JPS5970176A - エンコ−ダを有する直流リニアモ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンコーダを壱する直尻リニアモータに関する
。

従来、多くの製品に見られるリニアモータとしては、リ
ニア・ξルスモータがほとん−どである。しかし、かか
るリニアパルス千−夕は、著しいけ椋涜 加工積度？：娶求され、高価で、庫ｊが重く、また走向
子音高速に移動できず、走行子を高速移動させよ゛うと
すると脱調現象を起こし、停止したり、誤動作を伴う。

しかるに、リニアモータとしては、直流リニアモータの
方が望ましい。

またボイスコイル型の直流リニアモータが知られてｂる
が、従来この種の直流リニアモータは、反推力が入いり
、強い推力が得られない、ばかりか、ストロークの短す
ものでありプζ。

更にまた、従来の直流リニアモータは、推進速度検出機
構を設けるに当って（は、非常に高価なエンコーダを用
いなければならず、構成が非′畠に複雑で賃価なエンコ
ーダを有する直流リニアモータとなっていた、。

本発明は上記Ｓ情に基すてなされたもので、合理的にエ
ンコーダ全形成及び内蔵１−ることで、構成が簡単で、
しかも組付けが容易で安価に°量産できるエンコーダ分
有するｉ’Ｐｊ′流リニアモすタ全得ることを目的とし
てなされたものでル）る。

以下、第１図乃至第６図を参照して本発明第一実施例の
エンコーダを壱する可動マダイ・ツト型面流リニアモー
タＬＭを、第７図乃至第１１図を径口ｑして本発明第二
実施例のエンコーダ２治する可動コイル型直流リニアモ
ータＬＭ’を説明する。

（第・一実施例） 第１図はエンコーダを有する可動マグネット型直流リニ
アモータＬＭの上面図、第２図は第１図の側面図、第３
図は第１図及び第２図のものを走行方向から見た縦断面
図で、主にこの第１図乃至第３図を参照して、エンコー
ダを有する可動マグネット型直流リニアモータＬＭの構
成を説明する。

本発明第一実施例のエンコーダを有する可動マグネット
型リニアモータＬＭは、長板状の基台１上に、該基台１
の幅よりも狭い長板状の磁性体板２を固着し、その上に
第１図及び第５図で示すような矩形枠状の電機子コイル
３群を互いに重畳しないように隣接配置し、その上にプ
リント基板４を貼着固定して、ステータ電機子を形成す
る。プリント基板４上には、第５図に示すように、推力
に寄与する導体部３ａと推力に寄与しなｈ導体部３ｂと
のクロスする位置のプリント基板４部に、位置横置素子
５（例えば、ホール素子、ホールＩＣ等の磁電変換素子
）が半田付けによって１設され−ている。上記電機子コ
イル３は、推力に寄与する導体部３ａと３ａとの開角が
、後記する界磁マグネット６の磁極幅の略２ｎ−１（ｎ
は１以上の正の整数）倍、この実施例では、ｎ　”＝　
１、即ち、界磁マグネット６の磁極幅と略等しい開角１
１Ｇのものを用いて遁る。上記電機子コイル３群からな
るステータ電機子と相対向してコ字状の走向磁性体ヨー
ク７が設けられ、走行磁性体ヨーク７はその側面部に回
動自在に軸支された走行ローラ８が、上記磁性体板２の
側面部に案内されて、走行方向１ｃ−スムーズに走行移
動するようになっている。

尚、位置検知素子５を上記位置に耐直してやるツ と滑らかな推力（トルク）’）ｉ／ゾル〆の直流リニア
モータＬＭが得られて望まししし、また位置検知素子５
を適する位置に容易に配設できるので、量産において便
利である利点かある。磁性体ヨーク７の内面には、第４
図に示す界磁マグネット６が固設され、上記電機子コ、
イル６群からなるステータ電機子と相対向して因る。ま
た位置検知素子である磁電変換素子５は、界磁マグネッ
ト６のｉ【ｌ１１面部と対向しており、ＮあるいはＳ極
の磁極をＯ・うい、半導体整流装置（駆動回路）１３に
適切々信号を出力する。かかる位置に＠電変換素子５ｆ
：配設できるのは、電機子コイル３の推力に寄与しない
導体部３ｂの幅だけ、界磁マグネット６の幅を狭くでき
るからである。従って、界磁マグネット６の側面部と対
向してステータ′亀磯子側に圃′亀変換素子５を配設で
きるスペースができることに、よる。同じようにステー
タ電機子側に上記界磁マグネット６の側面部と対向して
、発光素子９及び光導電変換素子１０か゛らなるフォト
リフレクタ１１ヲ配設できることになる。上記界磁マグ
ネット６の１１１１１面部には、第４図に示すように、
６ａ、６ｂと異なる反射率の彩色部が細かいピッチで交
互に形成されている。この彩色部がエンコーダ形成部で
、このエンコーダ形成用彩色部１２と上記フォトリフレ
クタ１１とによってエンコーダを形成している。

