JP2717174B2 - Non-contact linear actuator - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、塵埃等の浮遊物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型リ
ニアアクチュエータに関する。 〔従来の技術〕 従来の非接触型リニアアクチュエータとしては、磁気
軸受が一般に用いられている。この磁気軸受は磁気的な
吸引力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。 ところが、磁気軸受を使用した場合には、単に軸を浮
上支持するだけであり、軸に対する駆動力の伝達は、別
途駆動装置によって伝達する必要がある。 そこで、例えば本出願人等が特開昭61−15560号公報
に開示したように、磁気軸受の原理を使用し、且つこれ
に直線駆動を制御する推進案内用コイルを巻装し、この
推進案内用コイルに所定周期の電流を通電することによ
り、磁気的な軸受効果と推進力とを同一の磁極で発生さ
せるようにした非接触型リニアアクチュエータが提案さ
れている。 すなわち、２つの1/2ピッチずれた磁極片を持った磁
極を有するコ字状部を２組連設させた芯部材に、両コ字
状部に夫々巻回される主磁束コイルと、各コ字状部の突
出片に夫々巻回される推進用コイルとが巻装され、各主
磁束コイルに磁気軸受としての作用を行わせる駆動電流
を、各推進用コイルにリニアモータとしての作用を行わ
せる駆動電流を夫々通電することにより、非接触状態で
可動体を磁気浮上させながら移動させることができる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記従来の非接触型リニアアクチュエ
ータにあっては、主磁束コイルを巻装するコ字状部の両
磁極における磁極片は互いに1/2ピッチずれている必要
があり、構成の自由度が少ないと共に、主磁束コイルの
励磁による起磁力と、推進用コイルの励磁による起磁力
とが相殺される状態が生じ、これによって無効となる起
磁力がコイル電流密度を増加させてしまうため、銅損に
よるエネルギロスを生じて、同一コイル断面積のモータ
の最大出力を制限することになるという問題点があっ
た。 また、推進用コイルに対して供給する励磁電流は、双
方向電流となるため、制御アンプとしてバイポーラ型ア
ンプを必要とし、制御アンプの構成が複雑となると共
に、大型化するという問題点もあった。 そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目して
なされたものであり、４つ以上の磁極に対して夫々一種
類の移動兼姿勢制御用励磁コイルを巻装し、これらコイ
ルに推進駆動用電流と姿勢制御用電流とを重畳させた制
御信号を供給することにより、上記従来例の問題点を解
決することができる非接触型リニアアクチュエータを提
供することを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、この発明は、固定部に固
定された固定体と、該固定体に対して磁気浮上されて直
線的に移動する移動体とで構成される非接触型リニアア
クチュエータにおいて、前記固定体及び移動体の何れか
一方に配設した突出歯を有する４つ以上の磁極を所定間
隔を保って配設し各磁極に１つの推進兼姿勢制御用励磁
コイルを巻回した少なくとも３組の推進兼姿勢制御用磁
極群と、他方に前記突出歯に対向して形成された一定の
ピッチで当該移動体の移動方向に整列する歯列と、前記
固定体と前記移動体との間の相対変位を検出する変位検
出手段と、該変位検出手段からの検出値に基づいて前記
固定体に対して移動体を磁気浮上させて姿勢制御する直
流成分でなる姿勢制御電流を形成する姿勢制御部と、移
動指令値に基づいて前記移動体の磁気浮上状態での推進
駆動を行う交流成分でなる推進駆動電流を形成する推進
駆動制御部と、前記姿勢制御電流に推進駆動電流を重畳
して前記推進兼姿勢制御用励磁コイルに個別に供給する
ユニポーラ増幅器で構成される駆動手段とを備えている
ことを特徴としている。 また、他の発明は、固定部に固定された固定体と、該
固定体に対して磁気浮上されて直線的に移動する移動体
とで構成される非接触型リニアアクチュエータにおい
て、前記固定体及び移動体の何れか一方に配設した突出
歯を有する４つ以上の磁極を所定間隔を保って配設し各
磁極に１つの推進兼姿勢制御用励磁コイルを巻回した少
なくとも３組の推進兼姿勢制御用磁極群と、他方に前記
突出歯に対向して形成された一定のピッチで当該移動体
の移動方向に整列する歯列と、前記固定体と前記移動体
との間の相対変位を検出する変位検出手段と、前記移動
体の移動位置を検出する移動位置検出手段と、前記変位
検出手段からの検出値に基づいて前記固定体に対して移
動体を磁気浮上させて姿勢制御する直流成分でなる姿勢
制御電流を形成する姿勢制御部と、移動指令値と前記移
動位置検出値とに基づいて前記移動体の磁気浮上状態で
の推進駆動を行う交流成分でなる推進駆動電流を形成す
る推進駆動制御部と、前記姿勢制御電流に推進駆動電流
を重畳して前記推進兼姿勢制御用励磁コイルに個別に供
給するユニポーラ増幅器で構成される駆動手段とを備
え、移動体の推進駆動をクローズドループ制御すること
を特徴としている。 〔作用〕 この発明においては、固定体及び移動体の何れか一方
に設けられた磁極群の各磁極の１つの推進兼姿勢制御用
コイルを巻装し、これら推進兼移動制御用励磁コイル
に、姿勢制御部で形成した直流成分でなる姿勢制御電流
と、推進駆動制御部で形成した交流成分でなる推進駆動
電流とをユニポーラ増幅器で構成される駆動手段で重畳
して個別に供給することにより、移動体を固定体に対し
て変位検出手段の検出値に基づいて姿勢制御しながら磁
気浮上させると共に、前進又は後退移動させる。このと
き、駆動手段では直流成分の推進駆動電流に交流成分で
なる推進駆動電流を重畳しているので、簡易な構成のユ
ニポーラ増幅器を適用することができ、全体のコストを
低減することができると共に、推進兼姿勢制御用コイル
を巻装した各磁極には、励磁電流による起磁力に相殺分
が生じることなく、銅損等のエネルギロスを抑制すると
共に、コイル巻装面積を減少させて全体の構成を小型化
できる。 また、他の発明においては、上記作用に加えて、移動
体の移動位置を移動位置検出手段で検出し、これと移動
指令値とに基づいて推進駆動電流を形成することによ
り、移動体の推進駆動をクローズドループで制御し、脱
調を伴わない正確な移動位置制御を行う。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第１図は、この発明の第１実施例を一部を切欠して示
す斜視図である。 図中、１は箱状の固定体、２は固定体１内に移動可能
に配設され上面に所定ピッチτで長手方向に整列して突
出形成された多数の歯列2Tが形成された板状の磁性体製
の移動体であって、移動体２の前端面縁に操作ロッド2R
が連結され、この操作ロッド2Rの自由端が固定体１の前
面板1aに穿設した透孔1bを貫通して外部に延長されてい
る。 固定体１には、その上面板1cの移動体２の歯列2Tに対
向する内面側に４つの磁極群MG₁〜MG₄が配設されている
と共に、左右側面板1d及び1eの移動体２の側面に対向す
る位置に夫々２組つづ電磁石EM₁〜EM₄が配設されてい
る。 各磁極群MG₁〜MG₄は、第３図の拡大図に示すように、
板状の磁気ヨーク３に４つの磁極MP₁〜MP₄が形成され、
各磁極MP₁〜MP₄の自由端には、移動体２の歯列2Tのピッ
チτと等しいピッチで突出歯としての２つの磁極片mp_a
及びmp_bが形成されている。ここで、磁極MP₁及びMP₂間
の間隔並びに磁極MP₃及びMP₄間の間隔は夫々歯列ピッチ
τの2.5倍（2.5τ）に選定され、且つ磁極MP₂及び磁極M
P₃間の間隔が歯列ピッチτの2.75倍（2.75τ）に選定さ
れ、従って磁極MP₁に対して、磁極MP₂が1/2ピッチ、MP₃
が1/4ピッチ、MP₄が3/4ピッチの位相差を生じている。
そして、各磁極MP₁〜MP₄には、夫々１つの推進兼姿勢制
御用励磁コイルL₁〜L₄が巻装されている。 また、電磁石EM₁〜EM₄は、第２図に示すように、２つ
の磁極片mp₁及びmp₂を有してコ字状に形成され、各磁極
片mp₁及びmp₂に直列に接続された励磁コイルl₁及びl₂が
互いに逆巻に巻装されている。 さらに、各磁極群MG₁〜MG₄の近傍位置に夫々固定体１
及び移動体２の上下方向（Ｚ軸方向）のギャップを検出
する変位検出手段としての非接触ギャップセンサG₁〜G₄
が、電磁石EM₁及びEM₃の近傍位置に夫々固定体１及び移
動体２の左右方向（Ｙ軸方向）のギャップを検出する変
位検出手段としての非接触ギャップセンサG₅及びG₆が配
設されている。 そして、ギャップセンサG₁〜G₆のギャップ検出値及び
外部からの移動指令値が制御回路10に供給され、この制
御回路10から各磁極群MG₁〜MG₄の推進兼姿勢制御用コイ
ルL₁〜L₄及び電磁石EM₁〜EM₄の励磁コイルl₁及びl₂に対
して励磁電流が供給される。 この制御回路10の一例は、第６図に示すように、移動
体２を推進駆動するための移動磁界を形成する推進制御
部11と、移動体２を固定体１に対して非接触状態で浮上
させる姿勢制御を行う姿勢制御部12とから構成されてい
る。 推進制御部11は、外部から入力される移動指令値がリ
ングカウンタ11aにセットされると共に、このリングカ
ウンタ11aのカウント値に応じてROM11b,11cに予め記憶
されている正弦波状電流データ及び余弦波状電流データ
を読出し、これらのうち正弦波状電流値をD/A変換器11d
を介して直接磁極群MG₁〜MG₈に対する駆動手段としての
駆動回路AC₁〜AC₈に出力すると共に、インバータIN₁を
介して駆動回路AC₁〜AC₈に出力し、余弦波状電流値をD/
A変換器11eを介して直接駆動回路AC₁〜AC₈に出力すると
共に、インバータIN₂を介して駆動回路AC₁〜AC₄に出力
する。 姿勢制御部12は、第７図に示すように、各ギャップセ
ンサG₁〜G₆からのギャップ検出値が供給されるギャップ
変換器GC₁〜GC₆と、適正ギャップ値を設定するギャップ
設定器GS₁〜GS₆と、ギャップ変換器GC₁〜GC₆の変換出力
とギャップ設定器GS₁〜GS₆の設定出力とを比較する比較
部CO₁〜CO₆と、これら比較部CO₁〜CO₄の誤差出力が個別
に入力されるＺ軸変位制御回路ZC₁〜ZC₄と、比較部CO₅
及びCO₆の誤差出力が個別に入力されるＹ軸変位制御回
路YC₁及びYC₂と、バイアス電流設定器BSと、各Ｚ軸変位
制御回路ZC₁〜ZC₄並びにＹ軸変位制御回路YC₁及びYC₂の
制御出力とバイアス電流設定器BSからのバイアス電流と
を加算して姿勢制御電流を形成する姿勢制御電流形成回
路SC₁〜SC₈とを備えている。 Ｚ軸変位制御回路ZC₁〜ZC₄は、比較部CO₁〜CO₄の偏差
出力が供給される抵抗R₁及びコンデンサC₁の並列回路と
反転増幅器RAとで構成されるPD演算回路OC₁〜OC₄を備え
ている。 Ｙ軸変位制御回路YC₁及びYC₂は、比較部CO₅及びCO₆の
誤差出力が供給される前記PD演算回路OC₁〜OC₄と同様の
構成を有するPD演算回路OC₅及びOC₆と、その出力を反転
させる反転増幅器RA₁及びRA₂とを備えている。 バイアス電流設定器BSは、正及び負の電源間に介挿さ
れた可変抵抗VR₅と、その出力側に接続されたバッファ
アンプBAとから構成され、このバッファアンプBAから所
定値のバイアス電流I_f0が出力され、これが各制御量分
配部CD₁〜CD₈に供給される。 姿勢制御電流形成回路SC₁〜SC₄は、Ｚ軸変位制御回路
ZC₁〜ZC₄から出力されるＺ軸変位制御電流Δi_Z1〜Δi_Z4
及びバイアス電流設定器BSから出力されるバイアス電流
I_f0が加算されて反転入力側に供給される誤差増幅器EA
₁₁〜EA₁₄を有し、これら誤差増幅器EA₁₁〜EA₁₄の増幅出
力がＺ軸方向の姿勢制御電流I_F1〜I_F4として前記駆動回
路AC₁〜AC₄に出力される。 姿勢制御電流形成回路SC₅及びSC₇は、Ｙ軸変位制御回
路YC₁及びYC₂のPD演算回路OC₅及びOC₆から出力されるＹ
軸変位制御電流Δi_Y1A及びΔi_Y2A及びバイアス電流設定
器BSから出力されるバイアス電流I_f0が加算されて反転
入力側に供給される誤差増幅器EA₁₅及びEA₁₇を有し、こ
れら誤差増幅器EA₁₅及びEA₁₇の増幅出力が姿勢制御電流
I_F5及びI_F7として前記駆動回路AC₅及びAC₇に出力され
る。 姿勢制御電流形成回路SC₆及びSC₈は、Ｙ軸変位制御回
路YC₁及びYC₂の反転増幅器RA₁及びRA₂から出力される反
転Ｙ軸変位制御電流Δi_Y1B及びΔi_Y2B及びバイアス電流
設定器BSから出力されるバイアス電流I_f0が加算されて
反転入力側に供給される誤差増幅器EA₁₆及びEA₁₈を有
し、これら誤差増幅器EA₁₆及びEA₁₈の増幅出力が姿勢制
御電流I_F6及びI_F8として前記駆動回路AC₆及びAC₈に出力
される。 駆動回路AC₁〜AC₄の夫々は、各磁極群MG₁〜MG₄におけ
る各磁極MP₁〜MP₄の推進兼姿勢制御用励磁コイルL₁〜L₄
に対する駆動部LA₁〜LA₄を備え、駆動部LA₁は推進駆動
制御部11のD/A変換器11eから出力される余弦波駆動電流
I_C1及び姿勢制御電流形成回路SC₁〜SC₄から出力される
姿勢制御電流I_F1〜I_F4が加算されて供給されるユニポー
ラ増幅器UA₁を有し、駆動部LA₂は推進制御部11のインバ
ータIN₂から出力される反転余弦波駆動電流I_C2及び姿勢
制御電流形成回路SC₁〜SC₄から出力される姿勢制御電流
I_F1〜I_F4が加算されて供給されるユニポーラ増幅器UA₂
を有し、駆動部LA₃は推進制御部11のD/A変換器11dから
