JPH0130385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は移動駆動系を簡易に実現することので
きる２次元リニアモータ装置に関する。

（従来の技術） 近時、ビデオ信号記録や文書フアイル等を行う
ように適した装置として光デイスクメモリ装置が
注目されている。この光デイスクメモリ装置は、
回転駆動されるデイスクの面の目的とする位置
に、ビーム径を小さく絞つた光スポツト、例えば
レーザ光を照射して情報の書込みや読出しを行う
ものであり、この際上記光スポツト照射位置の高
精度な位置決めが必要である。この位置制御は所
望とする信号トラツクを指定するアクセス制御、
デイスクの偏心により位置ずれを補正するトラツ
キング制御、デイスク面の上下動に対して光スポ
ツトの焦点合せを行うフオーカシング制御等から
なる。このうちアクセスおよびトラツキング制御
はデイスク半径方向への光ヘツドの移動によつて
行われるが、フオーカシング制御は上記光ヘツド
をデイスク面に対して垂直方向に移動させること
が必要である。

そこで従来では、アクセス制御にはワイヤ・プ
ーリ系を介してモータの回転力を伝達して光ヘツ
ド自体をデイスク半径方向に移動させ、トラツキ
ング制御には集光レンズに導びく光ビームの入射
角度を変え、更にフオーカシング制御には上記集
光レンズをボイスコイルを用いて光軸方向に移動
させることが一般的に行われていた。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、このように幾つかの異なる移動駆動
系を用いて装置を構成するには、装置の小形化、
信頼性の向上を図る上で好ましくなく、できる限
り単純な構造とすることが望ましい。

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、２次元的な移動
が要求される駆動系を簡易に実現することがで
き、上述した要求を十分に満たすことのできる実
用性の高い２次元リニアモータ装置を提供するも
のである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は長手部を有する２つのヨークが第１の
大きさの間隙を有して互いに平行となるように、
これらの各ヨークの端部を同一極性の永久磁石で
接合された環状の第１のヨーク体と、 この第１のヨーク体と第２の大きさの間隙を介
し、同軸に配置されたこの第１のヨーク体と同一
形状の第２のヨーク体と、 前記第１及び第２のヨーク体の各々の環状の内
側の空間に配置され、前記第１の大きさの間隙よ
り小さい横幅で、前記第２の大きさの間隙より長
い高さを持ち、かつ前記長手部の長さより小さい
縦幅である磁性体からなる移動体と、 この移動体を前記長手部の長手方向に移動させ
るために、前記第１及び第２のヨーク体の少なく
とも一方のヨークに巻装された第１のコイルと、 前記移動体を前記同軸方向に移動させるため
に、前記第１及び第２のヨーク体の少なくとも一
方のヨークに巻装された一対の第２のコイルと、 この第１及び第２のコイルに、前記移動体の移
動方向及び移動量に応じ、その大きさ及び方向が
制御された電流を供給する手段とを具備すること
を特徴とする２次元リニアモータ装置である。

（作用） 移動体の移動原理について第２図を用いて説明
する。まずヨークの長手方向への移動について述
べる。第１のヨーク体１１に巻装された第１のコ
イル１４ａは移動体１３を長手方向へ移動させる
ために設けられており、このコイル１４ａに電流
が流れていない状態では左右に設けられた永久磁
石から移動体１３に流入する磁束がバランスする
位置で移動体１３は静止する。そして第１のコイ
ル１４ａに電流が流れると移動体１３は磁束がバ
ランスする方向に移動する。例えば第２図向つて
右から左に磁束を発生させる電流が流れるとする
と、移動体１３は磁束の向きと同じ方向に移動す
る。

又、本装置には移動体１３の上下方向（同軸方
向）に移動させるために第２のコイル１５ａが設
けられている。例えば第２のコイル１５ａが２つ
の永久磁石による磁界を共に強める方向に磁束を
発生させる電流を流せば、移動体１３は上方向に
移動し、逆向きに電流を流せば移動体は下方向に
移動する。第２のヨーク体１２のコイル１４ｂ，
１５ｂについても同様である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。

第１図は移動鉄片型直流リニアモータの概略構
成図で、１は鉄片からなる移動体である。一方、
ヨーク体２は、永久磁石３，４を同極性に設け、
その同極端にそれぞれヨーク５，６を接合して構
造される。ヨーク５には磁束量を可変するコイル
７が巻装される。そして、前記移動体１はヨーク
体２の内側に、つまりヨーク５，６にそれぞれ対
向して設けられ、磁石３からの磁束はヨーク５か
らら移動体１、更にヨーク６と云う磁気回路を形
成し、また他方の磁石４からの磁束はヨーク５か
ら移動体１、更にヨーク６と云う磁気回路を形成
して、第１図中破線に示す如く流れるようになつ
ている。尚、実用的にはヨーク６にもコイルが巻
装されることが多い。

