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磁気浮上式XY面リニア同期モータ

国内特許コード P04A004435
整理番号 NUBIC-2001000039
掲載日 2004年8月6日
出願番号 特願2001-237580
公開番号 特開2003-052164
登録番号 特許第4831719号
出願日 平成13年8月6日(2001.8.6)
公開日 平成15年2月21日(2003.2.21)
登録日 平成23年9月30日(2011.9.30)
発明者
  • 大平 膺一
  • 乾 成里
出願人
  • 学校法人日本大学
発明の名称 磁気浮上式XY面リニア同期モータ
発明の概要 特別な装置を必要とせず、確実に磁気浮上させて、非接触状態で平面二次側移動子をXY面上を移動させ得る磁気浮上式XY面リニア同期モータを提供すること。磁気浮上式XY面リニア同期モータ1は、図1に示すように、X軸方向に移動磁界を発生させるX軸方向巻線3X及びY軸方向の移動磁界を発生させるY軸方向巻線3Yをそれぞれ捲回した磁極鉄心5からなる平面固定子7の下部に、所定の数の磁極9,9,…を設けた平面二次側移動子11が懸垂式に吊り下がった状態で磁気浮上しつつ移動できる機構を備えた同期モータである。
従来技術、競合技術の概要
従来、直線運動を得るためには、回転機などの原動機と、クランクなどの運動変換機構とを用いているのが一般的であった。しかしながら、このような運動変換機構とを用いる場合には、バックラッシュや経年変化による位置決精度の低下などが問題となる。
そこで、機械的変換機構を持たずに、装置単独で直線運動を得ることがてきるリニアモータが注目されている。リニアモータは、一般的に、直線方向への推力を発生するのみであったが、近年では、XY平面の任意の方向に移動できるXY面リニアモータが提案されている。このXY面リニアモータは、大別して、リニア誘導モータと、リニア同期モータとが考えられる。
【0003】
まず、リニア誘導モータは、鉄板等で構成された平面二次側移動子と、前記平面二次側移動子にX軸方向、Y軸方向の推力を付与する平面固定子とからなる。この平面固定子は、基部磁性構造体の基準面から所定間隔で突出する複数の磁極からなる磁極鉄心と、前記磁極の相互間に捲回され前記X軸方向に移動磁界を発生させるX軸方向巻線と、前記磁極の相互間に捲回され前記Y軸方向に移動磁界を発生させるY軸方向巻線とを備えたものである。
このリニア誘導モータは、平面二次側移動子の構造が簡単であるという利点があるが、制御性が悪く、かつ、平面二次側移動子に渦電流が流れて損失を発生させるという欠点がある。
【0004】
次に、XY面リニア同期モータは、所定の間隔で磁極を配置した平面二次側移動子と、前記平面二次側移動子にX軸方向、Y軸方向の推力を付与する平面固定子とからなる。この平面固定子は、基部磁性構造体の基準面から所定間隔で突出する複数の磁極からなる磁極鉄心と、前記磁極の相互間に捲回され前記X軸方向に移動磁界を発生させるX軸方向巻線と、前記磁極の相互間に捲回され前記Y軸方向に移動磁界を発生させるY軸方向巻線とを備えたものである。
【0005】
このXY面リニア同期モータは、平面二次側移動子の構造が複雑であるという欠点があるが、制御性がよく、かつ、精密に位置制御ができ、しかも、平面二次側移動子に渦電流が流れないので損失の発生がないという利点がある。
したがって、この種のXY面リニア同期モータは、制御性がよく、かつ精密に位置制御ができるということを要求する分野において、多く採用されてゆくものと思われる。
このXY面リニア同期モータにあっては、平面固定子の磁極鉄心側を上に向け、かつ当該磁極鉄心上面を非磁性体の薄板等を配置して平坦面を形成し、かつ、その平坦面上において平面二次側移動子に自由転動する車輪等を設けることにより、平面二次側移動子を平面固定子から所定の距離を離した状態にしている。
産業上の利用分野
本発明は、X軸方向及びY軸方向の移動磁界を発生できる平面固定子の下部に、磁力の有する磁極を設けた平面二次側移動子が懸垂式に吊り下がった状態で磁気浮上しつつ移動する磁気浮上式XY面リニア同期モータに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】 所定の間隔で磁極を配置した平面二次側移動子と、前記平面二次側移動子にX軸方向、Y軸方向の推力を付与する平面固定子とからなるXY面リニア同期モータにおいて、
前記平面固定子は、基部磁性構造体の基準面から所定間隔で突出する複数の磁極からなる磁極鉄心と、前記磁極の相互間に捲回され前記X軸方向に移動磁界を発生させるX軸方向巻線と、前記磁極の相互間に捲回され前記Y軸方向に移動磁界を発生させるY軸方向巻線とを備え、かつ、前記平面固定子は前記磁極鉄心面を下側に向けて配置し、
前記平面二次側移動子の磁極構造は、磁性体で構成したベースの片面に間隔τで四つの磁極が設けられており、各磁極を永久磁石と鉄心で構成し、各鉄心の一部にそれぞれ制御捲線を捲回した構造とされており、
前記平面二次側移動子は、前記四つの磁極を前記平面固定子の磁極鉄心面に対峙させ、かつ、前記平面二次側移動子の磁極と前記平面固定子の磁極鉄心との間隔を検出し当該間隔に応じた電気信号を出力するギャップセンサーと、前記ギャップセンサーからの検出電気信号と基準値とを比較し、当該比較結果から前記ギャップが基準値より大きいときには前記磁極の磁力を強める方向に前記制御巻線に比較結果に応じた値の制御電流を供給し、当該比較結果から前記ギャップが基準値より小さいときには前記磁極の磁力を弱める方向に前記制御巻線に比較結果に応じた制御電流を供給する制御部とを備えたことを特徴とする磁気浮上式XY面リニア同期モータ。
産業区分
  • 発電、電動
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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