出力される正弦波駆動電流I_S1及び姿勢制御電流形成回
路SC₁〜SC₄から出力される姿勢制御電流I_F1〜I_F4が加算
されて供給されるユニポーラ増幅器UA₃を有し、駆動部L
A₄は推進制御部11のインバータIN₁から出力される反転
正弦波駆動電流I_S2及び姿勢制御電流形成回路SC₁〜SC₄
から出力される姿勢制御電流I_F1〜I_F4が加算されて供給
されるユニポーラ増幅器UA₄を有する。 ここで、ユニポーラ増幅器UA₁〜UA₄の夫々は、第８図
に示す如く、反転入力側に姿勢制御電流形成回路SC₁〜S
C₄の姿勢制御電流I_F1〜I_F4及び推進駆動制御部11の駆動
電流が入力される入力端子ｔからの入力信号と励磁コイ
ルL₁〜L₄の負荷電流を検出する電流センサCSからの電流
フィードバック信号とが入力されるサーボ増幅器SAと、
このサーボ増幅器SAの出力が入力されるベース駆動回路
BCと、このベース駆動回路BCによって駆動されるPNP型
トランジスタTr₁及びNPN型トランジスタTr₂と、サージ
電流吸収用のダイオードD₁及びD₂とを備えており、トラ
ンジスタTr₁のコレクタ及びトランジスタTr₂のコレクタ
間にコイルL₁〜L₄が接続され、トランジスタTr₁のエミ
ッタが正の電源に、トランジスタTr₂のエミッタが接地
に夫々接続されている。 一方、駆動回路AC₅〜AC₈の夫々は、Ｙ軸方向の姿勢制
御電流形成回路SC₅〜SC₈から出力される姿勢制御電流I
_F5〜I_F8が入力される前記ユニポーラ増幅器UA₁〜UA₄と
同一構成のユニポーラ増幅器UA₅〜UA₈を有し、これらの
増幅出力が電磁石EM₁〜EM₄の励磁コイルl₁及びl₂に供給
される。 次に、上記実施例の動作を説明する。今、推進駆動制
御部11に移動指令が入力されていないものとすると、推
進制御部11から出力される推進制御電流I_S1,I_S2,I_C1及
びI_C2は前回の移動体２の停止状態における値を維持し
ている。 一方、姿勢制御部12では、固定体１の中央部に移動体
２を非接触状態で磁気浮上させる制御を行うものである
が、その浮上原理を第３図〜第５図を参照して説明す
る。 今、移動体２の重力をmg〔Ｎ〕、移動体２とギャップ
センサG₁〜G₄との間の設定ギャップ量をh₀とすると、各
磁極群MG₁〜MG₄のバイアス吸引力は、移動体２の重力の
1/4を分担支持することになるので、各磁極群MG₁〜MG₄
に供給するバイアス電流I_f0は次式から算出することが
できる。 一方、第３図に示すように、磁極MP₁の磁極片mp_a及び
mp_bが移動体２の歯列2Tと対向している位置では、磁極M
P₂の磁極片mp_a及びmp_bは歯列2Tに対して位相が1/2ピッ
チ分ずれており、磁極MP₃の磁極片mp_a及びmp_bは歯列2T
に対して位相が1/4ピッチ分ずれており、磁極MP₄の磁極
片mp_a及びmp_bは歯列2Tに対して位相が3/4ピッチずれて
いる。このため、磁気抵抗の逆数をパーミアンスＰとす
ると、磁極MP₁については磁極片mp_a及びmp_bと移動体２
の歯列2Tとが対向しているので、これら間のパーミアン
スP₁は第５図に示すように最大となり、磁極MP₂につい
ては磁極片mp_a及びmp_bと移動体２の歯列2Tとが1/2ピッ
チずれており、両者が対向していないので、これら間の
パーミアンスP₂は第５図に示すように最小となり、磁極
MP₃及びMP₄については、磁極片mp_a及びmp_bが移動体２の
歯列2Tに対して半分だけ対向しているので、これら間の
パーミアンスP₃及びP₄は第５図に示すようにパーミアン
スP₁及びP₂の中間の値となる。 そして、第３図に示す如く閉磁路を形成するように推
進兼姿勢制御用励磁コイルL₁〜L₄に通電した場合の磁気
的等価回路は、第４図に示す如く表すことができる。 この等価回路において、移動体２の移動方向への変位
即ち第３図において左右方向の変位をｘとし、移動体２
の上下方向の変位即ち第３図において上下方向の変位を
ｈとして、各磁極MP₁〜MP₄のパーミアンス変動を一次成
分で近似すると、下記（２）〜（５）式で表すことがで
きる。 P₁＝K₁（１＋K₂cos2πx/τ） ……（２） P₂＝K₁（１−K₂cos2πx/τ） ……（３） P₃＝K₁（１−K₂sin2πx/τ） ……（４） P₄＝K₁（１＋K₂sin2πx/τ） ……（５） このとき、第４図の点Ａからみた磁極全体のトータル
パーミアンスP_ALLは、互いに1/2ピッチずれて並列なパ
ーミアンスP₁,P₂とP₃,P₄とが直列関係にあるので次式で
表すことができる。 したがって、第４図の点Ａからみたトータルパーミア
ンスP_ALLは、移動体２の円周方向の変位ｘにかかわらず
一定であるため、点Ａに流れる磁束を制御すると移動体
２の歯列2Tと相対する磁極片mp_a及びmp_bがありながら、
変位ｘにかかわらず吸引力の制御ができる。このことに
着目して第４図の点Ａにコイルや永久磁石等による起磁
力U_Mを用意すれば、第３図に示す閉磁路が形成されて磁
束Φ_１〜Φ_４が流れる。ここで、励磁コイルL₁〜L₄を設
定起磁力にした状態で、起磁力U_Mに基づく下記（７）式
で表される磁束Φ_Ｍが移動体２の移動方向の変位ｘの変
動に対して一定であるため、吸引力F_hは下記（８）式で
表すことができる。 Φ_Ｍ＝P_ALL・U_M ……（７） ここで、トータルパーミアンスP_ALLが移動体２の移動
方向の変位ｘの変動に対しては一定であるため、P_ALL＝
K₁（但しK₁はギャップｈの関数）とすることにより、 となり、吸引力の制御が移動体２の変位ｘにかかわらず
起磁力U_M即ち主磁束だけの制御で可能となる。 そこで、この発明では、第10図（ａ）及び（ｂ）に示
すように、主磁束によるバイアス吸引力を４相に各々I
_f0を流すことによって得、バイアス電流I_f0にギャップ
検出値に基づく姿勢制御電流を重畳することによって主
磁束即ち吸引力を制御する。 上記浮上原理に基づいてこの発明では、姿勢制御部12
では、ギャップセンサG₁〜G₄のギャップ検出信号が夫々
入力されているので、これらがギャップ設定器GS₁〜GS₄
の設定値と比較され、両者の誤差信号Δh₁〜Δh₄が出力
される。これら誤差信号Δh₁〜Δh₄は、Ｚ軸変位制御回
路ZC₁〜ZC₄のPD演算回路OC₁〜OC₄で演算処理されて姿勢
制御電流ΔI_Z1〜ΔI_Z4として出力される。これら姿勢制
御電流ΔI_Z1〜ΔI_Z4は、ギャップセンサG₁〜G₄の配設位
置における固定体１と移動体２とのギャップの設定値に
対する誤差修正分を表すだけであるので、このままで
は、各磁極群MG₁〜MG₄のコイルL₁〜L₄に対する主磁束の
制御を行うことができない。このため、姿勢制御電流形
成回路SC₁〜SC₄で姿勢制御電流ΔI_Z1〜ΔI_Z4とバイアス
電流設定器BSからの前記（１）式によって算出したバイ
アス電流I_f0とを加算することにより、各磁極群MG₁〜MG
₄のコイルL₁〜L₄に対する主磁束の制御を行って移動体
２のＺ軸方向の姿勢制御即ちピッチ、ロール、バウンス
を制御する。 したがって、今、駆動回路AC₁〜AC₈からの駆動電流に
よって各磁極群MG₁〜MG₈の各磁極MP₁〜MP₄に巻装された
励磁コイルL₁〜L₄が励磁されて、移動体２が固定子１に
対してロール、ピッチ及びバウンスを生じることなく正
規の中央位置に磁気浮上している状態では、各ギャップ
センサG₁〜G₄のギャップ検出値h₁〜h₄をギャップ変換器
GC₁〜GC₄で変換した値とギャップ設定値h₀とが等しくな
り、比較部CO₁〜CO₄から出力される誤差出力Δh₁〜Δh₄
が零となり、これに応じてＺ軸変位制御回路ZC₁〜ZC₄か
ら出力される姿勢制御指令電流値Δi_Z1〜Δi_Z4も全て零
となる。このため、姿勢制御電流形成回路SC₁〜SC₄から
はバイアス電流I_f0のみの電流値が姿勢制御電流I_F1〜I
_F4として駆動回路AC₁〜AC₄に出力され、それらのユニポ
ーラ増幅器UA₁〜UA₄から磁極MP₁及びMP₂については、第
３図の磁束Φ_１及びΦ_２を生じるように、磁極MP₃及びM
P₄については、逆方向の磁束Φ_３及びΦ_４を生じるよう
に励磁電流I₁〜I₄が供給され、各磁極群MG₁〜MG₄による
吸引力が均等に移動体２に作用して、移動体２の固定子
１に対する正規の磁気浮上位置を維持する。 この状態で、移動体２に負荷が掛かって例えばＺ軸方
向で且つギャップセンサG₁〜G₄から離れる方向に平行移
動してバウンスを生じたものとすると、これに応じてギ
ャップセンサG₁〜G₄の検出値h₁〜h₄をギャップ変換器GC
₁〜GC₄で変換した変換出力がギャップ設定値h₀より大き
くなり、比較部CO₁〜CO₄から正の誤差出力Δh₁〜Δh₄が
出力される。これら誤差出力Δh₁〜Δh₄がＺ軸変位制御
回路ZC₁〜ZC₄のPD演算回路OC₁〜OC₄で演算されて、正の
制御指令電流値Δi_Z1〜Δi_Z4が出力される。これらが姿
勢制御電流形成回路SC₁〜SC₄でバイアス電流I_f0に加算
されるので、結局駆動回路AC₁〜AC₄から出力される励磁
電流I₁〜I₄が増加する。これに応じて磁極群MG₁〜MG₄の
起磁力U₁〜U₄が増加して吸引力が増加する。したがっ
て、移動体２がギャップセンサG₁〜G₄側に吸引されて、
固定体１の中央部の正規の位置に復帰される。 同様にして、移動体２がギャップセンサG₁〜G₄に近づ
く方向にバウンスしたときには、比較部CO₁〜CO₄から負
の誤差出力Δh₁〜Δh₄が出力されるので、駆動回路AC₁
〜AC₄から出力される磁極群MG₁〜MG₄の推進兼姿勢制御
用励磁コイルL₁〜L₄に対する励磁電流I₁〜I₄が減少し
て、移動体２の吸引力が低下し、移動体２が固定体１の
中央部の正規の位置に復帰される。 また、移動体２が正規の位置にある状態から、移動体
２の前端側が下降し後端側が上昇する（又は前端側が上
昇し後端側が下降する）ピッチ状態となると、これに応
じてギャップセンサG₁及びG₂（又はG₃及びG₄）のギャッ
プ検出値h₁及びh₂（又はh₃及びh₄）が大きくなり、ギャ
ップセンサG₃及びG₄（又はG₁及びG₂）のギャップ検出値
h₃及びh₄（又はh₁及びh₂）が小さくなる。このため、比
較部CO₁及びCO₂（又はCO₃及びCO₄）から出力される偏差
Δh₁及びΔh₂が正（又は負）、比較部CO₃及びCO₄から出
力される誤差出力Δh₃及びΔh₄が負（又は正）となる。
したがって、姿勢制御電流形成回路SC₁及びSC₂から出力
される姿勢制御電流I_F1及びI_F2が増加（又は減少）し、
姿勢制御電流形成回路SC₃及びSC₄から出力される姿勢制
御電流I_F3及びI_F4が減少（又は増加）するので、駆動回
路AC₁及びAC₂から出力される励磁電流が増加（又は減
少）し、駆動回路AC₃及びAC₄から出力される励磁電流が
減少（又は増加）し、結局磁極群MG₁及びMG₂の吸引力が
増加（又は減少）し、磁極群MG₃及びMG₄の吸引力が減少
（又は増加）するので、移動体２の前端部がギャップセ
ンサG₁及びG₂に対して近づく方向（又は離れる方向）
に、後端部がギャップセンサG₃及びG₄に対して離れる方
向（又は近づく方向）に夫々移動されて、移動体２が固
定体１の中央部の正規の位置に復帰される。 同様に、移動体２の左端部が上昇し右端部が下降して
（又は左端部が下降し右端部が上昇して）移動体２にロ
ールを生じた場合にも、磁極群MG₁及びMG₃（又はMG₂及
びMG₄）の吸引力が夫々減少し、磁極群MG₂及びMG₄（又
はMG₁及びMG₃）の吸引力が夫々減少することにより、ロ
ール状態を解消して移動体２が固定体１の中央部の正規
の位置に復帰される。 一方、移動体２のＹ軸方向の制御は、通常の磁気軸受
と同様に、Ｙ軸方向のギャップをギャップセンサG₅及び
G₆で検出し、その検出値w₁及びw₂とギャップ設定値w₀と
を比較部CO₅及びCO₆で比較し、これら比較部CO₅及びCO₆
から出力される誤差出力Δw₁及びΔw₂をＹ軸変位制御回
路YC₁及びYC₂のPD演算回路OC₅及びOC₆で演算し、その演
算結果をＹ軸方向の姿勢制御指令電流Δi_Y1A及びΔi_Y2A
として姿勢制御電流形成回路SC₅及びSC₇に出力して、バ
イアス電流I_f0に加算すると共に、姿勢制御指令電流Δi
_Y1A及びΔi_Y2Aを反転増幅器RA₁及びRA₂で反転した反転
姿勢制御指令電流Δi_Y1B及びΔi_Y2Bを姿勢制御電流形成
回路SC₆及びSC₈に出力してバイアス電流I_f0に加算する
ことにより行う。 したがって、移動体２がＹ軸方向にギャップセンサG₅
及びG₆から離れる方向に移動した場合には、比較部CO₅
及びCO₆から正の誤差出力Δw₁及びΔw₂が出力され、こ
れに応じてPD演算回路OC₁及びOC₂の演算結果である姿勢
制御電流指令値Δi_Y1A及びΔi_Y2Aも正の所定値となり、
これが姿勢制御電流形成回路SC₅及びSC₇でバイアス電流
I_f0に加算されるので、これらから出力される姿勢制御
電流I_F5及びI_F7が増加し、電磁石EA₁及びEA₃の吸引力が
増加する。逆に、電磁石EA₂及びEA₄の吸引力は、姿勢制
御指令電流としてＹ軸変位制御回路YC₁及びYC₂の反転増
幅器RA₁及びRA₂で反転された負の値をとる反転姿勢制御
指令電流Δi_Y1B及びΔi_Y2Bが姿勢制御電流形成回路SC₆
及びSC₈に出力され、これらがバイアス電流I_f0から減算
されるので、姿勢制御電流I_F6及びI_F8が減少することに
より減少する。したがって、移動体２がギャップセンサ
G₅及びG₆側に引き戻され、ギャップセンサG₅及びG₆との
間でギャップ設定値w₀に応じたギャップ長となるように
姿勢制御される。 以上のようにして、移動指令が制御回路10に入力され
ていない状態では、姿勢制御部12によって固定体１に対
する移動体２の磁気的な姿勢制御を行って固定体１と移
動体２との相対位置が適正状態に制御される。 この姿勢制御状態で、推進制御部11に移動体２を第２
図でみて左方向即ち前進移動させる移動指令が入力され
