JPS6244059A - 磁気浮上形リニアモ−タ - Google Patents
磁気浮上形リニアモ−タInfo
- Publication number
- JPS6244059A JPS6244059A JP18453585A JP18453585A JPS6244059A JP S6244059 A JPS6244059 A JP S6244059A JP 18453585 A JP18453585 A JP 18453585A JP 18453585 A JP18453585 A JP 18453585A JP S6244059 A JPS6244059 A JP S6244059A
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- Japan
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- movable shaft
- magnetic
- coil
- pair
- armature
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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】
〔技術分野〕
この発明は、比較的小ストロークで直線運動をするアク
チュエータ、たとえば超精密位置決め装置用リニアアク
チュエータ、特殊環境用リニアアクチュエータ（真空中
、高温中、低温中、クリーンルーム内、など）並びにポ
ンプ、コンプレッサ。
チュエータ、たとえば超精密位置決め装置用リニアアク
チュエータ、特殊環境用リニアアクチュエータ（真空中
、高温中、低温中、クリーンルーム内、など）並びにポ
ンプ、コンプレッサ。
バイブレータなどのアクチュエータに通用される、磁気
浮上形リニアモータに関するものである。
浮上形リニアモータに関するものである。
従来のりニアモータは、その可動子を支持するため、主
としてすべり軸受やころがり軸受のような機械的軸受が
用いられている。
としてすべり軸受やころがり軸受のような機械的軸受が
用いられている。
しかしながら、機械的軸受は摩擦の存在により可動子の
滑らかな動きを阻害するため、可動子の精密な位置決め
をしようとする場合に限界を生じるという欠点がある。
滑らかな動きを阻害するため、可動子の精密な位置決め
をしようとする場合に限界を生じるという欠点がある。
また機械的軸受の摩擦や摩耗のため塵埃を発生したり、
潤滑のための油が環境を汚染したりする。
潤滑のための油が環境を汚染したりする。
これに対して、空気浮上によって可動子を固定子に対し
て非接触化することも行われている。しかし、このもの
はエアーコンプレッサを必要とするし、排出される空気
がクリーンルームのような環境を乱すことになるという
欠点がある。
て非接触化することも行われている。しかし、このもの
はエアーコンプレッサを必要とするし、排出される空気
がクリーンルームのような環境を乱すことになるという
欠点がある。
一方、モータの可動子側に給電が必要なものは、スリッ
プリングやブラシを必要としたり、可とうケーブルを接
続する必要があるため、位置決め精度に影響を与えると
いう欠点があった。
プリングやブラシを必要としたり、可とうケーブルを接
続する必要があるため、位置決め精度に影響を与えると
いう欠点があった。
この発明の目的は、固定子と可動子とを磁気力で非接触
にでき、しかも可動子の給電の不要な磁気浮上形リニア
モータを提供することである。
にでき、しかも可動子の給電の不要な磁気浮上形リニア
モータを提供することである。
この発明は、磁性を有する可動子軸と、この可動子軸の
軸方向に間隔をおいて一対設けられかつ表面側の磁極が
相互に異なるように前記可動子軸の径方向に着磁された
一対の界磁用永久磁石と、前記可動子軸に遊嵌する固定
子本体と、この固定子本体の両端部で前記可動子軸の径
方向の中心に向けて複数のコイル巻装突極を放射状に配
設してなり前記コイル巻装突極の励磁により前記可動子
軸を吸引する一対の磁気軸受と、前記コイル巻装突極に
対応して放射状に前記固定子本体に設けられて前記可動
子軸の表面とのギャップを検出するラジアル位１センサ
と、このラジアル位置センサの検出したギャップ量に対
応する電流を前記コイル巻装突極の対応するコイルに通
電して前記可動子軸が前記磁気軸受の中心に位置するよ
うに制御する第１の制１）１）手段と、前記固定子本体
の前記一対の磁気軸受の間で前記一対の界磁用永久磁石
の両方にまたがって対向するように配置されて前記一対
の界磁用永久磁石との間に磁路を形成する電機子鉄心と
、前記可動子軸に遊嵌されるとともに前記電機子鉄心の
内側で前記各界磁用永久磁石に対向するように配置され
て推進時に相互に反対向きに磁束を発生させる一対の電
機子コイルと、前記固定子本体に設けられて前記可動子
軸のアキシャル位置を検出するアキシャル位置センサと
、このアキシャル位置センサの検出内容に応じて前記を
機子コイルの通電を制御する第２の制御手段とを備えた
ものである。
