JPS6289467A - サ−フエイスパルスモ−タ - Google Patents
サ−フエイスパルスモ−タInfo
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- JPS6289467A JPS6289467A JP61122431A JP12243186A JPS6289467A JP S6289467 A JPS6289467 A JP S6289467A JP 61122431 A JP61122431 A JP 61122431A JP 12243186 A JP12243186 A JP 12243186A JP S6289467 A JPS6289467 A JP S6289467A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- stator
- electromagnet
- lattice
- magnetic material
- 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.)
- Granted
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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
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
- G06K15/22—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using plotters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、相電磁石を一次元ではなく、二次元に配回す
る直接形サーフェイスパルスモータに関する。
る直接形サーフェイスパルスモータに関する。
半導体製造設備に用いられる×Ｙステージ。
ＯＡ機機器１以
自動製図機などに、サーフェイスパルスモータの需要が
増加している。
増加している。
タトエハ可ＷＪ ［１ 気抵抗（ Ｖａｒ ｔａｂｌｅ
Ｉ’ｅｌｌｌＣｔａｎＣｅ ）形，バイブリド（ ）
−Ｉ Ｂ ）形リニアパルスモータをＸ軸とＹ軸に配置
したザイネティックス（Ｘｅｔｎｃｔｉｘ）礼の面パル
スモータが実用されている。
Ｉ’ｅｌｌｌＣｔａｎＣｅ ）形，バイブリド（ ）
−Ｉ Ｂ ）形リニアパルスモータをＸ軸とＹ軸に配置
したザイネティックス（Ｘｅｔｎｃｔｉｘ）礼の面パル
スモータが実用されている。
それらの一つには、２つの部材間の単一の軸に沿った相
対運動を制御するための装置（特公昭４９− ４． １
６ ０ ２号）があり、これは可変磁気抵抗形３相リ
ニアパルスモータをＸ軸に２台どＹ軸に２台で計４台Ｊ
こり成る装置である。二つには、特定の１つの軸に沿っ
た出力部材の移動を制御する装置（特公昭５２−７９６
２号）があり、それはハイブリッド形２相リニアパルス
モータをＸ軸に２台とＹ軸に２台と計４台より成る装置
である。
対運動を制御するための装置（特公昭４９− ４． １
６ ０ ２号）があり、これは可変磁気抵抗形３相リ
ニアパルスモータをＸ軸に２台どＹ軸に２台で計４台Ｊ
こり成る装置である。二つには、特定の１つの軸に沿っ
た出力部材の移動を制御する装置（特公昭５２−７９６
２号）があり、それはハイブリッド形２相リニアパルス
モータをＸ軸に２台とＹ軸に２台と計４台より成る装置
である。
ところが、これらの面パルスモータや、Ｘ軸。
Ｙ軸にリニアパルスモータを搭載したヒユーレットパラ
カード（商社名）のＸＹプロッタのように、構造が複雑
で高価なものしかなく、あまり用いられていない。
カード（商社名）のＸＹプロッタのように、構造が複雑
で高価なものしかなく、あまり用いられていない。
ここにおいて本発明は、従来例の同点を克服し、たとえ
ば５相可変磁気抵抗形パルスモ一タ１台で、ＸＹステー
ジ、ＸＹプロッタ等を実現するサーフェイスパルスモー
タを提供することを、その目的とする。
ば５相可変磁気抵抗形パルスモ一タ１台で、ＸＹステー
ジ、ＸＹプロッタ等を実現するサーフェイスパルスモー
タを提供することを、その目的とする。
本発明は、
相電磁石を一次元ではなく二次元に配置する直接形サー
