JPH08275497A

JPH08275497A - リニアモータ

Info

Publication number: JPH08275497A
Application number: JP7075313A
Authority: JP
Inventors: Masazo Ishiyama; 雅三石山; Toshikazu Suzuki; 利和鈴木
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】界磁マグネットを有する棒状の固定子と、電
機子コイルを有してこれに外嵌する可動子とを備えたリ
ニアモータであって、固定子上のモータ運転に用いる情
報を検出するセンサ類を該情報を容易に、精度よく検出
できる位置に配置でき、しかも全体構造をコンパクト
化、小型化でき、さらに従来の同種のモータより組み立
ても容易なリニアモータを提供する。【構成】推進用界磁マグネット６１を有する棒状の固
定子６と、界磁マグネット６１に外嵌する電機子コイル
７１及びホール素子（推進用センサ）ｈｕ、ｈｖ、ｈｗ
を搭載した可動子７とを備えたリニアモータＬＤＭにお
いて、界磁マグネット６１部分で固定子表面に段差部６
０ａ′を形成してこれにホール素子を対向接近配置し、
及び（又は）固定子表面に段差部６０ａを形成してこれ
にファイン着磁部（位置情報提供手段）４３ｂを設ける
とともに可動子７に該着磁部に対向接近配置される磁気
センサ（エンコーダ用センサ）４３ａを搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータ、特に推
進用界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界磁
マグネットに外嵌する電機子コイル及び該界磁マグネッ
トからの磁気的信号波を読み取る推進用センサを搭載し
た可動子とを備えたリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のリニアモータは、例えば特開昭
５８−３６１６２号公報に開示されている。特開昭５８
−３６１６２号公報が教えるリニアモータは、表面にＮ
極とＳ極を一定方向に交互に配置した推進用界磁マグネ
ットを有する棒状の固定子と、この固定子に外嵌する円
筒形の電機子コイルを有する可動子とからなるリニアモ
ータである。

【０００３】棒状の固定子に沿って可動子が移動するこ
のタイプのリニアモータは、例えば特開昭６１−９１６
１号公報に開示されているような、平板型の固定子に可
動子が対向配置されたいわゆる平板型リニアモータに比
べると、可動子を固定子に案内させて駆動できることか
ら、必ずしも別途大掛かりに可動子の案内手段を付加す
ることを要しないので構造を簡素化でき、また、固定子
と可動子との位置関係を調整し易く、それだけ組み立て
易く、動作精度も高くなる等の理由で、各種機器に採用
されている。例えば、複写機やイメージスキャナ等にお
ける画像読み取り装置において、原稿画像の走査光学系
の駆動への利用が試みられている。

【０００４】棒状の固定子に沿って可動子が移動するこ
のタイプのリニアモータにおいても、可動子に一定推力
を連続的に与えてこれを駆動するために、電機子コイル
各部の界磁マグネットに対する位置を検出し、その位置
での適切な大きさと方向の電流をコイル各部に流す。そ
のために、可動子には界磁マグネットからの磁気的信号
波を読み取るホール素子等の推進用センサが設けられ
る。

【０００５】また、可動子の移動距離を求めたり、移動
速度を制御する等のために、固定子に、Ｎ極とＳ極とを
細かいピッチで交互に配列したファイン着磁部を磁気ス
ケールとして設けるとともに可動子にこのスケールから
の磁気的信号を読み取るＭＲ素子等からなる磁気センサ
を設けたり、固定子と平行に光学式スケールを設けると
ともに可動子に該スケール情報を読み取る光学式センサ
を搭載したりすること等が多々ある。

【０００６】このような推進用センサや、磁気センサ、
光学式センサ等のエンコーダセンサは、その特性に応じ
て電機子コイルの外面や、電機子コイルを構成するコイ
ル各部の間、電機子コイルより外側等に配置される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コイル
の外面に磁気的情報を検出するホール素子、ＭＲ素子等
のセンサ類を設けるときは、センサと電機子コイル中心
部を通る固定子上の界磁マグネットや磁気スケール等の
磁気的情報提供部分との距離が長くなるため、センサの
感度が悪くなり、サンサ類の出力信号パワーが小さくな
る。そのため、信号の増幅が必要になる。あるいは、増
幅率を高くする必要が生じ、その結果、ノイズの影響を
受けやすくなるという問題がある。

【０００８】コイルの間に磁気的情報を検出するセンサ
類を設けるときは、それを固定子上の磁気的情報提供部
分の近くに配置できるため、センサ類の感度はよくなる
が、コイルを間隔を開けて配置するため、モータ自体が
大形化したり、複雑化したりする。また、光学式エンコ
ーダを採用する場合においては、光学式スケールを固定
子外に設けると全体の構造が大型化、複雑化する。これ
を回避するために光学式スケールを固定子に設けようと
すると、光学式センサは光学式スケールに直接且つ近く
臨ませて配置しなければならないので、該センサを電機
子コイルの外周面やコイル間に配置することはできず、
コイルから相当外れた部分に設ける必要があり、そうす
ると、可動子がそれだけ大型化、複雑化してしまう。

【０００９】さらに、棒状の固定子に沿って可動子が移
動するこのタイプのリニアモータにおいても、固定子上
のモータ運転に用いる情報部分とこれを検出するセンサ
類との位置関係を精度よく定めてモータを組み立てた
り、画像読み取り装置等の機器に設置するには、依然と
して手間がかかるという問題もある。そこで本発明は、
推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界
磁マグネットに外嵌する電機子コイル及び該界磁マグネ
ットからの磁気的信号波を読み取る推進用センサを搭載
した可動子とを備えたリニアモータであって、固定子上
のモータ運転に用いる情報を検出するセンサ類を該情報
を容易に、精度よく検出できる位置に配置でき、しかも
全体構造をコンパクト化、小型化でき、さらに従来の同
種のモータより組み立ても容易なリニアモータを提供す
ることを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子
と、前記界磁マグネットに外嵌する電機子コイル及び該
界磁マグネットからの磁気的信号波を読み取る推進用セ
ンサを搭載した可動子とを備えたリニアモータにおい
て、前記固定子の界磁マグネット部分において該固定子
表面に段差部が形成され、該段差部に前記推進用センサ
が対向接近配置されていることを特徴とするリニアモー
タ（第１リニアモータ）を提供する。

【００１１】また、本発明は前記課題を解決するため、
推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界
磁マグネットに外嵌する電機子コイル及び該界磁マグネ
ットからの磁気的信号波を読み取る推進用センサを搭載
した可動子とを備えたリニアモータにおいて、前記固定
子表面に少なくとも一つの段差部が形成され、該段差部
にモータ運転制御のための位置情報を提供する情報提供
手段が設けら、前記可動子に、該情報提供手段に対向接
近配置されてそこからの情報を読み取るエンコーダ用セ
ンサが搭載されていることを特徴とするリニアモータ
（第２リニアモータ）も提供する。

【００１２】また、本発明は前記課題を解決するため、
推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界
磁マグネットに外嵌する電機子コイル及び該界磁マグネ
ットからの磁気的信号波を読み取る推進用センサを搭載
した可動子とを備えたリニアモータにおいて、前記固定
子の界磁マグネット部分において該固定子表面に段差部
が形成され、該段差部にモータ運転制御のための位置情
報を提供する情報提供手段が該界磁マグネットに重畳し
て設けられており、該段差部に前記推進用センサが対向
接近配置されているとともに、前記可動子に、前記情報
提供手段に対向接近配置されてそこからの情報を読み取
るエンコーダ用センサが搭載されていることを特徴とす
るリニアモータ（第３リニアモータ）も提供する。

【００１３】本発明に係る前記第１、第２、第３のいず
れのリニアモータにおいても、固定子の断面形状は円
形、矩形、楕円形等種々考えられ、特に制限はない。ま
た、固定子に形成される前記段差部は、凹部とも言える
もので、図６の（Ａ）から（Ｄ）に示すように、四角形
状のもの、三角形状乃至Ｖ字状のもの、半円形状乃至Ｕ
字状のもの、断面円形の固定子において断面形状にして
Ｄ字状に切除したごとき状態のもの等種々考えられる。

