JPS62141950A

JPS62141950A - 非接触複動型アクチユエ−タ

Info

Publication number: JPS62141950A
Application number: JP28117685A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Higuchi; 俊郎樋口; Atsushi Horikoshi; 敦堀越
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1987-06-25
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPH0667168B2

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、塵埃をきらう半導体やバイオテクノロジー関
連の工場などに用いて好適な非接触複動型アクチュエー
タに関する。

（従来の技術）従来、回転体を非接触状態に支持する方法として磁気軸
受が用いられている。この磁気軸受は磁気吸引或いは反
発力を利用して軸の支持作用力を得るものである。

第１２図はかかる磁気軸受型モータの断面図である。こ
の図に示されるように、基台１０１上に振動を吸収する
バッファ１０２を介して磁気軸受を有する高周波モータ
１０３が据え付けられている。磁気軸受は、高周波モー
タ１０３の両側にラジアル軸受ユニット１０４　、１０
４を設けると共に回転子１０６の一端にスラスト軸受ユ
ニット１０５を配置し、これらのユニットは電磁力によ
って回転子１０６を磁気浮上させるようになっており、
外枠１０９と回転子１０６との間には非常用ベアリング
１１０を具備するようになっている。

また、回転子１０６のラジアル方向の変位はラジアルセ
ンサＩ０７、スラスト方向の変位はスラストセンサ１０
８によって検出され、磁気軸受の電磁石の吸引力が調整
されることにより、回転子１０６の位置が所定の位置に
制御される。

なお、この種の磁気軸受に関する先行技術としては、例
えば、特開昭５９−８９８２０号公報が挙げられる。

一方、リニアパルスモータ（以下、ＬＰＭという）を使
用した直接駆動方式の搬送装置が開発されてきている。

この種の先行技術は、例えば、４Ｅ集者兼発行＃「電気
学会」　「リニアモータとその応用１１２４〜１２７頁
に記載されている。

しかし、この搬送装置においてはワークを含めた搬送部
はＬＰＭと切り離して機械的な直線軸受で支持されるよ
うになっている。つまり、ＬＰＭは搬送部の移動に必要
な推力のみを与える機械構造を採用している。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来の磁気軸受においては、回転子を完全
に非接触状態で支持するためには、少なくとも１自由度
以上の変位或いは（頃きの能動制御を行う必要がある。

つまり、回転子と固定子とのギャップを検出し、これを
一定に保つように電磁石の吸引力を制御する必要がある
。

一方、回転子の回転運動の制御は非接触支持の磁気軸受
機構とは全く独立してなされている。例えば、第１２図
に示されるようにモータ１０３で駆動されることが多く
、通常モータとしては高周波インダクションモータ型１
０３が用いられている。また継手等を介して外部の回転
をカップリングにて伝達して回転動力を得る場合もある
が、いずれにしても磁気軸受機構と回転駆動機構とは分
離可能であり、機械的に一体化されているにすぎない。

換言すれば、機械としては一体となっているが、磁気軸
受部と回転駆動部は明確に分離できる。また、一対のラ
ジアル磁気軸受ユニソ目０４　、１０４によって支持さ
れる回転子１０６を駆動するにはインダクション型モー
タ１０３が用いられることがほとんどであり、このモー
タは高速回転や一定速度での回転を行うために使用され
ている。つまり、回転子の制御は専ら回転速度の制御を
行うものであり、回転角度の位置決め制御に用いられて
はいなかった。

上記したように磁気軸受型モータは回転位置決めに用い
られてはいないが、仮にこのインダクション型モータに
よって回転位置決めを行なおうとすると、それ自身に回
転位置決めの機能を有していないために、回転角を検出
する何らかのセンサを付加し複雑な制御を行わざるを得
ない。