軸方向に間隔をおいて一対設けられかつ表面側の磁極が
相互に異なるように前記可動子軸の径方向に着磁された
一対の界磁用永久磁石と、前記可動子軸に遊嵌する固定
子本体と、この固定子本体の両端部で前記可動子軸の径
方向の中心に向けて複数のコイル巻装突極を放射状に配
設してなり前記コイル巻装突極の励磁により前記可動子
軸を吸引する一対の磁気軸受と、前記コイル巻装突極に
対応して放射状に前記固定子本体に設けられて前記可動
子軸の表面とのギャップを検出するラジアル位１センサ
と、このラジアル位置センサの検出したギャップ量に対
応する電流を前記コイル巻装突極の対応するコイルに通
電して前記可動子軸が前記磁気軸受の中心に位置するよ
うに制御する第１の制１）１）手段と、前記固定子本体
の前記一対の磁気軸受の間で前記一対の界磁用永久磁石
の両方にまたがって対向するように配置されて前記一対
の界磁用永久磁石との間に磁路を形成する電機子鉄心と
、前記可動子軸に遊嵌されるとともに前記電機子鉄心の
内側で前記各界磁用永久磁石に対向するように配置され
て推進時に相互に反対向きに磁束を発生させる一対の電
機子コイルと、前記固定子本体に設けられて前記可動子
軸のアキシャル位置を検出するアキシャル位置センサと
、このアキシャル位置センサの検出内容に応じて前記を
機子コイルの通電を制御する第２の制御手段とを備えた
ものである。
この発明によれば、磁気軸受と、ラジアル位置センサと
、第１の制御手段とにより可動子軸を固定子本体に対し
て非接触に支持でき、界磁用永久磁石と、電機子コイル
と、電機子鉄心と、アキシャル位置センサと、第２の制
御手段とにより軸方向の推進力およびアキシャル位置の
制ｍが得られる。しかも可動子軸は固定子本体の磁気軸
受に対して吸引力により磁気浮上するため可動子軸の支
持に安定性がある。また可動子軸には給電の必要がない
ため位置決め精度が優れる。また一対の電機子コイルに
より可動子軸を推進するため、推進力を太き（できると
ともに電機子コイルの相互に発生する磁束は反対向きの
ため電機子反作用の影響がない。
、第１の制御手段とにより可動子軸を固定子本体に対し
て非接触に支持でき、界磁用永久磁石と、電機子コイル
と、電機子鉄心と、アキシャル位置センサと、第２の制
御手段とにより軸方向の推進力およびアキシャル位置の
制ｍが得られる。しかも可動子軸は固定子本体の磁気軸
受に対して吸引力により磁気浮上するため可動子軸の支
持に安定性がある。また可動子軸には給電の必要がない
ため位置決め精度が優れる。また一対の電機子コイルに
より可動子軸を推進するため、推進力を太き（できると
ともに電機子コイルの相互に発生する磁束は反対向きの
ため電機子反作用の影響がない。
実施例
この発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づいて説
明する。すなわち、この磁気浮上形リニアモータは、磁
性ををする可動子軸ｌと、この可動子軸ｌの軸方向に間
隔をおいて一対設けられかつ表面側の磁極が相互に異な
るように前記可動子軸ｌの径方向に着磁された一対の界
磁用永久磁石２．３と、前記可動子軸ｌに遊嵌する固定
子本体４と、この固定子本体４の両端部で前記可動子軸
１の径方向の中心に向けて複数のコイル巻装突極５ａ〜
５ｄを放射状に配設してなり前記コイル巻装突極５ａ〜
５ｄの励磁により前記可動子軸ｌを吸引する一対の磁気
軸受６．７と、前記コイル巻装突極５ａ〜５ｄに対応し
て放射状に前記固定子本体４に設けられて前記可動子軸
ｌの表面とのギャップを検出するラジアル位置センサ８
ａ〜８ｄと、このラジアル位置センサ８ａ〜８ｄの検出
したギヤ、プ量に対応する電流を前記コイル巻装突極５
ａ〜５ｄの対応するコイル９に通電して前記可動子軸ｌ
が前記磁気軸受６．７の中心に位置するように制御する
第１の制御手段ｌＯと、前記固定子本体４の前記一対の
磁気軸受６．７の間で前記一対の界磁用永久磁石２．３
の両方にまたがって対向するように配置されて前記一対
の界磁用永久磁石２．３との間に磁路を形成する電機子
鉄心１）と、前記可動子軸ｌに遊嵌されるとともに前記
電機子鉄心１）の内側で前記各界磁用永久磁石２．３に
対向するように配置されて推進時に相互に反対向きに磁
束を発生させる一対の電機子コイル１２．１３と、前記
固定子本体４に設けられて前記可動子軸１の７キシヤル
位置を検出するアキシャル位置センサ１４と、このアキ
シャル位置センサ１４の検出内容に応じて前記電機子コ
イル１２゜１３のＡＭを制御する第２の制御手段１５と
を備えている。
明する。すなわち、この磁気浮上形リニアモータは、磁
性ををする可動子軸ｌと、この可動子軸ｌの軸方向に間
隔をおいて一対設けられかつ表面側の磁極が相互に異な
るように前記可動子軸ｌの径方向に着磁された一対の界
磁用永久磁石２．３と、前記可動子軸ｌに遊嵌する固定
子本体４と、この固定子本体４の両端部で前記可動子軸
１の径方向の中心に向けて複数のコイル巻装突極５ａ〜
５ｄを放射状に配設してなり前記コイル巻装突極５ａ〜
５ｄの励磁により前記可動子軸ｌを吸引する一対の磁気
軸受６．７と、前記コイル巻装突極５ａ〜５ｄに対応し
