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JPH0376108B2 - - Google Patents
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JPH0376108B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0376108B2
JPH0376108B2 JP57227010A JP22701082A JPH0376108B2 JP H0376108 B2 JPH0376108 B2 JP H0376108B2 JP 57227010 A JP57227010 A JP 57227010A JP 22701082 A JP22701082 A JP 22701082A JP H0376108 B2 JPH0376108 B2 JP H0376108B2
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JP
Japan
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linear motor
wavelength
detection mechanism
speed detection
propulsion speed
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Akira Hasegawa
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion 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
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の産業上の利用分野) 本発明は位置及び推進速度検出機構を有するリ
ニアモータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application of the Invention) The present invention relates to a linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism.

(従来技術とその問題点) 従来、X−Yプロツタ等に使用されているリニ
アモータとしては、リニアパルスモータが多数公
知となつている。これは位置決めが容易であるこ
とによる。
(Prior Art and its Problems) Conventionally, many linear pulse motors have been known as linear motors used in X-Y plotters and the like. This is because positioning is easy.

しかし、このリニアパルスモータの場合、速度
及び応答性が悪いほか、機械的精度が著しく要求
され、より微細な精度を望めないという欠点を有
する。更に重量が重く移動子の移動に際して大き
な騒音を発生する等多くの欠点を有する。
However, in the case of this linear pulse motor, in addition to poor speed and response, it requires extremely high mechanical precision and has the disadvantage that finer precision cannot be expected. Furthermore, it has many disadvantages, such as being heavy and generating a lot of noise when the slider moves.

かかるリニアパルスモータの有する欠点を解消
するには、直流リニアモータを用いる方が有効で
ある。
In order to eliminate the drawbacks of such linear pulse motors, it is more effective to use a DC linear motor.

このため、先に本件出願人は、先に多数の半導
体直流リニアモータの出願を行なつた。
For this reason, the present applicant previously filed numerous applications for semiconductor DC linear motors.

ここに半導体直流リニアモータを目標の位置に
停止させるためには、位置及び推進速度検出機構
が必要となる。
In order to stop the semiconductor DC linear motor at the target position, a position and propulsion speed detection mechanism is required.

この位置及び推進速度検出機構として光学式リ
ニアエンコーダを用いた場合、光源及び受光素子
のための電源コードをも移動子と共に移動させな
ければならない。このことは、半導体直流リニア
モータが可動コイル型のものであるときには電機
子への通電のための電源コードをも同時に移動さ
せなければならないため、構成上、非常に複雑に
なる欠点を有する。また移動子と共に電源コード
を移動させなければならないため、移動子の走行
範囲を短かくしなければならないという欠点を有
する。すなわち、光透過形のリニアエンコーダを
リニアモータに用いた場合、長さの長いリニアエ
ンコーダのリニアスケールをリニアモータの移動
子と共に一体して動かすことは得策でない為、リ
ニアスケールは固定側に設け、光波長発生装置
(単に、光源という)と、この光源からの光波長
(以下、照射光という)を受光する光波長受光装
置(以下、受光素子という)を移動子と共に動か
しているのが普通である。
When an optical linear encoder is used as the position and propulsion speed detection mechanism, the power cord for the light source and light receiving element must also be moved together with the moving element. This has the disadvantage that when the semiconductor DC linear motor is of a moving coil type, the power cord for energizing the armature must be moved at the same time, making the structure extremely complicated. Furthermore, since the power cord must be moved together with the movable element, there is a drawback that the travel range of the movable element must be shortened. In other words, when a light-transmissive linear encoder is used in a linear motor, it is not a good idea to move the long linear encoder's linear scale together with the linear motor's mover, so the linear scale is installed on the fixed side. Usually, an optical wavelength generator (simply referred to as a light source) and an optical wavelength receiver (hereinafter referred to as a light receiving element) that receives the optical wavelength from this light source (hereinafter referred to as irradiated light) are moved together with a moving element. be.

このような場合、従来では、光源と受光素子の
電源コードを移動子が引きずつて走らねばなら
ず、それに伴い種々の不都合が生ずる。
In such a case, conventionally, the movable element has to run along the power cords of the light source and the light receiving element, which causes various inconveniences.

何れにしても、リニアモータの種類を問わず、
精度の良い位置決め、速度制御などの完全クロー
ズドループ制御を行おうとする場合には、リニア
エンコーダが必要である。このリニアエンコーダ
を用いた場合、上記したように電源コードを移動
子と共に走らせねばならないため、構成が複雑に
なるばかりか、電源コードが他のものに絡み付い
たり、断線するなどの種々の不都合を伴う欠点を
持つていた。
In any case, regardless of the type of linear motor,
A linear encoder is required when performing complete closed-loop control such as highly accurate positioning and speed control. When using this linear encoder, as mentioned above, the power cord must run together with the mover, which not only complicates the configuration, but also causes various inconveniences such as the power cord getting tangled with other things or breaking. It had its drawbacks.

(発明の目的) そこで本願発明では、その不都合を無くすため
に、光源を受光素子をも固定側に配設し、移動子
が光源と受光素子と電源コードを引きずつて走ら
ないようにすることを課題になされたものであ
る。
(Purpose of the Invention) Therefore, in the present invention, in order to eliminate this inconvenience, the light source and the light receiving element are also arranged on the fixed side, so that the movable element does not run with the light source, the light receiving element, and the power cord pulled together. This was done as a challenge.

(発明の課題を達成するための手段) かかる本発明の課題は、リニアモータの移動子
に第一傾設反射面を設け、上記第一傾設反射面に
レーザ、赤外線、ランプ等の光波長を投与するた
めの光波長発生装置を固定側に設け、上記リニア
モータの固定側にその長手方向に沿つて微小間隔
に透明部と不透明部とを交互に形成したシヤツタ
板などの主尺を設け、上記第一傾設反射面は、上
記光波長発生装置から発生した光波長を上記主尺
に導くような傾設面に形成し、上記光波長発生装
置から発生した上記第一傾設反射面を介し上記主
尺に到来した上記光波長発生装置から発生した光
波長を固定側に反射するための第二傾設反射面を
上記主尺と対向する上記移動子側に設け、上記第
二傾設反射面に到来し反射された光波長を受光す
る光波長発生装置を固定側に設けた位置及び推進
速度検出機構を備えたリニアモータを提供するこ
とによつて達成できる。その他の本発明の課題を
達成するための手段については、以下の実施例で
明らかにしていく。
(Means for Achieving the Objects of the Invention) The object of the present invention is to provide a first inclined reflecting surface on a moving element of a linear motor, and to provide a light wavelength of a laser, an infrared ray, a lamp, etc. on the first inclined reflecting surface. A light wavelength generator for dispensing is provided on the fixed side, and a main scale such as a shutter plate is provided on the fixed side of the linear motor, in which transparent parts and opaque parts are alternately formed at minute intervals along the longitudinal direction of the linear motor. , the first inclined reflection surface is formed as an inclined surface that guides the light wavelength generated from the light wavelength generation device to the main scale, and the first inclined reflection surface generated from the light wavelength generation device A second inclined reflection surface is provided on the movable element side facing the main scale for reflecting the light wavelength generated from the light wavelength generator that reaches the main scale via the main scale to the stationary side, and the second tilted reflection surface This can be achieved by providing a linear motor equipped with a position and propulsion speed detection mechanism in which an optical wavelength generator that receives the optical wavelength that has arrived at the reflective surface and is reflected is provided on the fixed side. Means for achieving other objects of the present invention will be clarified in the following examples.

(実施例) 本発明は上記事情に基づいてなされたものであ
り、以下図面を参照しつつ本発明の実施例を説明
することとする。
(Embodiments) The present invention has been made based on the above circumstances, and the embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第一実施例) 第1図乃至第5図を参照して本発明の第一実施
例を説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

第1図は本発明の位置及び推進速度検出機構を
有する可動界磁マグネツト型半導体直流リニアモ
ータの傾斜図、第2図は第1図のものを走行方向
から見た場合の縦断面図、第3図は位置及び推進
速度検出機構の原理説明図、第4図は界磁マグネ
ツトの斜視図、第5図は界磁マグネツトと電機子
コイル群からなる展開図を示す。
FIG. 1 is a tilted view of a moving field magnet type semiconductor DC linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the motor in FIG. 3 is a diagram explaining the principle of the position and propulsion speed detection mechanism, FIG. 4 is a perspective view of the field magnet, and FIG. 5 is a developed view of the field magnet and armature coil group.

主に第1図及び第2図を中心に、本発明の第一
実施例を説明する。
A first embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 1 and 2.

