらに、請求項４に
係わる発明は、直線状に移動させる電動機である直線駆
動装置のコイルを上記駆動コイルで構成するものであ
る。すなわち、表面に磁石を配置した第１要素と、コイ
ルを有する第２要素とを備え、前記磁石面と前記コイル
面とを間隙を介して対向させ、前記コイルを励磁するこ
とにより前記第１及び第２要素間に相対的な直線運動を
発生させる直線駆動装置において、前記第２要素を上述
した駆動コイルで構成する。さらに、請求項５に係わる
発明は、前記第２要素のコイルを有する表面を滑らかに
加工して駆動面を形成し、該駆動面とこれに対向する前
記第１要素との間隙を流体軸受けとした。又、請求項６
に係わる発明は、前記間隙に供給する流体軸受け用の流
体により前記第２要素のコイルを直接冷却することによ
り特別な冷却手段を必要としないようにした。さらに、
上述した直線駆動装置を複数個並設して１つの移動体を
変位させ、各直線駆動装置のコイルを独立に制御して移
動体の変位方向に対する姿勢を制御可能とした。
駆動コイルを用いた電動機である。さらに、請求項４に
係わる発明は、直線状に移動させる電動機である直線駆
動装置のコイルを上記駆動コイルで構成するものであ
る。すなわち、表面に磁石を配置した第１要素と、コイ
ルを有する第２要素とを備え、前記磁石面と前記コイル
面とを間隙を介して対向させ、前記コイルを励磁するこ
とにより前記第１及び第２要素間に相対的な直線運動を
発生させる直線駆動装置において、前記第２要素を上述
した駆動コイルで構成する。さらに、請求項５に係わる
発明は、前記第２要素のコイルを有する表面を滑らかに
加工して駆動面を形成し、該駆動面とこれに対向する前
記第１要素との間隙を流体軸受けとした。又、請求項６
に係わる発明は、前記間隙に供給する流体軸受け用の流
体により前記第２要素のコイルを直接冷却することによ
り特別な冷却手段を必要としないようにした。さらに、
上述した直線駆動装置を複数個並設して１つの移動体を
変位させ、各直線駆動装置のコイルを独立に制御して移
動体の変位方向に対する姿勢を制御可能とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態の駆
動コイルとその製造方法の説明図である。図１（ａ）示
すように、セラミックなどで形成される円柱、角柱等の
絶縁体１１の長手方向表面に螺旋状の溝１２を形成す
る。次に図１（ｂ）に示すように、該溝１２に溶融した
金属などの導電体１３を流し込み凝固させ、表面を加工
して溝１２以外の部分で導電体１３が短絡しないようす
れば、絶縁体１１には螺旋状の導電体１３による巻線無
しコイル１０が形成される。この巻線無しコイル１０の
表面を流体軸受けように滑らかに加工すれば、流体軸受
け一体型コイルを作ることができる。
動コイルとその製造方法の説明図である。図１（ａ）示
すように、セラミックなどで形成される円柱、角柱等の
絶縁体１１の長手方向表面に螺旋状の溝１２を形成す
る。次に図１（ｂ）に示すように、該溝１２に溶融した
金属などの導電体１３を流し込み凝固させ、表面を加工
して溝１２以外の部分で導電体１３が短絡しないようす
れば、絶縁体１１には螺旋状の導電体１３による巻線無
しコイル１０が形成される。この巻線無しコイル１０の
表面を流体軸受けように滑らかに加工すれば、流体軸受
け一体型コイルを作ることができる。
【０００９】図２は、本発明の三相交流で推進磁界を発
生させる駆動コイルの一実施形態の説明図である。上述
したような螺旋状の溝を６条ネジの構造にして端面で配
線することにより、三相交流で推進磁界を発生させるよ
うにしたものである。
生させる駆動コイルの一実施形態の説明図である。上述
したような螺旋状の溝を６条ネジの構造にして端面で配
線することにより、三相交流で推進磁界を発生させるよ
うにしたものである。
【００１０】この三相交流で推進磁界を発生させる駆動
コイル（以下三相用駆動コイルという）２０は、図２に
おいて、右側のＵ相入力端子Ｕｉから＋Ｕの溝に流し込
まれた導電体１３によって、螺旋状に絶縁体１１の円柱
又は角柱の表面に形成され、他方の端部の＋Ｕの端子ま
で連続的にこの導電体１３は繋がっている。そして他方