て放射状に前記固定子本体４に設けられて前記可動子軸
ｌの表面とのギャップを検出するラジアル位置センサ８
ａ〜８ｄと、このラジアル位置センサ８ａ〜８ｄの検出
したギヤ、プ量に対応する電流を前記コイル巻装突極５
ａ〜５ｄの対応するコイル９に通電して前記可動子軸ｌ
が前記磁気軸受６．７の中心に位置するように制御する
第１の制御手段ｌＯと、前記固定子本体４の前記一対の
磁気軸受６．７の間で前記一対の界磁用永久磁石２．３
の両方にまたがって対向するように配置されて前記一対
の界磁用永久磁石２．３との間に磁路を形成する電機子
鉄心１）と、前記可動子軸ｌに遊嵌されるとともに前記
電機子鉄心１）の内側で前記各界磁用永久磁石２．３に
対向するように配置されて推進時に相互に反対向きに磁
束を発生させる一対の電機子コイル１２．１３と、前記
固定子本体４に設けられて前記可動子軸１の７キシヤル
位置を検出するアキシャル位置センサ１４と、このアキ
シャル位置センサ１４の検出内容に応じて前記電機子コ
イル１２゜１３のＡＭを制御する第２の制御手段１５と
を備えている。
前記可動子軸ｌは丸棒状に形成されている。前記界磁用
永久磁石２．３の磁極は相互に異なるが径方向に着磁さ
れ、前記可動子軸ｌの中央部に一定間隔をおいて接着部
材１６により設けられている。固定子本体４は可動子軸
ｌに遊嵌されるが、円筒形に形成されている。
永久磁石２．３の磁極は相互に異なるが径方向に着磁さ
れ、前記可動子軸ｌの中央部に一定間隔をおいて接着部
材１６により設けられている。固定子本体４は可動子軸
ｌに遊嵌されるが、円筒形に形成されている。
一対の磁気軸受６．７は第３図にも示すように、固定子
本体４に嵌着されるリング体６ａ、７ａと、その内周面
より中心に向けて複数たとえば８個の鉄心１９を放射状
に突出し、鉄心１９の各々にコイル９を巻装している。
本体４に嵌着されるリング体６ａ、７ａと、その内周面
より中心に向けて複数たとえば８個の鉄心１９を放射状
に突出し、鉄心１９の各々にコイル９を巻装している。
そしてコイル巻装突極５ａ〜５ｄは、相隣接する一対の
鉄心１９とその鉄心１９を連接するリング体６ａ、７ａ
の部分とで構成されている。各コイル巻装束１ｉ５ａ〜
５ｄを構成する一対のコイル９は直列に接続され、第３
図のように端子２０をもつ。コイル９の巻方向は同一で
あるため、コイル９に１ｆｆｌ電すると、各コイル巻装
突掻５３〜５ｄは第３図のような可動子軸１を含む経路
で磁束Φ１〜Φ４が流れる。その結果、各コイル巻装突
極５ａ〜５ｄによる可動子軸ｌの吸引力の合力により可
動子軸１がコイル巻装突極５ａ〜５ｄの放射中心すなわ
ち、磁気軸受６．７の中心に非接触状態に位置決め支持
されることができる。なお、各コイル巻装突極５ａ〜５
ｄはそれぞれ単独で放射状に配置されたものでもよいが
、前記のように一対の鉄心１９で閉磁路を形成すると磁
気効率がよい。
鉄心１９とその鉄心１９を連接するリング体６ａ、７ａ
の部分とで構成されている。各コイル巻装束１ｉ５ａ〜
５ｄを構成する一対のコイル９は直列に接続され、第３
図のように端子２０をもつ。コイル９の巻方向は同一で
あるため、コイル９に１ｆｆｌ電すると、各コイル巻装
突掻５３〜５ｄは第３図のような可動子軸１を含む経路
で磁束Φ１〜Φ４が流れる。その結果、各コイル巻装突
極５ａ〜５ｄによる可動子軸ｌの吸引力の合力により可
動子軸１がコイル巻装突極５ａ〜５ｄの放射中心すなわ
ち、磁気軸受６．７の中心に非接触状態に位置決め支持
されることができる。なお、各コイル巻装突極５ａ〜５
ｄはそれぞれ単独で放射状に配置されたものでもよいが
、前記のように一対の鉄心１９で閉磁路を形成すると磁
気効率がよい。
ラジアル位置センサ８ａ〜８ｄは、前記コイル巻装束ｉ
５ａ〜５ｄに対応してすなわち、好ましくはコイル巻装
突極５ａ〜５ｄによる各吸引力の方向に一敗するように
、その近傍に放射状に設けられる。このラジアル位置セ
ンサ８ａ〜８ｄはセンサ自身と個々のラジアル位置セン
サ８ａ〜８ｄが対面する可動子軸ｌの表面とのギャップ
量を検出するものである。その出力となるギャップ量に
応じて後述の第１の制御手段ｌＯにより、対応するコイ
ル巻装突極５ａ〜５ｄの通電量を制御し、つねに可動子
軸１が磁気軸受６．７の中心に位置するようにする。
５ａ〜５ｄに対応してすなわち、好ましくはコイル巻装
突極５ａ〜５ｄによる各吸引力の方向に一敗するように
、その近傍に放射状に設けられる。このラジアル位置セ
ンサ８ａ〜８ｄはセンサ自身と個々のラジアル位置セン
サ８ａ〜８ｄが対面する可動子軸ｌの表面とのギャップ
量を検出するものである。その出力となるギャップ量に
応じて後述の第１の制御手段ｌＯにより、対応するコイ
ル巻装突極５ａ〜５ｄの通電量を制御し、つねに可動子
軸１が磁気軸受６．７の中心に位置するようにする。
電機子鉄心１）は固定子本体４に内接する円筒形に形成
され、固定子本体４の内側に固定される。
され、固定子本体４の内側に固定される。
電機子鉄心１）は一対の界磁用永久磁石２．３にまたが
って位置するため、界磁用永久磁石２，３の磁束φ５は
第１図のように、界磁用永久磁石２の磁極Ｎ−電機子鉄
