JPS63242161A - Magnetic bearing motor of direct-acting type - Google Patents

Magnetic bearing motor of direct-acting type

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JPS63242161A
JPS63242161A JP7365487A JP7365487A JPS63242161A JP S63242161 A JPS63242161 A JP S63242161A JP 7365487 A JP7365487 A JP 7365487A JP 7365487 A JP7365487 A JP 7365487A JP S63242161 A JPS63242161 A JP S63242161A
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teeth
pole
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Abstract

PURPOSE:To smoothly drive a slide at a high speed by exerting the same amount of magnetic force simultaneously, on its slide sections supported in a non- contact manner. CONSTITUTION:A direct-acting type magnetic-bearing motor is composed of a driving gear 28 connected to a load and driving the load, and a controller for controlling this driving and its bearing. The driving gear 28 is composed of a guide member 28A for a stationary guide section mounted on a stationary member 32 and set extensively along the specified slide direction A, and a slide section 28B guided in non-contact with the guide memher 28A. The slide section 28B is almost rectangularparallelopiped-formed, and is provided with a slide main-unit 34 having an almost-'T'-formed space B in the internal section, an electromagnet group in charge of a magnetic bearing, a slide driving electromagnet group, and an X, Y-directional distance sensor. As a result, the slide section 28B slides in a state that it is supported in non-contact with the stationary guide section 28A.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直動形磁気軸受モータに係り、とくにスラ
イド部とこれを案内する固定案内部とを備え、この固定
案内部の磁気力によりスライド部を非接触状態でスライ
ド自在に支持するようにした直動形磁気軸受モータに関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a direct-acting magnetic bearing motor, and particularly includes a sliding portion and a fixed guide portion that guides the slide portion, and the magnetic force of the fixed guide portion The present invention relates to a direct-acting magnetic bearing motor in which a sliding portion is slidably supported in a non-contact manner.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、スライド部とこれを案内する固定案内部とを
有して成る直動形磁気軸受モータとじては、種々の構成
のものが開発され又使用されていが、その多くは、スラ
イド部又は固定案内部の何れか一方に、非接触支持のた
めの磁気軸受部とスライド駆動のためのモータ部とが設
けられた構成を採っている。そして、この磁気軸受部及
びモータ部を装備する手法としては、スライド部又は固
定案内部の何れか一方に対向して各別に設けられた極片
に装備する構成のもの、また同一の極片に両方の励磁コ
イルを巻装する構成のもの、また同一の極片に巻装され
た同一の励磁コイルに磁気軸受用及びスライド駆動用の
信号を重畳して印加する構成のもの等があった。
Conventionally, various configurations of direct-acting magnetic bearing motors that have a sliding part and a fixed guide part that guides the sliding part have been developed and used. A configuration is adopted in which either one of the fixed guide parts is provided with a magnetic bearing part for non-contact support and a motor part for sliding drive. The magnetic bearing section and the motor section can be installed on separate pole pieces facing either the slide section or the fixed guide section, or on the same pole piece. There were configurations in which both excitation coils were wound, and configurations in which magnetic bearing and slide drive signals were applied in a superimposed manner to the same excitation coil wound around the same pole piece.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、前述した従来技術にあっては、装置が大
形で複雑化したり、また、スライド駆動力のスライド方
向に直交成分が磁気軸受の位置を変化させることにより
、振動等が生じて、円滑なスライドをさせることが出来
ないという問題点があった。この問題点は、とくに、高
速のスライド駆動をさせる場合に顕著になっていた。
However, with the above-mentioned conventional technology, the device is large and complicated, and the orthogonal component of the slide driving force in the sliding direction changes the position of the magnetic bearing, causing vibrations and other problems, making it difficult to operate smoothly. There was a problem that it could not be made to slide. This problem has become particularly noticeable when high-speed slide driving is performed.

この発明は、このような従来技術の問題点に着目してな
されたもので、とくに、スライド駆動□のための駆動力
が磁気軸受の位置決めに及ぼす形容を略完全に排除し、
その位置決めをより精度よく行ことができ、円滑且つ高
速なスライド駆動をさせることができる直動形磁気軸受
モータを提供することを、その目的としている。
This invention was made by focusing on the problems of the prior art, and in particular, it almost completely eliminates the effect of the driving force for the slide drive □ on the positioning of the magnetic bearing.
The object of the present invention is to provide a direct-acting magnetic bearing motor that can perform positioning with higher precision and can slide smoothly and at high speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、上記目的を達成するために、この発明は、スラ
イド部と、このスライド可能対向して配設され該スライ
ド部を案内する固定案内部とを備え、この固定案内部又
はスライド部の内の何れか一方の他方に対向する側であ
って該他方に対して対称となる等間隔位置に複数組の極
片を各々設けるとともに、この各極片に磁気軸受用電磁
石を各々設け、前記スライド部を前記固定案内部に対し
て非接触でスライド可能に支承するようにした直動形磁
気軸受モータにおいて、前記スライド部又は固定案内部
の内の何れか一方の前記各極片に対向する側に所定ピッ
チの突出歯を均一に形成し、前記複数組の極片の前記突
出歯に対向する側に該突出歯とは異なるピッチを有する
極片歯からなる極片歯列を各々設け、この複数組の極片
歯列の内、一の組は隣接する他方の組に対し所定位相の
ずれをもって配設するとともに、前記複数組の極片歯列
の極片歯に対し、隣接する極片歯同士が相互に逆極性に
励磁されるよう励磁コイルを各々巻装し、この複数組の
励磁コイルの内、前記スライド部又は固定案内部に対し
て対称な各組励磁コイルに同時に同量の励磁電流を供給
するスライド駆動制御部を備えている。
Therefore, in order to achieve the above object, the present invention includes a sliding part and a fixed guide part disposed slidably facing the sliding part and guiding the sliding part, and a part of the fixed guide part or the sliding part. A plurality of sets of pole pieces are each provided at equally spaced positions symmetrical to the other on the side facing the other, and each of the pole pieces is provided with an electromagnet for magnetic bearing, and the slide portion in a direct-acting magnetic bearing motor that is slidably supported in a non-contact manner with respect to the fixed guide part, on the side opposite to each of the pole pieces of either the slide part or the fixed guide part. protruding teeth having a predetermined pitch are uniformly formed, and pole piece tooth rows each consisting of pole piece teeth having a pitch different from that of the protruding teeth are provided on the side opposite to the protruding teeth of the plurality of sets of pole pieces; Among the sets of pole piece tooth rows, one set is arranged with a predetermined phase shift from the other adjacent set, and the adjacent pole piece teeth are arranged with respect to the pole piece teeth of the plurality of sets of pole piece tooth rows. Each set of excitation coils is wound so that the excitation coils are excited with opposite polarity to each other, and among the plurality of sets of excitation coils, each set of excitation coils that is symmetrical with respect to the sliding part or the fixed guide part is simultaneously excited by the same amount. It is equipped with a slide drive control section that supplies current.

〔作用〕[Effect]

この発明では、スライド駆動制御部から複数組のスライ
ド駆動用の励磁コイルに対して各組毎に順次、励磁電流
が供給されると、各極片歯列の極片歯では、互いに隣接
する歯同士が反対方向に励磁される。このため、この励
磁による磁力線は、磁気軸受用電磁石からの磁力線によ
って強められるものと、反対に弱められるものとを生じ
る。このとき、磁力線が強められる極片歯にかかる電磁
石は、近接している突出歯を吸引する。そして、これが
複数組で順次実行されるため、スライド部は、固定案内
部に対し非接触で支承された状態でスライドする。
In this invention, when the excitation current is sequentially supplied from the slide drive control unit to the excitation coils for slide drive for each set, the pole pieces of each pole piece tooth row are exposed to the adjacent teeth. are excited in opposite directions. Therefore, the lines of magnetic force caused by this excitation are either strengthened by the lines of magnetic force from the magnetic bearing electromagnet or weakened by the lines of magnetic force from the magnetic bearing electromagnet. At this time, the electromagnet connected to the pole piece tooth whose magnetic lines of force are strengthened attracts the adjacent protruding tooth. Since this is performed sequentially in multiple sets, the slide portion slides while being supported in a non-contact manner with respect to the fixed guide portion.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の第1実施例を第1図乃至第12図に基
づいて説明する。この第1実施例は、磁気軸受及びスラ
イド駆動のための電磁石が、スライドする部材側に装備
されている場合を示す。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12. This first embodiment shows a case where a magnetic bearing and an electromagnet for driving the slide are installed on the side of the sliding member.

