JP2677475B2 - リニアモータ - Google Patents
リニアモータInfo
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- JP2677475B2 JP2677475B2 JP542592A JP542592A JP2677475B2 JP 2677475 B2 JP2677475 B2 JP 2677475B2 JP 542592 A JP542592 A JP 542592A JP 542592 A JP542592 A JP 542592A JP 2677475 B2 JP2677475 B2 JP 2677475B2
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- mover
- linear motor
- magnetic
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Description
の少なくとも一方に永久磁石を固着して構成した界磁
と、この永久磁石の磁気空隙内に設けた電機子とを相対
移動可能に構成してなるリニアモータに関するものであ
る。
トロークの範囲内で物体の位置決めを行うための駆動装
置としては、例えば、特公昭58− 49100号および実開昭
63− 93783号公報に開示されているような可動コイル形
リニアモータが多用されている。このリニアモータは、
厚さ方向に着磁した複数の永久磁石を着磁方向が異なる
ように対向させて配置し、対向する永久磁石間に形成さ
れた磁気空隙内に、磁束と直角方向に運動する可動コイ
ル組立体を配設した構造を有する。
にセンターヨークがなく、しかも磁気空隙内で磁束が複
数個の閉ループを構成し、磁路の一部に磁束が集中しな
いようになっているので、長いストロークの全域に亘っ
て一様な磁束密度を発生させることができる。
説明図である。図3において1はヨークであり、鉄板の
ような強磁性材料により例えば平板状に形成する。2は
永久磁石であり、厚さ方向に着磁し、表面にNS磁極が
交互に出現するようにヨーク1の長手方向に配設して固
着する。上記のように形成したヨーク1を永久磁石2の
異極が対向するように磁気空隙3を介して配設する。4
は支持板であり、前記空隙3を確保するためにヨーク1
の長手方向両端部に固着する。なお支持板4は前記ヨー
ク1と同様の強磁性材料によって形成することが好まし
い。
おける磁束と巻線方向が直交するような偏平の多相コイ
ルによって形成する。すなわち複数個のコイルを永久磁
石2の配設方向に若干量宛ずらせて配設し、磁極の方向
を磁界検出素子等の手段を介して検出し、電流を流すべ
きコイルおよびその方向を切換え得るように形成する。
なお上記コイル5はホルダ(図示せず)に一体に支持さ
れて可動子を形成する。
と、コイル5の巻線方向が永久磁石2による磁束と直交
しているので、コイル5はフレミングの左手の法則によ
り、ヨーク1の長手方向の駆動力を受けるから、コイル
5を一体に支持してなる可動子(図示せず)はヨーク1
の長手方向に移動する。次にコイル5に前記と逆方向の
電流を流すと、コイル5には前記と逆方向の駆動力が作
用するから、可動子は前記と逆方向に移動する。従って
コイル5への通電およびその電流の方向を選択すること
により、可動子を所定位置に移動させることができる。
クの長いリニアモータは、物体の搬送用として使用され
る場合が多く、目的位置まで搬送して所定位置に停止さ
せる機能が重視されている。従って移動開始後、定速域
までの立上り時間および位置決め完了までのセトリング
タイムとしては100msec程度のものが一般的であり、
使用上の問題はなかった。しかしながら、例えばフォト
プロッタ、フィルムプロッタ等に使用されるものにおい
ては、分解能として10μm 以下を要求されているた
め、また工程間のタクトを短縮する必要から、上記立上
り時間および位置決め時間として、磁気ディスク装置並
の10〜20msecのものが要求されるようになってき
た。このような仕様のものに対しては、前記従来の構成
のリニアモータでは対応できないという問題点がある。
解決し、応答速度が大であり、定速域までの立上り時間
および定速域からの位置決め時間が小であるリニアモー
タを提供することを目的とする。
に、本発明においては、対向するヨークの内面の少なく
とも一方に永久磁石を固着すると共に、長手方向に交互
に異極が現れるように配設して界磁を構成し、前記永久
磁石の表面に形成される磁気空隙内に偏平コイルからな
る電機子を設け、界磁と電機子の何れか一方を固定子と
し、他方を可動子とし、固定子と可動子とを永久磁石の
配設方向に相対移動可能に構成したリニアモータにおい
て、界磁を構成する永久磁石の表面に非磁性導電材料か
らなる被覆部材を設ける、という技術的手段を採用し
た。
機子を構成する偏平コイルが介装された際におけるコイ
ルインダクタンスの減少を図ることができる。
り、同一部分は前記図3と同一の参照符号で示す。図1
において6は被覆部材であり、例えば厚さ 0.3〜 1.0mm
の銅板によって形成し、永久磁石2の表面に被着させ
る。他の構成は前記図3におけるものと同様である。
重量4kg(積載重量も含む)程度のもので、移動距離
1.0〜 2.0ピッチの場合において、位置決め完了までの
