JPH03212150A - リニアパルスモータ - Google Patents
リニアパルスモータInfo
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- JPH03212150A JPH03212150A JP533690A JP533690A JPH03212150A JP H03212150 A JPH03212150 A JP H03212150A JP 533690 A JP533690 A JP 533690A JP 533690 A JP533690 A JP 533690A JP H03212150 A JPH03212150 A JP H03212150A
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- Japan
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- magnetic circuit
- circuit
- linear pulse
- pulse motor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
ロボット、搬送装置等に用いられるリニアパルスモータ
に関し、 高速でなくともよいが、精度よ（滑らかに位置決めした
すせねばならない領域を容易に変更出来る自由度の高い
リニアパルスモータの提供を目的とし、 １次側磁気回路を固定側の２次側磁気回路上で可動出来
るように支えるフレームに、 該１次側磁気回路の中央を中心として進行方向に対して
平面上で２τ／ｎ−ｍ（但しては歯のピッチ、ｍはモー
タの相数、ｎはτの周期の基本波に対して消去する高調
波の次数）だけ揺動自在に支持する支持手段と、 該１次側磁気回路を揺動する駆動手段を設けた構成とす
る。
に関し、 高速でなくともよいが、精度よ（滑らかに位置決めした
すせねばならない領域を容易に変更出来る自由度の高い
リニアパルスモータの提供を目的とし、 １次側磁気回路を固定側の２次側磁気回路上で可動出来
るように支えるフレームに、 該１次側磁気回路の中央を中心として進行方向に対して
平面上で２τ／ｎ−ｍ（但しては歯のピッチ、ｍはモー
タの相数、ｎはτの周期の基本波に対して消去する高調
波の次数）だけ揺動自在に支持する支持手段と、 該１次側磁気回路を揺動する駆動手段を設けた構成とす
る。
本発明は、ロホット、搬送装置等に用いられるリニアパ
ルスモータに関する。
ルスモータに関する。
ロホット、搬送装置等に用いられるリニアパルスモータ
（以下ＬＰＭと称す）の長い２次側磁気回路としては、
１次側磁気回路を高速に動作させたい領域と、高速でな
くともよいが精度よく滑らかに位置決めしたすせねばな
らない領域があり、この後者の領域を自在に可変出来る
ＬＰＭの提供が望まれている。
（以下ＬＰＭと称す）の長い２次側磁気回路としては、
１次側磁気回路を高速に動作させたい領域と、高速でな
くともよいが精度よく滑らかに位置決めしたすせねばな
らない領域があり、この後者の領域を自在に可変出来る
ＬＰＭの提供が望まれている。
第４図は従来例のＬＰＭの構成図、第５図は２次側磁気
回路の歯形状の例を示す図、第６図は１例のフルステッ
プ駆動の説明図である。
回路の歯形状の例を示す図、第６図は１例のフルステッ
プ駆動の説明図である。
ＬＰＭは第４図に示す如（、可動部と固定部よりなり、
可動部は等ピッチ間隔で２個づつの矩形状の歯が２組配
列してなる磁極を２組有し、夫々の磁極には磁束を与え
る永久磁石１３．１４と励磁用コイル１５．１６を有し
、２つの永久磁石１３．１４は夫々ヨーク１２に接合さ
れている１次側磁気回路ｌと、１次側磁気回路■を固定
側の２次側磁気回路３上で可動出来るように支えるアル
ミ製のフレーム２よりなっている。
可動部は等ピッチ間隔で２個づつの矩形状の歯が２組配
列してなる磁極を２組有し、夫々の磁極には磁束を与え
る永久磁石１３．１４と励磁用コイル１５．１６を有し
、２つの永久磁石１３．１４は夫々ヨーク１２に接合さ
れている１次側磁気回路ｌと、１次側磁気回路■を固定
側の２次側磁気回路３上で可動出来るように支えるアル
ミ製のフレーム２よりなっている。
フレーム２には、キャップ支持用ラジアル軸受１０とリ
ニアガイド用ラジアル軸受１１が設けられており、可動
部をリニアに動かすようになっているっ ２次側磁気回路３には、１次側磁気回路１と同じピッチ
の歯を有している。
ニアガイド用ラジアル軸受１１が設けられており、可動
部をリニアに動かすようになっているっ ２次側磁気回路３には、１次側磁気回路１と同じピッチ
の歯を有している。
ＬＰＭを駆動するのには主として、フルステップ駆動と
マイクロステップ駆動がある。
マイクロステップ駆動がある。
フルステップ駆動を、別々の電流を流す励磁用コイルが
２つある２相で、１相駆動の例で説明すると、第６図に
示す如く、１番目には励磁用コイル１５に正方向の電流
を流し、次は、励磁用コイル１６に正方向の電流を流し
、次は励磁用コイルＩ５に逆方向の電流を流し、次は、
励磁用コイル１６に逆方向の電流を流すことを順次繰り
返す。
２つある２相で、１相駆動の例で説明すると、第６図に
示す如く、１番目には励磁用コイル１５に正方向の電流
を流し、次は、励磁用コイル１６に正方向の電流を流し
、次は励磁用コイルＩ５に逆方向の電流を流し、次は、
励磁用コイル１６に逆方向の電流を流すことを順次繰り
返す。
すると歯のピッチをτとすると、１次側磁気回路１の歯
は最初は第６図イに示す如く２次側磁気回路３の歯と合
致した位置で、次は口に示す如（τ／４進み、次はハに
示す如くτ／２進み、次は二に示す如く３τ／４進み、
次はイに示すτ進んだ位置となり、順次進み高速に駆動
することが出来るっ マイクロステップ駆動の場合は、ｌ相側の励磁用コイル
１５と、２相側の励磁用コイル１６に流す電流は、正弦
波、余弦波で夫々振幅を正弦波。
は最初は第６図イに示す如く２次側磁気回路３の歯と合
致した位置で、次は口に示す如（τ／４進み、次はハに
示す如くτ／２進み、次は二に示す如く３τ／４進み、
次はイに示すτ進んだ位置となり、順次進み高速に駆動
することが出来るっ マイクロステップ駆動の場合は、ｌ相側の励磁用コイル
１５と、２相側の励磁用コイル１６に流す電流は、正弦
波、余弦波で夫々振幅を正弦波。
余弦波で変化させ、推力を一定にし且つ位相を少しずつ
変化させ、１次側磁気回路ｌが少しずつ進むようにする
もので、位置決めの高分解能化、高精度化や振動を抑制
した滑らかな動作が出来るが、高速動作をさせるのには
パルス周波数を高める必要かあり、制御回路が複雑にな
り困難である。
変化させ、１次側磁気回路ｌが少しずつ進むようにする
もので、位置決めの高分解能化、高精度化や振動を抑制
した滑らかな動作が出来るが、高速動作をさせるのには
パルス周波数を高める必要かあり、制御回路が複雑にな
り困難である。
次に２次側磁気回路３の歯が矩形状である場合の問題を
説明する。
説明する。
２次側磁気回路３の歯が第５図に示す矩形であると、永
久磁石１３．１４の起磁力により、２τ／ｎ−ｍの高調
波、２相の場合はｍ＝２、ｎは主として４のτ／４周期
のデイテント力が発生してコイル励磁時に、電流により
発生する推力に重畳して推力波形を歪ませ、位置決めの
分解能及び精度が低下し、動作が振動的になる。
久磁石１３．１４の起磁力により、２τ／ｎ−ｍの高調
波、２相の場合はｍ＝２、ｎは主として４のτ／４周期
のデイテント力が発生してコイル励磁時に、電流により
発生する推力に重畳して推力波形を歪ませ、位置決めの
分解能及び精度が低下し、動作が振動的になる。
そこで、歯の形状を、第５図の段付き、又はスキュー付
きとして、これを防ぐことを、本出願人は、昭和６１年
１２月２６日付は特願昭６１−３１５０１１号及び、昭