フ丁イスモータで、正方格子の場合５相可変磁気抵抗形
、三角格子の場合７相可変磁気抵抗形が可能であり、１
相のみの励磁でＸ方向，Ｙ方向とも拘束されるので２次
元上の１点に保持され、パルスをＸ軸，Ｙ軸に分配する
必要がなく１台分の相順を決めれば良く、１点の保持力
を方向によらず一定の剛性にでき、マイクロステッピン
グによって高い分解能がだせるサーフェイスパルスモー
タである。
フ丁イスモータで、正方格子の場合５相可変磁気抵抗形
、三角格子の場合７相可変磁気抵抗形が可能であり、１
相のみの励磁でＸ方向，Ｙ方向とも拘束されるので２次
元上の１点に保持され、パルスをＸ軸，Ｙ軸に分配する
必要がなく１台分の相順を決めれば良く、１点の保持力
を方向によらず一定の剛性にでき、マイクロステッピン
グによって高い分解能がだせるサーフェイスパルスモー
タである。
本発明は、固定子の正方格子あるいは三角格子の交差点
に設けた磁性体突起と同じピッチで、可動子を形成する
５相あるいは７相の集中巻電磁石の固定子への対向ｔ４
１極表面に固定子と同じピッチで複数個の磁性体の歯を
そなえ、それらの歯を相順よく励磁することで、可Ｏ」
子を駆動させる。
に設けた磁性体突起と同じピッチで、可動子を形成する
５相あるいは７相の集中巻電磁石の固定子への対向ｔ４
１極表面に固定子と同じピッチで複数個の磁性体の歯を
そなえ、それらの歯を相順よく励磁することで、可Ｏ」
子を駆動させる。
本発明の一実施例における要部を表わす斜視図を第１図
に示す。
に示す。
第２図は可動子の固定子対向面をみた斜視図、第３図は
固定子および可動子のそれぞれがそなえる格子の形態を
表わす部分平面図である。
固定子および可動子のそれぞれがそなえる格子の形態を
表わす部分平面図である。
固定子１０は平板状の磁性体、表面には正方格子が切っ
てあり、この格子点く格子１０１の交差点）には磁性体
の突起（歯）１０２が設（プられており、１０３は突起
１０２相１間に形成される凹地である。
てあり、この格子点く格子１０１の交差点）には磁性体
の突起（歯）１０２が設（プられており、１０３は突起
１０２相１間に形成される凹地である。
可動子２０は５相の集中巻電磁石２１より成り、各電磁
石２１の固定子１０に相対づるｌ１ｆｌ極（表）面２１
３には、固定子１０と同じピッチで磁性体の歯が設けら
れ、コア２１１にはコイル２１２が巻装された単純な形
態である。
石２１の固定子１０に相対づるｌ１ｆｌ極（表）面２１
３には、固定子１０と同じピッチで磁性体の歯が設けら
れ、コア２１１にはコイル２１２が巻装された単純な形
態である。
１、２．３．４．、５の各相の電磁石２１が固定子１０
の磁性板に磁極面を対向さけて、僅かな空隙を介し、適
宜な支持案内手段を構じて支持される。
の磁性板に磁極面を対向さけて、僅かな空隙を介し、適
宜な支持案内手段を構じて支持される。
電磁石２１を励磁すると、！！積極面歯（突起）が固定
子歯（突起１０２）と一致する位置に吸引ツノ が 働
く 。
子歯（突起１０２）と一致する位置に吸引ツノ が 働
く 。
各相の電磁石２１の歯の相対位置は第４図に示すように
なっている。
なっている。
基準格子（点線）１０１の格子（交差）点が誘導子歯を
設ける位置を表わしており、この基準格子１０１の格子
間隔は（移動座標格子１００の間隔を１とする＞、ｒ「
扁−Ｊ″″５￥なる。
設ける位置を表わしており、この基準格子１０１の格子
間隔は（移動座標格子１００の間隔を１とする＞、ｒ「
扁−Ｊ″″５￥なる。
すなわち、各相電磁石２１の相対位置は、基準格子１０
１に対し角度ｔ ａ ｎ−１（１／２ ）＝２６．５６
５°だけ回転した直交座標系（Ｘ。
１に対し角度ｔ ａ ｎ−１（１／２ ）＝２６．５６
５°だけ回転した直交座標系（Ｘ。
Ｙ）においで、第１相１に対し、それぞれ、第２相２は
＋Ｘ方向、第３相３は＋ＹＹ方向用第４相４−Ｘ方向、
第５相５は−Ｙ方向にみな格子ピッチの１／Ｅ５Ｔけ相
差を与えられ、可動子２０は固定子１０に対し、一定の
空隙をもって対向支持され、Ｘ方向、Ｙ方向に移動でき
るようにされ１＝＠造を有する。
＋Ｘ方向、第３相３は＋ＹＹ方向用第４相４−Ｘ方向、
第５相５は−Ｙ方向にみな格子ピッチの１／Ｅ５Ｔけ相
差を与えられ、可動子２０は固定子１０に対し、一定の
空隙をもって対向支持され、Ｘ方向、Ｙ方向に移動でき
るようにされ１＝＠造を有する。
つぎに、この一実施例の動作を説明Ｊ“る。
第４図では、固定子歯１０２ど可動子電磁石２１の第１
相１の歯が一致している。
相１の歯が一致している。
ここで、電磁石２１の第２相２を励磁するど可動子２０
は左に１ステツプ移動する。
は左に１ステツプ移動する。
その電磁石２１への励磁が、第３相３なら下方、第４相
４なら右方、第５相５なら上方へそれぞれ１ステツプ可
動子２０が移動する。
４なら右方、第５相５なら上方へそれぞれ１ステツプ可
動子２０が移動する。
このようにして、第１相１からはじめて、上下。
左右どちらの方向へも１ステツプずつ移動することがで
きる。これを続（）て、１→２→５→３→４゜→１・・
・・・・と励磁すれば、左方へ可動子２０はいくらでも
移動して行く。１→５→４→２→３．→１・・・・・・
とすれば上方に動く、斜めにも、あらゆる方向へ動（プ
る。
きる。これを続（）て、１→２→５→３→４゜→１・・
・・・・と励磁すれば、左方へ可動子２０はいくらでも
移動して行く。１→５→４→２→３．→１・・・・・・
とすれば上方に動く、斜めにも、あらゆる方向へ動（プ
る。
すなわち、第４ 図に表わすように、固定子１０の突起
１０２（これを空白の円）と可動子２０の突起（これを
斜線を施した円）に分けて、５相の可変磁気抵抗形の本
発明一実施例ザーフエイスパルスモータの磁極配置を示
す。
１０２（これを空白の円）と可動子２０の突起（これを
斜線を施した円）に分けて、５相の可変磁気抵抗形の本
発明一実施例ザーフエイスパルスモータの磁極配置を示
す。
いま、１の相の電磁石２１が励磁されている。
−７一
ついで、２の相の電磁石２１を励磁すると可動子２０は
左へ、３の相の電磁石２１への励磁では可動子２０は下
へ、４の相の電磁石２１の励磁では可動子２０は右へ、
５の相の励磁では可動子２０は上へ、それぞれ１ステツ
プ移動する。
左へ、３の相の電磁石２１への励磁では可動子２０は下
へ、４の相の電磁石２１の励磁では可動子２０は右へ、
５の相の励磁では可動子２０は上へ、それぞれ１ステツ
プ移動する。
第５図は本発明の他の実施例における説明図である。
すべての図面において同一符号は同一もしくは相当部分
を示す。
を示す。
この他の実施例は、三角格子１０１の場合に適用した７
相可変磁気抵抗形サーフエイスパルスモータである。
相可変磁気抵抗形サーフエイスパルスモータである。
ここで少し詳しい説明をつけ加える。
第５８図はこの三角格子７相ザーフエイスパルスモータ
の動作説明図である。
の動作説明図である。
固定子１０における固定子突起１０２ａとその次の固定
突起１０２ｂの間隔（ピッチ）をλとし、可動子２０の
突起が１パルスで５０１→５０２→５０３・・・と１ス
テツプずつ動く、その１ステツプ移動の長さをＸとすれ
ば、 したがって ×−λ／Ｊ７＝０．３７８λとなる。なお
、固定子１０の格子１０１に対する可動子１０の移動方
向であるθは θ −ｔ ａ ｎ −１（ＦＴ７ ５ ＞
＝ １ ９ 、 １ ０ ６ ６ ° である。
突起１０２ｂの間隔（ピッチ）をλとし、可動子２０の
突起が１パルスで５０１→５０２→５０３・・・と１ス
テツプずつ動く、その１ステツプ移動の長さをＸとすれ
ば、 したがって ×−λ／Ｊ７＝０．３７８λとなる。なお
、固定子１０の格子１０１に対する可動子１０の移動方
向であるθは θ −ｔ ａ ｎ −１（ＦＴ７ ５ ＞
＝ １ ９ 、 １ ０ ６ ６ ° である。
つまり、７相モータでは各相電磁石２１の相対位置は、
三角格子に対し、角度ｔａｎ−’（Ｅ丁〕５）だけ回転
した三角格子座標系において、第１相に対しそれぞれ第
２相はＯ°方向、第３相は６０°方向、第４相は１２０
°方向、第５相は１８０°方向、第６相は２４０°方向
、第７相は３００°方向にみな格子ピッチの１／「ＴＴ
Ｉプ相差が与えられる。
三角格子に対し、角度ｔａｎ−’（Ｅ丁〕５）だけ回転
した三角格子座標系において、第１相に対しそれぞれ第
２相はＯ°方向、第３相は６０°方向、第４相は１２０
°方向、第５相は１８０°方向、第６相は２４０°方向
、第７相は３００°方向にみな格子ピッチの１／「ＴＴ
Ｉプ相差が与えられる。
さらに、各相電磁石１〜７における移動座標格子１００
の原点（交差点）から、右下へ行く方向を＋Ｘ方向（そ