心１）−界磁用永久磁石３の磁橿Ｓ−磁掻Ｎ−軸１−界
磁用永久磁石２の磁極Ｓの閉磁路を流れる。また電機子
鉄心１）の両端は内つば２１を形成して、他への磁気影
響を少なくしている。
って位置するため、界磁用永久磁石２，３の磁束φ５は
第１図のように、界磁用永久磁石２の磁極Ｎ−電機子鉄
心１）−界磁用永久磁石３の磁橿Ｓ−磁掻Ｎ−軸１−界
磁用永久磁石２の磁極Ｓの閉磁路を流れる。また電機子
鉄心１）の両端は内つば２１を形成して、他への磁気影
響を少なくしている。
電機子コイル１２．１３は電機子鉄心１）の内周面に同
定される。電機子コイル１２．１３は界磁用永久磁石２
．３に対向するように位置するため、電機子コイル１２
．１３に電流を通すとローレンツ力により可動子軸ｌを
軸方向に推進する推進力が作用する。この場合、ローレ
ンツ力の方向は、たとえば右ねしを電流の方向から磁束
の方向へ回転したとき右ねじが進む方向である。このた
め、電機子コイル１２．１３の通電方向を互いに反対向
きにすることにより、各電機子コイル１２゜１３に鎖交
する磁束の方向が反対のため、同一方向に推進力が生じ
る。具体的に説明すると、第５図において、電機子コイ
ル１２は上側が紙面の表側に下側が紙面の裏側に流れて
いる。界磁用永久磁石２．３による磁束Φ、は電機子コ
イル１２を内側から径方向の外側へ流れる。したがって
、ローレンツ力Ｆ１は電機子コイル１３の方向に生じる
。また電機子コイル１３は電機子コイル１２と反対で、
上側が紙面の裏側下側が紙面の表側へ流れる。また磁束
Φ５は電機子コイル１３の径方向の外側から内側へ流れ
る。このためローレンツ力Ｆ２は前記ローレンツ力Ｆ１
と同方向となる。その結果、可動子軸１の推進力Ｆはロ
ーレンツ力Ｆ、＋Ｆ２の反作用として反対向きに発生す
る。
定される。電機子コイル１２．１３は界磁用永久磁石２
．３に対向するように位置するため、電機子コイル１２
．１３に電流を通すとローレンツ力により可動子軸ｌを
軸方向に推進する推進力が作用する。この場合、ローレ
ンツ力の方向は、たとえば右ねしを電流の方向から磁束
の方向へ回転したとき右ねじが進む方向である。このた
め、電機子コイル１２．１３の通電方向を互いに反対向
きにすることにより、各電機子コイル１２゜１３に鎖交
する磁束の方向が反対のため、同一方向に推進力が生じ
る。具体的に説明すると、第５図において、電機子コイ
ル１２は上側が紙面の表側に下側が紙面の裏側に流れて
いる。界磁用永久磁石２．３による磁束Φ、は電機子コ
イル１２を内側から径方向の外側へ流れる。したがって
、ローレンツ力Ｆ１は電機子コイル１３の方向に生じる
。また電機子コイル１３は電機子コイル１２と反対で、
上側が紙面の裏側下側が紙面の表側へ流れる。また磁束
Φ５は電機子コイル１３の径方向の外側から内側へ流れ
る。このためローレンツ力Ｆ２は前記ローレンツ力Ｆ１
と同方向となる。その結果、可動子軸１の推進力Ｆはロ
ーレンツ力Ｆ、＋Ｆ２の反作用として反対向きに発生す
る。
なお、可動子軸ｌの反対向きの推進力−Ｆは、前記電機
子コイル１２．１３にそれぞれ前と反対向きに電流を通
電することにより得られる。前記のように、電機子コイ
ル１２．１３の通電方向が反対であることにより、電機
子コイル１２．１３の相互の磁束は打ち消しあうため、
電機子反作用の影響がない、一方、ｉ！機子コイル１２
．１３の通電方向を同方向にすると、推進力が反対向き
の相互に反対向きとなるため可動子軸ｌを任意位置に位
置決めできることとなる。
子コイル１２．１３にそれぞれ前と反対向きに電流を通
電することにより得られる。前記のように、電機子コイ
ル１２．１３の通電方向が反対であることにより、電機
子コイル１２．１３の相互の磁束は打ち消しあうため、
電機子反作用の影響がない、一方、ｉ！機子コイル１２
．１３の通電方向を同方向にすると、推進力が反対向き
の相互に反対向きとなるため可動子軸ｌを任意位置に位
置決めできることとなる。
アキシャル位置センサ１４は、光学式検出素子を実施例
とし、電機子鉄心１）の前記電機子コイル１２．１３の
間の位置に２個設けられている。
とし、電機子鉄心１）の前記電機子コイル１２．１３の
間の位置に２個設けられている。
この一対のアキシャル位置センサ１４に対向して可動子
軸ｌにアキシャル位置検出用光学スケール１７．１８を
設け、両者で２相分の一対の光エンコーダを構成してい
る。
軸ｌにアキシャル位置検出用光学スケール１７．１８を
設け、両者で２相分の一対の光エンコーダを構成してい
る。
第１の制御手段ｌＯおよび第２の制御ＴＪ手段１５を第
４図に示す、すなわち、第１の制御ｎ手段１０はラジア
ル位置センサ８ａ〜８ｄで検出したギャップ量を電圧信
号に変換する変換器２２と、その電圧信号をコイル通電
用電流の大きさに変換する制御回路２３とからなる。こ
の第１の制御手段１０は各ラジアル位置センサ８ａ〜８
ｄごとに設けられ、その出力はラジアル位置センサ８ａ
〜８ｄに対応するコイル巻装突極５ａ〜５ｄに供給され
る。
４図に示す、すなわち、第１の制御ｎ手段１０はラジア
ル位置センサ８ａ〜８ｄで検出したギャップ量を電圧信
号に変換する変換器２２と、その電圧信号をコイル通電