従って、可動マグネット型直流リニアモータＬＭの電源
がオンされてｂるとすると、＼テータ電機子ｆ：′！ｓ
成する電機子コイル３群には第６図に示すように矢印方
向の′嵯流が流れ、矢印７方向の推力が得られ、界磁マ
グネット６は矢喫向に走行移動する。尚各電機子コイル
３群の両端子は、半導体整流装置１３に接続され、位置
検知素子５としての磁電変換素子５の両出力端子は半導
体整流装＃１３に接続されている。１４−１　、１４−
２は、それぞれ半導体整流装ｅ１３のシラス′１源端子
、マイナス電源端子である。第６図から明らかなように
、電機子コ・ｒル３は界磁マグネット６の磁極幅と略等
しくなっておシ、また各′電機子コイル３群は互いに重
畳しなりように配設されている。上記のように界磁マグ
ネット６が走行方向に移動すると、フォトリフレクタ１
１の発光素子９はエンコーダ形成用彩色部１２（異なる
反射率の彩色部６ａ、６ｂ　）を照射してｂるので、該
彩色部１２ヲ介して強い反射光と弱い反射光を交互に短
い時間間隔で光導電変換素子１０が受光する。この素子
１０は、強い反射光（あるいは弱め反射光と、しても良
い）金堂ブＣするごとに、パルスを発生する。このパル
ス金波形整形回路１５によって波形整形した後、Ｆ（周
波数）−Ｖ（電圧）変換回路１６によって周波数パルス
を電圧に変換し、この電圧を速度制御回路１７に出力し
、該速度制御回路１７による制御信号を半導体整流装７
１１３に出力することで、界磁マグネット６等からなる
移動子の推進速度を制御できる。

尚、上記実施例においては、移動子の移動範囲が限られ
てしまうので、フォトリフレクタ１１を長手方向に適宜
間隔を置すて２個以上配置しても良い。

（第二実施例） 第７図はエンコーダを有する可動コイル型直流リニアモ
ータＬＭ’の上面図、＄８図は第７図の側面図、第９図
は第７図及び第８図のものを走行方向から見た縦断面図
、第１０図はエンコーダ形成用彩色部１２′　　を有す
る界磁マグネット６の斜視図、第１１図は界磁マグネッ
ト６と電機子コイル３群との展開図である。

本発明第二実雄例のエンコーダ２有する可動コイル型直
流リニアモータＬＭ’は、第一実施例の直流リニアモー
タＬＭとその構造はほとんど同じで、走行磁性体ヨーク
７側に４個のｔ４ａ子コイル３を配設し、磁性体板２上
に長（Ｎ、Ｓの磁極を交互に有する界磁マグネット６を
固設し、ておシ、電機子コイル３群からな、る電機子が
走行方向（（移動するようにしている。位置検知素子５
の６１置東件につｂては、第一実施例と同様である。発
光素子９と光導電変換素子１０からなるフォトリフレク
タ１１は、任意の電機子コイル３の枠内空胴部に１置さ
に れている。界磁マグネットへは、第１Ｏ図に示すように
反射率の異なる彩色部６ａと６ｂとが細かめぎツチで交
互に有するエンコーダ形成用彩色部１ｚが形成されてい
る。第１１図の展開図については、第６図で示した原理
と同じなので、その説明を省略する。またその他の構成
要素及び動作につｂても同様である。

この可動コイル型リニアモータＬＭ′の場合には、可動
マグネット型リニアモータＬＭと比較して亀易に駆動で
きると共に］第１・リフレクタ１１が１個で済み、安価
に量産できる効果全有する。

実施例 第二実力ｉ！ｉ例の原理を第一実施例に適用占ても良く
、第一実施例の原理を第二実施例に適用しても良ｂ０ また、エンコーダ形成用彩色部１２　、　’１２’は、
界磁マグネット６に直に形成した場合を示しだが、彩色
部６ａ、６ｂを有する接着テープ等の他の手段で形成し
−Ｃも良いことは言うまでもない。壕だ電機子コイル３
群が重畳するものにも、本発明が適用されることは言う
までもない。

