JP3212801B2 - リニアモータ - Google Patents
リニアモータInfo
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Description
し、特に、浮上支持されるスライダーを移動させるため
のリニアモータの改良技術に関するものである。
能であることから、例えば、サブミクロンオーダーの位
置決め精度が要求される2次元測定装置のX,Yテーブ
ルの駆動装置として利用されている。このような高精度
が要求される測定器では、リニアモータで移動させるス
ライダーは、摩擦抵抗などの影響を極力排除するため
に、圧縮空気を噴出することにより浮上支持されている
場合が多い。
るリニアモータとしては、例えば、特公平2−3393
号公報に開示されている直流駆動型のリニアモータが知
られている。この公報に開示されてるリニアモータは、
N極とS極とが所定の間隔を隔てて対向し、長手方向に
沿って異なった極性の磁極が交互に配置される永久磁石
群と、この永久磁石群の前記N,S極間の中心に設けら
れる基板と、永久磁石群と対向するように基板の表裏面
に設けられる一対の空心コイル群と、永久磁石群の磁極
位置を検出する位置検知素子とから構成され、基板の表
裏面に配置された一対の空心コイル群には、位相差が設
けられている。
位置検知素子により永久磁石群の磁極位置を検出して、
空心コイル群へ供給する励磁電流の方向を制御すること
により、永久磁石群もしくは基板の何れか一方を直線的
に移動させる。また、このような構成のリニアモータを
測定器に使用する際には、移動させる側を浮上支持され
たスライダーと結合させることになる。
ると、位置検知素子が空心コイル群の内部に配置されて
いるので、永久磁石群と空心コイル群との間のエアギャ
ップが短くなり、大きな推力が得られるものの、この公
報に示されているリニアモータには、以下に説明する技
術的課題があった。
示されているリニアモータでは、対向しているN,S極
間に発生する磁束と、励磁電流を供給することにより空
心コイル群に発生する磁束との間発生する磁気力によ
り、スライダーを直線的に移動させる推力を得ている
が、永久磁石群は、長手方向に沿って異なった極性の磁
極が交互に配列されており、このような磁極構造では、
対向するN,S極間に磁束が発生するだけでなく、長手
方向に隣接する磁極間にも漏れ磁束が発生し、この漏れ
磁束と空心コイル群に発生する磁束との間にも磁気力が
作用する。
アモータでは、基板の表裏面側に発生する漏れ磁束が同
じものであったとしても、基板の表裏面に配置されてい
る空心コイル群間に位相差が設けられているため、漏れ
磁束に起因する磁気力が、基板の表裏面でアンバランス
になり、推力以外のアンバランスな磁気力が可動部側に
作用する。
ると、特に、浮上支持されているスライダーは、支持構
造の剛性が非常に小さいので、僅かなアンバランスによ
っても移動し、その結果、高精度の位置決めができなく
なるという問題があった。本発明は、このような従来の
問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、高
精度の位置決めが可能になるリニアモータを提供するこ
とにある。また、別の目的として、コイルを励磁する際
に発生する発熱の影響が低減できるリニアモータを提供
することにある。
め、本発明は、N極とS極とが所定の間隔を隔てて対向
配置される多数の永久磁石を、長手方向に沿って異なっ
た極性の磁極が交互になるように配列した永久磁石群
と、この永久磁石群の前記N,S極間の中心に設けら
れ、合成樹脂などの熱伝導性の低い材料で形成された基
板と、前記永久磁石群と対向するように前記基板の表裏
面に設けられる一対の空心コイル群とを備え、前記基板
側ないしは前記永久磁石群側の何れか一方を相対移動可
能な可動部とし、この可動部が圧縮空気の噴射により浮
上支持されるスライダーと結合するリニアモータであっ
て、前記空心コイル群を同一位相とし、かつ、前記基板
の表裏面に対称に設けたことを特徴とする。
一対ずつをそれぞれ並列接続することができる。
群を同一位相とし、かつ、これらの空心コイル群を基板
の表裏面に対称に設けているので、漏れ磁束と各空心コ
イル群との間に作用する電磁力は、基板の表裏面で相殺
される。また、請求項2の構成によれば、基板の表裏面
に設けた空心コイル群の一対ずつをそれぞれ並列接続す
るので、巻数がNの単一の空心コイルと同じ推力を得る
のに必要な条件は、巻数がN/2となり、空心コイルの
電気抵抗が1/2になるので、1空心コイル当たりの発
熱量を抑えることができる。
を参照して詳細に説明する。図1から図3は、本発明に
かかるリニアモータの一実施例を示している。同図に示
すリニアモータは、スライダー10をスライドガイド1
2に沿って移動させるものであって、可動部14と固定
部16とを有している。
のX,Yテーブルが取り付けられるものであって、中空