しかして今、このような直流リニアモータのコ
イル７に通電して磁束を発生されると、上記磁束
ループの一方が磁束量増大し、他方が磁束量減少
する。このとき、移動体は両磁束ループの磁束密
度を一定化せんが為に図中矢印方向に力を受けて
移動し、この結果上記コイル７が発生する磁束の
大きさに応じて移動体１はヨーク５，６の長手方
向に沿つて移動することになる。そして移動体１
は上記両磁束ループの磁束密度が平衡する位置に
位置決めされることになる。つまり、コイル７に
電流を流すと、ヨーク５，６と移動体１との間の
エアギヤツプ中の磁束と電流に力が働くことにな
り、この結果、移動体１がヨーク５，６の長手方
向に沿つて移動することになる。例えばコイル７
に図中右から左に磁束を発生させる電流を流せば
移動体１３は右から左に移動する。又逆に電流を
流せば移動体１３は逆に移動する。

さて、本発明に係るリニアモータ装置は、前記
したようなリニアモータを２つ用い、第２図に示
すようにこれらを一体化して構成される。即ち、
第１および第２のヨーク体１１，１２は、各２つ
のヨークを直線部とする角形環状体からなり、そ
の磁束ループを同軸配置し、且つ所定の間隙を設
けて平行配置されている。これらの第１および第
２のヨーク体１１，１２にそれぞれ対向して移動
体１３が設けられている。上記第１および第２の
ヨーク体１１，１２は、先に第１図に示したヨー
ク体２と同様な構成を有するもので、そのヨーク
に移動体１２のヨークの長手方向に沿つた移動制
御用のコイル１４ａと、上記移動体１２のヨーク
対向方向移動制御用のコイル１５ａとが巻装され
ている。このコイル１５ａは図示されたようにコ
イル１４ａの両側に１対巻装されている。

コイル１５ａは移動体１３を上下方向（同軸方
向）に移動させるために設けられており、永久磁
石の磁界を強める方向に電流を流すと、ヨーク５
から移動体１３に流入する磁束は増大し、移動体
１３は上方に移動する。つまり第３図の左から右
への移動体１３の鉄片１３ａ中の磁束が増大し、
この磁束が鉄片１３ｂの左から右に流れる磁束よ
り大きくなるために移動体１３は上方に移動す
る。又、逆に、鉄片１３ａに流入する磁束を弱め
るようにコイル１５ａに電流を流すと下方に移動
する。

また移動体１３は、第３図に断面構成を示すよ
うに各ヨーク体１１，１２にそれぞれ対向する鉄
片１３ａ，１３ｂを磁気絶縁層１３ｃを介して一
体接合した構造を有し、両側に設けられた板ばね
１６を介してガイドレール１７に支持されてい
る。このガイドレール１７はヨークの長手方向に
沿つて設けられたものであり、前記移動体１３を
同方向にのみ移動自在に規制するものであり、ま
た板ばね１６は上記移動対をヨーク対向方向に微
小移動することを許容して同移動体１３を支持し
ている。また移動体１３の各鉄片１３ａ，１３ｂ
は、第１および第２のヨーク体１１，１２のヨー
ク面からそれぞれ内側にずれを持つて各ヨーク体
１１，１２に対向されている。

つまり、移動体１３に対して第１および第２の
ヨーク体１１，１２は上記移動体１３との間にそ
れぞれ独立した磁気回路を形成して対向配置され
た構造となつている。

かくしてこのような構造を有する装置によれば
コイル１４ａ，１４ｂに同極性の電流を流すこと
によつて、移動体１３はその電流の強さに応じて
ヨークの長手方向に沿つて移動することになる。
この際、第１および第２のヨーク体１１，１２に
同一の条件で移動力（コイル１４ａ，１４ｂに通
電する電流）を加えれば、１つのリニアモータに
よつて駆動する場合の２倍の推力で移動体１３が
移動することになり、その移動が円滑になる、ま
た上下方向へ移動するコイルにおいても第１のヨ
ーク体のコイル１４ａの両側に１対設けられたコ
イル１５ａ、第２のヨーク体のコイル１４ｂの両
側に１対設けられたコイル１５ｂを用いて、第１
および第２のヨーク体１１，１２に流れる磁束を
それぞれ変えて、その比を変化させれば各磁気回
路の磁気エネルギに差が生じ、この結果移動体１
３はヨーク体１１，１２の対向方向に移動する。
例えば第１のヨーク体１１の磁束を第２のヨーク
体１２の磁束より増やすと、第２のヨーク体１２
側の磁気回路の系のエネルギが弱まり、この結果
鉄片１３ａが第１のヨーク体１１の内側に入り込
む力を受けて移動体１３はヨーク体１１，１２が
対向する方向の上向きに移動することになる。

