JP3222605B2 - 直線駆動装置 - Google Patents

直線駆動装置

Info

Publication number
JP3222605B2
JP3222605B2 JP03965593A JP3965593A JP3222605B2 JP 3222605 B2 JP3222605 B2 JP 3222605B2 JP 03965593 A JP03965593 A JP 03965593A JP 3965593 A JP3965593 A JP 3965593A JP 3222605 B2 JP3222605 B2 JP 3222605B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
movable
movable body
linear drive
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03965593A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06253526A (ja
Inventor
雅則 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP03965593A priority Critical patent/JP3222605B2/ja
Publication of JPH06253526A publication Critical patent/JPH06253526A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3222605B2 publication Critical patent/JP3222605B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、光
ディスク装置等に応用可能なリニアモータを用いた直線
駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、直線往復運動を行うための駆動手
段として、リニアモータが広く知られている。
【0003】図6は、リニアモータの一例として3相リ
ニア直流モータの構造について示したものである。ステ
ータ50は、界磁磁石51、ステータヨーク52から構
成され、モータの駆動に必要な磁界を発生する。可動子
60は、3相のコイル61a,61b,61cと、ムー
ビングヨーク63および各相のコイルに対応した位置検
出素子62a,62b,62cからなり、可動子に可動
体が連結されている。位置検出素子62a,62b,6
2cには一般に、磁束密度を電位差に変換するホール素
子、ホールICなどが用いられており、この位置検出素
子62a,62b,62cからの出力に応じてコイル6
1a,61b,61cに通電することにより、フレミン
グの左手の法則に従って可動子に推力が生じる。
【0004】図7は、モータの推力を求めるための簡単
な模式図を示す。可動部70の質量をMa、可動部の加
速度をαとすると、必要な推力Fは物体の運動方程式よ
り、 F=Maα (1) で表される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の方法で
は、可動部重量の重いものをより大きな加速度で加速す
るなど、大きな推力を必要とする場合には、コイルに流
す電流量を増やしたり、界磁磁石の起磁力を上げ磁束密
度を高めるなどの対応を取らねばならず、電流量の増加
による消費電力の増大や、起磁力を高めるために界磁磁
石が大型化してしまうなどの問題がある。
【0006】本発明は、上記に鑑み、低消費電力および
界磁磁石の小型化を図りながら、推力を増大させた直線
駆動装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図1の如く、直線往復移動自在な可動部1および
ステータ2を備え、可動部1とステータ2とでリニアモ
ータが構成され、可動部1とステータ2が任意の減速比
で機械的に連結されている。
【0008】そして、可動部質量をMa、ステータ質量
をMyとしたとき、減速比iがi>My/Maとされ
る。
【0009】
【作用】上記課題解決手段において、質量Maの可動部
1を加速度αで直線移動させる場合を考える。可動部1
にかかる必要推力をF’とすると、ステータ2には同じ
大きさで反対方向の反力F’がかかる。減速比をi、可
動部1が受ける力をT1,T2、ステータ質量をMyとす
ると、ステータ2の加速度はα/i、ステータ2が受け
る力は、iT1、iT2となる。
【0010】可動部1とステータ2の運動方程式はそれ
ぞれ次のようになる。
【0011】 Maα=F’+(T1−T2) (2) Myα/i=F’−i(T1−T2) (3) (2)、(3)式よりT1、T2を消去してF’をもとめ
ると、 F’={Mai/(i+1)+My/i(i+1)}α (4) となる。
【0012】ここで減速比をi>My/Maとなるよう
に設定すると、(4)式は、 F’<{Mai/(i+1)+Ma/(i+1)}α=Maα (5) となる。(1)式より従来の方式で必要な推力は、F=
Maαであるから、 F’<F (6) となり、従来の方法より必要な推力が小さくなる。
【0013】これによって、同一の可動部重量、同一の
加速度を実現するに当たって、従来のステータを固定し
ている場合と比較して可動部1を移動させるのに必要な
推力を低減させることができる。
【0014】
【実施例】本発明の直線駆動装置は、図1に示すよう
に、直線往復移動自在な可動部1およびステータ2を備
え、可動部1とステータ2とでリニアモータが構成さ
れ、可動部1とステータ2が任意の減速比を有した減速
手段3を介して連結手段4で機械的に連結されている。
【0015】減速手段3は、左右一対の2段プーリであ
るタイミングプーリからなり、連結手段4は、左右一対
のタイミングプーリ3の大,小プーリ3a,3bにそれ
ぞれ掛け巻きされたタイミングベルト4a,4bからな
る。可動部1が大プーリ3a側のタイミングベルト4a
の上半分側に固定され、ステータ2が小プーリ3b側の
タイミングベルト4bの下半分側に固定され、互いに逆
方向に移動するようになっている。
【0016】今、質量Maの可動部1を加速度αで直線
移動させる場合を考える。可動部1にかかる必要推力を
F’とすると、ステータ2には同じ大きさで反対方向の
反力F’がかかる。減速手段3の減速比をi(=φda
/φdy)、可動部1が連結手段4により受ける力をT
1,T2、ステータ質量をMyとすると、ステータ2の加
速度はα/i、ステータ2が連結手段4により受ける力
は、iT1、iT2となる。
【0017】可動部1とステータ2の運動方程式はそれ
ぞれ次のようになる。
【0018】 Maα=F’+(T1−T2) (2) Myα/i=F’−i(T1−T2) (3) (2)、(3)式よりT1、T2を消去してF’をもとめ
ると、 F’={Mai/(i+1)+My/i(i+1)}α (4) となる。
【0019】ここで減速比をi>My/Maとなるよう