時間を10msecのオーダーとすることができる。すなわ
ち永久磁石2の表面に銅板のような非磁性導電材料から
なる被覆部材6を被着させたことにより、可動子を構成
するコイル5のインダクタンスを減少させ得ることに起
因する。
図である。すなわち前記図1に示すものが所謂ムービン
グコイル型であるのに対して、図2に示すものはムービ
ングマグネット型と称されている。図2において、7は
ベースであり、鉄板等の強磁性材料によって長板状に形
成する。8はコイルであり、偏平状に形成し、相互に重
畳しないように適宜間隔で複数個をベース7上に配設
し、電機子を形成する。なおコイル8には直流電流を給
電することにより、長手方向に交互に異極が現れるよう
に構成する。
現れるように配設して界磁を形成すると共に、永久磁石
2の表面に前記図1におけると同様の被覆部材6を被着
する。このように形成した界磁は、ベース7上を例えば
ローラ(図示せず)を介して長手方向に移動可能として
可動子とする。
すれば前記図1に示すものと同様に永久磁石2からなる
可動子を、ベース7の長手方向に移動させることができ
る。この場合において、永久磁石2の表面に銅板のよう
な非磁性導電材料からなる被覆部材6を設けてあるた
め、コイル8のインダクタンスを減少させ得るから、前
記図1に示すものと同様に位置決め完了までの時間を1
0msecのオーダーとすることができる。
断面図である。図4において11はベースであり、軟鋼
のような強磁性材料により平板状に形成する。12はセ
ンターヨーク、13はサイドヨークであり、各々前記ベ
ース11と同様の材料によって平板状に形成すると共
に、ベース11上に間隔を介して固着する。次に14は
永久磁石であり、例えば希土類系磁石により後述するよ
うな形状寸法に形成し、センターヨーク12およびサイ
ドヨーク13の夫々の対向面に、相隣る磁極の極性が異
なるように複数個を、磁気空隙15を介して異極が対向
するように配設する。20は被覆部材であり、前記実施
例と同様の材料によって形成し、永久磁石14の表面に
被着する。
面と直交する方向である。次に16は可動子であり、キ
ャリッジ17の下方にコイルフレーム18を固着し、コ
イルフレーム18が前記磁気空隙15内において紙面と
直交する方向に移動可能に設ける。このコイルフレーム
18は、推力リップルの発生を防止するため、非磁性材
料によって形成する。
(絶縁性を付与するため表面はアルマイト処理をしてお
く)の表面に樹脂(例えばガラス入エポキシ樹脂)製の
基板を装着し、この基板上に後述するコイル19を固着
して形成する。なおコイルフレーム18を磁性材料によ
って形成したり、あるいは可動子16の側にバックヨー
クが存在すると、永久磁石14の吸着力によるアンバラ
ンスが発生し、推力リップルの発生原因の一つとなる。
19はコイルであり、偏平状に形成すると共にコイルフ
レーム18の両面に設ける。
示す要部斜視図であり、同一部分は図4と同一の参照符
号で示す。コイル19は例えば3相コイル(特開昭62−
193543号公報参照)とし、各相はすべて直列接続すると
共に、各相間はY形接続とする。
相コイルを使用して、この多相コイルに正弦波状の駆動
電流を供給するのであるが、相数が多くなる程力率が低
下するため、入力電流を増加する必要があるので、2相
または3相の通電方式を採用するのが望ましい。すなわ
ち本発明のリニアモータは、後述するような特定形状の
永久磁石を有する磁気回路と、2相または3相の正弦波
電流出力型の駆動回路とを組合わせた構成とすることが
望ましい。
関係を示す図であり、前記図4に示すリニアモータにつ
いての時間と、可動子16の停止位置の偏差(絶対値)
とを測定し、440ステップ分を重合させて表示したも
のである。そして図6は図4に示すセンターヨーク12
およびサイドヨーク13に固着した永久磁石14の夫々
について空隙15側の面に被覆部材20を被着した場
合、図7はセンターヨーク12に固着した永久磁石14
のみに被覆部材20を被着した場合、図8は被覆部材2
0を欠如する場合を示す。なお図6ないし図8において
TO は移動指令パルス幅、T1 は可動子16(図4参
照)の応答時間、T2 は制動時間である。従って可動子
16に移動指令を与えてから停止するまでの移動完了時
間TS はT1 +T2 である。
アモータにおいて、可動子16の走行抵抗(例えば摩擦
力)が極めて小である場合には、可動子16の停止位置
の偏差δを0とすることが可能であるが、実際には可動
子16の傾斜、可動子16に加わる外力および走行抵抗
等の影響により、目標停止位置に対して±1パルスない
し±3パルスの許容幅を想定する必要がある。本実施例
においては、位置分解能として1μm読みのリニアエン
コーダを使用しているため、停止精度すなわち制定偏差
としてδ1 =±3μmに設定してある。従って図6ない
し図8に示す停止位置の偏差は、ハッチングにて示す領
域の幅がある(実線は代表波形である)。
磁石14(図4参照)に被覆部材20を欠如する場合
(図8)には、停止位置の偏差δ2 は代表値において±
7μmである。この場合TO =12ms、T1 =15.3ms、
TS =19msであった。これに対して永久磁石14に被
覆部材20を被着することにより、応答時間T1 を短縮
することができ、図7においてはT1 =15.1ms、図6に
おいてはT1 =14.8msに改善することができ、制動時間
を含めた全体の移動完了時間TS は、図7においてTS
=18.8ms、図6においてTS =18.3msに短縮することが
できる。この結果停止位置の偏差δ2 は従来のδ2=±
7μmから、図7に示すものにおいてδ2 =±6μm、
図6に示すものにおいてδ2 =±4μmに改善すること
ができる。
れたものである。すなわち前記図4において、ベース1
1、センターヨーク12およびサイドヨーク13を夫々
SS41によって形成し、永久磁石14は日立金属製H
S37BHによって形成した。なお永久磁石14は高さ
h=31mm、厚さt=9mm、長さ30mmのものを可動子
16の移動方向に各列31個宛接続し、4列合計124
個を配設すると共に、これらの永久磁石14の表面に
は、厚さ 0.5mmのCu板からなる被覆部材20を被着し
た。この場合、磁気空隙15の寸法(被覆部材20を被
着してなる永久磁石14、14間の表面間の間隔)は
7.7mm、コイル19と永久磁石14との間隙は 0.6m、
磁気空隙15の磁束密度は8900Gとした。またコイ
ル19は、線径0.65mmの2−EIW(自己融着銅線)を
各相とも200ターン(40×5直列接続)の巻数と
し、直列抵抗を各相とも 2.7Ω以下とした。駆動電流は
ピーク8Aであった。
用であるから、応答速度が大であり、定速域までの立上
り時間および定速域からの位置決め時間を短縮できると
共に、停止位置の偏差を大幅に縮小し得るという効果が
ある。
る。
る。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 対向するヨークの内面の少なくとも一方
に永久磁石を固着すると共に、長手方向に交互に異極が
現れるように配設して界磁を構成し、前記永久磁石の表
面に形成される磁気空隙内に偏平コイルからなる電機子
を設け、界磁と電機子の何れか一方を固定子とし、他方
を可動子とし、固定子と可動子とを永久磁石の配設方向
に相対移動可能に構成したリニアモータにおいて、界磁
を構成する永久磁石の表面に非磁性導電材料からなる被
覆部材を設けたことを特徴とするリニアモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP542592A JP2677475B2 (ja) | 1991-02-07 | 1992-01-16 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-11252 | 1991-02-07 | ||
JP1125291 | 1991-02-07 | ||
JP542592A JP2677475B2 (ja) | 1991-02-07 | 1992-01-16 | リニアモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0549229A JPH0549229A (ja) | 1993-02-26 |
JP2677475B2 true JP2677475B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=26339369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP542592A Expired - Lifetime JP2677475B2 (ja) | 1991-02-07 | 1992-01-16 | リニアモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2677475B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19853250B4 (de) * | 1998-11-18 | 2012-02-02 | Siemens Ag | Sekundärteil für einen Linearmotor |
FR2903823B1 (fr) * | 2006-07-12 | 2008-09-05 | Messier Dowty Sa | Element actif de machine electromagnetique, procede de fabrication d'un tel element actif, et machine electromagnetique comportant un tel element actif. |
JP6223050B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2017-11-01 | 日本電産サンキョー株式会社 | 撮影用光学装置 |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP542592A patent/JP2677475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0549229A (ja) | 1993-02-26 |
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Legal Events
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