和６２年７月２８日付は特願昭６２−１８９３２９号の
リニアパルスモータにて特許出願しており、歯の形状を
、第５図の段付き、又はスキュー付きとすることでデイ
テント力による問題は防ぐことが出来るが、この場合は
、高調波を打ち消すようにする為に、推力のピーク値が
低下し加速度や負荷駆動能力が低下する。
きとして、これを防ぐことを、本出願人は、昭和６１年
１２月２６日付は特願昭６１−３１５０１１号及び、昭
和６２年７月２８日付は特願昭６２−１８９３２９号の
リニアパルスモータにて特許出願しており、歯の形状を
、第５図の段付き、又はスキュー付きとすることでデイ
テント力による問題は防ぐことが出来るが、この場合は
、高調波を打ち消すようにする為に、推力のピーク値が
低下し加速度や負荷駆動能力が低下する。
そこで、高速でなくともよいが、精度よ（滑らかに位置
決めしたすせねばならない領域では、２次側磁気回路３
の歯の形状を第５図の例えばスキュー付きとし、マイク
ロステップ駆動を行い、高速動作の必要な領域では、歯
は矩形の侭で、フルステップ駆動を行うようにしている
。
決めしたすせねばならない領域では、２次側磁気回路３
の歯の形状を第５図の例えばスキュー付きとし、マイク
ロステップ駆動を行い、高速動作の必要な領域では、歯
は矩形の侭で、フルステップ駆動を行うようにしている
。
しかしながら、上記の従来の方法では、高速でなくとも
よいが、精度よく滑らかに位置決めしたすせねばならな
い領域を変更したい時は、変更出来ず、用途に対し自由
度が限定される問題点がある。
よいが、精度よく滑らかに位置決めしたすせねばならな
い領域を変更したい時は、変更出来ず、用途に対し自由
度が限定される問題点がある。
本発明は、高速でなくともよいが、精度よく滑らかに位
置決めしたすせねばならない領域を容易に変更出来る自
由度の高いＬＰＭの提供を目的としている。
置決めしたすせねばならない領域を容易に変更出来る自
由度の高いＬＰＭの提供を目的としている。
第１図は本発明の原理図である。
第１図に示す如く、等ピッチ間隔で複数の矩形状の歯が
配列されてなる磁極を複数有し、且つ該夫々の磁極に磁
束を与える永久磁石と励磁用コイルを有する１次側磁気
回路ｌと、 該１次側磁気回路ｌを固定側の２次側磁気回路３上で可
動出来るように支えるフレーム２よりなる可動部と、 複数の矩形状の歯が前記のピッチと等しい等ピッチ間隔
で配列されてなる固定側の該２次側磁気回路３よりなる
リニアパルスモータにおいて、該フレーム２に、 該１次側磁気回路ｌの中央を中心として進行方向に対し
て平面上で２τ／ｎ−ｍ（但しτは歯のピッチ、ｍはモ
ータの相数、ｎはτの周期の基本波に対して消去する高
調波の次数）だけ揺動自在に支持する支持手段４と、 該１次側磁気回路ｌを揺動する駆動手段５を設ける。
配列されてなる磁極を複数有し、且つ該夫々の磁極に磁
束を与える永久磁石と励磁用コイルを有する１次側磁気
回路ｌと、 該１次側磁気回路ｌを固定側の２次側磁気回路３上で可
動出来るように支えるフレーム２よりなる可動部と、 複数の矩形状の歯が前記のピッチと等しい等ピッチ間隔
で配列されてなる固定側の該２次側磁気回路３よりなる
リニアパルスモータにおいて、該フレーム２に、 該１次側磁気回路ｌの中央を中心として進行方向に対し
て平面上で２τ／ｎ−ｍ（但しτは歯のピッチ、ｍはモ
ータの相数、ｎはτの周期の基本波に対して消去する高
調波の次数）だけ揺動自在に支持する支持手段４と、 該１次側磁気回路ｌを揺動する駆動手段５を設ける。
本発明によれば、可動部が、高速でなくともよいが、精
度よく滑らかに位置決めしたすせねばならない領域にな
ると、駆動手段５にて、１次側磁気回路ｌを、進行方向
に対し平面上で２τ／ｎ・ｍだけ揺動させる。
度よく滑らかに位置決めしたすせねばならない領域にな
ると、駆動手段５にて、１次側磁気回路ｌを、進行方向
に対し平面上で２τ／ｎ・ｍだけ揺動させる。
すると、相対的に２次側磁気回路３の歯の形状を第５図
のスキュー付きとしたこととなり、精度よく滑らかに位
置決めをしたりすることが出来る。
のスキュー付きとしたこととなり、精度よく滑らかに位
置決めをしたりすることが出来る。
即ち、高速でなくともよいが、精度よく滑らかに位置決
めしたすせねばならない領域となれば、単に駆動手段５
にて、１次側磁気回路ｌを揺動すれば、精度よ（滑らか
に位置決めをしたりすることが出来るので、高速でなく
ともよいが、精度よく滑らかに位置決めしたすせねばな
らない領域を簡単に変更出来、自由度が高くなる。
めしたすせねばならない領域となれば、単に駆動手段５
にて、１次側磁気回路ｌを揺動すれば、精度よ（滑らか
に位置決めをしたりすることが出来るので、高速でなく
ともよいが、精度よく滑らかに位置決めしたすせねばな
らない領域を簡単に変更出来、自由度が高くなる。
勿論、駆動方法としては、高速でな（ともよいが、精度
よく滑らかに位置決めしたすせねばならない領域では、
マイクロステップ駆動とし、高速を必要とする領域では
フルステップ駆動とすればよい。
よく滑らかに位置決めしたすせねばならない領域では、
マイクロステップ駆動とし、高速を必要とする領域では
フルステップ駆動とすればよい。
第２図は本発明の実施例のＬＰＭの構成図であり、駆動
手段としては電磁石を用い揺動させる例である。
手段としては電磁石を用い揺動させる例である。
第２図で第４図の従来例と異なる点は、アルミ製のフレ
ーム２に、１次側磁気回路ｌを支えるスラスト軸受４を
取りつけ、１次側磁気回路ｌの中央を中心として、進行
方向に対しτ／４（ｍ＝２゜ｎ＝４の場合）だけ揺動自
在にした点及び、フレーム２に電磁石５−１を取り付は
又復帰はね５−２をフレーム２と１次側磁気回路１間に
取り付けた点である。
ーム２に、１次側磁気回路ｌを支えるスラスト軸受４を
取りつけ、１次側磁気回路ｌの中央を中心として、進行
方向に対しτ／４（ｍ＝２゜ｎ＝４の場合）だけ揺動自
在にした点及び、フレーム２に電磁石５−１を取り付は
又復帰はね５−２をフレーム２と１次側磁気回路１間に
取り付けた点である。
こうなると、１次側磁気回路ｌは永久磁石１３゜１４の
磁気吸引力で、ギャップを隔てて常に２次側磁気回路２
に吸引され、吸引力をスラスト軸受４で受け、上記の如
く揺動自在となる。
磁気吸引力で、ギャップを隔てて常に２次側磁気回路２
に吸引され、吸引力をスラスト軸受４で受け、上記の如
く揺動自在となる。
そこで、通常は、電磁石５に電流を流し、１次側磁気回
路ｌを引きつけ、２次側磁気回路３に平行にしておく。
路ｌを引きつけ、２次側磁気回路３に平行にしておく。
可動部が移動し、高速でな（ともよいが、精度よく滑ら
かに位置決めしたすせねばならない領域になると、電磁
石５の電流を断とすれば、復帰はね５−２にて、１次側
磁気回路ｌは、２次側磁気回路３に対してτ／４だけ斜
めになり、第５図のスキュー付きの場合と等価となる。
かに位置決めしたすせねばならない領域になると、電磁
石５の電流を断とすれば、復帰はね５−２にて、１次側
磁気回路ｌは、２次側磁気回路３に対してτ／４だけ斜
めになり、第５図のスキュー付きの場合と等価となる。
第３図は本発明の他の実施例のしＰＭの構成図であり、
駆動手段としては、圧電素子を用い揺動させる例であり
、（Ｂ）に変位拡大機構を示している。
駆動手段としては、圧電素子を用い揺動させる例であり
、（Ｂ）に変位拡大機構を示している。
第３図で第２図と異なる点は、電磁石５−１の代わりに
圧電素子５−４による変位拡大機構５−３を用いた点で
あるので、異なる点を中心に説明する。
圧電素子５−４による変位拡大機構５−３を用いた点で
あるので、異なる点を中心に説明する。
第３図（Ａ）（Ｂ）に示す圧電素子５−４に電圧を印加
すると、素子が延びて、１次側磁気回路１は、２次側磁
気回路３と平行になる。
すると、素子が延びて、１次側磁気回路１は、２次側磁
気回路３と平行になる。
電圧を印加しない時は、復帰はね５−２により１次側磁
気回路ｌは２次側磁気回路３に対してτ／４だけ斜めに
なる。
気回路ｌは２次側磁気回路３に対してτ／４だけ斜めに
なる。
圧電素子５−４の変位は数十μｍと小さいので、第３図
（Ｂ）に示す如く２段のてこ機構により、素子の変位を
（ｚ２＃＋ ）ｘ（１２ａ／１３）だけ拡大している。
（Ｂ）に示す如く２段のてこ機構により、素子の変位を
（ｚ２＃＋ ）ｘ（１２ａ／１３）だけ拡大している。
この場合は、電圧印加時でも、圧電素子５−４には電流
は殆ど流れず、電磁石を用いた場合より消費電力は小さ
（なる。
は殆ど流れず、電磁石を用いた場合より消費電力は小さ
（なる。
勿論、駆動方法としては、高速でな（ともよいが、精度
よ（滑らかに位置決めしたすせねばならない領域では、
マイクロステップ駆動とし、高速を必要とする領域では
フルステップ駆動とすればよい。
よ（滑らかに位置決めしたすせねばならない領域では、
マイクロステップ駆動とし、高速を必要とする領域では
フルステップ駆動とすればよい。
以上詳細に説明せる如く本発明によれば、高速でな（と
もよいが、精度よく滑らかに位置決めしたすせねばなら
ない領域を容易に変更出来る自白度の高いＬＰＭが得ら
れる効果がある。
もよいが、精度よく滑らかに位置決めしたすせねばなら
ない領域を容易に変更出来る自白度の高いＬＰＭが得ら
れる効果がある。
第１図は本発明の原理図、
第２図は本発明の実施例のリニアパルスモータの構成図
、 第３図は本発明の他の実施例のリニアパルスモータの構
成図、 第４図は従来例のリニアパルスモータの構成図、第５図
は２次側磁気回路の歯形状の例を示す図、第６図は１例
のフルステップ駆動の説明図である。 図において、 １は１次側磁気回路、 ２はフレーム、 ３は２次側磁気回路、 ４は支持手段、スラスト軸受、 ５は駆動手段、 ５−１は電磁石、 ５−２は復帰はね、 ５−３は変位拡大機構、 ５−４は圧電素子、 １０はギャップ支持用ラジアル軸受、 ■はリニアガイド用ラジアル軸受、 ２はヨーク、 ３、Ｉ４は永久磁石、 ５．１６は励磁用コイルを示す。 平 面 図 話 正 面 図 本発明の天井例のリニアパルスを一夕の橋仄図（＠狐、
５１ＺｊＢ穂動） 、ｔ’ｆｆの１世の突崩ダ・１ｆ）す：７ハ゛ルスモ−
ｑＯ構廣図（／ｌｆ＠ｔ＋ｌ二ｉＳｍｖＪ） 第 図 （Ａ）正 面 図 （８） （＠ 面 図 従来伊１のリニアパルスを一夕の橋成図第 ４ 図 処杉 袴付き ス士ニー付き ２次側磁気回路ｅ歯形状Ｖ例１本Ｔ図 第 図 ３ 口 ＠瓦仁相 ｊ １目側 何鴫鳳コイル１５） １１列のフルスラ （Ｉ相万肪 第 口 ２次便１ ３４ ９０° ２７θ ２相側 （万ガ狸］イ）し １６） 、ツー駆動ｆ詑明図 支２相の逼ざ） 図
、 第３図は本発明の他の実施例のリニアパルスモータの構
成図、 第４図は従来例のリニアパルスモータの構成図、第５図
は２次側磁気回路の歯形状の例を示す図、第６図は１例
のフルステップ駆動の説明図である。 図において、 １は１次側磁気回路、 ２はフレーム、 ３は２次側磁気回路、 ４は支持手段、スラスト軸受、 ５は駆動手段、 ５−１は電磁石、 ５−２は復帰はね、 ５−３は変位拡大機構、 ５−４は圧電素子、 １０はギャップ支持用ラジアル軸受、 ■はリニアガイド用ラジアル軸受、 ２はヨーク、 ３、Ｉ４は永久磁石、 ５．１６は励磁用コイルを示す。 平 面 図 話 正 面 図 本発明の天井例のリニアパルスを一夕の橋仄図（＠狐、
５１ＺｊＢ穂動） 、ｔ’ｆｆの１世の突崩ダ・１ｆ）す：７ハ゛ルスモ−
ｑＯ構廣図（／ｌｆ＠ｔ＋ｌ二ｉＳｍｖＪ） 第 図 （Ａ）正 面 図 （８） （＠ 面 図 従来伊１のリニアパルスを一夕の橋成図第 ４ 図 処杉 袴付き ス士ニー付き ２次側磁気回路ｅ歯形状Ｖ例１本Ｔ図 第 図 ３ 口 ＠瓦仁相 ｊ １目側 何鴫鳳コイル１５） １１列のフルスラ （Ｉ相万肪 第 口 ２次便１ ３４ ９０° ２７θ ２相側 （万ガ狸］イ）し １６） 、ツー駆動ｆ詑明図 支２相の逼ざ） 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕等ピッチ間隔で複数の矩形状の歯が配列されてな
