JPH04208095A - リニアモータ装置 - Google Patents
リニアモータ装置Info
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- JPH04208095A JPH04208095A JP2338736A JP33873690A JPH04208095A JP H04208095 A JPH04208095 A JP H04208095A JP 2338736 A JP2338736 A JP 2338736A JP 33873690 A JP33873690 A JP 33873690A JP H04208095 A JPH04208095 A JP H04208095A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- field forming
- forming member
- movable
- movable element
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- Granted
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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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
- B60L13/03—Electric propulsion by linear motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Linear Motors (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
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】
＋８）産業上の利用分野
この発明は、可動子と磁場形成部材とを備え、移動体を
直線往復移動させるリニアモータ装置に関する。
直線往復移動させるリニアモータ装置に関する。
（ｂ）従来の技術
従来、光磁気ディスク装置等に設けられるリニアモータ
装置は、直線移動可能な可動体の一部にボイスコイル等
で構成された可動子が配置され、永久磁石等で構成され
た磁場形成部材かベースフＬ／−ムに固定されている。
装置は、直線移動可能な可動体の一部にボイスコイル等
で構成された可動子が配置され、永久磁石等で構成され
た磁場形成部材かベースフＬ／−ムに固定されている。
また、複写竺において原稿走査に用いられるリニアモー
タ装置は、直線移動可能な可動体の一部に相コイルが設
けられ、このコイルに対向して磁場形成部材がベースフ
レームに固定されている。
タ装置は、直線移動可能な可動体の一部に相コイルが設
けられ、このコイルに対向して磁場形成部材がベースフ
レームに固定されている。
前者の光磁気ディスク装置においては、可動体を移動さ
せるためにボイスコイルを駆動し、可動子に推力を発生
させると、磁場形成部材に反力が生じ、その反力がベー
スフレームに伝達され、ベースフレームが振動したり変
形する等の悪影響を及ぼす。このことはディスク装置に
おいてデータエラーを発生する原因となる。
せるためにボイスコイルを駆動し、可動子に推力を発生
させると、磁場形成部材に反力が生じ、その反力がベー
スフレームに伝達され、ベースフレームが振動したり変
形する等の悪影響を及ぼす。このことはディスク装置に
おいてデータエラーを発生する原因となる。
また、後者の複写機においては、原稿走査毎に複写機全
体が揺動し、その設置場所が次第に移動したり、原稿が
移動してしまうという問題が生じる。
体が揺動し、その設置場所が次第に移動したり、原稿が
移動してしまうという問題が生じる。
（Ｃ）発明が解決しようとする課題
そこで、本願特許出願の出願人による別の出願（特願平
１−２８５３８０号）によって上述の問題を解消したリ
ニアモータ装置を既に出願している。上記光の特許出願
に係る発明は、磁場形成部材をベースフレーム上に移動
自在に設けることにより、可動子の駆動による反力を磁
場形成部材により吸収するようにして制振性を持たせた
ものであり、特に摩擦負荷損失によって位置ずれしよう
とする磁場形成部材を正規の位置へ復帰させるために復
帰手段を設けたことを特徴としている。復帰手段として
は磁場形成部材を移動させるモータおよび減速機構によ
り構成することができる。
１−２８５３８０号）によって上述の問題を解消したリ
ニアモータ装置を既に出願している。上記光の特許出願
に係る発明は、磁場形成部材をベースフレーム上に移動
自在に設けることにより、可動子の駆動による反力を磁
場形成部材により吸収するようにして制振性を持たせた
ものであり、特に摩擦負荷損失によって位置ずれしよう
とする磁場形成部材を正規の位置へ復帰させるために復
帰手段を設けたことを特徴としている。復帰手段として
は磁場形成部材を移動させるモータおよび減速機構によ
り構成することができる。
しかし、上述のリニアモータ装置では可動子と磁場形成
部材の質量および可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損失
によっては上記復帰手段を構成するモータとして高トル
クのモータが必要となり、リニアモータ装置全体が大型
化するという問題がある。
部材の質量および可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損失
によっては上記復帰手段を構成するモータとして高トル
クのモータが必要となり、リニアモータ装置全体が大型
化するという問題がある。
