JP2010187505A5 - - Google Patents

Description

上記問題を解決するため、本発明では次のように構成したものである。
請求項１記載の発明は、出力軸がＺ軸方向の直進動作と当該Ｚ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うθＺ軸リニアモータであって、中心軸をＺ軸とする円筒状の界磁ヨークと、Ｚ軸を取り囲むように界磁ヨークの内周面に複数個配置され、かつＺ軸側の極性が隣同士で異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のθ軸用マグネットと、を備える界磁と、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸を取り囲むように、かつ各θ軸用マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置された環状のθ軸用コイルを備える電機子とからなり、界磁および電機子の何れか一方を、出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたθＺ軸リニアモータにおいて、界磁は、中心軸をＺ軸として界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第１マグネットを備え、電機子は、中心軸をＺ軸としてＺ軸用第１マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴としたものである。
請求項２記載の発明は、界磁は、請求項１記載の前記Ｚ軸用第１マグネットに代えて、界磁ヨークの内周面のθ軸用マグネット間に２個だけＺ軸方向に並ぶように配置され、かつＺ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなるＺ軸用第１マグネットペアを備え、電機子は、請求項１記載の前記Ｚ軸用第１コイルに代えて、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸用第１マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴としたものである。
請求項３記載の発明は、界磁は、中心軸をＺ軸としてθ軸用マグネットをＺ軸用第１マグネットとの間で挟み込むように界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第２マグネットをさらに備え、電機子は、中心軸をＺ軸としてＺ軸用第２マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴としたものである。
請求項４記載の発明は、界磁は、界磁ヨークの内周面のθ軸用マグネット間に２個だけＺ軸方向に並ぶように配置され、かつＺ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなり、界磁ヨークの円周方向に対してＺ軸用第１マグネットペアを含めた互いの間隔が等間隔となるように１個以上配置されたＺ軸用第２マグネットペアをさらに備え、電機子は、中心軸をＺ軸と垂直な方向に向けてＺ軸用第２マグネットペアに対応するように１個以上配置され、対応するＺ軸用第２マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴としたものである。
請求項５記載の発明は、θ軸用コイルおよびＺ軸用第１コイルのＺ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴としたものである。
請求項６記載の発明は、θ軸用コイル、Ｚ軸用第１コイル、およびＺ軸用第２コイルのＺ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴としたものである。
請求項７記載の発明は、θ軸用コイルおよびＺ軸用第１コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴としたものである。
請求項８記載の発明は、θ軸用コイル、Ｚ軸用第１コイル、およびＺ軸用第２コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴としたものである。

請求項１記載の発明によると、１台のリニアモータで２つの動作（θ軸方向の回転動作とＺ軸方向の直動動作）を可能にしている。このため、従来構成と比べてＺ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さが低くなり、アクチュエータ体格を小さくすることが可能となる。
請求項２記載の発明によると、１台のリニアモータで２つの動作を可能にしている。このため、従来構成と比べてＺ軸方向におけるθＺ軸リニアモータの高さが低くなり、アクチュエータ体格を小さくすることが可能となる。また、上記請求項１記載の発明よりも、アクチュエータ体格をさらに小さくすることが可能となる。
請求項３または４記載の発明によると、推力・トルク発生時の力点位置が、Ｚ軸方向の直進動作とθ軸方向の回転動作とで一致することになり、推力・トルクのアンバランスを防ぐことが可能となる。
請求項５または６記載の発明によると、界磁側の漏れ磁束量を低減させて、θ軸方向の回転動作およびＺ軸方向の直動動作に関係するモータ性能を向上させることが可能となる。
請求項７または８記載の発明によると、Ｚ軸方向における電機子の高さを容易に低くすることができるので、アクチュエータ体格をさらに小さくすることが可能となる。

Claims (8)

1. 出力軸がＺ軸方向の直進動作と当該Ｚ軸回りのθ軸方向の回転動作を行うθＺ軸リニアモータであって、中心軸を前記Ｚ軸とする円筒状の界磁ヨークと、前記Ｚ軸を取り囲むように前記界磁ヨークの内周面に複数個配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が隣同士で異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のθ軸用マグネットと、を備える界磁と、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸を取り囲むように、かつ各前記θ軸用マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように複数個配置された環状のθ軸用コイルを備える電機子とからなり、前記界磁および前記電機子の何れか一方を、前記出力軸を支持する可動部とし、他方を固定部としたθＺ軸リニアモータにおいて、
   前記界磁は、中心軸を前記Ｚ軸として前記界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第１マグネットを備え、
   前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸として前記Ｚ軸用第１マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴とするθＺ軸リニアモータ。
2. 前記界磁は、請求項１記載の前記Ｚ軸用第１マグネットに代えて、前記界磁ヨークの内周面の前記θ軸用マグネット間に２個だけ前記Ｚ軸方向に並ぶように配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなるＺ軸用第１マグネットペアを備え、
   前記電機子は、請求項１記載の前記Ｚ軸用第１コイルに代えて、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸用第１マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第１コイルを備えることを特徴とする請求項１記載のθＺ軸リニアモータ。
3. 前記界磁は、中心軸を前記Ｚ軸として前記θ軸用マグネットを前記Ｚ軸用第１マグネットとの間で挟み込むように前記界磁ヨークの内周面に配置され、かつ径方向に磁化された円筒状のＺ軸用第２マグネットをさらに備え、
   前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸として前記Ｚ軸用第２マグネットの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のθＺ軸リニアモータ。
4. 前記界磁は、前記界磁ヨークの内周面の前記θ軸用マグネット間に２個だけ前記Ｚ軸方向に並ぶように配置され、かつ前記Ｚ軸側の極性が互いに異なるように各々が径方向に磁化された円弧状のＺ軸用マグネットからなり、前記界磁ヨークの円周方向に対して前記Ｚ軸用第１マグネットペアを含めた互いの間隔が等間隔となるように１個以上配置されたＺ軸用第２マグネットペアをさらに備え、
   前記電機子は、中心軸を前記Ｚ軸と垂直な方向に向けて前記Ｚ軸用第２マグネットペアに対応するように１個以上配置され、対応するＺ軸用第２マグネットペアの内周面と一定のクリアランスを介して対向するように配置された環状のＺ軸用第２コイルをさらに備えることを特徴とする請求項２記載のθＺ軸リニアモータ。
5. 前記θ軸用コイルおよび前記Ｚ軸用第１コイルの前記Ｚ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のθＺ軸リニアモータ。
6. 前記θ軸用コイル、前記Ｚ軸用第１コイル、および前記Ｚ軸用第２コイルの前記Ｚ軸側の面に配置された円筒状の電機子ヨークを備えることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のθＺ軸リニアモータ。
7. 前記θ軸用コイルおよび前記Ｚ軸用第１コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のθＺ軸リニアモータ。
8. 前記θ軸用コイル、前記Ｚ軸用第１コイル、および前記Ｚ軸用第２コイルは、樹脂で一体成型されることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載のθＺ軸リニアモータ。