JP2777214B2 - 可動コイル型リニアモータ - Google Patents

可動コイル型リニアモータ

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JP2777214B2
JP2777214B2 JP22252089A JP22252089A JP2777214B2 JP 2777214 B2 JP2777214 B2 JP 2777214B2 JP 22252089 A JP22252089 A JP 22252089A JP 22252089 A JP22252089 A JP 22252089A JP 2777214 B2 JP2777214 B2 JP 2777214B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は可動コイル型リニアモータに関する。
従来の技術 現在、可動コイル型リニアモータとしては各種のもの
が存在している。そこで、特開昭59−70178号公報に開
示されている装置を可動コイル型リニアモータの従来例
として第6図ないし第8図に基づいて説明する。この可
動コイル型リニア直流モータは可動子1と固定子2とよ
りなる。まず、前記可動子1は、ヨーク3と、このヨー
ク3の底面に取付けられたコイル基盤4と、ヨーク3の
四隅に固定された軸5と、各軸5に回転自在に取付けら
れたホイール6と、前記コイル基盤4の下面に固定され
て、前記可動子1の移動方向に連続的に配設された三個
のコイル導線7a〜7cによる電機子コイル部7とよりな
る。そして、これらのコイル導線7a〜7cは、コイル基盤
4に形成された所定パターンのプリント配線8でコネク
タ9中の端子(図示せず)に引出されている。なお、こ
のコネクタ9はCPU(Central Processing Unit)の制御
回路(図示せず)に接続されている。
一方、前記固定子2は、前記ホイール6の転動をガイ
ドする溝又は段差状のガイド部10aを有する長尺状のベ
ース盤10と、このベース盤10上の中心線上に固定された
固定子ヨーク11と、この固定子ヨーク11上に設けた多数
のマグネット12とよりなる。各マグネット12はベース盤
10の幅方向を長手方向とする短冊状のものであり、ベー
ス盤10の長手方向にN極とS極とを交互に着磁配列させ
たものである。このようなマグネット12に対して前記電
機子コイル部7は常に一定の間隙を介して対向してい
る。
さらに、この可動コイル型リニアモータでは、コイル
基盤4下面に各コイル導線7a〜7c毎に取付けられた各々
磁界変換素子であるホール素子13a〜13cが、コネクタ9
の端子を介してCPUの制御回路に接続されている。
このような構成において、外部ドライブ制御回路から
コネクタ9を介して駆動電流がコイル導線7a〜7cに印加
され、マグネット12との間の磁気作用により可動子1が
固定子2上を線形移動する。
なお、上述した可動コイル型リニア直流モータでは、
励磁切換えタイミングを制御するため、CPUの制御回路
に接続されたホール素子13a〜13cで相対向するマグネッ
ト12が発生する磁界を検知しており、ブラシを用いるこ
となく可動子1の位置が検出されるようになっている。
発明が解決しようとする課題 上述したような可動コイル型リニアモータは、CPUの
制御回路により各コイル導線7a〜7cへの通電がプログラ
ム制御されることで可動子1が自在に線形移動する。だ
が、上述のような機器のCPUは外部ノイズ等のために暴
走することがあり、この場合、プログラム制御されてい
る各コイル導線7a〜7cへの通電に誤動作が生じることに
なる。すると、可動子1は制御不能となり、例えば、固
定子2上をオーバランしてベース盤10の上から外れるな
どして装置を破損することになる。
課題を解決するための手段 請求項1記載の発明は、長手方向にN極とS極とのマ
グネットが交互に配列された固定子を設け、この固定子
上に移動自在に配置されてマグネットに対向するコイル
が取付けられた可動子を設け、この可動子のコイルに駆
動電流を入力する駆動回路を設け、この駆動回路の出力
を制御する制御回路を設けた可動コイル型リニアモータ
において、他のマグネットより磁束密度が大きい末端指
示用マグネットが両端近傍に設けられた固定子を設け、