以上のことを総括してみれば明らかなように、
平行配置された第１および第２のヨーク体１１，
１２に与える磁束量を変えることによつて、移動
体１３をヨークの長手方向に沿つて移動させるこ
とが可能であることのみならず、同移動体１３を
ヨーク体１１，１２の対向方向に微小ではあるが
移動させることができる。つまり、移動体１３を
２方向、即ち２次元的に移動させることが可能と
なる。しかもその移動駆動機構は極めて単純で且
つ簡易な構成である。従つて装置製作が容易で実
現性にも優れている等の効果を奏する。

従つて本装置を光デイスクメモリ装置に適用す
る場合には、その光学式ヘツドを移動体１３に一
体的に組込み、ヨーク長手方向の移動をアクセス
制御に、またヨーク体対向方向の移動をフオーカ
シング制御にそれぞれ対応させれば、簡易なヘツ
ド位置制御系が実現できる。

またこのように、磁束量の可変制御だけで移動
体の２次元的な移動を行わしめることができるの
で、その信頼性も非常に高い等の効果も奏する。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるもの
ではない。例えば移動体１３を板ばね１６によつ
て支持したが、移動方向を規制するガイド体とコ
イルばねを用いて支持するようにしてもよい。ま
たヨーク体を構成するヨークのそれぞれにコイル
を設けてもよいことは云うまでもない。更には移
動体とヨークとの間のエアギヤツプの構造や、ヨ
ーク体の構造についてもその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できることは勿論のことで
ある。また実施例で示した光デイスクメモリ装置
以外にも幅広く適用できることは勿論のことであ
る。

以上説明したように本発明は、独立したリニア
モータを構成する２つのリニアモータを、移動体
を一体化し、且つヨーク体を平行配置した構造を
有し、両ヨーク体にそれぞれ形成される磁気回路
の磁束量の比を相対的に変えることによつて前記
移動体をヨーク体対向にも移動制御可能としたも
のである。

［発明の効果］ 従つて、移動体を２次元的に移動できる簡易
で、小型で、信頼性の高い移動駆動系を構成する
ことのできる実用性の高い２次元リニアモータ装
置をここに提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動鉄片型直流リニアモータの基本構
成図、第２図は本発明の一実施例装置の概略構成
を示す斜視図、第３図は同実施例装置の要部を示
す断面構成図である。 １……移動体、２……ヨーク体、３，４……永
久磁石、５，６……ヨーク、７……コイル、１
１，１２……ヨーク体、１３……移動体、１３
ａ，１３ｂ……鉄片、１３ｃ……磁気絶縁層、１
４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ……コイル、１６
……板ばね、１７……ガイドレール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手部を有する２つのヨークが第１の大きさ
   の間隙を有して互いに平行となるように、これら
   の各ヨークの端部を同一極性の永久磁石で接合さ
   れた環状の第１のヨーク体と、 この第１のヨーク体と第２の大きさの間隙を介
   し、同軸に平行配置されたこの第１のヨーク体と
   同一形状の第２のヨーク体と、 前記第１及び第２のヨーク体の各々の環状の内
   側の空間に配置され、前記第１の大きさの間隙よ
   り小さい横幅で、前記第２の大きさの間隙より長
   い高さを持ち、かつ前記長手部の長さより小さい
   縦幅である磁性体からなる移動体と、 この移動体を前記長手部の長手方向に移動させ
   るために、前記第１及び第２のヨーク体の少なく
   とも一方のヨークに巻装された第１のコイルと、 前記移動体を前記同軸方向に移動させるため
   に、前記第１及び第２のヨーク体の少なくとも一
   方のヨークの第１のコイルの両側に１対巻装され
   た第２のコイルと、 この第１及び第２のコイルに、前記移動体の移
   動方向及び移動量に応じ、その大きさ及び方向が
   制御された電流を供給する手段とを具備すること
   を特徴とする２次元リニアモータ装置。 ２ 移動体は第１及び第２のヨーク体にそれぞれ
   対向する鉄片部を磁気絶縁層を介して一体化した
   構造を有するものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の２次元リニアモータ装置。 ３ 移動体に一端を接合され、もう一方を前記ヨ
   ークの長手方向に平行に設けられたガイド上を滑
   るようにこのガイドに支持された板ばねを設ける
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２
   次元リニアモータ装置。