直動形磁気軸受モータは、本実施例では、直動機器等の
負荷に連結されこれを駆動させる駆動装置28と、この
駆動装置28の駆動及びその磁気軸受を制御する制御装
置30とからなっている。
In this embodiment, the direct-acting magnetic bearing motor includes a drive device 28 that is connected to and drives a load such as a direct-acting device, and a control device 30 that drives the drive device 28 and controls its magnetic bearing. ing.

そして、駆動装置28は、第1図乃至第3図に示すよう
に、固定部材32上に載設され所定のスライド方向Aに
沿って延設された。固定案内部としてのガイド部材28
Aと、このガイド部材28Aに非接触でスライド方向A
に案内されるスライド部28Bとにより構成されている
The drive device 28 was mounted on the fixing member 32 and extended along a predetermined sliding direction A, as shown in FIGS. 1 to 3. Guide member 28 as a fixed guide part
A and the sliding direction A without contacting this guide member 28A.
The slide portion 28B is guided by the slide portion 28B.

この内、スライド部28Bは、略直方体状であってその
内部に略T字状の空間Bを有するスライド本体34と、
横軸X方向(スライド方向AをプラスY方向とする)の
磁気軸受を担う電磁石群36、・・・、36と、スライ
ド駆動用の電磁石群38゜・・・、38と、縦軸Z方向
の磁気軸受を担う電磁石40、・・・、40と、スライ
ド本体34のガイド部材28Aに対するX方向及びZ方
向の距離変位を検出するX方向距離センサ42.42及
びZ方向距離センサ44.・・・、44を有して構成さ
れている。
Of these, the slide portion 28B includes a slide body 34 that is approximately rectangular parallelepiped and has a generally T-shaped space B therein;
Electromagnet groups 36, . . . , 36 that serve as magnetic bearings in the horizontal axis X direction (slide direction A is the plus Y direction), electromagnet groups 38°, 38 for slide driving, and vertical axis Z direction. electromagnets 40, . ..., 44.

本実施例では、X方向の磁気軸受を担う電磁石群36.
・・・、36及びスライド駆動用の電磁石群38、・・
・、38は、各々、スライド本体34の両側の内側面か
ら空間Bに突設する形で所定距離をおいて2群づつ配設
され(第3図参照)、シかも、その両側面においてガイ
ド部材28Aを介して対向する電磁石同士はY軸に対し
て等しい位置になるよう配設されている。
In this embodiment, the electromagnet group 36. which acts as a magnetic bearing in the X direction.
..., 36 and slide drive electromagnet group 38, ...
, 38 are arranged in two groups at a predetermined distance apart from the inside surfaces of the slide body 34 on both sides, respectively, in a manner that they protrude into the space B (see FIG. 3). The electromagnets facing each other with the member 28A in between are arranged at equal positions with respect to the Y axis.

そして、電磁石群36.・・・、36及び38.・・・
And electromagnet group 36. ..., 36 and 38. ...
.

38の各々は、第8図に示すように、スライド本体34
の内部に突設された鉄心48.・・・、48に形成され
ている。これを詳述すると、各鉄心48は、第8図にお
ける左右に形成された2個の熊手状の極片48A、48
Bを各々有し、この極片48A及び48Bは、ガイド部
材28A側に各別に6本づつ形成された極片歯a、・・
・、f及びa /。
38, each of the slide bodies 34 as shown in FIG.
Iron core 48. ..., 48. To explain this in detail, each iron core 48 has two rake-shaped pole pieces 48A and 48 formed on the left and right sides in FIG.
Each of the pole pieces 48A and 48B has six pole piece teeth a, .
・, f and a/.

・・・ f /から成る極片歯列48Aa及び48Ba
を各々有している。そして、各極片48A、48Bの根
幹部分には、第8図に示すように反対向きに磁極を発生
させる励磁コイル50a、50bが各々巻装され、これ
により電磁石・36a、36bが形成されている。また
、各極片歯列48Aa。
... Pole tooth rows 48Aa and 48Ba consisting of f /
Each has As shown in FIG. 8, excitation coils 50a and 50b that generate magnetic poles in opposite directions are wound around the base of each pole piece 48A and 48B, thereby forming electromagnets 36a and 36b. There is. Moreover, each pole piece tooth row 48Aa.

48Baには、一つの歯列内で隣接する歯同士が相互に
逆極性となるよう図示の如く励磁コイル52a、52b
が各別に巻装され、これにより電磁石38a、38bが
形成されている。ここで、鉄心48.・・・、48には
、鉄損を減少させるため、所定形状の珪素鋼板を積層し
たものが使用されている。
48Ba has excitation coils 52a and 52b as shown in the figure so that adjacent teeth in one row of teeth have opposite polarity.
are wound separately, thereby forming electromagnets 38a and 38b. Here, iron core 48. . . , 48 are made of laminated silicon steel plates having a predetermined shape in order to reduce iron loss.

一方、前記ガイド部材28Aにおけるスライド本体34
側の平行両側面には、第1.第8図に示すように、スラ
イド方向Aに直交し且つ同一ピッチの強磁性体から成る
突出歯54.・・・、54が形成されている。
On the other hand, the slide body 34 in the guide member 28A
On both parallel sides of the side, the first. As shown in FIG. 8, protruding teeth 54 made of ferromagnetic material are perpendicular to the sliding direction A and have the same pitch. ..., 54 are formed.

ここで、極片歯a、・・・、f及びa′、・・・ f 
Lのピッチ(これを、ここでは基準の1ピツチとする)
は、突出歯54.・・・、54のピッチに対して1/2
ピッ千大きく設定され、また極片歯列48Aa、−−・
、48Aaは48Ba、 ・・・、48Baに対して1
/4ピツチだけ遅れた位相をもって配設されている。
Here, pole single teeth a, ..., f and a', ... f
L pitch (here, this is the standard 1 pitch)
is the protruding tooth 54. ..., 1/2 for 54 pitches
The pitch is set larger, and the pole tooth row is 48Aa, ---
, 48Aa is 48Ba, ..., 1 for 48Ba
They are arranged with a phase delayed by /4 pitch.

従って、本実施例では、ガイド部材28Aを介して対向
する極片歯列48Aaと48Aa、即ち極片歯a、・・
・、fとa、・・・、fとがY軸方向に同位相であり、
同様に、極片歯列48Baと48Ba1即ち極片歯a 
’、 −・、  f ’とa ’ 、 +++、  f
 tとがY軸方向に同位相になっている。そして、第8
図に示すように、ガイド部材28Aを介して対向する1
対の極片歯列48Aa、48Aaにより1組の極片歯列
Klが形成され、また、隣接する一対の極片歯列48B
a、48Baによりもう1組の極片歯列に2が形成され
、これら二組の極片歯列Kl、に2によりスライド駆動
のための基本グループが形成されている。そして、本実
施例では、この基本グループが2グループ配設されてい
る。また、ガイド部材28Aを介して対向する電磁石3
6aと36a1及び36bと36bがY軸方向に各々同
位相になっている。
Therefore, in this embodiment, the pole piece tooth rows 48Aa and 48Aa facing each other via the guide member 28A, that is, the pole piece teeth a...
・, f and a, ..., f are in phase in the Y-axis direction,
Similarly, pole piece tooth rows 48Ba and 48Ba1, that is, pole piece tooth a
', -・, f' and a', +++, f
t are in the same phase in the Y-axis direction. And the eighth
As shown in the figure, 1 facing each other via the guide member 28A.
A pair of pole piece tooth rows 48Aa and 48Aa form a pair of pole piece tooth rows Kl, and an adjacent pair of pole piece tooth rows 48B
a and 48Ba form another set of pole piece tooth rows 2, and these two sets of pole piece tooth rows K1 and 2 form a basic group for sliding drive. In this embodiment, two basic groups are provided. In addition, the electromagnet 3 facing the guide member 28A
6a and 36a1 and 36b and 36b are in the same phase in the Y-axis direction.