ると、磁極MP₁の各磁極片mp_a及びmp_bが第３図に示すよ
うに、移動体２の歯列2Tに対向している状態では、ROM1
1bから第９図（ａ）に示すようにθ＝90゜から増加する
正弦波状駆動電流値（時点t₁での余弦波状駆動電流に対
応する）I_S1が読出されると共に、ROM11cから第９図
（ｃ）に示すようにθ＝90゜から増加する余弦波状駆動
電流値（時点t₁での正弦波状駆動電流に対応する）I_C1
が読出され、これらのうち正弦波状駆動電流値I_S1がD/A
変換器を介して直接駆動回路AC₁〜AC₄のユニポーラ増幅
器UA₁に供給され、そのインバータIN₂で反転されて位相
が180度ずれた正弦波状駆動電流値I_S2が駆動回路AC₁〜A
C₄のユニポーラ増幅器UA₂に供給され、余弦波状駆動電
流値I_C1が直接駆動回路AC₁〜AC₄のユニポーラ増幅器UA₃
に供給され、そのインバータIN₁で反転されて位相が180
度ずれた余弦波状駆動電流値I_C2が駆動回路AC₁〜AC₄の
ユニポーラ増幅器UA₄に供給される。したがって、各駆
動回路AC₁〜AC₄で推進制御電流I_C1,I_C2,I_S1及びI_S2と姿
勢制御電流I_Fj（ここで、ｊ＝1,2……４以下同じ）とが
重畳されて、第９図（ａ）〜（ｄ）に示す励磁電流I₁〜
I₄が形成され、これらが各磁極MP₁〜MP₄に巻装された推
進兼姿勢制御用コイルL₁〜L₄に供給される。 ところで、第３図に示すように、磁極MP₁の磁極片mp_a
及びmp_bが移動体２の歯列2Tに対向している時点t₁で
は、駆動回路AC₁〜AC₄のユニポーラ増幅器UA₁〜UA₄から
第９図（ａ）〜（ｄ）に示す励磁電流I₁〜I₄がコイルL₁
〜L₄に出力されており、時点t₁後の時点t₂までの間で
は、コイルL₁に対する励磁電流I₁が減少し、これに代え
てコイルL₄に対する励磁電流I₄が増加することになるの
で、移動体２の歯列2Tと1/4ピッチずれた磁極MP₄によっ
て移動体２の歯列2Tが吸引されて、移動体２が1/4ピッ
チ左動し、続く時点t₃までの間では、コイルL₄に対する
励磁電流I₄が減少し、これに代えてコイルL₂に対する励
磁電流I₂が増加することになるので、磁極MP₂によって
移動体２がさらに1/4ピッチ左動し、以後順次磁極MP₃、
MP₁、MP₄……の順に移動体２の歯列2Tを吸引して移動体
２が前進駆動される。 また、第３図に示す状態から移動体２を右方向即ち後
退駆動させるには、第９図（ａ）〜（ｄ）において、時
点t₁から時点t₀に向かう即ちθ＝90゜からθ＝０゜に向
かう正弦波状駆動電流及び余弦波状駆動電流を出力する
ことにより、磁極MP₃−MP₂−MP₄−MP₁……の順に移動体
２の歯列2Tを吸引して移動体２を後退駆動する。 このように、推進制御部11から推進駆動電流が出力さ
れて移動体２が推進駆動されている状態では、前述した
ように、主磁束の通り易さが移動体２の変位に対して変
化しにくいことから移動体２の姿勢制御には何ら影響を
与えることがなく、主磁束を姿勢制御部12からの姿勢制
御電流によって制御することにより、移動体２を正規の
位置に維持した状態で磁気浮上させ、非接触状態で円滑
な直線駆動を行わせることができる。 次に、この発明の第２実施例を第11図について説明す
る。 この第２実施例は、移動体２の移動位置を移動位置検
出器で検出し、その検出値に基づいて速度フィードバッ
クを行って移動体の駆動をクローズドループで行うよう
にしたものである。 すなわち、第11図に示すように、移動体２に対してそ
の移動位置及び移動方向を検出する光学式エンコーダ等
の非接触型の移動位置検出器20が設けられ、その移動位
置検出信号が推進制御部11に入力される。推進制御部11
には、移動位置検出器20からの移動位置検出信号に基づ
いて移動速度を検出する速度検出器21と、この速度検出
器21の速度検出信号が速度フィードバック信号として入
力されると共に、外部からの速度指令値が入力される比
較部22と、両者の差値でなる誤差信号を増幅する速度誤
差増幅器23と、この速度誤差増幅器23から出力される速
度誤差出力に基づきトルク方向を判別するトルク方向判
別回路24と、速度誤差増幅器23から出力される速度誤差
出力を絶対値に変換してトルク指令値として出力する絶
対値回路25と、前記移動位置検出器20の位置検出信号が
入力される現在位置カウンタ26と、この現在位置カウン
タ26のカウント値に応じてアクセスされて予め記憶した
正弦波形データ及び余弦波形データを読出すROM27及び2
8と、これらROM27及び28から出力される正弦値及び余弦
値をアナログ値に変換するD/A変換器29及び30と、これ
らD/A変換器29及び30から出力されるアナログ正弦値及
びアナログ余弦値と前記絶対値回路25から出力されるト
ルク指令値とを乗算する乗算回路31及び32とを備えてい
る。そして、乗算回路31及び32から出力される推進制御
電流が駆動回路AC₁〜AC₄に出力される。なお、姿勢制御
部12の構成は前記第１実施例と同様の構成を有するの
で、その詳細説明はこれを省略する。 この第２実施例によれば、移動体２が姿勢制御部12に
よって固定体１から磁気浮上している状態で、推進制御
部11に外部から入力される速度指令値が零であるとき即
ち移動体２を停止状態に維持するときには、移動位置検
出器20から出力される位置検出信号が変動しないので、
その位置検出信号が入力される速度検出器21の出力は零
を維持し、比較部22の出力も零となる。 一方、現在位置カウンタ26のカウント値は、移動体２
の制御原点からの変位量に応じた現在位置を表すカウン
ト値となっているので、これに応じてROM27及び28から
現在位置に応じた正弦値及び余弦値が読出され、これら
がD/A変換器29及び30を介して乗算器31及び32に入力さ
れる。この乗算器31及び32には、絶対値回路25から出力
される零のトルク指令値が入力されているので、このト
ルク指令値と正弦値及び余弦値とを乗算することにより
乗算器31及び32から出力される推進制御電流は零を維持
し、駆動回路AC₁〜AC₄からは姿勢制御部12から出力され
る姿勢制御電流のみが出力されて、移動体２の姿勢制御
が行われる。 この移動体停止状態から移動体２を前進駆動させる所
要の正の速度指令値が入力されると、比較部22に入力さ
れている速度フィードバック信号が零であることから速
度指令値がそのまま誤差信号として出力され、これが誤
差増幅器23で増幅される。そして、増幅された誤差信号
がトルク方向判別回路24に入力されるので、このトルク
方向判別回路24で前進方向と判別され、その判別信号が
ROM27及び28に入力される。このため、ROM27及び28から
正弦波形データ及び余弦波形データが正方向に順次読出
され、これらが夫々D/A変換器29及び30を介して乗算器3
1及び32に入力される。このとき、移動開始状態である
ので、絶対値回路25から出力される速度誤差信号の絶対
値でなるトルク指令値が大きな値となり、これと正弦値
及び余弦値とが乗算器31及び32で乗算されるので、乗算
器31及び32から出力される推進制御電流I_S1及びI_C1の値
が大きくなり、これらが駆動回路AC₁〜AC₄に供給される
ので、磁極群MG₁〜MG₄の各磁極MP₁〜MP₄に巻装されたコ
イルL₁〜L₄に大きな起磁力を発生させて、大きな始動ト
ルクで移動体２を移動開始する。そして、移動体２が移
動を始めると、移動位置検出器20から位置検出信号が出
力され、これによって現在位置カウンタ26のカウント値
が増加すると共に、速度検出器21から位置検出信号に応
じた速度フィードバック信号が出力されるので、比較部
22の出力が減少し、これに伴って絶対値回路25の出力も
減少する。このため、乗算器31及び32から出力される推
進制御電流I_S1及びI_C1の振幅が減少し、移動体２を移動
させるための駆動トルクが徐々に減少する。 このように、移動体２の移動位置を移動位置検出器20
で検出し、これに基づいて速度フィードバック信号を形
成し、これを速度指令値と比較してクローズドループで
速度制御を行うことにより、オープンループで制御する
場合の脱調を生じることなく、安定した移動体の推進駆
動制御を行うことができる。 なお、この第２実施例においては、速度制御を行う場
合について説明したが、これに限らず位置制御を行う場
合には、第12図に示す如く、移動指令値と移動位置検出
器20の位置検出信号とを偏差カウンタ40で比較して、こ
の偏差カウンタ40から出力される位置誤差信号をD/A変
換器41でアナログ信号に変換し、これを速度指令値とし
て比較部22に供給するようにすればよいものである。 次に、この発明の第３実施例を第13図及び第14図につ
いて説明する。 この第３実施例は、各磁極群MG₁〜MG₈の磁極数を６極
にしたものであり、第13図に示すように、各磁極MP₁〜M
P₆の磁極片mp_a及びmp_bが、磁極MP₁の磁極片mp_a及びmp_b
を基準として、移動体２の歯列2Tに対して磁極MP₂の磁
極片mp_a及びmp_bが−120度、磁極MP₃の磁極片mp_a及びmp_b
が＋120度、磁極MP₄の磁極片mp_a及びmp_bが180度、磁極M
P₅の磁極片mp_a及びmp_bが＋60度、磁極MP₆の磁極片mp_a及
びmp_bが−60度となるように選定されている。 このとき、各磁極MP₁乃至MP₆のパーミアンスの変化
は、第14図に示すように上向きをθ＝０゜（歯と歯とが
一致）下向きをθ＝180゜（歯と谷が一致）とすると、 P₁＝K₁｛１＋K₂cosθ｝ ……（10） P₂＝K₁｛１＋K₂cos（θ−120゜）｝ ……（11） P₃＝K₁｛１＋K₂cos（θ＋120゜）｝ ……（12） P₄＝K₁｛１＋K₂cos（θ−180゜）｝ ……（13） P₅＝K₁｛１＋K₂cos（θ＋60゜）｝ ……（14） P₆＝K₁｛１＋K₂cos（θ−60゜）｝ ……（15） と表される。 これに応じて各磁極MP₁〜MP₆に励磁コイルL₁〜L₆が巻
装され、その起磁力の方向が第13図に示すように、左半
部の磁極MP₁〜MP₃に対しては移動体２側、右半部の磁極
MP₄〜MP₆に対しては固定体１側となるように下記（15）
〜（20）式で表される励磁電流I₁〜I₆が供給される。 I₁＝I_f0＋ＫΔｈ＋kcosθ …（16） I₂＝I_f0＋ＫΔｈ＋kcos（θ−120゜） …（17） I₃＝I_f0＋ＫΔｈ＋kcos（θ＋120゜） …（18） I₄＝−｛I_f0＋ＫΔｈ＋kcos（θ−180゜）｝ …（19） I₅＝−｛I_f0＋ＫΔｈ＋kcos（θ＋60゜）｝ …（20） I₆＝−｛I_f0＋ＫΔｈ＋kcos（θ−60゜）｝ …（21） ここで、I_f0はバイアス電流、Ｋは定数（通常PD制御を
行うのでＫ＝Ｋ′＋Ｋ″d/dt）、Δｈはギャップセンサ
で検出される変位検出値、ｋは定数（速度制御を行う場
合にはトルク指令値）であり、各式において右辺第３項
が回転駆動制御部11から出力される回転駆動電流、右辺
第１項及び第２項が姿勢制御部12から出力される姿勢制
御電流である。 これら励磁電流I₁〜I₆の方向と大きさは第14図（ａ）
で太線図示のようになり、主磁束の制御を行う。 この第３実施例によると、第13図に示すように、磁極
MP₁の磁極片mp_a及びmp_bが移動体２の歯列2Tに対向して
いる状態では、第７図の姿勢制御部12からの姿勢制御電
流I_F1〜I_F4によって、磁極MP₁〜MP₃から移動体２の歯列
2T、磁極MP₄〜MP₆、磁気ヨーク３を通じて磁極MP₁〜MP₃
に戻る閉磁路が形成されることにより、移動体２が固定
体１に対して正規の位置に磁気浮上し、これに推進駆動
制御部11から出力される（16）〜（21）式右辺第３項の
推進制御電流が重畳されるので、移動体２が推進駆動さ
れる。 したがって、第３実施例によれば、移動体２を推進駆
動するための各磁極群の磁極数が多くなるので、移動体
２の移動位置をより正確で滑らかに制御することができ
ると共に、各磁極群で発生させる吸引力を大きく且つ変
動を小さくすることができ、移動体２の支持剛性を大き
くすることができる。 なお、上記各実施例においては、各磁極群の磁極数
を、４個又は６個に選定した場合について説明したが、
これに限らず８個以上の任意の偶数個に選定することが
できると共に、磁極群の数も３個以上の任意の個数に選
定することができ、さらに各磁極群の全てに推進制御電
流を供給する場合に代えて１以上の磁極群のみに推進制
御電流を供給するようにしてもよい。 また、上記各実施例においては、移動体２を固定体１
の内側に配設した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、外周面に磁極群MG₁〜MG₄を形成し
た固定体の外側に歯列を形成した移動体２を配設するよ
うにしてもよい。 さらに、磁極群MG₁〜MG₄及び電磁石EM₁〜EM₄は、固定
体１に形成する場合に限らず移動体２に形成し、固定体
１に歯列を形成するようにしてもよい。 またさらに、磁極群MG₁〜MG₄と電磁石EM₁〜EM₄との配
置関係は上記実施例に限定されるものではなく、磁極群
MG₁〜MG₄を移動体２の側面に配置し、電磁石EM₁〜EM₄を
上面に配置するようにしてもよく、さらに磁極群及び電
磁石の数は４つに限らず、３以上の任意数に選定するこ
とができる。 また、各磁極群MG₁〜MG₄は、固定体１又は移動体２の
一方の対向面にのみ設ける場合に限らず対向面の両側に
夫々設けるようにしてもよく、この場合は他方の磁極群
MG₅〜MG₈には姿勢制御部12の各Ｚ軸変位制御回路ZC₁〜Z
C₄の姿勢制御指令電流Δi_F1〜Δi_F4を反転させた姿勢制
御指令電流とバイアス電流I_f0とを加算した姿勢制御電
流を供給するようにすればよい。 さらに、各磁極群MG₁〜MG₄の磁極MP₁〜MP₄は、移動体
２の移動方向に直列に形成する必要はなく、第15図に示