また界磁マグネット６の磁極をスキュー着６５４したり
、あるいは電機子コイル３の推力に寄与する導体部３ａ
をスキューさせたものにも本発明の精神は生きておシ、
当然適用されるものである。

（効果） 本発明のエンコーダを有する直流リニアモータは、上記
し７たようにリニア、ｏルスモークの欠点及び従来のデ
ィスコイル型直流すニフモータの持つ欠点を解消してい
るので、反推力がほとんど入らず、強い推力が得られ高
効率で、ストロークの長い直流リニアモータであり、し
かも、安価で簡単な構成でエンコーダを内蔵形成できる
ので、組付けが容易で安価に量産できるエンコーダを有
する直流リニアモータを世に提供できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例のエンコーダを有する可動マ
グネット型直流すニアモークの上面図、第２図は第１図
の・側面図、；窮３図は第１図及び第２図のものを走行
方向から見た縦断面図、第４図はエンコーダ形成部を有
する界磁マグネットの斜視図、第５図は位置検知素子の
耐直と・電機子コイルの形状を示す斜視図、第６図は界
磁マグネットと電機子コイル群との展開図、第７図は本
発明第二実施例のエンコーダ“と肩する可動コイル型直
流リニアモータの上面図、第８図は第７図の側面図、第
９図は第７図及び第８図のものを走行方向から見た縦断
面図、第１０図はエンコーダ形成部を有づ−る界磁マグ
ネットの斜視図、第１１図は界磁マグネットと電機子コ
イノにとの展開図である。 ＬＭ・・・エンコーダを有する可動マグネット型直流リ
ニアモータ、　ＬＭ’・・・エンコーダを有する可動コ
イル型直流リニアモータ、１・・・基台、２・・・磁性
体板、３・・・電機子コイル、４・・・プリント基板、
５・・・位置検知素子、６・・・界磁マグネット、６ａ
。 ６ｂ・・・彩色部、７・・・走行磁性体ヨーク、８・・
・走行ローラ、９・・・発光素子、１０・・・光導電変
換素子、１１・・・フォトリフレクタ、　１２　、１２
’　・・・エンコーダ形成用彩色部、１３・・・半導体
整流装置、１４−１・・・プラス電源端子、１４−２・
・・マイナス電源端子、】５・・・波形象形回路、１６
・・・Ｆ−Ｖ変換回路、１７・・・速度制御回路、１８
・・・電源コード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動子の走行方向に沿ってＮ極、Ｓ極の磁極を有す
   るＰ（Ｐは３以上の正の整数）極の界磁ヤグネットを設
   け、推力に寄与する導体部の開角幅が上記界磁マグネッ
   トの磁極幅の略２ｎ　−１（ｎは１以上の正の整数）倍
   に巻回された電機子コイル群からなる１Ｊｉ、機子奢上
   記界磁マグネットに相対的移動をなすように相対向［７
   て設け、上記界磁マグネット又は電機子のいずれか一方
   を固定子とし、他方を移動子とし、上記界磁マグネット
   に直接又は間接的に２種以上の反射率の異なる彩色部゛
   を細かなピッチで多数形成し、該彩色部と対向する上記
   電機子側に上記彩色部検知素子全役けたことを特徴とす
   るエンコーダ？有する直流リニ°アモータ。 ２、上記界磁マグネットの彩色部は電機子対向面に設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエンコ
   ーダを有する直流リニアモータ。 ３、上記界磁マグネットの彩色部は該界磁マグネットの
   側面部に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のエンコーダ全有する１！−流リニアモーメ。 ４、上記発光素子と光導電変換素子は電機子コイルの推
   力に寄与する導体部間位置に西１設したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載のエンコーダ？有する直流
   リニアモータ。 ５、上記１機子コイルは枠状に巻回形成されたものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のエンコ
   ーダを有する直流リニアモータ。 ６、上記発光素子と光導電変換素子とは電機子コイルの
   枠内全胴部内位（姪に１嵯したことを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載のエンコーダ全有する直流りらアモ
   ータ。 ７、上１［４発光、素子と光導電変換素子は電機−子コ
   イルの４１ｆ力に寄与しなり導体部と対向する位ｔＡに
   設けたことを特徴とする特許請求の−１シ四組３Ｊ頁記
   載のエンコーダを有する直流リニアモータ。 ８上記発光素子と光導電素子は、一つ素子であるフォト
   リフレクタからなる寛とを特徴とする特許請求の範囲第
   １頃乃至縞７項いずれかに記載のエンコーダを有する直
   流リニアモータ。