JPH04156263A - 小形リニアモータ駆動装置 - Google Patents

小形リニアモータ駆動装置

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JPH04156263A
JPH04156263A JP2275457A JP27545790A JPH04156263A JP H04156263 A JPH04156263 A JP H04156263A JP 2275457 A JP2275457 A JP 2275457A JP 27545790 A JP27545790 A JP 27545790A JP H04156263 A JPH04156263 A JP H04156263A
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rail
linear motor
motor drive
drive device
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JP2275457A
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Seiji Takei
武井 誠治
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Nippon Thompson Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/063Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with a bearing body, e.g. a carriage or part thereof, provided between the legs of a U-shaped guide rail or track
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • 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
    • H02K41/035DC motors; Unipolar motors
    • H02K41/0352Unipolar motors
    • H02K41/0354Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
    • H02K41/0356Lorentz force motors, e.g. voice coil motors moving along a straight path
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings

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  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、小形リニアモータ駆動装置の改良に関する。
[背景技術] 従来、長手方向に配設されたレールと、このレールの案
内溝に沿って摺動可能な摺動部材とで構成される直動転
がり案内ユニットを駆動するりニアモータとは、別々の
構成となっている。
直動転がり案内ユニットを構成する摺動部材1は、第3
図に示すように薄板断面略U字形状の長手部材で形成さ
れたレース2と、このレース2の内側に配置されたサー
キュレータ5と、前記レース2の両側面に複数のボール
(転動体)3が転動されるレース軌道溝7と、該レース
軌道溝7とサーキュレータ5内を複数のボール(転動体
)3が無限循環するように形成された方向転換路4及び
リターン路4aとで構成されている。
上記摺動部材1のレース軌道溝7とレール8の断面が略
U字形の内側長手方向に設けられたレール軌道溝9との
間に配置された複数のボール(転動体)3が無限循環す
ること・に」っで、摺動部材1がL/−ル8の案内路と
なる1/〜ル軌道+11!9に沿って移動可能に構成さ
れでいる。
上記のような直114転がり案内ユごツトを駆動4るた
め、従来のリニ、アモータ駆動装置は、直動転がり案内
ユニットと別に構成されたリニア千−夕の駆動力をアー
ム等の駆動部材を介し、で伝達し、て駆動する構成とな
っている。ここでいりリニアモータとは、回転土〜夕の
回転子(Rotor) 、固定子(St、ator)及
びエアギヤ・ノブ(空隙、air gapl をそれf
′わ直線的1ご展開して、電気エネルギーを直接、直線
的な運動、]ネルで・−に変換できる直糾的推力発生装
Xの総称である。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、苗床−の直動転がり案内ツー::−))
を駆動するり−=ニアモータ、ト・−ルの案内溝に沿っ
て摺動可能な摺動部材と、この摺11部材を駆動”虚る
りJ−ア千−夕とが別々の構成とな、)ていイ)ため、
装置が大型化する欠点がある。シlコが〉で、従来のり
6”−′、アモ〜りを装a+=組みj、、べんて使用す
る場合性に設置ブ會ノ9、スペースなどで大きな制約を
受ける欠点がある。
そこで、本発明)、j5上?従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであっ[、レールの案内溝に沿って摺動可能な
摺動部材ど、リニアモータとが一体で構成され、かつ直
鮎転がり案内、−lニットの性能を11mなうことのな
い小形り2−アモ・−夕駆動zHを提供することを目的
と到る。
[Ms題を解決するためのイ゛段] 本発明に係る小形り、ニアモータ駆動装置は、断面がほ
ぼし1字形状でか、)長手状に形成された1/−ルと、
該1/−ルの両側面に即行に取り伺りらiた〜対の磁石
と、fi′ill記b・−ルの内側面に長手方向に沿っ
r平行な位置に′形成、さねた軌道溝ど、該軌道溝に案
内されか・)複数の転動体を介し、て旧動転がり案内を
行5摺動部月と、該摺動部材に固着されるど共14゛該
摺動部材の移動方向とil!交4゛る方向に巻回された
コイルとを備え、前記摺動部祠ば、前記フィルが前記磁
2二、及びレールと11接触どなる9J、う(ご取り付
けらtlで一体に摺動i1J能な構成とさ1またもので
ある7 [実施例1 次に、本発明の実施例を図mlを用いて詳細1、°説明
するい第1図は、小形リニア干 タ駆r2Iメ匝の斜視
図、9142図は、第1図の’i−1縁の力T面図、第
3図は、小形リニアモータ駆動装置の分解斜視図である
第3図1.T示1石動転がり案内゛J5.ツトは、j2
・〜ル8と、その長手プフ向に配設さねたレール鮎、道
漠9に沿っで摺動可iな摺ω!部材1とで構成され“て
おり、従来の直動転がり案内ユニツYど同じ横1戊であ
るので詳1aな絣明は省略する。
第3図に撚1ように、レール8は、肋面略1.J字形状
で、か′:)長1一方向に形成さilて7にす、該1.
−ル8の略t)字形の内側長1−ブ)向に沿・−) ’
T”’ ”Ir9’5な位置にL・−ルミ道溝9が形成
されているゎこの1.−ル軌′iM溝9と摺動部材1の
レース軌道溝7どの間に複数のボール(転動体)3を介
在さぜること11“よって、摺動部材1が心@転がり案
内を9]う。光字的ヤンづ11は、カーキュレータ5の
1・面に5Mツノ向に形成さtl、 f−凹部5a内鼻
コ入る大きさで、か・)スケ・−ル10と11接触とな
るように形成されζいる。また、L/−ル8の内側広面
8nには、摺mW材1の移動ノ方向に沿−)て配設さ才
1、摺動部月1の位置検出を行うスクール10が設りら
れている。(Tのスクール10は、ガラス材料等で成形
さね、このガラス表面にり(′コム等で真空蒸着をF」
−>た移、その表面に幅方向に所定の大きさのスリット
10b (10b、−10b、)を所定の間隔で長手方
向に形成するや寸ζ)と、真空蒸着されたクロム等の表
面は鏡由1の反Q1面10cとなり、スリy )10b
 (10b、 〜40b、)のガラス面は、光を遭遇す
るので反嗣さ1]ない。また、このスケール10の端部
には、司動体であZ)摺動部材1の基ギ位置の検出を行
う基準位置検出用のスリット1()aが形成され−Cい
、り。このスク−ル10と対向して6工動部となる摺動
部材1側に第2図に示すように発光及び受光素子どなる
’i’e’F的セン・け11が間部5a内に固着さjて
いる。この光学的セン′ザ11は、発光素イより照射さ
れた光が前記スケール1oのスリット10b (10b
l〜10b、I)の部分は、ガラス面であるので透過し
てしまうが、クロム面等の反射面10cに照射された光
は反射光となるので受光素子により受光される。この反
射光量を電気的な信号に変換し、この変換された信号は
図示せぬマイクロコンピュータ等よりなる制御回路に送
出されて位置検出が行われる。したがって、これらのス
ケール10及びセンサ11とにより摺動部材1の位置検
出を行うことによって、所望の位置への移動制御、停止
等を行うことができる。また、摺動部材1のレース2の
上面には、断面略長方形形状で、可動体の移動方向と直
交する方向に巻回されたコイル12が、固着されている
。このコイル12の巻数は、適宜摺動部材1の大きさ等
に合わせて可変することができる。
上記摺動部材1及びコイル12により可動体を構成して
いる。
次に、固定側について説明する。
レール8の両側には、はぼ同じ長さで構成され、かつ一
方がN極で、他方がS極よりなる磁石13及び14が設
けられている。この磁石としては、棒磁石を用いること
ができる。
また、レール8の長手方向両端は、取付台15に第3図
に示すボルト等の固定部品により取り付けられている。
この取付台15は、側面形状がほぼコ字形状に構成され
ており、第2図に示すようにコイル12の下面が取付ベ
ース16と接触しないように、高さhの距itm間配置
されている。また、可動体となるコイル12の内側面が
、磁石13及び14と接触しないように所定の隙間を形
成するようにコイル12の大きさが設定されている。
以上のような構成よりなる小形リニアモータ駆動装置の
作用について以下に説明する。
まず、第1図乃至第3図に示すコイル12が外部の操作
手段により通電されると、磁界中に置かれた導体である
コイル12に電流が流れて第1図に示すように、磁石1
3及び14の磁束(矢印A、A’方向)と同じ方向(B
、B’方向)若しくは逆方向の磁束が発生して電磁力が
発生する。