すように、２列に並設することもでき、またＹ方向に一
列に配置することもでき、要は移動体２の歯列2Tのピッ
チτを360゜としてこれを2N分割した位相となるように
磁極を配設し、その１つおきの位相となる磁極Ｎ組と他
方の磁極Ｎ組とに励磁方向が反対となるバイアス電流I
_f0及びギャップ制御電流ＫΔｈを通電して主磁束を制御
すると共に、各コイルL₁〜L₄に推進制御電流を重畳すれ
ばよく、その相互の並び順や極数は任意に選択すること
ができる。したがって、第16図に示すように、例えば１
つの磁極群の４つの磁極MP₁〜MP₄の隣接する磁極間の位
相差を全て90度とすることができ、この磁極群を等間隔
に連設することにより、推進制御部11から出力する推進
制御電流を順次隣接する磁極群に移動させることによ
り、移動体２の長距離の移動が可能となる利点がある。
しかも、隣接する磁極間の間隔を歯列2Tの90度位相ピッ
チで配設することが可能であるので、磁極MP₁〜MP₄を形
成する場合に90度連続のラミネーション打ち抜きがで
き、組立精度によることなく長距離の位置決め精度を確
保することができると共に、けい素鋼板の打ち抜き型の
製作が安価となるという利点も得られる。 またさらに、上記各実施例においては、ギャップ検出
値及びギャップ設定値の誤差出力についてPD制御を行う
場合について説明したが、これに限らずPID制御、デジ
タル制御等を行うようにしてもよい。 また、上記各実施例においては、移動体の推進駆動制
御を正弦波状データ及び余弦波状データを記憶したROM
から正弦値及び余弦値を読出すことにより行う場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、通常
のステップモータと同様にパルス駆動するようにしても
よい。 さらに、上記各実施例では、姿勢制御部12でバイアス
電流設定器BSで所定値のバイアス電流I_f0を形成するよ
うにした場合について説明したが、これに限らず第１実
施例の場合磁極MP₂及びMP₃間、第３実施例の場合磁極MP
₃及びMP₄間に永久磁石を介挿し、この永久磁石によって
バイアス電流に応じた起磁力を発生させるようにしても
よい。 〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、固定体及び
移動体の何れか一方に、他方に形成した歯列に対向して
複数の磁極群を形成し、各磁極群には４個以上の磁極を
形成し、各磁極に１つの推進兼姿勢制御用励磁コイルを
巻装し、これら推進兼姿勢制御用励磁コイルに姿勢制御
電流と推進制御電流とを重畳して個別に供給することに
より移動体を固定体に対して磁気浮上させた非接触状態
で推進駆動するようにしたので、各磁極群における磁極
の配列に制限を受ける必要がなく、磁極の形成が容易と
なると共に、位置決め精度を向上させることができ、し
かも各磁極に１つの推進兼姿勢制御用の励磁コイルを巻
装するだけでよいので、従来例のように互いに相殺され
る超磁力が発生することがなく、銅損等によるエネルギ
ロスを生じることがないうえ、熱の発生を極力抑制する
ことができ、しかも励磁コイルを駆動する駆動手段が簡
易な構成のユニポーラ増幅器で構成されるので、回路構
成を簡易化することができる等の効果が得られる。 また、他の発明によれば、上記効果に加えて、移動体
の移動位置を検出して、移動体の推進駆動をクローズド
ループで制御するようにしているので、移動体の推進駆
動制御をより正確に行うことができる効果が得られる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial applications]   This invention relates to semiconductors and bio
Non-contact type suitable for use in technology-related factories, etc.
Related to a near actuator. [Conventional technology]   Conventional non-contact linear actuators include magnetic
Bearings are commonly used. This magnetic bearing is magnetic
Use the suction force or repulsion force to obtain the shaft support action force.
It is.   However, when a magnetic bearing is used, the shaft is simply lifted.
Only the top is supported, and the transmission of driving force to the shaft is
It needs to be transmitted by a driving device.   Therefore, for example, the applicant of the present invention disclosed in JP-A-61-15560
Use the principle of magnetic bearings, as disclosed in
A propulsion guide coil for controlling linear drive is wound around
By applying a current of a predetermined period to the propulsion guide coil,
The magnetic bearing effect and thrust are generated by the same magnetic pole.
Non-contact type linear actuator was proposed.
Have been.   In other words, a magnet with two pole pieces shifted by 1/2 pitch
A core member having two pairs of U-shaped portions having poles,
The main magnetic flux coils wound around the
The propulsion coils are wound around the protruding pieces, respectively.
Drive current that causes the flux coil to act as a magnetic bearing
To each propulsion coil as a linear motor.
By applying a drive current to each
The movable body can be moved while being magnetically levitated. [Problems to be solved by the invention]   However, the conventional non-contact linear actuator
The main magnetic flux coil is wound around the U-shaped part.
The pole pieces at the poles must be offset by 1/2 pitch from each other
And the degree of freedom of configuration is small,
Magnetomotive force by excitation and magnetomotive force by excitation of propulsion coil
May be offset, which may result in invalidation.
Because magnetic force increases the coil current density, copper loss
Motor with the same coil cross-sectional area
The problem is that the maximum output of the
Was.   The exciting current supplied to the propulsion coil is
Directional current.
And the configuration of the control amplifier becomes complicated,
In addition, there was a problem that the size was increased.   Therefore, the present invention focuses on the problems of the above conventional example.
One for each of four or more magnetic poles
And an excitation coil for movement and attitude control of
Control current superimposed on the propulsion drive current and the attitude control current
By supplying control signals, the problems of the above
Non-contact linear actuator
It is intended to provide. [Means for solving the problem]   In order to achieve the above object, the present invention provides a method for fixing a fixing portion.
Fixed fixed body, and magnetically levitated with respect to the fixed body.
Non-contact linear actuator composed of a moving body that moves linearly
In the actuator, any one of the fixed body and the moving body
At least four magnetic poles with protruding teeth arranged on one side
Excitation for propulsion and attitude control, one for each magnetic pole, spaced apart
At least three sets of propulsion and attitude control magnets wound with coils
A pole group and, on the other hand, a fixed
A row of teeth arranged in the moving direction of the moving body at a pitch;
Displacement detection for detecting a relative displacement between a fixed body and the moving body.
Output means, based on a detection value from the displacement detection means,
Magnetically levitating the moving body relative to the fixed body to control the posture
A posture control unit for forming a posture control current composed of a flow component;
Propulsion in the magnetic levitation state of the moving body based on the motion command value
Propulsion that forms a propulsion drive current consisting of AC components that drive
A drive control unit, and a propulsion drive current is superimposed on the attitude control current.
And supply it separately to the propulsion and attitude control excitation coil
Driving means comprising a unipolar amplifier
It is characterized by:   Further, another invention provides a fixed body fixed to a fixed portion,
Moving body that moves linearly by magnetic levitation with respect to the fixed body
Non-contact linear actuator composed of
And a protrusion disposed on one of the fixed body and the movable body.
