JPH077911A - 高精度リニアモータ - Google Patents
高精度リニアモータInfo
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- JPH077911A JPH077911A JP6014056A JP1405694A JPH077911A JP H077911 A JPH077911 A JP H077911A JP 6014056 A JP6014056 A JP 6014056A JP 1405694 A JP1405694 A JP 1405694A JP H077911 A JPH077911 A JP H077911A
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- armature coil
- linear motor
- mover
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
- H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
- H02K41/033—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type with armature and magnets on one member, the other member being a flux distributor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
- H02K11/22—Optical devices
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- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スケールの読み取りを高精度に行なえるよう
なリニアモータを提供する。 【構成】 固定子Ａに推力中心Ｄに位置するように配置
されたスケール８と、このスケール８に対向するように
可動子Ｂに設けられた読取手段７とを有する高精度リニ
アモータ。
なリニアモータを提供する。 【構成】 固定子Ａに推力中心Ｄに位置するように配置
されたスケール８と、このスケール８に対向するように
可動子Ｂに設けられた読取手段７とを有する高精度リニ
アモータ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石と電機子コイ
ルとを相対的に移動させるようにした永久磁石式の高精
度リニアモータに関する。
ルとを相対的に移動させるようにした永久磁石式の高精
度リニアモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、相隣る磁極が相互に異なるよ
うに、かつ異なる磁極の極性が対向するように、磁気空
隙を介してヨークに配置された複数個の永久磁石と、磁
気空隙内に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コ
イルに駆動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コ
イルとを相対的に移動させるようにしたリニアモータが
知られている。このようなリニアモータとしては、永久
磁石を固定しておいて電機子コイルを移動させるタイプ
（可動コイル型）と、電機子コイルを固定しておいて永
久磁石を移動させるタイプ（可動マグネット型）とがあ
る。従来のものでは、図１０に示すように、可動子７１
の位置制御を行なうために、位置検出手段１００が設け
られていた。この位置検出手段１００は、可動子７１に
配置された読取ヘッド７２と、固定子７３に配置された
リニアスケール７４とから構成されている。このリニア
スケール７４は、例えば、透明ガラスに一定間隔の反射
又は不透明目盛を有し、この目盛を読取ヘッド７２によ
り光学的に読み取る。これに関連する技術として、例え
ば、特開昭６１−１０３６５３号などがある。
うに、かつ異なる磁極の極性が対向するように、磁気空
隙を介してヨークに配置された複数個の永久磁石と、磁
気空隙内に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コ
イルに駆動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コ
イルとを相対的に移動させるようにしたリニアモータが
知られている。このようなリニアモータとしては、永久
磁石を固定しておいて電機子コイルを移動させるタイプ
（可動コイル型）と、電機子コイルを固定しておいて永
久磁石を移動させるタイプ（可動マグネット型）とがあ
る。従来のものでは、図１０に示すように、可動子７１
の位置制御を行なうために、位置検出手段１００が設け
られていた。この位置検出手段１００は、可動子７１に
配置された読取ヘッド７２と、固定子７３に配置された
リニアスケール７４とから構成されている。このリニア
スケール７４は、例えば、透明ガラスに一定間隔の反射
又は不透明目盛を有し、この目盛を読取ヘッド７２によ
