JPS614460A - リニアパルスモ−タ - Google Patents
リニアパルスモ−タInfo
- Publication number
- JPS614460A JPS614460A JP12346084A JP12346084A JPS614460A JP S614460 A JPS614460 A JP S614460A JP 12346084 A JP12346084 A JP 12346084A JP 12346084 A JP12346084 A JP 12346084A JP S614460 A JPS614460 A JP S614460A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gap
- stator
- force
- movable element
- roller shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はリニアパルスモータ（別名 歩進駆動装置：以
下ＬＰＭと略称する）に係り、特に可動子の歯面と固定
子の歯面の間のギャップを自在に変化保持せしめる機構
に関する。
下ＬＰＭと略称する）に係り、特に可動子の歯面と固定
子の歯面の間のギャップを自在に変化保持せしめる機構
に関する。
ＬＰＭは直交座標系の産業用ロボットや、オフィスオー
トメーション機器の発達普及に伴なってタイプライタの
キャリッジ駆動用などに用い始められている。特に身近
なものとして後者について述べる。このＬＰＭは第１図
に見られるように印字用キャリッジ３０を搭載して、矢
印イ９ロ方向すなわちプラテン２２と平行運動を行なう
。ただし第１図において３１は用紙、４０はタイプホイ
ール、８２はインクリボンをそれぞれ示す。
トメーション機器の発達普及に伴なってタイプライタの
キャリッジ駆動用などに用い始められている。特に身近
なものとして後者について述べる。このＬＰＭは第１図
に見られるように印字用キャリッジ３０を搭載して、矢
印イ９ロ方向すなわちプラテン２２と平行運動を行なう
。ただし第１図において３１は用紙、４０はタイプホイ
ール、８２はインクリボンをそれぞれ示す。
このキャリッジ３０を搭載して所定のステップ量で直線
運動を行なうＬＰＭは周知のソーヤの原理に基づいて動
くもので、第２図（ａ）に示したような構造をしており
、可動子１０１の歯４５＆に巻かれているコイルハと二
ならびに歯４５ｂに巻かれているコイルホとへはそれぞ
れ直列に接続されそのリード線は図示されていないが、
おのおの可動子１０１の左右にまとめて振り分けられて
おりそれぞれ正負のパルス信号が印加される。なお谷横
壱−１０２は可動子１０１の歯４５ａ、４５ｂの歯面で
ある。可動子１０１は固定子１０３の上を所定のステッ
プ量で矢印Ｂ方向に移動するようになっている。ちなみ
に第２図（ｂ）はこのＬＰＭの正面図を示したもので、
先の第２図（ａ）は当該第２図のＡ〜Ｘ断面を示すもの
であり、第２図（ａ）の溝２４は第２図（ｂ）の固定子
１０３中に堀り込んで作られたものであり、そのため第
２図（ｂ）中では点線で描かれてい机 この第２図（ａ） 、 （ｂ丹こ示されたＬＰＭの可動
子１０１は、その上に第１図に示したキャリッジ３０を
搭載して移動し、図示しないインパクト機構により活字
をリボン３２９紙８１を介してプラテンに押圧すること
により用紙３１上に印字を行なう。
運動を行なうＬＰＭは周知のソーヤの原理に基づいて動
くもので、第２図（ａ）に示したような構造をしており
、可動子１０１の歯４５＆に巻かれているコイルハと二
ならびに歯４５ｂに巻かれているコイルホとへはそれぞ
れ直列に接続されそのリード線は図示されていないが、
おのおの可動子１０１の左右にまとめて振り分けられて
おりそれぞれ正負のパルス信号が印加される。なお谷横
壱−１０２は可動子１０１の歯４５ａ、４５ｂの歯面で
ある。可動子１０１は固定子１０３の上を所定のステッ
プ量で矢印Ｂ方向に移動するようになっている。ちなみ
に第２図（ｂ）はこのＬＰＭの正面図を示したもので、
先の第２図（ａ）は当該第２図のＡ〜Ｘ断面を示すもの
であり、第２図（ａ）の溝２４は第２図（ｂ）の固定子
１０３中に堀り込んで作られたものであり、そのため第
２図（ｂ）中では点線で描かれてい机 この第２図（ａ） 、 （ｂ丹こ示されたＬＰＭの可動
子１０１は、その上に第１図に示したキャリッジ３０を
搭載して移動し、図示しないインパクト機構により活字
をリボン３２９紙８１を介してプラテンに押圧すること
により用紙３１上に印字を行なう。
従来のＬＰＭは第２図（ａ八（ｂ）にその構造ならびに
各部の名称を示した通りであるが、このようなＬＰＭで
は、小型で大推力、高速度で走行することが必要である
と同時に、高い位置決め精度、高い保持力で停止する機
能などが要求される。
各部の名称を示した通りであるが、このようなＬＰＭで
は、小型で大推力、高速度で走行することが必要である
と同時に、高い位置決め精度、高い保持力で停止する機
能などが要求される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで可動子が大推力、高保持力を得るためおよび高
速駆動パルスで走行するためにはＬＰＭの可動子１０１
の歯面１０２と固定子１０８の歯面１０４の間のギャッ
プ１０５を小さくしてギャップ１０５の部分のパーミア
ンスを大に設定する必°要がある。しＸ））るにその−
万で停止位置の分解能を向上させるには、例えばマイク
ロステップ駆動を用いるのであるが、この場合ギャップ
１０５が小さいままであるならば歯ピンチの１／４周期
のコギング力や摩擦力が大となってしまい、精度が悪く
なるという相反する結果が６たらされる。
速駆動パルスで走行するためにはＬＰＭの可動子１０１
の歯面１０２と固定子１０８の歯面１０４の間のギャッ
プ１０５を小さくしてギャップ１０５の部分のパーミア
ンスを大に設定する必°要がある。しＸ））るにその−
万で停止位置の分解能を向上させるには、例えばマイク
ロステップ駆動を用いるのであるが、この場合ギャップ
１０５が小さいままであるならば歯ピンチの１／４周期
のコギング力や摩擦力が大となってしまい、精度が悪く
なるという相反する結果が６たらされる。
この故に、従来は多少の不満足はあってもこれは承知の
上で上記の各連動モード別に必要とされるそれぞれの条
件をある程度満たす妥協点でギヤツブ寸悲を決定してい
た。しかし、これでは１．ＰＭが有する特徴的な性能が
１００％生かされないという不都合が生じる。
上で上記の各連動モード別に必要とされるそれぞれの条
件をある程度満たす妥協点でギヤツブ寸悲を決定してい
た。しかし、これでは１．ＰＭが有する特徴的な性能が
１００％生かされないという不都合が生じる。
本発明は、上記問題点を解決した新規なｌ、ＰＭ
、ｆを提供するもので、その手段は、固定子と
ローラ軸支持部に回転軸がはめ込まれたローうによって
前記固定子上を滑動しうる可動子とよりなる構成におい
て、上記可動子のローラ軸とローラ軸支持面との間に圧
Ｙｉ体を装着し、当該圧電体に印加する電圧を変化させ
ることによって可動子の歯面と固定子の歯面との間のギ
ャップ寸法を可変に設定しうるようにしたことを特徴と
するリニアパルスモータによって達成される。
、ｆを提供するもので、その手段は、固定子と
ローラ軸支持部に回転軸がはめ込まれたローうによって
前記固定子上を滑動しうる可動子とよりなる構成におい
て、上記可動子のローラ軸とローラ軸支持面との間に圧
Ｙｉ体を装着し、当該圧電体に印加する電圧を変化させ
ることによって可動子の歯面と固定子の歯面との間のギ
ャップ寸法を可変に設定しうるようにしたことを特徴と
するリニアパルスモータによって達成される。
上記ＬＰΔ１はその可動子のローラ軸とローラ軸支持面
間の高さを可動子の走行のモードに応じて適宜変化する
ことによって可動子の歯面と固定子の歯面との間のギャ
ップを変化させるものでありこ４ｔに誹ればＬＰＭが有
する性能は十分に発揮される。
間の高さを可動子の走行のモードに応じて適宜変化する
ことによって可動子の歯面と固定子の歯面との間のギャ
ップを変化させるものでありこ４ｔに誹ればＬＰＭが有
する性能は十分に発揮される。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明
する。