この発明の目的は、磁場形成部材を復帰させるに要すす
る駆動力を低減させて低トルクのモータを用いて復帰手
段を構成できるようにしたリニアモータ装置を提供する
ことにある。
る駆動力を低減させて低トルクのモータを用いて復帰手
段を構成できるようにしたリニアモータ装置を提供する
ことにある。
（ｄｉ課題を解決するための手段
本発明のリニアモータ装置は、ベースフレーム上を直線
往復移動自在に設けた可動子と、可動子に対向配置して
前記可動子の駆動力により生じる反力によって前記可動
子の反駆動方向に位置ずれする磁場形成部材と、この磁
場形成部材を前記可動子の移動位置の検出結果に応じて
移動させて正規の位置に復帰させる復帰手段とを備えた
リニアモータ装置であって、 可動子と磁場形成部材との質量比から定まる前記復帰手
段の可動子移動速度に対する磁場形成部材の正規移動速
度比を可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損失の差に応じ
て補正したことを特徴とする。
往復移動自在に設けた可動子と、可動子に対向配置して
前記可動子の駆動力により生じる反力によって前記可動
子の反駆動方向に位置ずれする磁場形成部材と、この磁
場形成部材を前記可動子の移動位置の検出結果に応じて
移動させて正規の位置に復帰させる復帰手段とを備えた
リニアモータ装置であって、 可動子と磁場形成部材との質量比から定まる前記復帰手
段の可動子移動速度に対する磁場形成部材の正規移動速
度比を可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損失の差に応じ
て補正したことを特徴とする。
（２１作用
この発明のリニアモータ装置では、可動子と磁場形成部
材との間に駆動力が発生すると可動子がベースフレーム
上を直線運動する。と同時に、駆動力により生じる反力
によって磁場形成部材が可動子と反対方向に直線運動す
る。その結果、上記反力はベースフレームに伝達されな
い。しかし磁場形成部材は摺動負荷、姿勢等の影響によ
り正規の位置よりずれることになるので、前記可動子が
移動する過程でその移動位置の検出結果に基づいて復帰
手段を作動させると、磁場形成部材の位置ずれは消去さ
れ、可動子の直線往復移動毎に可動子と磁場形成部材と
の位置関係は常に初期の状態に保持される。可動子と磁
場形成部材との質量比によって可動子移動速度に対する
磁場形成部材の正規移動速度比を定めれば可動子と磁場
形成部材との摩擦負荷損失分が復帰手段にかかることに
なるが、この発明では可動子と磁場形成部材の摩擦負荷
損失の差に応じて上記正規移動速度比を補正したため、
磁場形成部材の移動に要するトルクを低減させることが
できる。ただし、その分磁場形成部材による反力相殺能
力が低下するので、実用上問題とならない程度に補正す
ることになる。
材との間に駆動力が発生すると可動子がベースフレーム
上を直線運動する。と同時に、駆動力により生じる反力
によって磁場形成部材が可動子と反対方向に直線運動す
る。その結果、上記反力はベースフレームに伝達されな
い。しかし磁場形成部材は摺動負荷、姿勢等の影響によ
り正規の位置よりずれることになるので、前記可動子が
移動する過程でその移動位置の検出結果に基づいて復帰
手段を作動させると、磁場形成部材の位置ずれは消去さ
れ、可動子の直線往復移動毎に可動子と磁場形成部材と
の位置関係は常に初期の状態に保持される。可動子と磁
場形成部材との質量比によって可動子移動速度に対する
磁場形成部材の正規移動速度比を定めれば可動子と磁場
形成部材との摩擦負荷損失分が復帰手段にかかることに
なるが、この発明では可動子と磁場形成部材の摩擦負荷
損失の差に応じて上記正規移動速度比を補正したため、
磁場形成部材の移動に要するトルクを低減させることが
できる。ただし、その分磁場形成部材による反力相殺能
力が低下するので、実用上問題とならない程度に補正す
ることになる。
（ｆン実施例
以下、本発明に係るリニアモータ装置の一実施例につい
てスリット露光方式の複写機を例に上げて説明する。第
１図はリニアモータ装置の機械的構成を示す平面図、第
２図、第３図は第１図におけるＸ−Ｘ断面図、Ｙ−Ｙ断
面図である。また第４図はリニアモータ装置の電気的構
成を示すブロック図、第５図と第６図は比較例とともに
表した本実施例の動作説明図、第７図は動作説明参考図
である。
てスリット露光方式の複写機を例に上げて説明する。第
１図はリニアモータ装置の機械的構成を示す平面図、第
２図、第３図は第１図におけるＸ−Ｘ断面図、Ｙ−Ｙ断
面図である。また第４図はリニアモータ装置の電気的構
成を示すブロック図、第５図と第６図は比較例とともに
表した本実施例の動作説明図、第７図は動作説明参考図
である。
本実施例に係るリニアモータ装置は、４５°ミラーやラ
ンプユニット等の光学ユニ・ノド（不図示）を搭載した
第１可動体１０ａと直角ミラー等の光学ユニット（不図
示）を搭載した第２可動体１０ｂとを２：１の速度比で
第１図中人（スキャン方向）、Ｂ（リターン方向）方向
に交互に移動させるために複写機本体内部のベースフレ
ーム１に備えられているものである。
ンプユニット等の光学ユニ・ノド（不図示）を搭載した
第１可動体１０ａと直角ミラー等の光学ユニット（不図
示）を搭載した第２可動体１０ｂとを２：１の速度比で
第１図中人（スキャン方向）、Ｂ（リターン方向）方向
に交互に移動させるために複写機本体内部のベースフレ
ーム１に備えられているものである。
第１可動体１０ａと第２可動体１０ｂは、第１図中下側
には、ベースフレーム１にホルダー２゜２を介して取付
固定された軸３に対応する軸受１１ａ、１１ｂがそれぞ
れ設けられている一方、第１図中上側にはベースフレー
ム１に取付固定されたレール４（第２図参照）上を滑る