Four or more magnetic poles having teeth are arranged at predetermined intervals, and
A small propulsion and attitude control excitation coil wound around the magnetic pole
At least three propulsion and attitude control magnetic pole groups and the other
The moving body at a constant pitch formed facing the protruding teeth.
Tooth row aligned in the moving direction of the fixed body, the fixed body and the moving body
Displacement detecting means for detecting a relative displacement between
Moving position detecting means for detecting a moving position of the body, and the displacement
The fixed body is moved based on the detection value from the detecting means.
Posture composed of DC components for posture control by magnetically levitating moving objects
A posture control unit for forming a control current, a movement command value, and the
In the magnetic levitation state of the moving body based on the moving position detection value
To form a propulsion drive current consisting of AC components
A propulsion drive control unit, and a propulsion drive current
And individually supplied to the excitation coil for propulsion and attitude control.
And a driving means comprising a unipolar amplifier for supplying
The closed-loop control of the propulsion drive of the moving object
It is characterized by. [Action]   In the present invention, one of the fixed body and the moving body
For one propulsion and attitude control of each magnetic pole of the magnetic pole group provided in
The coils are wound around these excitation and movement control excitation coils.
The attitude control current consisting of the DC component formed by the attitude control unit
And the propulsion drive consisting of the AC component formed by the propulsion drive controller
Current and superimposed by driving means composed of unipolar amplifier
And moving the moving body against the fixed body
While controlling the attitude based on the detection value of the displacement detection means.
Levitate and move forward or backward. This and
The drive means uses an AC component to drive the DC drive current.
Since the propulsion drive currents are superimposed on each other,
Nipolar amplifiers can be applied, reducing the overall cost
Propulsion and attitude control coil that can be reduced
Is offset by the magnetomotive force generated by the exciting current.
Without energy loss such as copper loss
In both cases, the coil winding area is reduced and the overall configuration is downsized
it can.   Further, in another invention, in addition to the above-described operation,
The movement position of the body is detected by the movement position detection means, and the movement
By forming the propulsion drive current based on the command value
Control the propulsion drive of the moving body in a closed loop
Performs accurate movement position control without key adjustment. 〔Example〕   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.   FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention with a part cut away.
FIG.   In the figure, 1 is a box-shaped fixed body, 2 is movable inside the fixed body 1
And is aligned on the upper surface with a predetermined pitch τ in the longitudinal direction.
Made of a plate-shaped magnetic material with a large number of tooth rows 2T formed
Moving rod 2R on the front end surface edge of the moving body 2.
Are connected, and the free end of the operating rod 2R is in front of the fixed body 1.
It extends to the outside through the through hole 1b formed in the face plate 1a.
You.   The fixed body 1 has a structure corresponding to the tooth row 2T of the moving body 2 on the upper surface plate 1c.
Four magnetic pole groups MG on the facing inner surface₁~ MG_FourIs arranged
At the same time, they face the side surfaces of the moving body 2 of the left and right side plates 1d and 1e.
Electromagnetic EM for each two sets₁~ EM_FourIs arranged
You.   Each magnetic pole group MG₁~ MG_FourIs shown in the enlarged view of FIG.
Four magnetic poles MP on plate-shaped magnetic yoke 3₁~ MP_FourIs formed,
Each magnetic pole MP₁~ MP_FourOf the tooth row 2T of the moving body 2
Two pole pieces mp as protruding teeth with a pitch equal to h_a
And mp_bAre formed. Where the magnetic pole MP₁And MP_Twowhile
Spacing and magnetic pole MP_ThreeAnd MP_FourThe interval between each is the dentition pitch
2.5 times of τ (2.5τ) and magnetic pole MP_TwoAnd magnetic pole M
P_ThreeThe spacing between them is selected to be 2.75 times the tooth pitch τ (2.75τ).
And therefore the magnetic pole MP₁The magnetic pole MP_TwoIs 1/2 pitch, MP_Three
Is 1/4 pitch, MP_FourHas a phase difference of 3/4 pitch.
And each magnetic pole MP₁~ MP_FourEach has one promotion and attitude system
Excitation coil L₁~ L_FourIs wound.   Also, electromagnet EM₁~ EM_FourAre two as shown in FIG.
Pole piece mp₁And mp_TwoEach magnetic pole is formed in a U-shape with
Piece mp₁And mp_TwoExcitation coil l connected in series to₁And l_TwoBut
They are wound in opposite directions.   Furthermore, each magnetic pole group MG₁~ MG_FourFixed bodies 1 in the vicinity of
And a gap in the vertical direction (Z-axis direction) of the moving body 2 is detected.
Non-contact gap sensor G as a moving displacement detecting means₁~ G_Four
But electromagnet EM₁And EM_ThreeThe fixed body 1 and the transfer
A variation that detects a gap in the left-right direction (Y-axis direction) of the moving body 2
Non-contact gap sensor G as position detecting means_FiveAnd G₆Is arranged
Has been established.   And the gap sensor G₁~ G₆Gap detection value and
An external movement command value is supplied to the control circuit 10, and the control
From the control circuit 10 to each magnetic pole group MG₁~ MG_FourFor propulsion and attitude control
Le L₁~ L_FourAnd electromagnet EM₁~ EM_FourExcitation coil l₁And l_TwoTo
And an exciting current is supplied.   As shown in FIG.
Propulsion control for forming a moving magnetic field for driving the body 2
Floating part 11 and moving body 2 in non-contact state with fixed body 1
And a posture control unit 12 for performing posture control.
You.   The propulsion control unit 11 reads the movement command value input from the outside.
The ring counter is set to
Stored in ROM 11b, 11c in advance according to the count value of counter 11a
Sine wave current data and cosine wave current data
And read the sine-wave current value among these values into the D / A converter 11d.
Pole group MG directly through₁~ MG₈As a driving means for
Drive circuit AC₁~ AC₈Output to the inverter IN₁To
Drive circuit via AC₁~ AC₈And output the cosine-wave current value to D /
Direct drive circuit AC via A converter 11e₁~ AC₈Output to
Both are inverter IN_TwoDrive circuit via AC₁~ AC_FourOutput to
I do.   As shown in FIG. 7, the attitude control unit 12
Sensor G₁~ G₆Gap to which the gap detection value from is supplied
Converter GC₁~ GC₆And the gap to set the appropriate gap value
Setting device GS₁~ GS₆And gap converter GC₁~ GC₆Conversion output
And gap setting device GS₁~ GS₆Comparison to compare with the setting output of
Department CO₁~ CO₆And these comparisons CO₁~ CO_FourError output of
-Axis displacement control circuit ZC input to the₁~ ZC_FourAnd the comparison department CO_Five
And CO₆Error output of the Y-axis displacement control circuit
Road YC₁And YC_Two, Bias current setting unit BS, and each Z-axis displacement
Control circuit ZC₁~ ZC_FourAnd Y-axis displacement control circuit YC₁And YC_Twoof
Control output and bias current from bias current setting unit BS
The attitude control current forming circuit that forms the attitude control current by adding
Road SC₁~ SC₈And   Z-axis displacement control circuit ZC₁~ ZC_FourIs the comparison department CO₁~ CO_FourDeviation of
The resistor R to which the output is supplied₁And capacitor C₁And the parallel circuit
PD operation circuit OC composed of inverting amplifier RA₁~ OC_FourEquipped
ing.   Y-axis displacement control circuit YC₁And YC_TwoIs the comparison department CO_FiveAnd CO₆of
An error output is supplied to the PD operation circuit OC₁~ OC_FourSimilar to
PD operation circuit OC with configuration_FiveAnd OC₆And invert its output
Inverting amplifier RA₁And RA_TwoAnd   Bias current setter BS is inserted between positive and negative power supplies.
Variable resistor VR_FiveAnd the buffer connected to its output
And the amplifier BA.
Constant value bias current I_f0Is output, and this is
Distribution CD₁~ CD₈Supplied to   Attitude control current forming circuit SC₁~ SC_FourIs the Z-axis displacement control circuit
ZC₁~ ZC_Four-Axis displacement control current Δi output from_Z1~ Δi_Z4
And bias current output from the bias current setting unit BS
I_f0EA is added and supplied to the inverting input side.
₁₁~ EA₁₄And these error amplifiers EA₁₁~ EA₁₄Amplification
Force is attitude control current I in Z-axis direction_F1~ I_F4As the drive times
Road AC₁~ AC_FourIs output to   Attitude control current forming circuit SC_FiveAnd SC₇Is the Y-axis displacement control cycle
Road YC₁And YC_TwoPD operation circuit OC_FiveAnd OC₆Y output from
Shaft displacement control current Δi_Y1AAnd Δi_Y2AAnd bias current setting
Current I output from the heater BS_f0Is added and inverted
Error amplifier EA supplied to the input side_FifteenAnd EA₁₇Having
These error amplifiers EA_FifteenAnd EA₁₇Amplification output is attitude control current
I_F5And I_F7As the drive circuit AC_FiveAnd AC₇Output to
You.   Attitude control current forming circuit SC₆And SC₈Is the Y-axis displacement control cycle
Road YC₁And YC_TwoInverting amplifier RA₁And RA_TwoOutput from
Y-axis displacement control current Δi_Y1BAnd Δi_Y2BAnd bias current
Bias current I output from setting device BS_f0Is added
Error amplifier EA supplied to inverting input₁₆And EA₁₈With
And these error amplifiers EA₁₆And EA₁₈Amplification output is attitude control
Control current I_F6And I_F8As the drive circuit AC₆And AC₈Output to
Is done.   Drive circuit AC₁~ AC_FourEach of the magnetic pole groups MG₁~ MG_FourSmell
Each magnetic pole MP₁~ MP_FourExcitation coil L for propulsion and attitude control₁~ L_Four
Actuator LA for₁~ LA_FourThe drive unit LA₁Is the propulsion drive
Cosine wave drive current output from D / A converter 11e of control unit 11
I_C1And attitude control current forming circuit SC₁~ SC_FourOutput from
Attitude control current I_F1~ I_F4Is added and supplied
LA amplifier UA₁And the drive unit LA_TwoIs the inversion of the propulsion control unit 11.
Data IN_TwoCosine wave drive current I output from_C2And posture
Control current forming circuit SC₁~ SC_FourAttitude control current output from
I_F1~ I_F4Amplifier UA supplied by adding_Two
And the drive unit LA_ThreeIs from the D / A converter 11d of the propulsion control unit 11.
Output sine wave drive current I_S1And attitude control current formation
Road SC₁~ SC_FourAttitude control current I output from_F1~ I_F4Is added
Supplied and supplied unipolar amplifier UA_ThreeAnd the driving unit L
A_FourIs the inverter IN of the propulsion control unit 11.₁Inversion output from
Sine wave drive current I_S2And attitude control current forming circuit SC₁~ SC_Four
Attitude control current I output from_F1~ I_F4Is added and supplied
Unipolar Amplifier UA_FourHaving.   Where the unipolar amplifier UA₁~ UA_FourEach of Fig. 8
As shown in the figure, the attitude control current forming circuit SC₁~ S
C_FourAttitude control current I_F1~ I_F4And driving of the propulsion drive control unit 11
The input signal from the input terminal t to which the current is input and the excitation coil
Le L₁~ L_FourCurrent from current sensor CS that detects load current
A servo amplifier SA to which a feedback signal is input,
Base drive circuit to which the output of this servo amplifier SA is input
BC and PNP type driven by this base drive circuit BC
Transistor Tr₁And NPN transistor Tr_TwoAnd the surge
Diode D for current absorption₁And D_TwoAnd a tiger
Transistor Tr₁Collector and transistor Tr_TwoCollector
Coil L between₁~ L_FourIs connected and the transistor Tr₁Emi of
The positive power supply, the transistor Tr_TwoEmitter is grounded
Connected to each other.   On the other hand, the drive circuit AC_Five~ AC₈Each have a posture control in the Y-axis direction.
Control current forming circuit SC_Five~ SC₈Attitude control current I output from
_F5~ I_F8The unipolar amplifier UA into which₁~ UA_FourWhen
Unipolar amplifier UA with the same configuration_Five~ UA₈Have these
Amplification output is electromagnet EM₁~ EM_FourExcitation coil l₁And l_TwoSupply to
Is done.   Next, the operation of the above embodiment will be described. Now, propulsion drive system
Assuming that no movement command has been input to the control unit 11,
Propulsion control current I output from the advance control unit 11_S1, I_S2, I_C1Passing
And I_C2Maintains the value in the previous stopped state of the mobile unit 2.
ing.   On the other hand, the posture control unit 12
2 for controlling the magnetic levitation in a non-contact state.
However, the floating principle will be described with reference to FIGS.