角形断面に形成されていて、図1の紙面と直交する方向
に延びるスライドガイド12に外嵌されている。スライ
ドガイド12は、角形断面の棒材であって、その外周面
とスライダー10の内周面との間に僅かな間隔が設けら
れていて、この間隔に圧縮空気をスライダー10ないし
はスライドガイド12から噴射することにより、スライ
ダー10がスライドガイド12に対して浮上支持されて
いる。
10が上端面に載置固定される断面が略コ字型に形成さ
れたヨーク14aと、このヨーク14aの対向する内面
に固設された永久磁石群PMとから構成されている。一
方、リニアモータの固定部16は、設置面に固定される
支持板16aと、この支持板16aの中心に立設され、
合成樹脂などの熱伝導性の低い材料で形成された基板1
6bと、この基板16bの表裏面に固設された一対の空
心コイル群C,C’とから構成されている。
ように、長手方向に隣接する磁極が交互に異なるように
配列された多数の永久磁石PM1,PM2,PM3,……PM
n から構成されていて、各永久磁石PM1,PM2,PM3,
……PMn のN極とS極とが短手方向で対向するよう
に、所定の間隔を隔てて配置されている。基板16b
は、永久磁石PM1,PM2,PM3,……PMn のN極とS
極とのほぼ中心に、厚み方向の中心が位置するように配
置されている。
にその詳細を示すように、所定の巻数Nを有する多数の
空心コイルC1,C2,C3,……Cn,C1 ’, C2 ’
, C3 ’……, Cn ’から構成されている。各空心コイ
ルC1,C2,C3,……Cn,C1 ’, C 2 ’, C3 ’……,
Cn ’は、同一構成のものであって、基板16bの表裏
面に対称かつ同一位相に配置されていて、表裏一対ずつ
の空心コイルC1,C1 ’、C 2,C2 ’、C3,C3 ’、C
n,Cn ’とがそれぞれ並列接続されている。
空心コイル群C,C’との長手方向の配置間隔は、図3
に示すように、4個の永久磁石PM1,PM2,PM3,PM
4 の長さに対して、3個の空心コイルC1,C2,C
3,C1 ’, C2 ’, C3 ’が納まるように設定されてい
る。さらに、本実施例のリニアモータでは、永久磁石P
M1,PM2,PM3,……PM n の磁極位置は、例えば、ホ
ール素子などの検知手段を用いることなく検出する。す
なわち、各空心コイルC1,C2,C3,……Cn,C1 ’, C
2 ’, C3 ’……,Cn ’に励磁電流を供給すると、そ
の供給の初期において、永久磁石PM1,PM 2,PM3,…
…PMn の磁束と鎖交する磁束が変化し、コイルに逆起
電力が発生し、励磁電流に変化が生じる。
M1,PM2,PM3,……PMn の磁極位置によって異なる
ので、この励磁電流の変化を検出して、永久磁石PM1,
PM 2,PM3,……PMn の磁極位置求め、この求められ
た位置に基づいて励磁電流の方向が決定される。そし
て、このような手段に基づいて磁極位置を求めて各空心
コイルC1,C2,C3,……Cn,C1 ’, C2 ’, C3 ’…
…, Cn ’に励磁電流を供給すると、コイルの創る磁界
と永久磁石の磁界との間に作用する磁気力により、スラ
イダー10をスライドガイド12に沿って移動させる推
力が得られる。
ば、特に、以下に説明する作用効果が得られる。すなわ
ち、上述したように配列したリニアモータの磁極構造で
は、従来のリニアモータと同様に、長手方向に沿って交
互に磁極が異なるように配列した永久磁石群PMでは、
隣接する磁極間に漏れ磁束が発生し、この漏れ磁束に基
づく、推力以外の方向の磁気力が作用することになる。
空心コイル群C,C’を同一位相とし、かつ、基板16
bの表裏面に対称に設けているので、基板16bの表裏
面側にそれぞれ発生する漏れ磁束の大きさが同じであれ
ば、この漏れ磁束に伴って発生する磁気力も同じにな
り、基板16bの表裏面で発生した磁気力同士が相殺さ
れ、その結果、漏れ磁束に伴う磁気力の影響を排除する
ことができる。
ダー10のように剛性の非常に弱い支持構造において、
高精度の位置決めを確実に確保することができる。本発
明者らの実測によると、本実施例のリニアモータを用い
ると、スライダー10のローリング成分が1/10〜1
/25に減少することが確認された。また、本実施例の
場合には、基板16bの表裏面に設けた空心コイル群
C,C’の一対ずつをそれぞれ並列接続しているので、
コイルに励磁電流を供給した時の発熱の影響を抑制する
ことができる。
イルC1,C2,C3,……Cn,C1 ’,C2 ’, C3 ’……
, Cn ’で、巻数がNの単一の空心コイルと同じ推力を
得るものとすると、本実施例では、基板16bの表裏面
に設けられた一対のコイルを有しているので、各コイル
の巻数は、N/2となる。このようなコイルを並列接続
すると、供給する励磁電流は、2倍必要になるが、空心
コイルの電気抵抗が1/2になるので、1個当たりの発
熱量を抑えることができる。
ルの発熱量の合計は、巻数Nの単一空心コイルと同じに