り光学的に読み取る。これに関連する技術として、例え
ば、特開昭６１−１０３６５３号などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のリニアモータで
は、リニアスケール７４は固定子７３の端部に配置され
ており、読取ヘッド７２もこれに対向するように可動子
７１の端部に配置されていた。このような位置に位置検
出手段１００を配置すると、例えば、移動中に可動子７
１に傾きが生じてしまったような場合には、読取ヘッド
７２とリニアスケール７４との位置関係にずれが生じて
しまって、読取ヘッド７２の読み取り精度が低下してし
まう。特に、可動子の停止精度が数μｍ以下であること
を要求される場合には、読み取り精度の低下は大きな問
題となる。そこで、可動子７１の傾きを防止するのに、
可動子７１の重量を大きくすることも考えられるが、こ
れでは装置が大型化してしまうと共に、大きな推力が必
要になり電力消費量も多くなってしまう。
は、リニアスケール７４は固定子７３の端部に配置され
ており、読取ヘッド７２もこれに対向するように可動子
７１の端部に配置されていた。このような位置に位置検
出手段１００を配置すると、例えば、移動中に可動子７
１に傾きが生じてしまったような場合には、読取ヘッド
７２とリニアスケール７４との位置関係にずれが生じて
しまって、読取ヘッド７２の読み取り精度が低下してし
まう。特に、可動子の停止精度が数μｍ以下であること
を要求される場合には、読み取り精度の低下は大きな問
題となる。そこで、可動子７１の傾きを防止するのに、
可動子７１の重量を大きくすることも考えられるが、こ
れでは装置が大型化してしまうと共に、大きな推力が必
要になり電力消費量も多くなってしまう。
【０００４】したがって、本発明は、前記従来技術の問
題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、スケールの読み取りを高精度に行なえるようなリニ
アモータを提供することにある。
題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、スケールの読み取りを高精度に行なえるようなリニ
アモータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、相隣る磁極が相互に異なるように、か
つ異なる磁極の極性が対向するように、磁気空隙を介し
てヨークに配置された複数個の永久磁石と、この磁気空
隙内に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コイル
に駆動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コイル
とを相対的に移動させるようにしたリニアモータにおい
て、固定子に、推力中心またはその周囲に位置するよう
に配置されたスケールと、このスケールに対向するよう
に可動子に設けられた読取手段とを有する。さらに、前
記固定子は、前記複数個の永久磁石が配置されたヨーク
であり、前記可動子は、前記電機子コイルである。さら
に、前記固定子は、前記電機子コイルであり、前記可動
子は、前記複数個の永久磁石が配置されたヨークであ
る。さらに、前記スケールは、前記固定子に直立して配
置され、前記読取手段は、この直立配置されたスケール
の目盛を読み取るように配置されている。また、本発明
では、相隣る磁極が相互に異なるように、かつ異なる磁
極の極性が対向するように、磁気空隙を介してヨークに
配置された複数個の永久磁石と、この磁気空隙内に設け
られた電機子コイルとを有し、電機子コイルに駆動電流
を流すことにより、永久磁石と電機子コイルとを相対的
に移動させるようにしたリニアモータにおいて、可動子
に、推力中心またはその周囲に位置するように配置され
たスケールと、このスケールに対向するように固定子に
設けられた読取手段とを有する。
に、本発明では、相隣る磁極が相互に異なるように、か
つ異なる磁極の極性が対向するように、磁気空隙を介し
てヨークに配置された複数個の永久磁石と、この磁気空
隙内に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コイル
に駆動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コイル
とを相対的に移動させるようにしたリニアモータにおい
て、固定子に、推力中心またはその周囲に位置するよう
に配置されたスケールと、このスケールに対向するよう
に可動子に設けられた読取手段とを有する。さらに、前
記固定子は、前記複数個の永久磁石が配置されたヨーク
であり、前記可動子は、前記電機子コイルである。さら
に、前記固定子は、前記電機子コイルであり、前記可動
子は、前記複数個の永久磁石が配置されたヨークであ
る。さらに、前記スケールは、前記固定子に直立して配
置され、前記読取手段は、この直立配置されたスケール
の目盛を読み取るように配置されている。また、本発明
では、相隣る磁極が相互に異なるように、かつ異なる磁
極の極性が対向するように、磁気空隙を介してヨークに