の端部において、−Ｕと付した端子に導線等で結線され
−Ｕと付した導電体１３が螺旋状に繋がり、出力端子Ｕ
ｏで終わっている。
コイル（以下三相用駆動コイルという）２０は、図２に
おいて、右側のＵ相入力端子Ｕｉから＋Ｕの溝に流し込
まれた導電体１３によって、螺旋状に絶縁体１１の円柱
又は角柱の表面に形成され、他方の端部の＋Ｕの端子ま
で連続的にこの導電体１３は繋がっている。そして他方
の端部において、−Ｕと付した端子に導線等で結線され
−Ｕと付した導電体１３が螺旋状に繋がり、出力端子Ｕ
ｏで終わっている。
【００１１】同様に、Ｖ相についても、Ｖ相入力端子Ｖ
ｉから＋Ｖで示す螺旋状導電体１３の他端の端部から導
線で−Ｖで示す螺旋状導電体１３に接続され、出力端子
Ｖｏまで繋がっている。又、Ｗ相についても、Ｗ相入力
端子Ｗｉから＋Ｗで示す螺旋状導電体１３の他端の端部
から導線で−Ｗで示す螺旋状導電体１３に接続され、出
力端子Ｗｏまで繋がっている。
ｉから＋Ｖで示す螺旋状導電体１３の他端の端部から導
線で−Ｖで示す螺旋状導電体１３に接続され、出力端子
Ｖｏまで繋がっている。又、Ｗ相についても、Ｗ相入力
端子Ｗｉから＋Ｗで示す螺旋状導電体１３の他端の端部
から導線で−Ｗで示す螺旋状導電体１３に接続され、出
力端子Ｗｏまで繋がっている。
【００１２】そして、各相の出力端子Ｕｏ、Ｖｏ、Ｗｏ
は結線されて、この３相駆動コイルはＹ形結線で構成さ
れている。入力端子Ｕｉ、Ｖｉ、Ｗｉに３相電源のＵ、
Ｖ、Ｗ相を接続し、電流を流せば、図２に矢印で示すよ
うに（図２において右から左）推進磁界を発生させるこ
とができる。
は結線されて、この３相駆動コイルはＹ形結線で構成さ
れている。入力端子Ｕｉ、Ｖｉ、Ｗｉに３相電源のＵ、
Ｖ、Ｗ相を接続し、電流を流せば、図２に矢印で示すよ
うに（図２において右から左）推進磁界を発生させるこ
とができる。
【００１３】このような駆動コイル１０，２０を電動機
の駆動コイルとして使用し電動機を構成することができ
る。上述したような駆動コイルを用いて、回転式の通常
の電動機を構成することができるが、図３は、図６に示
したようなタイプの直線駆動装置のコイルに上述した駆
動コイルを適用した本発明の一実施形態である。この実
施形態では駆動コイルとして３相用駆動コイル３０を使
用した例を示している。
の駆動コイルとして使用し電動機を構成することができ
る。上述したような駆動コイルを用いて、回転式の通常
の電動機を構成することができるが、図３は、図６に示
したようなタイプの直線駆動装置のコイルに上述した駆
動コイルを適用した本発明の一実施形態である。この実
施形態では駆動コイルとして３相用駆動コイル３０を使
用した例を示している。
【００１４】この実施形態と図６に示した従来例と相違
する点は、駆動コイルが異なることと、該駆動コイル３
０と磁石４間において、流体軸受けとする点が主な相違
点である。ベース１の中央部には、上述した絶縁体１１
の溝に溶融導電体を流し込み凝固させて形成した四角柱
の駆動コイル３０が紙面垂直方向を長手方向にして固定
されている。この駆動コイル３０の表面は、流体軸受け
を構成するために少なくとも磁石と対面する面は滑らか
に形成されている。
する点は、駆動コイルが異なることと、該駆動コイル３
０と磁石４間において、流体軸受けとする点が主な相違
点である。ベース１の中央部には、上述した絶縁体１１
の溝に溶融導電体を流し込み凝固させて形成した四角柱
の駆動コイル３０が紙面垂直方向を長手方向にして固定
されている。この駆動コイル３０の表面は、流体軸受け
を構成するために少なくとも磁石と対面する面は滑らか
に形成されている。
【００１５】ベース１と該ベース１に止めネジ等で固定
される取り付け板９によって、移動体２が紙面垂直方向
に移動可能に係合されている。該移動体２には、駆動コ
イル３０の側面と対向するように磁石４が取り付けられ
ており、該磁石４と駆動コイル３０の面とは接触しない
ように磁気ギャップが設けられ、かつこの対向面で空気
軸受け部７を構成しており、駆動コイル３０と磁石の対
向面はそれぞれ空気軸受けを構成するように滑らかに形