する。
第３図は本発明の一実施例としてのＬＰ１１の構造を示
す図であって、可動子１０１のローラ軸１０７と可動子
のローラ軸支持面１０８との間には複数枚の積層した圧
電体２０９が装着されている。この圧電体の具体的日参
を一例とじて示せばこれは一辺が５ ｍｍで厚さがＱ、
４ｍｍの正方形板状をした圧電セラミック板であって本
実施例ではこれが約６０枚積層されている。
す図であって、可動子１０１のローラ軸１０７と可動子
のローラ軸支持面１０８との間には複数枚の積層した圧
電体２０９が装着されている。この圧電体の具体的日参
を一例とじて示せばこれは一辺が５ ｍｍで厚さがＱ、
４ｍｍの正方形板状をした圧電セラミック板であって本
実施例ではこれが約６０枚積層されている。
−このセラミック板からなる積層圧電体に例えばＶ＝５
００（Ｖ） の電圧を印加した場合には、当該積層圧電
体２０９は無負荷時において５０μｍの伸びからなる変
位を示し、変位０の拘束時においては５０峠の力を発生
する能力を有する。
００（Ｖ） の電圧を印加した場合には、当該積層圧電
体２０９は無負荷時において５０μｍの伸びからなる変
位を示し、変位０の拘束時においては５０峠の力を発生
する能力を有する。
−万現芙のＬＰＭでは永久磁石５１のバイアス磁束に基
づく磁力により可動子１０１と固定子１０３の間にイｑ
イイカが生じており、ギヤツブ１０５が小さい棉この付
着力は大きい。第４図は上記の力を横軸に、またキャッ
プ〔Ｇとして示す〕を縦軸にして描いたいわゆる特性曲
線であり、曲線ルばいわゆるロードラインに相当する。
づく磁力により可動子１０１と固定子１０３の間にイｑ
イイカが生じており、ギヤツブ１０５が小さい棉この付
着力は大きい。第４図は上記の力を横軸に、またキャッ
プ〔Ｇとして示す〕を縦軸にして描いたいわゆる特性曲
線であり、曲線ルばいわゆるロードラインに相当する。
圧電体の発生する力〔Ｆとして示す〕と付着力の釣合う
位置でキャップが決まるので、第４図に示すように圧電
体への印加電圧Ｖを増減することによりギヤソプ寸法Ｇ
を変化せしめ得る。例えば電圧Ｖを印加しない場合（Ｖ
＝０月こおいてはギャップＧは２９μｍであり（点Ｐ＋
（７）位置）、Ｖ＝ｌＯ（Ｖ）とすればギャップＧは４
０μｍどなる（点Ｐ２の位置）。そして更にＶ＝５００
ＶとするならばギヤツブＧは６７μｍ（点Ｐ２の位Ｋｔ
）に変化する。
位置でキャップが決まるので、第４図に示すように圧電
体への印加電圧Ｖを増減することによりギヤソプ寸法Ｇ
を変化せしめ得る。例えば電圧Ｖを印加しない場合（Ｖ
＝０月こおいてはギャップＧは２９μｍであり（点Ｐ＋
（７）位置）、Ｖ＝ｌＯ（Ｖ）とすればギャップＧは４
０μｍどなる（点Ｐ２の位置）。そして更にＶ＝５００
ＶとするならばギヤツブＧは６７μｍ（点Ｐ２の位Ｋｔ
）に変化する。
第５図は本発明に係るＬＰＭの駆動系のブロック図であ
る。Ｌ Ｐ Ｍ、コントローラ２１１はパルス発生器２
１２に対しては可動子速度のプロファイルに従うコマン
ドＣＩを送ると同時に圧電体ドライバに対しては圧電体
印加電圧■を指定するコマンド０２を送る。かくすれば
パルス発生器２１２から励磁ドライバ２１４に対してＲ
として示したパルスレートでパルスが送られる。励磁ド
ライバ２１４はこのパルスレー）Ｈに従うパルスを電力
増幅してモータコイル２１５に加えるのであるが、それ
と呼応して圧電体ドライバ２１３は■として示し’
ｔｖ ＥＩｌ、、Ｊｑ＠ＪＩＥ’ｉ” Ｌｉ［Ｋ
２ ｏ ９ ＋。７１１１ｔ’＋Ｊ：５４゜４．工い
る。
る。Ｌ Ｐ Ｍ、コントローラ２１１はパルス発生器２
１２に対しては可動子速度のプロファイルに従うコマン
ドＣＩを送ると同時に圧電体ドライバに対しては圧電体
印加電圧■を指定するコマンド０２を送る。かくすれば
パルス発生器２１２から励磁ドライバ２１４に対してＲ
として示したパルスレートでパルスが送られる。励磁ド
ライバ２１４はこのパルスレー）Ｈに従うパルスを電力
増幅してモータコイル２１５に加えるのであるが、それ
と呼応して圧電体ドライバ２１３は■として示し’
ｔｖ ＥＩｌ、、Ｊｑ＠ＪＩＥ’ｉ” Ｌｉ［Ｋ
２ ｏ ９ ＋。７１１１ｔ’＋Ｊ：５４゜４．工い
る。
ＬＰＭの起動時には可動子は目標位置に早く達するべく
高推力で高加速度の運動をなさねばならない。このため
パルスレー）Ｒを、第６図（ａ）に示したように、凡二
〇の値から急速にｌｔｌなる値にした後にこの川なる値
を保たせる。この状態では第６図（ｂ）のように電圧■
を茜い値Ｖｓ（同図では３００■）となし、第６図（Ｃ
Ｊに見られるようにギャップＧをＧｌなる小さな値（同
図では４０μｍ ）に設定しておく。可動子が目標位置
近傍に到ったならばパルスレートを急速に下げ第６図（
ａ）に見られる焉なる値となす。そして電圧■を前記し
た■はり高いＶ２なる値（同図では５００Ｖ）に切換え
るのであるが、このようにすればギャップＧは第６図（
０）に見られるようにＧ２なる高い値（同図では６７μ
ｍ）に広がるので時刻１＝１０ において晶箱度の位置
決め停止を行なわせることができる。その後、圧電印加
電圧■を零にすることにより圧′献体２０９の変位（延
び）を零となし、付着力によりギャップ。□４、（７）
（ｌｉｔｏ、、６゜。。）−Ｃ”ｌ、２０／ｊＦＦｌ）
Ｉ。、ア ）永久磁石のバイアス磁束増加による
高保持力を得るようにする。
高推力で高加速度の運動をなさねばならない。このため
パルスレー）Ｒを、第６図（ａ）に示したように、凡二
〇の値から急速にｌｔｌなる値にした後にこの川なる値
を保たせる。この状態では第６図（ｂ）のように電圧■
を茜い値Ｖｓ（同図では３００■）となし、第６図（Ｃ
Ｊに見られるようにギャップＧをＧｌなる小さな値（同
図では４０μｍ ）に設定しておく。可動子が目標位置
近傍に到ったならばパルスレートを急速に下げ第６図（
ａ）に見られる焉なる値となす。そして電圧■を前記し
た■はり高いＶ２なる値（同図では５００Ｖ）に切換え
るのであるが、このようにすればギャップＧは第６図（
０）に見られるようにＧ２なる高い値（同図では６７μ
ｍ）に広がるので時刻１＝１０ において晶箱度の位置
決め停止を行なわせることができる。その後、圧電印加
電圧■を零にすることにより圧′献体２０９の変位（延
び）を零となし、付着力によりギャップ。□４、（７）
（ｌｉｔｏ、、６゜。。）−Ｃ”ｌ、２０／ｊＦＦｌ）
Ｉ。、ア ）永久磁石のバイアス磁束増加による
高保持力を得るようにする。
このようにすれば可動子が高速駆動パルスで走行する場
合には１、ギャップ１０５の部分のパーミアンスを高め
ることができるので高い速度と大推力が得られる一万で
、可動子の停止直前ではコギング力や摩擦力を減じるこ
とができるので高い停止位置精度が得られる。
合には１、ギャップ１０５の部分のパーミアンスを高め
ることができるので高い速度と大推力が得られる一万で
、可動子の停止直前ではコギング力や摩擦力を減じるこ
とができるので高い停止位置精度が得られる。
なお、本実施例において、圧電体に印加する電圧が変化
する際には、圧電体への充放電電流が多少流れるが、印
加電圧一定の状態では漏れ電流はほとんど無いといって
よいので圧電体の消費電力はＬＰＭの消費ｍ力番こ比べ
て無視しうる程小さい。
する際には、圧電体への充放電電流が多少流れるが、印
加電圧一定の状態では漏れ電流はほとんど無いといって
よいので圧電体の消費電力はＬＰＭの消費ｍ力番こ比べ
て無視しうる程小さい。
以上説明したように本発明によれば、前記した相反する
条件を共に満たしたＬＰＭが得られ、したがってＬＰＭ
が有する特徴的な性能は十二分に発揮されるので実用上
多大の効果が期待できる。
条件を共に満たしたＬＰＭが得られ、したがってＬＰＭ
が有する特徴的な性能は十二分に発揮されるので実用上
多大の効果が期待できる。
第１図はプリンタの要部概要図、第２図は従来のリニア
パルスモータを示し、第２図（ａ） Ｇよ側面図第２図
（ｂ）は正面図、第３図は本発明に係るリニアパルスモ
ータの構造を示す部分断面側面図、ｆｆ１４図は力Ｆと
ギャップＧの関係を示した線図、第５図は本発明の駆動
系のブロック図、第６図（ａ）〜（Ｃ）はパルスレート
、印加電圧、ならびにギャップの時間ｔに対する変化を
示す図である。 図において１０１は可動子、１０３は固定子。 １０６はローラ、１０７はローラ軸、１０８はローラ軸
支面、２０９は積層圧電体をそれぞれ示ず。 第１ｇ 第２図（Ｑ） 第２□ｂ） 第３図 第４図 Ｆ（にクン
パルスモータを示し、第２図（ａ） Ｇよ側面図第２図
（ｂ）は正面図、第３図は本発明に係るリニアパルスモ
ータの構造を示す部分断面側面図、ｆｆ１４図は力Ｆと
ギャップＧの関係を示した線図、第５図は本発明の駆動
系のブロック図、第６図（ａ）〜（Ｃ）はパルスレート
、印加電圧、ならびにギャップの時間ｔに対する変化を
示す図である。 図において１０１は可動子、１０３は固定子。 １０６はローラ、１０７はローラ軸、１０８はローラ軸
支面、２０９は積層圧電体をそれぞれ示ず。 第１ｇ 第２図（Ｑ） 第２□ｂ） 第３図 第４図 Ｆ（にクン
Claims (1)
- 固定子と、ローラ軸支持部に回転軸がはめ込まれたロー
ラによって前記固定子上を滑動しうる可動子とよりなる
構成において、上記可動子のローラ軸とローラ軸支持面
との間に圧電体を装着し、当該圧電体に印加する電圧を
変化させることによって可動子の歯面と固定子の歯面と
の間のギャップ寸法を可変に設定しうるようにしたこと
を特徴とするリニアパルスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12346084A JPS614460A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | リニアパルスモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12346084A JPS614460A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | リニアパルスモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614460A true JPS614460A (ja) | 1986-01-10 |
Family
ID=14861175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12346084A Pending JPS614460A (ja) | 1984-06-14 | 1984-06-14 | リニアパルスモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614460A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484625U (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-23 | ||
| CN104716810A (zh) * | 2013-12-17 | 2015-06-17 | 发那科株式会社 | 具备直线电动机的直线驱动装置以及机床 |
-
1984
- 1984-06-14 JP JP12346084A patent/JPS614460A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0484625U (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-23 | ||
| CN104716810A (zh) * | 2013-12-17 | 2015-06-17 | 发那科株式会社 | 具备直线电动机的直线驱动装置以及机床 |
| JP2015119531A (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | ファナック株式会社 | リニアモータを備えた直線駆動装置を有する工作機械 |
| US9729039B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-08-08 | Fanuc Corporation | Linear drive unit with a magnetic gap changing mechanism |
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