一方、Z方向の磁気軸受を担う電磁石40.・・・。On the other hand, an electromagnet 40 that serves as a magnetic bearing in the Z direction. ....

40は各々、第2.3図に示すように、スライド本体3
4の内面側底部の両サイドであってガイド部材28Aに
近接して対向する所定位置に設けられた鉄心60.・・
・、60と、この鉄心60.・・・。
40 respectively, as shown in FIG. 2.3, the slide body 3
Iron cores 60.4 are provided at predetermined positions on both sides of the bottom of the inner surface of the guide member 28A in close proximity to and opposite to the guide member 28A.・・・
・, 60, and this iron core 60. ....

60に各々巻装された励磁コイル62.・・・、62と
により4基が構成されている。
Excitation coils 62 . ..., 62 constitute four groups.

一方、X方向距離センサ42.42はスライド本体34
の内側一方の側面の両川口(スライド方向Aの前側及び
後側:以下、これを車に「前側」。
On the other hand, the X-direction distance sensor 42.42 is connected to the slide body 34.
Both sides of the inner side (front and rear sides in sliding direction A: hereinafter referred to as the "front side" of the car).

「後側」という)近傍に立設され、また、Z方向距離セ
ンサ44.・・・、44は、スライド本体34の両出口
の内面側底部の両サイド(スライド方向Aに対して前人
、前布、後左、後右:以下、これらを単に「前人」、「
前布」、「後左」、「後右」という)に合計4個が立設
されている。これらの各センサ42,44は各々、スラ
イド本体34からガイド部材28Aまでの距離に応じた
アナログ電圧信号でなる変位信号dx、dzを制御装置
30に出力するようになっている。ここで、各センサ4
2,44が各々複数づつ設けられているのは、スライド
部材28Bの各方向に対する傾きを制御するためである
Z-direction distance sensor 44. . . , 44 are both sides of the inner bottom of both exits of the slide body 34 (front, front cloth, rear left, rear right with respect to the sliding direction A: hereinafter, these will be simply referred to as "front", "
A total of four pieces are erected on the front cloth, rear left, and rear right. Each of these sensors 42 and 44 outputs to the control device 30 displacement signals dx and dz that are analog voltage signals corresponding to the distance from the slide body 34 to the guide member 28A. Here, each sensor 4
The reason why a plurality of numerals 2 and 44 are provided is to control the inclination of the slide member 28B in each direction.

ここで、各センサ42.44は、スライド部28Bが予
め定められたスライドのための基準位置にある場合には
、所定基準値の変位信号dxo。
Here, each sensor 42, 44 outputs a displacement signal dxo of a predetermined reference value when the slide portion 28B is at a predetermined reference position for sliding.

dzoを出力し、この基準位置からセンサ位置までの距
離が大または小になるよう変位した場合には、基準値よ
り小又は大の変位信号dx、dzを出力するようになっ
ている。
dzo, and when the sensor position is displaced such that the distance from the reference position to the sensor position becomes large or small, displacement signals dx, dz smaller or larger than the reference value are output.

次に、制御装置30の構成について説明する。Next, the configuration of the control device 30 will be explained.

制御装置30は、第4図に示すように、前側及び後側の
X方向変位信号dxを入力し、これに基づいて前側及び
後側のX方向の位置決めを行う前側及び後側X方向位置
決め7部30xr及び30Xえと、前方〜後右の位置に
おけるZ方向変位信号dzを入力し、これに基づいて前
方〜後右の各位置のZ方向の位置決めを行う前人〜後右
Z方向位置決め部30ZFL〜30ZRRと、スライド
部28Bのスライド駆動を制御するスライド駆動制御部
30Sとから構成されている。
As shown in FIG. 4, the control device 30 inputs the front side and rear side X direction displacement signals dx, and performs the front side and rear side X direction positioning 7 based on this. The front to rear right Z direction positioning unit 30ZFL inputs the Z direction displacement signal dz at the front to rear right positions to the parts 30xr and 30X, and performs positioning in the Z direction at each of the front to rear right positions based on this. ~30ZRR, and a slide drive control section 30S that controls the slide drive of the slide section 28B.

この内、前側及び後側X方向位置決め部30X、及び3
0XRは、第5図に示すように構成されている。これを
、後側X方向位置決め部30XRを例にとって詳述する
と、後側のX方向距離センサ42から出力されるX方向
変位信号dxに基づきX方向の基準位置からの変位量及
び変位方向を演算しこれに応じた変位差信号Δdxを算
出するX方向変位差演算手段72と、このX方向変位差
演算手段72からの変位差信号Δdxに基づいて後述す
る位置決め信号を出力するX方向磁気軸受制御手段74
と、このX方向磁気軸受制御手段74からの位置決め信
号を増幅(増幅率α)し軸受用の前記励磁コイル50 
a、  50 b、 50 a、  50bに励磁電流
を各々出力するパワーアンプ76A、76Bとにより構
成されている。
Among these, front side and rear side X direction positioning parts 30X, and 3
0XR is configured as shown in FIG. To explain this in detail using the rear X-direction positioning section 30XR as an example, the displacement amount and displacement direction from the reference position in the X direction are calculated based on the X-direction displacement signal dx output from the rear X-direction distance sensor 42. and an X-direction displacement difference calculation means 72 that calculates a displacement difference signal Δdx corresponding to this, and an X-direction magnetic bearing control that outputs a positioning signal to be described later based on the displacement difference signal Δdx from the X-direction displacement difference calculation means 72. Means 74
The positioning signal from the X-direction magnetic bearing control means 74 is amplified (amplification factor α) and the excitation coil 50 for the bearing is
A, 50b, 50a, and 50b are configured by power amplifiers 76A and 76B that output excitation currents, respectively.

そして、X方向変位差演算手段72は、入力するX方向
変位信号dxに対してノイズ除去を行うローパスフィル
タ84と、このローパスフィルタ84の出力の位相を補
償する位相補償回路86と、この位相補償回路86の出
力とX方向の基準位置に相当する基準信号v3゜8とを
比較し変位差信号Δdx=V、。、−dxを演算する比
較回路88とを有している。
The X-direction displacement difference calculation means 72 includes a low-pass filter 84 that removes noise from the input X-direction displacement signal dx, a phase compensation circuit 86 that compensates for the phase of the output of the low-pass filter 84, and a phase compensation circuit 86 that compensates for the phase of the output of the low-pass filter 84. The output of the circuit 86 is compared with the reference signal v3°8 corresponding to the reference position in the X direction, and a displacement difference signal Δdx=V. , -dx.

また、X方向磁気軸受制御手段74は、入力するX方向
の変位差信号Δdxに対してPI演算及びID演算を施
すPID回路90(比例回路90p、積分回路90i、
m分回路90dから成る)と、このPID回路90から
のPI演算出力信号及びID演算出力信号を加算して加
算信号y ixを得る加算回路92とを備え、さらに、
加算信号V、Xと基準バイアス信号v08とを加算して
位置決め信号rvtlX +ViJを出力する加算回路
94と、基準バイアス信号V fi I Xから加算信
号y ixを引算して位置決め信号rV、、X−Vi、
、Jを出力する減算回路95とを有して構成されている
The X-direction magnetic bearing control means 74 also includes a PID circuit 90 (proportional circuit 90p, integral circuit 90i,
an adder circuit 92 for adding the PI calculation output signal and ID calculation output signal from the PID circuit 90 to obtain an addition signal y ix;
An addition circuit 94 that adds the addition signals V, X and the reference bias signal v08 to output a positioning signal rvtl -Vi,
, J.