この固定子のマグネットに対向する磁界変換素子が取付
けられた可動子を設け、制御回路と並列に接続された駆
動回路の出力を磁界変換素子の末端指示用マグネットの
検知に対応して規制するオーバラン防止回路を設ける。
請求項2記載の発明は、長手方向にN極とS極とのマ
グネットが交互に配列された固定子を設け、この固定子
上の位置に対応した検出値を出力する磁界変換素子とマ
グネットに対向するコイルとが取付けられて固定子上に
移動自在に配置された可動子を設け、この可動子のコイ
ルに駆動電流を入力する駆動回路を設け、この駆動回路
の出力を磁界変換素子の検出値に基づいて制御する制御
回路を設けた可動コイル型リニアモータにおいて、他の
マグネットより磁束密度が大きい末端指示用マグネット
が両端近傍に設けられた固定子を設け、制御回路と並列
に接続された駆動回路の出力を磁界変換素子の末端指示
用マグネットの検知に対応して規制するオーバラン防止
回路を設ける。
作用 請求項1記載の発明は、マグネットを連設した固定子
にコイルが取付けられた可動子を移動自在に取付けた可
動コイル型リニアモータにおいて、他のマグネットより
磁束密度が大きい末端指示用マグネットが両端近傍に設
けられた固定子を設け、この固定子のマグネットに対向
する磁界変換素子が取付けられた可動子を設け、制御回
路と並列に接続された駆動回路の出力を磁界変換素子の
末端指示用マグネットの検知に対応して規制するオーバ
ラン防止回路を設けたことにより、例えば、制御回路が
暴走するなどして可動子が制御不能になっても、この可
動子が固定子の末端近傍まで移動すると磁界変換素子が
末端指示用マグネットを検知してオーバラン防止回路が
作動し、駆動回路の出力が規制されて可動子の移動が停
止される。
請求項2記載の発明は、可動子が固定子上の位置に対
応した検出値を出力する磁界変換素子を備え、この磁界
変換素子の検出値に基づいて駆動回路の出力が制御され
る可動コイル型リニアモータにおいて、他のマグネット
より磁束密度が大きい端指示用マグネットが両端近傍に
設けられた固定子を設け、制御回路と並列に接続された
駆動回路の出力を磁界変換素子の末端指示用マグネット
の検知に対応して規制するオーバラン防止回路を設けた
ことにより、既存の可動コイル型リニアモータにオーバ
ラン防止回路と末端指示用マグネットとを設けるだけで
可動子のオーバランが防止された可動コイル型リニアモ
ータを得ることができる。
実施例 請求項1記載の発明の実施例を第1図ないし第4図に
基づいて説明する。なお、第6図ないし第8図に例示し
た可動コイル型リニアモータと同一の部分は同一の名称
及び符号を用いて説明も省略する。まず、本実施例の可
動コイル型リニアモータ14では、可動子15は底面に磁界
変換素子であるホール素子16が取付けられて側面にはセ
ンサプローブ17が取付けられている。
また、固定子18の両端近傍には他のマグネット12より
磁束密度が大きい同極性の末端指示用マグネット12aが
設けられており、これらの末端指示用マグネット12aは
前記可動子15が移動領域の末端に位置した時に前記ホー
ル素子16と対向するようになっている。また、前記固定
子18の側部には、前記可動子15のセンサプローブ17と対
向する位置にレール状の位置検出センサ19が設けられて
いる。
つぎに、この可動コイル型リニアモータ14の回路構造
を第3図に基づいて説明する。まず、前記位置検出セン
サ19が接続された制御回路であるCPU20は、可動子15の
各コイル導線7a〜7cにドライブ回路21を介して接続され
た駆動IC22に接続されており、これらの回路部品21,22
により駆動回路23が形成されている。一方、前記ホール
素子16と基準電圧電源24とが接続されたコンパレータ25
は、前記CPU20と並列にアンドゲート26を介して前記駆
動IC22に接続されており、前記回路部品24〜26によりオ
ーバラン防止回路27が形成されている。
このような構成において、この可動コイル型リニアモ
ータ14では、可動子15に取付けられたセンサプローブ17
の位置に対応して位置検出センサ19から位置検出信号が
出力され、この位置検出信号に基づいてCPU20が駆動IC2
2をプログラム制御する。すると、この駆動IC22により
ドライブ回路21から各コイル導線7a〜7cに供給される電
力が制御され、可動子15は所定方向への移動や停止など
の動作を行なうことになる。
なお、CPU20による駆動IC22のプログラム制御は、例
えば、Start/Stop信号とCW/CCW信号(Clock Wise/Count
er Clock Wise)とを、各々Hi/Low信号で出力すること
などで実行される。
ここで、この可動コイル型リニアモータ14では、例え
ば、CPU20が暴走するなどして制御不能になった可動子1
5が固定子18の末端近傍まで移動すると、末端指示用マ
グネット12aがホール素子16により検知される。つま
り、第4図に例示するように、ホール素子16は可動子15
の移動に応じて対向する各マグネット12の磁束密度を常
時検出しており、この検出信号と基準電圧電源24の基準
電圧との差がコンパレータ25で算出されている。そこ
で、この算出値は通常のマグネット12と磁束密度が大き
い末端指示用マグネット12aとに対し、各々Hi信号とLow
信号とになる。ここで、前述のようにCPU20によるStart
/Stop信号も各々Hi/Low信号で出力されているので、こ
の信号とコンパレータ25の出力信号とがアンドゲート26
で合成されて駆動IC22に入力される。
そこで、この可動コイル型リニアモータ14のコンパレ
ータ25とCPU20との出力により制御される駆動IC22の出
力状態を下記のテーブルに例示する。
つまり、この可動コイル型リニアモータ14では、常時
はコンパレータ25の出力信号がHi状態なので可動子15の
駆動はCPU20に制御されており、可動子15が移動領域の
末端まで移動すると、必然的にコンパレータ25の出力信
号がLow状態となって、CPU20の出力信号に関係なく可動
子15は停止することになる。
つぎに、請求項2記載の発明の実施例を第5図に基づ
いて説明する。この可動コイル型リニアモータ28では、
機械的構造は第6図ないし第8図に例示した可動コイル
型リニアモータと同様になっており、励磁切換えのタイ
ンミング検出用のホール素子13a〜13cの一つがオーバラ
ン防止回路27のコンパレータ25に接続されている。
このような構成において、この可動コイル型リニアモ
ータ28は前述の可動コイル型リニアモータ14と同様に機
能する。
ここで、この可動コイル型リニアモータ28は、励磁切
換えのタイミング検出に用いるホール素子13aの検出値
を利用して可動子15のオーバランを防止する。つまり、
本実施例の可動コイル型リニアモータ28は、例えば、既
存の可動コイル型リニアモータにコンパレータ25やアン
ドゲート26等からなるオーバラン防止回路27を設け、固
定子2に磁束密度が大きい末端指示用マグネット12aを
設けることで実施可能であり、極めて簡易な構造で可動
子15のオーバランが防止された可動コイル型リニアモー
タ28を製作することができる。
なお、固定子2に磁束密度が大きい末端指示用マグネ
ット12aを設ける方法としては、磁気力が大きいマグネ
ットを移植することや、所定のマグネット厚みを増して
やることなどで実行することができる。
発明の効果 請求項1記載の発明は、マグネットを連設した固定子
にコイルが取付けられた可動子を移動自在に取付けた可
動コイル型リニアモータにおいて、他のマグネットより
磁束密度が大きい末端指示用マグネットが両端近傍に設
けられた固定子を設け、この固定子のマグネットに対向
する磁界変換素子が取付けられた可動子を設け、制御回
路と並列に接続された駆動回路の出力を磁界変換素子の
末端指示用マグネットの検知に対応して規制するオーバ
ラン防止回路を設けたことにより、例えば、制御回路が
暴走するなどして可動子が制御不能になっても、この可
動子が固定子の末端近傍まで移動すると磁界変換素子が
末端指示用マグネットを検知してオーバラン防止回路が
作動し、駆動回路の出力が規制されて可動子の移動が停
止されるので、可動子がオーバランして装置が破損する
ことが防止され、しかも、オーバラン防止回路と制御回
路とが並列に駆動回路に接続されているので、平常時は
可動子の駆動は制御回路に制御されて機器の異常時のみ
制御回路の出力に関係なく可動子が停止されることにな
り、平常時の性能を阻害することなく装置の信頼性を向