You.   Now, let the gravity of the moving body 2 be mg [N], and the gap with the moving body 2
Sensor G₁~ G_FourSet gap amount between and h₀Then, each
Magnetic pole group MG₁~ MG_FourOf the bias force of the moving body 2
Each magnetic pole group MG₁~ MG_Four
Bias current I supplied to_f0Can be calculated from the following equation
it can.   On the other hand, as shown in FIG.₁Pole piece mp_aas well as
mp_bAt a position facing the tooth row 2T of the moving body 2, the magnetic pole M
P_TwoPole piece mp_aAnd mp_bHas a phase of 1/2
The magnetic pole MP_ThreePole piece mp_aAnd mp_bIs dentition 2T
Phase is shifted by 1/4 pitch with respect to the magnetic pole MP._FourMagnetic pole
Piece mp_aAnd mp_bIs shifted by 3/4 pitch from the tooth row 2T
I have. Therefore, the reciprocal of the magnetoresistance is defined as permeance P.
Then, the magnetic pole MP₁About pole piece mp_aAnd mp_bAnd mobile 2
Of teeth 2T face each other,
S₁Is the maximum and the magnetic pole MP_TwoAbout
The pole piece mp_aAnd mp_bAnd the tooth row 2T of the moving body 2
And the two are not facing each other.
Permeance P_TwoIs the minimum as shown in FIG.
MP_ThreeAnd MP_FourAbout the pole piece mp_aAnd mp_bIs the moving object 2
Because it faces only half of the dentition 2T,
Permeance P_ThreeAnd P_FourIs permian as shown in FIG.
S₁And P_TwoIs an intermediate value of   Then, it is recommended to form a closed magnetic circuit as shown in FIG.
Excitation coil L for lead and attitude control₁~ L_FourMagnetism when energized
An equivalent circuit can be represented as shown in FIG.   In this equivalent circuit, displacement of the moving body 2 in the moving direction
That is, in FIG.
Vertical displacement, ie, the vertical displacement in FIG.
h, each magnetic pole MP₁~ MP_FourOf the permeance fluctuation of
When approximated by the minute, it can be expressed by the following equations (2) to (5).
Wear.   P₁= K₁(1 + K_Twocos2πx / τ) …… (2)   P_Two= K₁(1-K_Twocos2πx / τ) …… (3)   P_Three= K₁(1-K_Twosin2πx / τ) …… (4)   P_Four= K₁(1 + K_Twosin2πx / τ) …… (5)   At this time, the total of the entire magnetic pole viewed from the point A in FIG.
Permeance P_ALLAre parallel
-Meanance P₁, P_TwoAnd P_Three, P_FourAre in a series relationship, so
Can be represented.   Therefore, the total permeation viewed from point A in FIG.
P_ALLIs independent of the displacement x of the moving body 2 in the circumferential direction.
Since the magnetic flux flowing to point A is controlled because it is constant,
Pole piece mp opposite to 2T tooth row 2T_aAnd mp_bWhile there is
The suction force can be controlled regardless of the displacement x. To this
Focusing on point A in Fig. 4, magnetomotive force generated by a coil, permanent magnet, etc.
Force U_MThe closed magnetic circuit shown in FIG. 3 is formed by preparing
Bundle Φ₁~ Φ₄Flows. Here, the exciting coil L₁~ L_FourSet
With constant magnetomotive force, magnetomotive force U_MEquation (7) based on
Magnetic flux Φ expressed by_MIs the change of the displacement x in the moving direction of the moving body 2.
Suction force F_hIs given by the following equation (8)
Can be represented.   Φ_M= P_ALL・ U_M                        …… (7)   Where total permeance P_ALLIs the movement of the moving body 2
Is constant with respect to the variation of the displacement x in the_ALL=
K₁(However, K₁Is a function of the gap h) And the control of the suction force is independent of the displacement x of the moving body 2.
Magnetoforce U_MThat is, it becomes possible by controlling only the main magnetic flux.   Therefore, according to the present invention, FIG. 10 (a) and FIG.
In this way, the bias attraction by the main magnetic flux is
_f0And the bias current I_f0Gap
By superimposing the attitude control current based on the detected value,
Control the magnetic flux, ie, the attractive force.   According to the present invention, the attitude control unit 12
Then, Gap sensor G₁~ G_FourGap detection signals
Since these are entered, these are the gap setting units GS₁~ GS_Four
Is compared with the set value of₁~ Δh_FourIs output
Is done. These error signals Δh₁~ Δh_FourIs the Z-axis displacement control cycle
Road ZC₁~ ZC_FourPD operation circuit OC₁~ OC_FourPosture calculated by
Control current ΔI_Z1~ ΔI_Z4Is output as These posture systems
Control current ΔI_Z1~ ΔI_Z4Is the gap sensor G₁~ G_FourPlacement
To the set value of the gap between the fixed body 1 and the mobile body 2
It only represents the error correction for
Is each magnetic pole group MG₁~ MG_FourCoil L₁~ L_FourOf the main flux
Control cannot be performed. Therefore, the attitude control current type
Circuit SC₁~ SC_FourAnd attitude control current ΔI_Z1~ ΔI_Z4And bias
The value calculated from the current setter BS by the above equation (1)
Ass current I_f0And the magnetic pole group MG₁~ MG
_FourCoil L₁~ L_FourMoving body by controlling the main magnetic flux
2. Z-axis attitude control, ie pitch, roll, bounce
Control.   Therefore, now the drive circuit AC₁~ AC₈Drive current from
Therefore, each magnetic pole group MG₁~ MG₈Each magnetic pole MP₁~ MP_FourWrapped around
Excitation coil L₁~ L_FourIs excited, and the moving body 2
Correct without roll, pitch and bounce
When the magnetic levitation is at the center of the
Sensor G₁~ G_FourGap detection value h₁~ H_FourThe gap converter
GC₁~ GC_FourAnd the gap setting value h₀Is equal to
Comparison department CO₁~ CO_FourError output Δh output from₁~ Δh_Four
Becomes zero, and accordingly the Z-axis displacement control circuit ZC₁~ ZC_FourOr
Attitude control command current value Δi output from_Z1~ Δi_Z4All zero
Becomes Therefore, the attitude control current forming circuit SC₁~ SC_FourFrom
Is the bias current I_f0Only the current value is the attitude control current I_F1~ I
_F4As drive circuit AC₁~ AC_FourOutput to those unipo
Mirror amplifier UA₁~ UA_FourFrom magnetic pole MP₁And MP_TwoAbout the
Magnetic flux Φ in Fig. 3₁And Φ₂The magnetic pole MP_ThreeAnd M
P_FourAbout the reverse magnetic flux Φ₃And Φ₄To produce
Excitation current I₁~ I_FourIs supplied to each magnetic pole group MG₁~ MG_Fourby
The suction force acts evenly on the moving body 2 and the stator of the moving body 2
Maintain the normal magnetic levitation position for 1.   In this state, a load is applied to the moving body 2 and, for example, the Z-axis direction
Direction and gap sensor G₁~ G_FourTranslate away from
Move, causing a bounce.
Cap sensor G₁~ G_FourDetection value h₁~ H_FourThe gap converter GC
₁~ GC_FourThe converted output converted in step is the gap setting value h₀Bigger
And the comparison department CO₁~ CO_FourFrom the positive error output Δh₁~ Δh_FourBut
Is output. These error outputs Δh₁~ Δh_FourIs Z-axis displacement control
Circuit ZC₁~ ZC_FourPD operation circuit OC₁~ OC_FourIs calculated as
Control command current value Δi_Z1~ Δi_Z4Is output. These are the figures
Control current forming circuit SC₁~ SC_FourAnd the bias current I_f0Add to
Drive circuit AC₁~ AC_FourExcitation output from
Current I₁~ I_FourIncrease. According to this, the magnetic pole group MG₁~ MG_Fourof
Magnetoforce U₁~ U_FourIncreases and the suction force increases. Accordingly
And the moving body 2 is a gap sensor G₁~ G_FourSucked to the side,
The fixed body 1 is returned to a regular position at the center.   Similarly, when the moving body 2 is the gap sensor G₁~ G_FourApproaching
Bounces in the direction₁~ CO_FourFrom negative
Error output Δh₁~ Δh_FourIs output, the drive circuit AC₁
~ AC_FourPole group MG output from₁~ MG_FourPropulsion and attitude control
Excitation coil L₁~ L_FourExcitation current I for₁~ I_FourDecreases
As a result, the suction force of the moving body 2 decreases, and the moving body 2
It is returned to the normal position in the center.   In addition, the moving body 2 is moved from the state where the moving body 2 is at the regular position to the moving body 2.
2 The front end side goes down and the rear end side goes up (or the front end side goes up
When the pitch state is reached, the
Gap sensor G₁And G_Two(Or G_ThreeAnd G_Four)
Detection value h₁And h_Two(Or h_ThreeAnd h_Four) Grows bigger
Sensor G_ThreeAnd G_Four(Or G₁And G_Two) Gap detection value
h_ThreeAnd h_Four(Or h₁And h_Two) Becomes smaller. Therefore, the ratio
Comparison CO₁And CO_Two(Or CO_ThreeAnd CO_Four) Output from
Δh₁And Δh_TwoIs positive (or negative), comparison section CO_ThreeAnd CO_FourOut of
Error output Δh_ThreeAnd Δh_FourBecomes negative (or positive).
Therefore, the attitude control current forming circuit SC₁And SC_TwoOutput from
Attitude control current I_F1And I_F2Increases (or decreases),
Attitude control current forming circuit SC_ThreeAnd SC_FourPosture control output from
Control current I_F3And I_F4Decrease (or increase),
Road AC₁And AC_TwoThe excitation current output from the
Small), drive circuit AC_ThreeAnd AC_FourThe exciting current output from
Decrease (or increase), and eventually the magnetic pole group MG₁And MG_TwoSuction power
Increase (or decrease) the magnetic pole group MG_ThreeAnd MG_FourSuction power reduced
(Or increase), the front end of the moving body 2 is
Sensor G₁And G_TwoDirection (or direction away from)
And the rear end is the gap sensor G_ThreeAnd G_FourWho leave for
The moving body 2 is moved in the direction (or approaching direction).
It is returned to the regular position in the center of the body 1.   Similarly, the left end of the moving body 2 rises and the right end descends.
(Or the left end goes down and the right end goes up)
Magnetic pole group MG₁And MG_Three(Or MG_TwoPassing
And MG_Four) Attracting force decreases, and the magnetic pole group MG_TwoAnd MG_Four(or
Is MG₁And MG_Three), The suction force decreases,
The mobile unit 2 is fixed at the center of the fixed unit 1
Is returned to the position.   On the other hand, the control of the moving body 2 in the Y-axis direction
Similarly, the gap in the Y-axis direction is_Fiveas well as
G₆And the detected value w₁And w_TwoAnd gap setting value w₀When
The comparison department CO_FiveAnd CO₆And these comparisons CO_FiveAnd CO₆
Error output Δw output from₁And Δw_TwoFor the Y-axis displacement control
Road YC₁And YC_TwoPD operation circuit OC_FiveAnd OC₆And the performance
The result of the calculation is the attitude control command current Δi in the Y-axis direction._Y1AAnd Δi_Y2A
As attitude control current forming circuit SC_FiveAnd SC₇Output to the
Iias current I_f0And the attitude control command current Δi
_Y1AAnd Δi_Y2AThe inverting amplifier RA₁And RA_TwoInversion inverted by
Attitude control command current Δi_Y1BAnd Δi_Y2BThe attitude control current formation
Circuit SC₆And SC₈Output to the bias current I_f0Add to
It is done by doing.   Therefore, the moving body 2 is moved in the Y-axis direction by the gap sensor G._Five
And G₆When moving away from the_Five
And CO₆From the positive error output Δw₁And Δw_TwoIs output.
PD operation circuit OC accordingly₁And OC_TwoAttitude that is the result of the calculation of
Control current command value Δi_Y1AAnd Δi_Y2AAlso becomes a positive predetermined value,
This is the attitude control current forming circuit SC_FiveAnd SC₇At bias current
I_f0The attitude control output from these
Current I_F5And I_F7Increased electromagnet EA₁And EA_ThreeSuction power
To increase. Conversely, electromagnet EA_TwoAnd EA_FourSuction force, posture control
Y-axis displacement control circuit YC as control command current₁And YC_TwoReversal increase
Width RA₁And RA_TwoAttitude control that takes a negative value inverted by
Command current Δi_Y1BAnd Δi_Y2BIs the attitude control current forming circuit SC₆
And SC₈And these are the bias currents I_f0Subtract from
The attitude control current I_F6And I_F8Will decrease
Less. Therefore, the moving body 2 is a gap sensor
G_FiveAnd G₆Side, the gap sensor G_FiveAnd G₆With
Set gap value w between₀The gap length according to
The posture is controlled.   As described above, the movement command is input to the control circuit 10.
When the stationary body 1 is not
The magnetic attitude control of the moving body 2 is
The relative position with respect to the moving body 2 is controlled to an appropriate state.   In this attitude control state, the propulsion control unit 11
As shown in the figure, a movement command to move to the left,
Then, the magnetic pole MP₁Each pole piece mp_aAnd mp_bIs shown in Figure 3.
In the state where the moving body 2 faces the tooth row 2T, the ROM 1
1b increases from θ = 90 ° as shown in FIG. 9 (a)
Sinusoidal drive current value (time t₁Against the cosine-wave drive current at
Respond) I_S1Is read out from the ROM 11c and FIG.
Cosine-wave drive increasing from θ = 90 ° as shown in (c)
Current value (time t₁Corresponding to the sinusoidal drive current at I)_C1
Are read, and among these, the sinusoidal drive current value I_S1Is D / A
Drive circuit AC directly via converter₁~ AC_FourUnipolar amplification
UA₁Supplied to the inverter IN_TwoPhase inverted
Sinusoidal drive current value I shifted by 180 degrees_S2Is the drive circuit AC₁~ A
C_FourUnipolar amplifier UA_TwoIs supplied to the
Flow value I_C1Is a direct drive circuit AC₁~ AC_FourUnipolar amplifier UA_Three
Supplied to the inverter IN₁Is inverted and the phase is 180
Cosine-wave drive current value I shifted by degrees_C2Is the drive circuit AC₁~ AC_Fourof
Unipolar amplifier UA_FourSupplied to Therefore, each drive
Dynamic circuit AC₁~ AC_FourWith propulsion control current I_C1, I_C2, I_S1And I_S2And figure
Control current I_Fj(Where j = 1, 2, ..., 4 and below are the same)
The superimposed excitation current I shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d)₁~
I_FourAre formed, and these are each magnetic pole MP₁~ MP_FourWrapped around
Advance and attitude control coil L₁~ L_FourSupplied to   By the way, as shown in FIG.₁Pole piece mp_a
And mp_bIs facing the tooth row 2T of the moving body 2 t₁so
Is the drive circuit AC₁~ AC_FourUnipolar amplifier UA₁~ UA_FourFrom
Excitation current I shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d)₁~ I_FourIs coil L₁
~ L_FourAt time t₁Later time t_TwoIn between
Is the coil L₁Excitation current I for₁Decrease, and instead
Coil L_FourExcitation current I for_FourWill increase
The magnetic pole MP shifted from the tooth row 2T of the moving body 2 by 1/4 pitch_FourBy
The tooth row 2T of the moving body 2 is sucked and the moving body 2
Move left and continue t_ThreeUntil the coil L_FourAgainst
Excitation current I_FourDecreases, and instead coil L_TwoEncouragement for
Magnetic current I_TwoThe magnetic pole MP_TwoBy
The moving body 2 further moves left by 1/4 pitch, and then the magnetic pole MP_Three,
MP₁, MP_FourThe moving body is sucked in the tooth row 2T of the moving body 2 in the order of ......
2 is driven forward.   Further, the moving body 2 is moved rightward, that is, backward from the state shown in FIG.
9 (a) to 9 (d).
Point t₁From time t₀From θ = 90 ° to θ = 0 °
Outputs sinusoidal drive current and cosine drive current
The magnetic pole MP_Three−MP_Two−MP_Four−MP₁Moving objects in the order of ……
The moving body 2 is driven backward by sucking the second tooth row 2T.   Thus, the propulsion drive current is output from the propulsion control unit 11.
In the state where the moving body 2 is being propelled and driven,
Thus, the ease of passing the main magnetic flux varies with the displacement of the moving body 2.
Has no effect on the attitude control of the mobile unit 2
The main flux is controlled by the attitude control unit 12
By controlling by the control current, the moving body 2
Magnetically levitated while maintaining the position, smooth without contact
Linear driving can be performed.   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
You.   In the second embodiment, the moving position of the moving body 2 is detected.
The speed feedback is detected based on the detected value.
To drive the moving object in a closed loop.
It was made.   That is, as shown in FIG.
Optical encoder for detecting the moving position and moving direction of
The non-contact type moving position detector 20 is provided, and the moving position
The position detection signal is input to the propulsion control unit 11. Propulsion control unit 11
Is based on the movement position detection signal from the movement position detector 20.
Speed detector 21 for detecting the moving speed
The speed detection signal of device 21 is input as speed feedback signal.
Ratio at which an external speed command value is input
The speed error for amplifying the error signal consisting of the difference value between the
The difference amplifier 23 and the speed output from the speed error amplifier 23
Torque direction judgment based on the degree error output
Speed error output from separate circuit 24 and speed error amplifier 23
It is necessary to convert the output to an absolute value and output it as a torque command value.
The logarithmic circuit 25 and the position detection signal of the moving position detector 20 are
The current position counter 26 to be input and the current position
Accessed according to the count value of data 26 and stored in advance
ROM 27 and 2 for reading sine waveform data and cosine waveform data
8 and the sine and cosine output from these ROMs 27 and 28
D / A converters 29 and 30 for converting values to analog values, and
Analog sine values output from the D / A converters 29 and 30
And the analog cosine value and the output from the absolute value circuit 25.
Multiplying circuits 31 and 32 for multiplying by the
You. The propulsion control output from the multiplication circuits 31 and 32
Current is drive circuit AC₁~ AC_FourIs output to Note that the attitude control
The configuration of the unit 12 has the same configuration as that of the first embodiment.
The detailed description is omitted.   According to the second embodiment, the moving body 2 is
Therefore, in the state of magnetic levitation from fixed body 1, propulsion control
When the speed command value input from outside to unit 11 is zero,
When the moving body 2 is kept stopped, the moving position
Since the position detection signal output from the output unit 20 does not change,
The output of the speed detector 21 to which the position detection signal is input is zero.
Is maintained, and the output of the comparison unit 22 also becomes zero.   On the other hand, the count value of the current position counter 26 is
Counter that represents the current position according to the amount of displacement from the control origin of the
From the ROM 27 and 28 accordingly.
The sine value and cosine value corresponding to the current position are read out.
Are input to multipliers 31 and 32 via D / A converters 29 and 30.
It is. The output from the absolute value circuit 25 is output to the multipliers 31 and 32.
Since the zero torque command value is input,
By multiplying the command value and the sine and cosine values
Propulsion control current output from multipliers 31 and 32 remains zero
And drive circuit AC₁~ AC_FourIs output from the attitude control unit 12
Only the attitude control current is output, and the attitude control of the moving body 2 is performed.
Is performed.   Where the moving body 2 is driven forward from this moving body stopped state.
When the required positive speed command value is input, it is input to the comparison unit 22.
Speed feedback signal is zero.
Is output as an error signal as it is,
It is amplified by the difference amplifier 23. And the amplified error signal
Is input to the torque direction determination circuit 24,
The direction discriminating circuit 24 discriminates the forward direction, and the discrimination signal is
The data is input to the ROMs 27 and 28. Because of this, from ROM27 and 28
Sine waveform data and cosine waveform data are sequentially read in the positive direction
These are passed through the D / A converters 29 and 30, respectively, to the multiplier 3
Input to 1 and 32. At this time, it is in the movement start state
Therefore, the absolute value of the speed error signal output from the absolute value circuit 25 is
The torque command value is a large value, which is
And the cosine value are multiplied by the multipliers 31 and 32.
Propulsion control current I output from units 31 and 32_S1And I_C1The value of the
And these are the driving circuits AC₁~ AC_FourSupplied to
So the magnetic pole group MG₁~ MG_FourEach magnetic pole MP₁~ MP_FourWrapped around
Il L₁~ L_FourTo generate a large magnetomotive force
The moving body 2 is started to move by the look. Then, the moving body 2 moves
When movement starts, a position detection signal is output from the movement position detector 20.
The value of the current position counter 26.
Increases and the speed detector 21 responds to the position detection signal.
Output the same speed feedback signal.
The output of 22 decreases, and the output of the absolute value circuit 25
Decrease. For this reason, the outputs output from the multipliers 31 and 32 are
Control current I_S1And I_C1The moving body 2 moves
The driving torque required for this is gradually reduced.   Thus, the moving position of the moving body 2 is determined by the moving position detector 20.
And generates a speed feedback signal based on this.
And compares it with the speed command value in a closed loop.
Open loop control by speed control
Propulsion of stable mobile body without step-out in case
Dynamic control can be performed.   In the second embodiment, when speed control is performed,
However, the position control is not limited to this.
In this case, as shown in Fig. 12, the movement command value and the movement position detection
This is compared with the position detection signal of the
D / A conversion of the position error signal output from the deviation counter 40
Converter 41 converts it to an analog signal, which is used as the speed command value.
That is, it is sufficient to supply the data to the comparison unit 22.   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Will be described.   In the third embodiment, each magnetic pole group MG₁~ MG₈6 poles
As shown in FIG. 13, each magnetic pole MP₁~ M
P₆Pole piece mp_aAnd mp_bBut the magnetic pole MP₁Pole piece mp_aAnd mp_b
The magnetic pole MP with respect to the tooth row 2T of the moving body 2 based on_TwoMagnetism
Extreme piece mp_aAnd mp_b-120 degrees, magnetic pole MP_ThreePole piece mp_aAnd mp_b
Is +120 degrees, magnetic pole MP_FourPole piece mp_aAnd mp_bIs 180 degrees, magnetic pole M
P_FivePole piece mp_aAnd mp_bIs +60 degrees, magnetic pole MP₆Pole piece mp_aPassing
And mp_bIs -60 degrees.   At this time, each magnetic pole MP₁To MP₆Permeance changes
As shown in FIG. 14, the upward direction is θ = 0 ° (tooth
If the downward direction is θ = 180 ° (tooth and valley coincide),   P₁= K₁$ 1 + K_Twocosθ｝ …… (10)   P_Two= K₁$ 1 + K_Twocos (θ-120 ゜)｝ …… (11)   P_Three= K₁$ 1 + K_Twocos (θ + 120 ゜)｝ …… (12)   P_Four= K₁$ 1 + K_Twocos (θ-180 ゜)｝ …… (13)   P_Five= K₁$ 1 + K_Twocos (θ + 60 ゜)｝ …… (14)   P₆= K₁$ 1 + K_Twocos (θ−60 ゜)｝ …… (15) It is expressed as   Each magnetic pole MP accordingly₁~ MP₆Excitation coil L₁~ L₆Winding
As shown in Fig. 13, the direction of the magnetomotive force is
Magnetic pole MP₁~ MP_ThreeFor the moving body 2 side, the right half magnetic pole
MP_Four~ MP₆(15) so that it is on the fixed body 1 side
Excitation current I expressed by formula (20)₁~ I₆Is supplied. I₁= I_f0+ KΔh + kcosθ (16) I_Two= I_f0+ KΔh + kcos (θ-120 °) (17) I_Three= I_f0+ KΔh + kcos (θ + 120 °)… (18) I_Four= − ｛I_f0+ KΔh + kcos (θ-180 °)｝ (19) I_Five= − ｛I_f0+ KΔh + kcos (θ + 60 °)｝ ... (20) I₆= − ｛I_f0+ KΔh + kcos (θ−60 °)｝ (21) Where I_f0Is the bias current and K is a constant (usually PD control
K = K '+ K "d / dt), Δh is the gap sensor
, The displacement detection value detected by, is a constant (for speed control)
In this case, the torque command value).
Is the rotational drive current output from the rotational drive controller 11, the right side
Posture control in which the first and second terms are output from the posture control unit 12
Control current.   These exciting currents I₁~ I₆Fig. 14 (a)
, The main magnetic flux is controlled.   According to the third embodiment, as shown in FIG.
MP₁Pole piece mp_aAnd mp_bFaces the dentition 2T of the moving body 2
In the state in which the attitude control unit 12 shown in FIG.
Style I_F1~ I_F4By the magnetic pole MP₁~ MP_ThreeOf the moving body 2 from
2T, magnetic pole MP_Four~ MP₆, Magnetic pole MP through magnetic yoke 3₁~ MP_Three
The moving body 2 is fixed by forming a closed magnetic path returning to
Magnetically levitates to the normal position with respect to body 1 and drives it
In the third term on the right side of the equations (16) to (21) output from the control unit 11,
Since the propulsion control current is superimposed, the mobile unit 2 is propelled and driven.
It is.   Therefore, according to the third embodiment, the moving body 2 is propelled.
Since the number of magnetic poles of each magnetic pole group for moving increases,
The movement position of 2 can be controlled more accurately and smoothly.
At the same time, the attractive force generated by each magnetic pole group is large and variable.
Movement can be reduced, and the support rigidity of the moving body 2 is increased.
Can be done.   In each of the above embodiments, the number of magnetic poles of each magnetic pole group
Has been described in the case of selecting four or six,
Not limited to this, it is possible to select any even number of 8 or more
And the number of magnetic pole groups can be selected to any number of 3 or more.
And the propulsion control
Propulsion control only for one or more magnetic pole groups instead of supplying current
A control current may be supplied.   In each of the above embodiments, the moving body 2 is fixed to the fixed body 1.
Described the case where it is arranged inside, but it is not limited to this
The magnetic pole group MG₁~ MG_FourForm
A moving body 2 having a tooth row is disposed outside the fixed body.
You may do it.   Furthermore, the magnetic pole group MG₁~ MG_FourAnd electromagnet EM₁~ EM_FourIs fixed
Not only when formed on the body 1 but also formed on the moving body 2 and fixed
1 may form a tooth row.   Furthermore, the magnetic pole group MG₁~ MG_FourAnd electromagnet EM₁~ EM_FourArrangement with
The positional relationship is not limited to the above-described embodiment.
