JPH02280652A - リニアモータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁軸受装置を備えたリニアモータ装置に関
する。

〔従来の技術〕

リニアモータ装置の一例としては宇宙用冷却機が挙げら
れる。

第２図に宇宙用冷却機のピストン部の機略構造を示す、
リニアモータシャフト１はリニアモータ２によって駆動
され、リニアモータシャフト１は往復運動を行う。これ
により、内蔵流体の膨張。

圧縮を行う。また、リニアモータシャフト１は一対の電
磁軸受３で保持されている。リニアモータシャフト１の
変位を検出するために、Ｘ方向とＹ方向の２方向に変位
検出器４を設け、この変位検出器４からの変位信号によ
り、電磁軸受３を制御回路で制御し、リニアモータシャ
フト１を中立位置に保持するものである。

同様に、第３図に宇宙用冷却機のディスプレーサ部の構
造の概略を示す、リニアモータシャフト６はリニアモー
タ２に駆動され、ピストン部のリニアモータシャフトｌ
に連動して往復運動を行う。

これにより、内蔵流体の圧縮、膨張を行い、冷却ヘッド
８で被冷却体の冷却を行う。蓄冷器７はピストン部で発
生する熱が、冷却ヘッド８に伝わらない様にするために
設置されている。一対の電磁軸受３はピストン部リニア
モータシャフト１と同様に、リニアモータシャフト６を
中立位置に保持するためのものである。また、変位検出
器４はＸ方向とＹ方向の２方向に設置し、リニアモータ
シャフト６の変位を検出して、この変位検出器４からの
信号により、電磁軸受３を制御するためのものである。

変位検出器４としては、一般に、１導コイル形変位セン
サ、容量形変位センサ等の被接触形のものがよく用いら
れる。

なお、この種の装置として関連するものには、例えば特
公昭６３−３４７０６号が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、変位検出器と電磁軸受との間には、変
位検出器が電磁軸受から発生する磁力の影響を受けない
ようにするための磁気遮へい板を設ける等として、ある
程度の設置距離が必要である。そのため、変位検出器の
変位検出点と電磁軸受の支持点が異なり、ｉｔｔ磁軸受
支持部におけるリニアモータシャフトの変位が検出でき
ず、高精度の側芯が要求されるこの種の装置においては
、電磁軸受特有の問題点が発生する。

一つは、リニアモータシャフトが長くなることにより、
リニアモータシャフトの固有振動数が低下するため、曲
げ振動も考慮した複雑な制御方式を考察する必要がある
。宇宙用機器では、その信頼性が最も要求されるので、
制御系が複雑になることは得策ではない。さらに重要な
問題は、電磁軸受の位置と変位検出器の位置が離れてい
ることにより、高次の曲げ振動モードで、１を磁軸受部
のリニアモータシャフトの変位と変位検出器部にリニア
モータシャフトの変位が逆相となってしまう。

このような状態では電磁軸受は加振器として作用するこ
とになり、リニアモータシャフトが発振して、まったく
制御不可能になってしまうことである。

また、リニアモータシャフトが往復運動するため、変位
検出器４における測定点が変化することから、それに応
じた測定ターゲットを設けなげればならない、そのため
、リニアモータ装置の全長が長くなることに伴い、宇宙
用冷却機自体の全長が長くなるといった問題があり、コ
ンパクト化が至上命令である宇宙用機器では実現性に乏
しい。

本発明の目的は高精度の側芯ができ、かつコンパクトな
リニアモータ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、リニアモータと、該リニアモータのシャフ
トと、該リニアモータのシャフトを支持する電磁軸受と
を備えたリニアモータ装置において、前記リニアモータ
シャフトの変位を検出する変位検出器を前記リニアモー
タシャフトの内部に設け、前記電磁軸受を前記リニアモ
ータシャフトの外径側に設けることにより達成される。

〔作用〕

リニアモータシャフト内部に設置した電磁軸受制御用の
変位検出器は、リニアモータシャフトの変位を内径部で
検出する。また、これに伴い、リニアモータシャフトを
中立位置に保持するための電磁軸受は、その外径部に位
置するようにリニアモータの内部に設置する。

これによって、電磁軸受支持部におけるリニアモータシ
ャフトの変位を直接検出することができるので、リニア
モータシャフトを高精度に側芯できる。また、変位検出
器の設置スペース、及び、電磁軸受の設置スペースがリ
ニアモータの設置スペースに含まれるので、リニアモー
タ装置がコンパクトになる。

同様に、電磁軸受制御用変位検出器を、リニアモータシ
ャフトを中立位置に保持するための電磁軸受に組み込み
、変位検出器と電磁軸受を一体にした電磁軸受装置とす
る。

これにより、電磁軸受支持部におけるリニアモータシャ
フトの変位を直接検出することができるので、リニアモ
ータシャフトを高精度に側芯できる。また１位置検出器
の設置スペースが電磁軸受の設置スペースに共有できる
ので、リニアモータ装置がコンパクトになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。リニ
アモータシャフト１とこれに往復運動させるための駆動
用リニアモータ２が主構成であるリニアモータ装置に、
ラジアル方向方を制御し、リニアモータシャフト１を中
立位置に保持するために、電磁軸受３がリニアモータ２
の内側に設置しである。また、電磁軸受３を制御するた
めの変位検出器４はリニアモータシャフト１の内側に、
１電磁軸受に対しＸ方向とＹ方向の２カ所に設置し、リ
ニアモータシャフト１の変位を内径側で検出するもので
ある。変位検出器４はリニアモータシャフト１の内部に
設けた変位検出器取り付は部材５に設置しである０本実
施例によれば、電磁軸受支持部におけるリニアモータシ
ャフト１の変位検出が可能となり、リニアモータシャフ
ト１を高精度に側芯でき、がっ、電磁軸受装置の設置ス
ペースの効率の向上が図れる。

本発明の他の実施例を第４Ｔ：ｉ！Ｕにより説明する。

電磁軸受３に変位検出器４を組み込んだ電磁軸受装置を
、第２図に示す宇宙用冷却器のピストン部に設置してい
る電磁軸受３と変位検出器４に替え、設置する。ただし
、変位検出器４は電磁軸受３により発生する磁力の影響
を受けずに、リニアモータシャフト１の変位を検出でき
るものに限る。例えば、光学式、超音波式等の変位検出
器が挙げられる。本発明によれば、電磁軸受支持部にお
けるリニアモータシャフト１の変位が検出でき、リニア
モータシャフト１を高精度に側芯できる。また、電磁軸
受装置の設置スペースの効率の向上が図れる。

上記実施例では、第４図に示す本発明の電磁軸受装置を
、第２図に示す宇宙用冷却機のピストン部に設置してい
るが、第３図に示す宇宙用冷却機のディスプレーサ部に
設置しても、同様の効果が得られる。前記ディスプレー
サ部において、電磁軸受３と変位検出器４とからなる電
磁軸受装置に替え、第４図に示す電磁４１皮受装置を設
置する。本実施例によれば、電磁軸受支持部におけるリ
ニアモータシャフト１の変位が検出でき、リニアモータ
シャフト１を高精度に側芯できる。また、電磁軸受装置
に設置のスペース効率の向上がＩｉ！！Ｉ訊る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電磁軸受支持部におけるリニアモータ
シャフトの変位が検出でき、また、電磁軸受装置の設置
のスペース効率の向上が図れるので、リニアモータシャ
フトを高精度に側芯でき。

かつ、コンパクトなリニアモータ装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のリニアモータ装置の概略を
示す縦断面図、第２図は従来の宇宙用冷却器のピストン
部の概略を示す縦断面図、第３図は従来の宇宙用冷却器
のデイスプレィ一部の概略を示す縦断面図、第４１ｄは
本発明の他の実施例を示す電磁軸受装置の断面図である
。 １．６・・・リニアモータシャフト、２・・・リニアモ
ータ、３・・・電磁軸受、４・・・変位検出器、５・・
・変位検出器取り付は部材、７・・・蓄冷器、８・・・
冷却ヘッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リニアモータと、該リニアモータのシャフトと、該
   リニアモータシャフトを支持する電磁軸受とを備えたリ
   ニアモータ装置において、前記リニアモータシャフトの
   変位を検出する変位検出器を前記リニアモータシャフト
   の内部に設け、前記電磁軸受を前記リニアモータシャフ
   トの外径側に設けたことを特徴とするリニアモータ装置
   。 ２、請求項１記載のリニアモータ装置において、前記変
   位検出器と電磁軸受を一体構造としたことを特徴とする
   リニアモータ装置。