に設定すると、(4)式は、 F’<{Mai/(i+1)+Ma/(i+1)}α=Maα (5) となる。(1)式より従来の方式で必要な推力は、F=
Maαであるから、 F’<F (6) となり、従来の方法より必要な推力が小さくなることが
分かる。
【0020】次に、本発明の直線駆動装置をスリット露
光方式の複写機用の走査光学系ユニットに適用した実施
例を図2〜図4に示す。
【0021】本実施例の直線駆動装置は、ミラー,ラン
プ等の光学ユニットを搭載した第一可動体10aとミラ
ー等の光学ユニットを搭載した第二可動体10bとを速
度比2:1で図2中のAあるいはBの方向に直線往復移
動させるべく、複写機本体内部のベースフレーム11に
設けられている。
【0022】第一可動体10a、第二可動体10bは、
その一側がベースフレーム11にホルダ12を介して取
り付け固定された軸13に軸受け14a,14bを介し
て摺動自在に支持されている。また、他側がベースフレ
ーム11に取り付け固定されたレール15上を滑る滑り
材16a,16bを介して摺動自在に支持されている。
ベースフレーム11に対し、図中のA,B方向に移動可
能とされている。
【0023】そして、第一可動体10a、第二可動体1
0bの上面には、それぞれの移動位置をそれぞれ検出す
るためのリニアエンコーダ17a,17bが取り付けら
れている。一方、リニアスケール18は、ベースフレー
ム11に固定部材19を介して固定されている。
【0024】また、第一可動体10a、第二可動体10
bの一側には、可動部20a,20bがそれぞれ取り付
けられている。両可動部20a,20bは、断面ロ字状
に形成され、3相のコイルを備えている。
【0025】可動部20a,20bの周辺には、ステー
タ30が設けられている。ステータ30は、断面コ字状
のバックヨーク31と、可動部20a,20bの上面お
よび下面に対向するようにバックヨーク31に取り付け
られた上下の界磁磁石32と、可動部20a,20bの
中空部分に位置し、バックヨーク31、界磁磁石32と
ともに閉磁気回路を形成するためのセンターヨーク33
とからなる。センターヨーク33は、図5に示すように
その両端がセンターヨーク支持板33aを介してバック
ヨーク31に取り付けられている。
【0026】バックヨーク31の下方には、ローラ34
がホルダー35によりベースフレーム11に取り付けら
れており、ローラ34がバックヨーク31の下面に接触
している。これによって、ステータ30がベースフレー
ム11に対して移動可能とされている。
【0027】また、第一可動体10aの上部に、支柱3
6がステータ30の方向に向かって取り付けられ、その
先端はベースフレーム11に形成された上横溝37を貫
通して外側に突出している。ステータ30のバックヨー
ク31の側面にも、支柱38が突設されており、ベース
フレーム11に形成された下横溝39を貫通して外側に
突出している。
【0028】ベースフレーム11の外側には、図4に示
すように、減速比iの2段プーリである減速手段として
の左右一対のタイミングプーリ40が回転自在に取り付
けられている。そして、両タイミングプーリ40の大プ
ーリ40aおよび小プーリ40b同士は、それぞれタイ
ミングベルト41,42によって連結されている。
【0029】大プーリ側のタイミングベルト41には、
第一可動体10aの支柱36が締結され、小プーリ側の
タイミングベルト42には、ステータ30の支柱38が
締結されている。すなわち、第一可動体10aを駆動す
ると、タイミングプーリ40とタイミングベルト41,
42によってステータ30も連動して動く構造となって
おり、これらの支柱36,38と、タイミングベルト4
1,42とから連結手段が構成されている。
【0030】なお、第一可動体10aと可動部20aと
を合わせた質量をMa、ステータ30の質量をMyとす
ると、減速比iはi>My/Maとなるようにタイミン
グプーリ40は設計されている。
【0031】上記構成において、光学ユニットによる原
稿走査を行うとき、リニアエンコーダ17a,17bか
らの位置検出に応じて第一,第二可動体10a,10b
の3相コイルの励磁を切換えるという周知の方法によ
り、第一可動体10aと第二可動体10bを速度比2:
1で同期運転する。
【0032】このとき、第一可動体10aのB方向への
移動につれて、タイミングベルト41が移動してタイミ
ングプーリ40が回転する。すると、小プーリ40b側
のタイミングベルト42も同方向に移動し、ステータ3
0が第一可動体10aの移動速度に対して1/i倍の移
動速度で逆のA方向へ移動する。
【0033】また、リターン時には、同様の動作でA方
向に第一,第二可動体10a,10bが移動し、B方向
にステータ30が移動する。
【0034】このように、従来のステータが固定されて
いる場合に対して、同一の可動体の質量、同一の加速度
を実現するに当たって、ステータを可動体と逆方向に直
線往復移動可能とし、可動体とステータを減速比iで機
械的に連結し、なおかつ、i>My/Maとすることで
必要とする推力を低減することができる。したがって、
従来の直線駆動装置に比べて省消費電力および界磁磁石
の小型化を可能とした直線駆動装置を実現できる。
【0035】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0036】本発明による直線駆動装置は、複写機だけ
でなくプリンタ、光磁気ディスク装置等への応用が可能
である。
【0037】本実施例では、連結手段をタイミングベル
ト、減速手段をタイミングプーリとしたが、その他とし
て、ワイヤと2段プーリ、あるいはラックとピニオンな
どの組み合わせでも差し支えない。
【0038】また、ステータと可動体の構成を逆にし
て、可動体が永久磁石を備え、ステータが巻線とヨーク
から構成されるようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、ステータを直線往復移動可能とし、可動部とス
テータを機械的に連結して、減速比を所定の範囲で設定
することにより、従来のステータが固定されている場合
に対して、同一の可動部の質量、同一の加速度を実現す
るに当たって、必要とする推力を低減することができ
る。したがって、従来の直線駆動装置に比べて省消費電
力および界磁磁石の小型化を可能とした直線駆動装置を
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の直線駆動装置の力学的な概要の原理説
明図
【図2】本発明の直線駆動装置を適用したをスリット露
光方式の複写機の走査光学系の平面図
【図3】図2のX−X断面図
【図4】走査光学系の正面図
【図5】ステータの斜視図
【図6】一般的な3相リニア直流モータの構造図
【図7】従来のリニアモータの力学的な概要の説明図
【符号の説明】
1 可動部 2 ステータ 3 タイミングプーリ 4 タイミングベルト 10a 第一可動体 10b 第二可動体 20a,20b 可動部 30 ステータ 31 バックヨーク 32 界磁磁石 33 センターヨーク 35,37 支柱 40 タイミングプーリ 41,42 タイミングベルト