る磁極を複数有し、且つ該夫々の磁極に磁束を与える永
久磁石と励磁用コイルを有する１次側磁気回路（１）と
、 該１次側磁気回路（１）を固定側の２次側磁気回路（３
）上で可動出来るように支えるフレーム（２）よりなる
可動部と、 複数の矩形状の歯が前記のピッチと等しい等ピッチ間隔
で配列されてなる固定側の該２次側磁気回路（３）より
なるリニアパルスモータにおいて、該フレーム（２）に
、 該１次側磁気回路（１）の中央を中心として進行方向に
対して平面上で２τ／ｎ・ｍ（但しτは歯のピッチ、ｍ
はモータの相数、ｎはτの周期の基本波に対して消去す
る高調波の次数）だけ揺動自在に支持する支持手段（４
）と、 該１次側磁気回路（１）を揺動する駆動手段（５）を設
けたことを特徴とするリニアパルスモータ。 〔２〕請求項１記載の支持手段（４）としてはスラスト
軸受、駆動手段（５）としては電磁石又は圧電素子を用
いたことを特徴とするリニアパルスモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP533690A JPH03212150A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | リニアパルスモータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP533690A JPH03212150A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | リニアパルスモータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03212150A true JPH03212150A (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=11608391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP533690A Pending JPH03212150A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | リニアパルスモータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03212150A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7129141B2 (en) | 2004-01-09 | 2006-10-31 | Elpida Memory, Inc. | Method for manufacturing a semiconductor device having a low junction leakage current |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP533690A patent/JPH03212150A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7129141B2 (en) | 2004-01-09 | 2006-10-31 | Elpida Memory, Inc. | Method for manufacturing a semiconductor device having a low junction leakage current |
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