JP2010207065A - Electromagnetic actuator, drive device for the electromagnetic actuator, drive method thereof and device mounted with the electromagnetic actuator - Google Patents

Electromagnetic actuator, drive device for the electromagnetic actuator, drive method thereof and device mounted with the electromagnetic actuator Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device capable of highly precisely driving an electromagnetic actuator in at least two degrees of freedom, an electromagnetic actuator equipped with the same, a drive method thereof, and a device mounted with the electromagnetic actuator. <P>SOLUTION: A driving unit tilts a mover 1 by exciting the electromagnets of excited coils W at different current values while maintaining the polarities of the electromagnets after rotating the mover 1 around a z-axis or immediately before completion of the rotation thereof. Alternatively, the driving unit 5 tilts the mover 1 by exciting coils (U<SB>1</SB>, V<SB>1</SB>) and coils (U<SB>2</SB>, V<SB>2</SB>) at different current values while maintaining the polarities of the electromagnets of the excited coils W after rotating the mover 1 around the z-axis or immediately before completion of the rotation thereof. That means, since the mover 1 is driven so as to be tilted while being positioned along a circumferential direction, the mover 1 can be highly precisely driven at least in two degrees of freedom. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁作用を利用して駆動される電磁アクチュエータ、これを駆動する駆動装置、その駆動方法、及びその電磁アクチュエータを搭載した装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic actuator that is driven using electromagnetic action, a driving device that drives the electromagnetic actuator, a driving method thereof, and a device equipped with the electromagnetic actuator.

産業ロボットや人型ロボット等で応用される二自由度以上の駆動を実現するデバイスとして、一自由度アクチュエータを複数備える構造が多く用いられている。このような一自由度アクチュエータが複数設けられるアクチュエータでは、デバイスが大型化する等の問題がある。そこで、1つの可動子で三自由度の駆動が可能なアクチュエータがある(例えば、非特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art A structure having a plurality of one-degree-of-freedom actuators is often used as a device that realizes driving with two or more degrees-of-freedom applied in industrial robots or humanoid robots. Such an actuator provided with a plurality of one-degree-of-freedom actuators has problems such as an increase in the size of the device. Thus, there is an actuator that can be driven with three degrees of freedom with one movable element (see, for example, Non-Patent Document 1).

非特許文献1に記載されたアクチュエータは、側面が球面の一部として構成された可動子と、可動子の周囲に配置された複数の電磁石を有する固定子とを備えている。可動子は、その周方向に複数の磁極対が並ぶように着磁されている。固定子の複数の電磁石は、上下2段に配置されており、上段に6つの電磁石が配置され、下段にも同じく6つの電磁石が配置されている。これら複数の電磁石の、可動子の側面と対向する面(コアの端面)の形状は、球面となっている。このように構成されたアクチュエータでは、合計12個の電磁石のそれぞれ所定の極に励磁されることにより、可動子が、可動子の複数の磁極対が並ぶ周方向に(x及びy軸水平面内で)回転したり、上記上下方向(z軸方向)に揺動したりする。   The actuator described in Non-Patent Document 1 includes a mover whose side surface is configured as a part of a spherical surface, and a stator having a plurality of electromagnets arranged around the mover. The mover is magnetized such that a plurality of magnetic pole pairs are arranged in the circumferential direction. The plurality of electromagnets of the stator are arranged in two upper and lower stages, six electromagnets are arranged in the upper stage, and six electromagnets are also arranged in the lower stage. The surface of the plurality of electromagnets facing the side surface of the mover (end surface of the core) is a spherical surface. In the actuator configured as described above, each of the twelve electromagnets is excited to a predetermined pole so that the mover moves in the circumferential direction in which the plurality of magnetic pole pairs of the mover are arranged (in the x and y axis horizontal planes). ) Rotate or swing in the vertical direction (z-axis direction).

電気学会研究会資料LD-08-46「3自由度球面電磁アクチュエータの研究」加嶋俊大、山本匡史、平田勝弘The Institute of Electrical Engineers of Japan LD-08-46 "Study on 3-DOF Spherical Electromagnetic Actuators" Toshihiro Kajima, Atsushi Yamamoto, Katsuhiro Hirata

非特許文献1に記載のアクチュエータは、その図2(B)に示されるように、xまたはy軸周りに可動子を回転させようとする場合、z軸周りで180°離れた位置にある2つの電磁石が互いに反対の極となるようにそれら電磁石を励磁する。しかしながら、可動子のz軸周りの180°離れた位置にある磁極は同じ極となるように予め決まっている。したがって、アクチュエータが可動子をxまたはy軸周りに回転させようとする場合、z軸周りに所定の回転角で確実にその回転を規制することができないおそれがある。   As shown in FIG. 2B, the actuator described in Non-Patent Document 1 is located at a position 180 ° away from the z axis when the mover is rotated around the x or y axis. The electromagnets are excited so that the two electromagnets have opposite poles. However, the magnetic poles at positions 180 ° apart about the z-axis of the mover are predetermined so as to be the same pole. Therefore, when the actuator tries to rotate the mover around the x or y axis, there is a possibility that the rotation cannot be reliably controlled at a predetermined rotation angle around the z axis.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、電磁アクチュエータを可動子の磁極が並ぶ周方向での回転と、その周方向での回転とは異なる少なくとも一方向の回転(傾動)の、少なくとも二自由度で高精度に駆動することができる駆動装置、それを含む電磁アクチュエータ装置、その駆動方法及び電磁アクチュエータを搭載した装置を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide at least rotation of the electromagnetic actuator in the circumferential direction in which the magnetic poles of the mover are arranged and rotation (tilting) in at least one direction different from rotation in the circumferential direction. It is an object of the present invention to provide a driving device that can be driven with high accuracy with two degrees of freedom, an electromagnetic actuator device including the driving device, a driving method thereof, and a device equipped with the electromagnetic actuator.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電磁アクチュエータ装置は、電磁アクチュエータと、駆動ユニットとを具備する。
前記電磁アクチュエータは、可動子と固定子とを有する。
前記可動子は、円周状に配置された複数の磁極対を有する。
前記固定子は、複数の第1の電磁石と、複数の第2の電磁石とを有する。
前記複数の第1の電磁石は、前記可動子の外周に沿って配置されている。
前記複数の第2の電磁石は、前記複数の第1の電磁石にそれぞれ対応するように、前記可動子に対して前記各第1の電磁石とそれぞれ対称位置に配置されている。
前記駆動ユニットは、前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させるように、前記電磁アクチュエータを駆動する。また、前記駆動ユニットは、前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石を互いに異なる電流値で励磁することで前記可動子を傾けるように、前記電磁アクチュエータを駆動する。
In order to achieve the above object, an electromagnetic actuator device according to an aspect of the present invention includes an electromagnetic actuator and a drive unit.
The electromagnetic actuator has a mover and a stator.
The mover has a plurality of magnetic pole pairs arranged circumferentially.
The stator includes a plurality of first electromagnets and a plurality of second electromagnets.
The plurality of first electromagnets are disposed along the outer periphery of the mover.
The plurality of second electromagnets are arranged at symmetrical positions with the first electromagnets with respect to the mover so as to correspond to the plurality of first electromagnets, respectively.
The drive unit has the same angle as the first electromagnet and the predetermined angular position arranged at a predetermined angular position on the circumference among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets. The electromagnetic actuator is driven so as to rotate the movable element by a predetermined angle along the circumference by exciting the second electromagnet arranged at a position in the same polarity direction. The drive unit excites the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions with different current values while maintaining the polarities of the excited first and second electromagnets. Thus, the electromagnetic actuator is driven so that the mover is tilted.

駆動ユニットは、対応する第1の電磁石及び第2の電磁石を励磁することにより、可動子を円周に沿って回転させる。また、駆動ユニットは、そのように可動子を回転させた後、あるいは可動子が回転し終える直前に、その励磁された第1及び第2の電磁石の極性を維持した状態で、それらを互いに異なる電流値で励磁することで、可動子を傾ける。すなわち、可動子は、円周方向に沿って位置決めされつつ傾くように駆動されるので、可動子の少なくとも二自由度での高精度な駆動が可能となる。   The drive unit rotates the mover along the circumference by exciting the corresponding first electromagnet and second electromagnet. Further, the drive unit makes them different from each other while maintaining the polarities of the excited first and second electromagnets after rotating the mover or immediately before the mover finishes rotating. The mover is tilted by exciting with the current value. That is, since the mover is driven to tilt while being positioned along the circumferential direction, the mover can be driven with high accuracy in at least two degrees of freedom.