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線往復移動自在な可動部と、ステータ
    とを備え、可動部とステータとからリニアモータが構成
    された直線駆動装置において、ステータが直線往復移動
    自在とされ、可動部とステータとを任意の減速比で機械
    的に連結する連結手段を備えたことを特徴とする直線駆
    動装置。
  2. 【請求項2】 可動部質量をMa、ステータ質量をMy
    としたとき、減速比iがi>My/Maとされたことを
    特徴とする請求項1記載の直線駆動装置。
JP03965593A 1993-03-01 1993-03-01 直線駆動装置 Expired - Fee Related JP3222605B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03965593A JP3222605B2 (ja) 1993-03-01 1993-03-01 直線駆動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03965593A JP3222605B2 (ja) 1993-03-01 1993-03-01 直線駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06253526A JPH06253526A (ja) 1994-09-09
JP3222605B2 true JP3222605B2 (ja) 2001-10-29

Family

ID=12559108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03965593A Expired - Fee Related JP3222605B2 (ja) 1993-03-01 1993-03-01 直線駆動装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3222605B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005122369A1 (ja) * 2004-05-14 2005-12-22 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki ムービングマグネット形リニアスライダ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06253526A (ja) 1994-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4702629B2 (ja) ムービングマグネット形リニアスライダおよびそれを用いた工作機械
EP1198055B1 (en) Linear motor, driving and control system thereof and manufacturing method thereof
EP0393994A2 (en) A linear driving apparatus
US5955798A (en) Linear motor
JPH04208095A (ja) リニアモータ装置
JP3222605B2 (ja) 直線駆動装置
US4952011A (en) Moving apparatus for optical systems
JP2001148398A (ja) Xyステージ
JP3175554B2 (ja) 直流リニアモータ
JPH11196561A (ja) 制動特性が調節可能なリニアモータ
JPH1052022A (ja) 無ブラシ線型駆動制御システム
JP4036207B2 (ja) Xyステージ
JP2651731B2 (ja) 複写機
JP4522674B2 (ja) 小型スライド装置
JPH0793809B2 (ja) リニアステツプモ−タ
JP3382062B2 (ja) リニア振動モータ
JP2825323B2 (ja) ボイスコイル型リニアモータ
JP3193038B2 (ja) 可動コイル型リニア直流モータ
JPS626863Y2 (ja)
JPH08275494A (ja) リニアモータ
JPS61239237A (ja) 光学系駆動装置の速度制御装置
WO2007013289A1 (ja) リニアモータ
JP2555822Y2 (ja) 電子写真装置のレンズ支持装置
JPS61239236A (ja) 複写機の光学系移動装置
JPS62201050A (ja) リニア直流モ−タ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees