JPH11262237A - Permanent magnet moving type linear dc motor - Google Patents
Permanent magnet moving type linear dc motorInfo
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- JPH11262237A JPH11262237A JP10080553A JP8055398A JPH11262237A JP H11262237 A JPH11262237 A JP H11262237A JP 10080553 A JP10080553 A JP 10080553A JP 8055398 A JP8055398 A JP 8055398A JP H11262237 A JPH11262237 A JP H11262237A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種ＯＡ機器、各種Ｆ
Ａ機器、各種光学機器および各種測定機器等において、
振動および推力変動を嫌う各種移動部のロング・ストロ
ークの駆動の用に供され、脈動のない推力の発生、ロン
グ・ストローク化、推力変動の減少、大推力化、小型軽
量化および低価格化を共に可能とする永久磁石可動形リ
ニア直流モータに関するものである。The present invention relates to various types of OA equipment, various types of F
A equipment, various optical equipment and various measurement equipment, etc.
It is used for long stroke drive of various moving parts that dislike vibration and thrust fluctuation, generating thrust without pulsation, long stroke, reduced thrust fluctuation, large thrust, small size, light weight and low price. The present invention relates to a permanent magnet movable linear DC motor that can be used together.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、リニア直流モータは、巻線を主
に構成される可動子を有するコイル可動形リニア直流モ
ータと、永久磁石を主に構成される可動子を有する永久
磁石可動形リニア直流モータとに分類され、脈動のない
推力を発生し得る唯一のリニア・モータであり、各種リ
ニア位置検出センサーを装着してサーボ制御することに
より、推力および速度の広範囲の制御と、停止位置の高
精度の制御とを可能とし、振動を嫌う負荷、推力変動を
嫌う負荷および広範囲の速度での運転を必要とする負荷
に対応し得るリニア・アクチュエータである。2. Description of the Related Art In general, a linear DC motor includes a coil movable linear DC motor having a movable element mainly composed of a winding and a permanent magnet movable linear DC motor having a movable element mainly composed of a permanent magnet. Motors are the only linear motors that can generate thrust without pulsation.By installing various linear position detection sensors and performing servo control, a wide range of thrust and speed control and a high stop position can be achieved. This is a linear actuator that can control the accuracy and can handle loads that dislike vibrations, loads that dislike thrust fluctuations, and loads that require operation at a wide range of speeds.
【０００３】従来の永久磁石可動形リニア直流モータ
は、給電線の移動を必要とせず、脈動のない推力を発生
し、優れた応答性を有する反面、ロング・ストローク
化、推力変動の減少および大推力化を困難とするもので
あった。The conventional permanent-magnet movable linear DC motor does not need to move the power supply line and generates thrust without pulsation, and has excellent responsiveness, but has a long stroke, reduced thrust fluctuation and large thrust. This made thrusting difficult.
【０００４】図１４は、円筒状に構成された従来の永久
磁石可動形リニア直流モータの固定子１および可動子１
６の構造説明図であり、固定子１は、円筒状を成す第１
のヨーク４および可動子１６の移動範囲に対応する範囲
に巻装された巻線３により構成され、可動子１６は、Ｎ
極の極性を有する磁極面が所定の間隙を隔て固定子１の
外側円筒面に相対するように同軸円筒状に配置された円
筒状を成す永久磁石１７により構成される。FIG. 14 shows a stator 1 and a mover 1 of a conventional permanent magnet movable linear DC motor formed in a cylindrical shape.
FIG. 6 is an explanatory view of a structure of a stator, in which a stator 1 has a cylindrical first shape;
The yoke 4 and the winding 3 wound around a range corresponding to the moving range of the mover 16 are provided.
The magnetic pole surface having the polarity of the pole is constituted by a cylindrical permanent magnet 17 arranged coaxially cylindrical so as to face the outer cylindrical surface of the stator 1 with a predetermined gap.
【０００５】可動子１６は、巻線３に図示の方向に所定
の電流を流すことにより、所定の推力をもって矢印Ｂ方
向に移動し、巻線３に図示と異なる方向に所定の電流を
流すことにより、所定の推力をもて矢印Ａ方向に移動す
る。[0005] The mover 16 is moved in the direction of arrow B with a predetermined thrust by flowing a predetermined current through the winding 3 in the direction shown in the figure, so that a predetermined current flows through the winding 3 in a direction different from the direction shown. As a result, it moves in the direction of arrow A with a predetermined thrust.
【０００６】図１５は、図１４に示す従来の永久磁石可
動形リニア直流モータの制御回路のブロック図であり、
制御回路は、駆動回路３１と電流制御回路３３により構
成され、電流制御回路３３に入力される移動方向設定入
力と電流値設定入力（推力設定入力）に基づいた所定の
方向および所定の大きさを有する電流が巻線３に供給さ
れ、可動子１６は矢印Ａ方向あるいは矢印Ｂ方向に、可
動子１６の質量および可動子１６に作用する推力により
定まる所定の加速度を持って移動する。FIG. 15 is a block diagram of a control circuit of the conventional permanent magnet movable linear DC motor shown in FIG.
The control circuit includes a drive circuit 31 and a current control circuit 33, and controls a predetermined direction and a predetermined size based on a moving direction setting input and a current value setting input (thrust setting input) input to the current control circuit 33. Is supplied to the winding 3, and the mover 16 moves in the direction of arrow A or the direction of arrow B with a predetermined acceleration determined by the mass of the mover 16 and the thrust acting on the mover 16.
【０００７】図１６は、図１４に示す従来の永久磁石可
動形リニア直流モータの制御回路をサーボ制御回路によ
り構成した際のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram when the control circuit of the conventional permanent magnet movable linear DC motor shown in FIG. 14 is constituted by a servo control circuit.
【０００８】位置指令入力とリニア位置検出センサ２２
からの位置フィードバック信号は、演算器４１で偏差値
が計算され位置偏差信号として出力され、位置制御回路
３５で増幅および補償処理され位置制御信号として出力
される。リニア位置検出センサ２２からの位置フィード
バック信号は、微分回路３６で計算され速度フィードバ
ック信号として出力される。位置制御信号と速度フィー
ドバック信号は、演算器４２で偏差値が計算され速度偏
差信号として出力され、速度制御回路３４で増幅および
補償処理され速度制御信号として出力される。速度制御
信号と電流センサ２５からの電流フィードバック信号
は、演算器４３で偏差値が計算され電流偏差信号として
出力され、電流制御回路３３で増幅および補償処理され
電流制御信号として出力される。電流制御信号は、駆動
回路３１で増幅および補償処理され所定の値を有する電
流として出力される。Position command input and linear position detection sensor 22
The position feedback signal from is calculated by a calculator 41 and output as a position deviation signal. The position feedback signal is amplified and compensated by a position control circuit 35 and output as a position control signal. The position feedback signal from the linear position detection sensor 22 is calculated by the differentiating circuit 36 and output as a speed feedback signal. The deviation value of the position control signal and the speed feedback signal is calculated by the calculator 42 and output as a speed deviation signal. The speed control circuit 34 amplifies and compensates for the output and outputs as a speed control signal. The deviation value of the speed control signal and the current feedback signal from the current sensor 25 is calculated by an arithmetic unit 43 and output as a current deviation signal, amplified and compensated by a current control circuit 33, and output as a current control signal. The current control signal is amplified and compensated by the drive circuit 31, and is output as a current having a predetermined value.
【０００９】即ち、永久磁石可動形リニア直流モータの
可動子１６は、電流制御回路３３で設定された推力（電
流）および速度制御回路３４で設定された速度で、位置
指令入力で設定された位置に移動し、電流制御回路３３
で設定された推力（電流）をもって保持される。That is, the mover 16 of the permanent magnet movable linear DC motor is driven by the thrust (current) set by the current control circuit 33 and the speed set by the speed control circuit 34 at the position set by the position command input. To the current control circuit 33
It is held with the thrust (current) set in.