一方、ＬＰＭを用いた搬送装置においては機械的な軸受
を有するために次のような問題点を内在している。

（１）　ｉ械的な摩擦接触をさけることができず、この
摩擦接触部から塵埃が発生する。

（２）真空状態においては潤滑油は蒸発し、雰囲気を汚
すと共に軸受の焼損を招く。

（３）摩擦接触部から騒音や振動が発生する。

（４）機械的な接触部を有するため高精度の位置決めが
難しい。

そして、近年、塵埃をきらう半導体やバイオテクノロジ
ー関連の工場などにおいて塵埃を発生しないコンパクト
な回転型の搬送装置が望まれているが、いまだ、これに
十分に応え得るものが開発されていないのが現状である
。

本発明は、上記の状況に鑑みて、可動体の磁気的保持と
回転軸方向と回転方向の駆動をコンパクトに構成された
固定子と可動体間の磁気力により行い、回転軸方向と回
転方向に高精度に直接駆動される非接触複動型アクチュ
エータを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の問題点を解決するために、（ａ）　？
ｊｔ数の極片を有する芯部材の前記極片上に巻回される
駆動用コイルによって励磁される駆動用磁極と、該駆動
用磁極に隣接して前記芯部材上に巻回される吸引用コイ
ルによって励磁される吸引用磁極とを一体化した第１及
び第２のモータ磁極を有し該第１及び第２のモータ磁極
の極片の向きが互いに直行するように配設した固定子と
、（ｂ）前記固定子の各極片に対向し、回転軸と垂直に
一定のピッチを有して整列した第１の歯列と回転軸と平
行に一定のピッチを有して整列した第２の歯列が設られ
る可動体と、（ｃ）前記固定子と前記可動体間の相対変位を検出する
変位検出手段と、（ｄ）該変位検出手段からの検出値に基づいて前記固定
子と前記可動体間の間隙を調整し前記可動体の磁気的保
持状態での軸方向及び又は回転方向の駆動を行う制御手
段とを設けるようにしたものである。

（作用）本発明によれば、上記した第１及び第２のモータ磁極中
の吸引用磁極の磁気力により可動体は非接触状態に保持
され、この吸引用磁極に近接して設けられた第１のモー
タ磁極中の駆動用磁極の磁気力により可動体は軸方向に
駆動され、同しく吸引用磁瓶に近接して設けられた第２
のモータ磁極中の駆動用磁極の磁気力により可動体は回
転方向に馬区動される。

また、この可動体の姿勢制御■は、可動体の変位状態を
変位検出手段を介して制御装置によってモニタされ、そ
の変位状態に応じて、モータ磁極中の吸引用磁極のそれ
ぞれの励磁１流を調整することにより、遂行される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明
する。

第１図乃至第３図において、１は固定子であり、基部１
ａ、支柱１ｂ、この支柱より径方向に設けられる第１の
モータ磁極（内側モータ磁極）２を有する。このモータ
磁極２は第２図に示されるように、同心円状に四箇所、
つまり、円周上に９０度間隔に設けられる。ただし、最
小構成としては三個所に設けるをもって足る。このモー
タ磁極の先端部の極片は回転軸と垂直に一定のピッチを
有するように設けられる。また、基部１ａの外側からは
上方に延びる円筒状の側面部ＩＣを設け、この側面部１
ｃの上端から内部へ延びる上面部１ｄを設ける。この側
面部１ｃの内部には中心方向に延びる第２のモータ６ｎ
極３を設ける。このモータ磁極（詳しく後述）３は第２
図に示されるように、同心円状に四箇所、つまり、円周
上に９０度間隔に設けられる。ただし、最小構成として
は三個所に設けるをもって足る。このモータ磁極（外側
モータ磁極）の先端部の極片は回転軸と平行に一定のピ
ッチを有するように設けられる。一方、これらの内側及
び外側モータ磁極の間には磁性体からなる可動体４が挟
み込まれる。この可動体はその上部にはテーブル面部４
ａ、側部には円筒状の側面部４ｂを有し、この側面部４
ｂの内周面には前記第１のモータ磁極の極片と対向する
第１の整列した歯列が形成さ些る。つまり、回転軸と垂
直に一定ピノチの歯が形成される。そして、前記第１の
モータ磁極の極片の励磁によって、可動体４は中心方向
に磁気吸引力を受けると共に、回転軸（Ｚ軸）方向に駆
動される。一方、側面部４ｂの外周面には前記第２のモ
ータ磁極の極片と対向する第２の整列した歯列が形成さ
れる。つまり、回転軸と平行に一定ピノチの歯が切られ
る。そして、前記第２のモータ磁極の極片の励磁によっ
て、可動体４は外方に磁気吸引力を受けると共に、回転
方向に駆動される。つまり、上記した可動体４は第１の
モータ磁極（内側モータ磁極）２及び第２のモータ磁極
３によって、保持されつつ、回転軸方向と回転方向に駆
動される。なお、回転軸の設置方向いかんでは水平方向
と回転方向へ駆動することも可能である。

ここで、モータ磁極の構造と動作を第１のモータ磁極を
例にとって第４図を用いて説明する。

この図において、モータ磁極２には芯部材２１の基部に
可動体４の吸引用コイル、先端部には駆動（回転軸方向
に駆動）用コイルが巻装される。即ち、可動体４を磁気
的に吸引して非接触支持を行う吸引用磁極と可動体４を
磁気的に回転軸方向に駆動する駆動用磁極が一体化され
ている。即ち、凹部を持つ連接した形状に打ち抜かれた
電ｍｍ仮等の強磁性材料を積み重ねて構成され、この芯
部材の各々凹部の外周には吸引用コイル２６及び２７を
互いに逆極性になるように巻装している。この芯部材の
各先端部は第１極片、第２極片、第３極片、第４掻片よ
りなり、各極片にはそれぞれ駆動用コイル２８．２９．
３０．３１がＳ装され、第１磁極２２、第２磁極２３、
第３磁極２４、第４磁極２５〔第４図（ａ）参照〕を形
成している。これらの磁極２２．２３．２４゜２５に設
けられた歯のピッチは可動体４の歯のピッチと同一にす
るが、磁極の歯のピッチはずれており、第１磁極２２を
基準にするとこれに対して第２磁極２３は１／２ピツチ
、第３磁極２４は１／４ピ。

チ、また、第４磁極２５は３／４ピツチだけ可動体４の
歯のピッチに対して相対的にずらすように配設する。

次に、このモータ磁極の動作について第４図を用いて説
明する。

（１）吸引用コイル２６．２７のみに図示の矢印方向く
正方向とする）の電流を流すと、起磁力を生じ、第４図
（ａ）に示されるように磁束が流れる。

（２）筒口ｎ極及び第２磁極を励磁する駆動用コイル２
８．２９のみに電流を流すと、起磁力を生じ、第４図（
ｂ）に示されるように磁束が流れる。また、負の方向に
電流を流すと、起磁力の方向は逆になり、磁束も逆の方
向に流れる。第３磁極及び第４磁極を励磁する駆動用コ
イル３０．３１についても同様のことが言える。

ここで、吸引用コイルに、ある一定電流１ｃを流してお
く。つまり、第４図（ａ）に示される起磁力を発生させ
て磁束を流しておき、同時に駆動用コイル２８．２９に
正の電流１ａを流すと、第１磁極２２では電流１ｃと電
流１ａの起磁力が強め杏い、一方、第２磁極２３では電
ｍＩ　ｃと電流＋ａの起磁力が打ち消し合い、可動体４
は第４図（ｂ）の位置に安定するような復元力を発生す
る。つまり、第１磁極２２の尚の凸部と可動体４の歯の
凸部が一致するような位置に安定しようとする。

次に、電’ＩＡ　Ｉ　ａを零にし電流ｒｂを正にすると
、第３磁極２４に磁束が流れようとし、第４図（ｃ）に
示す位置に安定するように可動体４に推進力が発生し、
可動体４は１／４ビソヂだけ推進する。

