JP2514857B2 - サ―フェイスアクチュエ―タの駆動方法 - Google Patents
サ―フェイスアクチュエ―タの駆動方法Info
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- JP2514857B2 JP2514857B2 JP24326790A JP24326790A JP2514857B2 JP 2514857 B2 JP2514857 B2 JP 2514857B2 JP 24326790 A JP24326790 A JP 24326790A JP 24326790 A JP24326790 A JP 24326790A JP 2514857 B2 JP2514857 B2 JP 2514857B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、X軸、Y軸、及びX軸に対して45度及び13
5度の方向に直接駆動が可能なサーフェイスアクチュエ
ータの駆動方法に関する。
5度の方向に直接駆動が可能なサーフェイスアクチュエ
ータの駆動方法に関する。
[従来技術と問題点] 機械の特選運動を得るために、回転型モータの運動を
ギアを用いて直線運動に変換する方法は古くから知られ
ている。しかし、所謂OA(オフィス・オートメーショ
ン)機器やFA(ファクトリ・オートメーション)機器の
性能向上に伴い、上記の変換方法に代わってリニアモー
タによる直接駆動が提案されている。例えば、XY軸方向
の夫々にリニアモータ(即ち2組のリニアモータ)を設
けてプロッタのヘッドを平面上の所望位置に移動させる
X−Yプロッタ等が知られている。しかしながら、この
装置はX軸及びY軸方向の直線運動用に夫々リニアモー
タを設けているため装置が大型となり機構が複雑という
問題がある。
ギアを用いて直線運動に変換する方法は古くから知られ
ている。しかし、所謂OA(オフィス・オートメーショ
ン)機器やFA(ファクトリ・オートメーション)機器の
性能向上に伴い、上記の変換方法に代わってリニアモー
タによる直接駆動が提案されている。例えば、XY軸方向
の夫々にリニアモータ(即ち2組のリニアモータ)を設
けてプロッタのヘッドを平面上の所望位置に移動させる
X−Yプロッタ等が知られている。しかしながら、この
装置はX軸及びY軸方向の直線運動用に夫々リニアモー
タを設けているため装置が大型となり機構が複雑という
問題がある。
上述の従来例の問題を解決するために、本出願人等は
昭和63年12月19日に「直接駆動型サーフェイスアクチュ
エータ」と題する発明を出願した(特願昭63−319886
号、特開平2−168846号)。この発明では、X軸方向に
移動子を移動させるにはA相B相叉はC相D相を励磁
し、Y軸方向に移動子を移動させるにはA相C相叉はB
相D相を励磁し、X軸に対して45度及び135度の方向に
移動子を移動させるにはX軸移動の後にY軸移動(或い
はY軸移動の後にX軸移動)の如くX軸及びY軸方向の
移動が必要であった。即ち、上記の特願昭63−319886号
に係る発明は、斜め移動には必ずX軸及びY軸方向の移
動を伴うという問題があった。
昭和63年12月19日に「直接駆動型サーフェイスアクチュ
エータ」と題する発明を出願した(特願昭63−319886
号、特開平2−168846号)。この発明では、X軸方向に
移動子を移動させるにはA相B相叉はC相D相を励磁
し、Y軸方向に移動子を移動させるにはA相C相叉はB
相D相を励磁し、X軸に対して45度及び135度の方向に
移動子を移動させるにはX軸移動の後にY軸移動(或い
はY軸移動の後にX軸移動)の如くX軸及びY軸方向の
移動が必要であった。即ち、上記の特願昭63−319886号
に係る発明は、斜め移動には必ずX軸及びY軸方向の移
動を伴うという問題があった。
[発明の目的] 本発明の目的は、移動子を斜め(X軸に対して45度及
び135度)の方向に直接移動させることが出来るサーフ
ェイスアクチュエータを提供することである。
び135度)の方向に直接移動させることが出来るサーフ
ェイスアクチュエータを提供することである。
[課題を解決するための手段及び作用] 本発明は、複数の永久磁石を、直交座標系のX軸及び