の逆方向を−Ｘ方向）、右上へ行く方向を＋Ｙ方向（そ
の逆方向を−Ｙ方向）、上へ行く方向を＋Ｚ方向（下へ
行く方向が一７方向）としている。
の原点（交差点）から、右下へ行く方向を＋Ｘ方向（そ
の逆方向を−Ｘ方向）、右上へ行く方向を＋Ｙ方向（そ
の逆方向を−Ｙ方向）、上へ行く方向を＋Ｚ方向（下へ
行く方向が一７方向）としている。
しかして、本発明の別の実施例として次の手段が考えら
れる。
れる。
ａ） 電磁石２１を固定子とし、格子１０１付磁性板を
可動子とすることもできる。
可動子とすることもできる。
ｂ） 同時２相励磁、マイクロステッピング、相順を予
め決めた閉ループ制御運転など、リニアパルスモータと
同様な制御ができる。
め決めた閉ループ制御運転など、リニアパルスモータと
同様な制御ができる。
Ｃ） 歯の断面形状を選ぶことによって、Ｘ方向。
Ｙ方向の保持剛性を自由に設定できる。丸と覆ると、あ
らゆる方向の剛性が一定になる。
らゆる方向の剛性が一定になる。
かくして本発明にＪ：れば、
あ） 可変磁気抵抗形リニアパルスモータを２個Ｘ、Ｙ
方向に用いる従来例は３相×２−６相を必要とするが、
本発明は５相でよい。
方向に用いる従来例は３相×２−６相を必要とするが、
本発明は５相でよい。
い） 歯形の設定によるが、リニアパルスモータＪこり
保持力が大ぎい構造である。保持力剛性を自由に設定で
きる。
保持力が大ぎい構造である。保持力剛性を自由に設定で
きる。
う） パルス分配がＸモ、−夕とＹモータに分配する必
要がないので容易であり、方向と相順が対応するのでロ
ジックが単純になる。
要がないので容易であり、方向と相順が対応するのでロ
ジックが単純になる。
え〉 多相励磁の自由度が多い。マイクロテスラピング
により、大きな分解能が得られる。
により、大きな分解能が得られる。
したがって、本発明は当該分野に寄与するところ著しい
。
。
第１図は本発明の一実施例における要部の構成を表わす
斜視図、第２図は可動子の１つの電磁石の斜視図、第３
図は固定子、可動子の対向面の一部を示す平面図、第４
図はその動作説明図、第４ａ図はその詳細図、第５図お
よび第５ａ図は本発明の他の実施例の説明図である。 １〜５・・・第１相〜第５相の電磁石磁極面（歯）６．
７・・・７相のどきの第６相、第７相の電磁石磁極面（
歯） １０・・・固定子で１０１は格子、１０２は突起をなし
１０３は突起により生じた凹地 ２０・・・可動子 ２１・・・電磁石で２１１はコア、２１２はコイル。 ２１３は磁極面。
斜視図、第２図は可動子の１つの電磁石の斜視図、第３
図は固定子、可動子の対向面の一部を示す平面図、第４
図はその動作説明図、第４ａ図はその詳細図、第５図お
よび第５ａ図は本発明の他の実施例の説明図である。 １〜５・・・第１相〜第５相の電磁石磁極面（歯）６．
７・・・７相のどきの第６相、第７相の電磁石磁極面（
歯） １０・・・固定子で１０１は格子、１０２は突起をなし
１０３は突起により生じた凹地 ２０・・・可動子 ２１・・・電磁石で２１１はコア、２１２はコイル。 ２１３は磁極面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、固定子は、 平板状の磁性体で、表面には正方格子が切つてあり、こ
の格子の交差点には磁性体の突起状の歯を設ける手段と
、 可動子は、 ５相の集中巻電磁石より成り、各電磁石の固定子に相対
する磁極表面には、固定子と同じピッチで磁性体の突起
状の歯をそなえる手段と、 各相電磁石の相対位置は、この正方格子に対し、角度ｔ
ａｎ＾−＾１（１／２）だけ回転したＸ、Ｙの直交座標
系において、第１相に対し、それぞれ、第２相は＋Ｘ方
向、第３相は＋Ｙ方向、第４相は−Ｘ方向、第５相は−
Ｙ方向にみな格子ピッチの１／√５だけ相違が与えられ
る手段と、 可動子は固定子に対し、一定の空隙をもつて対向支持さ
れ、Ｘ方向、Ｙ方向に移動できる手段と、を有すること
を特徴とするサーフェイスパルスモータ。 ２、固定子は、 平板状の磁性体で、表面には三角格子が切つてあり、こ
の格子の交差点には磁性体の突起状の歯を設ける手段と
、 可動子は、 ７相の集中巻電磁石より成り、各電磁石の固定子に相対
する磁極表面には、固定子と同じピッチで磁性体の突起
状の歯をそなえる手段と、 各相電磁石の相対位置は、この三角格子に対し、角度ｔ