次に電流１ｂを雰にし、電流１ａを負にすると、第２磁
極２３に対する起磁力が強め合い磁束が流れるため、更
に、１／４ピツチ推進する。このようにして、Ｉａ（正
）−１ｂ（正）−１ａ（負）−１ｂ（負）というように
駆動用コイル２８．２９及び３０、３１の電流を切り換
えることによって、１／４ピツチ毎に可動体４が推進す
ることになる。

このように構成することにより、可動体の非接触支持と
可動体の駆動をコンパクトなモータ磁極によって達成す
ることができる。

また、第２のモータ磁極は第１のモータ磁極と同様に吸
引用磁極と駆動用磁極を有し、その極片の歯列の方向が
第１のモータ磁極の極片の歯列の方向と直行しており、
吸引用コイルの励磁により、吸引用磁極が可動体を外方
に吸引し、駆動用コイルの励磁により、駆動用磁極が可
動体を回転駆動する構成となっている。

次に、可動体の姿勢制御について説明する。

四自由度の独立した変位を検出するためには、最低４個
のギヤツブ検出器の内の３個のギャップ検出器の検出方
向が一平面上になければ、非接触なギャップ検出器の必
要最小構成は四個となる。

この四個のギャップ検出値は互いに干渉があってもその
配置関係から求まる交換行列によって互いに独立な４自
由度の変位を求めることができる。

なお、４自由度の変位を求める際に最小構成よりも多い
場合には各ギャップ検出器の出力に重みを掛けたり、平
均化することにより位置精度の向上、位置直線性を向上
させることができる。

普通、４個のギヤノブ検出器の配置は前記の独立な条件
に注意し、干渉のないように配置する。

そこで、第５図に示されるように、ギャップ検出器の取
り付は個数は４個の最小構成の場合について説明する。

可動体Ｍは座標軸のＺ軸方向とψ軸方向に可動できる。

５ａ〜５ｄはギャップ検出器であり、例えば、渦電流式
、静電容量式、先代などがある。

４自由度ｘ、ｙ、　　θ、φの変位の検出はギャップ検
出器５ａと５ｂの中点とギャップ検出器５Ｃと５ｄの中
点とを通る回転軸に垂直な平面の回転中心を座標軸原点
とすると、Ｙの変位・・・・・・５ａと５ｂの検出値の平均Ｘの変
位・・・・・・５Ｃと５ｄの検出値の平均θの角度変位
・・・・・・５ａと５ｂの検出値の差を５ａと５ｂの距
離で割った値 φの角度変位・・・・・・５Ｃと５ｄの検出値の差を５
ｃと５ｄの距離で割った値とによって計算できる。

各モータ磁極が可動体に対して働く吸引力を各座標軸毎
に分離し、ギャップ検出器からの検出値から得られた各
座標軸の変位を座標軸毎の制御回路を通して各モータ磁
極の駆動アンプで励磁する。

次に、この可動体の姿勢制御システムについて説明する
。

第６図はこの可動体の姿勢制御システムのブロック図で
ある。なお、ここでは第１のモータ磁極と第２のモータ
磁極は各々３個の場合について説明する。

図中、６は各ギャップ検出器によって検出されるターゲ
ット　（ギヤノブ検出用基準面）、１１は座標軸変位分
離部、１２は各座標軸側？１１１部、１３は分配部、１
４は励磁コイル駆動部、１５は各モータ磁極の吸引用コ
イルである。

ここで、各ギャップ検出器からの出力信号は座標軸変位
分離部１１でｘ、　ｙ、　　θ、φの信号に変換され、
座標軸ごとの座標軸制御部１２、つまり、Ｘ軸制御部１
２−１、Ｙ軸制御部１２−２、θ軸制御部１２−３、φ
軸制御部１２−４を通して、分配部１３によって磁極ご
とのコイル電流指令値となり、励磁コイル駆動部１４は
コイル電流がコイル電流指令値と一敗するように制御す
る。

なお、ここではギヤノブ検出器は可動体Ｍの外面にター
ゲットを設けて検出するようにしているが、可動体Ｍを
中空円筒にし、その内面にターゲットを設けて、その内
面に設けられるギヤツブ検出器で検出するようにすると
、第５図に示されるように、ストロークに対して可動体
Ｍの高さを高くとる必要はなくなる。

また、駆動用コイルにはマイクロステップ状の電圧（後
に後述）を加える。そして、可動体４の位置は予め原点
位置を記憶しておき、この位置からモータ磁極の駆動コ
イルに加えられるパルス数によってその変位量、例えば
、第２のモータの場合は、回転角度が決まり、可動体４
の位ｒを制御することができる。

ここで、マイクロステップの分割数をｍとすると、可動
体は２π／Ｎ　−ｍ　（ｒａｄ　）毎の微小角の位置決
めができる。

更に、可動体の制御は次のようにして行うこともできる
。

まず、可動体４の原点位置をフォトセンサ、ドグスイッ
チなどによって定め、この位置で可動体４の非接触支持
を行う。つまり、各モータ磁極に第３図に示されるよう
に予め駆動回路９を介して励磁電流を流して可動体４を
非接触状態にする。

次に、その非接触状態において、各ギャップ検出器から
の検出値を制御装置８に読み込み、その読み込まれた値
と各変位検出器の基準値（基卓となる空隙値）とが比較
され、偏差が雰になるように出力信号を出し駆動回路９
において各モータ磁極中の吸引用コイルの励磁電流値を
調整する。

このように、フィードバック制御を行うことにより、円
滑な可動体の姿勢制御を行うことができ次に、可動体の
マイクロステップ駆動について説明する。

ここで、マイクロステップ駆動とはモータ磁極の２つの
巻線に９０度位相のずれた二相電流を流し、同門モータ
として駆動する方法であり、例えば、可動体の駆動用電
流１ａとＩｂとして第７図に示されるような波形を供給
する。第８図はマイクロステップ駆動システム構成図で
あり、図中、４１はリングカウンタ、４２．４３はＲＯ
Ｍ、４４．４５はＤ／Ａコンバータ、４６．４７は駆動
アンプであり、この駆動アンプ４６．４７以降に第２の
モータ磁極３が接続される。なお、ここでは吸引用コイ
ル２６．２１への駆動回路は省略されている。

この図に示されるように、リングカウンタ４１に移動指
令値が入力されると、ＲＯＭ４２．４３に記憶されてい
る波形データ、つまり、正弦、余弦値が読み出され、Ｄ
／Ａコンバータ４４．４５を介してアナログ量が駆動ア
ンプ４６．４７に入力され、増幅されて駆動用コイル２
８．２９．３０．３１に加えられる。

波形はＡ相とＢ相の比率が電気角位置（時間）によって
決められており、それを電気角位置に応じて出力して可
動体４を移動させる。なお、駆動アンプとして電圧アン
プを用いる場合は受動的なダンピングを期待できる。こ
のように構成することによって、可動体４は滑らかに移
動し、また微小距離の位置決めが可能となる。

ところで、このテーブルは可動体を非接触状態にして駆
動させるために、可動体の動きに対する機械的ダンピン
グが非常に小さい。従って、マイクロステップ駆動を行
っても若干の振動を伴う。

この振動を抑制するには、次の様に構成する。

第２図のように、各モータ磁極の中心が同心円状の位置
に９０度おきに合計四個配設される第２のモータ磁極を
例にとって説明する。

ここでは回転方向に配設される複数のモータ磁極間の可
（’ＪＪ体４の歯に対する位相を互いにπ／４すらずよ
うにする。つまり、ある時点においてモータ磁極３ａ、
３Ｃの回転駆動用コイルにおいては、第９図（ａ）に示
されるような起磁力を生じるように、一方、モータ磁極
３ｂ、３ｄの回転駆動用コイルにおいては第９図（ｈ）
に示されるような起磁力を生じるようにそれぞれのモー
タ磁極を配置する。

このようにモータ磁極の位置を電気角でπ／４ずらした
場合、回転トルク特性は均一化され、同位相の配置にし
た場合に比して、よりダンピングが大きくなり、円滑な
駆動が可能となる。つまり、分解能向上と低振動化を図
ることができる。