なるが、本実施例の場合には、各コイルは、熱伝導率の
低い基板16bの表裏面に配置されているので、発熱に
よる可動部14側への影響は、何れか一方側のコイルの
発熱量だけを考慮すればよく、局部的な発熱量は、巻数
Nの単一空心コイルよりも少なくなる。
の実施例を示している。同図に示したリニアモータは、
上記実施例と基本的な構成は同じであるが、空心コイル
群C,C’が配置された基板16bと、永久磁石群PM
とを水平方向に配置した例であって、このような構成の
リニアモータでも上記実施例と同様な作用効果が得られ
る。
久磁石群PMを設けたものを例示したが、基板16bを
可動側にすることも勿論可能である。
本発明にかかるリニアモータによれば、漏れ磁束に伴う
悪影響を排除できるので、浮上支持されるスライダーを
高精度に位置決めすることができる。
である。
る。
す要部断面説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 N極とS極とが所定の間隔を隔てて対向
配置される多数の永久磁石を、長手方向に沿って異なっ
た極性の磁極が交互になるように配列した永久磁石群
と、この永久磁石群の前記N,S極間の中心に設けら
れ、合成樹脂などの熱伝導性の低い材料で形成された基
板と、前記永久磁石群と対向するように前記基板の表裏
面に設けられる一対の空心コイル群とを備え、前記基板
側ないしは前記永久磁石群側の何れか一方を相対移動可
能な可動部とし、この可動部が圧縮空気の噴射により浮
上支持されるスライダーと結合するリニアモータであっ
て、前記空心コイル群を同一位相とし、かつ、前記基板
の表裏面に対称に設けたことを特徴とするリニアモー
タ。 - 【請求項2】 前記基板の表裏面に設けた空心コイル群
の一対ずつをそれぞれ並列接続することを特徴とする請
求項1記載のリニアモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17076094A JP3212801B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | リニアモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17076094A JP3212801B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | リニアモータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0837772A JPH0837772A (ja) | 1996-02-06 |
JP3212801B2 true JP3212801B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=15910879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17076094A Expired - Fee Related JP3212801B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | リニアモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3212801B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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KR19990066317A (ko) * | 1998-01-23 | 1999-08-16 | 김영환 | 플랫타입 리니어 모터 |
JP2009261245A (ja) * | 2003-09-16 | 2009-11-05 | Juki Corp | 直動モータ |
KR100694673B1 (ko) * | 2005-05-06 | 2007-03-14 | 주식회사 맥시스 | 원통형 영구자석을 이용한 리니어 모터 |
DE112008000836T5 (de) * | 2007-03-29 | 2010-02-04 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung |
JP5436809B2 (ja) * | 2008-07-23 | 2014-03-05 | 住友重機械工業株式会社 | リニアモータ |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP17076094A patent/JP3212801B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0837772A (ja) | 1996-02-06 |
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