JP4594093B2 - 駆動装置 - Google Patents
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Description
そして、この場合には、コイル415を水平方向に巻回したことにより、装置の薄型化を図ることができるものである(例えば、特許文献4参照。)。
まず、図15に示したボイスコイルモータの場合には、従来の電磁リニアモータに比べれば、コイルが1個である等比較的簡単な構成であり、且つ、推力リップルがないといった利点がある反面、装置の薄型化が困難であるという問題があった。
一方、図16に示したようなボイスコイルモータの場合には、コイル415を水平方向に向けて巻回させたことにより装置の薄型化を図ることができるという利点があるが、それでも不充分であり、さらなる薄型化が要求されていた。又、図16に示したボイスコイルモータの場合には、固定部401と可動部407が複雑に入り組んだ構成になっており、構造が複雑であるという問題もあった。さらに、ストロークはコイルの大きさに依存し、その為、ストロークに限界があり長ストローク化が困難であるという問題があった。
又、請求項2による駆動装置は、請求項1記載の駆動装置において、上記コイルの巻回中心部には鉄や鉄と同等の透磁率の材が配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項3による駆動装置は、請求項2記載の駆動装置において、上記鉄や鉄と同等の透磁率の材は、上記可動部の移動方向に沿って延長・配置されていることを特徴とするものである。
その際、上記コイルを上記永久磁石の面と平行な方向に巻回することが考えられる。この場合にはストローク長に関しては限界があるが、十分な推力を確実に確保することができる。
又、上記コイルを上記永久磁石の面に対して直交する方向に巻回することが考えられる。この場合には、ストローク長に関する限界がなくなり、永久磁石の長さを長くすることによりストローク長を長くすることが可能になる。
その際、上記コイルの巻回空心部に高透磁率材を配置することが考えられ、それによって、推力の増大を図ることができる。
又、上記可動部を上記固定部に対して非接触案内機構によってガイドされるように構成することが考えられ、その際、上記非接触案内機構装置として超音波浮上機構を採用することが考えられる。非接触案内機構を採用した場合には位置決め精度が高くなるものであり、又、その中でも超音波浮上機構を採用した場合には装置のコンパクト化を図ることができる。
又、上記コイルを上記固定部側に取り付けることが考えられ、この場合は、固定部を介しての熱伝導による高い冷却効果が期待できるので、熱膨張や熱変形に起因した位置決め精度の低下を防止することができる。
又、最も一般的な例としては、上記可動部を上記固定部に対して一方向に移動させる構成が考えられるが、上記可動部又は上記固定部に非平行なコイル配置を含む複数個のコイルを間欠・配置することにより、上記可動部を上記固定部に対してX軸・Y軸二次元方向に移動させることも可能になる。
又、同様の構成によって、上記可動部を上記固定部に対してX軸・Y軸二次元方向に移動すると共に回転させることも可能になる。
まず、固定部1があり、この固定部1は略U字状をなしていて、底壁3と、左側側壁5と、右側側壁7とから構成されている。上記左側側壁5と右側側壁7の内側には、左側ガイド部9と右側ガイド部11が鋭利な状態で突出・配置されている。
まず、振動装置25による超音波振動によって可動部21に浮上力が作用し、可動部21は、図1(c)に示すように、固定部1に対してZ軸方向に浮上した状態、つまり、非接触の状態になる。
その状態で、コイル51に適宜の方向に電流を流すことにより、「フレミングの左手の法則」に基づいて、可動部21に対して図中Y方向の何れかに移動するための駆動力が作用する。したがって、可動部21はY方向の何れかに移動することになる。
まず、装置の低背化(薄型化)を図ることができ、それによって、装置のコンパクト化を図ることができるものである。これは、コイル51の背面側、すなわち、コイル51を挟んで永久磁石49、49の反対側に別の永久磁石や高透磁率材からなる部材が設置されていないからであり、且つ、コイル51と永久磁石49、49との間の隙間(α)が極めて小さな値(この実施の形態の場合には1mm)に設定されているからである。
