JPS5980190A - 直流ブラシレスリニアモ−タ - Google Patents
直流ブラシレスリニアモ−タInfo
- Publication number
- JPS5980190A JPS5980190A JP57188235A JP18823582A JPS5980190A JP S5980190 A JPS5980190 A JP S5980190A JP 57188235 A JP57188235 A JP 57188235A JP 18823582 A JP18823582 A JP 18823582A JP S5980190 A JPS5980190 A JP S5980190A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coils
- permanent magnet
- sensor
- stator
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可動子側に永久磁石を備え、固定子側にコイル
を備えた直流ブラシレスリニアモータに関する。
を備えた直流ブラシレスリニアモータに関する。
第１図（ａ）は従来のこの種の直流ブラシレスリニアモ
ータの機構部を示す平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ
）のＩ−Ｉ線断面図であり、図において１は可動子、２
は固定子である。
ータの機構部を示す平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ
）のＩ−Ｉ線断面図であり、図において１は可動子、２
は固定子である。
可動子１は略角筒状のヨーク３と、このヨーク３の内面
に固定さ扛た複数の永久磁石４と、ヨーク３の四隅に設
けらｎた固定軸５と、各固定軸５に回転自在に取付けら
ｎたローラ６とで構成さｎてお９、ここで永久磁石４は
Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように配さｎている。
に固定さ扛た複数の永久磁石４と、ヨーク３の四隅に設
けらｎた固定軸５と、各固定軸５に回転自在に取付けら
ｎたローラ６とで構成さｎてお９、ここで永久磁石４は
Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように配さｎている。
一方、固定子２は帯状に形成さｎた基板７と、巻枠に巻
線さｊしていて基板Ｔ上にその長手方向に沿って連続的
に取付けら扛た多数めコイル８と、各々のコイル８の内
側に位置して前記永久磁石４の磁界を検知するセンサ９
と、基板７の下面に設けら几たヨーク１０とで構成さ扛
ており、前記可動子１のヨーク３の内側を非接触で貫通
するように配役さｎている。
線さｊしていて基板Ｔ上にその長手方向に沿って連続的
に取付けら扛た多数めコイル８と、各々のコイル８の内
側に位置して前記永久磁石４の磁界を検知するセンサ９
と、基板７の下面に設けら几たヨーク１０とで構成さ扛
ており、前記可動子１のヨーク３の内側を非接触で貫通
するように配役さｎている。
１１はガイドレールで、このガイドレール１１上を前記
可動子１がローラ６を介して円滑に移動するようになっ
ている。
可動子１がローラ６を介して円滑に移動するようになっ
ている。
この機構部の動作原理としては、可動子１の永久磁石４
から発生する磁界中に位置しているコイル８に電流を流
すことによシ、コイル８にフレミング左手の法則による
電流が働く。しかしコイル８は基板γ上に固定さ扛てい
るので、永久磁石４に反力として推力が働き、この推力
により可動子１が固定子２に沿って図面左右方向に移動
するものである。
から発生する磁界中に位置しているコイル８に電流を流
すことによシ、コイル８にフレミング左手の法則による
電流が働く。しかしコイル８は基板γ上に固定さ扛てい
るので、永久磁石４に反力として推力が働き、この推力
により可動子１が固定子２に沿って図面左右方向に移動
するものである。
第２図は上述した機構部を駆動するための従来の駆動回
路を示す簡略図であり、この図では固定子２側の多数の
コイル８を８１〜８ｎとして示している。１２１．１２
２．１２う及び１３１．’１３２．１３３は・トランジ
スタ、１４は電源の正側端子、１５は電源の負側端子で
、前記トランジスタ１２１．１２２１２５側は正側端子
１４に並列に接続さル、またトランジスタｉ ３１．１
３２．１３３側は負側端子１５に並列に接続さｎている
。そして、前記コイル８１〜８ｎのうち、コイル８１．
ｈ・・・８ｎ−２はトランジスタ１２１と１３１とよ構
成る回路に接続さｎ１コイル８２１８５０・・８ｎ−１
はトランジスタ１２２と１３２とより成る回路に接続さ
扛、更にコイル８３１８６・・・８ｎはトランジスタ１
２５と１３５とよ構成る回路に接続さｎている。
路を示す簡略図であり、この図では固定子２側の多数の
コイル８を８１〜８ｎとして示している。１２１．１２
２．１２う及び１３１．’１３２．１３３は・トランジ
スタ、１４は電源の正側端子、１５は電源の負側端子で
、前記トランジスタ１２１．１２２１２５側は正側端子
１４に並列に接続さル、またトランジスタｉ ３１．１
３２．１３３側は負側端子１５に並列に接続さｎている
。そして、前記コイル８１〜８ｎのうち、コイル８１．
ｈ・・・８ｎ−２はトランジスタ１２１と１３１とよ構
成る回路に接続さｎ１コイル８２１８５０・・８ｎ−１
はトランジスタ１２２と１３２とより成る回路に接続さ
扛、更にコイル８３１８６・・・８ｎはトランジスタ１
２５と１３５とよ構成る回路に接続さｎている。
以上説明した直流ブラシレスリニアモータは、センサ９
により永久磁石４の磁界を検知して、コイル８に流す相
電流の切替えを行うため、ブラシが不要であり、さらに
固定子２側にコイル８を取付けまた可動子１側に永久磁
石４を取付けていることにより可動子１側からはリード
線が出ないため、モータとしての寿命が長くかつ組立性
も良好であるという利点を有している０ ところで従来においては、直流ブラシレスリニアモータ
は直流ブラシレス回転型モータのリニア展開という思想
が強く、そのため固定子２側のすべてのコイル８の上方
に可動子１側の永久磁石４が存在すると考えて、前記駆
動回路によりコイル８に駆動電流を流している。
により永久磁石４の磁界を検知して、コイル８に流す相
電流の切替えを行うため、ブラシが不要であり、さらに
固定子２側にコイル８を取付けまた可動子１側に永久磁
石４を取付けていることにより可動子１側からはリード
線が出ないため、モータとしての寿命が長くかつ組立性
も良好であるという利点を有している０ ところで従来においては、直流ブラシレスリニアモータ
は直流ブラシレス回転型モータのリニア展開という思想
が強く、そのため固定子２側のすべてのコイル８の上方
に可動子１側の永久磁石４が存在すると考えて、前記駆
動回路によりコイル８に駆動電流を流している。
しかしながら直流ブラシレスリニアモータの場合、直流
ブラシレス回転型モータと違ってすべてのコイル８の上
方に永久磁石４が存在するわけではなく、数個のコイル
８の上方に存在するだけであるため、可動子１の移動距
離が長い程、上方に永久磁石４が存在しないコイル８の
割合が増加するＯ 従って、第２図に示すように同相のコイルを並列接続し
た場合には電流容量が大きくな９、また図示しないが同
相のコイルを直列接続した場合は電圧容量が多く必要と
なるので、電源容量が大きくなると共に消費電力も大き
くなるという欠点がある０ 本発明はこのような欠点を解決することを目的とし、そ
のため、固定子側のコイル毎に独立した駆動回路を設け
、可動子の移動に合わせて永久磁石の下方に位置するコ
イルのみに電流を流すようにしたことを特徴とする。
ブラシレス回転型モータと違ってすべてのコイル８の上
方に永久磁石４が存在するわけではなく、数個のコイル
８の上方に存在するだけであるため、可動子１の移動距
離が長い程、上方に永久磁石４が存在しないコイル８の
割合が増加するＯ 従って、第２図に示すように同相のコイルを並列接続し
た場合には電流容量が大きくな９、また図示しないが同
相のコイルを直列接続した場合は電圧容量が多く必要と
なるので、電源容量が大きくなると共に消費電力も大き
くなるという欠点がある０ 本発明はこのような欠点を解決することを目的とし、そ
のため、固定子側のコイル毎に独立した駆動回路を設け
、可動子の移動に合わせて永久磁石の下方に位置するコ
イルのみに電流を流すようにしたことを特徴とする。
以下図面により説明すると、第３図は本発明による直流
ブラシレスリニアモータの駆動回路の一実施例を示す簡
略図で、図において１６ｉ ”−ｉ ６ｎ及び１１１〜
１７ｎはダイオードであり、ダイオード１６１と１’７
１は直列に接続さｎ、ダイオード１６２と１６５も直列
に接続さ扛、以下同様に１６ｎと１７ｎまで直列に接続
されている〇 １Ｂは電源の正側端子、１９は電源の負側端子で、前記
ダイオード１６１〜１６ｎ側は正側端子１８に並列に接
続さｎｌ一方ダイオード１７１〜ＩＴｎ側は負側端子１
９に並列に接続さ几ている。
ブラシレスリニアモータの駆動回路の一実施例を示す簡
略図で、図において１６ｉ ”−ｉ ６ｎ及び１１１〜
１７ｎはダイオードであり、ダイオード１６１と１’７
１は直列に接続さｎ、ダイオード１６２と１６５も直列
に接続さ扛、以下同様に１６ｎと１７ｎまで直列に接続
されている〇 １Ｂは電源の正側端子、１９は電源の負側端子で、前記
ダイオード１６１〜１６ｎ側は正側端子１８に並列に接
続さｎｌ一方ダイオード１７１〜ＩＴｎ側は負側端子１
９に並列に接続さ几ている。
そして、ダイオード１６ｔと１γ１とより成る回路に固
定子２側のコイル８１が接続さｎ、またダイオード１６
２と１１２とより成る回路にはコイル８２が接続さｎて
おり、以下同様にコイル８５〜８ｎ−１でダイオード１
６５〜１６ｎと１１５〜１７ｎとで形成さｎる各々の回
路に個別に接続さｎている。つまシ、本発明では固定子
２の各コイル８毎に独立した駆動回路が設けらｎている
。
定子２側のコイル８１が接続さｎ、またダイオード１６
２と１１２とより成る回路にはコイル８２が接続さｎて
おり、以下同様にコイル８５〜８ｎ−１でダイオード１
６５〜１６ｎと１１５〜１７ｎとで形成さｎる各々の回
路に個別に接続さｎている。つまシ、本発明では固定子
２の各コイル８毎に独立した駆動回路が設けらｎている
。
第４図は上述した駆動回路により駆動さｎる機構部の要
部側断面図で、この機構部は第１図（ａ）。
部側断面図で、この機構部は第１図（ａ）。
（ｂ）と同等の構成であシ、ここでは３相モータの場合
を示している０すなわち、可動子１側にはＮ極とＳ極と
が交互に並ぶように４個の永久磁石４が設けてあり、ま
た固定子２側は前記４個の永久磁石４の下方に常時３個
のコイル８を位置させると共に、各々のコイル８の中央
にセンサ９を配している〇 この場合、可動子１側の永久磁石４から発生する磁界を
検知する固定子２側のセンサ９は、常時永久磁石４の下
方に３個存在し、この３個のセンサ９の出力ばＡのグル
ープで考えると、可動子１側の永久磁石４が矢印方向に
移動するとき４種類の組合わせとなり、Ｂのグループで
も同様に４種類となる。一方、コイル８の出力の組合わ
せもセンサ９と同じ４種類となる０こ扛はセンサ９の出
力の組合わせと、コイル８の出力の組合わせが１対１と
なっているからである。
を示している０すなわち、可動子１側にはＮ極とＳ極と
が交互に並ぶように４個の永久磁石４が設けてあり、ま
た固定子２側は前記４個の永久磁石４の下方に常時３個
のコイル８を位置させると共に、各々のコイル８の中央
にセンサ９を配している〇 この場合、可動子１側の永久磁石４から発生する磁界を
検知する固定子２側のセンサ９は、常時永久磁石４の下
方に３個存在し、この３個のセンサ９の出力ばＡのグル
ープで考えると、可動子１側の永久磁石４が矢印方向に
移動するとき４種類の組合わせとなり、Ｂのグループで
も同様に４種類となる。一方、コイル８の出力の組合わ
せもセンサ９と同じ４種類となる０こ扛はセンサ９の出
力の組合わせと、コイル８の出力の組合わせが１対１と
なっているからである。
そこで、この第３図の機構部をモデルとして、その動作
を第５図（ａ）〜（ｅ）及び第６図により説明するＯ まず、第５図（、）に示すように可動子１側の永久磁石
４が固定子２側のＡのグループのコイル８２゜８５ｏ’
８１１の真上に位置する状態にあることは、第６図のセ
ンサ出力衣に示すようにセンサ９２，９５゜９１１の出
ノＪが確立し、かつセンサ９５が変化することで判断で
きる。
を第５図（ａ）〜（ｅ）及び第６図により説明するＯ まず、第５図（、）に示すように可動子１側の永久磁石
４が固定子２側のＡのグループのコイル８２゜８５ｏ’
８１１の真上に位置する状態にあることは、第６図のセ
ンサ出力衣に示すようにセンサ９２，９５゜９１１の出
ノＪが確立し、かつセンサ９５が変化することで判断で
きる。
このとき、可動子１を矢印方向に移動させるには、コイ
ル８２１８５１８１＋にそｎぞｆＬｉ５図（ａ）に示す
ように電流を流してやればよい。そして可動子１が第５
図（ｂ）に示す位置まで移動すると、第６図に示すよう
にセンサ９１Ｉが変化するので、同図に示す方向に電流
を流す。更に第５図（ｃ）の位置に可動子１が移動する
と、センサ９２及び９５が第６図に示すように変化し、
こしにより出力が確立するセンサは９３ｔ ９＋！＊
９５となる。この状態ではトルクを一定にするため、電
流を流すコイルは８３ｓ８１ｐ８５にする。同様に第５
図（ｄ）の位置を通過して、第５図（ｅ）の位置まで移
動すると、この状態で永久磁石４はＢのグループのコイ
ル８う、８１↓、８５の真上に位置することになり、こ
の位置でのセンサ９とコイル８に流す電流の情報は３個
のグループを考えると第５図（ａ）〜第５図（ｄ）と同
一状態となる。
ル８２１８５１８１＋にそｎぞｆＬｉ５図（ａ）に示す
ように電流を流してやればよい。そして可動子１が第５
図（ｂ）に示す位置まで移動すると、第６図に示すよう
にセンサ９１Ｉが変化するので、同図に示す方向に電流
を流す。更に第５図（ｃ）の位置に可動子１が移動する
と、センサ９２及び９５が第６図に示すように変化し、
こしにより出力が確立するセンサは９３ｔ ９＋！＊
９５となる。この状態ではトルクを一定にするため、電
流を流すコイルは８３ｓ８１ｐ８５にする。同様に第５
図（ｄ）の位置を通過して、第５図（ｅ）の位置まで移
動すると、この状態で永久磁石４はＢのグループのコイ
ル８う、８１↓、８５の真上に位置することになり、こ
の位置でのセンサ９とコイル８に流す電流の情報は３個
のグループを考えると第５図（ａ）〜第５図（ｄ）と同
一状態となる。
従って、以後は３個づつのグループを移動しながら、第
５図（、）〜第５図（ｄ）ｔでの繰返を行うことで、可
動子１を矢印方向に移動させてゆくことができる。
５図（、）〜第５図（ｄ）ｔでの繰返を行うことで、可
動子１を矢印方向に移動させてゆくことができる。
そしてこｎらの制御をプログラムで行うとすれば、セン
サ９の出力とコイル８の電流との関係をテーブルとして
作成しておき、センサ９の出力をインプットして前記テ
ーブルとの比較により可動子１の永久磁石４の位置を検
知し、その位置でのコイル８の電流の情報をアウトブツ
１−ｊ−ｆｌばよく、このときセンサ９の出力により得
らｎる可動子１側の永久磁石４の位置にあわせて、その
下方に位置する３個のコイル８のグループのみに第３図
の駆動回路を介して出力していけばよい。
サ９の出力とコイル８の電流との関係をテーブルとして
作成しておき、センサ９の出力をインプットして前記テ
ーブルとの比較により可動子１の永久磁石４の位置を検
知し、その位置でのコイル８の電流の情報をアウトブツ
１−ｊ−ｆｌばよく、このときセンサ９の出力により得
らｎる可動子１側の永久磁石４の位置にあわせて、その
下方に位置する３個のコイル８のグループのみに第３図
の駆動回路を介して出力していけばよい。
尚、上述した実施例におけるセンサ９としては、ホール
−素子の他、光学センサ等を用いることができる。
−素子の他、光学センサ等を用いることができる。
以上説明したように本発明による直流ブラシレスリニア
モータは、各コイル毎に独立した駆動回路を設けて、可
動子の移動に応じてそのとき永久磁石の下方に存在する
コイルのみに電流を流すようにしているため、固定子側
のコイルの数がいくつであっても、リニアモータの大き
さに比例したような電源は必要とならず、消費電力も小
さく抑えることができるという効果が得られる０
モータは、各コイル毎に独立した駆動回路を設けて、可
動子の移動に応じてそのとき永久磁石の下方に存在する
コイルのみに電流を流すようにしているため、固定子側
のコイルの数がいくつであっても、リニアモータの大き
さに比例したような電源は必要とならず、消費電力も小
さく抑えることができるという効果が得られる０
第１図（ａ）は従来の直流ブラシレスリニアモータにお
ける機構部の平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＩ
−Ｉ線断面図、第２図は従来の直流ブラシレスリニアモ
ータにおける駆動回路の簡略図、第３図は本発明による
直流ブラシレスリニアモータにおける駆動回路の一実施
例を示す簡略図、第４図は第３図の駆動回路により駆動
さｎる機構部の要部側断面図・第５図（ａ）Ｉ （ｂ）
９ （ｅＬ （ｄ）９ （ｅ）は第３図及び第４図の実
施例の動作説明図、第６図はその動作時のセンサ出力衣
である。 １・・・可動子 ２・・・固定子 ３・・・ヨーク ４
・・・永久磁石 ７・・・基板 ８，８１〜８ｎ・・・
コイル ９゜９１〜９６・・・センサ １６１〜１６ｎ
及び１７１〜１７ｎ・・・トランジスタ １８・・・電
源の正側端子 １９・・・電源の負側端子 特許 出 願人 沖電気工業株式会社代理人 弁理
士 金 倉 喬 二 巖１ 二 （ａ） （ｂ）
ける機構部の平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＩ
−Ｉ線断面図、第２図は従来の直流ブラシレスリニアモ
ータにおける駆動回路の簡略図、第３図は本発明による
直流ブラシレスリニアモータにおける駆動回路の一実施
例を示す簡略図、第４図は第３図の駆動回路により駆動
さｎる機構部の要部側断面図・第５図（ａ）Ｉ （ｂ）
９ （ｅＬ （ｄ）９ （ｅ）は第３図及び第４図の実
施例の動作説明図、第６図はその動作時のセンサ出力衣
である。 １・・・可動子 ２・・・固定子 ３・・・ヨーク ４
・・・永久磁石 ７・・・基板 ８，８１〜８ｎ・・・
コイル ９゜９１〜９６・・・センサ １６１〜１６ｎ
及び１７１〜１７ｎ・・・トランジスタ １８・・・電
源の正側端子 １９・・・電源の負側端子 特許 出 願人 沖電気工業株式会社代理人 弁理
士 金 倉 喬 二 巖１ 二 （ａ） （ｂ）
Claims (1)
- Ｉ Ｎ極とＳ極とを交互に並べた永久磁石を可動子側に
備え、連続的に配さｎた多数のコイルと各々のコイルの
内側に位置して前記永久磁石からの磁界を検知するセン
サとを固定子側に備えた直流ブラシレスリニアモータに
おいて、固定子側の各コイル毎に独立した駆動回路を設
け、可動子側の永久磁石の下方に位置するコイルのみに
前記駆動回路を介して電流を流すことを特徴とする直流
ブラシレスリニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57188235A JPH067756B2 (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | 直流ブラシレスリニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57188235A JPH067756B2 (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | 直流ブラシレスリニアモ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980190A true JPS5980190A (ja) | 1984-05-09 |
| JPH067756B2 JPH067756B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16220150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57188235A Expired - Lifetime JPH067756B2 (ja) | 1982-10-28 | 1982-10-28 | 直流ブラシレスリニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067756B2 (ja) |
Cited By (17)
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