成されている。
される取り付け板９によって、移動体２が紙面垂直方向
に移動可能に係合されている。該移動体２には、駆動コ
イル３０の側面と対向するように磁石４が取り付けられ
ており、該磁石４と駆動コイル３０の面とは接触しない
ように磁気ギャップが設けられ、かつこの対向面で空気
軸受け部７を構成しており、駆動コイル３０と磁石の対
向面はそれぞれ空気軸受けを構成するように滑らかに形
成されている。
【００１６】図３に示されるように、ベース１と移動体
２間には、ベース１の図面において左右両側の面及び取
り付け板９と移動体２間に上下方向の空気軸受け部７が
形成され、又、上述したように駆動コイル３０と磁石４
との間に左右方向の空気軸受け部７が形成されている。
これら空気軸受け部７には、空気軸受け用の圧縮空気流
路６から圧縮空気が供給されるようになっている。
２間には、ベース１の図面において左右両側の面及び取
り付け板９と移動体２間に上下方向の空気軸受け部７が
形成され、又、上述したように駆動コイル３０と磁石４
との間に左右方向の空気軸受け部７が形成されている。
これら空気軸受け部７には、空気軸受け用の圧縮空気流
路６から圧縮空気が供給されるようになっている。
【００１７】ベース１と移動体２の対向する面は、上述
した空気軸受け部７の部分以外の部分は、若干その間隙
が大きく形成されており、図３において左右に設けられ
たベース１及び取り付け板９と移動体２間の空気軸受け
部７で上下方向の軸受けを行い、移動体２の移動をガイ
ドする。又、駆動コイル３０と磁石４との間の空気軸受
け部７によって、図３において左右方向の軸受けを行
い、移動体２は、ベース本体、取り付け板９、駆動コイ
ル３０によってガイドされ紙面垂直方向移動することに
なる。なお、図３において、符号８は、ベース１に対す
る移動体２の相対移動を検出する位置・速度検出器であ
る。
した空気軸受け部７の部分以外の部分は、若干その間隙
が大きく形成されており、図３において左右に設けられ
たベース１及び取り付け板９と移動体２間の空気軸受け
部７で上下方向の軸受けを行い、移動体２の移動をガイ
ドする。又、駆動コイル３０と磁石４との間の空気軸受
け部７によって、図３において左右方向の軸受けを行
い、移動体２は、ベース本体、取り付け板９、駆動コイ
ル３０によってガイドされ紙面垂直方向移動することに
なる。なお、図３において、符号８は、ベース１に対す
る移動体２の相対移動を検出する位置・速度検出器であ
る。
【００１８】図４は、本発明の第２の実施形態の説明図
で、この実施形態では、４角柱の駆動コイル４０の左
右、上下の面において空気軸受け面を構成し、これらの
面部において空気軸受け部７を形成した例を示してい
る。すなわち、移動体２の中央部には、上述した絶縁体
１１の溝に溶融導電体を流し込み凝固させて形成した４
角柱の駆動コイル４０が貫通し、該駆動コイル４０の長
手方向が紙面垂直方向となるように配置されている。図
４において、この駆動コイル４０の左右の面に磁気ギャ
ップをもって対向するように移動体２に磁石４が固着さ
れている。
で、この実施形態では、４角柱の駆動コイル４０の左
右、上下の面において空気軸受け面を構成し、これらの
面部において空気軸受け部７を形成した例を示してい
る。すなわち、移動体２の中央部には、上述した絶縁体
１１の溝に溶融導電体を流し込み凝固させて形成した４
角柱の駆動コイル４０が貫通し、該駆動コイル４０の長
手方向が紙面垂直方向となるように配置されている。図
４において、この駆動コイル４０の左右の面に磁気ギャ
ップをもって対向するように移動体２に磁石４が固着さ
れている。
【００１９】そして、移動体２に設けられた空気軸受け
用圧縮空気通路６を介して、移動体２と駆動コイル４０
が対向する上下左右の空気軸受け部７に、圧縮空気が供
給されて、移動体２は、駆動コイル４０にガイドされて
紙面垂直方向に移動する。この実施形態では、移動体２
は、駆動コイル４０によって、ガイドされることになる
から、特別なガイド手段を他に設ける必要がなくなる。
用圧縮空気通路６を介して、移動体２と駆動コイル４０
が対向する上下左右の空気軸受け部７に、圧縮空気が供
給されて、移動体２は、駆動コイル４０にガイドされて
紙面垂直方向に移動する。この実施形態では、移動体２
は、駆動コイル４０によって、ガイドされることになる
から、特別なガイド手段を他に設ける必要がなくなる。
【００２０】なお、図４に示した実施形態では、駆動コ
イル４０の左右の面に対向してのみ移動体２に磁石４を
配置したが、上限面に対しても対向するように磁石を移
動体２に配設してもよい。
イル４０の左右の面に対向してのみ移動体２に磁石４を
配置したが、上限面に対しても対向するように磁石を移
動体２に配設してもよい。
【００２１】図５は、本発明の第３の実施形態のヨー、
ピッチ補正機能付きの直線駆動装置の断面図である。こ
の実施形態においては、複数（図５に示す例は３つ）の
直線駆動装置が並設され、移動体２の変位方向、ピッ
チ、ヨーをセンサ等で検出し、この３つの直線駆動装置
の駆動コイルを駆動制御して、移動体の変位方向に対す
るピッチ、ヨーを補正できるようにしたものである。な
お、この実施形態においては、３つの直線駆動装置を用
いて全体として１つの移動体を駆動させて直線駆動装置
を構成するものであるから、３つの直線駆動装置を直線
駆動機構とよび、３つの直線駆動機構で構成される全体
を直線駆動装置という。
ピッチ補正機能付きの直線駆動装置の断面図である。こ
の実施形態においては、複数（図５に示す例は３つ）の
直線駆動装置が並設され、移動体２の変位方向、ピッ
チ、ヨーをセンサ等で検出し、この３つの直線駆動装置
の駆動コイルを駆動制御して、移動体の変位方向に対す
るピッチ、ヨーを補正できるようにしたものである。な
お、この実施形態においては、３つの直線駆動装置を用
いて全体として１つの移動体を駆動させて直線駆動装置
を構成するものであるから、３つの直線駆動装置を直線
駆動機構とよび、３つの直線駆動機構で構成される全体
を直線駆動装置という。
【００２２】移動体２には、互いに等間隔位置に３つの
直線駆動機構が配置されている。図５に示す例では、直
線駆動機構の駆動コイル５０は、円柱形状に形成されて
いる。この駆動コイル５０も前述したように、絶縁体の
溝に溶融導電体を流し込み凝固させて、表面を滑らかに
形成されたもので、この駆動コイル５０の長手方向が図
５の紙面垂直方向として配置され、移動体２はこの駆動
コイル５０にガイドされて紙面垂直方向に移動する。
直線駆動機構が配置されている。図５に示す例では、直
線駆動機構の駆動コイル５０は、円柱形状に形成されて
いる。この駆動コイル５０も前述したように、絶縁体の
溝に溶融導電体を流し込み凝固させて、表面を滑らかに
形成されたもので、この駆動コイル５０の長手方向が図
５の紙面垂直方向として配置され、移動体２はこの駆動
コイル５０にガイドされて紙面垂直方向に移動する。
【００２３】移動体２には、３つの直線駆動機構が配設
される位置に貫通孔が設けられ、該孔に、空気軸受け用
圧縮空気通路６を形成するための管状部材５１が嵌合さ
れている。この管状部材５１は、軸方向の１以上の位置
に周方向に全周にわたって溝が形成され（必ずしも全周
にわたってこの溝は形成しなくてもよく、後述するよう
に圧縮空気通路の穴６ｂと穴６ｄを連結するようにその
溝を形成すればよい）、管状部材５１が移動体の孔に嵌
合されたときこの溝が圧縮空気通路６ｃを形成するよう
になっている。
される位置に貫通孔が設けられ、該孔に、空気軸受け用
圧縮空気通路６を形成するための管状部材５１が嵌合さ
れている。この管状部材５１は、軸方向の１以上の位置
に周方向に全周にわたって溝が形成され（必ずしも全周
にわたってこの溝は形成しなくてもよく、後述するよう
に圧縮空気通路の穴６ｂと穴６ｄを連結するようにその
溝を形成すればよい）、管状部材５１が移動体の孔に嵌
合されたときこの溝が圧縮空気通路６ｃを形成するよう
になっている。
【００２４】さらに、この管状部材５１の内側には、そ
の内側に管状に磁石４がとりつけられた管状の磁石取付
部材４ａが嵌合している。そして、この磁石４、磁石取
付部材４ａ及び管状部材５１には、前記環状部材５１の
圧縮空気通路６の溝から磁石４の表面まで連通する孔が