【００１４】また、本発明に係る前記いずれのリニアモ
ータにおいても、前記界磁マグネットからの磁気的信号
波を読み取る推進用センサとしては、それには限定され
ないが、代表的には、磁電変換素子の一種であるホール
素子を挙げることができる。前記第２及び第３のリニア
モータにおける固定子上の、モータ運転制御のための位
置情報を提供する情報提供手段としては、代表的には可
動子の移動速度、移動距離等の検出に用いる磁気方式の
エンコーダを構成するための、Ｎ極とＳ極を細かいピッ
チ（例えば５０μｍ）で固定子長手方向に交互に配列し
たファイン着磁部や、可動子のホームポジションやリタ
ーン位置等を検出するために固定子長手方向の直線上に
部分的に設けられる着磁部等を挙げることができ、これ
ら着磁部に対応する可動子上のエンコーダ用センサとし
ては、代表例として、ＭＲ素子とかＭＲセンサと呼ばれ
ている電流磁気効果型の感度のよい磁気センサを挙げる
ことができる。かかる着磁部は固定子を提供する棒状部
材を着磁可能、或いはさらに機械加工可能の材料で形成
しておいて、それに設けた前記段差部相当部分に着磁処
理することで得ることができる他、固定子を提供する棒
状部材に形成した前記段差部相当部分に、別途フィルム
帯状乃至シート帯状や帯板状、或いはラベル状等に形成
した着磁部を接着剤等適当な手段で接合して得ること等
もできる。

【００１５】また、本発明のリニアモータには、前記磁
気方式のエンコーダを採用できる他、光学方式のエンコ
ーダを採用することや、磁気方式及び光学方式双方のエ
ンコーダを採用することもできる。光学方式のエンコー
ダを採用する場合、前記第２や第３のリニアモータにお
いて前記固定子の段差部に設けられるモータ運転制御の
ための位置情報を提供する情報提供手段としては、代表
的には可動子の移動速度、移動距離等の検出に用いる、
光反射状態の異なる２種類の部分（光反射状態の異なる
凹部と凸部、光反射状態が異なるように表面粗さを変え
た２種類の面、塗料塗布により形成された明暗２種類の
部分等）を交互に配列してなる光学式スケールや、可動
子のホームポジションやリターン位置等を検出するため
に固定子長手方向の直線上に部分的に設けられる光反射
部等を挙げることができ、これら光学方式の情報提供手
段に対応する可動子上のエンコーダ用センサとしては、
代表的には、投光光源とフォトセルを含むものを挙げる
ことができる。かかる光学方式の情報提供手段は、固定
子の前記段差部に直接形成することも、別途フィルム帯
状乃至シート帯状や帯板状、或いはラベル状等に形成し
てこれを接着剤等適当な手段で段差部に接合して得るこ
と等もできる。

【００１６】なお、モータ運転制御のためのエンコーダ
がいずれのタイプのものであれ、本発明のリニアモータ
としては、前記固定子の界磁マグネット部分において該
固定子表面に段差部が形成され、該段差部に前記推進用
センサが対向接近配置されているとともに、前記固定子
表面に前記段差部とは別の少なくとも一つの段差部が形
成され、該段差部にモータ運転制御のための位置情報を
提供する情報提供手段が設けられ、前記可動子に、該情
報提供手段に対向接近配置されてそこからの情報を読み
取るエンコーダ用センサが搭載されているリニアモータ
も考えられる。

【００１７】このモータの場合も、固定子の段差部に設
けられるモータ運転制御のための位置情報を提供する情
報提供手段及びそれに対応する可動子上のエンコーダ用
センサは、前記の磁気方式のものでも、光学方式のもの
でもよい。また、本発明に係るいずれのリニアモータに
おいても、前記段差部が目印となり、それだけ従来の同
種のモータより組み立てや機器への設置が容易になる
が、モータ組み立てや、機器への設置をより容易に、且
つ、正確に行えるように、前記固定子の段差部の少なく
とも一部が、該固定子を支持する支持部材への係合部を
兼ねていてもよい。

【００１８】この場合、係合部は、固定子の断面形状等
に応じて、位置決めのためのもの、固定子の回り止めの
ためのもの（例えば断面円形の固定子のとき）、その双
方のためのもの等種々考えられ、いずれでもよい。ま
た、本発明に係るいずれのリニアモータにおいても、前
記固定子の段差部が、可動子の案内溝を兼ねており、可
動子に該段差部に沿って移動可能の部材を設けてあって
もよい。このようにすると、モータの組み立て精度、モ
ータの機械的動作精度がそれだけ向上する。

【００１９】この場合、段差部としては、普通には、凹
溝形のもの、例えば図６の（Ａ）から（Ｃ）に示すよう
な形状の凹溝形のものが考えられる。そして凹溝とこれ
に嵌まる可動子上のボールとでボールスプライン機構を
構成する場合を例示できる。

【００２０】

【作用】本発明のいずれのリニアモータも、界磁マグネ
ットからの磁気的信号波を読み取る推進用センサの出力
に基づく制御下に可動子の電機子コイルに通電すること
で該可動子を固定子に沿って駆動することができる。そ
して、本発明の第１のリニアモータによると固定子上の
段差部に界磁マグネットからの磁気的信号波を読み取る
推進用センサを対向接近配置してあり、第２のリニアモ
ータによると固定子上の段差部にモータ運転制御のため
の位置情報を提供する情報提供手段が設けられ、可動子
上のエンコーダ用センサは該情報提供手段に対向接近配
置されており、第３のリニアモータによると固定子上の
段差部に推進用センサが対向接近配置されるとともに該
段差部にモータ運転制御のための位置情報を提供する情
報提供手段が設けられ、可動子上のエンコーダ用センサ
が該情報提供手段に対向接近配置されているから、これ
らモータでは、固定子上のモータ運転に用いる少なくと
も一つの情報を容易に、精度よく検出でき、しかも全体
構造をコンパクト化、小型化できる。さらに固定子上の
段差部を目印としてモータの組み立てや、機器への設置
をそれだけ容易に精度よく行うことができる。

【００２１】また、固定子の段差部の少なくとも一部
が、該固定子を支持する支持部材への係合部を兼ねてい
るときは、これを利用して、モータ組み立てや、機器へ
の設置をより容易に、且つ、正確に行える。また、固定
子の段差部が、可動子の案内溝を兼ねており、可動子に
該段差部に沿って移動可能の部材を設けてあるときは、
モータの組み立て精度、モータの機械的動作精度がそれ
だけ向上する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、以下の説明において本発明の実施例リニア
モータはいずれもＬＤＭで総称する。図１（Ａ）は本発
明に係るリニアモータの１例の斜視図であり、図１
（Ｂ）は同モータの断面図である。

【００２３】図１に示すリニアモータＬＤＭは、機械加
工可能且つ着磁可能の材料で形成した断面円形状の直線
棒状部材６０からなる固定子６に沿って可動子７が往復
動作できるものである。固定子６は表面にＮ極とＳ極を
６０ｍｍのピッチで交互に着磁してなる推進用界磁マグ
ネット６１を有しており、さらに、固定子長手方向に延
びる断面四角形状の凹溝の形態の段差部６０ａを備えて
いる。この段差部６０ａの底には可動子７の速度制御の
ための磁気方式のエンコーダ４３（図７（Ｂ）参照）の
一部を構成するファイン着磁部４３ｂを着磁形成してあ
る。ファイン着磁部４３ｂはＮ極とＳ極を５０μｍのピ
ッチで交互に着磁したものである。

【００２４】固定子６の両端部６３は、後ほど他のモー
タ例に関係して説明する図５に例示するような画像読み
取り装置等の機器における固定子支持部材の孔に挿入さ
れ、位置及び姿勢を定めて支持される。可動子７は固定
子６に間隙をおいて外嵌する複数のリング形状のコイル
からなる電機子コイル７１を備えており、この電機子コ
イルは円筒形の可動子ヨーク７２の内側に支持されてい
る。可動子ヨーク７２の両端部には軸受け７３を設けて
あり、可動子７はこの軸受け７３によって固定子６に案
内されて移動できる。

【００２５】また、可動子７の電機子コイル７１は、電
気角で２π／３ずつずらした位置（なお、２π／３ずれ
た位置と同位相の位置でもよい）に配置した３相のリン
グ形状コイルｕ、ｖ、ｗからなっており、ｕ相コイルに
は推進用センサとして磁電変換素子の一種であるホール
素子ｈｕが、ｖ相コイルには同様にホール素子ｈｖが、
ｗ相コイルには同様にホール素子ｈｗが、それぞれ界磁
マグネット６１に対向させて設けられている。また、可
動子ヨーク７２には、前記の段差部６０ａ底のファイン
着磁部４３ｂに対向する磁気センサ（ここではＭＲ素子
と呼ばれる磁気抵抗素子からなるセンサ）４３ａをコン
パクトな配置で設けてある。磁気センサ４３ａは少なく
とも一部が段差部６０ａ内に嵌入され、ファイン着磁部
４３ｂに接近配置されている。

【００２６】次に図２に示す本発明に係るリニアモータ
の他の例を説明する。図２（Ａ）は該モータの固定子長
手方向軸線を含む水平面に沿って切断した断面図であ
り、図（Ｂ）は図（Ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図であ
る。このリニアモータＬＤＭは、図１に示すリニアモー
タにおいて、固定子６の界磁マグネット６１部分におい
て該固定子表面に断面四角形状の凹溝の形態の段差部６
０ａ′を形成し、各ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗを、少
なくともその一部が該段差部に嵌入するように配置する
とともに、ファイン着磁部４３ｂについては、段差部を
設けていない固定子表面に着磁形成し、これに磁気セン
サ４３ａを対向させたものである。各ホール素子は前記
の状態により界磁マグネット６１に十分接近して、それ
からの磁気的情報を確実に検出できるように配置されて
いる。その他の点は図１のリニアモータと同構成であ
り、図１のモータと同部品には同じ参照符号を付してあ
る。

【００２７】図３は本発明のさらに他の実施例モータの
固定子６の断面を、これに臨むセンサ類とともに示して
いる。このリニアモータでは、固定子６の表面に断面で
見てＤ字形状に切除されたごとき段差部６０ｄが形成さ
れており、この段差部にファイン着磁部４３ｂを着磁形
成してある。界磁マグネット６１はこの段差部６０ｄを
除いて形成されている。ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗは
界磁マグネット６１の部分に対向配置され、磁気センサ
４３ａはファイン着磁部４３ｂに対向させ、且つ、十分
接近させて配置してある。その他の点は図１のリニアモ
ータと同構成である。

【００２８】図４は本発明のさらに他の実施例モータの
固定子６の断面を、これに臨むセンサ類とともに示して
いる。このリニアモータでも、固定子６の表面に断面で
見てＤ字形状に切除されたごとき段差部６０ｄが形成さ
れており、この段差部にファイン着磁部４３ｂを設けて
ある。しかし、界磁マグネット６１はこの段差部６０ｄ
にも形成されており、ファイン着磁部４３ｂは界磁マグ
ネット６１に重畳形成されている。ホール素子ｈｕ、ｈ
ｖ、ｈｗは界磁マグネット６１のこの段差部に十分接近
させて対向配置され、磁気センサ４３ａはファイン着磁
部４３ｂに十分接近させて対向配置されている。その他
の点は図１のリニアモータと同構成である。