ローラ１２ａ等がそれぞれ設けられており、これにより
ベースフレーム１に対して図中Ａ、Ｂ方向にそれぞれ移
動自在にされている。また、第１可動体１０ａと第２可
動体１０ｂの両側には可動子２０ａ、２０ｂがそれぞれ
設けられており、可動子２０ａ、２０ｂの対向位置には
所定の間隔を隔てて磁場形成部材３０ａ、３０ｂがそれ
ぞれ設けられている。
には、ベースフレーム１にホルダー２゜２を介して取付
固定された軸３に対応する軸受１１ａ、１１ｂがそれぞ
れ設けられている一方、第１図中上側にはベースフレー
ム１に取付固定されたレール４（第２図参照）上を滑る
ローラ１２ａ等がそれぞれ設けられており、これにより
ベースフレーム１に対して図中Ａ、Ｂ方向にそれぞれ移
動自在にされている。また、第１可動体１０ａと第２可
動体１０ｂの両側には可動子２０ａ、２０ｂがそれぞれ
設けられており、可動子２０ａ、２０ｂの対向位置には
所定の間隔を隔てて磁場形成部材３０ａ、３０ｂがそれ
ぞれ設けられている。
なお、図中１３２．１３ｂは第１可動体１０ａ。
第２可動体１０ｂの移動位置（移動速度）をそれぞれ検
出するためのリニアエンコーダであり、リニアエンコー
ダ１３ａ、１３ｂは第１可動体１゜ａ、第２可動体１０
ｂの下部にそれぞれ取付固定されでいる。そして固定子
スケール１３Ｃはへ一スフレーム１に固定部材５．５を
介して取付固定されている。
出するためのリニアエンコーダであり、リニアエンコー
ダ１３ａ、１３ｂは第１可動体１゜ａ、第２可動体１０
ｂの下部にそれぞれ取付固定されでいる。そして固定子
スケール１３Ｃはへ一スフレーム１に固定部材５．５を
介して取付固定されている。
磁場形成部材３０ａ、３０ｂは板状を成した永久磁石３
２ａ、３２ｂと固定ヨーク３１ａ、３１ｂからなり、そ
の両端部は連結板３３．３４でもって互いに連結されて
いる。これらの磁場形成部材３０ａ、３０ｂ、連結板３
３．３４によって全体として磁場形成部材枠体３６を構
成しでいる。
２ａ、３２ｂと固定ヨーク３１ａ、３１ｂからなり、そ
の両端部は連結板３３．３４でもって互いに連結されて
いる。これらの磁場形成部材３０ａ、３０ｂ、連結板３
３．３４によって全体として磁場形成部材枠体３６を構
成しでいる。
また、磁場形成部材３０ａの内面両側にはガイド軸３に
対応する軸受け３５．３５がそれぞれに設けられていて
、磁場形成部材３０ｂ下部のベースフレーム１には合計
２個のローラ６（第２図参照）が設けられており、これ
により磁場形成部材３Ｄａ、３０ｂと連結板３３．３４
からなる磁場形成部材枠体３６がベースフレーム１に対
して図中Ａ、Ｂ方向に移動自在にされている。
対応する軸受け３５．３５がそれぞれに設けられていて
、磁場形成部材３０ｂ下部のベースフレーム１には合計
２個のローラ６（第２図参照）が設けられており、これ
により磁場形成部材３Ｄａ、３０ｂと連結板３３．３４
からなる磁場形成部材枠体３６がベースフレーム１に対
して図中Ａ、Ｂ方向に移動自在にされている。
ここで、可動子２０ａと磁場形成部材３０ａについて詳
しく説明する。可動子２０ａは第１可動体１０ａの両側
に取付けられた可動ヨーク２１ａ、２２ａと可動ヨーク
２１ａ、２２ａの外側面に取付けられた３相コイル２３
ａ、２３ａとがら構成されている（第２図参照）。一方
、磁場形成部材３０ａ、３０ｂは連結板３３．３４に連
結された板状の固定ヨーク３１ａ、３１ｂと、固定ヨー
ク３１ａ、３１ｂの内面に３相コイル２３ａに対応して
多極着磁された永久磁石３２ａ、３２ｂとから構成され
ている。これにより全体として３相ブラシレスリニアモ
ータが構成されている（これをリニアモータａとする。
しく説明する。可動子２０ａは第１可動体１０ａの両側
に取付けられた可動ヨーク２１ａ、２２ａと可動ヨーク
２１ａ、２２ａの外側面に取付けられた３相コイル２３
ａ、２３ａとがら構成されている（第２図参照）。一方
、磁場形成部材３０ａ、３０ｂは連結板３３．３４に連
結された板状の固定ヨーク３１ａ、３１ｂと、固定ヨー
ク３１ａ、３１ｂの内面に３相コイル２３ａに対応して
多極着磁された永久磁石３２ａ、３２ｂとから構成され
ている。これにより全体として３相ブラシレスリニアモ
ータが構成されている（これをリニアモータａとする。
）。なお、可動ヨーク２１ａ、２２ａの所定位置には３
相コイル２３ａ、２３ａの励磁切換のタイミングを与え
るために永久磁石３２ａ、３２ｂの磁束を検出するホー
ル素子（不図示）がそれぞれ設けられている。同様にし
て可動子２０ｂ、２０ｂと磁場形成部材３゜ａおよび３
０ｂとによって３相ブラシレスリニアモータが構成され
ている（これをリニアモータｂとする。）。
相コイル２３ａ、２３ａの励磁切換のタイミングを与え
るために永久磁石３２ａ、３２ｂの磁束を検出するホー
ル素子（不図示）がそれぞれ設けられている。同様にし
て可動子２０ｂ、２０ｂと磁場形成部材３゜ａおよび３
０ｂとによって３相ブラシレスリニアモータが構成され
ている（これをリニアモータｂとする。）。
更に、磁場形成部材３０ａにおける固定ヨーク３１ａの
外面には支柱４１ａ、４１ｂが外側に向けてそれぞれ突
設されており、この支柱４１ａ。
外面には支柱４１ａ、４１ｂが外側に向けてそれぞれ突
設されており、この支柱４１ａ。
４１ｂはベースフレームエの側面に形成された切欠穴４
２ ａ、 ４２ ｂを通してベースフレーム１の外部
に取り出されている（第３図参照）。また、ベースフレ
ーム１の外部において切欠穴４２ａと４２ｂとの間に取
り出された支柱４１ａ、４１ｂの双方の間に所定の張力
で張ったワイヤ４３が巻付けられたプーリ４５が設けら
れている。このプーリ４５はタイミングプーリ４６とと
もにベースフレーム１の外面に取付固定されたギアボッ
クス４７の内部にて軸支されており、プーリ４５とタイ
ミングプーリ４６とはタイミングベルト４８で連結され