又、この実施の形態の場合には、永久磁石49の中心が推力作用点となるわけであるが、この永久磁石49は可動部21の重心に対して近接・配置されているので、可動部21の動作が安定したものとなり、例えば、ピッチング等の動的な位置決め精度が向上するものである。
因みに、図16に示したような構成の場合には、コイル415が推力作用点となるわけであるが、これは可動部407の重心に対して離間した場所に位置しているために、上記したような利点は得られないものである。
そして、この実施の形態による駆動装置の場合には、比較的短ストローク(例えば、30mm程度)ではあるが、薄型であって十分な推力を確保できるという利点がある。
又、特に非接触案内を用いている時は、可動部は非接触のため、熱伝導による冷却は期待できないが、この実施の形態の場合には、電流のジュール発熱による発熱体であるコイル51を固定部1側に取り付けているので、固定部1側における熱伝導による高い冷却効果を得ることができ、発熱による熱膨張や熱変形に起因した位置決め精度の低下を防止することができるものである。すなわち、固定部1はそれ自体が熱容量も大きく、又、固定のために他の部材と接触しており、熱伝導による大きな冷却効果が期待できるからである。
その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同様であるので、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
尚、その他の構成は前記第1の実施の形態の場合と同じであるので、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
そして、このような構成であっても略同様の効果を奏することができるものである。
すなわち、図10に示すように、固定部101には4箇所においてコイル103、105、107、109が設置されている。一方、可動部111側には4箇所において、永久磁石113、115、117、119が設置されている。このような構成とすることにより、X方向・Y方向の二次元方向に可動部111を移動させることができるものである。
尚、図10においては、非接触浮上の為の構成は省略されているが、前記第1〜第4の実施の形態の場合と同様に、例えば、超音波振動による浮上方式を採用することが考えられる。
まず、前記第1〜第9の実施の形態においては、非接触浮上方式として超音波浮上方式を例に挙げて説明したが、それ以外にも、例えば、エアー方式、磁気方式等による非接触浮上が考えられる。
又、位置決め性能は低下するが、接触ガイドを用いても、本発明の駆動装置が有効なことを言うまでもない。
その他図示した構成はあくまで一例であってそれに限定されるものではない。
Claims (3)
- 固定部と、
上記固定部に対して超音波浮上による非接触案内機構によりガイドされ移動可能に設置された可動部と、
上記可動部に取り付けられた1個の永久磁石と、
上記固定部に取り付けられ上記永久磁石に対向すると共に上記永久磁石の面に対して直交する方向に巻回されていて上記固定部にその一部を埋設された状態で設置された1個のコイルと、を具備し、
上記超音波浮上による非接触案内機構は、上記固定部において上記永久磁石と上記コイルとが対向する方向(Z方向)に直交する方向(X方向)に沿って設けられた一対の左右ガイド部と、上記可動部において上記X方向に沿って設けられ上記固定部の一対の左右ガイド部に対向・配置された一対の左右ガイド部と、上記可動部に設けられ上記可動部の一対の左右ガイド部を振動させる圧電素子からなる振動板と、を有し、
上記固定部の一対の左右ガイド部と上記可動部の一対の左右ガイド部とによって上記可動部を上記Z方向とX方向の両方にガイドしてそれら両方向に直交する一方向(Y方向)に移動させるように構成されていて、
上記コイルを挟んで上記永久磁石の反対側には永久磁石や鉄や鉄と同等の透磁率の材が配置されていないことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1記載の駆動装置において、
上記コイルの巻回中心部には鉄や鉄と同等の透磁率の材が配置されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項2記載の駆動装置において、
上記鉄や鉄と同等の透磁率の材は、上記可動部の移動方向に沿って延長・配置されていることを特徴とする駆動装置。
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