そして、加算回路9−4の出力側は、パワーアンプ76
Aを介してスライド部28Bの右側の励磁コイルr50
a+50bJ介してアースに至る。
The output side of the adder circuit 9-4 is a power amplifier 76.
The excitation coil r50 on the right side of the slide portion 28B via A
Connected to ground via a+50bJ.

また減算回路95の出力側は、パワーアンプ76Bを介
してスライド部28Bの左側の励磁コイルr50a+5
0bJ介してアースに至る。
The output side of the subtraction circuit 95 is connected to the excitation coil r50a+5 on the left side of the slide portion 28B via the power amplifier 76B.
Connected to ground via 0bJ.

ここで、前側X方向位置決め部30XFは、上述した後
側X方向位置決め部30XRと同様に構成されている。
Here, the front side X-direction positioning section 30XF is configured similarly to the rear side X-direction positioning section 30XR described above.

また、これと同様にして、前人〜後右Z方向位置決め部
30ZFL〜30Z、l、lは、第6図のように構成さ
れている。これを、後左Z方向位置決め部30ZRLを
例にとって詳述すると、この位置決め部30ZRLは、
後左側のZ方向距離センサ44から出力されるZ方向変
位信号dzに基づきZ方向の基準位置からの変位量及び
変位方向を演算しこれに応じた変位差信号Δdzを算出
するZ方向変位差演算手段78と、このZ方向変位差演
算手段78からの変位差信号Δdzに基づいて後述する
位置決め信号を出力するZ方向磁気軸受制御手段80と
、このZ方向磁気軸受制御手段80からの位置決め信号
を増幅(増幅率α)し軸受用の前記励磁コイル62に励
磁電流を出力するパワーアンプ82とにより構成されて
いる。
Similarly, the front-rear right Z direction positioning parts 30ZFL to 30Z, 1, 1 are configured as shown in FIG. To explain this in detail using the rear left Z direction positioning section 30ZRL as an example, this positioning section 30ZRL is
Z-direction displacement difference calculation that calculates the displacement amount and displacement direction from the reference position in the Z-direction based on the Z-direction displacement signal dz output from the rear left Z-direction distance sensor 44, and calculates the corresponding displacement difference signal Δdz. a Z-direction magnetic bearing control means 80 that outputs a positioning signal, which will be described later, based on a displacement difference signal Δdz from the Z-direction displacement difference calculating means 78; The power amplifier 82 amplifies (amplification factor α) and outputs an excitation current to the excitation coil 62 for the bearing.

この内、前記Z方向変位差演算手段78は、前述したX
方向の場合と同様に、ローパスフィルタ96、位相補償
回路98.比較回路100を有して構成され、Z方向の
基準位置に相当する基準信号■8゜2と、変位信号dz
との比較により変位量及びその方向に応じた変位差信号
Δdzを出力する。また、2方向磁気軸受制御手段80
は、前述したX方向の場合と同様に、PI[)演算回路
102、加算回路104.106を有して構成され、入
力する変位差信号Δdzを処理して位置決め信号r V
 s+z ” V izJをパワーアンプ82(増幅率
α)に出力するように設定されている。この内、パワー
アンプ82の出力側は、軸受用の励磁コイル62介して
アースに至る。
Of these, the Z direction displacement difference calculation means 78 is the
As in the case of the direction, a low pass filter 96, a phase compensation circuit 98 . It is configured with a comparison circuit 100, and has a reference signal ■8°2 corresponding to the reference position in the Z direction, and a displacement signal dz.
A displacement difference signal Δdz corresponding to the amount of displacement and its direction is output by comparison with . In addition, the two-way magnetic bearing control means 80
As in the case of the X direction described above, is configured with a PI[) calculation circuit 102 and adder circuits 104 and 106, and processes the input displacement difference signal Δdz to generate a positioning signal r V
s+z'' V izJ is set to be output to the power amplifier 82 (amplification factor α).The output side of the power amplifier 82 is connected to the ground via the excitation coil 62 for the bearing.

ここで、前人、前布、後右の各Z方向位置決め部30 
ZFL、  30 ZFR,30ZRIIは、上述した
後左Z方向位置決め部3−OZ*tと同様に構成されて
いる。
Here, each of the Z-direction positioning parts 30 for the front person, front cloth, and rear right
ZFL, 30 ZFR, and 30ZRII are configured similarly to the rear left Z direction positioning section 3-OZ*t described above.

更に、スライド駆動制御部30Sは、第7図に示すよう
に、方形波を発振する発振器128と、この発振器12
8の出力である方形波列から所定タイミング毎に方形波
を抽出し、これを第1〜第4番目のスライド駆動信号V
、〜■4として並列に出力するタイミング回路130と
、このタイミング回路130の出力の内、第3,4番月
の出力v3、■4に対しては、その信号を反転させる反
転回路132.134と、これらの第1〜第4番目のス
ライド駆動信号■1〜v4を各別に増幅するパワーアン
プ136A〜136D(増幅率α)とを備えて構成され
ている。ここで、各スライド駆動信号V、−V4は、各
々、前の信号の立ち下がり又は立ち上がりに同期して、
次の信号がアースレベルから所定レベルまで順次立ち上
がり又は立ち下がるようになっている。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the slide drive control section 30S includes an oscillator 128 that oscillates a square wave,
A square wave is extracted at a predetermined timing from the square wave train that is the output of 8, and is used as the first to fourth slide drive signals V.
, ~ ■4, and an inverting circuit 132 and 134 for inverting the signals for outputs v3 and ■4 of the third and fourth months among the outputs of this timing circuit 130. and power amplifiers 136A to 136D (amplification factor α) that amplify the first to fourth slide drive signals ■1 to v4, respectively. Here, each slide drive signal V, -V4 is synchronized with the falling or rising edge of the previous signal, respectively.
The next signal sequentially rises or falls from the ground level to a predetermined level.

そして、パワーアンプ136A、136Cの出力側は共
に、スライド駆動用の相互に対向して配設された2グル
ープの励磁コイル52a、52a及び52a、52aを
介してアースに至り、閉回路が形成されている。また、
パワーアンプ136B、136Dの出力側は共に、スラ
イド駆動用の相互に対向して配設された2グループの励
磁コイル52b、52b及び52b、52bを介してア
ースに至り、閉回路が形成されている。
The output sides of the power amplifiers 136A and 136C are both connected to the ground via two groups of excitation coils 52a, 52a and 52a, 52a arranged facing each other for driving the slide, forming a closed circuit. ing. Also,
The output sides of the power amplifiers 136B and 136D are both connected to the ground via two groups of excitation coils 52b, 52b and 52b, 52b arranged facing each other for driving slides, forming a closed circuit. .

次に、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

本装置の電源が投入されると、各電気回路がオンとなり
、磁気軸受動作及びスライド駆動動作が開始される。
When the power of this device is turned on, each electric circuit is turned on, and magnetic bearing operation and slide drive operation are started.

まず、磁気軸受けの動作について説明する。First, the operation of the magnetic bearing will be explained.

電源オンに伴って、スライド部28Bに装備されている
X方向距離センサ42.42及び2方向距離センサ44
.・・・、44は、それぞれの方向成分のガイド部材2
8Aからの位置に応じた変位信号dx及びdzを各方向
の変位差演算手段72゜72及び78.・・・、78に
出力する。
When the power is turned on, the X-direction distance sensor 42, 42 and the two-direction distance sensor 44 equipped on the slide portion 28B
.. ..., 44 are guide members 2 for each direction component.
72 and 78. ..., output to 78.

ここで、後側におけるX方向制御を例にとって ′説明
する。X方向変位信号dxは、X方向変位差演算手段7
2により、−前述したように、スライド部28Bがガイ
ド部材28Aに対する基準位置から変位していた方向及
びその量に応じて正または負の値の変位差信号Δdxに
変換され、X方向磁気軸受制御手段74に出力される。
Here, X-direction control on the rear side will be explained as an example. The X-direction displacement signal dx is generated by the X-direction displacement difference calculation means 7.
2, - As described above, the displacement difference signal Δdx is converted into a positive or negative displacement signal Δdx depending on the direction and amount in which the slide portion 28B is displaced from the reference position with respect to the guide member 28A, and X-direction magnetic bearing control is performed. It is output to means 74.

そして、変位差信号Δdxは、X方向磁気軸受制御手段
74において前述したように処理され、位置決め信号r
 V@、x + VtxJ 、r Vs+*  Vtx
Jがパワーアンプ76A、76Bに各々出力される。こ
れらの位置決め信号rV、、X+V、XJ及びr v 
−+ Xvi」は、各々、パワーアンプ76A及び76
Bでα倍され、励磁コイル「50a+50b」及びr5
0a+50bJに各列に印加され、これによってガイド
部材28Aを介する左側及び右側では磁力の強弱が反対
になる。
Then, the displacement difference signal Δdx is processed as described above in the X-direction magnetic bearing control means 74, and the positioning signal r
V@, x + VtxJ, r Vs+* Vtx
J is output to power amplifiers 76A and 76B, respectively. These positioning signals rV, , X+V, XJ and r v
-+Xvi" are power amplifiers 76A and 76, respectively.
B is multiplied by α, excitation coil “50a+50b” and r5
0a+50bJ is applied to each column, so that the strength of the magnetic force is opposite on the left and right sides of the guide member 28A.

例えば、スライド部28Bがその基準位置よりプラスX
軸方向に対してθだけ変位していた(つまり第5図にお
ける右側に変位していた)場合には、変位信号dxが基
準信号V8゜8より大きくなり、Δdx及びV□が負の
値となる。このため、「V□X+ViXJが基準位置に
おける値v8□より小さくなり、反対にrV−ix  
VtxJが基準位置における値■、1.より大きくなる
。従って、左側のコイルr50a+50bJでは、ガイ
ド部材28Aに対する吸引力が強められ、右側のコイル
r50a+50bJでは、その吸引力が弱められ、結局
、スライド部28Bの後側は、第5図における左側に戻
される。
For example, if the slide portion 28B is plus X from its reference position,
If it is displaced by θ in the axial direction (that is, displaced to the right in Fig. 5), the displacement signal dx becomes larger than the reference signal V8°8, and Δdx and V□ take negative values. Become. Therefore, "V□X+ViXJ becomes smaller than the value v8□ at the reference position, and conversely
VtxJ is the value at the reference position ■, 1. Become bigger. Therefore, the attraction force for the guide member 28A is strengthened in the left coil r50a+50bJ, and the attraction force is weakened in the right coil r50a+50bJ, and the rear side of the slide portion 28B is eventually returned to the left side in FIG. 5.

これとは反対に、スライド部28Bの後側がその基準位
置より第5図における左側に変位していた場合には、変
位信号dxが基準信号V sawより小さくなり、Δd
x及びvixが正の値となる。このため、「■□や+V
iX」が基準位置における値V s + xより大きく
なり、反対にrV、、、−V、、Jが基準位置における
値V s I xより小さくなり、上述とは反対に作用
して、スライド部28Bの後側は右側に戻される。
On the contrary, if the rear side of the slide portion 28B is displaced to the left in FIG. 5 from its reference position, the displacement signal dx becomes smaller than the reference signal V saw, and Δd
x and vix take positive values. For this reason, “■□ and +V
iX" becomes larger than the value V s + x at the reference position, and conversely, rV, , -V, , J becomes smaller than the value V s I x at the reference position, acting contrary to the above, the sliding portion The rear side of 28B is returned to the right side.

上述した位置制御は、スライド部28Bの前側において
も同様に独立して行われ、その傾きも合わせて是正され
る。
The above-described position control is similarly performed independently on the front side of the slide portion 28B, and the inclination thereof is also corrected.

このようにして、スライド部28Bは、磁力が均衡する
位置、即ち基準位置に保持される。そして、この基準位
置に位置決めされると、変位信号dx=基準信号V、。
In this way, the slide portion 28B is held at the position where the magnetic forces are balanced, that is, at the reference position. When positioned at this reference position, the displacement signal dx=reference signal V.

8であるから、変位信号dxから求められる値y ix
は零となる。このため、左右の軸受用の励磁コイルr5
0a+50bJ、・・・、r50a+50bJに各列に
印加される位置決め信号は、ともに相等しいαV S 
I Xとなって左右両側で均衡し、スライド部28Bは
そのまま基準位置に保持される。
8, the value y ix found from the displacement signal dx
becomes zero. For this reason, the excitation coil r5 for the left and right bearings
The positioning signals applied to each column of 0a+50bJ, . . . , r50a+50bJ are equal to αV S
IX, which is balanced on both the left and right sides, and the slide portion 28B is held at the reference position as it is.

ところで、上述の基準位置での保持状態におけるX方向
支承用の電磁石36a、36b及び36a、36bによ
る磁気回路を、第8図に示す。
By the way, FIG. 8 shows a magnetic circuit formed by the electromagnets 36a, 36b and 36a, 36b for X-direction support in the state of holding at the above-mentioned reference position.

この電磁石36a、36b及び36a、36bは、同図
に示すように、交互に反対極性となるよう励磁される。
The electromagnets 36a, 36b and 36a, 36b are alternately excited to have opposite polarities, as shown in the figure.

このとき、例えば右側の電磁石36bのN極から出た磁
力線(同図中の点線参照)は、鉄心48の背面側の部分
48Kを通って隣接する電磁石36aのS極に入る。そ
して、電磁石36aのN極から出た磁力線は、各々、極
片歯a。
At this time, for example, a line of magnetic force (see the dotted line in the figure) emerging from the N pole of the right electromagnet 36b passes through the back side portion 48K of the iron core 48 and enters the S pole of the adjacent electromagnet 36a. The lines of magnetic force coming out from the N pole of the electromagnet 36a each form a pole piece tooth a.

・・・、f、空隙、ガイド部材28Aの突出歯54゜・
・・、54、ガイド部材28A、再び、突出歯54゜・
・・、54、空隙、及び極片歯a′、・・・’(/を順
次弁して、電磁石36bのS極にもどり、これによって
閉磁路が形成される。
..., f, gap, protruding tooth 54° of guide member 28A.
..., 54, guide member 28A, protruding tooth 54° again
. . , 54, the air gap, and the pole piece teeth a', .

また、これに対向する左側の電磁石36a、36bでも
上述と同様にして、図中の点線矢印で示す閉ループにな
る。
Further, the electromagnets 36a and 36b on the left side facing this form a closed loop as shown by the dotted line arrow in the figure in the same manner as described above.

このとき、前述したように、各極片歯列48Aa及び4
8Baは、突出歯54.・・・、54に対して、その位
相が1/2ピフチずれ、且つ、各極片歯列48Aaは4
8Baに対してその位相が1/4ピフチずれているため
、例えば第8図に示す位置(左右の電磁石36aにかか
る極片歯a、  c。
At this time, as described above, each pole piece tooth row 48Aa and 4
8Ba has protruding teeth 54. ..., the phase is shifted by 1/2 pift with respect to 54, and each pole piece tooth row 48Aa is 4
Since the phase is shifted by 1/4 pift with respect to 8Ba, for example, the position shown in FIG. 8 (pole teeth a, c on the left and right electromagnets 36a)

eと二個おき毎の突出歯54,54.54の位相が合致
する位置)に静止している。このようにして、各々対向
する電磁石36as36a及び36b、36b同士によ
る磁力がバランスされ(他の電磁石の組でも同様)、ス
ライド部28BがX方向に非接触で保持されている。
e and the phase of every second protruding tooth 54, 54.54 matches). In this way, the magnetic forces caused by the electromagnets 36as36a, 36b, and 36b facing each other are balanced (the same applies to other sets of electromagnets), and the slide portion 28B is held in the X direction in a non-contact manner.

また、前人〜後右側のZ方向の磁気軸受の動作も前述と
同様にして行われる。つまり、スライド部28Bのガイ
ド部材28Aに対するZ方向の変位量及び変位方向に応
じて検出されたZ方向変位信号dzに基づいて、当該変
位を是正する量の位置決め信号α(View +Vig
)が形成される。そして、信号dzの大小によって信号
α(vs+z”V 、、)が小さく又は大きく設定され
、スライド部28Bの自重と釣り合うようにして、スラ
イド部28BのZ方向の変位が是正され基準位置に戻さ
れる。このとき、この位置決めがその前人〜後右側の4
カ所で独立して行われるため、スライド部28BのZ方
向の位置決め及び傾き並びにZ方向・の傾きも合わせて
是正される。
Further, the operation of the magnetic bearings in the Z direction from the front to the rear right side is performed in the same manner as described above. That is, based on the Z-direction displacement signal dz detected according to the Z-direction displacement amount and displacement direction of the slide portion 28B with respect to the guide member 28A, the positioning signal α (View + Vig
) is formed. Then, the signal α (vs+z''V,,) is set small or large depending on the magnitude of the signal dz, and is balanced with the own weight of the slide part 28B, so that the displacement of the slide part 28B in the Z direction is corrected and returned to the reference position. At this time, this positioning is from the front to the rear right side.
Since the correction is performed independently at several locations, the positioning and inclination of the slide portion 28B in the Z direction and the inclination in the Z direction are also corrected.

以上の動作により、スライド部28Bが、X。With the above operation, the slide portion 28B moves to the position X.

Y方向及びZ方向に対して非接触で支承され、しかも予
め定められた基準位置に的確に位置決めされる。
It is supported in a non-contact manner in the Y direction and the Z direction, and is precisely positioned at a predetermined reference position.

一方、後述するスライド駆動等において、負荷変動等の
外乱によりスライド部28Bがそのスライド基準位置か
らずれた場合には、この変位状況が各センサ42,42
.44.・・・、44により直ちに検出され、これに基
づき前述したと同様の位置修正動作が実行される。した
がって、スライド部は、直ちに元の基準位置に復帰する
On the other hand, when the slide portion 28B deviates from its slide reference position due to external disturbances such as load fluctuations in slide driving, etc., which will be described later, this displacement situation is detected by each sensor 42, 42.
.. 44. . . , 44, and based on this, the same position correction operation as described above is executed. Therefore, the slide portion immediately returns to its original reference position.

次に、スライド駆動動作を第9図乃至第12図に基づい
て説明する。これらの図は、前述した基本グループの1
つについて示す。
Next, the slide driving operation will be explained based on FIGS. 9 to 12. These diagrams represent one of the basic groups mentioned above.
I will show you about one.

まず、前述した第8図に示す状態において、スライド駆
動制御部30Sからスライド駆動信号■、が、左右両側
のスライド駆動用の励磁コイル52a、52aの入力端
子INのみに同時に供給されると、第9図の如く励磁電
流が流れる。このとき、両電磁石38aのa、c、eの
極片歯では、電磁石36aによる磁力線と電磁石38a
による磁力線が同−向きであるので強められ、またす。
First, in the state shown in FIG. 8 described above, when the slide drive signal (2) is simultaneously supplied from the slide drive control section 30S to only the input terminals IN of the excitation coils 52a, 52a for slide drive on both the left and right sides, Excitation current flows as shown in Figure 9. At this time, at the pole pieces a, c, and e of both electromagnets 38a, the lines of magnetic force due to the electromagnet 36a and the electromagnet 38a
Since the lines of magnetic force due to the magnetic field are in the same direction, they are strengthened and reversed.

d、fの極片歯では、磁力線が反対向きであるので相殺
又は弱められる。このとき、隣接する電磁石38b、3
8bは非励磁の状態であり、突出歯の54.・・・、5
4の内の第9図における任意の歯■、■に着目すると、
−この歯■、■は極片歯d l。
In the pole pieces d and f, the lines of magnetic force are in opposite directions, so they are canceled out or weakened. At this time, adjacent electromagnets 38b, 3
8b is in a non-excited state, and the protruding tooth 54. ..., 5
Focusing on arbitrary teeth ■ and ■ in Figure 9 of 4,
-These teeth ■ and ■ are pole single teeth d l.

d′に対して、各々1/4ピツチの距離にあり、一番近
接している。
They are each located at a distance of 1/4 pitch from d' and are the closest.

上述の状態から、第10図の如く、スライド駆動信号■
1の立ち下がりに同期してスライド駆動信号v2がコイ
ル52b、52bの入力端子INのみに同時に印加され
る。これにより、左右両側の電磁石38bの極片歯b’
、d’、Mの極片歯では、各々、電磁石38bによって
磁力線が強められ、またa′、  ′、e′の極片歯で
は、磁力線が相殺又は弱められる。このため、前述した
歯■、■に極片歯d’、d’が各々吸引され、該突出歯
■、■の位置に到達する。即ち、スライド部28B全体
がスライド方向Aに1/4ピツチだけスライドしたこと
なる。このとき、突出歯の54、・・・、54の内の第
10図における任意の他の歯■、■に着目すると、この
歯■、■は、両電磁石38aの極片歯f、fに対して、
一番近接しl/4ピツチの距離にある。
From the above state, as shown in Figure 10, the slide drive signal ■
The slide drive signal v2 is simultaneously applied only to the input terminals IN of the coils 52b and 52b in synchronization with the falling edge of the signal V1. As a result, the pole piece tooth b' of the left and right electromagnets 38b is
, d', and M, the lines of magnetic force are strengthened by the electromagnet 38b, and the lines of magnetic force are canceled out or weakened at the pole teeth a', ', and e'. For this reason, the pole piece teeth d', d' are attracted by the aforementioned teeth (2), (2), respectively, and reach the positions of the protruding teeth (2), (3). That is, the entire slide portion 28B has slid in the sliding direction A by 1/4 pitch. At this time, if we pay attention to arbitrary other teeth ■, ■ in FIG. 10 among the protruding teeth 54, . for,
The closest one is at a distance of 1/4 pitch.

さらに、上述の状態から、第1)図の如く、スライド駆
動信号v2の立ち下がりに同期してスライド駆動信号V
、が再びコイル52a、52aの入力端子INのみに同
時に印加される。これにより、両電磁石38aは前述し
た第9図と反対に励磁される。このため、極片歯f、f
が前述した歯■、■の磁力により接面■、■の位置まで
吸引される。即ち、スライド部28B全体が更にスライ
ド方向Aに1/4ピツチだけスライドする。このとき、
両電磁石38bでは、■、■の後の歯■。
Furthermore, from the above state, as shown in FIG. 1), the slide drive signal V
, are again simultaneously applied only to the input terminals IN of the coils 52a, 52a. As a result, both electromagnets 38a are excited in the opposite direction to that shown in FIG. 9 described above. For this reason, one pole tooth f, f
is attracted to the contact surfaces ■ and ■ by the magnetic force of the teeth ■ and ■ described above. That is, the entire slide portion 28B further slides in the sliding direction A by 1/4 pitch. At this time,
In both electromagnets 38b, the tooth ■ after ■ and ■.

■が極片歯c l 、  c /に各々1/4ピツチの
距離にあり一番接近している。
■ is closest to the pole teeth c l and c / at a distance of 1/4 pitch from each other.