複数（図では４個）設けられこれが圧縮空気通路６ｄ形
成する。
の内側に管状に磁石４がとりつけられた管状の磁石取付
部材４ａが嵌合している。そして、この磁石４、磁石取
付部材４ａ及び管状部材５１には、前記環状部材５１の
圧縮空気通路６の溝から磁石４の表面まで連通する孔が
複数（図では４個）設けられこれが圧縮空気通路６ｄ形
成する。
【００２５】さらに、管状の磁石４に対して所定の磁気
ギャップをもって対向するように、駆動コイル５０が挿
入されている。又、移動体２には、圧縮空気通路６を形
成するための軸方向の穴６ａが形成されている。この穴
６ａと溝で構成される圧縮空気通路６ｃは圧縮空気通路
６ｂで連結されている。なお、図５において符号５２
は、軸方向に形成された圧縮空気通路６ａ用の孔と前記
管状部材５１に形成した溝によって構成される圧縮空気
通路６ｃに連通させるための穴の圧縮空気通路６ｂを加
工した後、該移動体２の外部へと連通する部分を閉鎖し
た閉鎖部材である。
ギャップをもって対向するように、駆動コイル５０が挿
入されている。又、移動体２には、圧縮空気通路６を形
成するための軸方向の穴６ａが形成されている。この穴
６ａと溝で構成される圧縮空気通路６ｃは圧縮空気通路
６ｂで連結されている。なお、図５において符号５２
は、軸方向に形成された圧縮空気通路６ａ用の孔と前記
管状部材５１に形成した溝によって構成される圧縮空気
通路６ｃに連通させるための穴の圧縮空気通路６ｂを加
工した後、該移動体２の外部へと連通する部分を閉鎖し
た閉鎖部材である。
【００２６】軸方向の穴の圧縮空気通路６ａに供給され
た圧縮空気は、圧縮空気通路６ｂ、６ｃ、６ｄを介して
磁石４と駆動コイル５０の対向面に導入され、この磁石
４と駆動コイル５０の対向面が空気軸受け面となり、移
動体２は、３つの駆動コイル５０にガイドされて図５紙
面垂直方向に移動する。この場合、移動体２の移動方向
である図５の紙面垂直方向に対して移動体２が傾く、ヨ
ー、ピッチをセンサで検出し、その傾き方向に応じて、
３つの直線駆動機構の駆動コイル５０を励磁を制御する
ことによって、ヨー、ピッチ補正を行うことが可能とな
り、位置精度の高い精密直線駆動装置を得ることができ
る。
た圧縮空気は、圧縮空気通路６ｂ、６ｃ、６ｄを介して
磁石４と駆動コイル５０の対向面に導入され、この磁石
４と駆動コイル５０の対向面が空気軸受け面となり、移
動体２は、３つの駆動コイル５０にガイドされて図５紙
面垂直方向に移動する。この場合、移動体２の移動方向
である図５の紙面垂直方向に対して移動体２が傾く、ヨ
ー、ピッチをセンサで検出し、その傾き方向に応じて、
３つの直線駆動機構の駆動コイル５０を励磁を制御する
ことによって、ヨー、ピッチ補正を行うことが可能とな
り、位置精度の高い精密直線駆動装置を得ることができ
る。
【００２７】上述した各実施形態では、コイルの発熱に
対する冷却手段を特別に設けていない。それは、コイル
の電流が流れ発熱する部分に直接空気軸受け用の空気が
接して流れ、コイルを冷却することになるから、空気軸
受け自体によってコイルの発熱を抑制できるからであ
る。
対する冷却手段を特別に設けていない。それは、コイル
の電流が流れ発熱する部分に直接空気軸受け用の空気が
接して流れ、コイルを冷却することになるから、空気軸
受け自体によってコイルの発熱を抑制できるからであ
る。
【００２８】なお、上述した各実施形態においては、流
体軸受けとして空気軸受けの例を示したが、空気以外の
気体や油などの液体を用いて流体軸受けとしてもよい。
体軸受けとして空気軸受けの例を示したが、空気以外の
気体や油などの液体を用いて流体軸受けとしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明の駆動コイルは流体軸受けの軸受
け面を構成することができるから、電動機に使用したと
き、この駆動コイル面を流体軸受けとして使用し、電磁
気力発生源と、軸受けと、コイルの冷却とを同時に行う
ことができる。特に直線駆動装置にこの駆動コイルを用
いたとき、従来必要としたガイド手段をこの駆動コイル
の面で流体軸受け面を構成し、移動体をガイドすること
ができるから、特別なガイド手段を必要としない、若し
くはガイド手段を簡潔に構成することができ、冷却手段
も必要がないことから、小型化が可能になる。
け面を構成することができるから、電動機に使用したと
き、この駆動コイル面を流体軸受けとして使用し、電磁
気力発生源と、軸受けと、コイルの冷却とを同時に行う
ことができる。特に直線駆動装置にこの駆動コイルを用
いたとき、従来必要としたガイド手段をこの駆動コイル
の面で流体軸受け面を構成し、移動体をガイドすること
ができるから、特別なガイド手段を必要としない、若し
くはガイド手段を簡潔に構成することができ、冷却手段
も必要がないことから、小型化が可能になる。
【図１】本発明の一実施形態の駆動コイルとその製造方
法の説明図である。
法の説明図である。
【図２】三相交流で推進磁界を発生させる駆動コイルの
一実施形態の説明図である。
一実施形態の説明図である。
【図３】本発明の直線駆動装置の第１の実施形態であ
る。
る。
【図４】本発明の直線駆動装置の第２の実施形態の要部
説明図である。
説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態であるヨー、ピッチ補
正機能付きの直線駆動装置の断面図である。
正機能付きの直線駆動装置の断面図である。
【図６】従来の直線駆動装置の一例の断面図である。
１ ベース ２ 移動体 ３，１０，２０，３０，４０，５０ 駆動コイル ４ 磁石 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 空気軸受け用圧縮空気通
路 ７ 空気軸受け部 １１ 絶縁体 １２ 溝 １３ 導電体
路 ７ 空気軸受け部 １１ 絶縁体 １２ 溝 １３ 導電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｋ 3/04 Ｈ０２Ｋ 3/04 Ｚ (72)発明者 見波 弘志 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 新野 秀憲 神奈川県横浜市緑区長津田町4259東京工業 大学内 (72)発明者 橋詰 等 神奈川県横浜市緑区長津田町4259東京工業 大学内 Ｆターム(参考） 3J102 AA02 BA05 CA07 CA19 EA02 EA06 EA13 5H603 AA12 BB01 BB09 BB15 CA01 CA05 CB01 CC01 CC19 CE11 5H641 BB06 BB14 BB16 BB19 GG02 GG05 GG08 GG11 GG12 GG26 HH03 HH05 JA06 JA09 JB02
Claims (7)
- 【請求項１】 絶縁体の表面に設けられた螺旋溝に導電
体を流し込んでコイルが形成されていることを特徴とす
る駆動コイル。 - 【請求項２】 絶縁体の表面に設けられた６条ネジ構造
の螺旋溝に導電体を流し込んでコイルが形成されている
ことを特徴とする駆動コイル。 - 【請求項３】 電動機のコイルを請求項１又は請求項２
記載の駆動コイルで構成された電動機。 - 【請求項４】 表面に磁石を配置した第１要素と、コイ
ルを有する第２要素とを備え、前記磁石面と前記コイル
面とを間隙を介して対向させ、前記コイルを励磁するこ
とにより前記第１及び第２要素間に相対的な直線運動を
発生させる直線駆動装置において、前記第２要素を請求
項１又は請求項２記載の駆動コイルで構成されているこ
とを特徴とする直線駆動装置。 - 【請求項５】 前記第２要素のコイルを有する表面を滑
らかに加工して駆動面を形成し、該駆動面とこれに対向
する前記第１要素との間隙を流体軸受けとしたことを特
徴とする請求項４記載の直線駆動装置。 - 【請求項６】 前記間隙に供給する流体軸受け用の流体
により前記第２要素のコイルを直接冷却する請求項５記
載の直線駆動装置。 - 【請求項７】 請求項４乃至請求項６のいずれかに記載
の直線駆動装置を複数個並設して１つの移動体を変位さ
せ、各直線駆動装置のコイルを独立に制御して移動体の
変位方向に対する姿勢を制御可能とした直線駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001180623A JP3504637B2 (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 直線駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001180623A JP3504637B2 (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 直線駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002374664A true JP2002374664A (ja) | 2002-12-26 |
| JP3504637B2 JP3504637B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=19021019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001180623A Expired - Fee Related JP3504637B2 (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 直線駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504637B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005185077A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Seiko Instruments Inc | アクチュエータ、ステージ装置及び軸受加工装置 |
| CN100386535C (zh) * | 2004-06-02 | 2008-05-07 | 发那科株式会社 | 制动装置 |
| JP2009254021A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Asmo Co Ltd | 電動機 |
| WO2011074775A3 (en) * | 2009-12-15 | 2011-10-20 | Korea Electro Technology Research Institute | Cylindrical magnetic levitation stage and lithography |
-
2001
- 2001-06-14 JP JP2001180623A patent/JP3504637B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100386535C (zh) * | 2004-06-02 | 2008-05-07 | 发那科株式会社 | 制动装置 |
| JP2009254021A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Asmo Co Ltd | 電動機 |
| WO2011074775A3 (en) * | 2009-12-15 | 2011-10-20 | Korea Electro Technology Research Institute | Cylindrical magnetic levitation stage and lithography |
| US8964167B2 (en) | 2009-12-15 | 2015-02-24 | Korea Electrotechnology Research Institute | Cylindrical magnetic levitation stage and lithography |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3504637B2 (ja) | 2004-03-08 |
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