例えば、前記可動子は、2つの前記磁極対を有してもよい。その場合、前記複数の第1の電磁石は、3相の駆動電流でそれぞれ駆動される3つの電磁石を有し、同相の駆動電流で駆動される前記第1の電磁石が前記可動子の外周に沿って180°ずつ離れて配置されるように、前記3つの電磁石がそれぞれ2組ずつ設けられている。また、前記複数の第2の電磁石は、前記複数の第1の電磁石の前記3つの電磁石にそれぞれ対応するように、3相の駆動電流でそれぞれ駆動される3つの電磁石を有し、同相の駆動電流で駆動される前記第2の電磁石が前記可動子の外周に沿って180°ずつ離れて配置されるように、前記3つの電磁石がそれぞれ2組ずつ設けられている。   For example, the mover may have two magnetic pole pairs. In that case, the plurality of first electromagnets have three electromagnets respectively driven by a three-phase driving current, and the first electromagnets driven by the in-phase driving current follow the outer periphery of the mover. Two sets of the three electromagnets are provided so as to be spaced apart by 180 °. The plurality of second electromagnets include three electromagnets respectively driven by a three-phase driving current so as to correspond to the three electromagnets of the plurality of first electromagnets, and drive in the same phase Two sets of the three electromagnets are provided so that the second electromagnets driven by electric current are arranged 180 degrees apart along the outer periphery of the mover.

その場合、前記駆動ユニットは、前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記可動子の外周に沿って180°離れた、互いに同相の駆動電流で第1の組の第1及び第2の電磁石を励磁し、かつ、前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石が配置された前記円周上の角度位置と同じ角度位置に対応するように配置された第2の組の第1及び第2の電磁石を、前記第1の組と同相の駆動電流で励磁することで、前記可動子を前記所定の角度回転させてもよい。また、前記駆動ユニットは、前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石を第1の電流値でそれぞれ励磁し、かつ、前記第2の組の前記第1及び前記第2の電磁石を、前記第1の電流値とは異なる第2の電流値でそれぞれ励磁することで、前記可動子を所定の角度傾けてもよい。   In that case, the drive unit is configured to drive the first set of the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets with a drive current in phase with each other, 180 degrees apart along the outer periphery of the mover. The first and second electromagnets are excited and arranged so as to correspond to the same angular position on the circumference where the first and second electromagnets of the first set are arranged. Further, the mover may be rotated by the predetermined angle by exciting the first and second electromagnets of the second group with a drive current having the same phase as that of the first group. The drive unit excites the first and second electromagnets of the first set with a first current value, respectively, and the first and second electromagnets of the second set. May be excited at a second current value different from the first current value to incline the mover by a predetermined angle.

第1の組(または第2の組)の第1及び第2の電磁石、つまり、上段及び下段にそれぞれ設けられた、互いに対向する第1及び第2の電磁石が励磁されることにより、高レスポンスで確実に可動子を傾けることができる。   High response is achieved by exciting the first and second electromagnets of the first group (or the second group), that is, the first and second electromagnets provided in the upper stage and the lower stage, respectively, facing each other. With this, you can tilt the mover without fail.

あるいは、前記駆動ユニットは、前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記第1の組及び前記第2の組とは異なる、前記可動子の外周に沿って180°離れた第3の組の第1及び第2の電磁石を第1の電流値でそれぞれ励磁し、かつ、前記第1、前記第2及び前記第3の組とは異なる、前記可動子の外周に沿って180°離れた第4の組の第1及び第2の電磁石を、前記第1の電流値とは異なる第2の電流値でそれぞれ励磁することで、前記可動子を所定の角度傾けてもよい。   Alternatively, the drive unit is 180 ° along an outer periphery of the mover, which is different from the first set and the second set among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets. Exciting the first and second electromagnets of the separated third set with a first current value, respectively, and on the outer periphery of the mover different from the first, second and third sets The fourth set of first and second electromagnets separated by 180 ° along the second current value is excited with a second current value different from the first current value, thereby tilting the movable element by a predetermined angle. Also good.

前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石の各コイルが接続され、かつ、前記第2の組の前記第1及び前記第2の電磁石の各コイルが接続されてもよい。
その場合、前記駆動ユニットは、第1の発生器と、第2の発生器と、反転器と、第1の加算器と、第2の加算器と、第1のドライバと、第2のドライバとを有してもよい。
前記第1の発生器は、前記可動子を前記円周に沿って回転させるための、前記駆動電流の第1の波形パターンでなる第1の駆動信号を発生する。
前記第2の発生器は、前記可動子を傾けるための、前記駆動電流の第2の波形パターンでなる第2の駆動信号を発生する。
前記反転器は、前記発せられた第2の駆動信号の極性を反転させる。
前記第1の加算器は、前記発せられた第1及び第2の駆動信号を加算する。
前記第2の加算器は、前記発せられた第1の駆動信号及び前記反転した第2の駆動信号を加算する。
前記第1のドライバは、前記第1の加算器により加算された信号に基づき、前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石を駆動する。
前記第2のドライバは、前記第2の加算器により加算された信号に基づき、前記第2の組の前記第1及び前記第2の電磁石を駆動する。
The coils of the first and second electromagnets of the first set may be connected, and the coils of the first and second electromagnets of the second set may be connected.
In that case, the drive unit includes a first generator, a second generator, an inverter, a first adder, a second adder, a first driver, and a second driver. You may have.
The first generator generates a first drive signal having a first waveform pattern of the drive current for rotating the mover along the circumference.
The second generator generates a second drive signal having a second waveform pattern of the drive current for tilting the mover.
The inverter inverts the polarity of the emitted second drive signal.
The first adder adds the emitted first and second drive signals.
The second adder adds the emitted first drive signal and the inverted second drive signal.
The first driver drives the first electromagnet and the second electromagnet of the first set based on the signal added by the first adder.
The second driver drives the first electromagnet and the second electromagnet of the second set based on the signal added by the second adder.

駆動ユニットが、可動子を円周に沿って回転させるときの励磁の電流値は、可動子を傾けるときの、互いに異なる電流値のうちいずれか一方の電流値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、駆動ユニットは、互いに異なる電流値のうちの一方を他方と異なるように設定するだけで可動子を傾けることができ、制御が容易になる。   The current value of excitation when the drive unit rotates the mover along the circumference may be the same as one of current values different from each other when the mover is tilted, May be different. In the latter case, the drive unit can tilt the mover simply by setting one of the different current values to be different from the other, and the control becomes easy.

本発明の一形態に係る駆動装置は、上述の電磁アクチュエータを駆動するものであり、回転指令手段と、傾動指令手段とを具備する。
前記回転指令手段は、前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させる。
前記傾動指令手段は、前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石を互いに異なる電流値で励磁することで前記可動子を傾ける。
A driving apparatus according to an aspect of the present invention drives the above-described electromagnetic actuator, and includes a rotation command unit and a tilt command unit.
The rotation command means is the same as the first electromagnet and the predetermined angular position arranged at a predetermined angular position on the circumference among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets. By exciting the second electromagnet arranged at the angular position in the same polarity direction, the mover is rotated by a predetermined angle along the circumference.
The tilt command means excites the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions with different current values while maintaining the polarities of the excited first and second electromagnets. Tilt the mover with.

本発明の一形態に係る電磁アクチュエータの駆動方法は、前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させる。
また、前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石が互いに異なる電流値で励磁されることで前記可動子が傾けられる。
An electromagnetic actuator driving method according to an aspect of the present invention is the first electromagnet disposed at a predetermined angular position on the circumference among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets. And the said 2nd electromagnet arrange | positioned in the same angular position as the said predetermined angular position is excited by the same polarity direction, and the said needle | mover is rotated a predetermined angle along the said circumference.
Further, the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions are excited with different current values while maintaining the polarities of the excited first and second electromagnets. The child is tilted.

本発明の一形態に係る装置は、上記した電磁アクチュエータ装置を搭載した装置である。このような装置としては、例えば、ロボット装置、電子機器等が挙げられる。   An apparatus according to an aspect of the present invention is an apparatus equipped with the above-described electromagnetic actuator device. Examples of such a device include a robot device and an electronic device.

本発明によれば、電磁アクチュエータを可動子の磁極が並ぶ周方向での回転と、その周方向での回転とは異なる少なくとも一方向の回転(傾動)の、少なくとも二自由度で高精度に駆動することができる。   According to the present invention, the electromagnetic actuator is driven with high accuracy with at least two degrees of freedom of rotation in the circumferential direction in which the magnetic poles of the mover are arranged and rotation (tilting) in at least one direction different from the rotation in the circumferential direction. can do.