Y軸方向に、隣接する磁極が異なるように格子状に配置
した固定子と;4相(A相、B相、C相、D相)のコアコ
イルの組を少なくとも1組有し、前記固定子の表面と平
行な面内で移動可能に支持された移動子とを備え;該移
動子の前記B相の磁極は前記A相の磁極に対してX軸方
向にP・n±P/4(Pは前記固定子の格子状に配置され
た磁極ピッチ、nは正の整数)離れて配置され、前記C
相の磁極は前記A相の磁極に対してY軸方向にP・n±
P/4離れて配置され、前記D相は前記A相に対してX軸
及びY軸方向に夫々P・n±P/4だけ離れて配置され;
前記移動子をX軸方向に移動させる場合には、前記A相
及びB相を選択的に励磁し;前記移動子をY軸方向に移
動させる場合には、前記A相及びC相を選択的に励磁
し;前記移動子をX軸に対して45度及び135度の方向に
移動させる場合には、A相、B相、C相及びD相の内の
何れか1相と、A相、B相、C相及びD相の内の3相と
を選択的に励磁することを特徴とするサーフェイスアク
チュエータの駆動方法である。
Y軸方向に、隣接する磁極が異なるように格子状に配置
した固定子と;4相(A相、B相、C相、D相)のコアコ
イルの組を少なくとも1組有し、前記固定子の表面と平
行な面内で移動可能に支持された移動子とを備え;該移
動子の前記B相の磁極は前記A相の磁極に対してX軸方
向にP・n±P/4(Pは前記固定子の格子状に配置され
た磁極ピッチ、nは正の整数)離れて配置され、前記C
相の磁極は前記A相の磁極に対してY軸方向にP・n±
P/4離れて配置され、前記D相は前記A相に対してX軸
及びY軸方向に夫々P・n±P/4だけ離れて配置され;
前記移動子をX軸方向に移動させる場合には、前記A相
及びB相を選択的に励磁し;前記移動子をY軸方向に移
動させる場合には、前記A相及びC相を選択的に励磁
し;前記移動子をX軸に対して45度及び135度の方向に
移動させる場合には、A相、B相、C相及びD相の内の
何れか1相と、A相、B相、C相及びD相の内の3相と
を選択的に励磁することを特徴とするサーフェイスアク
チュエータの駆動方法である。
[実施例] 本発明に係る一実施例を、第1図乃至第6図を参照し
て説明する。
て説明する。
第1図は本発明に係るサーフェイスアクチュエータ
(以下SFAと略する場合がある)の駆動方法に直接関係
する装置の基本構造を示す斜視図、 第2図は第1図の機構の一部を更に説明するための
図、 第3図は第1図に示した固定子と移動子の関係を分か
りやすく説明するための図、 第4図乃至第6図は夫々本発明を更に詳しく説明する
ための図である。
(以下SFAと略する場合がある)の駆動方法に直接関係
する装置の基本構造を示す斜視図、 第2図は第1図の機構の一部を更に説明するための
図、 第3図は第1図に示した固定子と移動子の関係を分か
りやすく説明するための図、 第4図乃至第6図は夫々本発明を更に詳しく説明する
ための図である。
第1図に示すように、本発明に係るSFAは、固定子1
0、移動子20、この移動子20をX軸及びY軸方向に移動
可能に支持するX軸レール30及びY軸レール40等からな
る。
0、移動子20、この移動子20をX軸及びY軸方向に移動
可能に支持するX軸レール30及びY軸レール40等からな
る。
固定子10はバックアイアン12の複数の永久磁石14とを
有する。バックアイアン12上に設けられた複数の永久磁
石14は磁極が格子状(即ちチェス盤状)に配置されてい
る。つまり、複数の永久磁石14を直交座標系のX軸及び
Y軸の方向にN極S極が交互になるように配置する。第
1図において、斜線部分は例えばN極を示し白い部分は
S極を示す。
有する。バックアイアン12上に設けられた複数の永久磁
石14は磁極が格子状(即ちチェス盤状)に配置されてい
る。つまり、複数の永久磁石14を直交座標系のX軸及び
Y軸の方向にN極S極が交互になるように配置する。第
1図において、斜線部分は例えばN極を示し白い部分は
S極を示す。
移動子20は、図示の実施例では2組のコアコイル群を
有し、コイル支持部26に支持されている。第1のコアコ
イル群はコアコイル22A(A相)、22B(B相)、22C
(C相)及び22D(D相)からなり、第2のコアコイル
群はコアコイル2A(A相)、24B(B相)、24C(C相)
及び24D(D相)からなる。第1図にはコアコイルの一
部分しか示していない。第1図の蒲鉾型の形状は「コ」
の字型のコア(第2図の22A及び22B参照)の中央部(第
2図のコアのMの部分)に巻回したコイル部分である。
尚、本発明はコアコイル群が少なくとも1組あれば実施
可能である。
有し、コイル支持部26に支持されている。第1のコアコ
イル群はコアコイル22A(A相)、22B(B相)、22C
(C相)及び22D(D相)からなり、第2のコアコイル
群はコアコイル2A(A相)、24B(B相)、24C(C相)
及び24D(D相)からなる。第1図にはコアコイルの一
部分しか示していない。第1図の蒲鉾型の形状は「コ」
の字型のコア(第2図の22A及び22B参照)の中央部(第
2図のコアのMの部分)に巻回したコイル部分である。
尚、本発明はコアコイル群が少なくとも1組あれば実施
可能である。
尚、移動子20を直角2方向に移動可能に支持する機構
(本実施例ではレール30,40及びこれらのレールに案内
される車輪及び車軸等)は公知の機構を使用すればよ
く、本発明に直接関係がないので詳細な説明は省略す
る。
(本実施例ではレール30,40及びこれらのレールに案内
される車輪及び車軸等)は公知の機構を使用すればよ
く、本発明に直接関係がないので詳細な説明は省略す
る。
第2図に第1図の機構の一部の概略を示す。第2図に
おいて、バックアイアン12と複数の永久磁石14とから成
る固定子10の上方に、移動子の構成要素であるコイルコ
ア22A及び22B(但しコイルの図示を省略してある)がX
軸及びY軸方向に移動可能に支持されている。尚、図示
を省略したコイルはコアの中央部分Mに巻回される。第
2図において、上部に横線を付したA及びBは夫々A相
及びB相と逆に励磁される相であることを示している
(以下、明細書中の/A及び/B等の前の斜めの線/は逆相
を示し図面の文字上の横線に対応する)。
おいて、バックアイアン12と複数の永久磁石14とから成
る固定子10の上方に、移動子の構成要素であるコイルコ
ア22A及び22B(但しコイルの図示を省略してある)がX
軸及びY軸方向に移動可能に支持されている。尚、図示
を省略したコイルはコアの中央部分Mに巻回される。第
2図において、上部に横線を付したA及びBは夫々A相
及びB相と逆に励磁される相であることを示している
(以下、明細書中の/A及び/B等の前の斜めの線/は逆相
を示し図面の文字上の横線に対応する)。
第3図において、参照番号22A乃至22D、24A乃至24Dは
夫々第1図に示した同一番号のコアコイル(但しコイル
の図示を省略してある)に対応する。第1のコアコイル
の組(22A乃至22D)のB相の磁極はA相の磁極に対して
X軸方向にP・n±P/4(Pは前記固定子の格子状に配
置された磁極ピッチ、nは正の整数)離れて配置され、
C相の磁極はA相の磁極に対してY軸方向にP・n±P/
4離れて配置され、D相は前記A相に対してX軸及びY
軸方向に夫々P・n±P/4だけ離れて配置されている。
この関係は逆相(/A,/B,/C,D相)の場合でも同様であ
る。更に、第2のコアコイルの組(22A乃至22D)につい
ても同様である。
夫々第1図に示した同一番号のコアコイル(但しコイル
の図示を省略してある)に対応する。第1のコアコイル
の組(22A乃至22D)のB相の磁極はA相の磁極に対して
X軸方向にP・n±P/4(Pは前記固定子の格子状に配
置された磁極ピッチ、nは正の整数)離れて配置され、
C相の磁極はA相の磁極に対してY軸方向にP・n±P/
4離れて配置され、D相は前記A相に対してX軸及びY
軸方向に夫々P・n±P/4だけ離れて配置されている。
この関係は逆相(/A,/B,/C,D相)の場合でも同様であ
る。更に、第2のコアコイルの組(22A乃至22D)につい
ても同様である。
第3図のコアコイルの磁極位置はA相を励磁した場合
であり、A相はN極(斜線部分)と完全に対向した位置
にある。第3図の状態から移動子をX軸方向に移動させ
ようとする場合、B相を励磁すれば移動子はP/4だけX
軸方向に移動する。又、移動子をY軸方向に移動させる
場合には、C相を励磁することによりP/4移動させるこ
とができる。このように励磁相を切り換えることにより
移動子をP/4単位でX軸及びY軸方向に移動可能であ
る。
であり、A相はN極(斜線部分)と完全に対向した位置
にある。第3図の状態から移動子をX軸方向に移動させ
ようとする場合、B相を励磁すれば移動子はP/4だけX
軸方向に移動する。又、移動子をY軸方向に移動させる
場合には、C相を励磁することによりP/4移動させるこ
とができる。このように励磁相を切り換えることにより
移動子をP/4単位でX軸及びY軸方向に移動可能であ
る。
即ち、移動子をX軸方向に移動させるにはA相B相励
磁またはC相D相励磁、一方、移動子をY軸方向に移動
させるにはA相C相励磁またはB相D相励磁とすればよ
い。上記のX軸及びY軸方向への移動子20の移動は、既
に、上記特開平2−168846号公報に記載されている。
磁またはC相D相励磁、一方、移動子をY軸方向に移動
させるにはA相C相励磁またはB相D相励磁とすればよ
い。上記のX軸及びY軸方向への移動子20の移動は、既
に、上記特開平2−168846号公報に記載されている。
本発明の特徴は、移動子20をX軸に対して45度及び13
5度の方向に直接移動できることにある。即ち、従来例
の如くX軸及びY軸移動により間接的に行なうのではな
く、移動子20自体を斜め方向に移動できることである。
5度の方向に直接移動できることにある。即ち、従来例
の如くX軸及びY軸移動により間接的に行なうのではな
く、移動子20自体を斜め方向に移動できることである。
ここで特に注意を促したいのは、第1図に示す実施例
では、X軸及びY軸に設けたレール30及び40のために、
コイル支持部26はX軸及びY軸方向にしか移動できない
ことである。従って、本発明の特徴である移動子の斜め
方向の直接移動はX軸及びY軸方向の極く短い移動の連
続によって達成される。つまり、斜め移動のX軸Y軸の
移動は、上述のX軸或いはY軸の移動と本質的に異な
る。従って、移動子をその移動面内で自由に移動できる
支持部を用いれば、直線状に移動子を斜め移動できるの
で本発明の効果は更に発揮できる。
では、X軸及びY軸に設けたレール30及び40のために、
コイル支持部26はX軸及びY軸方向にしか移動できない
ことである。従って、本発明の特徴である移動子の斜め
方向の直接移動はX軸及びY軸方向の極く短い移動の連
続によって達成される。つまり、斜め移動のX軸Y軸の
移動は、上述のX軸或いはY軸の移動と本質的に異な
る。従って、移動子をその移動面内で自由に移動できる
支持部を用いれば、直線状に移動子を斜め移動できるの
で本発明の効果は更に発揮できる。
第4図及び第5図を参照して、本発明を更に詳しく説
明する。尚、第4図では、図締を簡潔にするため、第3
図の場合と異なり、1組のコアコイル群のみを示すと共
にA相,B相,C相,D相の磁極のみを示し、各逆相磁極を省
略してある。
明する。尚、第4図では、図締を簡潔にするため、第3
図の場合と異なり、1組のコアコイル群のみを示すと共
にA相,B相,C相,D相の磁極のみを示し、各逆相磁極を省
略してある。
第4図の(a)(b)(c)(d)は、夫々A相、B
相、C相、D相励磁時であり、第3図を参照して説明し
たように、X軸及びY軸方向には双方向矢印←→にした
がってP/4づつ移動可能である。
相、C相、D相励磁時であり、第3図を参照して説明し
たように、X軸及びY軸方向には双方向矢印←→にした
がってP/4づつ移動可能である。
一方、移動子を第4図(a)の位置(A相励磁時)か
ら第4図(c)の位置に斜めに移動させるには、従来例
の如くB相励磁→D相励磁ではなく、A相B相C相(AB
C相と略す)同時励磁(第4図の(e))→BCD相同時励
磁(第4図の(f))→D相励磁によって行うことがで
きる。即ち、ABC相同時励磁により、移動子をA相励磁
位置から、X軸に対して45度の角度で且つ第4図(d)
に示す磁極位置方向に、斜め移動距離の約1/3を移動さ
せる。次に、BCD相同時励磁により同方向に更に約1/3進
め、最後にD相励磁により第4図(d)の位置とする。
尚、移動子を第4図(d)の位置から逆にX軸に対して
45度の方向に移動させて第4図(a)の位置にするには
上述と逆の励磁を行なえばよい。
ら第4図(c)の位置に斜めに移動させるには、従来例
の如くB相励磁→D相励磁ではなく、A相B相C相(AB
C相と略す)同時励磁(第4図の(e))→BCD相同時励
磁(第4図の(f))→D相励磁によって行うことがで
きる。即ち、ABC相同時励磁により、移動子をA相励磁
位置から、X軸に対して45度の角度で且つ第4図(d)
に示す磁極位置方向に、斜め移動距離の約1/3を移動さ
せる。次に、BCD相同時励磁により同方向に更に約1/3進
め、最後にD相励磁により第4図(d)の位置とする。
尚、移動子を第4図(d)の位置から逆にX軸に対して
45度の方向に移動させて第4図(a)の位置にするには
上述と逆の励磁を行なえばよい。
同様に、移動子を第4図の(b)の位置から(d)の
位置に移動させるには、ABD相同時励磁→ACD相同時励磁
→C相励磁とすればよい。但し、図面を簡略化するため
に格子状に配置した永久磁石及び移動子の磁極等の図示
を省略してある。
位置に移動させるには、ABD相同時励磁→ACD相同時励磁
→C相励磁とすればよい。但し、図面を簡略化するため
に格子状に配置した永久磁石及び移動子の磁極等の図示
を省略してある。
第5図は、第4図で説明した本発明の動作原理をより
一般化して説明するための図面である。
一般化して説明するための図面である。
第5図において、右上隅のA相励磁(丸印で囲んであ
る)からX軸に対して45度の角度で左斜め下のD相励磁
の位置に移動子を移動させることは第4図を参照して既
に説明した。
る)からX軸に対して45度の角度で左斜め下のD相励磁
の位置に移動子を移動させることは第4図を参照して既
に説明した。
第6図は、移動子のX軸及びY軸方向移動(第6図の
(a)及び(b))、斜め方向移動(第6図(c))に
必要な各相への電流(或いは電圧)供給のタイミング図
である。第6図(a)に示すようにA相及びB相を励磁
すれば((イ)〜(ホ))移動子のA相に相当する磁極
は、第5図の右上隅の位置から左上隅の位置までX軸に
沿って移動し、第6図(b)に示すようにA相及びC相
を励磁すれば((イ)〜(ホ))移動子のA相に相当す
る磁極は第5図の右上隅から左下隅に移動する。更に、
第6図(c)に示すように各相を順次励磁すれば
((イ)〜(ト))移動子のA相に相当する磁極は第5
図の右上隅の位置から左下隅の位置に移動する。
(a)及び(b))、斜め方向移動(第6図(c))に
必要な各相への電流(或いは電圧)供給のタイミング図
である。第6図(a)に示すようにA相及びB相を励磁
すれば((イ)〜(ホ))移動子のA相に相当する磁極
は、第5図の右上隅の位置から左上隅の位置までX軸に
沿って移動し、第6図(b)に示すようにA相及びC相
を励磁すれば((イ)〜(ホ))移動子のA相に相当す
る磁極は第5図の右上隅から左下隅に移動する。更に、
第6図(c)に示すように各相を順次励磁すれば
((イ)〜(ト))移動子のA相に相当する磁極は第5
図の右上隅の位置から左下隅の位置に移動する。
[発明の効果] 本発明によれば、移動子を斜め方向に移動させる場合
に、従来のようにX軸及びY軸移動により行なうのでは
なく、斜め方向の直接移動できるという顕著な効果を有
する。
に、従来のようにX軸及びY軸移動により行なうのでは
なく、斜め方向の直接移動できるという顕著な効果を有
する。
第1図は本発明が応用される直接駆動型サーフェイスア
クチュエータの一例を示す斜視図、第2図は第1図の機
構の一部を説明するための図、第3図、第4図及び第5
図は夫々本発明の動作を説明するための図、第6図は本
発明を説明するため各相励磁のタイミングチャート図で
ある。 図中、10は固定子、12はバックアイアン、14は永久磁
石、20は移動子、22A乃至22Dは夫々コイルコア、24A乃
至24Dは夫々コイルを示す。
クチュエータの一例を示す斜視図、第2図は第1図の機
構の一部を説明するための図、第3図、第4図及び第5
図は夫々本発明の動作を説明するための図、第6図は本
発明を説明するため各相励磁のタイミングチャート図で
ある。 図中、10は固定子、12はバックアイアン、14は永久磁
石、20は移動子、22A乃至22Dは夫々コイルコア、24A乃
至24Dは夫々コイルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−100161(JP,A) 特開 昭60−128859(JP,A) 特開 昭63−95848(JP,A) 特開 昭59−178957(JP,A) 実開 昭57−21285(JP,U) 実開 昭64−40281(JP,U)
Claims (1)
- 【請求項1】複数の永久磁石を、直交座標系のX軸及び
Y軸方向に、隣接する磁極が異なるように格子状に配置
した固定子と、 4相(A相、B相、C相、D相)のコアコイルの組を少
なくとも1組有し、前記固定子の表面と平行な面内で移
動可能に支持された移動子とを備え、 該移動子の前記B相の磁極は前記A相の磁極に対してX
軸方向にP・n±P/4(Pは前記固定子の格子状に配置
された磁極ピッチ、nは正の整数)離れて配置され、前
記C相の磁極は前記A相の磁極に対してY軸方向にP・
n±P/4離れて配置され、前記D相は前記A相に対して
X軸及びY軸方向に夫々P・n±P/4だけ離れて配置さ
れ、 前記移動子をX軸方向に移動させる場合には、前記A相
及びB相を選択的に励磁し、 前記移動子をY軸方向に移動させる場合には、前記A相
及びC相を選択的に励磁し、 前記移動子をX軸に対して45度及び135度の方向に移動
させる場合には、A相、B相、C相及びD相の内の何れ
か1相と、A相、B相、C相及びD相の内の3相とを選
択的に励磁することを特徴とするサーフェイスアクチュ
エータの駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24326790A JP2514857B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | サ―フェイスアクチュエ―タの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24326790A JP2514857B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | サ―フェイスアクチュエ―タの駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04125055A JPH04125055A (ja) | 1992-04-24 |
JP2514857B2 true JP2514857B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=17101326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24326790A Expired - Fee Related JP2514857B2 (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | サ―フェイスアクチュエ―タの駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2514857B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6208045B1 (en) | 1998-11-16 | 2001-03-27 | Nikon Corporation | Electric motors and positioning devices having moving magnet arrays and six degrees of freedom |
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1990
- 1990-09-13 JP JP24326790A patent/JP2514857B2/ja not_active Expired - Fee Related
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