なお、上記ではマイクロステップ駆動の場合について説
明したが、通常のステップモータの場合は、第１０図の
ようなパターンとなる。つまり、モータ磁極ｌ　（モー
タ磁極３ａ或いは３Ｃ）がｌ相励磁の時はモータ磁）あ
■　（モータ６ｎ極３ｂ或いは３ｄ）は２相励磁となり
、逆の場合は逆となる。

ここで表のプラスマイナスはステップモータのバイポー
ラ駆動の時のコイル電圧（或いは電流）の極性である。

このように、マイクロステップ駆動時だけでなく、通常
のステップモータの場合も、励磁位相をずらすことによ
りダンピングを行わせることができる。

なお、上記実施例によれば、モータ磁極３ｂ、３ｄの位
相が、モータ磁極３ａ、３Ｃに対して、π／４進んでい
る場合について説明したが、逆にモータ磁極３ａ、３ｃ
に対して、モータ磁極３ｂ、３ｄがπ／４遅れるように
してもよい。この場合は可動体の進行方向が変わったの
と同じである。

更に、ｎ×π／４　（ｎ＝１．３，５．７）進んでいて
も遅れるようにしても上記の作用効果を奏することがで
きる。つまり、片一方が２相励磁の場合、もう一方がｌ
相励磁になるようにするとよい。

第１１図は、本発明の他の実施例を示す非接触複動型ア
クチュエータであり、基台５１ａ上に支持部５１ｂを設
け、この支持部５１ｂの下部に第１のモータ磁極５２を
設け、この第１のモータ磁極５２の上部に第２のモータ
磁極５３を配設した固定子５１を設け、この固定子を覆
うようにカップ状の可動体５４を設ける。所謂、アウタ
ーローフ型の非接触複動型アクチュエータ構成とする。

このような構成にすると、外観はシンプルであり、しか
も駆動機構部の防塵、防水効果を高めることができる。

また、本発明の非接触複動型アクチュエータの構造は予
定される可動体の重量、形状或いはテーブル面部に載置
される物の重量などに応じてに種々の変形を行うことが
できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、（ａ）複
数の極片を有する芯部材の前記掻片上に巻回される駆動
用コイルによって励磁される駆動用磁極と、該駆動用磁
極に隣接して前記芯部材上に巻回される吸引用コイルに
よって励磁される吸引用磁極とを一体化した第１及び第
２のモータ磁極を有し該第１及び第２のモータ磁極の極
片の向きが互いに直行するように配設した固定子と、（
ｂ）前記固定子の各極片に対向し、回転軸と垂直に一定
のピッチを有して整列した第１の歯列と回転軸と平行に
一定のピッチを有して整列した第２の歯列が設られる可
動体と、（ｃ）前記固定子と前記可動体間の相対変位を検出する
変位検出手段と、（ｄ）該変位検出手段からの検出値に基づいて前記固定
子と前記可動体間の間隙を調整し前記可動体の磁気的保
持状態での回転軸方向及び又は回転方向の駆動を行う制
御手段とを設けるようにしたので、（１）可動体は非接触状態で回転軸方向及び又は回転方
向に駆動可能であり、高精度の位置決めを行うことがで
き、しかも極めてコンパクトな直接駆動型のアクチュエ
ータが構成できる。

（２）可動体に電気を供給するためのワイヤを接続する
必要がなく、可動体の動きが早く、即応性が高い。

（３）駆動のためには可動体には歯列を設けるだけでよ
く、駆動用コイル及び吸引用コイルは固定子側に設けら
れているからコイルの発熱は固定子例の熱伝導により有
効に吸収でき可動体の温度上昇をもたらすことが少ない
。