【００２９】図３及び図４の固定子６及びセンサ類を含
むリニアモータでは、該固定子６における段差部６０ｄ
が画像読み取り装置等の機器における固定子支持部材へ
の係合部を兼ねている。すなわち、図５に例示するよう
に、機器における固定子支持部材８の、固定子６の断面
形状に類似の形状の孔８１に、その直線部８１１に固定
子６の段差部６０ｄを合致させるように挿入すること
で、固定子６の回り止め用、姿勢決定用等の目的の係合
部として利用できる。

【００３０】図１及び図２に示すモータにおいても、固
定子６の段差部６０ａや６０ａ′をこのような係合部と
して利用できる。その場合、固定子支持部材の固定子を
挿入する孔や凹部を該段差部に合致する、或いは該段差
部が係合できる形状にしておけばよい。このように固定
子６の段差部に係合部を兼ねさせると、モータ組み立て
や、機器への設置をそれだけ容易に、且つ、正確に行え
る。

【００３１】なお、前記リニアモータの固定子６におけ
る段差部の形状は既述のものに限定されず、図６に例示
するように、断面四角形状のもの６０ａ、三角形状乃至
Ｖ字状のもの６０ｂ、半円形状乃至Ｕ字状のもの６０
ｃ、断面円形の固定子において断面形状にしてＤ字状に
切除したごとき状態のもの６０ｄ等種々採用できる。ま
た、図示していないが、例えば図６の（Ａ）から（Ｃ）
に示すような凹溝形状の段差部を採用し、これに嵌まっ
て、これに沿って移動できるボール等の部材を可動子７
に設けることもできる。この構成を採用すると、モータ
の組み立て精度、モータの機械的動作精度がそれだけ向
上する。

【００３２】前記いずれのリニアモータＬＤＭも、後述
するように、ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗの出力に基づ
く制御下に可動子７の電機子コイル７１に通電すること
で該可動子７を固定子６に案内させて駆動することがで
きる。また、磁気センサ４３ａの出力に基づいて可動子
７の速度を制御できる。図１のリニアモータＬＤＭや、
図３、図４に示す固定子６を採用したリニアモータで
は、固定子６上の段差部６０ａ、６０ｄにフアイン着磁
部４３ｂを設けてこれに磁気センサ４３ａを十分接近さ
せて配置してあるから、該磁気センサはファイン着磁部
４３ｂからの磁気的信号を容易に、精度よく検出でき、
しかも段差部６０ａ、６０ｄに磁気センサ４３ａを十分
接近させて配置してある分、全体構造がコンパクト化、
小型化される。

【００３３】図２のリニアモータＬＤＭや、図４に示す
固定子６を採用したリニアモータでは、固定子６上の段
差部６０ａ′、６０ｄにホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗを
十分接近させて配置してあるから、該ホール素子は界磁
マグネット６１からの磁気的信号を容易に、精度よく検
出でき、しかも段差部６０ａ′、６０ｄにホール素子を
十分接近させて配置してある分、全体構造がコンパクト
化、小型化される。

【００３４】特に図４の固定子６並びにホール素子ｈ
ｕ、ｈｖ、ｈｗ及び磁気センサ４３ａの配置状態を採用
するリニアモータでは、ホール素子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗ及
び磁気センサ４３ａが共に段差部６０ｄに対し対向接近
配置されるので、磁気センサ、ホール素子共に磁気的信
号を容易に、精度よく検出でき、しかも全体構造が一層
コンパクト化、小型化される。

【００３５】また、いずれのリニアモータＬＤＭにおい
ても、固定子６上の段差部６０ａ、６０ａ′、６０ｄを
目印としてモータの組み立てや、機器への設置をそれだ
け容易に精度よく行うことができる。また、固定子が平
坦である場合にはファイン着磁の位置を見分けることが
できないが、ファイン着磁部が段差部に形成されている
場合には、ファイン着磁部の位置を容易に見分けること
ができる。このため、組立て時に工具がファイン着磁部
に接触するなどによりファイン着磁が破壊されてしまう
ことを防止できる。また、ファイン着磁を検出するため
の磁気センサの位置決めも容易になる。