MG₁~ MG_FourIs placed on the side of the moving body 2 and the electromagnet EM₁~ EM_FourTo
It may be arranged on the upper surface, and the magnetic pole group and
The number of magnets is not limited to four, but can be any number greater than three.
Can be.   In addition, each magnetic pole group MG₁~ MG_FourIs the fixed body 1 or the moving body 2
Not only when it is provided only on one opposing surface, but also on both sides of the opposing surface
Each may be provided, in this case, the other magnetic pole group
MG_Five~ MG₈Each Z-axis displacement control circuit ZC of the attitude control unit 12₁~ Z
C_FourAttitude control command current Δi_F1~ Δi_F4Attitude system with inverted
Control command current and bias current I_f0Attitude control
What is necessary is just to supply a flow.   Furthermore, each magnetic pole group MG₁~ MG_FourMagnetic pole MP₁~ MP_FourIs a moving object
It is not necessary to form them in series in the direction of movement of the two, as shown in FIG.
As shown in FIG.
It can be arranged in a row.
H so that the phase becomes 2N divided by 360 °
Magnetic poles are arranged, and every other phase of magnetic pole N sets and other
Bias current I whose excitation direction is opposite to the other set of magnetic poles N
_f0And control the main magnetic flux by applying gap control current KΔh
And each coil L₁~ L_FourThe propulsion control current
Arbitrarily select the order and poles of each other
Can be. Therefore, as shown in FIG.
Four magnetic poles MP of two magnetic pole groups₁~ MP_FourPosition between adjacent magnetic poles
The phase difference can be all 90 degrees, and the magnetic pole groups are equally spaced
The propulsion output from the propulsion control unit 11
By sequentially moving the control current to adjacent pole groups
Therefore, there is an advantage that the moving body 2 can be moved over a long distance.
In addition, the interval between adjacent magnetic poles must be
Magnetic pole MP₁~ MP_FourThe shape
90 degree continuous lamination punching
Positioning accuracy over long distances without relying on assembly accuracy.
As well as the punching die of silicon steel
Another advantage is that the production is cheaper.   Further, in each of the above embodiments, the gap detection
Performs PD control on error output of value and gap setting value
The case has been described, but not limited to this, PID control, digital
Control may be performed.   Also, in each of the above embodiments, the propulsion drive system
ROM that stores sine wave data and cosine wave data
When reading the sine and cosine values from
However, the present invention is not limited to this.
Pulse drive like the step motor of
Good.   Further, in each of the above embodiments, the bias is
Predetermined bias current I with current setter BS_f0I will form
However, the present invention is not limited to this.
In the case of the embodiment, the magnetic pole MP_TwoAnd MP_ThreeIn the case of the third embodiment, the magnetic pole MP
_ThreeAnd MP_FourWith a permanent magnet in between, and this permanent magnet
Even if a magnetomotive force corresponding to the bias current is generated
Good. 〔The invention's effect〕   As described above, according to the present invention, the fixed body and
On one of the moving bodies, facing the row of teeth formed on the other
A plurality of magnetic pole groups are formed, and each magnetic pole group has four or more magnetic poles.
And one propulsion and attitude control excitation coil for each magnetic pole.
Winding and attitude control to these propulsion and attitude control excitation coils
To superimpose the current and the propulsion control current and supply them individually
Non-contact state where the moving body is magnetically levitated against the fixed body
So that the magnetic poles in each magnetic pole group
There is no need to limit the arrangement of magnetic poles, making it easy to form magnetic poles.
And improve the positioning accuracy.
An excitation coil for propulsion and attitude control is wound around each magnetic pole.
Only need to be mounted on each other.
Energy is not generated due to copper loss etc.
No loss occurs and heat generation is minimized
Driving means for driving the exciting coil.
Since it is composed of a simple unipolar amplifier,
The effect is that the composition can be simplified.   According to another aspect of the present invention, in addition to the above effects, the moving body
The moving position of the moving body is detected and the propulsion drive of the moving body is closed.
Since the control is performed in a loop,
The effect that dynamic control can be performed more accurately is obtained.

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の第１実施例を一部を切欠して示す斜
視図、第２図は第１実施例の横断面図、第３図は１つの
磁極群と移動体の歯列との対向関係を示す拡大展開図、
第４図は第３図の磁気的等価回路を示す回路図、第５図
は移動体の変位とパーミアンスとの関係を示す特性曲線
図、第６図は制御回路の一例を示すブロック図、第７図
は制御回路を構成する姿勢制御部を示すブロック図、第
８図はユニポーラ増幅器の構成を示す回路図、第９図は
各磁極群の各磁極に供給する励磁電流波形を示す波形
図、第10図（ａ）及び（ｂ）は夫々各磁極の位相と起磁
力の大きさ及び向きとを示す説明図及び電気角を示す説
明図、第11図はこの発明の第２実施例を示すブロック
図、第12図は第２実施例の変形例を示すブロック図、第
13図はこの発明の第３実施例を示す第３図に対応した拡
大展開図、第14図（ａ）及び（ｂ）は夫々第３実施例に
おける磁極の位相差と起磁力の大きさ及び方向とを示す
説明図及び電気角を示す説明図、第15図及び第16図は夫
々この発明に適用し得る磁極の他の例を示す斜視図であ
る。 図中、１は固定体、２は移動体、2Tは歯列、３は磁気ヨ
ーク、MG₁〜MG₄は磁極群、MP₁〜MP₆は磁極、mp_a,mp_bは
磁極片、L₁〜L₆は励磁コイル、EM₁〜EM₄は電磁石、10は
制御回路、11は推進制御部、12は姿勢制御部、G₁〜G₆は
ギャップセンサ、AC₁〜AC₈は駆動回路、20は移動位置検
出器、21は速度検出器である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment, and FIG. An enlarged development view showing the facing relationship between the dentition of the moving body and
FIG. 4 is a circuit diagram showing a magnetic equivalent circuit of FIG. 3, FIG. 5 is a characteristic curve diagram showing a relationship between displacement of the moving body and permeance, FIG. 6 is a block diagram showing an example of a control circuit, FIG. 7 is a block diagram showing an attitude control unit constituting a control circuit, FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a unipolar amplifier, FIG. 9 is a waveform diagram showing an exciting current waveform supplied to each magnetic pole of each magnetic pole group, FIGS. 10 (a) and (b) are an explanatory diagram showing the phase of each magnetic pole and the magnitude and direction of the magnetomotive force, and an explanatory diagram showing the electrical angle, respectively. FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. FIG. 12 is a block diagram showing a modification of the second embodiment, and FIG.
FIG. 13 is an enlarged development view corresponding to FIG. 3 showing the third embodiment of the present invention, and FIGS. 14 (a) and (b) show the phase difference of the magnetic poles, the magnitude of the magnetomotive force and FIGS. 15 and 16 are perspective views showing other examples of magnetic poles which can be applied to the present invention. In the figure, 1 is the fixed body, 2 is mobile, 2T is dentition, 3 magnetic yoke, MG ₁ ~MG ₄ is pole group, MP ₁ to MP ₆ is pole, mp _a, mp _b is the pole pieces, L ₁ ~L ₆ exciting coil, EM ₁ ~EM ₄ electromagnet, the control circuit 10, 11 is propulsion control unit, 12 attitude control unit, G ₁ ~G ₆ the gap sensor, AC ₁ to Ac ₈ denotes a driver circuit , 20 is a moving position detector and 21 is a speed detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−110472（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−97210（ＪＰ，Ａ)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page                   (56) References JP-A-62-110472 (JP, A)                 JP-A-59-59063 (JP, A)                 JP-A-48-97210 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．固定部に固定された固定体と、該固定体に対して磁
気浮上されて直線的に移動する移動体とで構成される非
接触型リニアアクチュエータにおいて、前記固定体及び
移動体の何れか一方に配設した突出歯を有する４つ以上
の磁極を所定間隔を保って配設し各磁極に１つの推進兼
姿勢制御用励磁コイルを巻回した少なくとも３組の推進
兼姿勢制御用磁極群と、他方に前記突出歯に対向して形
成された一定のピッチで当該移動体の移動方向に整列す
る歯列と、前記固定体と前記移動体との間の相対変位を
検出する変位検出手段と、該変位検出手段からの検出値
に基づいて前記固定体に対して移動体を磁気浮上させて
姿勢制御する直流成分でなる姿勢制御電流を形成する姿
勢制御部と、移動指令値に基づいて前記移動体の磁気浮
上状態での推進駆動を行う交流成分でなる推進駆動電流
を形成する推進駆動制御部と、前記姿勢制御電流に推進
駆動電流を重畳して前記推進兼姿勢制御用励磁コイルに
個別に供給するユニポーラ増幅器で構成される駆動手段
とを備えていることを特徴とする非接触型リニアアクチ
ュエータ。 ２．固定部に固定された固定体と、該固定体に対して磁
気浮上されて直線的に移動する移動体とで構成される非
接触型リニアアクチュエータにおいて、前記固定体及び
移動体の何れか一方に配設した突出歯を有する４つ以上
の磁極を所定間隔を保って配設し各磁極に１つの推進兼
姿勢制御用励磁コイルを巻回した少なくとも３組の推進
兼姿勢制御用磁極群と、地方に前記突出歯に対向して形
成された一定のピッチで当該移動体の移動方向に整列す
る歯列と、前記固定体と前記移動体との間の相対変位を
検出する変位検出手段と、前記移動体の移動位置を検出
する移動位置検出手段と、前記変位検出手段からの検出
値に基づいて前記固定体に対して移動体を磁気浮上させ
て姿勢制御する直流成分でなる姿勢制御電流を形成する
姿勢制御部と、移動指令値と前記移動位置検出値とに基
づいて前記移動体の磁気浮上状態での推進駆動を行う交
流成分でなる推進駆動電流を形成する推進駆動制御部
と、前記姿勢制御電流に推進駆動電流を重畳して前記推
進兼姿勢制御用励磁コイルに個別に供給するユニポーラ
増幅器で構成される駆動手段とを備え、移動体の推進駆
動をクローズドループ制御することを特徴とする非接触
型リニアアクチュエータ。 ３．前記推進駆動部は、移動指令値又は移動位置検出値
に基づいて移動体の移動位置決め用の正弦波状駆動電
流、反転正弦波状駆動電流、余弦波状駆動電流及び反転
余弦波状駆動電流を形成するROMを備えていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の非接
触型リニアアクチュエータ。(57) [Claims] In a non-contact linear actuator composed of a fixed body fixed to a fixed portion and a moving body that is magnetically levitated with respect to the fixed body and moves linearly, any one of the fixed body and the moving body may be used. At least three sets of propulsion / posture control magnetic pole groups in which four or more magnetic poles having protruding teeth are disposed at predetermined intervals and one propulsion / posture control excitation coil is wound around each magnetic pole; On the other hand, a tooth row aligned with the moving direction of the moving body at a constant pitch formed opposite to the protruding teeth, a displacement detecting means for detecting a relative displacement between the fixed body and the moving body, An attitude control unit that forms an attitude control current consisting of a DC component for attitude control by magnetically levitating the moving body with respect to the fixed body based on a detection value from the displacement detection unit; Propulsion drive while the body is magnetically levitated A drive unit comprising a propulsion drive control unit that forms a propulsion drive current composed of an alternating current component, and a unipolar amplifier that superimposes a propulsion drive current on the attitude control current and separately supplies the excitation coil for propulsion and attitude control. And a non-contact linear actuator comprising: 2. In a non-contact linear actuator composed of a fixed body fixed to a fixed portion and a moving body that is magnetically levitated with respect to the fixed body and moves linearly, any one of the fixed body and the moving body may be used. At least three sets of propulsion / posture control magnetic pole groups in which four or more magnetic poles having protruding teeth are disposed at predetermined intervals and one propulsion / posture control excitation coil is wound around each magnetic pole; A row of teeth aligned in the moving direction of the moving body at a constant pitch formed opposite to the protruding teeth in the region, a displacement detecting unit for detecting a relative displacement between the fixed body and the moving body, Moving position detecting means for detecting the moving position of the moving body, and a posture control current consisting of a DC component for performing posture control by magnetically levitating the moving body with respect to the fixed body based on a detection value from the displacement detecting means. Posture controller to be formed and moving finger A propulsion drive control unit that forms a propulsion drive current composed of an AC component for performing propulsion drive in a magnetic levitation state of the moving body based on the detected value and the movement position detection value, and superimposes a propulsion drive current on the attitude control current. And a driving means comprising a unipolar amplifier for individually supplying the excitation and attitude control excitation coils to the propulsion / posture control excitation coil, wherein the propulsion driving of the moving body is controlled in a closed loop. 3. The propulsion drive unit includes a ROM that forms a sine-wave drive current, an inverted sine-wave drive current, a cosine-wave drive current, and a reverse-cosine-wave drive current for movement positioning of a moving object based on a movement command value or a movement position detection value. The non-contact linear actuator according to claim 1 or 2, wherein the non-contact linear actuator is provided.