ている。更に、ギアボックス４７の外面にはパルスモー
タ４９が設けられており、その出力軸はタイミングプー
リ４６に連結されている。
２ ａ、 ４２ ｂを通してベースフレーム１の外部
に取り出されている（第３図参照）。また、ベースフレ
ーム１の外部において切欠穴４２ａと４２ｂとの間に取
り出された支柱４１ａ、４１ｂの双方の間に所定の張力
で張ったワイヤ４３が巻付けられたプーリ４５が設けら
れている。このプーリ４５はタイミングプーリ４６とと
もにベースフレーム１の外面に取付固定されたギアボッ
クス４７の内部にて軸支されており、プーリ４５とタイ
ミングプーリ４６とはタイミングベルト４８で連結され
ている。更に、ギアボックス４７の外面にはパルスモー
タ４９が設けられており、その出力軸はタイミングプー
リ４６に連結されている。
即ち、パルスモータ４９が駆動してタイミングプーリ４
６が回転すると、タイミングベルト４８ヲ通じてプーリ
４５が減速回転するようになっており、ワイヤー４３、
支柱４１ａ、４１ｂを通じて磁場形成部材枠体３６がベ
ースフレーム１に対して図中Ａ、Ｂ方向に移動する構成
（復帰手段４０）となっている。
６が回転すると、タイミングベルト４８ヲ通じてプーリ
４５が減速回転するようになっており、ワイヤー４３、
支柱４１ａ、４１ｂを通じて磁場形成部材枠体３６がベ
ースフレーム１に対して図中Ａ、Ｂ方向に移動する構成
（復帰手段４０）となっている。
次に第４図を参照してリニアモータ制御回路５０につい
て説明する。
て説明する。
リニアエンコーダ１３ａ、 １３ｂの位置検出信号は
、それぞれ９０°の位相差を有する二つの矩形波信号と
原点検出信号とからなり、波形整形器５１２．５１ｂを
通してマイクロプロセッサ５１に与えられ、マイクロプ
ロセッサ５１は第１可動体１０ａと第２可動体１０ｂの
移動位置および移動速度を求める。
、それぞれ９０°の位相差を有する二つの矩形波信号と
原点検出信号とからなり、波形整形器５１２．５１ｂを
通してマイクロプロセッサ５１に与えられ、マイクロプ
ロセッサ５１は第１可動体１０ａと第２可動体１０ｂの
移動位置および移動速度を求める。
具体的にはマイクロプロセッサ５１には第１可動体１０
ａと第２可動体１０ｂの速度パターンのデータが予めイ
ンプットされており、この速度パターンに基づく命令位
置データと波形整形器５１ａ、５１ｂの出力信号に基づ
く現在位置データとを比較し、その比較結果を３相信号
として３相ドライバ５２ａ、５２ｂに逐次出力する。３
相ドライバ５２ａ、５２ｂはマイクロプロセッサ５争か
らの信号に応して３相コイル２３ ａ、 ２３ ｂに
それぞれ３相駆動信号を供給する。
ａと第２可動体１０ｂの速度パターンのデータが予めイ
ンプットされており、この速度パターンに基づく命令位
置データと波形整形器５１ａ、５１ｂの出力信号に基づ
く現在位置データとを比較し、その比較結果を３相信号
として３相ドライバ５２ａ、５２ｂに逐次出力する。３
相ドライバ５２ａ、５２ｂはマイクロプロセッサ５争か
らの信号に応して３相コイル２３ ａ、 ２３ ｂに
それぞれ３相駆動信号を供給する。
即ち、リニアモータ制御回路５０は、リニアエンコーダ
１３ａ、１３ｂの位置検出信号をフィードハック信号と
して二つのリニアモータの推力を独立に制御し、第１可
動体１０ａと第２可動体１０ｂを閉ループでもって速度
制御するように構成している。第４図において６０はパ
ルスモータ駆動回路であり、リニアモータ制御回路５０
から入力信号として導かれたカウントアツプパルスＴＪ
ｐおよびカウントダウンパルスＤｎとイニシャライズ信
号Ｕｐｉ、Ｄｎｉとを切り換える入力信号切換スイッチ
６１と、入力信号切換スイッチ６１を経た入力信号を所
定処理するロジック部６２および４相パルスモータであ
るパルスモータ４９に対し所定処理された４相電流信号
を供給する４相電流ドライバ６３から構成されている。
１３ａ、１３ｂの位置検出信号をフィードハック信号と
して二つのリニアモータの推力を独立に制御し、第１可
動体１０ａと第２可動体１０ｂを閉ループでもって速度
制御するように構成している。第４図において６０はパ
ルスモータ駆動回路であり、リニアモータ制御回路５０
から入力信号として導かれたカウントアツプパルスＴＪ
ｐおよびカウントダウンパルスＤｎとイニシャライズ信
号Ｕｐｉ、Ｄｎｉとを切り換える入力信号切換スイッチ
６１と、入力信号切換スイッチ６１を経た入力信号を所
定処理するロジック部６２および４相パルスモータであ
るパルスモータ４９に対し所定処理された４相電流信号
を供給する４相電流ドライバ６３から構成されている。
電源投入時には上記入力信号切換スイッチ６１は図中の
ｉ側に設定されるようになっており、イニシャライズ信
号Ｕｐｉ、Ｄｎｉによって磁場形成部材枠体３６が所定
の待機位置まで移動する。
ｉ側に設定されるようになっており、イニシャライズ信
号Ｕｐｉ、Ｄｎｉによって磁場形成部材枠体３６が所定
の待機位置まで移動する。
このイニシャライズ動作が完了すれば、入力信号切換ス
イッチ６１が図中のＳ側に自動設定され、以降は、第１
可動体１０ａの移動位置を与えるカウントアツプパルス
ＵｐおよびカウントダウンパルスＤｎに応じてパルスモ
ータ４９が動作し、これにより第１可動体１０ａの移動
とともに磁場形成部材枠体３６が移動する。
イッチ６１が図中のＳ側に自動設定され、以降は、第１
可動体１０ａの移動位置を与えるカウントアツプパルス
ＵｐおよびカウントダウンパルスＤｎに応じてパルスモ
ータ４９が動作し、これにより第１可動体１０ａの移動
とともに磁場形成部材枠体３６が移動する。
以上のように構成されたリニアモータ装置により第１可
動体１０ａ、第２可動体１０ｂは第６図（ａ）に示す速
度パターンで速度制御され同図（ｂ）に示すように移動
する。
動体１０ａ、第２可動体１０ｂは第６図（ａ）に示す速
度パターンで速度制御され同図（ｂ）に示すように移動
する。
ここで、リニアモータａ、ｂに推力をそれぞれ発生させ
て、第１可動体１０ａ、第２可動体１０ｂをスキャン方
向（Ａ方向）に移動させたとすると、磁場形成部材３０
ａ、３０ｂには反力が作用し、この反力により磁場形成
部材枠体３６がＢ方向に移動する。その結果、第１可動
体１０ａ、第２可動体１０ｂを移動させた時に発注する
反力Ｆｒはベースフレーム１には伝達されず、ベースフ
レーム１の制動性を高めることができる。
て、第１可動体１０ａ、第２可動体１０ｂをスキャン方
向（Ａ方向）に移動させたとすると、磁場形成部材３０
ａ、３０ｂには反力が作用し、この反力により磁場形成
部材枠体３６がＢ方向に移動する。その結果、第１可動
体１０ａ、第２可動体１０ｂを移動させた時に発注する
反力Ｆｒはベースフレーム１には伝達されず、ベースフ
レーム１の制動性を高めることができる。
その後、第１可動体１０ａ、第２可動体１０ｂをリター
ン方向（Ｂ方向）に戻した時は、そのリターン動作に基
づくリニアモータａ、ｂの推力に対する反力により磁場
形成部材枠体３６が入方向に移動し、元の状態に戻され
る。
ン方向（Ｂ方向）に戻した時は、そのリターン動作に基
づくリニアモータａ、ｂの推力に対する反力により磁場
形成部材枠体３６が入方向に移動し、元の状態に戻され
る。
しかし、磁場形成部材枠体３６が元の位置に戻るのは理
想状態においてであって、摩擦負荷等の損失やリニアモ
ータ装置のスキャン方向に対する姿勢が水平でない場合
には、第１可動体１０ａ、第２可動体１０ｂおよび磁場
形成部材枠体３６の自重の移動方向分力の影響等により
、磁場形成部材枠体３６は第６図（Ｃ）に示すように第
１可動体１０ａおよび第２可動体１０ｂの移動とともに
、理想状態（摩擦負荷損失Ｆμ−〇）における変位から
のずれ（偏差）が大きくなる。
想状態においてであって、摩擦負荷等の損失やリニアモ
ータ装置のスキャン方向に対する姿勢が水平でない場合
には、第１可動体１０ａ、第２可動体１０ｂおよび磁場
形成部材枠体３６の自重の移動方向分力の影響等により
、磁場形成部材枠体３６は第６図（Ｃ）に示すように第
１可動体１０ａおよび第２可動体１０ｂの移動とともに
、理想状態（摩擦負荷損失Ｆμ−〇）における変位から
のずれ（偏差）が大きくなる。
リニアモータａ、ｂの発生する推力をＦ ａ −（ｔ）
、Ｆｂ （ｔ）とし、可動体１０ａ、１０’ｂおよび磁
場形成部材枠体３６の摩擦負荷をそれぞれＦｇａ、Ｆμ
ｂおよびＦｔＩｍとし、可動体１０ａ。
、Ｆｂ （ｔ）とし、可動体１０ａ、１０’ｂおよび磁
場形成部材枠体３６の摩擦負荷をそれぞれＦｇａ、Ｆμ
ｂおよびＦｔＩｍとし、可動体１０ａ。
１０ｂおよび磁場形成部材枠体３６に作用する力をそれ
ぞれＦｌ（ｔ）、Ｆ２ （ｔ）、およびＦｍ（１）とす
ると、 Ｆｌ （ｔ）＝Ｆａ （ｊ） Ｆ、ｃｚａＦ２
（ｔ）−Ｆｂ （ｔ）−ＦμｂＦｒ （ｔ）＝
Ｆａ （ｔ）＋Ｆｂ （ｔ）Ｆｍ （ｔ） ＝−Ｆ
ｒ （ｔ） −Ｆ ｕｍ＝−（Ｆｌ （ｔ）＋Ｆ
２ （ｔ））（Ｆμａ＋Ｆμｂ−Ｆμｍ） が成り立つ。
ぞれＦｌ（ｔ）、Ｆ２ （ｔ）、およびＦｍ（１）とす
ると、 Ｆｌ （ｔ）＝Ｆａ （ｊ） Ｆ、ｃｚａＦ２
（ｔ）−Ｆｂ （ｔ）−ＦμｂＦｒ （ｔ）＝
Ｆａ （ｔ）＋Ｆｂ （ｔ）Ｆｍ （ｔ） ＝−Ｆ
ｒ （ｔ） −Ｆ ｕｍ＝−（Ｆｌ （ｔ）＋Ｆ
２ （ｔ））（Ｆμａ＋Ｆμｂ−Ｆμｍ） が成り立つ。
ここでＦμａ＋Ｆμｂ−Ｆμｍを摩擦負荷損失Ｆμと定
義すると、可動体１０ａ、１０ｂはすべり軸受、磁場形
成部材枠体３６はころがり軸受で支持されているので、
この例では、 Ｆμａ＋Ｆ、ｃｚｂ＞Ｆμｍ が成り立ち、Ｆμ〉０となる。
義すると、可動体１０ａ、１０ｂはすべり軸受、磁場形
成部材枠体３６はころがり軸受で支持されているので、
この例では、 Ｆμａ＋Ｆ、ｃｚｂ＞Ｆμｍ が成り立ち、Ｆμ〉０となる。
理想状態（Ｆμ−〇）の時にパルスモータ駆動回路６０
を通じて第１可動体１０ａの移動位置を表すカウントア
ツプパルスＵｐおよびカウントダウンパルスｌ）ｎが与
えられたとき、パルスモータ４９が無負荷状態となるよ
うに減速機構５０の減速比を定めた場合、パルスモータ
軸に発生するトルクＴは次式で表される。
を通じて第１可動体１０ａの移動位置を表すカウントア
ツプパルスＵｐおよびカウントダウンパルスｌ）ｎが与
えられたとき、パルスモータ４９が無負荷状態となるよ
うに減速機構５０の減速比を定めた場合、パルスモータ
軸に発生するトルクＴは次式で表される。
Ｔ−（１／ｘ）ｒ −Ｆμ
ここでＸは減速機構の減速比、ｒはワイヤープーリ４５
の半径である。摩擦負荷損失ＦμがＯである場合にはパ
ルスモータ４９の界磁の電気角とワイヤー４３、プーリ
４５等を介したパルスモータ４９のロータ回転角は常に
合致して変化し、ロータに回転力を発生せしめないが、
一方摩擦負荷損失Ｆμが大きくなって磁場形成部材枠体
３６に偏差が生じようとするとロータにはその偏差を打
ち消す方向に回転力が発止し、ワイヤー４３、プーリ４
５等を介して磁場形成部材枠体３６に復元力が伝達され
る。したがって磁場形成部材枠体３６はその系に摩擦負
荷損失があるにも関わらず無損失時に近似した変位を示
すことになり、第１可動体１０ａと第２可動体１０ｂの
往復移動終了時点で正規の復帰位置に戻ることになる。
の半径である。摩擦負荷損失ＦμがＯである場合にはパ
ルスモータ４９の界磁の電気角とワイヤー４３、プーリ
４５等を介したパルスモータ４９のロータ回転角は常に
合致して変化し、ロータに回転力を発生せしめないが、
一方摩擦負荷損失Ｆμが大きくなって磁場形成部材枠体
３６に偏差が生じようとするとロータにはその偏差を打
ち消す方向に回転力が発止し、ワイヤー４３、プーリ４
５等を介して磁場形成部材枠体３６に復元力が伝達され
る。したがって磁場形成部材枠体３６はその系に摩擦負
荷損失があるにも関わらず無損失時に近似した変位を示
すことになり、第１可動体１０ａと第２可動体１０ｂの
往復移動終了時点で正規の復帰位置に戻ることになる。
しかし摩擦負荷損失Ｆμに比例してパルスモータに要求
されるトルクは大きくなる。もしパルスモータの最大ト
ルクに比較して摩擦負荷損失Ｆμが大きすぎれば第７図
（ａ）、 （ｂ）に示すようにパルスモータの駆動周
波数の大きくなるリターン時、特にリターン後半（ｄ領
域）で脱調が住じ、磁場形成部材枠体３６は元の位置に
復帰しない。磁場形成部材枠体３６に位置ずれが生しれ
ば軸受３５が可動体１０ａ、１０ｂに衝突したり、連結
板３３．３４がホルダー２に衝突する等の支障をきたす
。高トルク−のパルスモータを用いればそのような問題
は生じないが、装置の大型化、コストアップにつながる
。
されるトルクは大きくなる。もしパルスモータの最大ト
ルクに比較して摩擦負荷損失Ｆμが大きすぎれば第７図
（ａ）、 （ｂ）に示すようにパルスモータの駆動周
波数の大きくなるリターン時、特にリターン後半（ｄ領
域）で脱調が住じ、磁場形成部材枠体３６は元の位置に
復帰しない。磁場形成部材枠体３６に位置ずれが生しれ
ば軸受３５が可動体１０ａ、１０ｂに衝突したり、連結
板３３．３４がホルダー２に衝突する等の支障をきたす
。高トルク−のパルスモータを用いればそのような問題
は生じないが、装置の大型化、コストアップにつながる
。
そこで、減速比をＸ′として、これを正規の減速比Ｘよ
り大きくすれば、パルスモータの駆動制御を変更しない
とすると、磁場形成部材枠体３６の偏位は正規の偏位よ
りも小さくなる（第５図（ａ）参照）。この時、磁場形
成部材枠体３６の質量をＭ、減速比Ｘの時の磁場形成部
材枠体３６の加速度をα（ｔ）、Ｋ速比Ｘ′の時の加速
度をα′ （ｔ）とすると、 α’ （ｔ）＝ （ｘ／ｘ’ ） α （１）
となり、減速比Ｘ′の場合、磁場形成部材枠体３６には
正規減速比の時に比べ、 Ｆ＝’Ｍα（ｔ）−Ｍα′ （ｔ） ＝ （（Ｘ’−ｘ）／ｘ’ ） Ｍα（１）の力が余計
に作用することになる。この力Ｆはリターン後半（ｄ領
域）では摩擦負荷損失Ｆμとは反対方向に作用するので
、パルスモータ軸に加わるトルクをＴ′とすると、 Ｔ’ ＝ （ｉ／ｘ’ ）ｒ ＣＦｔｔ−Ｆ）となり、
正規の減速比の場合に比ベパルスモーク軸負荷を低減す
ることができる（第５図（Ｃ）の破線参照）。したがっ
て、その分発生トルクの小さなパルスモータを用いても
脱調を抑え、磁場形成部材枠体３６を正規位置に復帰さ
せることができる。
り大きくすれば、パルスモータの駆動制御を変更しない
とすると、磁場形成部材枠体３６の偏位は正規の偏位よ
りも小さくなる（第５図（ａ）参照）。この時、磁場形
成部材枠体３６の質量をＭ、減速比Ｘの時の磁場形成部
材枠体３６の加速度をα（ｔ）、Ｋ速比Ｘ′の時の加速
度をα′ （ｔ）とすると、 α’ （ｔ）＝ （ｘ／ｘ’ ） α （１）
となり、減速比Ｘ′の場合、磁場形成部材枠体３６には
正規減速比の時に比べ、 Ｆ＝’Ｍα（ｔ）−Ｍα′ （ｔ） ＝ （（Ｘ’−ｘ）／ｘ’ ） Ｍα（１）の力が余計
に作用することになる。この力Ｆはリターン後半（ｄ領
域）では摩擦負荷損失Ｆμとは反対方向に作用するので
、パルスモータ軸に加わるトルクをＴ′とすると、 Ｔ’ ＝ （ｉ／ｘ’ ）ｒ ＣＦｔｔ−Ｆ）となり、
正規の減速比の場合に比ベパルスモーク軸負荷を低減す
ることができる（第５図（Ｃ）の破線参照）。したがっ
て、その分発生トルクの小さなパルスモータを用いても
脱調を抑え、磁場形成部材枠体３６を正規位置に復帰さ
せることができる。
なお、上述の実施例では、減速比を正規の減速比に対し
て大きめに補正したが、摩擦負荷損失の生じる方向がＦ
μａ＋Ｆμｂ＜Ｆ、ｃｚ−ｍである場合には減速比を逆
に正規減速比より小さめに補正することによりパルスモ
ータ軸負荷を低減させて、脱調による磁場形成部材枠体
の復帰位置すれを防止することができる。
て大きめに補正したが、摩擦負荷損失の生じる方向がＦ
μａ＋Ｆμｂ＜Ｆ、ｃｚ−ｍである場合には減速比を逆
に正規減速比より小さめに補正することによりパルスモ
ータ軸負荷を低減させて、脱調による磁場形成部材枠体
の復帰位置すれを防止することができる。
（ｇ＋発明の効果
この発明によれば、磁場形成部材の反駆動方向への移動
によりベースフレームに対する反力を十分吸収すること
ができる上に、上記反力に基づ（磁場形成部材の位置ず
れが消去されるような構成となっているので、可動子の
移動に伴うベースフレームの揺動等の不都合を解消する
ことができる上に、摩擦損失および装置の傾斜等の影響
を受けることなく、磁場形成部材を正確に復帰させるこ
とができる。しかも可動子の移動速度に対する磁場形成
部材の移動速度比を可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損
失の差に応じて補正したため、比較的低トルクの駆動手
段によって磁場形成部材の復帰手段を構成することがで
き、装置全体を小型化できるという効果がある。
によりベースフレームに対する反力を十分吸収すること
ができる上に、上記反力に基づ（磁場形成部材の位置ず
れが消去されるような構成となっているので、可動子の
移動に伴うベースフレームの揺動等の不都合を解消する
ことができる上に、摩擦損失および装置の傾斜等の影響
を受けることなく、磁場形成部材を正確に復帰させるこ
とができる。しかも可動子の移動速度に対する磁場形成
部材の移動速度比を可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損
失の差に応じて補正したため、比較的低トルクの駆動手
段によって磁場形成部材の復帰手段を構成することがで
き、装置全体を小型化できるという効果がある。
第１図〜第５図は本発明に係るリニアモータ装置の一実
施例を説明するための閣であって、第１図はリニアモー
タ装置の機械的構成を示す平面図、第２図、第３図は第
１図におけるＸ−Ｘ線による断面図、Ｙ−Ｙｇによる断
面図、第４図はリニアモータ装置の電気的構成を示すブ
ロック図・第５図と第６図は比較例とともに表した本実
施例の動作説明図である。第７図は本実施例の動作説明
の参考に供する図である。 １−ベースフレーム、 １０ａ、１０ｂ−第１．第２可動体、 ２Ｑａ、’；２０ｂ−可動子、 ３０ａ、３０ｂ−磁場形成部材、 ３６−磁場形成部材枠体、 ４０−復帰手段、 ４９−パルスモータ、 ５０−減速機構。
施例を説明するための閣であって、第１図はリニアモー
タ装置の機械的構成を示す平面図、第２図、第３図は第
１図におけるＸ−Ｘ線による断面図、Ｙ−Ｙｇによる断
面図、第４図はリニアモータ装置の電気的構成を示すブ
ロック図・第５図と第６図は比較例とともに表した本実
施例の動作説明図である。第７図は本実施例の動作説明
の参考に供する図である。 １−ベースフレーム、 １０ａ、１０ｂ−第１．第２可動体、 ２Ｑａ、’；２０ｂ−可動子、 ３０ａ、３０ｂ−磁場形成部材、 ３６−磁場形成部材枠体、 ４０−復帰手段、 ４９−パルスモータ、 ５０−減速機構。
Claims (1)
- （１）ベースフレーム上を直線往復移動自在に設けた可
動子と、可動子に対向配置して前記可動子の駆動力によ
り生じる反力によって前記可動子の反駆動方向に位置ず
れする磁場形成部材と、この磁場形成部材を前記可動子
の移動位置の検出結果に応じて移動させて正規の位置に
復帰させる復帰手段とを備えたリニアモータ装置であっ
て、可動子と磁場形成部材との質量比から定まる前記復
帰手段の可動子移動速度に対する磁場形成部材の正規移
動速度比を可動子と磁場形成部材の摩擦負荷損失の差に
応じて補正したことを特徴とするリニアモータ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338736A JP2752248B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | リニアモータ装置 |
| US07/798,933 US5229670A (en) | 1990-11-30 | 1991-11-27 | Linear motor device having vibration reduction unit |
| EP91311146A EP0488805B1 (en) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Linear motor device having vibration reduction unit |
| DE69126768T DE69126768T2 (de) | 1990-11-30 | 1991-11-29 | Linearmotorvorrichtung mit einem Bauteil zur Unterdrückung von Schwingungen |
| US07/954,255 US5239340A (en) | 1990-11-30 | 1992-09-30 | Linear motor device having vibration reduction unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338736A JP2752248B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | リニアモータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04208095A true JPH04208095A (ja) | 1992-07-29 |
| JP2752248B2 JP2752248B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=18320979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2338736A Expired - Lifetime JP2752248B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | リニアモータ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229670A (ja) |
| EP (1) | EP0488805B1 (ja) |
| JP (1) | JP2752248B2 (ja) |
| DE (1) | DE69126768T2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246204B1 (en) * | 1994-06-27 | 2001-06-12 | Nikon Corporation | Electromagnetic alignment and scanning apparatus |
| JP3136923B2 (ja) * | 1994-10-28 | 2001-02-19 | セイコーエプソン株式会社 | パルスモータの制御装置 |
| US5801462A (en) * | 1995-03-31 | 1998-09-01 | Minolta Co., Ltd. | Linear motor and image reading apparatus |