ａｎ＾−＾１（√３／５）だけ回転したＸ、Ｙ、Ｚの斜
交座標系において、第１相に対し、それぞれ、第２相は
＋Ｘ方向、第３相は＋Ｙ方向、第４相は＋Ｚ方向、第５
相は−Ｘ方向、第６相は−Ｙ方向、第７相は−Ｚ方向に
みな格子ピッチの１／√７だけ相違が与えられる手段と
、 可動子は固定子に対し、一定の空隙をもつて対向支持さ
れ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動できる手段と、 を有することを特徴とするサーフェイスパルスモータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13701885 | 1985-06-25 | ||
| JP60-137018 | 1985-06-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289467A true JPS6289467A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0546785B2 JPH0546785B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=15188902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61122431A Granted JPS6289467A (ja) | 1985-06-25 | 1986-05-28 | サ−フエイスパルスモ−タ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4706007A (ja) |
| EP (1) | EP0207353B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6289467A (ja) |
| DE (1) | DE3678045D1 (ja) |
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| JP2007214449A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Ushio Inc | ＸＹθ移動ステージ |
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| US6445093B1 (en) | 2000-06-26 | 2002-09-03 | Nikon Corporation | Planar motor with linear coil arrays |
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| JPS52523B2 (ja) * | 1972-05-25 | 1977-01-08 | ||
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-
1986
- 1986-05-27 US US06/866,639 patent/US4706007A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-05-28 JP JP61122431A patent/JPS6289467A/ja active Granted
- 1986-06-16 DE DE8686108213T patent/DE3678045D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-16 EP EP86108213A patent/EP0207353B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0207353A1 (en) | 1987-01-07 |
| DE3678045D1 (de) | 1991-04-18 |
| EP0207353B1 (en) | 1991-03-13 |
| JPH0546785B2 (ja) | 1993-07-14 |
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