用電流の大きさに変換する制御回路２３とからなる。こ
の第１の制御手段１０は各ラジアル位置センサ８ａ〜８
ｄごとに設けられ、その出力はラジアル位置センサ８ａ
〜８ｄに対応するコイル巻装突極５ａ〜５ｄに供給され
る。
各コイル巻装突極５ａ〜５ｄによる可動軸ｌの吸引力は
コイル９を流れる電流の大きさに比例するため、各ラジ
アル位置センサ８ａ〜８ｄのギャップ量に応じて個別に
コイル巻装突極５ａ〜５ｄのコイル９に通電することに
より、つねに可動子軸１を磁気軸受６，７の中心に位置
決めできることとなる。
コイル９を流れる電流の大きさに比例するため、各ラジ
アル位置センサ８ａ〜８ｄのギャップ量に応じて個別に
コイル巻装突極５ａ〜５ｄのコイル９に通電することに
より、つねに可動子軸１を磁気軸受６，７の中心に位置
決めできることとなる。
第２の制御手段１５はスケール１７．１８を一対のアキ
シャル位置センサ１４で読み取り、そのスケール値をこ
れに対応する電圧に変換する変換器２４と、その電圧を
可動子軸１を移動すべき目標位置に対応する電圧（目標
値）と比較する比較器２５と、比較器２５の出力で電機
子コイル１２゜１３に通電する駆動回路２６とを有する
。したがってスケール１７．１８により可動子軸ｌのア
キシャル位置を検出し、目標値にしたがってその位置へ
可動子軸ｌが推進させられ、かつその位置で位置決めさ
れるように制御されることとなる。この場合、スケール
１７．１８と一対のアキシャル位置センサ１４で２相検
出することにより、精度のよい軸方向の位置決めができ
る。なお推進力の大きさは電機子コイル１２．１３に通
電される電流にほぼ比例する。
シャル位置センサ１４で読み取り、そのスケール値をこ
れに対応する電圧に変換する変換器２４と、その電圧を
可動子軸１を移動すべき目標位置に対応する電圧（目標
値）と比較する比較器２５と、比較器２５の出力で電機
子コイル１２゜１３に通電する駆動回路２６とを有する
。したがってスケール１７．１８により可動子軸ｌのア
キシャル位置を検出し、目標値にしたがってその位置へ
可動子軸ｌが推進させられ、かつその位置で位置決めさ
れるように制御されることとなる。この場合、スケール
１７．１８と一対のアキシャル位置センサ１４で２相検
出することにより、精度のよい軸方向の位置決めができ
る。なお推進力の大きさは電機子コイル１２．１３に通
電される電流にほぼ比例する。
第６図はこの実施例の磁気浮上形リニアモータについて
の実験結果の一例である。まず、磁気軸受６．７を動作
させ完全に磁気浮上させた後、電機子コイル１２．１３
にｉｔ流を涜し、その際に発生する推進力を可動子軸ｌ
の変位±１５ｍ５の範囲で測定したものである。電流の
大きいところで飽和の影響が現れているが、大部分の範
囲で良好な特性であり、アクチュエータとして存効であ
る。
の実験結果の一例である。まず、磁気軸受６．７を動作
させ完全に磁気浮上させた後、電機子コイル１２．１３
にｉｔ流を涜し、その際に発生する推進力を可動子軸ｌ
の変位±１５ｍ５の範囲で測定したものである。電流の
大きいところで飽和の影響が現れているが、大部分の範
囲で良好な特性であり、アクチュエータとして存効であ
る。
このように構成したため、この実施例の磁気浮上形リニ
アモータは、つぎのような利点がある。
アモータは、つぎのような利点がある。
すなわち、
ｆｉ＋ 可動子軸ｌと固定子本体４とが完全な非接触
のため、摩擦がなく、またスティックスリ・ノブ現象（
物体がすべりながら運動するとき発生する非線形摩擦に
よる一種の自動振動）がなくなり、アクチュエータとし
て位置決め精度の限界がなくなる。また整流子やブラシ
がないため火花や塵埃の発生がない、さらに、潤滑が不
要であり、真空中、高温中、低温中、クリーンルーム内
環特殊環境中で使用できる。また保守がほとんど不要に
なり、寿命が長くなり、推進力の方向および大きさの制
御が容易になる。
のため、摩擦がなく、またスティックスリ・ノブ現象（
物体がすべりながら運動するとき発生する非線形摩擦に
よる一種の自動振動）がなくなり、アクチュエータとし
て位置決め精度の限界がなくなる。また整流子やブラシ
がないため火花や塵埃の発生がない、さらに、潤滑が不
要であり、真空中、高温中、低温中、クリーンルーム内
環特殊環境中で使用できる。また保守がほとんど不要に
なり、寿命が長くなり、推進力の方向および大きさの制
御が容易になる。
（２）一対の電機子コイル１２．１３により、可動子軸
ｌの推進力を生じるため、大きい推進力を発生させるこ
とができ、しかも可動子軸１に流れる電機子コイル１２
．１３の磁束は反対向きのため打ち消しあい電機子反作
用等の影響は小さい。
ｌの推進力を生じるため、大きい推進力を発生させるこ
とができ、しかも可動子軸１に流れる電機子コイル１２
．１３の磁束は反対向きのため打ち消しあい電機子反作
用等の影響は小さい。
（３）電機子鉄心１）を円筒にすることにより、周囲の
もれ磁束を低減することができ、また両端に内つば２１
を形成することによりラジアル位置センサ８ａ〜８ｄや
磁気軸受６．７への磁気影響を小さくすることができる
。
もれ磁束を低減することができ、また両端に内つば２１
を形成することによりラジアル位置センサ８ａ〜８ｄや
磁気軸受６．７への磁気影響を小さくすることができる
。
（４）磁気軸受６．７は可動子軸ｌを吸引力で磁気浮上
状態に制御しているため、磁気反発力で磁気浮上するも
のと比較して、可動子軸１が安定する。
状態に制御しているため、磁気反発力で磁気浮上するも
のと比較して、可動子軸１が安定する。
（５）界磁用永久磁石２．３が円筒形に形成されている
ため、もれ磁束が少なく磁気効率がよい。
ため、もれ磁束が少なく磁気効率がよい。
この発明によれば、磁気軸受と、ラジアル位置センサと
、第１の制御手段とにより可動子軸を固定子本体に対し
て非接触に支持でき、界磁用永久磁石と、電機子コイル
と、電機子鉄心と、アキシャル位置センサと、第２の制
御手段とにより軸方向の推進力およびアキシャル位置の
制御が得られる。しかも可動子軸は固定子本体の磁気軸
受に対して吸引力により磁気浮上するため可動子軸の支
持に安定性がある。また可動子軸には給電の必要がない
ため位置決め精度が優れる。また一対の電機子コイルに
より可動子軸を推進するため、推進力を大きくできると
ともに電機子コイルの相互に発生する磁束は反対向きの
ため電機子反作用の影響がないという効果がある。
、第１の制御手段とにより可動子軸を固定子本体に対し
て非接触に支持でき、界磁用永久磁石と、電機子コイル
と、電機子鉄心と、アキシャル位置センサと、第２の制
御手段とにより軸方向の推進力およびアキシャル位置の
制御が得られる。しかも可動子軸は固定子本体の磁気軸
受に対して吸引力により磁気浮上するため可動子軸の支
持に安定性がある。また可動子軸には給電の必要がない
ため位置決め精度が優れる。また一対の電機子コイルに
より可動子軸を推進するため、推進力を大きくできると
ともに電機子コイルの相互に発生する磁束は反対向きの
ため電機子反作用の影響がないという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はその分
解斜視図、第３図は第１図のｍ−ｍ線断面図、第４図は
制御系統を示すブロック図、第５図は可動子軸のローレ
ンツ力による推進動作を説明する説明図、第６図は可動
子軸の変位に対する推進力の特性図である。 ｌ・・・可動子軸、２．３・・・界磁用永久磁石、４・
・・固定子本体、５ａ〜５ｄ・・・コイル巻装文種、６
゜７・・・磁気軸受、８３〜８ｄ・・・ラジアル位置セ
ンサ、９・・・コイル、ＩＯ・・・第１の制御手段、１
）・・・電機子鉄心、１２．１３・・・電機子コイル、
１４・・・アキシャル位置センサ、１５・・・第２の制
御手段語 リ Ｕ） 抛遁カ （Ｎ） 迦 １＝−０，５Ａ 了−２暑 第６図 ６６０年特許願第１８４５３５号 ２、発明の名称 静 磁気浮上繋りニアモータ ３、補正をする者 事件との関係 出願人 ４、代理人 （１） 明細書第８頁第１）行、「接着部材１６により
」とあるを「配設される。この場合、前記界磁用永久磁
石２．３は適切なギャップを与えるために磁路の長さを
調節するリング状継鉄１６に」と訂正する。 （２）明細書第１３頁第８行、「電流の大きさに比例」
とあるを「？ｉｔ流の大きさの２乗に比例」と訂正する
。 （３）明細書第１４頁第６行から第７行、「精度のよい
軸方向の位置決めができる。」とあるを「可動子軸１の
移動の向きおよび大きさを検出できる。とくに可動子軸
ｌの移動の向きは変換器２４に設けられた判別回路によ
り判別される。」と訂正する。 （４）図面の第３図を別紙のとおり訂正する。 ＩＥ？１ε１：°＝ コＣ ！Ｉ’１３図 手続補正書（帥 昭和６１年０１月１７日 １）１６６０年特許願第１８４５３５号２、発明の名称 磁気浮上形リニアモータ ３、補正をする者 朋牛との関係 出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 ｆｉｌ 明細書第１０頁第１）行目、「界磁用永久磁
石２」とあるを「界磁用永久磁石３」と訂正する。 （２）明細書第１０頁第１２行目、「界磁用永久磁石３
」とあるを「界磁用永久磁石２」と訂正する。 （３）明細書第１０頁第１３行目、「界磁用永久磁石２
ｊとあるを「界磁用永久６ｎ石３」と訂正する。 （４）明細書第１）頁第３〜４行目、「たとえば・・・
・・・・・・である。」とあるを［フレミングの左手の
法則に従う、」と訂正する。
解斜視図、第３図は第１図のｍ−ｍ線断面図、第４図は
制御系統を示すブロック図、第５図は可動子軸のローレ
ンツ力による推進動作を説明する説明図、第６図は可動
子軸の変位に対する推進力の特性図である。 ｌ・・・可動子軸、２．３・・・界磁用永久磁石、４・
・・固定子本体、５ａ〜５ｄ・・・コイル巻装文種、６
゜７・・・磁気軸受、８３〜８ｄ・・・ラジアル位置セ
ンサ、９・・・コイル、ＩＯ・・・第１の制御手段、１
）・・・電機子鉄心、１２．１３・・・電機子コイル、
１４・・・アキシャル位置センサ、１５・・・第２の制
御手段語 リ Ｕ） 抛遁カ （Ｎ） 迦 １＝−０，５Ａ 了−２暑 第６図 ６６０年特許願第１８４５３５号 ２、発明の名称 静 磁気浮上繋りニアモータ ３、補正をする者 事件との関係 出願人 ４、代理人 （１） 明細書第８頁第１）行、「接着部材１６により