配置された複数個の永久磁石と、この磁気空隙内に設け
られた電機子コイルとを有し、電機子コイルに駆動電流
を流すことにより、永久磁石と電機子コイルとを相対的
に移動させるようにしたリニアモータにおいて、可動子
に、推力中心またはその周囲に位置するように配置され
たスケールと、このスケールに対向するように固定子に
設けられた読取手段とを有する。
【０００６】
【作用】上記リニアモータでは、推力はフレミングの左
手の法則に基づいて可動子に発生する（可動磁石型のも
のでは、コイルに発生する推力に対する反力として発
生）。本発明では、推力中心またはその周囲に位置する
ように、固定子（または可動子）にスケールを配置し、
かつ読取手段をスケールに対向するように可動子（また
は固定子）に設けたので、移動中に可動子に傾きが生じ
てしまったとしても、固定子（または可動子）に設けら
れたスケールと読取手段との位置関係にそれほどずれは
生じない。つまり、何らかの理由で可動子に傾きが生じ
たり、自身の振動があった場合に、読取手段とスケール
との位置ずれは、中心部では少なくなり、端部に行くほ
ど大きくなる。そして、この位置ずれは、推力中心上で
最も少なくなる。この点に着目して、本発明では、スケ
ールと読取手段を推力中心またはその周囲に設けたので
ある。このようにすれば、読取ヘッドとスケールとの位
置ずれはほとんど生じないので、読取手段の読み取り精
度が向上し、もってリニアモータの位置制御の精度が向
上する。また、本発明では、永久磁石を固定しておいて
電機子コイルを移動させるタイプ（可動コイル型）と、
電機子コイルを固定しておいて永久磁石を移動させるタ
イプ（可動マグネット型）のどちらにも適用可能であ
る。また、スケールは、固定子に直立して（目盛面が横
向き）配置され、読取手段を、この直立配置されたスケ
ールの目盛を読み取るように配置することにより、読取
手段の読み取り精度がより向上する。つまり、スケール
を固定子に対して平行（目盛面が上向き）に配置してし
まうと、スケールにホコリ等が付着してしまって読み取
りが不正確になったり、極端な場合には不可能になって
しまうことがある。そこで、本発明では、スケールを水
平だけでなく直角に配置（９０度ねかせて配置）した。
このようにすれば、スケールにホコリ等が付着してしま
うことはほとんどなくなり、読み取りをより高精度で行
なうことが可能になる。本発明においては、推力中心と
は、可動子の移動方向と直行する任意断面において、可
動子の推力発生部の中心または中間を通りかつ可動子の
移動方向に対して直角な直線のことを言う。本発明にお
いては、スケールの中心が推力中心と一致することが望
ましいが、上記直線から多少ずれていても、平面から見
た場合にスケールおよび読取手段の少なくとも一方が推
力中心と重なる範囲にあれば、実用上問題はない。
手の法則に基づいて可動子に発生する（可動磁石型のも
のでは、コイルに発生する推力に対する反力として発
生）。本発明では、推力中心またはその周囲に位置する
ように、固定子（または可動子）にスケールを配置し、
かつ読取手段をスケールに対向するように可動子（また
は固定子）に設けたので、移動中に可動子に傾きが生じ
てしまったとしても、固定子（または可動子）に設けら
れたスケールと読取手段との位置関係にそれほどずれは
生じない。つまり、何らかの理由で可動子に傾きが生じ
たり、自身の振動があった場合に、読取手段とスケール
との位置ずれは、中心部では少なくなり、端部に行くほ
ど大きくなる。そして、この位置ずれは、推力中心上で
最も少なくなる。この点に着目して、本発明では、スケ
ールと読取手段を推力中心またはその周囲に設けたので
ある。このようにすれば、読取ヘッドとスケールとの位
置ずれはほとんど生じないので、読取手段の読み取り精
度が向上し、もってリニアモータの位置制御の精度が向
上する。また、本発明では、永久磁石を固定しておいて
電機子コイルを移動させるタイプ（可動コイル型）と、
電機子コイルを固定しておいて永久磁石を移動させるタ
イプ（可動マグネット型）のどちらにも適用可能であ
る。また、スケールは、固定子に直立して（目盛面が横
向き）配置され、読取手段を、この直立配置されたスケ
ールの目盛を読み取るように配置することにより、読取
手段の読み取り精度がより向上する。つまり、スケール
を固定子に対して平行（目盛面が上向き）に配置してし
まうと、スケールにホコリ等が付着してしまって読み取
りが不正確になったり、極端な場合には不可能になって
しまうことがある。そこで、本発明では、スケールを水
平だけでなく直角に配置（９０度ねかせて配置）した。
このようにすれば、スケールにホコリ等が付着してしま
うことはほとんどなくなり、読み取りをより高精度で行
なうことが可能になる。本発明においては、推力中心と
は、可動子の移動方向と直行する任意断面において、可
動子の推力発生部の中心または中間を通りかつ可動子の
移動方向に対して直角な直線のことを言う。本発明にお
いては、スケールの中心が推力中心と一致することが望
ましいが、上記直線から多少ずれていても、平面から見
た場合にスケールおよび読取手段の少なくとも一方が推
力中心と重なる範囲にあれば、実用上問題はない。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図により説明する。図１
は、本発明の一実施例であるリニアモータの要部断面図
である。このリニアモータは、推力発生部が二つあるタ
イプである。ベース１上には、センターヨーク２とサイ
ドヨーク３が固着されている。センターヨーク２とサイ
ドヨーク３の内側には、図２に示すように、複数個の永
久磁石４が、相隣る磁極の極性が相互に異なるように配
置されている。さらに、対向する永久磁石同士４ａ，４
ｂもその磁極は相互に異なっており、一定の磁気空隙５
を介して配置されている。このベース１に固着されたセ
ンターヨーク２とサイドヨーク３及び複数の永久磁石４
により固定子Ａが構成される。
は、本発明の一実施例であるリニアモータの要部断面図
である。このリニアモータは、推力発生部が二つあるタ
イプである。ベース１上には、センターヨーク２とサイ
ドヨーク３が固着されている。センターヨーク２とサイ
ドヨーク３の内側には、図２に示すように、複数個の永
久磁石４が、相隣る磁極の極性が相互に異なるように配
置されている。さらに、対向する永久磁石同士４ａ，４
ｂもその磁極は相互に異なっており、一定の磁気空隙５
を介して配置されている。このベース１に固着されたセ
ンターヨーク２とサイドヨーク３及び複数の永久磁石４
により固定子Ａが構成される。
【０００８】そして、この磁気空隙５に電機子コイル６
が配置されている。電機子コイル６は、多相コイルで構
成され、各コイルに流れる電流を切り替えることによ
り、電機子コイル６が一定推力を得て一定方向に移動で
きるようになっている。この電機子コイル６の多相コイ
ルの電流の切り替えは、通常は電機子コイル６に設けた
ホール素子（図示せず）が磁極の極性を検出することに
より出力する検出信号に基づいて行なわれる。このよう
にして、電機子コイル６が移動することにより、電機子
コイル６を有する可動子Ｂが移動するようになってい
る。図１の場合には、可動子Ｂは２つの電機子コイル６
を有するので、推力中心は直線Ｄで表わされるように、
２つの電機子コイル６の中間に存在する。
が配置されている。電機子コイル６は、多相コイルで構
成され、各コイルに流れる電流を切り替えることによ
り、電機子コイル６が一定推力を得て一定方向に移動で
きるようになっている。この電機子コイル６の多相コイ
ルの電流の切り替えは、通常は電機子コイル６に設けた
ホール素子（図示せず）が磁極の極性を検出することに
より出力する検出信号に基づいて行なわれる。このよう
にして、電機子コイル６が移動することにより、電機子
コイル６を有する可動子Ｂが移動するようになってい
る。図１の場合には、可動子Ｂは２つの電機子コイル６
を有するので、推力中心は直線Ｄで表わされるように、
２つの電機子コイル６の中間に存在する。
【０００９】また、可動子Ｂの位置を検出するために、
位置検出手段Ｃが設けられている。この位置検出手段Ｃ
は、可動子Ｂに配置された読取ヘッド７と、固定子Ａに
永久磁石４の配設方向に沿って配置されたリニアスケー
ル８とから構成されている。このリニアスケール８は、
透明ガラスに一定間隔の反射又は不透明目盛を有し、こ
の目盛を読取ヘッド７により光学的に読み取る。本実施
例では、リニアスケール８は、その中心が推力中心Ｄに
一致するように、センターヨーク２の上面に設けられて
いる。
位置検出手段Ｃが設けられている。この位置検出手段Ｃ
は、可動子Ｂに配置された読取ヘッド７と、固定子Ａに
永久磁石４の配設方向に沿って配置されたリニアスケー
ル８とから構成されている。このリニアスケール８は、
透明ガラスに一定間隔の反射又は不透明目盛を有し、こ
の目盛を読取ヘッド７により光学的に読み取る。本実施
例では、リニアスケール８は、その中心が推力中心Ｄに
一致するように、センターヨーク２の上面に設けられて
いる。
【００１０】一方、読取ヘッド７は、このリニアスケー
ル８に対向するように可動子Ｂに設けられている。この
ように、リニアスケール８及び読取ヘッド７を推力中心
Ｄ上に設けることにより、移動中に可動子Ｂに傾きが生
じてしまったとしても、読み取りを高精度に行なうこと
ができる。つまり、何らかの理由で可動子Ｂに傾きが生
じたり、自身の振動があった場合に、読取ヘッド７とリ
ニアスケール８との位置ずれは、中心部では少なくな
り、端部に行くほど大きくなる。そして、この位置ずれ
は、推力中心Ｄ上で最も少なくなるのである。
ル８に対向するように可動子Ｂに設けられている。この
ように、リニアスケール８及び読取ヘッド７を推力中心
Ｄ上に設けることにより、移動中に可動子Ｂに傾きが生
じてしまったとしても、読み取りを高精度に行なうこと
ができる。つまり、何らかの理由で可動子Ｂに傾きが生
じたり、自身の振動があった場合に、読取ヘッド７とリ
ニアスケール８との位置ずれは、中心部では少なくな
り、端部に行くほど大きくなる。そして、この位置ずれ
は、推力中心Ｄ上で最も少なくなるのである。
【００１１】これは、図３に示す実験結果から明らかで
ある。ここで、図３中の横軸は時間、縦軸は指令に対す
る誤差（０．１μｍ単位で表示）を表している。図３
（ａ）は、図１０に示すように、リニアスケール７４を
固定子７３の端部に配置した時の誤差の波形を示し、図
３（ｂ）は、図１に示すように、リニアスケール８を推
力中心Ｄ上に配置した時の誤差の波形を示す。図３
（ａ）から明らかなように、リニアスケール７４を固定
子７３の端部に配置した時（図１０）には、出力波形の
振幅が大きく誤差が大きいことがわかる。これは、読取
ヘッド７２とリニアスケール７４との間の位置ずれ又は
自身の振動により読み取り精度が悪いことを意味する。
ある。ここで、図３中の横軸は時間、縦軸は指令に対す
る誤差（０．１μｍ単位で表示）を表している。図３
（ａ）は、図１０に示すように、リニアスケール７４を
固定子７３の端部に配置した時の誤差の波形を示し、図
３（ｂ）は、図１に示すように、リニアスケール８を推
力中心Ｄ上に配置した時の誤差の波形を示す。図３
（ａ）から明らかなように、リニアスケール７４を固定
子７３の端部に配置した時（図１０）には、出力波形の
振幅が大きく誤差が大きいことがわかる。これは、読取
ヘッド７２とリニアスケール７４との間の位置ずれ又は
自身の振動により読み取り精度が悪いことを意味する。
【００１２】これに対して、図３（ｂ）から明らかなよ
うに、リニアスケール８を推力中心Ｄ上に配置した時
（図１）には、出力波形の振幅は比較的小さく誤差が小
さいことがわかる。これは、読取ヘッド７とリニアスケ
ール８との間の位置ずれが小さく読み取り精度が良いこ
とを意味する。この実験結果から、図１に示す様に、リ
ニアスケール８を推力中心Ｄ上に配置した場合に、誤差
が小さく（位置ずれが小さく）、読み取り精度が向上す
ることがわかる。
うに、リニアスケール８を推力中心Ｄ上に配置した時
（図１）には、出力波形の振幅は比較的小さく誤差が小
さいことがわかる。これは、読取ヘッド７とリニアスケ
ール８との間の位置ずれが小さく読み取り精度が良いこ
とを意味する。この実験結果から、図１に示す様に、リ
ニアスケール８を推力中心Ｄ上に配置した場合に、誤差
が小さく（位置ずれが小さく）、読み取り精度が向上す
ることがわかる。
【００１３】図４（ａ）（ｂ）は、各々図１０および図
１における可動コイル（電機子コイル６）に対する移動
指令入力と移動データの周波数と感度との関係（周波数
特性）を示す図である。この周波数特性は、図５に示す
ような測定装置を使って測定された。図５において、５
１は発振器であり、５２はパワーアンプであり、５３は
加速度ピックアップ５６付きのモータ可動子であり、５
４はヘッドアンプであり、５５は高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）装置である。
１における可動コイル（電機子コイル６）に対する移動
指令入力と移動データの周波数と感度との関係（周波数
特性）を示す図である。この周波数特性は、図５に示す
ような測定装置を使って測定された。図５において、５
１は発振器であり、５２はパワーアンプであり、５３は
加速度ピックアップ５６付きのモータ可動子であり、５
４はヘッドアンプであり、５５は高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）装置である。
【００１４】このような測定装置において、入力電圧
（Ｖin）を２Ｖに固定した状態で、周波数（ｆ）を５Ｈ
ｚから５ＫＨｚまで可変にした。この時のヘッドアンプ
５４の出力電圧（Ｖout ）を高速フーリエ変換装置５５
により測定した。このようにして得られた測定結果か
ら、感度（Ｇ）を次のような条件式によって求めた。 Ｇ(f:5Hz〜5KHz) ＝Ｖout (f:5Hz〜5KHz) ／Ｖin(2V 一定) ただし、Ｇ：感度（ｄＢ） ｆ：周波数（Ｈｚ） Ｖ：電圧
（Ｖin）を２Ｖに固定した状態で、周波数（ｆ）を５Ｈ
ｚから５ＫＨｚまで可変にした。この時のヘッドアンプ
５４の出力電圧（Ｖout ）を高速フーリエ変換装置５５
により測定した。このようにして得られた測定結果か
ら、感度（Ｇ）を次のような条件式によって求めた。 Ｇ(f:5Hz〜5KHz) ＝Ｖout (f:5Hz〜5KHz) ／Ｖin(2V 一定) ただし、Ｇ：感度（ｄＢ） ｆ：周波数（Ｈｚ） Ｖ：電圧
【００１５】この条件式によって求められた感度（Ｇ）
と周波数（ｆ）との関係を示したのが上述の図４であ
る。まず、図４（ａ）に示すように、従来のもの（図１
０参照）においては、周波数が３００Ｈｚ近傍で機械強
共振による感度低下がある。これに対して、図４（ｂ）
に示すように、本発明のもの（図１）においては、前記
周波数（３００Ｈｚ）近傍では機械共振による感度低下
はなく、１ＫＨｚ以上になってはじめて感度が低下する
ことがわかる。すなわち、本発明によれば、高周波領域
においても共振現象が発生せず、高精度の読み取りが可
能となることがわかる。なお、上記の測定実験で使用し
たリニアモータの所要諸元を表１に示す。
と周波数（ｆ）との関係を示したのが上述の図４であ
る。まず、図４（ａ）に示すように、従来のもの（図１
０参照）においては、周波数が３００Ｈｚ近傍で機械強
共振による感度低下がある。これに対して、図４（ｂ）
に示すように、本発明のもの（図１）においては、前記
周波数（３００Ｈｚ）近傍では機械共振による感度低下
はなく、１ＫＨｚ以上になってはじめて感度が低下する
ことがわかる。すなわち、本発明によれば、高周波領域
においても共振現象が発生せず、高精度の読み取りが可
能となることがわかる。なお、上記の測定実験で使用し
たリニアモータの所要諸元を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記図１の実施例では、永久磁石４を固定
しておいて電機子コイル６を移動させるタイプ（可動コ
イル型）を説明したが、本発明はこれに限定されず、電
機子コイル６を固定しておいて永久磁石４を移動させる
タイプ（可動マグネット型）のリニアモータにも適用可
能である。
しておいて電機子コイル６を移動させるタイプ（可動コ
イル型）を説明したが、本発明はこれに限定されず、電
機子コイル６を固定しておいて永久磁石４を移動させる
タイプ（可動マグネット型）のリニアモータにも適用可
能である。
【００１８】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
１では、推力発生部を２つ有するタイプのリニアモータ
について説明したが、本発明はこれに限定されず、単一
の推力発生部を有するタイプのリニアモータにも適用で
きる。図６は、永久磁石４を固定しておいて電機子コイ
ル６を移動させるタイプ（可動コイル型）である。ヨー
ク３０の内側には、永久磁石４が複数個配設されてい
る。そして、磁気空隙５には電機子コイル６が配置さ
れ、電機子コイル６に駆動電流を流すことにより一定推
力を得て、電機子コイル６が一定方向に移動する。この
場合、リニアスケール８は、永久磁石４を有する固定子
Ａの推力中心Ｄ上に設けられている。一方、読取ヘッド
７は、このリニアスケール８に対向するように、電機子
コイル６を有する可動子Ｂに設けられている。
１では、推力発生部を２つ有するタイプのリニアモータ
について説明したが、本発明はこれに限定されず、単一
の推力発生部を有するタイプのリニアモータにも適用で
きる。図６は、永久磁石４を固定しておいて電機子コイ
ル６を移動させるタイプ（可動コイル型）である。ヨー
ク３０の内側には、永久磁石４が複数個配設されてい
る。そして、磁気空隙５には電機子コイル６が配置さ
れ、電機子コイル６に駆動電流を流すことにより一定推
力を得て、電機子コイル６が一定方向に移動する。この
場合、リニアスケール８は、永久磁石４を有する固定子
Ａの推力中心Ｄ上に設けられている。一方、読取ヘッド
７は、このリニアスケール８に対向するように、電機子
コイル６を有する可動子Ｂに設けられている。
【００１９】次に、単一の推力発生部を有するタイプの
リニアモータの他の実施例を図７に示す。これは、電機
子コイル６を固定しておいて永久磁石４を移動させるタ
イプ（可動マグネット型）である。この場合、リニアス
ケール８は、可動子Ｂの推力中心Ｄ上に位置するよう
に、固定子Ａの上面に設けられている。一方、読取ヘッ
ド７は、このリニアスケール８に対向するように、永久
磁石４を有する可動子Ｂに設けられている。
リニアモータの他の実施例を図７に示す。これは、電機
子コイル６を固定しておいて永久磁石４を移動させるタ
イプ（可動マグネット型）である。この場合、リニアス
ケール８は、可動子Ｂの推力中心Ｄ上に位置するよう
に、固定子Ａの上面に設けられている。一方、読取ヘッ
ド７は、このリニアスケール８に対向するように、永久
磁石４を有する可動子Ｂに設けられている。
【００２０】さらに、本発明の他の実施例を図８により
説明する。リニアスケール８は、固定子Ａに直立して配
置され、読取ヘッド７は、この直立配置されたリニアス
ケール８の目盛を読み取るように位置決めされている。
この実施例によれば、リニアスケール８を直立配置（９
０度ねかせて配置）することにより、リニアスケール８
にホコリ等が付着してしまうのを防止でき、読み取りを
より高精度で行なうことができる。図８のリニアモータ
においては、推力中心は図１の場合と同様に直線Ｄで示
され、リニアスケール８は推力中心Ｄから離間した位置
に設けられている。
説明する。リニアスケール８は、固定子Ａに直立して配
置され、読取ヘッド７は、この直立配置されたリニアス
ケール８の目盛を読み取るように位置決めされている。
この実施例によれば、リニアスケール８を直立配置（９
０度ねかせて配置）することにより、リニアスケール８
にホコリ等が付着してしまうのを防止でき、読み取りを
より高精度で行なうことができる。図８のリニアモータ
においては、推力中心は図１の場合と同様に直線Ｄで示
され、リニアスケール８は推力中心Ｄから離間した位置
に設けられている。
【００２１】また、図１の実施例では、固定子Ａにリニ
アスケール８を、可動子Ｂに読取ヘッド７をそれぞれ設
けて、固定されたリニアスケール８に沿って読取ヘッド
７を移動させることにより読み取りを行なっていたが、
図９に示すように、固定子Ａに読取ヘッド７を、可動子
Ｂにリニアスケール８をそれぞれ設けて、固定された読
取ヘッド７に沿ってリニアスケール８を移動させるよう
な構成にしてもよい。
アスケール８を、可動子Ｂに読取ヘッド７をそれぞれ設
けて、固定されたリニアスケール８に沿って読取ヘッド
７を移動させることにより読み取りを行なっていたが、
図９に示すように、固定子Ａに読取ヘッド７を、可動子
Ｂにリニアスケール８をそれぞれ設けて、固定された読
取ヘッド７に沿ってリニアスケール８を移動させるよう
な構成にしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、スケールと読取手段と
を推力中心又はその周囲に設けたので、読取手段とスケ
ールとの位置ずれはほとんど生じず、読み取り精度を向
上させることができる。さらに、スケールを固定子に直
立して配置することにより、スケールにホコリ等が付着
してしまうことはなくなり、読み取りをより高精度で行
なうことができる。
を推力中心又はその周囲に設けたので、読取手段とスケ
ールとの位置ずれはほとんど生じず、読み取り精度を向
上させることができる。さらに、スケールを固定子に直
立して配置することにより、スケールにホコリ等が付着
してしまうことはなくなり、読み取りをより高精度で行
なうことができる。
【図１】本発明のリニアモータの要部断面図である。
【図２】永久磁石の配置を示す図である。
【図３】図１０のリニアモータの誤差波形を示す図
（ａ）と、図１のリニアモータの誤差波形を示す図
（ｂ）である。
（ａ）と、図１のリニアモータの誤差波形を示す図
（ｂ）である。
【図４】図１０のリニアモータの周波数特性を示す図
（ａ）と、図１のリニアモータの周波数特性を示す図
（ｂ）である。
（ａ）と、図１のリニアモータの周波数特性を示す図
（ｂ）である。
【図５】図４の周波数特性を測定するために使用した測
定装置の構成を示す図である。
定装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の他の実施例（可動コイル型）を示す図
である。
である。
【図７】本発明の他の実施例（可動マグネット型）を示
す図である。
す図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す図である。
【図１０】従来のリニアモータの要部断面図である。
Ａ 固定子 Ｂ 可動子 Ｃ 位置検出手段 Ｄ 推力中心 ４ 永久磁石 ６ 電機子コイル ７ 読取ヘッド ８ リニアスケール
Claims (5)
- 【請求項１】相隣る磁極が相互に異なるように、かつ異
なる磁極の極性が対向するように、磁気空隙を介してヨ
ークに配置された複数個の永久磁石と、この磁気空隙内
に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コイルに駆
動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コイルとを
相対的に移動させるようにしたリニアモータにおいて、
固定子に、推力中心またはその周囲に位置するように配
置されたスケールと、このスケールに対向するように可
動子に設けられた読取手段とを有することを特徴とする
高精度リニアモータ。 - 【請求項２】前記固定子は、前記複数個の永久磁石が配
置されたヨークであり、前記可動子は、前記電機子コイ
ルであることを特徴とする請求項１の高精度リニアモー
タ。 - 【請求項３】前記固定子は、前記電機子コイルであり、
前記可動子は、前記複数個の永久磁石が配置されたヨー
クであることを特徴とする請求項１の高精度リニアモー
タ。 - 【請求項４】前記スケールは、前記固定子に直立して配
置され、前記読取手段は、この直立配置されスケールの
目盛を読み取るように配置されていることを特徴とする
請求項１の高精度リニアモータ。 - 【請求項５】相隣る磁極が相互に異なるように、かつ異
なる磁極の極性が対向するように、磁気空隙を介してヨ
ークに配置された複数個の永久磁石と、この磁気空隙内
に設けられた電機子コイルとを有し、電機子コイルに駆
動電流を流すことにより、永久磁石と電機子コイルとを
相対的に移動させるようにしたリニアモータにおいて、
可動子に、推力中心またはその周囲に位置するように配
置されたスケールと、このスケールに対向するように固
定子に設けられた読取手段とを有することを特徴とする
高精度リニアモータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6014056A JP2878955B2 (ja) | 1993-04-08 | 1994-01-12 | 高精度リニアモータ |
| US08/224,524 US5536983A (en) | 1993-04-08 | 1994-04-07 | Linear motor |
| DE4412213A DE4412213C2 (de) | 1993-04-08 | 1994-04-08 | Linearmotor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10625493 | 1993-04-08 | ||
| JP5-106254 | 1993-04-08 | ||
| JP6014056A JP2878955B2 (ja) | 1993-04-08 | 1994-01-12 | 高精度リニアモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077911A true JPH077911A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2878955B2 JP2878955B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=26349943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6014056A Expired - Lifetime JP2878955B2 (ja) | 1993-04-08 | 1994-01-12 | 高精度リニアモータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5536983A (ja) |
| JP (1) | JP2878955B2 (ja) |
| DE (1) | DE4412213C2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1052022A (ja) * | 1996-05-10 | 1998-02-20 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 無ブラシ線型駆動制御システム |
| JP2002142433A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Toshiba Mach Co Ltd | リニアモータによる駆動装置 |
| JP2005278280A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Yaskawa Electric Corp | ムービングコイル形リニアスライダ |
| WO2008047461A1 (fr) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Hitachi, Ltd. | Moteur linéaire |
| JP2008114328A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 一軸アクチュエータ |
| JP2009083069A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Toshiba Mach Co Ltd | 駆動装置、これを用いた加工機械および測定機械 |
| JP2010213374A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Okuma Corp | リニアモータ |
| TWI629225B (zh) * | 2017-08-28 | 2018-07-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 輸送系統 |
| US10364103B2 (en) | 2017-08-28 | 2019-07-30 | Delta Electronics, Inc. | Conveyor systems and methods of controlling moving stage |
| WO2023080195A1 (ja) * | 2021-11-05 | 2023-05-11 | クロノファング株式会社 | リニアモータ |
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| USRE39747E1 (en) | 1997-05-02 | 2007-07-31 | Ats Automation Tooling Systems Inc. | Modular conveyor system having multiple moving elements under independent control |
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- 1994-01-12 JP JP6014056A patent/JP2878955B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-07 US US08/224,524 patent/US5536983A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-08 DE DE4412213A patent/DE4412213C2/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5536983A (en) | 1996-07-16 |
| DE4412213C2 (de) | 1997-08-21 |
| JP2878955B2 (ja) | 1999-04-05 |
| DE4412213A1 (de) | 1994-10-13 |
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