JP2782830B2 - リニアサーボモータ - Google Patents
リニアサーボモータInfo
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- JP2782830B2 JP2782830B2 JP23121789A JP23121789A JP2782830B2 JP 2782830 B2 JP2782830 B2 JP 2782830B2 JP 23121789 A JP23121789 A JP 23121789A JP 23121789 A JP23121789 A JP 23121789A JP 2782830 B2 JP2782830 B2 JP 2782830B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、精密位置決めや高速搬送などに用いて好
適なリニアサーボモータに関する。
適なリニアサーボモータに関する。
「従来の技術」 現在、各種の産業分野で応用されているリニアモータ
の中でも、特に、界磁に永久磁石を用いたリニアサーボ
モータは、その位置決め性能や速度性能に優れたサーボ
特性を持つため、精密位置決めや高速搬送などに用いら
れる。
の中でも、特に、界磁に永久磁石を用いたリニアサーボ
モータは、その位置決め性能や速度性能に優れたサーボ
特性を持つため、精密位置決めや高速搬送などに用いら
れる。
リニアサーボモータの駆動原理は、一般の永久磁石形
の交流サーボモータと同じであり、このリニアサーボモ
ータにとっては、速度変動や推力変動を可能な限り抑制
することがモータ性能の良否を決定する重要事項であ
る。この推力変動を抑制するためには、界磁磁束の空間
分布を正弦波にして、発生推力を滑らかな一定値とする
必要がある。
の交流サーボモータと同じであり、このリニアサーボモ
ータにとっては、速度変動や推力変動を可能な限り抑制
することがモータ性能の良否を決定する重要事項であ
る。この推力変動を抑制するためには、界磁磁束の空間
分布を正弦波にして、発生推力を滑らかな一定値とする
必要がある。
第５図は、上述した従来のリニアサーボモータの断面
図である。また、第６図は同リニアサーボモータの２次
側の界磁鉄心１の上面図である。これらの図において、
界磁鉄心１の上には一定間隔で界磁用の永久磁石2,2,…
…がＮ極、Ｓ極と交互になるよう配置されている。ま
た、この永久磁石2,2,……は、自らが発生する界磁磁束
φの空間分布が正弦波となるように、スキューされてい
る（第６図参照）。この永久磁石2,2,……から発生する
界磁磁束φは、空隙を介して、スライダ３に至り、上部
を軸方向に通って、再び空隙を介して、隣接する永久磁
石２に至る。スライダ３の下部には、複数のスロット3
a,3a,……が設けられており、このスロット3a,3a,……
には、コイル4,4,……が巻回されている。したがって、
上述した界磁磁束φによって、コイル4,4,……と鎖交す
る界磁磁束経路が形成され、コイル4,4,……にはスライ
ダ３の移動により誘起電圧が発生する。また、スライダ
３には、図示しない検出器（ホール素子など）が取り付
けられており、この検出器は界磁磁束φを検出して、検
出信号を制御回路５に供給する。制御回路５は、スライ
ダ３の速度制御、位置制御等を行うもので、上記検出信
号に基づく制御信号をドライバ６に供給する。そして、
ドライバ６は、この制御信号に従って、上述した誘起電
圧と同相の駆動電流を出力する。この駆動電流は、導体
７および摺動ブラシ８を介してコイル4,4,……に供給さ
れ、これらコイル4,4,……には駆動電流に応じた磁束が
発生する。そして、コイル4,4,……による磁束と永久磁
石2,2,……による界磁磁束φとの相互作用によりスライ
ダ３に推力が発生し、このスライダ３が図示の矢印Ａの
いずれかの方向に駆動される。
図である。また、第６図は同リニアサーボモータの２次
側の界磁鉄心１の上面図である。これらの図において、
界磁鉄心１の上には一定間隔で界磁用の永久磁石2,2,…
…がＮ極、Ｓ極と交互になるよう配置されている。ま
た、この永久磁石2,2,……は、自らが発生する界磁磁束
φの空間分布が正弦波となるように、スキューされてい
る（第６図参照）。この永久磁石2,2,……から発生する
界磁磁束φは、空隙を介して、スライダ３に至り、上部
を軸方向に通って、再び空隙を介して、隣接する永久磁
石２に至る。スライダ３の下部には、複数のスロット3
a,3a,……が設けられており、このスロット3a,3a,……
には、コイル4,4,……が巻回されている。したがって、
上述した界磁磁束φによって、コイル4,4,……と鎖交す
る界磁磁束経路が形成され、コイル4,4,……にはスライ
ダ３の移動により誘起電圧が発生する。また、スライダ
３には、図示しない検出器（ホール素子など）が取り付
けられており、この検出器は界磁磁束φを検出して、検
出信号を制御回路５に供給する。制御回路５は、スライ
ダ３の速度制御、位置制御等を行うもので、上記検出信
号に基づく制御信号をドライバ６に供給する。そして、
ドライバ６は、この制御信号に従って、上述した誘起電
圧と同相の駆動電流を出力する。この駆動電流は、導体
７および摺動ブラシ８を介してコイル4,4,……に供給さ
れ、これらコイル4,4,……には駆動電流に応じた磁束が
発生する。そして、コイル4,4,……による磁束と永久磁
石2,2,……による界磁磁束φとの相互作用によりスライ
ダ３に推力が発生し、このスライダ３が図示の矢印Ａの
いずれかの方向に駆動される。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のリニアサーボモータでは、
界磁磁束を永久磁石によって発生しているため、その空
間磁束分布は、第７図に示すように正弦波より矩形波に
近いものとなり、推力リップル（トルクリップル）が生
じる。そこで、同リニアサーボモータにおいては、前述
したように推力を滑らかな一定値とするために、永久磁
石やスロットを斜めに配列するスキュー構造にして、誘
起電圧を正弦波に近付ける方法が用いられていたが、充
分な効果が得られなかった。また、第５図に示すよう
に、永久磁石の肩部を斜めにすることによって、誘起電
圧を正弦波に近付ける方法も用いられていたが、加工が
困難であるため、割れを生じたり、高価になるという問
題が生じた。
界磁磁束を永久磁石によって発生しているため、その空
間磁束分布は、第７図に示すように正弦波より矩形波に
近いものとなり、推力リップル（トルクリップル）が生
じる。そこで、同リニアサーボモータにおいては、前述
したように推力を滑らかな一定値とするために、永久磁
石やスロットを斜めに配列するスキュー構造にして、誘
起電圧を正弦波に近付ける方法が用いられていたが、充
分な効果が得られなかった。また、第５図に示すよう
に、永久磁石の肩部を斜めにすることによって、誘起電
圧を正弦波に近付ける方法も用いられていたが、加工が
困難であるため、割れを生じたり、高価になるという問
題が生じた。
この発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、永
久磁石やスロットをスキューすることなしに、また、永
久磁石の形状を加工する等の必要もなしに、推力リップ
ルの小さいサーボ性能に優れたリニアサーボモータを提
供することを目的としている。
久磁石やスロットをスキューすることなしに、また、永
久磁石の形状を加工する等の必要もなしに、推力リップ
ルの小さいサーボ性能に優れたリニアサーボモータを提
供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、この発明では、
界磁鉄心の一面に配置された複数の永久磁石によって界
磁磁束を発生し、スライダに巻回されたコイルによって
前記界磁磁束に相互作用をする磁束を発生し、当該スラ
イダを直線移動させるリニアサーボモータにおいて、前
記界磁鉄心の上部であって前記永久磁石の間隙に位置す
るところに、前記スライダの進行方向に直角に、前記間
隙より幅広とする溝部を設けたことを特徴とする。
界磁鉄心の一面に配置された複数の永久磁石によって界
磁磁束を発生し、スライダに巻回されたコイルによって
前記界磁磁束に相互作用をする磁束を発生し、当該スラ
イダを直線移動させるリニアサーボモータにおいて、前
記界磁鉄心の上部であって前記永久磁石の間隙に位置す
るところに、前記スライダの進行方向に直角に、前記間
隙より幅広とする溝部を設けたことを特徴とする。
「作用」 界磁鉄心の上部であって前記永久磁石の間隙に位置す
るところに、前記スライダの進行方向に直角に、前記間
隙より幅広とする溝部を設け、前記界磁磁束の分布が前
記永久磁石の中心で最も高く、磁石と磁石の間で最も低
くなるようにし、スライダに加わる推力を滑らか一定値
とする。
るところに、前記スライダの進行方向に直角に、前記間
隙より幅広とする溝部を設け、前記界磁磁束の分布が前
記永久磁石の中心で最も高く、磁石と磁石の間で最も低
くなるようにし、スライダに加わる推力を滑らか一定値
とする。
「実施例」 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図はこの発明の第１の実施例の構成を示す断面図
である。なお、この図において、第５図に示す従来例の
各部に対応する部分については同一の符号を付して説明
を省略する。
である。なお、この図において、第５図に示す従来例の
各部に対応する部分については同一の符号を付して説明
を省略する。
この図において、10は界磁鉄心であり、第２図に示す
複数の電気鉄板10a,10a,……から構成されている。この
電気鉄板10aの長手方向の一辺には、打ち抜き加工等に
よるＶ次状の切り込みが一定間隔で設けられており、こ
の電気鉄板を同一向きで積層することによって、上記界
磁鉄心10が形成されている。また、上述のように積層す
ることで、界磁鉄心10の上部にはＶ字状の溝部11,11,…
…が一定間隔で形成されることになる。この溝部11,11,
……は、樹脂12によって埋め込まれており、界磁鉄心10
の上で、かつ、溝部11と溝部11との間に設けられた永久
磁石13,13,……を支持するようになっている。永久磁石
13は、それ自身の上部に現れる磁極がＮ極、Ｓ極と交互
に現れるよう配置されている。
複数の電気鉄板10a,10a,……から構成されている。この
電気鉄板10aの長手方向の一辺には、打ち抜き加工等に
よるＶ次状の切り込みが一定間隔で設けられており、こ
の電気鉄板を同一向きで積層することによって、上記界
磁鉄心10が形成されている。また、上述のように積層す
ることで、界磁鉄心10の上部にはＶ字状の溝部11,11,…
…が一定間隔で形成されることになる。この溝部11,11,
……は、樹脂12によって埋め込まれており、界磁鉄心10
の上で、かつ、溝部11と溝部11との間に設けられた永久
磁石13,13,……を支持するようになっている。永久磁石
13は、それ自身の上部に現れる磁極がＮ極、Ｓ極と交互
に現れるよう配置されている。
このように、界磁鉄心10に溝部11,11,……を設けるこ
とにより、界磁鉄心10とスライダ３の空隙のパーミアン
ス（磁気抵抗の逆数）が一定ではなくなり、所定の空間
分布を持つようになる。すなわち、隣接する永久磁石1
3,13,……の中間（Ｎ極,S極が切り換わる点）に左右対
称の溝部11,11,……を設けることにより、空隙のパーミ
アンスは、第３図に示す実線のように磁極中心で最も高
く、磁極切り換わり点で最も低くなり、界磁磁束φの分
布は矩形波から正弦波に近付く、したがって、スライダ
３は、ドライバ６から供給される駆動電流によって滑ら
かに駆動される。
とにより、界磁鉄心10とスライダ３の空隙のパーミアン
ス（磁気抵抗の逆数）が一定ではなくなり、所定の空間
分布を持つようになる。すなわち、隣接する永久磁石1
3,13,……の中間（Ｎ極,S極が切り換わる点）に左右対
称の溝部11,11,……を設けることにより、空隙のパーミ
アンスは、第３図に示す実線のように磁極中心で最も高
く、磁極切り換わり点で最も低くなり、界磁磁束φの分
布は矩形波から正弦波に近付く、したがって、スライダ
３は、ドライバ６から供給される駆動電流によって滑ら
かに駆動される。
次に、この発明の第２の実施例によるリニアサーボモ
ータの断面図を第４図に示す。この図において、この実
施例では、溝部11,11,……の斜面を曲面としている。こ
の例の場合も、第１図の実施例と同様に、空隙のパーミ
アンスは、磁極中心で最も高く、磁極切り換わり点で最
も低くなり、界磁磁束φの分布は正弦波に近付く。した
がって、スライダ３はドライバ６から供給される駆動電
流によって滑らかに駆動される。
ータの断面図を第４図に示す。この図において、この実
施例では、溝部11,11,……の斜面を曲面としている。こ
の例の場合も、第１図の実施例と同様に、空隙のパーミ
アンスは、磁極中心で最も高く、磁極切り換わり点で最
も低くなり、界磁磁束φの分布は正弦波に近付く。した
がって、スライダ３はドライバ６から供給される駆動電
流によって滑らかに駆動される。
なお、上述した溝部11,11,……は、Ｖ字状などの形状
に限られるものではなく、パーミアンス分布が磁極中心
で最も高く、磁極切り換わり点で最も低くなるような形
状にすればよい。
に限られるものではなく、パーミアンス分布が磁極中心
で最も高く、磁極切り換わり点で最も低くなるような形
状にすればよい。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明は、界磁鉄心に溝部を
設けることによって、空隙のパーミアンス分布を永久磁
石の磁極中心で最も高く、磁極切り換わり点で最も低く
なるようにして、界磁磁束の空間分布を正弦波に近付け
る。この結果、永久磁石やスロットやスキューせずに、
また、永久磁石の形状を加工する等の必要なしに、推力
リップルを小さくでき、スライダに働く推力を滑らかに
することができる利点が得られる。
設けることによって、空隙のパーミアンス分布を永久磁
石の磁極中心で最も高く、磁極切り換わり点で最も低く
なるようにして、界磁磁束の空間分布を正弦波に近付け
る。この結果、永久磁石やスロットやスキューせずに、
また、永久磁石の形状を加工する等の必要なしに、推力
リップルを小さくでき、スライダに働く推力を滑らかに
することができる利点が得られる。
第１図はこの発明の第１の実施例を構成を示す断面図、
第２図は同実施例の界磁鉄心の構造を示す斜視図、第３
図は同実施例の永久磁石が発生する界磁磁束を示す磁束
密度曲線図、第４図は同発明の第２の実施例の界磁鉄心
の構造を示す断面図、第５図は従来のリニアサーボモー
タの断面図、第６図は同リニアサーボモータの界磁鉄心
の上面図、第７図は従来の永久磁石が発生する磁束を示
す磁束密度曲線図である。 ３……スライダ、10……界磁鉄心、11……溝部、13……
永久磁石。
第２図は同実施例の界磁鉄心の構造を示す斜視図、第３
図は同実施例の永久磁石が発生する界磁磁束を示す磁束
密度曲線図、第４図は同発明の第２の実施例の界磁鉄心
の構造を示す断面図、第５図は従来のリニアサーボモー
タの断面図、第６図は同リニアサーボモータの界磁鉄心
の上面図、第７図は従来の永久磁石が発生する磁束を示
す磁束密度曲線図である。 ３……スライダ、10……界磁鉄心、11……溝部、13……
永久磁石。
Claims (1)
- 【請求項１】界磁鉄心の一面に配置された複数の永久磁
石によって界磁磁束を発生し、スライダに巻回されたコ
イルによって前記界磁磁束に相互作用をする磁束を発生
し、当該スライダを直線移動させるリニアサーボモータ
において、 前記界磁鉄心の上部であって前記永久磁石の間隙に位置
するところに、前記スライダの進行方向に直角に、前記
間隙より幅広とする溝部を設けたことを特徴とするリニ
アサーボモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23121789A JP2782830B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | リニアサーボモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23121789A JP2782830B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | リニアサーボモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393453A JPH0393453A (ja) | 1991-04-18 |
| JP2782830B2 true JP2782830B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16920162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23121789A Expired - Fee Related JP2782830B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | リニアサーボモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782830B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003049263A1 (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | Shinko Electric Co., Ltd. | Linear actuator |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013176269A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Hitachi Metals Ltd | リニアモータ |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP23121789A patent/JP2782830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003049263A1 (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | Shinko Electric Co., Ltd. | Linear actuator |
| US7382067B2 (en) | 2001-12-03 | 2008-06-03 | Shinko Electric Co., Ltd. | Linear actuator |
| US7476990B2 (en) | 2001-12-03 | 2009-01-13 | Shinko Electric Co., Ltd. | Linear actuator |
| CN100553084C (zh) * | 2001-12-03 | 2009-10-21 | 神钢电机株式会社 | 直线运动执行元件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0393453A (ja) | 1991-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |