JPS635984B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS635984B2 JPS635984B2 JP4572979A JP4572979A JPS635984B2 JP S635984 B2 JPS635984 B2 JP S635984B2 JP 4572979 A JP4572979 A JP 4572979A JP 4572979 A JP4572979 A JP 4572979A JP S635984 B2 JPS635984 B2 JP S635984B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- coil
- inner yoke
- bobbin
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
- H02K41/0352—Unipolar motors
- H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１つのリニアモータで２軸の動きをす
ることのできるムービングコイル方式のアクチユ
エータに関するものである。
ることのできるムービングコイル方式のアクチユ
エータに関するものである。
従来この種の装置は１つのボビン上に１つのコ
イルを巻いた構造であつたため移送方向を１軸し
か持てなかつた。したがつて２軸移送を可能とす
るためには２つの磁気回路と２つのムービングコ
イルアクチユエータを結合する必要があり、また
一方のアクチユエータは他方のアクチユエータや
比較的重いヨークと永久磁石等から成る磁気回路
を駆動できる出力が要求され、構造が複雑となる
ばかりでなく、運動効率の点で多くの欠点があつ
た。
イルを巻いた構造であつたため移送方向を１軸し
か持てなかつた。したがつて２軸移送を可能とす
るためには２つの磁気回路と２つのムービングコ
イルアクチユエータを結合する必要があり、また
一方のアクチユエータは他方のアクチユエータや
比較的重いヨークと永久磁石等から成る磁気回路
を駆動できる出力が要求され、構造が複雑となる
ばかりでなく、運動効率の点で多くの欠点があつ
た。
本発明は１つのボビン上に２つのコイルを巻い
たことを特徴とし、その目的は簡単な構造で高い
運動効率を得て２軸移送を可能にすることにあ
る。
たことを特徴とし、その目的は簡単な構造で高い
運動効率を得て２軸移送を可能にすることにあ
る。
本発明によれば、２軸方向の可動方向を各々Ｘ
―Ｙ軸としそのＸ―Ｙ軸に互いに垂直な方向をＺ
軸とするときＹ軸方向に長軸を有しかつＹ軸に平
行に配置された内側ヨークと、前記内側ヨークに
対しＺ軸方向に小さい間隙をもちかつＸ軸方向に
大きい間隙をもつて前記内側ヨークを取り巻くご
とく配置されたボビンと、前記ボビンの外周でＹ
軸の回りに巻かれたＹ軸送りコイルと、前記Ｙ軸
送りコイルが前記ボビン上でＸ軸に平行になる領
域で前記Ｙ軸送りコイルに直交して巻かれたＸ軸
送りコイルと、Ｙ軸方向に長軸を有しＹ軸に平行
でかつ前記Ｘ軸送りコイルおよび前記Ｙ軸送りコ
イルを内側ヨークの間にはさむごとく配置された
２つの外側ヨークと、前記内側ヨークおよび前記
外側ヨークの間で前記内側ヨークに取り付けられ
かつＺ軸方向に磁界を有する２つの永久磁石とか
ら構成された２軸移送型リニアモータが得られ
る。
―Ｙ軸としそのＸ―Ｙ軸に互いに垂直な方向をＺ
軸とするときＹ軸方向に長軸を有しかつＹ軸に平
行に配置された内側ヨークと、前記内側ヨークに
対しＺ軸方向に小さい間隙をもちかつＸ軸方向に
大きい間隙をもつて前記内側ヨークを取り巻くご
とく配置されたボビンと、前記ボビンの外周でＹ
軸の回りに巻かれたＹ軸送りコイルと、前記Ｙ軸
送りコイルが前記ボビン上でＸ軸に平行になる領
域で前記Ｙ軸送りコイルに直交して巻かれたＸ軸
送りコイルと、Ｙ軸方向に長軸を有しＹ軸に平行
でかつ前記Ｘ軸送りコイルおよび前記Ｙ軸送りコ
イルを内側ヨークの間にはさむごとく配置された
２つの外側ヨークと、前記内側ヨークおよび前記
外側ヨークの間で前記内側ヨークに取り付けられ
かつＺ軸方向に磁界を有する２つの永久磁石とか
ら構成された２軸移送型リニアモータが得られ
る。
以下本発明による２軸移送型リニアモータを図
面に従つて説明する。
面に従つて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図で、３
次元の直交座標Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を図のように定め
る。ただし移送方向はＸ，Ｙ軸である。
次元の直交座標Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を図のように定め
る。ただし移送方向はＸ，Ｙ軸である。
第１図において内側ヨーク１はＹ軸方向に長軸
を有しＹ軸に平行でかつその両端は磁気回路を構
成しやすいよう広がつており、飽和磁束密度の高
い金属である。
を有しＹ軸に平行でかつその両端は磁気回路を構
成しやすいよう広がつており、飽和磁束密度の高
い金属である。
ボビン２は第１図に示すように内側ヨーク１の
回りに構成され、内側ヨーク１とＺ軸方向に小さ
い間隙をもちＸ軸方向には内側ヨーク１に対しＸ
軸方向の移送距離に相当する長さの比較的大きい
間隙をもつて内側ヨーク１を取り巻くように配置
されている。
回りに構成され、内側ヨーク１とＺ軸方向に小さ
い間隙をもちＸ軸方向には内側ヨーク１に対しＸ
軸方向の移送距離に相当する長さの比較的大きい
間隙をもつて内側ヨーク１を取り巻くように配置
されている。
Ｙ軸送りコイル３はＹ軸方向の駆動を行い、Ｘ
軸送りコイル４ａ，４ｂはＸ軸方向の駆動を行
う。
軸送りコイル４ａ，４ｂはＸ軸方向の駆動を行
う。
第２図はＸ軸送りコイル４ａ，４ｂ、Ｙ軸送り
コイル３の巻き方を示す図である。第２図に示す
ごとくＹ軸送りコイル３はボビン２の外周にＹ軸
を中心として巻かれている。
コイル３の巻き方を示す図である。第２図に示す
ごとくＹ軸送りコイル３はボビン２の外周にＹ軸
を中心として巻かれている。
Ｘ軸送りコイル４ａ，４ｂはＹ軸送りコイル３
がボビン２の外周上でＸ軸と平行になる領域にお
いてＹ軸送りコイル３と直交するように巻く、つ
まりボビン２のＹ軸方向の端部でＸ軸に平行に巻
き、ボビン２のＹ軸方向の中央部ではＹ軸に平行
に巻く。この場合ボビン２のＹ軸方向の端部に巻
いたＸ軸送りコイル４ａ，４ｂは過密になるので
ボビン２のＸ軸方向の中央部を境に第２図にＸ軸
送りコイル４ａ，４ｂとして示したごとく２つに
分けて巻かれている。
がボビン２の外周上でＸ軸と平行になる領域にお
いてＹ軸送りコイル３と直交するように巻く、つ
まりボビン２のＹ軸方向の端部でＸ軸に平行に巻
き、ボビン２のＹ軸方向の中央部ではＹ軸に平行
に巻く。この場合ボビン２のＹ軸方向の端部に巻
いたＸ軸送りコイル４ａ，４ｂは過密になるので
ボビン２のＸ軸方向の中央部を境に第２図にＸ軸
送りコイル４ａ，４ｂとして示したごとく２つに
分けて巻かれている。
第１図において外側ヨーク５ａ，５ｂはそれぞ
れＹ軸方向に長軸を置き、内側ヨーク１と平行な
間隔を保つよう非磁性材より成るスペーサ６を介
して内側ヨーク１の両側に取り付けられている。
れＹ軸方向に長軸を置き、内側ヨーク１と平行な
間隔を保つよう非磁性材より成るスペーサ６を介
して内側ヨーク１の両側に取り付けられている。
永久磁石７ａ，７ｂは外側ヨーク５ａ，５ｂに
それぞれ取り付けられ、内側ヨーク１と永久磁石
７ａ，７ｂはＸ軸送りコイル４ａ，４ｂ、Ｙ軸送
りコイル３、ボビン２をそれらが動くことができ
るような間隙をもつてはさんでおり、永久磁石６
と内側ヨーク１および外側ヨーク５ａ，５ｂで磁
気回路を構成している。
それぞれ取り付けられ、内側ヨーク１と永久磁石
７ａ，７ｂはＸ軸送りコイル４ａ，４ｂ、Ｙ軸送
りコイル３、ボビン２をそれらが動くことができ
るような間隙をもつてはさんでおり、永久磁石６
と内側ヨーク１および外側ヨーク５ａ，５ｂで磁
気回路を構成している。
第３図は磁気回路内部の磁束の流れを示す断面
図である。
図である。
第３図において、永久磁石７ａから出た磁束
は、磁束の流れを示す矢印Ｂのごとく、コイル４
ａ、コイル３、およびボビン２を通過して内側ヨ
ーク１に達する。内側ヨーク１内の磁束は内側ヨ
ーク１内を通つて内側ヨーク１の端面に向い外側
ヨーク５ａに入る。外側ヨーク５ａ内に入つた磁
束は外側ヨーク５ａ内を通つて永久磁石７ａに至
り１つの磁気回路を構成する。
は、磁束の流れを示す矢印Ｂのごとく、コイル４
ａ、コイル３、およびボビン２を通過して内側ヨ
ーク１に達する。内側ヨーク１内の磁束は内側ヨ
ーク１内を通つて内側ヨーク１の端面に向い外側
ヨーク５ａに入る。外側ヨーク５ａ内に入つた磁
束は外側ヨーク５ａ内を通つて永久磁石７ａに至
り１つの磁気回路を構成する。
同様に、磁束の流れを示す矢印Ｃ，Ｄ，Ｅのご
とく計４つの磁気回路が構成されている。したが
つて永久磁石７ａ，７ｂから内側ヨーク１に向つ
て垂直に一様な磁束がコイル４ａ，４ｂおよびコ
イル３を通過している。
とく計４つの磁気回路が構成されている。したが
つて永久磁石７ａ，７ｂから内側ヨーク１に向つ
て垂直に一様な磁束がコイル４ａ，４ｂおよびコ
イル３を通過している。
第４図は本発明による２軸移送型リニアモータ
の動作を説明するための図であり、第２図を矢印
Ａの方向から見た平面図である。第４図において
磁束は紙面に垂直に上から下に向つている。Ｘ軸
方向の動きを得るには、コイル４ａ，４ｂがコイ
ル３に直交する部分についてコイル４ａ，４ｂに
電流を紙面に向つて下から上に向うよう流せばフ
レミング左手の法則にしたがつて動作方向を示す
矢印Ｆの方向に駆動でき、同様にコイル４ａ，４
ｂに電流を紙面に向つて上から下に向うよう流せ
ば矢印Ｇの方向に駆動できる。
の動作を説明するための図であり、第２図を矢印
Ａの方向から見た平面図である。第４図において
磁束は紙面に垂直に上から下に向つている。Ｘ軸
方向の動きを得るには、コイル４ａ，４ｂがコイ
ル３に直交する部分についてコイル４ａ，４ｂに
電流を紙面に向つて下から上に向うよう流せばフ
レミング左手の法則にしたがつて動作方向を示す
矢印Ｆの方向に駆動でき、同様にコイル４ａ，４
ｂに電流を紙面に向つて上から下に向うよう流せ
ば矢印Ｇの方向に駆動できる。
したがつて矢印ＦまたはＧの方向の動作によつ
てＸ軸の動作を得ることができる。Ｙ軸方向の動
作をさせるにはコイル３に電流３を紙面に向つて
左から右に流せばフレミング左手の法則にしたが
い矢印Ｈの方向に駆動でき、同様にコイル３に電
流を紙面に向つて右から左に流せば矢印Ｉの方向
に駆動できる。したがつて矢印ＨまたはＩの方向
の動作によりＹ軸の動作を得ることができる。た
だしこの場合２軸の移送可能範囲はＹ軸方向の動
きにおいては、コイル４ａまたは４ｂがＸ軸と平
行にボビン２上で巻かれている部分に磁束が作用
しない領域内である。またＸ軸方向の動きにおい
ては第１図に示す内側ヨーク１とボビン２が干渉
しない領域内である。
てＸ軸の動作を得ることができる。Ｙ軸方向の動
作をさせるにはコイル３に電流３を紙面に向つて
左から右に流せばフレミング左手の法則にしたが
い矢印Ｈの方向に駆動でき、同様にコイル３に電
流を紙面に向つて右から左に流せば矢印Ｉの方向
に駆動できる。したがつて矢印ＨまたはＩの方向
の動作によりＹ軸の動作を得ることができる。た
だしこの場合２軸の移送可能範囲はＹ軸方向の動
きにおいては、コイル４ａまたは４ｂがＸ軸と平
行にボビン２上で巻かれている部分に磁束が作用
しない領域内である。またＸ軸方向の動きにおい
ては第１図に示す内側ヨーク１とボビン２が干渉
しない領域内である。
以上述べたごとく、本発明による２軸移送型リ
ニアモータは１つのボビンに互いに直交する２つ
のコイルを巻いたため、簡単な構造で２軸の動き
を得ることができ、また各軸の運動効率も均等に
できるので高精度な２次元の位置決め等の駆動装
置として応用でき、すぐれた効果を発揮する。
ニアモータは１つのボビンに互いに直交する２つ
のコイルを巻いたため、簡単な構造で２軸の動き
を得ることができ、また各軸の運動効率も均等に
できるので高精度な２次元の位置決め等の駆動装
置として応用でき、すぐれた効果を発揮する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図はコイルの巻き方を示す断面図、第３図は磁気
回路内部の磁束の流れを示す断面図、第４図は本
発明による２軸移送型リニアモータの駆動方法を
説明するための図である。 １……内側ヨーク、２……ボビン、３，４ａ，
４ｂ……コイル、５ａ，５ｂ……外側ヨーク、６
……スペーサ、７ａ，７ｂ……永久磁石、Ａ……
見る方向を示す矢印、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ……磁界の
流れる方向を示す矢印、Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ……動作
方向を示す矢印、Ｘ，Ｙ，Ｚ……座標軸。領域Ｋ
…Ｙ軸送りコイルがボビン上でＸ軸に平行になる
領域。
図はコイルの巻き方を示す断面図、第３図は磁気
回路内部の磁束の流れを示す断面図、第４図は本
発明による２軸移送型リニアモータの駆動方法を
説明するための図である。 １……内側ヨーク、２……ボビン、３，４ａ，
４ｂ……コイル、５ａ，５ｂ……外側ヨーク、６
……スペーサ、７ａ，７ｂ……永久磁石、Ａ……
見る方向を示す矢印、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ……磁界の
流れる方向を示す矢印、Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ……動作
方向を示す矢印、Ｘ，Ｙ，Ｚ……座標軸。領域Ｋ
…Ｙ軸送りコイルがボビン上でＸ軸に平行になる
領域。
Claims (1)
- １ ２軸方向の可動方向を各々Ｘ―Ｙ軸としその
Ｘ―Ｙ軸に互いに垂直な方向をＺ軸とするときＹ
軸方向に長軸を有しかつＹ軸に平行に配置された
内側ヨークと、前記内側ヨークに対しＺ軸方向に
小さい間隙をもちかつＸ軸方向に大きい間隙をも
つて前記内側ヨークを取り巻くごとく配置された
ボビンと、前記ボビンの外周でＹ軸の回りに巻か
れたＹ軸送りコイルと、前記ボビンのＹ軸方向の
端部でＸ軸に平行に巻かれＹ軸方向の中央部でＹ
軸に平行に巻かれたＸ軸送りコイルと、Ｙ軸方向
に長軸を有しＹ軸に平行でかつ前記Ｘ軸送りコイ
ルおよび前記Ｙ軸送りコイルを内側ヨークの間に
はさむごとく配置された２つの外側ヨークと、前
記内側ヨークおよび前記外側ヨークの間で前記内
側ヨークに取り付けられかつＺ軸方向に磁界を有
する２つの永久磁石とから構成されたことを特徴
とする２軸移送型リニアモータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4572979A JPS55139071A (en) | 1979-04-13 | 1979-04-13 | Two-axis feed type linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4572979A JPS55139071A (en) | 1979-04-13 | 1979-04-13 | Two-axis feed type linear motor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55139071A JPS55139071A (en) | 1980-10-30 |
| JPS635984B2 true JPS635984B2 (ja) | 1988-02-06 |
Family
ID=12727400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4572979A Granted JPS55139071A (en) | 1979-04-13 | 1979-04-13 | Two-axis feed type linear motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55139071A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1187924A (en) * | 1981-11-12 | 1985-05-28 | Herbert E. Resnicow | Controlled electric drive (ced) device |
| JPS5886862A (ja) * | 1981-11-14 | 1983-05-24 | Foster Denki Kk | 電気機械変換器 |
| US4587466A (en) * | 1982-12-09 | 1986-05-06 | Magnetic Peripherals | Two axis linear motor for optical focusing and tracking system in optical recording |
| GB8319892D0 (en) * | 1983-07-23 | 1983-08-24 | Ae Plc | Machine tool control |
| JPS60171075U (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-13 | 海上電機株式会社 | 電磁シヤトルの可動線輪と磁極の構造 |
| JPH0734639B2 (ja) * | 1985-03-06 | 1995-04-12 | 工業技術院長 | ３自由度直流モ−タ |
| US6066998A (en) * | 1996-09-12 | 2000-05-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Magnetic actuator with long travel in one direction |
| WO2005013464A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | 2-dimensional displacement device |
-
1979
- 1979-04-13 JP JP4572979A patent/JPS55139071A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55139071A (en) | 1980-10-30 |
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