【００１０】従来の永久磁石可動形リニア直流モータ
は、可動子１６の移動に伴い推力が減少し、２００［ｍ
ｍ］を越えるロング・ストローク化に際しては、全スト
ロークに対応する推力の発生が困難と成る欠点があり、
更に、電流の増加に伴い推力変動が増大し、電流の増加
による全ストロークに対する大推力化が困難と成る問題
点があった。In the conventional permanent-magnet movable linear DC motor, the thrust decreases as the mover 16 moves, and the thrust decreases to 200 [m].
m], there is a disadvantage that it is difficult to generate thrust corresponding to the entire stroke.
Further, there is a problem that the thrust variation increases with an increase in the current, and it is difficult to increase the thrust for the entire stroke due to the increase in the current.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、永久磁石可動形リニア直流モータのロング・スト
ローク化、推力変動の減少、大推力化、小型軽量化およ
び低価格化を共に実現することが困難な点である。The problems to be solved are to realize a permanent magnet movable linear DC motor with a long stroke, a reduced thrust fluctuation, a large thrust, a small size, a light weight and a low price. It is a difficult point.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】固定子を構成する巻線
を、同一の巻線仕様を有する少なくとも三つの巻線によ
り構成し、可動子に相対する巻線を検出する位置検出セ
ンサと、位置検出センサの出力に基づいて、可動子に相
対する巻線を含めた少なくとも二つの巻線に同一の電流
を供給し、設定された推力に応じた電流を制御する制御
回路とを具備することを最も主要な特徴とし、永久磁石
可動形リニア直流モータのロング・ストローク化、推力
変動の減少、大推力化、小型軽量化および低価格化を共
に実現するという目的を可能にした。A winding constituting a stator is constituted by at least three windings having the same winding specifications, and a position detecting sensor for detecting a winding facing the mover; A control circuit that supplies the same current to at least two windings including the winding facing the mover based on the output of the detection sensor, and controls a current according to the set thrust. The main features of this system are that it enables long stroke, reduced thrust fluctuation, large thrust, small size and light weight, and low cost of the permanent magnet movable linear DC motor.
【００１３】[0013]
【実施例】図１ないし図１３示す実施例に基づいて、本
発明の永久磁石可動形リニア直流モータの構造および動
作を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure and operation of a permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention will be described with reference to the embodiments shown in FIGS.
【００１４】図１ないし図４は、本発明の永久磁石可動
形リニア直流モータの第１の実施例である。FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of a movable permanent magnet type linear DC motor according to the present invention.
【００１５】図１は、本発明の永久磁石可動形リニア直
流モータの固定子１、第１の可動子１０および位置検出
センサ２０の構造説明図である。固定子１を構成する第
１の固定子構成部材２は、平板状を成す第１のヨーク４
および第１のヨーク４の第１の可動子１０の移動範囲に
対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ同一の巻線
仕様を有する巻線３ａないし巻線３ｚにより構成され、
第１の可動子１０は、Ｎ極の極性を有する磁極面が所定
の間隙を隔て固定子１に相対するように平行に配置され
た第１の永久磁石１１を主に構成され、位置検出センサ
２０は、第１の可動子１０に所定の間隙を隔て、固定子
１に対して所定の距離を隔て固定された磁電変換素子２
１ａないし磁電変換素子２１ｚにより構成される。FIG. 1 is a structural explanatory view of a stator 1, a first movable element 10, and a position detecting sensor 20 of a permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention. The first stator component 2 constituting the stator 1 includes a first yoke 4 having a flat plate shape.
And windings 3a to 3z each having the same winding specification and wound in a row in a range corresponding to the moving range of the first mover 10 of the first yoke 4.
The first mover 10 mainly includes a first permanent magnet 11 arranged in parallel so that a magnetic pole surface having a polarity of N pole faces the stator 1 with a predetermined gap therebetween, and a position detection sensor. Reference numeral 20 denotes a magnetoelectric conversion element 2 fixed to the first mover 10 at a predetermined distance and to the stator 1 at a predetermined distance.
1a to the magnetoelectric conversion element 21z.
【００１６】巻線３ａないし巻線３ｚの長さＬｃと永久
磁石１１の長さＬｍは、等しく構成され、磁電変換素子
２１ａないし磁電変換素子２１ｚは、巻線３ａないし巻
線３ｚのそれぞれの中央部（Ｌｍ／２）の延長上に、固
定子１に対して所定の距離を隔て固定される。The length Lc of the windings 3a to 3z is equal to the length Lm of the permanent magnet 11, and the magneto-electric conversion elements 21a to 21z are connected to the center of each of the windings 3a to 3z. The part (Lm / 2) is fixed at a predetermined distance from the stator 1 on the extension of the part (Lm / 2).
【００１７】図２は、位置検出センサ２０を構成する磁
電変換素子２１ａないし磁電変換素子２１ｚの出力に基
づいて、第１の可動子１０に相対する巻線を含めた少な
くとも二つの巻線を選択し、選択された巻線にそれぞれ
同一の電流を流し、設定された推力に応じた電流を制御
する制御回路のブロック図である。FIG. 2 shows that at least two windings including the winding facing the first mover 10 are selected based on the outputs of the magnetoelectric conversion elements 21a to 21z constituting the position detection sensor 20. FIG. 4 is a block diagram of a control circuit that supplies the same current to selected windings and controls a current according to a set thrust.
【００１８】制御回路は、駆動回路３１、巻線選択回路
３２および電流制御回路３３により構成される。移動方
向設定入力と位置検出センサ２０を構成する磁電変換素
子２１ａないし磁電変換素子２１ｚから出力される位置
信号は、巻線選択回路３２で増幅および演算処理され、
通電すべき少なくとも二つの巻線を選択する巻線選択信
号を出力する。移動方向設定入力と電流値設定入力（推
力設定入力）は、電流制御回路３３で増幅および演算処
理され、設定された推力に応じた電流を制御する電流制
御信号を出力する。巻線選択信号および電流制御信号に
より、通電すべき少なくとも二つの巻線に、それぞれ同
一の電流が駆動回路３１より供給され、第１の可動子１
０は、移動方向設定入力に基づいた方向に、第１の可動
子１０の質量および第１の可動子１０に作用する推力に
より定まる所定の加速度を持って移動する。The control circuit includes a drive circuit 31, a winding selection circuit 32, and a current control circuit 33. The movement direction setting input and the position signals output from the magnetoelectric conversion elements 21a to 21z constituting the position detection sensor 20 are amplified and operated by the winding selection circuit 32,
A winding selection signal for selecting at least two windings to be energized is output. The moving direction setting input and the current value setting input (thrust setting input) are amplified and operated by the current control circuit 33 to output a current control signal for controlling a current corresponding to the set thrust. According to the winding selection signal and the current control signal, the same current is supplied from the drive circuit 31 to at least two windings to be energized.
0 moves in the direction based on the movement direction setting input with a predetermined acceleration determined by the mass of the first mover 10 and the thrust acting on the first mover 10.
【００１９】図３は、位置検出センサ２０を構成する磁
電変換素子２１ａないし磁電変換素子２１ｚの出力に基
づいて、第１の可動子１０に相対する巻線を含めた少な
くとも二つの巻線を選択し、選択された巻線を並列ある
いは直列に接続し、それぞれの巻線に同一の電流を流
し、設定された推力に応じた電流を制御する制御回路の
ブロック図である。FIG. 3 shows that at least two windings including a winding facing the first mover 10 are selected based on the outputs of the magnetoelectric conversion elements 21a to 21z constituting the position detection sensor 20. FIG. 9 is a block diagram of a control circuit that connects selected windings in parallel or in series, applies the same current to each winding, and controls a current according to a set thrust.