さらに、上述の状態から、第12図に示す如く、スライ
ド駆動信号v3の立ち上がりに同期してスライド駆動信
号v4がコイル52b、52bのINのみに同時に印加
される。これにより、左右両側の電磁石38bは前述し
た第10図と反対に励磁される。このため、極片歯C′
、C′が前述した歯■、■からの磁力により接面■、■
の位置まで吸引される。即ち、スライド部28B全体が
更にスライド方向Aに174ピツチだけスライドする。
Furthermore, from the above state, as shown in FIG. 12, the slide drive signal v4 is simultaneously applied only to the IN of the coils 52b and 52b in synchronization with the rise of the slide drive signal v3. As a result, the left and right electromagnets 38b are excited in the opposite direction to that shown in FIG. 10 described above. For this reason, the pole tooth C′
, C' is in contact with the contact surfaces ■, ■ due to the magnetic force from the teeth ■, ■ mentioned above.
It is sucked up to the position. That is, the entire slide portion 28B further slides in the sliding direction A by 174 pitches.

このようにして、スライド駆動信号■1〜■4の繰り返
し入力により前述した第9図乃至第12図のスライド動
作が繰り返され、しかもこの動作はもう一方のグループ
(2組)の電磁石38a。
In this way, by repeatedly inputting the slide drive signals (1) to (4), the slide operations shown in FIGS. 9 to 12 described above are repeated, and this operation is performed by the electromagnets 38a of the other group (two sets).

38b、38a、38bでも同様にして行われるから、
スライド部28Bはスライド方向Aにほぼ連続的にスラ
イドする。このとき、そのスライド駆動に伴う吸引力の
X方向成分は、スライド部28Bの左右両側で各組毎に
相殺されるので、前述した磁気軸受に位置変化を招来さ
せるような影響は何ら生じないこととなる。またスライ
ド駆動信号■1〜■4の繰り返し周期を短くすることに
より、より高速でスライドさせることができる。
38b, 38a, and 38b are also done in the same way, so
The slide portion 28B slides substantially continuously in the slide direction A. At this time, the X-direction component of the attractive force accompanying the slide drive is canceled out for each set on both the left and right sides of the slide portion 28B, so that no effect that causes the position change of the magnetic bearing described above occurs. becomes. Further, by shortening the repetition period of the slide drive signals (1) to (4), it is possible to slide at a higher speed.

本実施例は以上のようであるから、種々の利点を有する
。まず、スライド部材28Aを介して対称に対向する位
置において磁力によるスライド駆動力をスライド部28
Bに作用させているため、そのスライド駆動力のX方向
成分が相殺され、磁気軸受位置に対しスライドに伴う磁
気軸受位置の変化等の影響を及ぼさないことから、スラ
イド部28Bの位置決めをより高精度に行うことができ
、高速でスライドさせることができる。これとともに、
ガイド部材28Aの両側で吸引駆動していることから、
その一方のみの場合に比較してより大きなトルクを得る
ことができる。また、ガイド部材28Aの突出歯とスラ
イド部28Bの極片歯との間では、常に、それらの位相
が合致する歯が、左右両側においてほぼ平均して分布す
るようになっているため、その合致する歯が局所的なも
のに比較して、スライド部28Bの歪をより小さくさせ
ることができ、これによっても、スライド部28Bの高
精度な位置制御及び高速駆動を促進させることができる
As described above, this embodiment has various advantages. First, a slide driving force due to magnetic force is applied to the slide portion 28 at symmetrically opposing positions via the slide member 28A.
B, the X-direction component of the slide driving force is canceled out, and there is no effect on the magnetic bearing position due to changes in the magnetic bearing position due to sliding. It can be done with precision and can be slid at high speed. Along with this,
Since the suction drive is performed on both sides of the guide member 28A,
Larger torque can be obtained compared to the case of only one of them. Furthermore, between the protruding teeth of the guide member 28A and the pole piece teeth of the slide portion 28B, the teeth whose phases match each other are distributed almost evenly on both the left and right sides. Compared to the case where the teeth are localized, the distortion of the slide portion 28B can be made smaller, and this also facilitates highly accurate position control and high-speed driving of the slide portion 28B.

また、スライド駆動用の励磁コイル52a、・・・。In addition, excitation coils 52a, . . . for driving the slide.

52a及び52b、 ・、52bは、極片48A。52a and 52b, ., 52b are pole pieces 48A.

・・・、48A、48B、・・・、48Bに各々設けた
極片歯a、・・・、f及びal、・・・、f′の各々に
巻装させているため、軸受用の励磁コイル50a、・・
・。
..., 48A, 48B, ..., 48B are wound around the pole piece teeth a,..., f and al,..., f', respectively, so that the excitation for the bearing is Coil 50a...
・.

50a及び50b、・・・、50bによる閉磁路とは異
なった閉磁路を形成することから、これらの磁路を共通
とする場合のように、スライド駆動信号■1〜■4によ
って励磁コイル50a、・・・、50a及び50b、・
・・、50bに逆起電力を生じさせ磁気軸受動作を乱す
ということが少な(なり、従って、当該信号■1〜V4
の繰り返し周期をより短くして、高速駆動をさせること
ができる。
Since a closed magnetic path different from the closed magnetic path formed by 50a and 50b, . . . , 50b is formed, the excitation coils 50a, ..., 50a and 50b,
..., it is less likely that a back electromotive force will be generated in 50b and the magnetic bearing operation will be disturbed (therefore, the corresponding signals ■1 to V4
By shortening the repetition period, high-speed driving can be achieved.

さらに、スライド部28B側の極片歯a、・・・。Furthermore, the pole piece teeth a on the side of the slide portion 28B, . . .

f及びa′、・・・ f /を単なる磁路とぜず、これ
にスライド駆動用の励磁コイル52a、・・・、52a
及び52b、・・・、52bを巻き、積極的に利用して
いることから、極片歯a、・・・、f及びa′。
f and a', . . . f / are not just magnetic paths, but excitation coils 52a, .
and 52b, . . . , 52b are wound and actively utilized, so the pole pieces teeth a, . . . , f and a′.

・・・、Mとは別の位置に当該コイル52a、・・・。. . . The coil 52a is located at a different position from M.

52a及び52b、・・・、52bを巻装する場合に比
較して、駆動装置28全体をより小型化できるという利
点も有している。
It also has the advantage that the entire drive device 28 can be made more compact compared to the case where the windings 52a, 52b, . . . , 52b are wound.

次に、第2.3実施例を説明する。Next, the second and third embodiments will be explained.

まず、第2実施例は、前述した第1実施例において、ス
ライド駆動開始時に、軸受用の励磁コイル50a、 ・
、50a及び50b、−,50bに対しても、スライド
駆動信号V、〜V4(共に正又は負のパルス信号)を軸
受用信号に重畳させて印加させるという構成を付加した
ものである。これによれば、その作用効果は前述した実
施例のものと同等になるほか、スライド開始トルクを大
きくすることができるという利点を有する。
First, in the second embodiment, in the first embodiment described above, at the start of slide drive, the excitation coil 50a for the bearing,
, 50a, 50b, -, 50b, a configuration is added in which slide drive signals V, to V4 (both positive or negative pulse signals) are applied superimposed on the bearing signal. According to this, the effect is equivalent to that of the above-mentioned embodiment, and also has the advantage that the slide start torque can be increased.

また、第3実施例としては、前述した第1実施例におい
て、磁気軸受用電磁石に永久磁石を使用し、スライド駆
動用のコイル52a、・・・、52a及び52b、・・
・、52bは極力、インダクタンスが小さいコイルとし
たものである。これによれば、その作用効果は前述した
第1実施例と同等になるほか、スライド駆動信号V、−
V4の立ち上がり又は立ち下がりにおいて、コイルに生
じる自己誘導逆起電力が小さくなり、より剛性を高める
ことができる。
Further, as a third embodiment, in the first embodiment described above, a permanent magnet is used as the magnetic bearing electromagnet, and the slide drive coils 52a, . . . , 52a and 52b, .
. , 52b are coils with as low inductance as possible. According to this, the effect is equivalent to that of the first embodiment described above, and the slide drive signals V, -
At the rise or fall of V4, the self-induced back electromotive force generated in the coil becomes smaller, making it possible to further increase the rigidity.