可動界磁マグネツト型半導体直流リニアモータ
1は、下記構成からなる。鉄板等の長板状の磁性
体ヨーク(ステータヨーク)2の両側を下方向に
垂直に延長折曲して支持脚2aを形成する。磁性
体ヨーク2の上面にはプリント基板3を貼着して
いる。第2図に示すようにプリント基板3は磁性
体ヨーク2の両側部を除くように、該プリント基
板3を磁性体ヨーク2の上面に貼着することで、
プリント基板3の側面部でガイドローラ4のため
のガイドレールを形成している。実際には、もつ
と堅固な図示しないリニアガイドレールを付設し
てある。プリント基板3の上面には、その長手方
向に沿つて矩形枠状に巻回形成されて空心型電機
子コイル5を、移動子の走行方向に沿つて互いに
重畳しないように適宜な間隔で適数個を配設して
コアレスステータ電機子を形成している。尚、第
1図においては、図面の都合上、2個の電機子コ
イル5しか描いていないが、実際には多数個をプ
リント基板3上に固設し、上記電機子を形成す
る。また、この第一実施例では、第5図に示すよ
うに、電機子コイル5群は等間隔配置している。
電機子コイル5は、後記する界磁マグネツト6の
一磁極幅の奇数倍の開角幅に巻回形成されたもの
を用いている。尚、この第一実施例においては、
電機子コイル5は、界磁マグネツト6の一磁極幅
の等倍に巻回形成したものを用いている。電機子
コイル5の枠内空胴部内のプリント基板3上に
は、位置検知素子として用いたホール素子、ホー
ルIC等の磁電変換素子7が配設されている。磁
電変換素子7をかかる位置に配設した理由につい
ては後記する。
The moving field magnet type semiconductor DC linear motor 1 has the following configuration. Support legs 2a are formed by vertically extending and bending both sides of a long plate-shaped magnetic material yoke (stator yoke) 2 such as an iron plate. A printed circuit board 3 is attached to the upper surface of the magnetic yoke 2. As shown in FIG. 2, the printed circuit board 3 is attached to the upper surface of the magnetic yoke 2, excluding both sides of the magnetic yoke 2.
A side surface of the printed circuit board 3 forms a guide rail for the guide roller 4. In reality, a very sturdy linear guide rail (not shown) is attached. On the upper surface of the printed circuit board 3, air-core armature coils 5 are wound in a rectangular frame shape along the longitudinal direction of the printed circuit board 3, and a suitable number of air-core armature coils 5 are arranged at appropriate intervals so as not to overlap each other along the running direction of the slider. A coreless stator armature is formed by arranging these pieces to form a coreless stator armature. Although only two armature coils 5 are shown in FIG. 1 for convenience of drawing, in reality, a large number of armature coils 5 are fixedly mounted on the printed circuit board 3 to form the above-mentioned armature. Further, in this first embodiment, as shown in FIG. 5, the armature coils 5 are arranged at equal intervals.
The armature coil 5 is wound to have an opening angle width that is an odd number multiple of the width of one magnetic pole of a field magnet 6, which will be described later. In addition, in this first embodiment,
The armature coil 5 is wound to have a width equal to the width of one magnetic pole of the field magnet 6. A magneto-electric conversion element 7 such as a Hall element or a Hall IC used as a position detection element is disposed on the printed circuit board 3 in the cavity within the frame of the armature coil 5. The reason why the magnetoelectric transducer 7 is arranged at such a position will be described later.

本発明の可動界磁マグネツト型半導体直流リニ
アモータ1の固定子の本体部は上記構成からな
る。
The main body of the stator of the moving field magnet type semiconductor DC linear motor 1 of the present invention has the above-mentioned structure.

移動子9は、上記固定子8の電機子コイル5群
からなる電機子と相対的直線運動をなすようにし
ている。移動子9は、走行方向から見て断面コ字
状に形成された磁性体ヨーク10の側面部に軸1
1によつて回動自在にガイドローラ4を取り付け
てあり、また上記磁性体ヨーク10の電機子コイ
ル5と対向する内面部には、第4図に示すような
界磁マグネツト6を貼着固設している。界磁マグ
ネツト6は、移動子の移動方向に沿つて隣配置の
磁極が異極となるようにN極、S極の磁極をP
(Pは2以上の整数で、N極とS極の両方の磁極
を含んだ数)個備えて形成されるもので、この実
施例では、長手方向に沿つて、交互に等しい着磁
幅のN極、S極の磁極を、例えば第4図に示すよ
うに3個配設して形成した3極のものを用いてい
る。磁性体ヨーク2の支持脚2aの側面には、主
尺12を支持するための支持体13が固設されて
いる。このことにより、磁性体ヨーク2と水平に
主尺12を支持することができる。主尺11は第
1図に示すように、交互等間隔に微細なピツチで
透明部と不透明部を形成したスリツト板などから
なり、例えば、主尺12は板状金属板にプレス等
により細かなスリツト孔を形成すればよい。しか
し、主尺12としては、他に色々な形成方法があ
るため、上記のようなものに限定されるものでな
い。例えば、透明又は透明質のフイルムやガラス
に透明部と微細な等間隔ピツチで不透明部を形成
するように、コーテイング等により不透明部を形
成するとよい。上記磁性体ヨーク10の側面部に
は、後記するプリズムやインデツクス(副尺)1
4を支持する支持体15が固設されている。イン
デツクス14は第1図に示す上記したものとなつ
ており、主尺12と同様に長手方向にスリツト状
に透明部と不透明部を設けている。またインデツ
クス14は、主尺12と対向するように磁性体ヨ
ーク10の側面部に固設されている。上記主尺1
2及びインデツクス14を介して二個の三角プリ
ズム16,17を上記支持体15に対向配設して
いる。三角プリズム16,17は透明体からな
り、それぞれの傾設面には、コーテイング等によ
り第一、第二の傾設反射面16a,17aが形成
されている。上記第一の傾設反射面16aは、上
記光波長発生装置を構成する光波長発生素子19
から発生した波長を上記主尺12に導くような傾
設面に形成している。また上記第二の傾設反射面
17aは、上記光波長発生素子19から発生し上
記第一の傾設反射面16aを介し上記主尺12に
到来した上記光波長発生素子19から発生した波
長を固定側に設けた光波長発生素子を形成する光
波長発生素子18側に反射させるような傾設面に
形成している。上記第一の傾設反射面16aと第
二の傾設反射面17aとは、対称に上記支持体1
5に固設されている。すなわち、上記第一の傾設
反射面16aと第二の傾設反射面17aは、互い
に波長の方向が逆向きになるように配設されてい
る。三角プリズム16,17は互いに面16cと
17cとが平行になるように固設され、面16b
は光波長受光素子18に向けられ、面17bは光
波長発生素子19に向けられている。すなわち、
上記第一の傾設反射面16aと第二の傾設反射面
17aは、上記第一の傾設反射面16aに到来す
る波長と第二の傾設反射面17aが反射する波長
が平行になるように配設されている。赤外線、レ
ーザ、ランプ、超音波等からなる光波長発生素子
19及びホトトランジスタ等の光波長発生素子1
8は、リニアモータ1の端部固定側に略平行に配
置されパツケージ20に収容されている。素子1
8及び19の全面部には、それぞれコンデンサー
レンズ21,22が設けられている。
The mover 9 is configured to perform relative linear motion to the armature of the stator 8, which is made up of 5 groups of armature coils. The mover 9 has a shaft 1 attached to a side surface of a magnetic yoke 10 having a U-shaped cross section when viewed from the running direction.
1, a guide roller 4 is rotatably attached to the magnetic yoke 10, and a field magnet 6 as shown in FIG. It is set up. The field magnet 6 has N and S magnetic poles arranged so that adjacent magnetic poles have different polarities along the direction of movement of the slider.
(P is an integer greater than or equal to 2, and includes both N and S magnetic poles). A three-pole device is used, which is formed by arranging three N-pole and S-pole magnetic poles as shown in FIG. 4, for example. A support 13 for supporting the main scale 12 is fixed to the side surface of the support leg 2a of the magnetic yoke 2. Thereby, the main scale 12 can be supported horizontally with the magnetic yoke 2. As shown in Fig. 1, the main scale 11 is made of a slit plate, etc., in which transparent and opaque parts are formed with fine pitches alternately and evenly spaced. A slit hole may be formed. However, since there are various other methods of forming the main scale 12, it is not limited to the above method. For example, the opaque portion may be formed on a transparent or transparent film or glass by coating or the like so that the opaque portion is formed at fine, evenly spaced pitches from the transparent portion. On the side surface of the magnetic yoke 10, there is a prism and an index (vernier scale) 1 to be described later.
A support body 15 for supporting 4 is fixedly provided. The index 14 is the same as shown in FIG. 1 and described above, and similarly to the main scale 12, it is provided with a transparent portion and an opaque portion in the form of a slit in the longitudinal direction. Further, the index 14 is fixed to the side surface of the magnetic yoke 10 so as to face the main scale 12. Main scale 1 above
Two triangular prisms 16 and 17 are disposed opposite to each other on the support 15 with the prism 2 and the index 14 interposed therebetween. The triangular prisms 16 and 17 are made of a transparent body, and first and second inclined reflective surfaces 16a and 17a are formed on each inclined surface by coating or the like. The first inclined reflection surface 16a is connected to an optical wavelength generating element 19 constituting the optical wavelength generating device.
It is formed into an inclined surface that guides the wavelength generated from the main scale 12 to the main scale 12. Further, the second inclined reflecting surface 17a reflects the wavelength generated from the optical wavelength generating element 19, which is generated from the optical wavelength generating element 19 and reaches the main scale 12 via the first inclined reflecting surface 16a. It is formed on an inclined surface so as to reflect the light toward the optical wavelength generating element 18 forming the optical wavelength generating element provided on the fixed side. The first inclined reflective surface 16a and the second inclined reflective surface 17a are symmetrically arranged on the support 1.
It is fixed at 5. That is, the first inclined reflective surface 16a and the second inclined reflective surface 17a are arranged so that the wavelength directions are opposite to each other. Triangular prisms 16 and 17 are fixed so that surfaces 16c and 17c are parallel to each other, and surface 16b
is directed toward the optical wavelength receiving element 18, and the surface 17b is directed toward the optical wavelength generating element 19. That is,
The first tilted reflective surface 16a and the second tilted reflective surface 17a are such that the wavelength that reaches the first tilted reflective surface 16a and the wavelength reflected by the second tilted reflective surface 17a are parallel to each other. It is arranged like this. Optical wavelength generating element 19 consisting of infrared rays, laser, lamp, ultrasonic wave, etc. and optical wavelength generating element 1 such as phototransistor
8 is arranged substantially parallel to the fixed end side of the linear motor 1 and housed in the package 20. Element 1
Condenser lenses 21 and 22 are provided on the entire surfaces of lenses 8 and 19, respectively.

第5図は電機子コイル5群からなるコアレスス
テータ電機子と界磁マグネツト6との展開図であ
る。各電機子コイル5の両端子は、半導体整流装
置23に接続されており、磁電変換素子7の出力
端子も半導体整流装置23に接続されている。2
4−1はプラス電源端子、24−2はマイナス電
源端子を示す。この第5図を参照して、各電機子
コイル5のための磁電変換素子7は電機子コイル
5の推力の発生に寄与する導体部5a(又は5b)
上に配置するのが望ましいが、かかる位置に磁電
変換素子7が配置した場合には、当該素子7の厚
み分だけ、界磁マグネツト6と磁性体ヨーク2間
の磁気空〓長を増加するので、その分だけ大きい
推力が得られなくなる欠点を有する。このため、
例えば電機子コイル5−1を例にとると、電機子
コイル5−1の推力の発生に寄与する導体部5a
上に配置すべき磁電変換素子7−1は、いま界磁
マグネツト6のN極の左端部と対応しているの
で、これと同じ位置であり且つ磁電変換素子7−
1が電機子コイル5の枠内空胴部と対向する位置
を選択すると、電機子コイル5−2の枠内空胴部
位置の点線囲い部25が該当する。従つて、電機
子コイル5−1のための磁電変換素子7−1は、
電機子コイル5−2の枠内空胴部位置の点囲い部
25位置に配置すれば、磁電変換素子7−1は電
機子コイル5−2の枠内空胴部位置に収納配置す
ることができる。この結果、磁電変換素子7−1
は電機子コイル5−1の推力の発生に寄与する導
体部5a(又は5b)上に配置しないですむこと
になる。他の電機子コイル5のための磁電変換素
子7は、上記したような考慮を行なうことによ
り、他の電機子コイル5のための磁電変換素子7
を、常に電機子コイル5の枠内空胴部に収納配置
できることになる。
FIG. 5 is a developed view of a coreless stator armature consisting of five groups of armature coils and a field magnet 6. Both terminals of each armature coil 5 are connected to a semiconductor rectifier 23 , and the output terminal of the magnetoelectric conversion element 7 is also connected to the semiconductor rectifier 23 . 2
4-1 is a positive power terminal, and 24-2 is a negative power terminal. Referring to FIG. 5, the magnetoelectric transducer 7 for each armature coil 5 is a conductor portion 5a (or 5b) that contributes to the generation of thrust of the armature coil 5.
Although it is preferable to place the magnetoelectric transducer 7 in such a position, the magnetic air length between the field magnet 6 and the magnetic yoke 2 will be increased by the thickness of the element 7. , it has the disadvantage that a correspondingly large thrust cannot be obtained. For this reason,
For example, taking the armature coil 5-1 as an example, the conductor portion 5a that contributes to the generation of thrust of the armature coil 5-1
The magnetoelectric conversion element 7-1 to be placed above currently corresponds to the left end of the N pole of the field magnet 6, so it is in the same position as this and the magnetoelectric conversion element 7-1.
1 selects the position facing the in-frame cavity of the armature coil 5, the dotted line surrounding part 25 at the in-frame cavity position of the armature coil 5-2 corresponds to the position. Therefore, the magnetoelectric conversion element 7-1 for the armature coil 5-1 is
If it is arranged at the point encircling part 25 position of the hollow part in the frame of the armature coil 5-2, the magnetoelectric transducer 7-1 can be stored and arranged in the hollow part in the frame of the armature coil 5-2. can. As a result, the magnetoelectric conversion element 7-1
There is no need to dispose it on the conductor portion 5a (or 5b) that contributes to the generation of thrust of the armature coil 5-1. The magnetoelectric transducer 7 for the other armature coil 5 can be changed by taking the above considerations into account.
can always be stored and arranged in the cavity within the frame of the armature coil 5.

(第二実施例) 第6図を参照して、本発明の第二実施例を説明
すると、第一実施例においては主尺12及びイン
デツクス14を固定子8又は移動子9と水平に配
設していたものを、この第二実施例においては、
主尺12を支持体13により固定子8に垂直に支
持固定すると共に、上記主尺12と対向するよう
に上記インデツクス14をも支持体15により移
動子9と垂直に固設した例を示す。
(Second Embodiment) Referring to FIG. 6, the second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the main scale 12 and the index 14 are arranged horizontally with the stator 8 or the slider 9. In this second embodiment,
An example is shown in which the main scale 12 is supported and fixed perpendicularly to the stator 8 by a support 13, and the index 14 is also fixed perpendicularly to the slider 9 by a support 15 so as to face the main scale 12.

(第三実施例) 本発明の第三実施例である可動電機子型半導体
直流リニアモータを説明すると、この実施例では
図示しないが、電機子コイル5群からなる電機子
側を移動子とし、界磁マグネツト6側を固定子と
してなる。第一及び第二実施例の場合と全く逆構
成になる。
(Third Embodiment) To explain a movable armature type semiconductor DC linear motor which is a third embodiment of the present invention, although not shown in this embodiment, the armature side consisting of 5 groups of armature coils is used as a mover, The field magnet 6 side serves as a stator. The configuration is completely opposite to that of the first and second embodiments.

従つて、第7図にて電機子コイル5からなるコ
アレス電機子と界磁マグネツト6との展開図を示
したものは、第5図の全く逆配置となつている。
Therefore, the developed view of the coreless armature consisting of the armature coil 5 and the field magnet 6 in FIG. 7 is completely reversed to that in FIG. 5.

(動作) 本発明は上記構成からなるため、磁電変換素子
7が界磁マグネツト6のN極又はS極の磁極を検
出すると、磁電変換素子7から電機子コイル5に
所定方向の、例えば第5図及び第7図で示す方向
の電流を通電するように半導体流整流装置23が
作動するので、同図に示すように電機子コイル5
に通電される。このことによつて、フレミングの
左手の法則によつて界磁マグネツト6(第一及び
第二実施例の場合)又は電機子コイル5からなる
電機子(第三実施例の場合)が、例えば矢印F方
向の推力を得て、移動子が矢印F方向に移動する
ことになる。また図示しない制御回路からの信号
により、電源極性を変えると、今後は移動子が反
F矢印方向に移動することができる。
(Operation) Since the present invention has the above configuration, when the magnetoelectric transducer 7 detects the N pole or the S pole of the field magnet 6, the magnetoelectric transducer 7 detects the magnetic pole of the armature coil 5 in a predetermined direction, for example, the fifth Since the semiconductor flow rectifier 23 operates to pass the current in the direction shown in FIGS. 7 and 7, the armature coil 5
is energized. By this, according to Fleming's left-hand rule, the field magnet 6 (in the case of the first and second embodiments) or the armature consisting of the armature coil 5 (in the case of the third embodiment), for example, A thrust force in the F direction is obtained, and the mover moves in the arrow F direction. Further, if the power supply polarity is changed by a signal from a control circuit (not shown), the mover can move in the opposite direction of the arrow F from now on.

移動子が移動すると、インデツクス14及び三
角プリント16,17も同時に移動する。従つ
て、第3図に示すように、光波長発生素子19か
らの光波長はコンデンサーレンズ22によつて平
行光とされて、三角プリズム17の面17bを経
て傾設反射面17aで反射されて面17cから発
生する。しかる後、主尺12及びインデツクス1
4の光透過部を通過した光波長は三角プリズム1
6の面16cに入射され傾設反射面16aで反射
され、面16bにて光波長発生行路と平行な光波
長となつて、コンデンサーレンズ21を介して光
波長受信素子18に到来する。光波長発生素子1
8は主尺12及びインデツクス14によつて断続
的に到来する光波長受光信号を波長整形し、この
受光信号をカウンタ回路に入力し、該カウンタ回
路からの信号で位置を検出でき、またその周波数
信号をF−V変換器によつて推進速度電圧信号に
変換し、これを半導体整流装置23に入力するこ
とで移動子の推進速度を正しく制御している。
When the mover moves, the index 14 and triangular prints 16, 17 also move at the same time. Therefore, as shown in FIG. 3, the light wavelength from the light wavelength generating element 19 is converted into parallel light by the condenser lens 22, and reflected by the inclined reflecting surface 17a via the surface 17b of the triangular prism 17. It is generated from the surface 17c. After that, main scale 12 and index 1
The wavelength of the light that passed through the light transmitting part 4 is the triangular prism 1.
The light is incident on the surface 16c of No. 6, is reflected on the inclined reflecting surface 16a, becomes a light wavelength parallel to the light wavelength generation path on the surface 16b, and reaches the light wavelength receiving element 18 via the condenser lens 21. Optical wavelength generating element 1
Reference numeral 8 wavelength-shapes the optical wavelength light reception signal that arrives intermittently by the main scale 12 and the index 14, inputs this light reception signal to a counter circuit, and detects the position using the signal from the counter circuit. The signal is converted into a propulsion speed voltage signal by an F-V converter, and this is inputted to the semiconductor rectifier 23 to correctly control the propulsion speed of the mover.

(効果) 本発明の位置及び推進速度検出機構を有するリ
ニアモータによれば、移動子と共に光波長発生素
子及び光波長受光素子を移動させなくても良いた
め、そのための電源コード等を不要とすることが
できるので、長い距離に渡つて移動子が移動する
場合に極めて有効である。
(Effects) According to the linear motor having the position and propulsion speed detection mechanism of the present invention, there is no need to move the optical wavelength generating element and the optical wavelength receiving element together with the movable element, so there is no need for a power cord or the like for this purpose. Therefore, it is extremely effective when the movable element moves over a long distance.

このことは、同じく電源コード等を必要としな
い可動界磁マグネツト型半導体直流リニアモータ
において、特に有効であるが、可動電機子コイル
型半導体直流リニアモータにおいても電機子への
通電用の電源コードのみ具有すれば良いというメ
リツトがある。
This is particularly effective for moving field magnet type semiconductor DC linear motors that do not require power cords, but also for moving armature coil type semiconductor DC linear motors, which only require a power cord for energizing the armature. It has the advantage of having it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第一実施例を示す斜視図、第
2図は第1図のものの縦断面図、第3図は光波長
発生素子からなる光波長受光素子へ波長がどのよ
うに到来するかを示す説明図、第4図は界磁マグ
ネツトの斜視図、第5図は電機子コイル群からな
るコアレスステータ電機子と界磁マグネツトの展
開図、第6図は第2図に対応する本発明の第二実
施例としての縦断面図、第7図は第5図に対応す
る本発明の第三実施例としての電機子コイル群か
らなるコアレス電機子と界磁マグネツトとの展開
図である。 1……可動界磁マグネツト型半導体直流リニア
モータ、2……磁性体ヨーク、2a……支持脚、
3……プリント基板、4……ガイドローラ、5…
…電機子コイル、6……界磁マグネツト、7……
磁電変換素子(位置検知素子)、8……固定子、
9……移動子、10……磁性体ヨーク、11……
軸、12……主尺、13……支持体、14……イ
ンデツクス(副尺)、15……支持体、16,1
7……三角プリズム、16a,17a……傾設反
射面、18……光波長受光素子、19……光波長
発生素子、20……パツケージ、21,22……
コンデンサーレンズ、23……半導体整流装置、
24−1……プラス電源端子、24−2……マイ
ナス電源端子。
FIG. 1 is a perspective view showing the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the one shown in FIG. Fig. 4 is a perspective view of the field magnet, Fig. 5 is a developed view of the coreless stator armature consisting of the armature coil group and the field magnet, and Fig. 6 corresponds to Fig. 2. FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a developed view of a coreless armature and a field magnet comprising an armature coil group as a third embodiment of the present invention, which corresponds to FIG. be. 1...Movable field magnet type semiconductor DC linear motor, 2...Magnetic yoke, 2a...Support leg,
3...Printed circuit board, 4...Guide roller, 5...
...Armature coil, 6...Field magnet, 7...
Magnetoelectric conversion element (position detection element), 8... stator,
9...Mover, 10...Magnetic yoke, 11...
Axis, 12...Main scale, 13...Support, 14...Index (vernier scale), 15...Support, 16,1
7... Triangular prism, 16a, 17a... Inclined reflecting surface, 18... Light wavelength receiving element, 19... Light wavelength generating element, 20... Package, 21, 22...
Condenser lens, 23... semiconductor rectifier,
24-1...Positive power terminal, 24-2...Minus power terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記構成要素乃至を備えていることを特
徴とする位置及び推進速度検出機構を有するリニ
アモータ。 リニアモータの移動子に第一傾設反射面を設
けていること。 上記第一傾設反射面にレーザ、赤外線、ラン
プ等の光波長発生装置を設けていること。 上記リニアモータの固定側にその長手方向に
沿つて微少間隔に透明部と不透明部とを交互に
形成したシヤツタ板等の主尺を設けているこ
と。 上記第一傾設反射面は、上記光波長発生装置
から発生した波長を上記主尺に導くような傾設
面に形成していること。 上記光波長発生装置から発生し上記第一傾設
反射面を介し上記主尺に到来した上記光波長発
生装置から発生した波長を固定側に反射するた
めの第二傾設反射面を上記主尺と対向する移動
子側に設けていること。 上記第二傾設反射面に到来し反射された波長
を受光する光波長受光装置を固定側に設けてい
ること。 2 上記第一及び第二の傾設反射面は、三角プリ
ズムの傾設面に形成したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の位置及び推進速度検出機構
を有するリニアモータ。 3 上記第一の傾設反射面と第二の傾設反射面
は、互いに波長の方向が逆向きになるように配設
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項又は第2項記載の位置及び推進速度検出機構を
有するリニアモータ。 4 上記第一の傾設反射面と第二の傾設反射面
は、上記第一の傾設反射面に到来する波長の方向
と第二の傾設反射面が反射する波長の方向が平行
になるように配設されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項又は第3項いずれかに記載の
位置及び推進速度検出機構を有するリニアモー
タ。 5 上記移動子側は、上記主尺と対向する位置に
微少間隔で透明部と不透明部を交互に形成した副
尺を設けていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の位置及び推進速度検出機構を有する
リニアモータ。 6 上記リニアモータは、移動子の移動方向に沿
つて隣配置の磁極が異極となるようにN極、S極
の磁極をP(Pは2以上の整数で、N極とS極の
両方の磁極を含んだ数)個備えてなる界磁マグネ
ツトと、該界磁マグネツトと対向する位置に電機
子を配設して何れか一方を相対的移動する移動子
とし、他方を固定子とした半導体直流リニアモー
タであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
乃至第5項いずれかに記載の位置及び推進速度検
出機構を有するリニアモータ。
[Scope of Claims] 1. A linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism, characterized by comprising the following components. A first inclined reflective surface is provided on the linear motor mover. A light wavelength generating device such as a laser, an infrared ray, or a lamp is provided on the first inclined reflection surface. A main scale, such as a shutter plate, is provided on the fixed side of the linear motor, in which transparent parts and opaque parts are alternately formed at minute intervals along its longitudinal direction. The first inclined reflection surface is formed into an inclined surface that guides the wavelength generated from the optical wavelength generator to the main scale. A second inclined reflecting surface for reflecting the wavelength generated from the optical wavelength generating device to the fixed side, which is generated from the optical wavelength generating device and reaches the main measuring surface via the first inclined reflecting surface, is connected to the main measuring surface. Provided on the side of the mover facing the A light wavelength receiver is provided on the fixed side to receive the wavelength that reaches and is reflected by the second inclined reflecting surface. 2. A linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism according to claim 1, wherein the first and second inclined reflecting surfaces are formed on inclined surfaces of a triangular prism. 3. Claim 1, characterized in that the first tilted reflective surface and the second tilted reflective surface are arranged such that their wavelength directions are opposite to each other.
A linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism according to item 1 or 2. 4 The first tilted reflective surface and the second tilted reflective surface are such that the direction of the wavelength that reaches the first tilted reflective surface and the direction of the wavelength that is reflected by the second tilted reflective surface are parallel to each other. A linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism according to claim 1 or 3, wherein the linear motor is arranged so that the position and propulsion speed detection mechanism is arranged as follows. 5. The position according to claim 1, wherein the mover side is provided with a vernier scale in which transparent parts and opaque parts are alternately formed at minute intervals at a position facing the main scale. A linear motor with a propulsion speed detection mechanism. 6 The linear motor described above has magnetic poles of N and S poles set to P (P is an integer of 2 or more, and both N and S poles are A field magnet comprising a field magnet (number of magnetic poles including the number of magnetic poles), and an armature disposed at a position facing the field magnet, one of which is used as a mover that moves relatively, and the other is used as a stator. A linear motor having a position and propulsion speed detection mechanism according to any one of claims 1 to 5, which is a semiconductor DC linear motor.
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