【００３６】次に、前記リニアモータＬＤＭの運転制御
について説明しておく。既述のとおり、固定子６の界磁
マグネット６１はＮ極、Ｓ極を一周期とする正弦波の磁
束密度の分布を持つように着磁してある。また、既述の
とおり、可動子７の電機子コイル７１は電気角で２π／
３ずつずらした位置（なお、２π／３ずれた位置と同位
相の位置でもよい）に配置した３相のコイルｕ、ｖ、ｗ
からなっており、また、可動子７にはホール素子ｈｕ、
ｈｖ、ｈｗを配設してある。このホール素子は、本例で
はその位置での界磁マグネット６１の磁束の大きさと向
きを検知する。そしてこれらホール素子が感知した磁束
の大きさと向きに対応する大きさと向きの電流をコイル
に通電することでモータＬＤＭが運転されるのである。
すなわち、ここではいわゆる３相駆動方式が採用され、
１２０度ずつ位相のずれた信号をコイルに入力し、結果
的に可動子７の位置に関係なく一定推力を得るようにし
てある。また、ここでは、前記３相駆動方式を採用する
とともに、可動子７を目標速度で駆動するために、一般
にＰＬＬと呼ばれている位相同期制御方式を採用してい
る。

【００３７】図７（Ａ）にモータＬＤＭの運転制御のた
めの電気回路の概略ブロック図を、図７（Ｂ）に位相同
期制御方式による速度制御回路を含む運転制御回路の要
部を示す。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）において、４１は
直流電源、４２は前記のホール素子等を含む通電制御回
路部、４３は可動子７の移動速度を検出するエンコーダ
であり、これには前記の磁気センサ４３ａが含まれてい
る。４４は位相同期制御方式による速度制御部である。
エンコーダ４３は前記の可動子７上の磁気センサ４３ａ
が固定子６上のファイン着磁部４３ｂの磁気を読み取る
磁気方式のエンコーダである。

【００３８】図７（Ｂ）において、４５は画像読み取り
のためにモータＬＤＭの所定の動作を指示するととも
に、位相同期制御部４９に基準クロック信号を出力する
マイクロコンピュータ、４６はコンピュータ４５の入出
力ポート、４７は増幅器、４８はスイッチング部、４９
は前記の位相同期制御部、５０は補償回路、５１は増幅
回路である。

【００３９】図７に示す制御回路によると、コンピュー
タ４５から目的とする速度に応じた基準クロック信号が
位相同期制御部４９に入力されるとともに、エンコーダ
４３から可動子７の移動速度信号が制御部４９にフィー
ドバック入力される。位相同期制御部４９は、基準クロ
ックのパルスとエンコーダ４３からのフィードバック信
号のパルスの周波数と位相の差に応じた信号を出力し、
補償回路５０で伝達系の進み遅れ補償を行い、その出力
電圧をホール素子の基準入力電圧とする。ホール素子は
既述のとおり、それがある位置での磁束の大きさと向き
に対応する電圧を出力するが、その出力電圧は基準入力
電圧に比例する特性を持っている。従って、基準クロッ
ク信号とフィードバック信号の差に応じた出力電圧がホ
ール素子から出力されることになる。ホール素子からの
出力電圧は増幅回路５１により比例増幅され、電機子コ
イルに通電される。以上により、基準クロックのパルス
とフィードバック信号のパルスの周波数と位相を合わせ
る、換言すれば、可動子７の目標速度と一致するように
モータＬＤＭが運転される。

【００４０】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、問題ないのであれば、可動子７の
走行を案内するための手段を固定子６とは別に設けても
よい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界
磁マグネットに外嵌する電機子コイル及び該界磁マグネ
ットからの磁気的信号波を読み取る推進用センサを搭載
した可動子とを備えたリニアモータであって、固定子上
のモータ運転に用いる情報を検出するセンサ類を該情報
を容易に、精度よく検出できる位置に配置でき、しかも
全体構造をコンパクト化、小型化でき、さらに従来の同
種のモータより組み立ても容易なリニアモータを提供す
ることができる。

【００４２】リニアモータ固定子に形成した段差部の少
なくとも一部が、該固定子を支持する支持部材への係合
部を兼ねているときは、これを利用して、モータ組み立
てや、機器への設置をより容易に、且つ、正確に行え
る。リニアモータ固定子に形成した段差部が、可動子の
案内溝を兼ねており、可動子に該段差部に沿って移動可
能の部材を設けてあるときは、モータの組み立て精度、
モータの機械的動作精度がそれだけ向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの１例の
斜視図であり、図（Ｂ）は同モータの固定子長手方向軸
線を含む水平面に沿って切断した断面図である。

【図２】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの他の例
の固定子長手方向軸線を含む水平面に沿って切断した断
面図であり、図（Ｂ）は同モータの図（Ａ）のＹ−Ｙ線
に沿う断面図である。

【図３】本発明に係るさらに他のモータにおけるの固定
子の断面を、これに臨むセンサ類とともに示す図であ
る。

【図４】本発明に係るさらに他のモータにおけるの固定
子の断面を、これに臨むセンサ類とともに示す図であ
る。

【図５】図３及び図４に示すモータ固定子を該モータを
設置する機器における固定子支持部材に装着する状態の
説明図である。

【図６】図（Ａ）から図（Ｄ）はいずれも本発明リニア
モータにおける固定子の段差部形状の例を示す図であ
る。

【図７】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの運転制
御回路の概略を示すブロック図であり、図（Ｂ）は位相
同期制御方式の速度制御回路を含む運転制御回路の要部
を示す図である。

【符号の説明】

６固定子６０棒状部材６１推進用界磁マグネット６０ａ、６０ａ′、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ固定子６
上の段差部６３固定子６の端部７可動子７１電機子コイル７２可動子ヨーク７３軸受けｈｕ、ｈｖ、ｈｗホール素子４３ａ磁気センサ４３ｂファイン着磁部４３エンコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】推進用界磁マグネットを有する棒状の固
定子と、前記界磁マグネットに外嵌する電機子コイル及
び該界磁マグネットからの磁気的信号波を読み取る推進
用センサを搭載した可動子とを備えたリニアモータにお
いて、前記固定子の界磁マグネット部分において該固定
子表面に段差部が形成され、該段差部に前記推進用セン
サが対向接近配置されていることを特徴とするリニアモ
ータ。
【請求項２】推進用界磁マグネットを有する棒状の固
定子と、前記界磁マグネットに外嵌する電機子コイル及
び該界磁マグネットからの磁気的信号波を読み取る推進
用センサを搭載した可動子とを備えたリニアモータにお
いて、前記固定子表面に少なくとも一つの段差部が形成
され、該段差部にモータ運転制御のための位置情報を提
供する情報提供手段が設けられ、前記可動子に、該情報
提供手段に対向接近配置されてそこからの情報を読み取
るエンコーダ用センサが搭載されていることを特徴とす
るリニアモータ。
【請求項３】推進用界磁マグネットを有する棒状の固
定子と、前記界磁マグネットに外嵌する電機子コイル及
び該界磁マグネットからの磁気的信号波を読み取る推進
用センサを搭載した可動子とを備えたリニアモータにお
いて、前記固定子の界磁マグネット部分において該固定
子表面に段差部が形成され、該段差部にモータ運転制御
のための位置情報を提供する情報提供手段が該界磁マグ
ネットに重畳して設けられており、該段差部に前記推進
用センサが対向接近配置されているとともに、前記可動
子に、前記情報提供手段に対向接近配置されてそこから
の情報を読み取るエンコーダ用センサが搭載されている
ことを特徴とするリニアモータ。
【請求項４】前記固定子の段差部の少なくとも一部
が、該固定子を支持する支持部材への係合部を兼ねてい
る請求項１、２又は３記載のリニアモータ。
【請求項５】前記固定子の段差部が、可動子の案内溝
を兼ねており、可動子に該段差部に沿って移動可能の部
材を設けてある請求項１、２、３又は４記載のリニアモ
ータ。