【００２０】制御回路は、駆動回路３１、巻線選択回路
３２および電流制御回路３３により構成される。移動方
向設定入力と磁電変換素子２１ａないし磁電変換素子２
１ｚから出力される位置信号は、巻線選択回路３２で増
幅および演算処理され、巻線選択回路３２を構成するス
イッチング回路により少なくとも二つの巻線を並列ある
いは直列に接続する。移動方向設定入力と電流値設定入
力（推力設定入力）は、電流制御回路３３で増幅および
演算処理され、設定された推力に応じた電流を制御する
電流制御信号を出力する。電流制御信号により駆動回路
３１が動作し、巻線選択回路３２で並列に接続された少
なくとも二つの巻線に電流が供給され、第１の可動子１
０は、移動方向設定入力に基づいた方向に、第１の可動
子１０の質量および第１の可動子１０に作用する推力に
より定まる所定の加速度を持って移動する。The control circuit includes a drive circuit 31, a winding selection circuit 32, and a current control circuit 33. Movement direction setting input and magneto-electric conversion element 21a to magneto-electric conversion element 2
The position signal output from 1z is amplified and processed by a winding selection circuit 32, and at least two windings are connected in parallel or in series by a switching circuit constituting the winding selection circuit 32. The moving direction setting input and the current value setting input (thrust setting input) are amplified and operated by the current control circuit 33 to output a current control signal for controlling a current corresponding to the set thrust. The drive circuit 31 operates according to the current control signal, and a current is supplied to at least two windings connected in parallel by the winding selection circuit 32, and the first mover 1
0 moves in the direction based on the movement direction setting input with a predetermined acceleration determined by the mass of the first mover 10 and the thrust acting on the first mover 10.
【００２１】巻線選択回路３２で並列あるいは直列に接
続される少なくとも二つの巻線は、接続される巻線の長
さ（Ｌｃ×ｎ）、接続される巻線の起磁力、第１の永久
磁石の長さＬｍあるいは第１の永久磁石１１の起磁力等
の条件により、それらの値が大きく、推力変動の増加が
顕著な際には、推力変動の減少を目的として巻線は並列
に接続され、推力変動を起こさない範囲の値を有する際
には、巻線は直列に接続される。更に、接続される巻線
の電気抵抗値および巻線に電力を供給する電源等の状況
により、個々の巻線に流れる電流の値が同一である条件
に基づき、巻線は自由に接続される。At least two windings connected in parallel or in series by the winding selection circuit 32 have a length (Lc × n) of the connected winding, a magnetomotive force of the connected winding, and a first permanent magnet. Depending on conditions such as the magnet length Lm or the magnetomotive force of the first permanent magnet 11, when the values are large and the increase in thrust variation is remarkable, the windings are connected in parallel for the purpose of reducing the thrust variation. The winding is connected in series when it has a value within a range that does not cause thrust fluctuation. Further, the windings are freely connected on the basis of the condition that the values of the currents flowing through the individual windings are the same, depending on the electric resistance value of the connected windings and the condition of the power supply for supplying power to the windings. .
【００２２】図４は、図２に示す制御回路を構成する駆
動回路３１により三つの巻線に電流を供給する際、ある
いは図３に示す制御回路を構成する巻線選択回路３２に
より三つの巻線を並列あるいは直列に接続し、駆動回路
３１より電流を供給する際の動作説明図である。FIG. 4 shows a case where current is supplied to three windings by the drive circuit 31 constituting the control circuit shown in FIG. 2 or three windings are produced by the winding selection circuit 32 constituting the control circuit shown in FIG. FIG. 7 is an operation explanatory diagram when a line is connected in parallel or in series and a current is supplied from a drive circuit 31.
【００２３】第１の永久磁石１１が位置Ａに位置した
際、即ち、第１の可動子１０が矢印Ａ方向の端部に位置
した際、磁電変換素子２１ａからの位置信号と移動方向
設定入力とに基づいて、巻線３ａ、巻線３ｂおよび巻線
３ｃに図示の方向に電流が供給され第１の永久磁石１１
は所定の推力で矢印の方向に移動する。第１の永久磁石
１１が位置Ｂに移動した際、磁電変換素子２１ｂからの
位置信号に基づいて、巻線３ｂ、巻線３ｃおよび巻線３
ｄに図示の方向に電流が供給され第１の永久磁石１１は
所定の推力で矢印の方向に移動する。When the first permanent magnet 11 is located at the position A, that is, when the first movable element 10 is located at the end in the direction of arrow A, the position signal from the magnetoelectric conversion element 21a and the movement direction setting input are inputted. Current is supplied to the windings 3a, 3b, and 3c in the directions shown in the drawing, and the first permanent magnet 11
Moves in the direction of the arrow with a predetermined thrust. When the first permanent magnet 11 moves to the position B, the winding 3b, the winding 3c, and the winding 3 based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21b.
A current is supplied to d in the direction shown, and the first permanent magnet 11 moves in the direction of the arrow with a predetermined thrust.
【００２４】同様に、第１の永久磁石１１の移動に伴い
磁電変換素子２１ｃないし磁電変換素子２１ｘから順次
出力される位置信号に基づいて、常に三つの巻線に図示
の方向に電流が供給され、第１の永久磁石１１は所定の
推力で矢印の方向に移動し、磁電変換素子２１ｚからの
位置信号に基づいて全ストロークの移動を終了する。磁
電変換素子２１ａないし磁電変換素子２１ｚから順次出
力される位置信号に基づいて、常に三つの巻線に図示と
異なる方向に電流を供給することにより、第１の永久磁
石１１は所定の推力で矢印と異なる方向に移動し、磁電
変換素子２１ａからの位置信号に基づいて全ストローク
の移動を終了する。Similarly, current is always supplied to the three windings in the direction shown in the figure based on the position signals sequentially output from the magnetoelectric conversion elements 21c to 21x with the movement of the first permanent magnet 11. Then, the first permanent magnet 11 moves in the direction of the arrow with a predetermined thrust, and ends the movement of the entire stroke based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21z. Based on the position signals sequentially output from the magnetoelectric conversion elements 21a to 21z, current is always supplied to the three windings in directions different from those shown in the drawing, so that the first permanent magnet 11 is driven by an arrow with a predetermined thrust. Then, the movement of all strokes is completed based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21a.
【００２５】図１に示す実施例において、固定子１を構
成する巻線を、それぞれ同一の巻線仕様を有する三つの
巻線（巻線３ａ、巻線３ｂおよび巻線３ｃ）により構成
し、磁電変換素子２１ａ、磁電変換素子２１ｂおよび磁
電変換素子２１ｃにより構成される位置検出センサ２０
の出力に基づいて、二つの巻線に同一の電流を流した際
の第１の可動子１０の動作を図４に示す動作説明図に基
づき説明する。In the embodiment shown in FIG. 1, the winding constituting the stator 1 is constituted by three windings (winding 3a, winding 3b and winding 3c) having the same winding specifications, respectively. Position detection sensor 20 composed of magnetoelectric conversion element 21a, magnetoelectric conversion element 21b, and magnetoelectric conversion element 21c
The operation of the first mover 10 when the same current flows through the two windings based on the output of the first armature 10 will be described with reference to the operation explanatory diagram shown in FIG.
【００２６】第１の永久磁石１１が位置Ａに位置した
際、即ち、第１の可動子１０が矢印Ａ方向の端部に位置
した際、磁電変換素子２１ａからの位置信号と移動方向
設定入力とに基づいて、巻線３ａおよび巻線３ｂに図示
の方向に電流が供給され第１の永久磁石１１は所定の推
力で矢印の方向に移動する。第１の永久磁石１１が位置
Ｂに移動した際、磁電変換素子２１ｂからの位置信号に
基づいて、巻線３ｂおよび巻線３ｃに図示の方向に電流
が供給され第１の永久磁石１１は所定の推力で矢印の方
向に移動する。磁電変換素子２１ｃからの位置信号に基
づいて全ストロークの移動を終了する。第１の永久磁石
１１が位置Ｃに位置した際、磁電変換素子２１ｃからの
位置信号と移動方向設定入力とに基づいて、巻線３ｂお
よび巻線３ｃに図示と異なる方向に電流が供給され第１
の永久磁石１１は所定の推力で矢印と異なる方向に移動
し、磁電変換素子２１ａからの位置信号に基づいて全ス
トロークの移動を終了する。When the first permanent magnet 11 is located at the position A, that is, when the first mover 10 is located at the end in the direction of arrow A, the position signal from the magnetoelectric conversion element 21a and the movement direction setting input Accordingly, current is supplied to the windings 3a and 3b in the directions shown in the drawing, and the first permanent magnet 11 moves in the direction of the arrow with a predetermined thrust. When the first permanent magnet 11 moves to the position B, a current is supplied to the windings 3b and 3c in the direction shown in the figure based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21b, and the first permanent magnet 11 Move in the direction of the arrow with the thrust. The movement of all strokes ends based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21c. When the first permanent magnet 11 is located at the position C, a current is supplied to the windings 3b and 3c in a direction different from that shown in the drawing based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21c and the movement direction setting input. 1
Move in the direction different from the direction of the arrow with a predetermined thrust, and complete the movement of the entire stroke based on the position signal from the magnetoelectric conversion element 21a.
【００２７】巻線３ａおよび巻線３ｂに流れる電流を、
巻線３ｂおよび巻線３ｃに流す際、あるいは巻線３ｂお
よび巻線３ｃに流れる電流を、巻線３ａおよび巻線３ｂ
に流す際、推力変動を無くす目的をもって、第１の永久
磁石１１の可動子の移動方向の長さＬｍは、巻線３ａな
いし巻線３ｃの可動子の移動方向の長さＬｃより短く構
成される。The current flowing through the windings 3a and 3b is
When the current flows through the windings 3b and 3c or flows through the windings 3b and 3c, the current flowing through the windings 3a and 3b
In order to eliminate thrust fluctuation, the length Lm of the first permanent magnet 11 in the moving direction of the mover is configured to be shorter than the length Lc of the windings 3a to 3c in the moving direction of the mover. You.
【００２８】図５ないし図６は、本発明の永久磁石可動
形リニア直流モータの第２の実施例である。FIGS. 5 and 6 show a permanent magnet movable linear DC motor according to a second embodiment of the present invention.
【００２９】図５は、本発明の永久磁石可動形リニア直
流モータの固定子１、第１の可動子１０およびリニア位
置検出センサ２２の構造説明図である。固定子１を構成
する第１の固定子構成部材２は、円筒状を成す第１のヨ
ーク４および第１のヨーク４の第１の可動子１０の移動
範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ同一
の巻線仕様を有する巻線３ａないし巻線３ｚにより構成
され、第１の可動子１０は、所定の極性を有する磁極面
が所定の間隙を隔て固定子１に相対するように同軸円筒
状に配置された円筒状を成す第１の永久磁石１１と、第
１の永久磁石１１の他の極性を有する磁極面に同軸円筒
状に固着された円筒状を成す第３のヨーク１２とを主に
構成され、第１の永久磁石１１の可動子の移動方向の長
さＬｍは、巻線３ａないし巻線３ｚの可動子の移動方向
の長さＬｃより長く構成される。リニア位置検出センサ
２２は、第１の可動子１０に所定の間隙を隔て、固定子
１に対して所定の距離を隔て固定されたスケール部材２
３と、第１の可動子１０に固定された検出部材２４とに
より構成される。FIG. 5 is a structural explanatory view of the stator 1, the first mover 10, and the linear position detecting sensor 22 of the permanent magnet movable linear DC motor of the present invention. The first stator component 2 constituting the stator 1 is arranged in a row in a range corresponding to a moving range of the first yoke 4 and the first mover 10 of the first yoke 4 in a cylindrical shape. The first mover 10 has a magnetic pole surface having a predetermined polarity facing the stator 1 with a predetermined gap therebetween, and is configured by windings 3a to 3z having the same winding specifications. The first permanent magnet 11 having a cylindrical shape and arranged in a coaxial cylindrical shape as described above, and the third permanent magnet having a cylindrical shape fixed to a magnetic pole surface having another polarity of the first permanent magnet 11 in a coaxial cylindrical shape. The length Lm of the first permanent magnet 11 in the moving direction of the mover is mainly configured to be longer than the length Lc of the windings 3a to 3z in the moving direction of the mover. The linear position detection sensor 22 includes a scale member 2 fixed to the first mover 10 with a predetermined gap and fixed to the stator 1 at a predetermined distance.
3 and a detection member 24 fixed to the first mover 10.
【００３０】リニア位置検出センサ２２は、抵抗体を主
に構成されたスケール部材２３に、刷子により構成され
た検出部材２４を摺動させ、検出部の位置の変化を連続
した抵抗値あるいは電圧値の変化として出力するリニア
・ポッテンショメータにより構成される。The linear position detection sensor 22 slides a detection member 24 composed of a brush on a scale member 23 mainly composed of a resistor, and continuously changes the position of the detection unit by a resistance value or a voltage value. And a linear potentiometer that outputs as a change in
【００３１】図６は、リニア位置検出センサ２２からの
出力に基づいて、第１の可動子１０に相対する巻線を含
めた少なくとも二つの巻線を選択し、選択された巻線に
同一の電流を流し、リニア位置検出センサ２２からの位
置フィードバック信号と電流センサ２５からの電流フィ
ードバック信号に応じた電流を制御するサーボ制御回路
のブロック図である。FIG. 6 shows that at least two windings including the winding facing the first mover 10 are selected based on the output from the linear position detection sensor 22, and the same winding is selected as the selected winding. FIG. 3 is a block diagram of a servo control circuit that supplies a current and controls a current according to a position feedback signal from a linear position detection sensor 22 and a current feedback signal from a current sensor 25.
【００３２】位置指令入力とリニア位置検出センサ２２
からの位置フィードバック信号は、演算器４１で偏差値
が計算され位置偏差信号として出力され、位置制御回路
３５で増幅および補償処理され位置制御信号として出力
される。リニア位置検出センサ２２からの位置フィード
バック信号は、微分回路３６で計算され速度フィードバ
ック信号として出力される。位置制御信号と速度フィー
ドバック信号は、演算器４２で偏差値が計算され速度偏
差信号として出力され、速度制御回路３４で増幅および
補償処理され速度制御信号として出力される。速度制御
信号と電流センサ２５からの電流フィードバック信号
は、演算器４３で偏差値が計算され電流偏差信号として
出力され、電流制御回路３３で増幅および補償処理され
電流制御信号として出力される。リニア位置検出センサ
２２からの位置フィードバック信号は、巻線選択回路３
２により増幅および演算処理され、通電すべき少なくと
も二つの巻線を選択する巻線選択信号としてを出力され
る。Position command input and linear position detection sensor 22
The position feedback signal from is calculated by a calculator 41 and output as a position deviation signal. The position feedback signal is amplified and compensated by a position control circuit 35 and output as a position control signal. The position feedback signal from the linear position detection sensor 22 is calculated by the differentiating circuit 36 and output as a speed feedback signal. The deviation value of the position control signal and the speed feedback signal is calculated by the calculator 42 and output as a speed deviation signal. The speed control circuit 34 amplifies and compensates for the output and outputs as a speed control signal. The deviation value of the speed control signal and the current feedback signal from the current sensor 25 is calculated by an arithmetic unit 43 and output as a current deviation signal, amplified and compensated by a current control circuit 33, and output as a current control signal. The position feedback signal from the linear position detection sensor 22 is
2 and is output as a winding selection signal for selecting at least two windings to be energized.
【００３３】巻線選択信号と電流制御信号により、通電
すべき少なくとも二つの巻線に、それぞれ同一の電流が
駆動回路３１より供給され、第１の可動子１０は、位置
指令入力に基づいた方向に、電流制御回路３３で設定さ
れた推力（電流）および速度制御回路３４で設定された
速度でもって、位置指令入力で設定された位置に移動
し、電流制御回路３３で設定された推力（電流）をもっ
て保持される。According to the winding selection signal and the current control signal, the same current is supplied from at least the driving circuit 31 to at least two windings to be energized, and the first mover 10 is driven in the direction based on the position command input. The thrust (current) set by the current control circuit 33 and the speed set by the speed control circuit 34 move to the position set by the position command input, and the thrust (current) set by the current control circuit 33 is changed. ).
【００３４】図７は、本発明の永久磁石可動形リニア直
流モータの第３の実施例であり、固定子１および第１の
可動子１０の構造説明図である。固定子１を構成する第
１の固定子構成部材２は、円筒状を成す第１のヨーク４
および第１のヨーク４の第１の可動子１０の移動範囲に
対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ同一の巻線
仕様を有する巻線３1 ないし巻線３ｎにより構成され
る。第１の可動子１０は、所定の極性を有する磁極面が
所定の間隙を隔て固定子１に相対するように、同軸円筒
状に配置された円筒状を成す第１の永久磁石１１により
構成される。FIG. 7 shows a third embodiment of the permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention, and is a structural explanatory view of the stator 1 and the first movable element 10. The first stator component 2 constituting the stator 1 includes a cylindrical first yoke 4.
And they are wound with arrayed in a range corresponding to the range of movement of the first movable member 10 of the first yoke 4, composed of the winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications. The first mover 10 is configured by a cylindrical first permanent magnet 11 arranged coaxially cylindrical so that a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the stator 1 with a predetermined gap therebetween. You.
【００３５】図８は、本発明の永久磁石可動形リニア直
流モータの第４の実施例であり、固定子１および第１の
可動子１０の構造説明図である。固定子１を構成する第
１の固定子構成部材２は、平板状を成す第１のヨーク４
および第１のヨーク４の第１の可動子１０の移動範囲に
対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ同一の巻線
仕様を有する巻線３1 ないし巻線３ｎにより構成され
る。第１の可動子１０は、所定の極性を有する磁極面が
所定の間隙を隔て固定子１に相対するように、平行に配
置された第１の永久磁石１１と、第１の永久磁石１１の
他の極性を有する磁極面に装着された平板状を成す第３
のヨーク１２とにより構成される。FIG. 8 shows a fourth embodiment of the permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention, and is a structural explanatory view of the stator 1 and the first movable element 10. The first stator component 2 constituting the stator 1 includes a first yoke 4 having a flat plate shape.
And they are wound with arrayed in a range corresponding to the range of movement of the first movable member 10 of the first yoke 4, composed of the winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications. The first mover 10 includes a first permanent magnet 11 disposed in parallel with a first permanent magnet 11 so that a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the stator 1 with a predetermined gap therebetween. A third flat plate mounted on a magnetic pole surface having another polarity
And the yoke 12.
【００３６】図９は、本発明の永久磁石可動形リニア直
流モータの第５の実施例であり、固定子１および第１の
可動子１０の構造説明図である。固定子１を構成する第
１の固定子構成部材２は、平板状を成す第１のヨーク４
および第１のヨーク４の第１の可動子１０の移動範囲に
対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ同一の巻線
仕様を有する巻線３1 ないし巻線３ｎにより構成され
る。第１の可動子１０は、それぞれ同一の極性を有する
磁極面が所定の間隙を隔て固定子１に相対するように、
平行に配置された永久磁石１１ａおよび永久磁石１１ｂ
と、第１の永久磁石１１ａおよび第１の永久磁石１１ｂ
の他の極性を有する磁極面にそれぞれ装着された平板状
を成す第３のヨーク１２ａおよび第３のヨーク１２ｂと
により構成される。FIG. 9 shows a fifth embodiment of the permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention, and is a structural explanatory view of the stator 1 and the first movable element 10. The first stator component 2 constituting the stator 1 includes a first yoke 4 having a flat plate shape.
And they are wound with arrayed in a range corresponding to the range of movement of the first movable member 10 of the first yoke 4, composed of the winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications. The first mover 10 is arranged such that magnetic pole surfaces having the same polarity face the stator 1 with a predetermined gap therebetween.
Permanent magnet 11a and permanent magnet 11b arranged in parallel
And a first permanent magnet 11a and a first permanent magnet 11b
And a third yoke 12a and a third yoke 12b, each of which has a plate shape and are mounted on a magnetic pole surface having another polarity.
【００３７】図１０は、本発明の永久磁石可動形リニア
直流モータの第６の実施例であり、固定子１および第１
の可動子１０の構造説明図である。固定子１は、第１の
固定子構成部材２および第２の固定子構成部材５により
構成され、第１の固定子構成部材２は、円筒状を成す第
１のヨーク４および第１のヨーク４の第１の可動子１０
の移動範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞ
れ同一の巻線仕様を有する巻線３1 ないし巻線３ｎによ
り構成され、第２の固定子構成部材５は、第１の固定子
構成部材２に対して所定の距離を隔て同軸円筒状に配置
された円筒状を成す第２のヨーク７により構成される。
第１の可動子１０は、所定の極性を有する磁極面が所定
の間隙を隔て第１の固定子構成部材２に相対し、他の極
性を有する磁極面が所定の間隙を隔て第２の固定子構成
部材５に相対するように、第１の固定子構成部材２の外
側円筒面と第２の固定子構成部材５の内側円筒面とが構
成する空間内に同軸円筒状に配置された円筒状を成す第
１の永久磁石１１により構成される。FIG. 10 shows a sixth embodiment of the movable permanent magnet type linear DC motor according to the present invention.
FIG. 2 is a structural explanatory view of the mover 10 of FIG. The stator 1 includes a first stator component 2 and a second stator component 5, and the first stator component 2 includes a first yoke 4 and a first yoke having a cylindrical shape. Fourth first mover 10
Are wound with arrayed in a range corresponding to the range of movement of, it is constituted by the winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications, second stator component 5, the first fixed It is constituted by a cylindrical second yoke 7 which is coaxially arranged at a predetermined distance from the child component member 2.
In the first mover 10, a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the first stator component 2 with a predetermined gap therebetween, and a magnetic pole surface having another polarity has a second fixed surface with a predetermined gap therebetween. A cylinder disposed coaxially in the space defined by the outer cylindrical surface of the first stator component 2 and the inner cylindrical surface of the second stator component 5 so as to face the stator component 5. The first permanent magnet 11 has a shape.
【００３８】図１１は、本発明の永久磁石可動形リニア
直流モータの第７の実施例であり、固定子１および第１
の可動子１０の構造説明図である。固定子１は、第１の
固定子構成部材２および第２の固定子構成部材５により
構成され、第１の固定子構成部材２は、平板状を成す第
１のヨーク４および第１のヨーク４の第１の可動子１０
の移動範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞ
れ同一の巻線仕様を有する巻線３1 ないし巻線３ｎによ
り構成され、第２の固定子構成部材５は、第１の固定子
構成部材２に対して所定の距離を隔て配置された平板状
を成す第２のヨーク７により構成される。第１の可動子
１０は、所定の極性を有する磁極面が所定の間隙を隔て
第１の固定子構成部材２に相対し、他の極性を有する磁
極面が所定の間隙を隔て第２の固定子構成部材５に相対
するように、第１の固定子構成部材２および第２の固定
子構成部材５の、それぞれの相対面が構成する空間内に
配置された平板状を成す第１の永久磁石１１により構成
される。FIG. 11 shows a seventh embodiment of the permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention.
FIG. 2 is a structural explanatory view of the mover 10 of FIG. The stator 1 is composed of a first stator component 2 and a second stator component 5, and the first stator component 2 is a first yoke 4 and a first yoke having a flat plate shape. Fourth first mover 10
Are wound with arrayed in a range corresponding to the range of movement of, it is constituted by the winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications, second stator component 5, the first fixed The second yoke 7 has a flat plate shape and is arranged at a predetermined distance from the child component member 2. In the first mover 10, a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the first stator component 2 with a predetermined gap therebetween, and a magnetic pole surface having another polarity has a second fixed surface with a predetermined gap therebetween. The first permanent component 2 and the second stator component 5 are arranged in a space defined by the respective relative surfaces of the first stator component 2 and the second permanent component 5 so as to be opposed to the first component. It is constituted by a magnet 11.
【００３９】図１２は、本発明の永久磁石可動形リニア
直流モータの第８の実施例であり、固定子１および第１
の可動子１０の構造説明図である。固定子１は、第１の
固定子構成部材２および第２の固定子構成部材５により
構成され、第１の固定子構成部材２は、平板状を成す第
１のヨーク４および第１のヨーク４の第１の可動子１０
の移動範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞ
れ同一の巻線仕様を有する巻線３1 ないし巻線３ｎによ
り構成され、第２の固定子構成部材５は、第１の固定子
構成部材２に対して所定の距離を隔て配置された平板状
を成す第２のヨーク７および第２のヨーク７の第１の可
動子１０の移動範囲に対応する範囲に列設して巻装さ
れ、それぞれ巻線３1 ないし巻線３ｎと同一の巻線仕様
を有する巻線６1 ないし巻線６ｎによりにより構成され
る。第１の可動子１０は、所定の極性を有する磁極面が
所定の間隙を隔て第１の固定子構成部材２に相対し、他
の極性を有する磁極面が所定の間隙を隔て第２の固定子
構成部材５に相対するように、第１の固定子構成部材２
および第２の固定子構成部材５の、それぞれの相対面が
構成する空間内に配置された平板状を成す第１の永久磁
石１１により構成される。FIG. 12 shows an eighth embodiment of the permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention.
FIG. 2 is a structural explanatory view of the mover 10 of FIG. The stator 1 is composed of a first stator component 2 and a second stator component 5, and the first stator component 2 is a first yoke 4 and a first yoke having a flat plate shape. Fourth first mover 10
Are wound with arrayed in a range corresponding to the range of movement of, it is constituted by the winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications, second stator component 5, the first fixed The second yoke 7 and the second yoke 7 are arranged in a row in a range corresponding to the moving range of the first mover 10, which is a flat plate and is arranged at a predetermined distance from the child component member 2. It is instrumentation, constituted by the winding 6 1 to winding 6n having respective windings 3 1 to the same winding specifications and winding 3n. In the first mover 10, a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the first stator component 2 with a predetermined gap therebetween, and a magnetic pole surface having another polarity has a second fixed surface with a predetermined gap therebetween. The first stator component 2 is opposed to the stator component 5.
The first permanent magnet 11 has a flat plate shape and is disposed in a space defined by respective relative surfaces of the second stator component 5 and the second stator component 5.
【００４０】図１３は、本発明の永久磁石可動形リニア
直流モータの第９の実施例であり、固定子１、第１の可
動子１０および第２の可動子１３の構造説明図である。
固定子１を構成する第１の固定子構成部材２は、円筒状
を成す第１のヨーク４と、第１のヨーク４の第１の可動
子１０および第２の可動子１３の移動範囲に対応する範
囲に列設して巻装され、それぞれ同一の巻線仕様を有す
る巻線３1 ないし巻線３ｎとにより構成される。第１の
可動子１０は、所定の極性を有する磁極面が所定の間隙
を隔て固定子１に相対するように、同軸円筒状に配置さ
れた円筒状を成す第１の永久磁石１１と、第１の永久磁
石１１の他の極性を有する磁極面に同軸円筒状に固着さ
れた円筒状を成す第３のヨーク１２とにより構成され、
第１永久磁石１１の可動子の移動方向の長さＬｍａは、
巻線３1 ないし巻線３ｎの可動子１１の移動方向の長さ
Ｌｃより長く構成される。第２の可動子１３は、所定の
極性を有する磁極面が所定の間隙を隔て固定子１に相対
するように、同軸円筒状に配置された円筒状を成す第２
の永久磁石１４と、第２の永久磁石１４の他の極性を有
する磁極面に同軸円筒状に固着された円筒状を成す第３
のヨーク１５とにより構成され、第２の永久磁石１４の
可動子の移動方向の長さＬｍｂは、巻線３1ないし巻線
３ｎの可動子１１の移動方向の長さＬｃと同一に構成さ
れる。FIG. 13 shows a ninth embodiment of the movable permanent magnet type linear DC motor of the present invention, and is a structural explanatory view of the stator 1, the first movable element 10 and the second movable element 13.
The first stator component 2 that constitutes the stator 1 has a cylindrical first yoke 4 and a movable range of the first movable element 10 and the second movable element 13 of the first yoke 4. are wound in arrayed in corresponding range, constituted by a winding 3 1 to winding 3n each having the same winding specifications. The first mover 10 includes a cylindrical first permanent magnet 11 disposed coaxially in a cylindrical shape such that a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the stator 1 with a predetermined gap therebetween. A first permanent magnet 11 and a third yoke 12 having a cylindrical shape and fixed to a magnetic pole surface having another polarity in a coaxial cylindrical shape;
The length Lma of the first permanent magnet 11 in the moving direction of the mover is:
Winding 3 1 to longer composed of the moving direction of the length Lc of the movable member 11 of the winding 3n. The second mover 13 has a cylindrical shape arranged in a coaxial cylindrical shape such that a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the stator 1 with a predetermined gap therebetween.
Of the second permanent magnet 14 and the third permanent magnet 14 which is coaxially cylindrically fixed to a magnetic pole surface having another polarity.
Constructed with the yoke 15 by the length Lmb the moving direction of the movable element of the second permanent magnet 14 is configured the same as the moving direction of the length Lc of the winding 3 1 to winding 3n of the movable member 11 You.
【００４１】一般に、本発明の永久磁石可動形リニア直
流モータは、使用状況に応じた数の可動子の装着が可能
であり、可動子の移動方向の長さは、それぞれの可動子
の必要とする推力に応じた長さに設定され、それぞれの
可動子は、個々に設けられた制御回路あるいはサーボ制
御回路により任意に制御することが可能である。In general, the movable permanent magnet type linear DC motor of the present invention can be mounted with a number of movers in accordance with the use condition, and the length of the mover in the moving direction is required for each mover. Each mover can be arbitrarily controlled by a separately provided control circuit or servo control circuit.
【００４２】図１、図８、図９、図１１および図１２に
示す平板状に構成された本発明の永久磁石可動形リニア
直流モータの実施例は、固定子の薄型化を目的としたも
のであり、図８および図９に示す実施例は、固定子の小
型軽量化を可能とし、図１、図１１および図１２に示す
実施例は、可動子の小型軽量化および応答性の向上を可
能とする。The embodiment of the linear permanent magnet movable permanent DC motor of the present invention shown in FIGS. 1, 8, 9, 11 and 12 is intended to reduce the thickness of the stator. The embodiment shown in FIGS. 8 and 9 makes it possible to reduce the size and weight of the stator, and the embodiments shown in FIGS. 1, 11 and 12 reduce the size and weight of the mover and improve the responsiveness. Make it possible.
【００４３】図５、図７および図１０に示す円筒状を成
す本発明の永久磁石可動形リニア直流モータの実施例
は、固定子と可動子との間に作用する吸引力の減少、可
動子を保持する軸受機構の簡略化、組立の簡略化および
低価格化を目的としたものであり、図７および図１０に
示す実施例は、可動子の小型軽量化および応答性の向上
を可能とし、図５に示す実施例は、固定子の小型軽量化
を可能とする。The embodiment of the cylindrical permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention shown in FIGS. 5, 7 and 10 reduces the attraction force acting between the stator and the mover. The purpose of the present invention is to simplify the bearing mechanism for holding the armature, simplify the assembly, and reduce the cost. The embodiment shown in FIGS. 7 and 10 enables the size and weight of the mover to be improved and the responsiveness to be improved. The embodiment shown in FIG. 5 makes it possible to reduce the size and weight of the stator.
【００４４】図８に示す実施例は、図１に示す実施例の
ロング・ストローク化、大推力化および漏洩磁束の減少
を可能とし、図９に示す実施例は、図８に示す実施例の
２倍の推力の発生、固定子と可動子との間に作用する吸
引力の減少、可動子を保持する軸受機構の簡略化、組立
の簡略化および低価格化を可能とし、図１１に示す実施
例は、図８に示す実施例のロング・ストローク化、大推
力化および漏洩磁束の減少を可能とし、図１２に示す実
施例は、図１１に示す実施例の２倍の推力の発生および
小型軽量化を可能とする。The embodiment shown in FIG. 8 makes it possible to increase the stroke, increase the thrust, and reduce the leakage magnetic flux of the embodiment shown in FIG. 1. The embodiment shown in FIG. 9 is the same as the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 11, it is possible to generate double thrust, reduce the suction force acting between the stator and the mover, simplify the bearing mechanism for holding the mover, simplify the assembly, and reduce the cost. The embodiment makes it possible to increase the stroke, increase the thrust, and reduce the leakage magnetic flux of the embodiment shown in FIG. 8, and the embodiment shown in FIG. 12 generates twice as much thrust as the embodiment shown in FIG. Enables reduction in size and weight.
【００４５】図５に示す実施例は、図７に示す実施例の
ロング・ストローク化、大推力化および漏洩磁束の減少
を可能とし、図１０に示す実施例は、図７に示す実施例
の２倍の推力の発生および図５に示す実施例のロング・
ストローク化、大推力化および漏洩磁束の減少を可能と
する。The embodiment shown in FIG. 5 makes it possible to increase the stroke, increase the thrust, and reduce the leakage magnetic flux of the embodiment shown in FIG. 7, and the embodiment shown in FIG. 10 is the same as the embodiment shown in FIG. The generation of double thrust and the long thrust of the embodiment shown in FIG.
It is possible to increase the stroke, increase the thrust, and reduce the leakage magnetic flux.
【００４６】前述のように、従来の永久磁石可動形リニ
ア直流モータは、脈動の無い推力を発生し得る唯一のリ
ニア・モータであり、推力変動の少ない推力の発生、可
動子の小型軽量化および低価格化を可能とし、優れた応
答性および簡単な構造を有し、各種リニア位置検出セン
サーを装着してサーボ制御することにより、推力および
速度の広範囲の制御と停止位置の高精度の制御を可能と
する反面、ロング・ストローク化、大推力化および推力
変動の減少を困難とするものであった。As described above, the conventional permanent-magnet movable linear DC motor is the only linear motor capable of generating thrust without pulsation, and generates thrust with little fluctuation in thrust, reduces the size and weight of the mover, It has low cost, has excellent responsiveness and simple structure, and is equipped with various linear position detection sensors and servo-controlled to control a wide range of thrust and speed and highly accurate control of stop position. On the other hand, on the other hand, it was difficult to increase the stroke, increase the thrust, and reduce the variation in thrust.
【００４７】本発明の永久磁石可動形リニア直流モータ
によれば、ロング・ストローク化、大推力化および推力
変動の減少が可能と成り、広範囲の速度制御および高精
度の停止制御を目的としたＸ−ＹステージおよびＸ−Ｙ
−Ｚステージへの搭載、解像度の向上および大用紙サイ
ズ化を目的とした各種印刷装置、各種スキャナ装置等へ
の搭載、画質の向上、高速化および大原稿化を目的とし
た各種複写機への搭載が可能と成る。更に、振動を伴わ
ない推力の発生に伴い、光学系の測定器、各種液体の定
量送り装置、半導体製造装置等の直線運動を必要とする
用途にも適用が可能である。According to the permanent magnet movable type linear DC motor of the present invention, it is possible to increase the stroke, increase the thrust, and reduce the variation in the thrust, and perform X control for speed control over a wide range and stop control with high accuracy. -Y stage and XY
-Mounted on Z stage, various printing devices for improving resolution and large paper size, mounted on various scanners, various copiers for improving image quality, speeding up, and large originals. Mounting becomes possible. Further, the present invention can be applied to applications requiring linear motion, such as a measuring instrument of an optical system, an apparatus for quantitatively feeding various liquids, and a semiconductor manufacturing apparatus, with the generation of thrust without vibration.
【００４８】本発明の永久磁石可動形リニア直流モータ
のロング・ストローク化および大推力化は、固定子の機
械的強度、固定子組立、可動子組立および価格等の制約
が許される範囲で可能と成る。The long stroke and large thrust of the permanent magnet movable linear DC motor according to the present invention can be achieved within a range where restrictions such as mechanical strength of the stator, stator assembly, mover assembly, and price are allowed. Become.
【００４９】本発明の永久磁石可動形リニア直流モータ
の第１の可動子１０を構成する第１の永久磁石および第
２の可動子１３を構成する第２の永久磁石１４は、所定
の体積を越えた際に、永久磁石の製造および着磁の簡略
化と、永久磁石可動形リニア直流モータの組立の簡略化
とを目的として、複数の永久磁石を積層あるいは列設し
て構成され、必要に応じて磁性材料を介在させ構成され
る。The first permanent magnet constituting the first mover 10 and the second permanent magnet 14 constituting the second mover 13 of the permanent magnet movable linear DC motor of the present invention have a predetermined volume. When it exceeds, for the purpose of simplifying the manufacture and magnetization of permanent magnets and simplifying the assembly of the permanent magnet movable linear DC motor, it is configured by laminating or arranging multiple permanent magnets, It is configured with a magnetic material interposed accordingly.
【００５０】本発明の永久磁石可動形リニア直流モータ
において、第１のヨーク４、第２のヨーク７および第３
のヨーク１２、１５は、電磁軟鉄、構造用圧延鋼あるい
は炭素鋼等の優れた磁気特性を有する金属により構成さ
れ、使用目的によっては、熱処理により磁気特性の向上
が図られる。巻線３ａないし巻線３ｚ、巻線３1 ないし
巻線３ｎおよび巻線６1 ないし巻線６ｎは、巻枠にに所
定の径を有する素線を所定数巻いて構成されるが、低価
格化および小型軽量化を図る際には自己融着線により構
成され巻枠が不要と成る。In the permanent magnet movable linear DC motor of the present invention, the first yoke 4, the second yoke 7, and the third
The yokes 12 and 15 are made of a metal having excellent magnetic properties such as soft magnetic iron, rolled steel for structural use or carbon steel, and the magnetic properties are improved by heat treatment depending on the purpose of use. Winding 3a through winding 3z, winding 3 1 to winding 3n and winding 61 to winding 6n, it strands having a predetermined diameter to the winding frame formed by winding a predetermined number, low cost When the size and weight are reduced, a self-fusing wire is used, and a winding frame is not required.
【００５１】[0051]
【発明の効果】以上説明したように本発明の永久磁石可
動形リニア直流モータは、従来の永久磁石可動形リニア
直流モータの推力変動の減少、大推力化およびロング・
ストローク化を可能とするものであり、推力変動の減少
および大推力化に伴い、小型軽量化および低価格化を可
能とするものである。即ち、推力変動の減少、大推力
化、ロング・ストローク化、小型軽量化および低価格化
を共に可能とするものであり、更に、推力のリニア領域
（推力変動の無い領域）の拡大を可能とするものであ
る。As described above, the movable permanent magnet type linear DC motor of the present invention can reduce the thrust fluctuation, increase the thrust, and increase the long thrust of the conventional permanent magnet movable linear DC motor.
The stroke can be reduced, and the size and weight can be reduced and the price can be reduced as the thrust fluctuation decreases and the thrust increases. In other words, it is possible to reduce the thrust fluctuation, increase the thrust, increase the long stroke, reduce the size and weight, and reduce the price. Further, it is possible to expand the linear thrust area (the area without the thrust fluctuation). Is what you do.
【図１】本発明の第１の実施例の構造説明図である。FIG. 1 is a structural explanatory view of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の制御回路のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control circuit according to the present invention.
【図３】本発明の制御回路のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a control circuit of the present invention.
【図４】本発明の動作説明図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施例の構造説明図である。FIG. 5 is a structural explanatory view of a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明のサーボ制御回路のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a servo control circuit of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施例の構造説明図である。FIG. 7 is a structural explanatory view of a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第４の実施例の構造説明図である。FIG. 8 is a structural explanatory view of a fourth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第５の実施例の構造説明図である。FIG. 9 is a structural explanatory view of a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第６の実施例の構造説明図である。FIG. 10 is a structural explanatory view of a sixth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第７の実施例の構造説明図である。FIG. 11 is a structural explanatory view of a seventh embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第８の実施例の構造説明図である。FIG. 12 is a structural explanatory view of an eighth embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第９の実施例の構造説明図である。FIG. 13 is a structural explanatory view of a ninth embodiment of the present invention.
【図１４】従来の永久磁石可動形リニア直流モータの構
造説明図である。FIG. 14 is a structural explanatory view of a conventional permanent magnet movable linear DC motor.
【図１５】従来の永久磁石可動形リニア直流モータの制
御回路のブロック図である。FIG. 15 is a block diagram of a control circuit of a conventional permanent magnet movable linear DC motor.
【図１６】従来の永久磁石可動形リニア直流モータのサ
ーボ制御回路のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram of a servo control circuit of a conventional permanent magnet movable linear DC motor.
１ 固定子 ２ 第１の固定子構成部材 ３ 巻線 ３ａ〜３ｚ 巻線 ３1 〜３ｎ 巻線 ４ 第１のヨーク ５ 第２の固定子構成部材 ６1 〜６ｎ 巻線 ７ 第２のヨーク １０ 第１の可動子 １１ 第１の永久磁石 １１ａ〜１１ｂ 第１の永久磁石 １２ 第３のヨーク １２ａ〜１２ｂ 第３のヨーク １３ 第２の可動子 １４ 第２の永久磁石 １５ 第３のヨーク １６ 可動子 １７ 永久磁石 ２０ 位置検出センサ ２１ａ〜２１ｚ 磁電変換素子 ２２ リニア位置検出センサ ２３ スケール部材 ２４ 検出部材 ２５ 電流センサ ３１ 駆動回路 ３２ 巻線選択回路 ３３ 電流制御回路 ３４ 速度制御回路 ３５ 位置制御回路 ３６ 微分回路 ４１ 演算回路 ４２ 演算回路 ４３ 演算回路1 stator 2 first stator component 3 winding 3a~3z winding 3 1 3n winding 4 first yoke 5 second stator component 6 1 ～6N winding 7 second yoke 10 1st movable element 11 1st permanent magnet 11a-11b 1st permanent magnet 12 3rd yoke 12a-12b 3rd yoke 13 2nd movable element 14 2nd permanent magnet 15 3rd yoke 16 movable Element 17 Permanent magnet 20 Position detection sensor 21a to 21z Magnetoelectric conversion element 22 Linear position detection sensor 23 Scale member 24 Detection member 25 Current sensor 31 Drive circuit 32 Winding selection circuit 33 Current control circuit 34 Speed control circuit 35 Position control circuit 36 Differentiation Circuit 41 Arithmetic circuit 42 Arithmetic circuit 43 Arithmetic circuit
Claims (8)
子の移動範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それ
ぞれ同一の巻線仕様を有する少なくとも三つの巻線より
成る第１の固定子構成部材を主に構成される固定子と、 所定の極性を有する磁極面が所定の間隙を隔て固定子に
相対するように配置された永久磁石を主に構成される可
動子と、 固定子を構成する少なくとも三つの巻線に対して、それ
ぞれ固定された磁電変換素子により構成される位置検出
センサと、 位置検出センサの出力に基づいて、可動子に相対する巻
線を含めた少なくとも二つの巻線を選択し、選択された
巻線に同一の電流を流し、設定された推力に応じた電流
を制御する制御回路とを具備することを特徴とする永久
磁石可動形リニア直流モータ。1. A first yoke and a first yoke comprising at least three windings arranged and wound in a row corresponding to a moving range of a mover of the first yoke and each having the same winding specification. A stator mainly configured with a stator component member, and a mover mainly configured with a permanent magnet arranged such that a magnetic pole surface having a predetermined polarity faces the stator with a predetermined gap therebetween. For at least three windings constituting the stator, a position detection sensor configured by a fixed magnetoelectric conversion element, and at least a winding including a winding facing the mover based on an output of the position detection sensor. And a control circuit for selecting two windings, supplying the same current to the selected windings, and controlling a current according to a set thrust.
移動範囲に対応した検出範囲を有し、固定子に対して固
定されたスケール部材と、可動子に装着された検出部材
より成るリニア位置検出センサとにより構成し、 請求項１の制御回路を、サーボ制御回路により構成する
ことを特徴とする請求項１の永久磁石可動形リニア直流
モータ。2. A position detecting sensor according to claim 1, wherein said position detecting sensor has a detecting range corresponding to a moving range of said mover, and comprises a scale member fixed to said stator and a detecting member mounted on said mover. The permanent magnet movable linear DC motor according to claim 1, comprising a linear position detection sensor, and the control circuit according to claim 1 configured as a servo control circuit.
数具備することを特徴とする請求項１あるいは請求項２
の永久磁石可動形リニア直流モータ。3. The method according to claim 1, further comprising a plurality of movers according to claim 1 or 2.
Permanent magnet movable linear DC motor.
可動子を構成する永久磁石の固定子に相対する磁極面と
異なる極性を有する磁極面に、第３のヨークを固着する
ことを特徴とする請求項１、請求項２あるいは請求項３
の永久磁石可動形リニア直流モータ。4. A method according to claim 1, wherein the third yoke is fixed to a magnetic pole surface having a polarity different from that of the magnetic pole surface facing the stator of the permanent magnet constituting the mover according to claim 1. Claim 1, Claim 2 or Claim 3
Permanent magnet movable linear DC motor.
固定子を、第１のヨークおよび第１のヨークの可動子の
移動範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ
同一の巻線仕様を有する少なくとも三つの巻線より成る
第１の固定子構成部材と、 第１の固定子構成部材に所定の距離を隔て平行に配置さ
れた第２のヨークより成る第２の固定子構成部材とによ
り構成することを特徴とする請求項１、請求項２あるい
は請求項３の永久磁石可動形リニア直流モータ。5. The stator according to claim 1, 2 or 3 is arranged and wound in a row corresponding to a moving range of the first yoke and the movable element of the first yoke, and is wound. A first stator component comprising at least three windings having the same winding specifications; and a second yoke comprising a second yoke disposed parallel to the first stator component at a predetermined distance. 4. The linear DC motor with movable permanent magnet according to claim 1, wherein the linear DC motor comprises a stator component.
固定子を、第１のヨークおよび第１のヨークの可動子の
移動範囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ
同一の巻線仕様を有する少なくとも三つの巻線より成る
第１の固定子構成部材と、 第１の固定子構成部材に所定の距離を隔て平行に配置さ
れた第２のヨークおよび第２のヨークの可動子の移動範
囲に対応する範囲に列設して巻装され、それぞれ第１の
構成部材を構成する巻線と同一の巻線仕様を有する少な
くとも三つの巻線より成る第２の固定子構成部材とによ
り構成することを特徴とする請求項１、請求項２あるい
は請求項３の永久磁石可動形リニア直流モータ。6. The stator according to claim 1, 2 or 3, which is wound in a row in a range corresponding to a moving range of the first yoke and the movable element of the first yoke. A first stator component comprising at least three windings having the same winding specifications; a second yoke and a second yoke arranged parallel to the first stator component at a predetermined distance from each other The second stator is composed of at least three windings which are wound in a row corresponding to the moving range of the mover and have the same winding specifications as the windings constituting the first constituent member. 4. The permanent magnet movable linear DC motor according to claim 1, wherein the linear DC motor is constituted by a constituent member.
４あるいは請求項５の第１の固定子構成部材を構成する
巻線のそれぞれの長さ（可動子の移動方向の長さ）を、
可動子を構成する永久磁石の長さ（可動子の移動方向の
長さ）と等しく構成することを特徴とする請求項１、請
求項２、請求項３、請求項４あるいは請求項５の永久磁
石可動形リニア直流モータ。7. The length of each of the windings (the length in the moving direction of the mover) constituting the first stator constituting member of claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5. Is)
6. The permanent magnet according to claim 1, wherein the length of the permanent magnet constituting the mover is equal to the length of the permanent magnet (the length of the mover in the moving direction). Magnet movable linear DC motor.
する巻線のそれぞれの長さ（可動子の移動方向の長さ）
と、請求項６の第２の固定子構成部材を構成する巻線の
それぞれの長さ（可動子の移動方向の長さ）とを、可動
子を構成する永久磁石の長さ（可動子の移動方向の長
さ）と等しく構成することを特徴とする請求項６の永久
磁石可動形リニア直流モータ。8. A length (a length in a moving direction of the mover) of each of the windings constituting the first stator component according to claim 6.
And the length of each of the windings (the length in the moving direction of the mover) constituting the second stator constituent member of claim 6 is determined by the length of the permanent magnet constituting the mover (the length of the mover). 7. A linear DC motor having movable movable permanent magnets according to claim 6, wherein the length is set to be equal to the length in the moving direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10080553A JPH11262237A (en) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Permanent magnet moving type linear dc motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10080553A JPH11262237A (en) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Permanent magnet moving type linear dc motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262237A true JPH11262237A (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=13721545
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10080553A Pending JPH11262237A (en) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | Permanent magnet moving type linear dc motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11262237A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6975048B2 (en) | 2002-07-31 | 2005-12-13 | Hitachi, Ltd. | Drive apparatus and XY table utilizing the same |
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| CN106958470A (en) * | 2017-05-23 | 2017-07-18 | 海南大学 | Electromagnetic hydraulic pressure valve actuating mechanism |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP10080553A patent/JPH11262237A/en active Pending
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