（４）機械的な軸受を必要としないため、■塵埃が発生
しない。

■真空中においても使用できる。

■駆動源からの騒音や振動が可動体に伝わらない。

■摩擦損失がないから高精度の位置決めができる。

■給油などのメンテナンスが不要である。

このように、本発明によれば、種々の利点を有し、特に
、塵埃をきらう半導体工場やバイオテクノロジー関連工
場、或いは宇宙工場などの高真空雰囲気などの厳しい環
境下で使用できる非接触複動型アクチュエータを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す非接触複動型アクチュ
エータの一部破断斜視図、第２図は同非接触複動型アク
チュエータの一部破断斜視図、第３図は同非接触複動型
アクチュエータの全体構成図、第４図はモータ磁極の動
作説明図、第５図は可動体の姿勢制御説明図、第６図は
可動体の姿勢制御システム構成図、第７図及び第９図は
マイクロステップ駆動電流波形図、第８図はマイクロス
テップ駆動システム構成図、第１０図は励磁シーケンス
図、第１１図は本発明の他の実施例を示す非接触複動型
アクチュエータの一部破断斜視図、第１２図は従来の磁
気軸受型モータの断面図である。１．５１・・・固定子２、　２　ａ　〜２　ｄ、　５２−・・第１のモータ磁
極、３．３　ａ　〜３　ｄ、　５３−第２のモータ磁極
、４．５４・・・可動体４ａ・・・第１の歯列４ｂ・・・第２の歯列５ａ〜５ｄ・・・ギャップ検出器６・・・ギャップ検出用基準面８・・・制御値ぽ９・・・駆動回路ｌＯ・・・電源２１・・・芯部材２２・・・第１磁極２３・・・第２磁極２４・・・第３磁極２５・・・第４磁極２６、２７・・・吸引用コイル２８〜３１・・・駆動用コイル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）複数の極片を有する芯部材の前記極片上に巻回さ
れる駆動用コイルによって励磁される駆動用磁極と、該
駆動用磁極に隣接して前記芯部材上に巻回される吸引用
コイルによって励磁される吸引用磁極とを一体化した第
１及び第２のモータ磁極を有し該第１及び第２のモータ
磁極の極片の向きが互いに直行するように配設した固定
子と、（ｂ）前記固定子の各極片に対向し、回転軸と垂
直に一定のピッチを有して整列した第１の歯列と回転軸
と平行に一定のピッチを有して整列した第２の歯列が設
られる可動体と、（ｃ）前記固定子と前記可動体間の相対変位を検出する
変位検出手段と、（ｄ）該変位検出手段からの検出値に基づいて前記固定
子と前記可動体間の間隙を調整し前記可動体の磁気的保
持状態での回転軸方向及び又は回転方向の駆動を行う制
御手段とを具備することを特徴とする非接触複動型アク
チュエータ。
（２）前記制御手段は変位検出手段からの検出値に基づ
いて前記吸引コイルの励磁電流を変化させ前記固定子と
前記可動体間の間隙を調整するギャップ制御手段と、前
記駆動コイルの電流を変化させ前記可動体の磁気的保持
状態での回転軸方向及び又は回転方向の駆動を行う駆動
制御手段とを具備することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の非接触複動型アクチュエータ。
（３）前記可動体の上端部にはテーブル面部を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非接触複動
型アクチュエータ。
（４）前記第１及び第２のモータ磁極は各々少なくとも
３個配設されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の非接触複動型アクチュエータ。
（５）前記第１のモータ磁極を内側、前記第２のモータ
磁極を外側に配設し、前記可動体を該第１のモータ磁極
と第２のモータ磁極間に挟み込むように配置したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非接触複動型ア
クチュエータ。
（６）前記第１のモータ磁極及び第２のモータ磁極を内
側に配設し、該モータ磁極を覆うようにカップ状の可動
体を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の非接触複動型アクチュエータ。
（７）前記駆動制御手段は駆動用コイルに正弦波状と余
弦波状の電流を供給し、これらの駆動用コイルの各相に
流れる電流によりマイクロステップ駆動を行う手段を具
備することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の非
接触複動型アクチュエータ。
（８）前記可動体の駆動方向に配設される複数のモータ
磁極は各磁極間の各励磁位相がπ／４ずれるように配置
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非接
触複動型アクチュエータ。