なお、上述した各実施例においては、磁気軸受用及びス
ライド駆動用の電磁石をスライド部28B側に設けると
したが、本発明は必ずしもこれに限定されず、ガイド部
材28A側に装備するとしてもよい。     − また、前述した各実施例では、スライド駆動用の電磁石
のグループ数、突出歯及び極片歯のピッチ、並びに極片
歯の位相のずれは、必ずしも前述したものに限定される
ものではない。
In each of the embodiments described above, the electromagnets for magnetic bearings and for driving the slide were provided on the slide portion 28B side, but the present invention is not necessarily limited to this, and they may be provided on the guide member 28A side. . - Furthermore, in each of the embodiments described above, the number of groups of electromagnets for driving the slide, the pitch of the protruding teeth and the pole piece teeth, and the phase shift of the pole piece teeth are not necessarily limited to those described above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、この発明によれば、スライド
部を非接触で支承した状態で、当該スライド部に対する
対称位置からスライド駆動のための磁気力を同時に同量
だけ当該スライド部に作用させ、これを複数の組で繰り
返すことにより当該スライド部を駆動させるとしたため
、スライド部に作用する駆動力のスライド方向に対する
直交成分がほぼ完全に均衡することから、磁気軸受のス
ライド位置が変化する等、磁気軸受に影響を与えるとい
う事態をほぼ完全に排除でき、これによってスライド方
向の位置決めをより精度よく行うことができ、一方、磁
気軸受用の閉磁路とスライド駆動用の閉磁路とが重畳し
ない構成になっているため、スライド駆動用の励磁電流
によって磁気軸受の磁路を乱すという事態を回避でき、
これがため、複数組のスライド駆動用の励磁コイルに対
する切換をより高速で行うことができることから、従来
技術に比較して、より円滑で高速走行の直動形磁気軸受
モータを得ることができるという優れた効果が得られる
As explained above, according to the present invention, while the slide part is supported in a non-contact manner, magnetic force for driving the slide is simultaneously applied to the slide part by the same amount from a symmetrical position with respect to the slide part, By repeating this in multiple sets to drive the slide part, the component orthogonal to the sliding direction of the driving force acting on the slide part is almost completely balanced, so the slide position of the magnetic bearing changes, etc. It is possible to almost completely eliminate the situation where the magnetic bearing is affected, which allows for more accurate positioning in the sliding direction.On the other hand, the closed magnetic path for the magnetic bearing and the closed magnetic path for the slide drive do not overlap. , it is possible to avoid the situation where the excitation current for driving the slide disturbs the magnetic path of the magnetic bearing.
This makes it possible to switch over the excitation coils for multiple sets of slide drives at higher speeds, which is an advantage in that it is possible to obtain a direct-acting magnetic bearing motor that runs smoother and at higher speeds than the conventional technology. You can get the same effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第1実施例にかかる駆動装置の概略
を示す斜視図1、第2図は第1図のn−■線に沿った横
断面図、第3図は第2図のI[I−I[1線に沿った断
面図、第4図は第1実施例の制御装置を示すブロック図
、第5図は第4図の制御装置の内のX方向位置決め部の
ブロック図、第6図は第4図の制御装置の内のZ方向位
置決め部のブロック図、第7図は第4図の制御装置の内
のスライド駆動制御部のブロック図、第8図は磁気軸受
状態の磁気回路の一部分を示す説明図、第9図乃至第1
2図はスライド駆動動作を説明するための説明図である
。 図中、28Aは固定案内部としてのガイド部材、28B
はスライド部、303はスライド駆動制御部、36.・
・・、36はX方向支承用の電磁石、38、・・・、3
8はスライド駆動用の電磁石、40゜・・・、40はZ
方向支承用の電磁石、48A、・・・。 48A、48B、 ・、48Bは極片、48Aa。 ・・・−48Aa、48Ba、+・+、48Baは極片
歯列、54.・・・、54は突出歯、52a、・・・、
52a、52b、・・・、52bはスライド駆動用の励
磁コイル、a、・・・、f、a’、・・・、f′は極片
歯である。
FIG. 1 is a perspective view 1 schematically showing a drive device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line n-■ in FIG. 1, and FIG. 4 is a block diagram showing the control device of the first embodiment, and FIG. 5 is a block diagram of the X-direction positioning section of the control device in FIG. 4. , FIG. 6 is a block diagram of the Z-direction positioning section of the control device in FIG. 4, FIG. 7 is a block diagram of the slide drive control section of the control device in FIG. 4, and FIG. 8 is a magnetic bearing state. 9 to 1 are explanatory diagrams showing a part of the magnetic circuit of
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the slide driving operation. In the figure, 28A is a guide member as a fixed guide part, 28B
303 is a slide portion, 303 is a slide drive control portion, and 36.・
..., 36 is an electromagnet for X-direction support, 38, ..., 3
8 is an electromagnet for driving the slide, 40°..., 40 is Z
Electromagnet for directional support, 48A,... 48A, 48B, 48B is a pole piece, 48Aa. ...-48Aa, 48Ba, +/+, 48Ba are pole single tooth rows, 54. ..., 54 is a protruding tooth, 52a, ...,
52a, 52b, . . . , 52b are excitation coils for driving the slide, and a, . . . , f, a', .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スライド部と、このスライド部に対向して配設さ
れ該スライド部を案内する固定案内部とを備え、この固
定案内部又はスライド部の内の何れか一方の他方に対向
する側であって該他方に対して対称となる等間隔位置に
複数組の極片を各々設けるとともに、この各極片に磁気
軸受用電磁石を各々設け、前記スライド部を前記固定案
内部に対して非接触でスライド可能に支承するようにし
た直動形磁気軸受モータにおいて、 前記スライド部又は固定案内部の内の何れか一方の前記
各極片に対向する側に所定ピッチの突出歯を均一に形成
し、 前記複数組の極片の前記突出歯に対向する側に該突出歯
とは異なるピッチを有する極片歯からなる極片歯列を各
々設け、 この複数組の極片歯列の内、一の組は隣接する他方の組
に対し所定位相のずれをもって配設するとともに、 前記複数組の極片歯列の極片歯に対し、隣接する極片歯
同士が相互に逆極性に励磁されるよう励磁コイルを各々
巻装し、 この複数組の励磁コイルの内、前記スライド部又は固定
案内部に対して対称な各組励磁コイルに同時に同量の励
磁電流を供給するスライド駆動制御部を備えたことを特
徴とする直動形磁気軸受モータ。
(1) Comprising a sliding part and a fixed guide part disposed opposite to the sliding part and guiding the sliding part, and on the side of either the fixed guide part or the sliding part facing the other. A plurality of sets of pole pieces are provided at equidistant positions symmetrical to the other pole pieces, and each pole piece is provided with an electromagnet for magnetic bearing, so that the sliding part does not come into contact with the fixed guide part. In a direct-acting magnetic bearing motor that is slidably supported in a linear motion type magnetic bearing motor, protruding teeth with a predetermined pitch are uniformly formed on the side of either the sliding portion or the fixed guide portion facing the respective pole pieces. , a pole piece tooth row consisting of pole piece teeth having a pitch different from that of the protruding teeth is provided on the side opposite to the protruding teeth of the plurality of pole pieces, and one of the plurality of pole piece tooth rows is provided. The pairs are arranged with a predetermined phase shift with respect to the other adjacent pair, and the adjacent pole teeth of the plurality of pairs of pole piece tooth rows are excited with mutually opposite polarities. A slide drive control unit is provided, in which excitation coils are respectively wound so as to simultaneously supply the same amount of excitation current to each set of excitation coils that are symmetrical with respect to the slide part or the fixed guide part among the plurality of sets of excitation coils. A direct-acting magnetic bearing motor characterized by:
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