上させることができ、請求項2記載の発明は、可動子が
固定子上の位置に対応した検出値を出力する磁界変換素
子を備え、この磁界変換素子の検出値に基づいて駆動回
路の出力が制御される可動コイル型リニアモータにおい
て、他のマグネットより磁束密度が大きい末端指示用マ
グネットが両端近傍に設けられた固定子を設け、制御回
路と並列に接続された駆動回路の出力を磁界変換素子の
末端指示用マグネットの検知に対応して規制するオーバ
ラン防止回路を設けたことにより、既存の可動コイル型
リニアモータにオーバラン防止回路と末端指示用マグネ
ットとを設けるだけで可動子のオーバランが防止された
可動コイル型リニアモータを得ることができ、極めて簡
易な構造で信頼性が高い可動コイル型リニアモータを製
作することができる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は請求項1記載の発明の実施例を示す平面図、第
2図は正面図、第3図はブロック図、第4図は磁束密度
の検出値を示す特性図、第5図は請求項2記載の発明の
実施例を示すブロック図、第6図は従来例を示す平面
図、第7図は側面図、第8図は平面図である。 1,15……可動子、2,18……固定子、7……コイル、12…
…マグネット、12a……末端指示用マグネット、13,16…
…磁界変換素子、14,28……可動コイル型リニアモー
タ、20……制御回路、23……駆動回路、27……オーバラ
ン防止回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長手方向にN極とS極とのマグネットが交
    互に配列された固定子を設け、この固定子上に移動自在
    に配置されて前記マグネットに対向するコイルが取付け
    られた可動子を設け、この可動子のコイルに駆動電流を
    入力する駆動回路を設け、この駆動回路の出力を制御す
    る制御回路を設けた可動コイル型リニアモータにおい
    て、他のマグネットより磁束密度が大きい末端指示用マ
    グネットが両端近傍に設けられた固定子を設け、この固
    定子のマグネットに対向する磁界変換素子が取付けられ
    た可動子を設け、前記制御回路と並列に接続された前記
    駆動回路の出力を前記磁界変換素子の末端指示用マグネ
    ットの検知に対応して規制するオーバラン防止回路を設
    けたことを特徴とする可動コイル型リニアモータ。
  2. 【請求項2】長手方向にN極とS極とのマグネットが交
    互に配列された固定子を設け、この固定子上の位置に対
    応した検出値を出力する磁界変換素子と前記マグネット
    に対向するコイルとが取付けられて前記固定子上に移動
    自在に配置された可動子を設け、この可動子のコイルに
    駆動電流を入力する駆動回路を設け、この駆動回路の出
    力を前記磁界変換素子の検出値に基づいて制御する制御
    回路を設けた可動コイル型リニアモータにおいて、他の
    マグネットより磁界密度が大きい末端指示用マグネット
    が両端近傍に設けられた固定子を設け、前記制御回路と
    並列に接続された前記駆動回路の出力を前記磁界変換素
    子の末端指示用マグネットの検知に対応して規制するオ
    ーバラン防止回路を設けたことを特徴とする可動コイル
    型リニアモータ。
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JPH0386059A JPH0386059A (ja) 1991-04-11
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101784460B1 (ko) * 2015-11-06 2017-10-11 한국기계연구원 스택형 선형 동기 전동기

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KR101784460B1 (ko) * 2015-11-06 2017-10-11 한국기계연구원 스택형 선형 동기 전동기

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