| JPH08275500A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Minolta Co Ltd | リニアモータ |
| JP3453991B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2003-10-06 | ミノルタ株式会社 | リニアモータ |
| US5796186A (en) * | 1995-03-31 | 1998-08-18 | Minolta Co., Ltd. | Linear motor |
| US6028376A (en) * | 1997-04-22 | 2000-02-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning apparatus and exposure apparatus using the same |
| US20010003028A1 (en) | 1997-09-19 | 2001-06-07 | Nikon Corporation | Scanning Exposure Method |
| US6012346A (en) * | 1998-09-18 | 2000-01-11 | New Hampshire Ball Bearing, Inc. | Low vibration motion translation system |
| US6239517B1 (en) * | 1999-02-19 | 2001-05-29 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Linear shuttle motor assembly and a controller therefor |
| TW546551B (en) * | 1999-12-21 | 2003-08-11 | Asml Netherlands Bv | Balanced positioning system for use in lithographic apparatus |
| US20040119436A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-24 | Michael Binnard | Method and apparatus for reducing countermass stroke with initial velocity |
| JP4473088B2 (ja) * | 2004-10-07 | 2010-06-02 | オークマ株式会社 | リニアモータ |
| US9906092B2 (en) | 2015-06-26 | 2018-02-27 | Siemens Industry, Inc. | Electrodynamic machines, and method for reducing vibration of an electrodynamic machine |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5785567A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-28 | Hitachi Ltd | Voice coil motor |
| US4516231A (en) * | 1982-08-26 | 1985-05-07 | Rca Corporation | Optical disc system having momentum compensation |
| KR910007482B1 (ko) * | 1988-03-18 | 1991-09-26 | 가부시끼가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 리니어 액세스기구와 자기디스크장치 |
| DE69009841T2 (de) * | 1989-04-17 | 1994-12-22 | Sharp K.K., Osaka | Linearantriebsgerät. |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2338736A patent/JP2752248B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-11-27 US US07/798,933 patent/US5229670A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-29 EP EP91311146A patent/EP0488805B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-29 DE DE69126768T patent/DE69126768T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0488805A3 (ja) | 1994-02-02 |
| US5229670A (en) | 1993-07-20 |
| EP0488805A2 (en) | 1992-06-03 |
| JP2752248B2 (ja) | 1998-05-18 |
| DE69126768T2 (de) | 1998-02-05 |
| EP0488805B1 (en) | 1997-07-09 |
| DE69126768D1 (de) | 1997-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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