本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electromagnetic actuator which concerns on one Embodiment of this invention. 上記電磁アクチュエータにおける永久磁石の着磁方向を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the magnetization direction of the permanent magnet in the said electromagnetic actuator. (A)は可動子をx軸周りに回転させる場合の駆動原理を示す断面図であり、(B)は可動子をy軸周りに回転させる場合の駆動原理を示す断面図であり、(C)は可動子をz軸周りに回転させる場合の駆動原理を示す平面図である。(A) is a sectional view showing the driving principle when the mover is rotated around the x axis, and (B) is a sectional view showing the driving principle when the mover is rotated around the y axis. ) Is a plan view showing a driving principle when the mover is rotated around the z-axis. 本発明の一実施形態に係る、電磁アクチュエータの駆動ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drive unit of an electromagnetic actuator based on one Embodiment of this invention. 3相の駆動電流が印加されるときのコイルの配置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | positioning relationship of a coil when a three-phase drive current is applied. z軸周りの可動子の回転動作を説明するための電磁アクチュエータの模式図である。It is a schematic diagram of the electromagnetic actuator for demonstrating rotation operation | movement of the needle | mover around az axis. x軸周りの可動子の回転(傾動)動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating rotation (tilting) operation | movement of the needle | mover around an x-axis. y軸周りの可動子1の回転(傾動)動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating rotation (tilting) operation | movement of the needle | mover 1 around a y-axis. (A)は、初期状態において、可動子に負荷が取り付けられた電磁アクチュエータを示す平面図である。に示すような状態になる。(B)は、図6(C)及び(D)に示した状態の電磁アクチュエータを示す平面図である。(C)は、図6(E)及び(F)に示した状態の電磁アクチュエータを示す平面図である。(A) is a top view which shows the electromagnetic actuator with which load was attached to the needle | mover in an initial state. It will be in the state shown in (B) is a top view which shows the electromagnetic actuator of the state shown to FIG. 6 (C) and (D). (C) is a top view which shows the electromagnetic actuator of the state shown to FIG.6 (E) and (F). (A)は、図9(B)に対応する電磁アクチュエータを示す断面図である。(B)及び(C)は、(A)に示した状態から、x軸周りに可動子が動く様子を示す図である。(A) is sectional drawing which shows the electromagnetic actuator corresponding to FIG.9 (B). (B) And (C) is a figure which shows a mode that a needle | mover moves around an x-axis from the state shown to (A). (A)及び(B)は、図9(C)に示した状態から、可動子がx軸周り及びy軸周りに動く様子をそれぞれ示す図である。(A) And (B) is a figure which shows a mode that a needle | mover moves around the x-axis and the y-axis from the state shown in FIG.9 (C), respectively.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[電磁アクチュエータの構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータを示す斜視図である。図1では、互いに直交するx軸、y軸、及びz軸を有するxyz空間において、電磁アクチュエータ100を図示している。なお、本発明の一実施形態に係る電磁アクチュエータ100は、可動子をx軸、y軸、及びz軸の各軸周りに回転駆動可能な球面アクチュエータの一種として構成されている。
[Configuration of electromagnetic actuator]
FIG. 1 is a perspective view showing an electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 illustrates the electromagnetic actuator 100 in an xyz space having an x axis, a y axis, and a z axis that are orthogonal to each other. The electromagnetic actuator 100 according to an embodiment of the present invention is configured as a kind of a spherical actuator that can rotate the mover about each of the x-axis, y-axis, and z-axis.

電磁アクチュエータ100は、図1に示すように、可動子1と固定子2とを備える。可動子1は、xy平面内の円周方向に沿って4つの分割された磁性体11と、隣接する2つの磁性体11の各間に等ピッチ(90°間隔)で挿入された4つの永久磁石12(例えば、Br=1.4T)とを有している。すなわち、可動子1は、円周方向に2つの磁極対を有する。永久磁石12は、図2に示す矢印dの向きに着磁されている。   As shown in FIG. 1, the electromagnetic actuator 100 includes a mover 1 and a stator 2. The mover 1 includes four permanent magnetic bodies 11 that are divided along the circumferential direction in the xy plane, and four permanent magnets inserted at equal pitches (90 ° intervals) between two adjacent magnetic bodies 11. And a magnet 12 (for example, Br = 1.4T). That is, the mover 1 has two magnetic pole pairs in the circumferential direction. The permanent magnet 12 is magnetized in the direction of the arrow d shown in FIG.

固定子2は、可動子1を駆動するための複数の電磁石3を有する。これら電磁石3は、コア32及びこのコア32に巻かれたコイル31で構成されている。電磁石3は、上段及び下段にそれぞれ6個ずつ設けられている。下段の複数の電磁石3とは、z軸方向で対称位置となるように、それぞれ対応するように配置されている。   The stator 2 has a plurality of electromagnets 3 for driving the mover 1. These electromagnets 3 include a core 32 and a coil 31 wound around the core 32. Six electromagnets 3 are provided in each of the upper and lower stages. The lower electromagnets 3 are arranged so as to correspond to each other so as to be symmetrical in the z-axis direction.

各コア32は、それぞれ可動子1に向けて突出するように、円周形状である固定子2の外枠部21の内周面側に等ピッチ(60°間隔)取り付けられている。コア32の端部である磁極321の先端面は、可動子1の外周面と対向している。可動子1と固定子2との対向面は球面にそれぞれカットされ、所定のギャップ(例えば、0.5mm)を有するように支持されている。   Each core 32 is attached to the inner peripheral surface side of the outer frame portion 21 of the stator 2 having a circumferential shape so as to protrude toward the mover 1 at an equal pitch (60 ° interval). The tip surface of the magnetic pole 321 that is the end portion of the core 32 faces the outer peripheral surface of the mover 1. Opposing surfaces of the mover 1 and the stator 2 are each cut into spherical surfaces and supported so as to have a predetermined gap (for example, 0.5 mm).

各コイル31に供給される電流は独立して制御することが可能であり、12個の磁極321のそれぞれにおける励磁量も独立に制御することが可能である。   The current supplied to each coil 31 can be controlled independently, and the amount of excitation in each of the 12 magnetic poles 321 can also be controlled independently.

[電磁アクチュエータの動作原理]
以下、電磁アクチュエータ100の動作原理を説明する。
[Operation principle of electromagnetic actuator]
Hereinafter, the operation principle of the electromagnetic actuator 100 will be described.

まず、x軸周りの回転運動について動作原理を説明する。図3(A)は、図2で示したx軸に垂直な断面、すなわち断面Aを表している。ここで、断面A内には4つの磁極321が存在している。また、これら4つの磁極321に対向する磁性体11は、永久磁石12の着磁方向により、S極の磁性を示している。   First, the principle of operation for rotational movement around the x-axis will be described. FIG. 3A shows a cross section perpendicular to the x-axis shown in FIG. Here, four magnetic poles 321 exist in the cross section A. Further, the magnetic body 11 facing these four magnetic poles 321 exhibits S-pole magnetism depending on the magnetization direction of the permanent magnet 12.

今、図3(A)で示した磁極が現れるようにコイル31が励磁されると、可動子1は図中の矢印方向にトルクを得ることができる。また、コイル31の電流を反転させると、可動子1は図3(A)とは反対方向にトルクを得ることになる。x軸周りの回転におけるトルク量は、断面A内に存在するコア32に巻かれたコイル31への電流量を調整することによって制御可能である。   Now, when the coil 31 is excited so that the magnetic pole shown in FIG. 3A appears, the mover 1 can obtain torque in the direction of the arrow in the figure. Further, when the current of the coil 31 is reversed, the mover 1 obtains torque in the direction opposite to that in FIG. The amount of torque in the rotation around the x axis can be controlled by adjusting the amount of current to the coil 31 wound around the core 32 existing in the cross section A.

次に、y軸周りの回転運動について、図3(B)をもとに説明する。図3(B)は断面Aをz軸周りに60°回転させた断面、すなわち断面Bまたは断面Cを示している。ここで、断面B及び断面Cにおいても、その断面内には4つの磁極321が存在している。また、これら4つの磁極321に対向する磁性体11は、永久磁石12の着磁方向により、N極の磁性を示している。   Next, the rotational movement around the y axis will be described with reference to FIG. FIG. 3B shows a cross section obtained by rotating the cross section A by 60 ° around the z axis, that is, the cross section B or the cross section C. Here, also in the cross section B and the cross section C, the four magnetic poles 321 exist in the cross section. Further, the magnetic body 11 facing the four magnetic poles 321 exhibits N-pole magnetism depending on the magnetization direction of the permanent magnet 12.

今、図3(B)で示した磁極が現れるようにコイル31が励磁されると、可動子1は図中の矢印方向にトルクを得ることができる。また、コイル31の電流を反転させると、可動子1は図3(B)とは反対方向にトルクを得ることになる。すなわち、断面B及び断面Cの両方において、同様の作用によって同じ大きさのトルクを作用させれば、可動子に働く合力はy軸周りの回転トルクとなる。y軸周りの回転におけるトルク量は、断面BまたはC内に存在するコア32に巻かれたコイル31への電流量を調整することによって制御可能である。   Now, when the coil 31 is excited so that the magnetic pole shown in FIG. 3B appears, the mover 1 can obtain torque in the direction of the arrow in the figure. Further, when the current of the coil 31 is reversed, the mover 1 obtains torque in the direction opposite to that in FIG. That is, if the same magnitude of torque is applied to both the cross section B and the cross section C by the same action, the resultant force acting on the mover becomes a rotational torque around the y axis. The amount of torque in the rotation around the y axis can be controlled by adjusting the amount of current to the coil 31 wound around the core 32 existing in the cross section B or C.

最後に、z軸周りの回転について、図3(C)をもとに動作原理を説明する。図3(C)はz軸に垂直な断面図を示している。今、図3(C)で示した磁極が現れるようコイル31が励磁され、つまり、z軸周りの方向で180°離れた各電磁石が同相となるように、コイル31が励磁され、可動子1は図中の矢印方向にトルクを得ることができる。z軸に沿って配置された2つの固定子についてそれぞれ同じ磁極を発生させれば、z軸以外の軸にはトルクは発生しないことになる。また、コイル31の電流を反転させると、可動子1は反対方向にトルクを得ることになる。z軸周りの回転におけるトルク量は、コア32に巻かれたコイル31への電流量を調整することによって制御可能である。   Finally, the operation principle of rotation around the z-axis will be described with reference to FIG. FIG. 3C shows a cross-sectional view perpendicular to the z-axis. Now, the coil 31 is excited so that the magnetic poles shown in FIG. 3C appear, that is, the coil 31 is excited so that the electromagnets 180 degrees apart in the direction around the z-axis are in phase, and the mover 1 Can obtain torque in the direction of the arrow in the figure. If the same magnetic pole is generated for each of the two stators arranged along the z axis, no torque is generated on the axes other than the z axis. Further, when the current of the coil 31 is reversed, the mover 1 obtains torque in the opposite direction. The amount of torque in the rotation around the z axis can be controlled by adjusting the amount of current to the coil 31 wound around the core 32.

[電磁アクチュエータの駆動ユニットの構成]
図4は、本発明の一実施形態に係る、電磁アクチュエータ100の駆動ユニットの構成を示す図である。
[Configuration of electromagnetic actuator drive unit]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a drive unit of the electromagnetic actuator 100 according to an embodiment of the present invention.

駆動ユニット5は、x、y、z軸周りの駆動電流の波形パターンを生成する駆動信号生成部51と、その駆動電流に基づき各電磁石3のコイル31をそれぞれ駆動するドライバ52とを有する。   The drive unit 5 includes a drive signal generation unit 51 that generates a waveform pattern of drive current around the x, y, and z axes, and a driver 52 that drives the coils 31 of the electromagnets 3 based on the drive current.

駆動信号生成部51は、x、y、z軸周りの駆動電流の波形パターンをそれぞれ生成するxパターン発生器51x、yパターン発生器51y、zパターン発生器51zを有する。zパターン発生器51zは、U、V、Wの3相の交流電流を発生する。x、yパターン発生器51x、51yは、交流及び直流電流の両方をそれぞれ発生することが可能となっている。   The drive signal generator 51 includes an x pattern generator 51x, a y pattern generator 51y, and a z pattern generator 51z that generate waveform patterns of drive currents around the x, y, and z axes, respectively. The z pattern generator 51z generates a three-phase alternating current of U, V, and W. The x and y pattern generators 51x and 51y can generate both alternating current and direct current.

駆動ユニット5は、典型的には6つのドライバ52を有し、1つのドライバ52には2つのコイル31が直列接続されている。これら2つのコイル31は並列に接続されてもよい。各ドライバ52には、それぞれ、U((U11、U12)、(U21、U22))、V((V11、V12)、(V21、V22))、W((W11、W12)、(W21、W22))の3相の駆動電流で励磁されるコイル31がそれぞれ接続されている。 The drive unit 5 typically has six drivers 52, and two coils 31 are connected in series to one driver 52. These two coils 31 may be connected in parallel. Each driver 52 includes U ((U 11 , U 12 ), (U 21 , U 22 )), V ((V 11 , V 12 ), (V 21 , V 22 )), W ((W 11 , W 12 ) and (W 21 , W 22 )) are respectively connected to coils 31 excited by three-phase drive currents.

以降の説明では、例えばドライバD1に接続された各コイル31を、コイルW11、コイルW12と表し、この1組のコイルをW1(W11、W12)と表し、1組のコイル(W21、W22)を、W2(W21、W22)と表す。また、例えばW相の同相で駆動されるコイル31を、コイルWと表す。 In the following description, for example, each coil 31 connected to the driver D1 is represented as a coil W 11 and a coil W 12, and this one set of coils is represented as W 1 (W 11 , W 12 ) and one set of coils ( W 21 , W 22 ) is represented as W 2 (W 21 , W 22 ). For example, the coil 31 driven in the same phase of the W phase is represented as a coil W.

[電磁アクチュエータの一実施形態に係る駆動方法]
図5(A)及び(B)は、3相の駆動電流が印加されるときのコイル31の配置関係を説明するための図である。図5(B)は、図5(A)において、一例としてコイルVの位置におけるV−V線断面図である。
[Driving method according to one embodiment of electromagnetic actuator]
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the arrangement relationship of the coils 31 when a three-phase drive current is applied. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line V-V at the position of the coil V as an example in FIG.

固定子2の上段側に配置されたU、V、W相のコイル31は、コイルU11、V11、W11、U21、V21、W21である。また、下段側に配置されたコイル31は、U12、V12、W12、U22、V22、W22である。このような配置により、同相で駆動される2つコイル31、例えば、コイルW11、W21は、180°間隔で配置されている。 The U, V, W phase coils 31 arranged on the upper side of the stator 2 are coils U 11 , V 11 , W 11 , U 21 , V 21 , W 21 . The coils 31 arranged on the lower side are U 12 , V 12 , W 12 , U 22 , V 22 , W 22 . With such an arrangement, the two coils 31 driven in the same phase, for example, the coils W 11 and W 21 are arranged at intervals of 180 °.

xパターン発生器51xの出力電流のうちの一方511xは、例えば加算器53aにより、zパターン発生器51zのW相の出力電流511zと加算される。加算された電流はドライバD1に入力される。xパターン発生器51xの出力電流のうちの他方512xは、反転器54aで反転され、加算器53bにより出力電流511zと加算される。加算された電流はドライバD2に入力される。   One of the output currents 511x of the x pattern generator 51x is added to the W-phase output current 511z of the z pattern generator 51z by, for example, an adder 53a. The added current is input to the driver D1. The other 512x of the output current of the x pattern generator 51x is inverted by the inverter 54a and added to the output current 511z by the adder 53b. The added current is input to the driver D2.

つまり、本実施形態では、xパターン発生器51xの出力電流は、zパターン発生器51zからのW相で駆動される電流に重畳される。   That is, in this embodiment, the output current of the x pattern generator 51x is superimposed on the current driven in the W phase from the z pattern generator 51z.

yパターン発生器51yの出力電流のうち第1の出力電流511yは、例えば加算器53cにより、zパターン発生器51zのU相の出力電流512zと加算され、かつ、加算器53eにより、zパターン発生器51zのV相の出力電流513zと加算される。加算された各電流は、ドライバD3及びD5にそれぞれ入力される。   Among the output currents of the y pattern generator 51y, the first output current 511y is added to the U-phase output current 512z of the z pattern generator 51z by, for example, the adder 53c, and the z pattern is generated by the adder 53e. It is added to the V-phase output current 513z of the device 51z. The added currents are input to the drivers D3 and D5, respectively.

yパターン発生器51yの第2の出力電流512yは、反転器54bで反転され、反転された電流が加算器53dにより上記U相の出力電流512zと加算される。加算された電流はドライバD4に入力される。また、その第2の出力電流512yは、加算器53fにより上記V相の出力電流513zと加算され、加算された電流はドライバD6に入力される。   The second output current 512y of the y pattern generator 51y is inverted by the inverter 54b, and the inverted current is added to the U-phase output current 512z by the adder 53d. The added current is input to the driver D4. The second output current 512y is added to the V-phase output current 513z by the adder 53f, and the added current is input to the driver D6.

つまり、本実施形態では、yパターン発生器51yの出力電流は、zパターン発生器51zからのU及びV相で駆動される電流に重畳される。   That is, in this embodiment, the output current of the y pattern generator 51y is superimposed on the current driven in the U and V phases from the z pattern generator 51z.

各ドライバ52は、この電磁アクチュエータ100が適用される装置のアプリケーションプログラムにしたがって、各種の動作を実行する。例えば、これらのドライバ52は、駆動信号生成部51からの駆動電流を所定の値でホールドしたり、駆動電流の振幅を変化させたり、直流または交流のバイアス電流を駆動信号生成部51からの電流に付加したりする。   Each driver 52 executes various operations in accordance with an application program of a device to which the electromagnetic actuator 100 is applied. For example, these drivers 52 hold the drive current from the drive signal generation unit 51 at a predetermined value, change the amplitude of the drive current, or apply a DC or AC bias current to the current from the drive signal generation unit 51. Or add to.

また、例えば、駆動信号生成部51が各パターンの駆動電流を発生した状態を定常的に続ける場合、ドライバ52は、駆動信号生成部51からの駆動電流のON/OFFを切り替えるようにしてもよい。あるいは、そのON/OFFのスイッチングは、駆動信号生成部51が実行してもよい。   In addition, for example, when the drive signal generation unit 51 continuously maintains the state where the drive current of each pattern is generated, the driver 52 may switch ON / OFF of the drive current from the drive signal generation unit 51. . Alternatively, the ON / OFF switching may be performed by the drive signal generation unit 51.

なお、各ドライバ52は、典型的には図示しない電源に並列接続される。   Each driver 52 is typically connected in parallel to a power source (not shown).

次に、電磁アクチュエータ100の一実施形態に係る駆動方法について説明する。   Next, a driving method according to an embodiment of the electromagnetic actuator 100 will be described.

図6は、z軸周りの可動子1の回転動作を説明するための電磁アクチュエータ100の模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram of the electromagnetic actuator 100 for explaining the rotation operation of the mover 1 around the z-axis.

基本的に、z軸周りの駆動では、式(1)〜(3)の3相の駆動電流により電磁アクチュエータ100が駆動される。   Basically, in driving around the z-axis, the electromagnetic actuator 100 is driven by the three-phase driving currents of the equations (1) to (3).

U= asin(θ+120)・・・(1)
V= asin(θ+240)・・・(2)
W= asinθ・・・(3)
U = asin (θ + 120) (1)
V = asin (θ + 240) (2)
W = asinθ (3)

説明の便宜上、図6(A)及び(B)に示すように、電気角θ=0°のとき、機械角0°(可動子1の回転角)となり、この状態を初期状態と定義する。図6(B)は、図6(A)のW−W線断面図である。図9(A)は、この初期状態において、可動子1に負荷6が取り付けられた電磁アクチュエータ100を示す平面図である。なお、この負荷6は、例えば多関節アーム型搬送ロボットのハンド(エンドエフェクタ)の一部を示すものである。   For convenience of explanation, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the electrical angle θ = 0 °, the mechanical angle becomes 0 ° (the rotation angle of the mover 1), and this state is defined as an initial state. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line W-W in FIG. FIG. 9A is a plan view showing the electromagnetic actuator 100 in which the load 6 is attached to the mover 1 in this initial state. In addition, this load 6 shows a part of hand (end effector) of an articulated arm type | mold conveyance robot, for example.

図6(A)及び(B)に示した初期状態では、式(1)〜(3)より電流値の配分が、式(4)(図6(A)参照)となる。この初期状態では、コイルWは励磁されず、すなわち駆動電流が0であり、コイルU及びVが、同じ大きさの駆動電流で励磁される。つまり、コイルU((U11、U12)、(U21、U22))に流れる電流は、すべて同じ大きさとなり、コイルV((V11、V12)、(V21、V22))に流れる電流もすべてそれと同じ大きさとなる。 In the initial state shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B), the distribution of the current value is represented by equation (4) (see FIG. 6 (A)) from equations (1) to (3). In this initial state, the coil W is not excited, that is, the driving current is 0, and the coils U and V are excited with the same driving current. That is, the currents flowing through the coils U ((U 11 , U 12 ), (U 21 , U 22 )) all have the same magnitude, and the coils V ((V 11 , V 12 ), (V 21 , V 22 )). ) All of the current flowing through it will have the same magnitude.

初期状態から電気角θ=90°のとき、機械角は45°、電流値の配分が式(5)となり、電磁アクチュエータ100は図6(C)及び(D)に示すような状態になる。図6(D)は、図6(C)のW−W線断面図である。図9(B)は、このときの電磁アクチュエータ100を示す平面図である。ドライバD1及びD2は、このようなコイルWへの電流値をホールドすることにより、可動子1がこの位置で安定する。なお、本実施形態では、可動子1の磁極対の数が2であるので、電気角θ=90°の場合、機械角が45°となる。電磁アクチュエータ100は、このような図6(C)及び(D)に示した状態から、ドライバD3〜D6の駆動により、例えばx軸周りの可動子1を傾けることが可能となる。   When the electrical angle θ = 90 ° from the initial state, the mechanical angle is 45 °, the current value distribution is expressed by equation (5), and the electromagnetic actuator 100 is in the state shown in FIGS. 6C and 6D. FIG. 6D is a cross-sectional view taken along the line W-W in FIG. FIG. 9B is a plan view showing the electromagnetic actuator 100 at this time. The drivers D1 and D2 hold the current value to the coil W, so that the mover 1 is stabilized at this position. In the present embodiment, since the number of magnetic pole pairs of the mover 1 is 2, when the electrical angle θ = 90 °, the mechanical angle is 45 °. The electromagnetic actuator 100 can tilt the mover 1 around the x axis, for example, by driving the drivers D3 to D6 from the state shown in FIGS. 6C and 6D.

図6(E)及び(F)に示すように、初期状態から電気角θ=270°の場合、機械角は135°となり、電流値の配分が式(6)となる。図9(C)は、このときの電磁アクチュエータ100を示す平面図である。この場合、図6(C)及び(D)に示した状態から見ると、電気角は180°進み、つまり反転し、機械角は90°進む。ドライバD1及びD2は、このようなコイルWへの電流値をホールドすることにより、可動子1がこの位置で安定する。電磁アクチュエータ100は、このような図6(E)及び(F)に示した状態から、ドライバD3〜D6の駆動により、例えばy軸周りの可動子1を傾けることが可能となる。   As shown in FIGS. 6E and 6F, when the electrical angle θ = 270 ° from the initial state, the mechanical angle is 135 °, and the distribution of the current value is expressed by equation (6). FIG. 9C is a plan view showing the electromagnetic actuator 100 at this time. In this case, when viewed from the state shown in FIGS. 6C and 6D, the electrical angle advances by 180 °, that is, reverses, and the mechanical angle advances by 90 °. The drivers D1 and D2 hold the current value to the coil W, so that the mover 1 is stabilized at this position. From the state shown in FIGS. 6E and 6F, the electromagnetic actuator 100 can tilt the mover 1 around the y axis, for example, by driving the drivers D3 to D6.

図7は、x軸周りの可動子1の回転(傾動)動作を説明するための図である。   FIG. 7 is a view for explaining the rotation (tilting) operation of the mover 1 around the x-axis.

図7(A)及び(B)は、図6(C)及び(D)と同じ状態を示している。図7(A)及び(B)に示した状態(θ=90°の状態)から、xパターン発生器51xによる駆動電流の発生、及び、ドライバD1及びD2の駆動により、例えばコイルWに直流電流であるバイアス電流bが印加される。このときの3相の駆動電流は、次式(7)〜(9)で表せる。   7A and 7B show the same state as FIGS. 6C and 6D. From the state shown in FIGS. 7A and 7B (the state of θ = 90 °), a direct current is applied to, for example, the coil W by generating the drive current by the x pattern generator 51x and driving the drivers D1 and D2. A bias current b is applied. The three-phase drive current at this time can be expressed by the following equations (7) to (9).

U= asin(90°+120°)・・・(7)
V= asin(90°+240°)・・・(8)
W= asin90°±b・・・(9)
U = asin (90 ° + 120 °) (7)
V = asin (90 ° + 240 °) (8)
W = asin90 ° ± b (9)

バイアス電流+bは、xパターン発生器51xからの出力電流511xであり、この出力電流511xがW相の駆動電流と加算され、ドライバD1がその加算信号に基づいて、1組のコイルW1(W11、W12)を励磁する。 The bias current + b is an output current 511x from the x pattern generator 51x, and this output current 511x is added to the W-phase drive current, and the driver D1 sets a set of coils W 1 ( W 11 and W 12 ) are excited.

バイアス電流-bは、xパターン発生器51xからの出力電流512xが反転されたものであり、この反転された電流がW相の駆動電流と加算され、ドライバD1がその加算信号に基づいて、1組のコイルW2(W21、W22)を励磁する。 The bias current -b is obtained by inverting the output current 512x from the x pattern generator 51x. The inverted current is added to the W-phase drive current, and the driver D1 outputs 1 based on the addition signal. The pair of coils W 2 (W 21 , W 22 ) is excited.

このようなコイルWの励磁により、図7(A)及び(B)に示した状態から、コイルW1(W11、W12)に流れる電流が増え、コイルW2(W21、W22)に流れる電流が減る。これにより、駆動ユニット5は、図7(C)及び(D)に示すように、z軸周りの可動子1の位置を固定させながら、つまり、コイルW((W11、W12)、(W21、W22))による4つの電磁石3の極性を保持した状態で、x軸周りに可動子1を傾けることができる。この場合、bの値は、コイルW((W11、W12)、(W21、W22))の駆動電流の極性が変わらないように予め設定されている。 By such excitation of the coil W, the current flowing through the coils W 1 (W 11 , W 12 ) increases from the state shown in FIGS. 7A and 7B, and the coils W 2 (W 21 , W 22 ) are increased. The current that flows through is reduced. Thereby, as shown in FIGS. 7C and 7D, the drive unit 5 fixes the position of the mover 1 around the z axis, that is, the coils W ((W 11 , W 12 ), ( The movable element 1 can be tilted around the x-axis while maintaining the polarities of the four electromagnets 3 according to W 21 , W 22 )). In this case, the value of b is set in advance so that the polarity of the drive current of the coil W ((W 11 , W 12 ), (W 21 , W 22 )) does not change.

図10(A)は、図9(B)に対応する電磁アクチュエータを示す断面図である。図10(B)及び(C)は、図10(A)に示した状態から、x軸周りに可動子1が動く様子を示す図である。   FIG. 10A is a cross-sectional view showing an electromagnetic actuator corresponding to FIG. FIGS. 10B and 10C are views showing a state in which the mover 1 moves around the x axis from the state shown in FIG.

ここで、式(9)の代わりに、次式(9’)が用いられてもよい。   Here, instead of the formula (9), the following formula (9 ′) may be used.

W= asinθ±bsin(2πft)・・・(9’)。     W = asin θ ± bsin (2πft) (9 ′).

式(9’)では、xパターン発生器51xは、バイアス電流として交流電流(周波数f)を発生する。この場合、1組のコイルW1(W11、W12)の極性と、もう1組のコイルW2(W21、W22)の極性とが周期的に入れ替わり、可動子1は、傾き角を周期的に反転させる揺動状態となる。 In the equation (9 ′), the x pattern generator 51x generates an alternating current (frequency f) as a bias current. In this case, the polarity of one set of coils W 1 (W 11 , W 12 ) and the polarity of another set of coils W 2 (W 21 , W 22 ) are periodically switched, and the mover 1 has an inclination angle Is in a rocking state in which is periodically reversed.

図8は、y軸周りの可動子1の回転(傾動)動作を説明するための図である。図8(A)及び(B)は、図6(E)及び(F)と同じ状態を示しており、例えばコイルVの位置における断面を示している。図8(A)及び(B)に示した状態(θ=270°の状態)から、yパターン発生器51yによる駆動電流の発生、及び、ドライバD3及びD6の駆動により、例えばコイルU、Vに直流電流であるバイアス電流bが印加される。このときの3相の駆動電流は、次式(7)〜(9)で表せる。   FIG. 8 is a view for explaining the rotation (tilting) operation of the mover 1 around the y-axis. FIGS. 8A and 8B show the same state as FIGS. 6E and 6F, and show a cross section at the position of the coil V, for example. From the state shown in FIGS. 8A and 8B (the state of θ = 270 °), the drive current is generated by the y pattern generator 51y and the drivers D3 and D6 are driven, for example, to the coils U and V. A bias current b which is a direct current is applied. The three-phase drive current at this time can be expressed by the following equations (7) to (9).

U= asin(270°+120°)±b・・・(10)
V= asin(270°+240°)±b・・・(11)
W= asin270°・・・(12)
U = asin (270 ° + 120 °) ± b (10)
V = asin (270 ° + 240 °) ± b (11)
W = asin270 ° (12)

バイアス電流+bは、yパターン発生器51yからの第1及び第2の出力電流511y及び512yであり、これらの出力電流511y及び512yがzパターン発生器51zからのU相及びV相の駆動電流とそれぞれ加算される。ドライバD3及びD5がそれらの加算信号に基づいて、1組のコイルU1(U11、U12)及び1組のコイルV1(V11、V12)をそれぞれ励磁する。 The bias current + b is the first and second output currents 511y and 512y from the y pattern generator 51y, and these output currents 511y and 512y are the U-phase and V-phase drive currents from the z pattern generator 51z. Are added to each other. The drivers D3 and D5 excite the set of coils U 1 (U 11 , U 12 ) and the set of coils V 1 (V 11 , V 12 ) based on the added signals.

バイアス電流-bは、yパターン発生器51yからの第2の出力電流512yが反転されたものであり、これら反転された出力電流がzパターン発生器51zからのU相及びV相の駆動電流とそれぞれ加算される。ドライバD4及びD6がそれらの加算信号に基づいて、1組のコイルU2(U21、U22)及び1組のコイルV2(V21、V22)をそれぞれ励磁する。 The bias current −b is obtained by inverting the second output current 512y from the y pattern generator 51y, and these inverted output currents are the U-phase and V-phase drive currents from the z pattern generator 51z. Each is added. The drivers D4 and D6 excite the set of coils U 2 (U 21 , U 22 ) and the set of coils V 2 (V 21 , V 22 ) based on the added signals.

このようなコイルU、Wの励磁により、図8(A)及び(B)に示した状態から、例えば、コイルU2(U21、U22)及びコイルV2(V21、V22)に流れる電流が増え、コイルU1(U11、U12)及びコイルV1(V11、V12)に流れる電流が減る。これにより、駆動ユニット5は、図8(C)及び(D)に示すように、z軸周りの可動子1の位置を固定させながら、つまり、コイルW((W11、W12)、(W21、W22))による4つの電磁石3の極性を保持した状態で、y軸周りに可動子1を傾けることができる。この場合、bの値は、コイルU、Vの駆動電流の極性が変わらないように予め設定されている。 By exciting the coils U and W, for example, the coils U 2 (U 21 , U 22 ) and the coil V 2 (V 21 , V 22 ) are changed from the state shown in FIGS. The flowing current increases, and the current flowing through the coil U 1 (U 11 , U 12 ) and the coil V 1 (V 11 , V 12 ) decreases. As a result, as shown in FIGS. 8C and 8D, the drive unit 5 fixes the position of the mover 1 around the z axis, that is, the coils W ((W 11 , W 12 ), ( The movable element 1 can be tilted around the y-axis while maintaining the polarities of the four electromagnets 3 according to W 21 and W 22 )). In this case, the value of b is set in advance so that the polarity of the drive current of the coils U and V does not change.

図11(A)及び(B)は、図9(C)に示した状態から、可動子1がx軸周り及びy軸周りに動く様子をそれぞれ示す図である。   11 (A) and 11 (B) are views showing how the mover 1 moves around the x axis and around the y axis from the state shown in FIG. 9 (C), respectively.

ここで、式(10)及び(11)の代わりに、次式(10’)及び(11’)が用いられてもよい。   Here, instead of the equations (10) and (11), the following equations (10 ') and (11') may be used.

U= asin(270°+120°)±bsin(2πft)・・・(10’)
V= asin(270°+240°)±bsin(2πft)・・・(11’)
U = asin (270 ° + 120 °) ± bsin (2πft) (10 ')
V = asin (270 ° + 240 °) ± bsin (2πft) (11 ')

式(10’)及び(11’)では、yパターン発生器51yは、バイアス電流として交流電流(周波数f)を発生する。この場合、コイルU1(U11、U12)及びコイルV1(V11、V12)の極性と、コイルU2(U21、U22)及びコイルV2(V21、V22)の極性とが周期的に入れ替わり、可動子1は、傾き角を周期的に反転させる揺動状態となる。 In the expressions (10 ′) and (11 ′), the y pattern generator 51y generates an alternating current (frequency f) as a bias current. In this case, the polarities of the coil U 1 (U 11 , U 12 ) and the coil V 1 (V 11 , V 12 ) and the coil U 2 (U 21 , U 22 ) and the coil V 2 (V 21 , V 22 ) The polarity is periodically switched, and the mover 1 is in a swinging state in which the tilt angle is periodically reversed.

以上のように、本実施形態では、駆動ユニット5は、可動子1をz軸周りに回転させた後、あるいは回転し終える直前に、励磁されたコイルWの電磁石の極性を維持した状態で、それらを互いに異なる電流値で励磁することで、可動子1を傾ける。あるいは、駆動ユニット5は、可動子1をz軸周りに回転させた後、あるいは回転し終える直前に、励磁されたコイルWの電磁石の極性を維持した状態で、コイル(U1、V1)及びコイル(U2、V2)を互いに異なる電流値で励磁することで、可動子1を傾ける。すなわち、可動子1は、円周方向に沿って位置決めされつつ傾くように駆動されるので、可動子1の少なくとも二自由度での高精度な駆動が可能となる。 As described above, in the present embodiment, the drive unit 5 maintains the polarity of the electromagnet of the excited coil W after rotating the mover 1 around the z-axis or immediately before completing the rotation. The mover 1 is tilted by exciting them with different current values. Alternatively, the drive unit 5 rotates the mover 1 about the z axis or immediately before the rotation is completed, while maintaining the polarity of the electromagnet of the excited coil W (U 1 , V 1 ). And the mover 1 is tilted by exciting the coils (U 2 , V 2 ) with different current values. That is, since the mover 1 is driven to tilt while being positioned along the circumferential direction, the mover 1 can be driven with high accuracy with at least two degrees of freedom.

また、本実施形態では、z軸周りに可動子1の回転角が決定されるので、その可動子1のz軸周りの回転角の検出が不要であり、オープンループでの制御が可能となる。   Further, in this embodiment, since the rotation angle of the mover 1 is determined around the z axis, it is not necessary to detect the rotation angle of the mover 1 around the z axis, and control in an open loop becomes possible. .

また、本実施形態では、図7(D)に示すように、上段及び下段にそれぞれ設けられた、180°離れた1組のコイルW1(W11、W12)(または、1組のコイルW2(W21、W22))がそれぞれ励磁されるので、高レスポンスで確実に可動子1を傾けることができる。このことは、図8(D)に示したコイルU、Vについても同様である。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7D, a set of coils W 1 (W 11 , W 12 ) (or a set of coils) provided at the upper stage and the lower stage, respectively, separated by 180 °. Since W 2 (W 21 , W 22 )) is excited, the mover 1 can be reliably tilted with high response. The same applies to the coils U and V shown in FIG.

以上説明した電磁アクチュエータ100は、様々な装置に搭載され得る。例えばその装置としては、産業用ロボット、その他のロボット、電子機器がある。産業用ロボットとしては、例えば半導体ウェハやディスプレイ用のガラス基板等を搬送する搬送装置、例えば多関節アーム型搬送ロボットが一例として挙げられる。電子機器として例えばカメラに電磁アクチュエータ100が搭載される場合、電磁アクチュエータ100は、カメラの受光光学系を駆動するアクチュエータとして用いられる。   The electromagnetic actuator 100 described above can be mounted on various devices. For example, there are industrial robots, other robots, and electronic devices. As an industrial robot, for example, a transfer device that transfers a semiconductor wafer, a glass substrate for display, or the like, for example, an articulated arm type transfer robot, can be cited as an example. For example, when the electromagnetic actuator 100 is mounted on a camera as an electronic device, the electromagnetic actuator 100 is used as an actuator that drives a light receiving optical system of the camera.

[その他の実施形態]
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
[Other embodiments]
The embodiment according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other embodiments are conceivable.

駆動ユニット5は、図4に示した構成に限られない。例えば、ドライバ52は6個でなくてもよく、例えば12個のドライバが12個の各コイル31をそれぞれ駆動してもよい。この場合も、12個のドライバの前段の回路構成は、駆動ユニット5のそれと同じでよい。   The drive unit 5 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the number of drivers 52 may not be six, and for example, twelve drivers may drive twelve coils 31 respectively. Also in this case, the circuit configuration of the previous stage of the 12 drivers may be the same as that of the drive unit 5.

あるいは、反転器54aまたは54bがなくても、ドライバ52が駆動電流の振幅等を制御することで、x及び/またはy軸周りでの可動子1の傾動(または揺動)動作が可能となる。一例として、例えばz軸周りに可動子1が回転した後、例えばコイルWの極性が維持された状態で、1組のW1(W11、W12)はそのままの電流値が維持され、1組のコイルW2(W21、W22)がそれとは異なる電流値で駆動されてもよい。このことは、コイルU、Vについても同様である。 Alternatively, even if the inverter 54a or 54b is not provided, the driver 52 can tilt (or swing) the mover 1 around the x and / or y axes by controlling the amplitude of the drive current and the like. . As an example, for example, after the mover 1 rotates around the z axis, the current value of one set of W 1 (W 11 , W 12 ) is maintained as it is, with the polarity of the coil W maintained, for example. The set of coils W 2 (W 21 , W 22 ) may be driven with a different current value. The same applies to the coils U and V.

上記実施形態では、1つのドライバ52に接続された2つのコイル31は直列接続であったが、並列接続であってもよい。
式(7)〜(9)、(9’)、(10)〜(12)、(10’)及び(11’)において、必ずしもsin波でなくても、ステップ状波、三角波、台形波等であってもよい。
In the above embodiment, the two coils 31 connected to one driver 52 are connected in series, but may be connected in parallel.
In formulas (7) to (9), (9 ′), (10) to (12), (10 ′) and (11 ′), a stepped wave, a triangular wave, a trapezoidal wave, etc. are not necessarily sin waves. It may be.

電磁アクチュエータ100は、上記説明の構造例に限定されるものではない。例えば、図1に示す電磁アクチュエータ100では、可動子における磁性体及び永久磁石の分割数を4、固定子における磁極の数を12(2つの固定子に対して6個ずつ)としている。しかし、原理的には、可動子における磁性体及び永久磁石の分割数を4N個、固定子における磁極の数を12N個とする構成であっても、同様の動作原理によって電磁アクチュエータ100を実現することができる。   The electromagnetic actuator 100 is not limited to the structural example described above. For example, in the electromagnetic actuator 100 shown in FIG. 1, the number of divisions of the magnetic body and permanent magnet in the mover is 4, and the number of magnetic poles in the stator is 12 (6 for each of the 2 stators). However, in principle, the electromagnetic actuator 100 can be realized by the same operation principle even when the number of divisions of the magnetic body and permanent magnet in the mover is 4N and the number of magnetic poles in the stator is 12N. be able to.

1…可動子
2…固定子
3…電磁石
5…駆動ユニット
31…コイル
32…コア(磁極321)
51x…xパターン発生器
51y…yパターン発生器
51z…zパターン発生器
52…ドライバ
53a〜53f…加算器
54a、54b…反転器
54b…反転器
100…電磁アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Movable element 2 ... Stator 3 ... Electromagnet 5 ... Drive unit 31 ... Coil 32 ... Core (magnetic pole 321)
51x ... x pattern generator 51y ... y pattern generator 51z ... z pattern generator 52 ... drivers 53a to 53f ... adders 54a, 54b ... inverter 54b ... inverter 100 ... electromagnetic actuator

Claims (9)

円周状に配置された複数の磁極対を有する可動子と、複数の第1の電磁石及び複数の第2の電磁石を有する固定子であって、前記可動子の外周に沿って配置された複数の第1の電磁石と、前記複数の第1の電磁石にそれぞれ対応するように、前記可動子に対して前記各第1の電磁石とそれぞれ対称位置に配置された複数の第2の電磁石とを有する固定子とを有する電磁アクチュエータと、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させ、前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石を互いに異なる電流値で励磁することで前記可動子を傾けるように、前記電磁アクチュエータを駆動する駆動ユニットと
を具備する電磁アクチュエータ装置。
A stator having a plurality of magnetic pole pairs arranged circumferentially, a plurality of first electromagnets and a plurality of second electromagnets, and a plurality of stators arranged along the outer periphery of the mover The first electromagnet and a plurality of second electromagnets arranged in symmetrical positions with the first electromagnet with respect to the mover so as to correspond to the plurality of first electromagnets, respectively. An electromagnetic actuator having a stator;
Among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, the first electromagnet arranged at a predetermined angular position on the circumference and the same angular position as the predetermined angular position. Exciting the second electromagnet in the same polarity direction to rotate the mover by a predetermined angle along the circumference and maintaining the polarities of the excited first and second electromagnets An electromagnetic actuator device comprising: a drive unit that drives the electromagnetic actuator so that the movable element is tilted by exciting the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions with different current values.
請求項1に記載の電磁アクチュエータ装置であって、
前記可動子は、2つの前記磁極対を有し、
前記複数の第1の電磁石は、3相の駆動電流でそれぞれ駆動される3つの電磁石を有し、同相の駆動電流で駆動される前記第1の電磁石が前記可動子の外周に沿って180°ずつ離れて配置されるように、前記3つの電磁石がそれぞれ2組ずつ設けられ、
前記複数の第2の電磁石は、前記複数の第1の電磁石の前記3つの電磁石にそれぞれ対応するように、3相の駆動電流でそれぞれ駆動される3つの電磁石を有し、同相の駆動電流で駆動される前記第2の電磁石が前記可動子の外周に沿って180°ずつ離れて配置されるように、前記3つの電磁石がそれぞれ2組ずつ設けられている電磁アクチュエータ装置。
The electromagnetic actuator device according to claim 1,
The mover has two magnetic pole pairs,
The plurality of first electromagnets have three electromagnets driven by three-phase drive currents, respectively, and the first electromagnets driven by the same-phase drive currents are 180 ° along the outer periphery of the mover. Two sets of each of the three electromagnets are provided so as to be spaced apart from each other,
The plurality of second electromagnets have three electromagnets respectively driven by a three-phase drive current so as to correspond to the three electromagnets of the plurality of first electromagnets, respectively. An electromagnetic actuator device in which two sets of the three electromagnets are provided so that the driven second electromagnets are arranged 180 degrees apart along the outer periphery of the mover.
請求項2に記載の電磁アクチュエータ装置であって、
前記駆動ユニットは、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記可動子の外周に沿って180°離れた、互いに同相の駆動電流で第1の組の第1及び第2の電磁石を励磁し、かつ、前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石が配置された前記円周上の角度位置と同じ角度位置に対応するように配置された第2の組の第1及び第2の電磁石を、前記第1の組と同相の駆動電流で励磁することで、前記可動子を前記所定の角度回転させ、
前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石を第1の電流値でそれぞれ励磁し、かつ、前記第2の組の前記第1及び前記第2の電磁石を、前記第1の電流値とは異なる第2の電流値でそれぞれ励磁することで、前記可動子を所定の角度傾ける
電磁アクチュエータ装置。
The electromagnetic actuator device according to claim 2,
The drive unit is
Among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, a first set of first and second electromagnets having a drive current in phase with each other and 180 degrees apart along the outer periphery of the mover. A first of the second set that is excited and is arranged to correspond to the same angular position on the circumference where the first and second electromagnets of the first set are arranged. And the second electromagnet is excited by a drive current having the same phase as the first set, thereby rotating the movable element by the predetermined angle,
The first and second electromagnets of the first set are respectively excited with a first current value, and the first and second electromagnets of the second set are excited with the first current. An electromagnetic actuator device that inclines the movable element by a predetermined angle by exciting each with a second current value different from the value.
請求項2に記載の電磁アクチュエータ装置であって、
前記駆動ユニットは、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記可動子の外周に沿って180°離れた、互いに同相の駆動電流で第1の組の第1及び第2の電磁石を励磁し、かつ、前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石が配置された前記円周上の角度位置と同じ角度位置に対応するように配置された第2の組の第1及び第2の電磁石を、前記第1の組と同相の駆動電流で励磁することで、前記可動子を前記所定の角度回転させ、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記第1の組及び前記第2の組とは異なる、前記可動子の外周に沿って180°離れた第3の組の第1及び第2の電磁石を第1の電流値でそれぞれ励磁し、かつ、前記第1、前記第2及び前記第3の組とは異なる、前記可動子の外周に沿って180°離れた第4の組の第1及び第2の電磁石を、前記第1の電流値とは異なる第2の電流値でそれぞれ励磁することで、前記可動子を所定の角度傾ける
電磁アクチュエータ装置。
The electromagnetic actuator device according to claim 2,
The drive unit is
Among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, a first set of first and second electromagnets having a drive current in phase with each other and 180 degrees apart along the outer periphery of the mover. A first of the second set that is excited and is arranged to correspond to the same angular position on the circumference where the first and second electromagnets of the first set are arranged. And the second electromagnet is excited by a drive current having the same phase as the first set, thereby rotating the movable element by the predetermined angle,
Of the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, the third set is different from the first set and the second set and is separated by 180 ° along the outer periphery of the mover. The first and second electromagnets are respectively excited with a first current value, and are different from the first, second and third groups, and are 180 ° apart from each other along the outer periphery of the mover. An electromagnetic actuator device that inclines the movable element by a predetermined angle by exciting each of the first and second electromagnets of four groups with a second current value different from the first current value.
請求項3または4に記載の電磁アクチュエータ装置であって、
前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石の各コイルが接続され、かつ、前記第2の組の前記第1及び前記第2の電磁石の各コイルが接続され、
前記駆動ユニットは、
前記可動子を前記円周に沿って回転させるための、前記駆動電流の第1の波形パターンでなる第1の駆動信号、及び、前記可動子を傾けるための、前記駆動電流の第2の波形パターンでなる第2の駆動信号を発生する発生器と、
前記発せられた第2の駆動信号の極性を反転させる反転器と
前記発せられた第1及び第2の駆動信号を加算する第1の加算器と、
前記発せられた第1の駆動信号及び前記反転した第2の駆動信号を加算する第2の加算器と、
前記第1の加算器により加算された信号に基づき、前記第1の組の前記第1及び前記第2の電磁石を駆動する第1のドライバと、
前記第2の加算器により加算された信号に基づき、前記第2の組の前記第1及び前記第2の電磁石を駆動する第2のドライバと
を有する電磁アクチュエータ装置。
The electromagnetic actuator device according to claim 3 or 4,
The coils of the first and second electromagnets of the first set are connected, and the coils of the first and second electromagnets of the second set are connected,
The drive unit is
A first drive signal having a first waveform pattern of the drive current for rotating the mover along the circumference, and a second waveform of the drive current for tilting the mover A generator for generating a second drive signal in a pattern;
An inverter that inverts the polarity of the emitted second drive signal; and a first adder that adds the emitted first and second drive signals;
A second adder for adding the emitted first drive signal and the inverted second drive signal;
A first driver for driving the first and second electromagnets of the first set based on the signal added by the first adder;
An electromagnetic actuator device comprising: a second driver that drives the first and second electromagnets of the second set based on a signal added by the second adder.
請求項1から5のうち何れか1項に記載の電磁アクチュエータ装置であって、
前記駆動ユニットは、前記可動子を前記円周に沿って回転させるときの前記励磁のための電流値を、前記可動子を傾けるときの前記励磁のための前記互いに異なる電流値のうちのいずれか一方と同じに設定する電磁アクチュエータ装置。
The electromagnetic actuator device according to any one of claims 1 to 5,
The drive unit is configured such that a current value for the excitation when the mover is rotated along the circumference is one of the different current values for the excitation when the mover is tilted. Electromagnetic actuator device set to be the same as one.
円周状に配置された複数の磁極対を有する可動子と、複数の第1の電磁石及び複数の第2の電磁石を有する固定子であって、前記可動子の外周に沿って配置された複数の第1の電磁石と、前記複数の第1の電磁石にそれぞれ対応するように、前記可動子に対して前記各第1の電磁石とそれぞれ対称位置に配置された複数の第2の電磁石とを有する固定子とを有する電磁アクチュエータの駆動装置であって、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させる回転指令手段と、
前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石を互いに異なる電流値で励磁することで前記可動子を傾ける傾動指令手段と
を具備する電磁アクチュエータの駆動装置。
A stator having a plurality of magnetic pole pairs arranged circumferentially, a plurality of first electromagnets and a plurality of second electromagnets, and a plurality of stators arranged along the outer periphery of the mover The first electromagnet and a plurality of second electromagnets arranged in symmetrical positions with the first electromagnet with respect to the mover so as to correspond to the plurality of first electromagnets, respectively. A drive device for an electromagnetic actuator having a stator,
Among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, the first electromagnet arranged at a predetermined angular position on the circumference and the same angular position as the predetermined angular position. Rotation command means for rotating the mover by a predetermined angle along the circumference by exciting the second electromagnet in the same polarity direction;
The movable element is tilted by exciting the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions with different current values while maintaining the polarity of the excited first and second electromagnets. A drive device for an electromagnetic actuator comprising tilt command means.
円周状に配置された複数の磁極対を有する可動子と、複数の第1の電磁石及び複数の第2の電磁石を有する固定子であって、前記可動子の外周に沿って配置された複数の第1の電磁石と、前記複数の第1の電磁石にそれぞれ対応するように、前記可動子に対して前記各第1の電磁石とそれぞれ対称位置に配置された複数の第2の電磁石とを有する固定子とを有する電磁アクチュエータの駆動方法であって、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させ、
前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石を互いに異なる電流値で励磁することで前記可動子を傾ける
電磁アクチュエータの駆動方法。
A stator having a plurality of magnetic pole pairs arranged circumferentially, a plurality of first electromagnets and a plurality of second electromagnets, and a plurality of stators arranged along the outer periphery of the mover The first electromagnet and a plurality of second electromagnets arranged in symmetrical positions with the first electromagnet with respect to the mover so as to correspond to the plurality of first electromagnets, respectively. A method for driving an electromagnetic actuator having a stator,
Among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, the first electromagnet arranged at a predetermined angular position on the circumference and the same angular position as the predetermined angular position. By exciting the second electromagnet in the same polarity direction, the movable element is rotated by a predetermined angle along the circumference,
The movable element is tilted by exciting the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions with different current values while maintaining the polarity of the excited first and second electromagnets. Driving method of electromagnetic actuator.
円周状に配置された複数の磁極対を有する可動子と、複数の第1の電磁石及び複数の第2の電磁石を有する固定子であって、前記可動子の外周に沿って配置された複数の第1の電磁石と、前記複数の第1の電磁石にそれぞれ対応するように、前記可動子に対して前記各第1の電磁石とそれぞれ対称位置に配置された複数の第2の電磁石とを有する固定子とを有する電磁アクチュエータと、
前記複数の第1の電磁石及び前記複数の第2の電磁石のうち、前記円周上の所定の角度位置に配置された前記第1の電磁石及び前記所定の角度位置と同じ角度位置に配置された前記第2の電磁石を同じ極性方向で励磁することで、前記可動子を前記円周に沿って所定の角度回転させ、前記励磁された前記第1及び前記第2の電磁石の極性を保持した状態で、前記所定位置に配置された第1及び第2の電磁石を互いに異なる電流値で励磁することで前記可動子を傾けるように、前記電磁アクチュエータを駆動する駆動ユニットと
を具備する電磁アクチュエータ装置を搭載した装置。
A stator having a plurality of magnetic pole pairs arranged circumferentially, a plurality of first electromagnets and a plurality of second electromagnets, and a plurality of stators arranged along the outer periphery of the mover The first electromagnet and a plurality of second electromagnets arranged in symmetrical positions with the first electromagnet with respect to the mover so as to correspond to the plurality of first electromagnets, respectively. An electromagnetic actuator having a stator;
Among the plurality of first electromagnets and the plurality of second electromagnets, the first electromagnet arranged at a predetermined angular position on the circumference and the same angular position as the predetermined angular position. Exciting the second electromagnet in the same polarity direction to rotate the mover by a predetermined angle along the circumference and maintaining the polarities of the excited first and second electromagnets An electromagnetic actuator device comprising: a drive unit that drives the electromagnetic actuator so that the movable element is tilted by exciting the first and second electromagnets arranged at the predetermined positions with different current values. Installed device.
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