」とあるを「配設される。この場合、前記界磁用永久磁
石２．３は適切なギャップを与えるために磁路の長さを
調節するリング状継鉄１６に」と訂正する。 （２）明細書第１３頁第８行、「電流の大きさに比例」
とあるを「？ｉｔ流の大きさの２乗に比例」と訂正する
。 （３）明細書第１４頁第６行から第７行、「精度のよい
軸方向の位置決めができる。」とあるを「可動子軸１の
移動の向きおよび大きさを検出できる。とくに可動子軸
ｌの移動の向きは変換器２４に設けられた判別回路によ
り判別される。」と訂正する。 （４）図面の第３図を別紙のとおり訂正する。 ＩＥ？１ε１：°＝ コＣ ！Ｉ’１３図 手続補正書（帥 昭和６１年０１月１７日 １）１６６０年特許願第１８４５３５号２、発明の名称 磁気浮上形リニアモータ ３、補正をする者 朋牛との関係 出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 ｆｉｌ 明細書第１０頁第１）行目、「界磁用永久磁
石２」とあるを「界磁用永久磁石３」と訂正する。 （２）明細書第１０頁第１２行目、「界磁用永久磁石３
」とあるを「界磁用永久磁石２」と訂正する。 （３）明細書第１０頁第１３行目、「界磁用永久磁石２
ｊとあるを「界磁用永久６ｎ石３」と訂正する。 （４）明細書第１）頁第３〜４行目、「たとえば・・・
・・・・・・である。」とあるを［フレミングの左手の
法則に従う、」と訂正する。
Claims (3)
- （１）磁性を有する可動子軸と、この可動子軸の軸方向
に間隔をおいて一対設けられかつ表面側の磁極が相互に
異なるように前記可動子軸の径方向に着磁された一対の
界磁用永久磁石と、前記可動子軸に遊嵌する固定子本体
と、この固定子本体の両端部で前記可動子軸の径方向の
中心に向けて複数のコイル巻装突極を放射状に配設して
なり前記コイル巻装突極の励磁により前記可動子軸を吸
引する一対の磁気軸受と、前記コイル巻装突極に対応し
て放射状に前記固定子本体に設けられて前記可動子軸の
表面とのギャップを検出するラジアル位置センサと、こ
のラジアル位置センサの検出したギャップ量に対応する
電流を前記コイル巻装突極の対応するコイルに通電して
前記可動子軸が前記磁気軸受の中心に位置するように制
御する第１の制御手段と、前記固定子本体の前記一対の
磁気軸受の間で前記一対の界磁用永久磁石の両方にまた
がって対向するように配置されて前記一対の界磁用永久
磁石との間に磁路を形成する電機子鉄心と、前記可動子
軸に遊嵌されるとともに前記電機子鉄心の内側で前記各
界磁用永久磁石に対向するように配置されて推進時に相
互に反対向きに磁束を発生させる一対の電機子コイルと
、前記固定子本体に設けられて前記可動子軸のアキシャ
ル位置を検出するアキシャル位置センサと、このアキシ
ャル位置センサの検出内容に応じて前記電機子コイルの
通電を制御する第２の制御手段とを備えた磁気浮上形リ
ニアモータ。 - （２）前記電機子鉄心は円筒形であり、その両端部は内
つばを有する特許請求の範囲第（１）項記載の磁気浮上
形リニアモータ。 - （３）前記永久磁石は円筒形である特許請求の範囲第（
１）項記載の磁気浮上形リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18453585A JPS6244059A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 磁気浮上形リニアモ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18453585A JPS6244059A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 磁気浮上形リニアモ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244059A true JPS6244059A (ja) | 1987-02-26 |
Family
ID=16154896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18453585A Pending JPS6244059A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | 磁気浮上形リニアモ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6244059A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02280652A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-16 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | リニアモータ装置 |
| US5486727A (en) * | 1991-07-08 | 1996-01-23 | Magnet-Motor Gesellschaft Mbh | Linear accelerator |
| JP2008259413A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Aisin Seiki Co Ltd | リニアアクチュエータ |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5586365A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-30 | Aisin Seiki Co Ltd | Linear actuator |
| JPS5932353A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 往復駆動アクチユエ−タ |
| JPS5932354A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-21 | Ricoh Co Ltd | 直線往復動装置 |
| JPS59187113A (ja) * | 1983-04-06 | 1984-10-24 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS59200812A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受の制御量補正装置 |
| JPS6091020A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-22 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS6098862A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-06-01 | Nippon Shiyuuhenki Kk | 磁気浮上型直流リニアモ−タ |
-
1985
- 1985-08-22 JP JP18453585A patent/JPS6244059A/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5586365A (en) * | 1978-12-22 | 1980-06-30 | Aisin Seiki Co Ltd | Linear actuator |
| JPS5932354A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-21 | Ricoh Co Ltd | 直線往復動装置 |
| JPS5932353A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-21 | Nissan Motor Co Ltd | 往復駆動アクチユエ−タ |
| JPS59187113A (ja) * | 1983-04-06 | 1984-10-24 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS59200812A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 磁気軸受の制御量補正装置 |
| JPS6091020A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-22 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受の制御装置 |
| JPS6098862A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-06-01 | Nippon Shiyuuhenki Kk | 磁気浮上型直流リニアモ−タ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02280652A (ja) * | 1989-04-21 | 1990-11-16 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | リニアモータ装置 |
| JP2845932B2 (ja) * | 1989-04-21 | 1999-01-13 | 宇宙開発事業団 | リニアモータ装置 |
| US5486727A (en) * | 1991-07-08 | 1996-01-23 | Magnet-Motor Gesellschaft Mbh | Linear accelerator |
| JP2008259413A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Aisin Seiki Co Ltd | リニアアクチュエータ |
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