摺動部材1の所定方向への移動制御は、コイル12への
電流を正逆切り換えることによって、コイル12で発生
する磁束の向きを変換して制御することができる。
この時、制御回路内に予め記憶されているプログラムに
したがって、可動体である摺動部材1は、基準位置検出
用スリット10aの上方まで最初に移動して基準位置を
検出し、制御回路内の配憶回路に記憶させる。そして、
発光素子及び受光素子により基準位置を検出後、所定の
方向に移動制御される。このような制御により、公知の
りニアモータと同様に移動制御、停止等の機能を行うこ
とが可能である。
以上のように、本実施例によれば、摺動部材1にコイル
12を移動方向と直交する方向に巻回することによって
、小形のりニアモータを構成することができる。なお、
位置検出用のセンサとして、本実施例では光学的なセン
サを用いたが、ホール素子と磁石を対向配置して磁気的
な位置検出を行うものや、グレイコード(gray c
odel (連続する2進法で表現したとき、隣接する
数の表現が互いに一つの桁でだけ異なるように作られた
2進コードをいう、)などの絶対スケール等を用いてデ
ジタル的な位置検出を行うようにしてもよい。
また、本実施例では、転動体として複数のボールを用い
ているが、円筒ころ等を用いてもよいことは勿論である
。その他、本実施例の趣旨の範囲内で適宜可変して構成
することができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば以下のような効果
がある。即ち。
■本発明によれば、レールの案内溝に沿って摺動可能な
摺動部材と、この摺動部材を駆動するりニアモータとを
一体に構成したため、装置全体を小形に構成することが
できる。
■また、本発明によれば、磁石の磁束とコイルの磁束と
を同じ方向となるようにコイルを配置したので、コイル
の巻数を装置組立時に配慮する必要がなく、しかも可動
体の大きさに合わせてコイルの@数を決定オることかで
きるので、h望の相方を得るように適宜設定できる効果
がある。
■更に、本発明によれば、摺a部材の種類に合わせてコ
イルを巻回して構成で住るので、組r′1−及び装置の
取伺り作業等が簡単にできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、小形リニア干・−夕駆動装置の斜槽。 図、第2図は、第1図の1−1線の断面図、第3図は、
小形リニアモータ駆[2置の分解斜視図である。 1・・・・摺動部材、2・・・レース、:3・・・ボー
ル(転動体)、4・・・方向転換路、5・・・サー磯ニ
レ−・−り、7・・・L/−ス軌道溝、8・・・・レー
ル、9・・・レール軌道溝、10・・・スケール、10
a・・・基準位置検出用スリット、1ob(iob、〜
10b。)・・・スリット、11・・・光学的センサ、
12・・・コイル、13.14・・・磁石、15・・・
取付台、16・・・取(・1ベース。 特許出願人 日オトムソン株式会朽

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)断面がほぼU字形状でかつ長手状に形成されたレ
    ールと、該レールの両側面に平行に取り付けられた一対
    の磁石と、前記レールの内側面に長手方向に沿って平行
    な位置に形成された軌道溝と、該軌道溝に案内されかつ
    複数の転動体を介して直動転がり案内を行う摺動部材と
    、該摺動部材に固着されると共に該摺動部材の移動方向
    と直交する方向に巻回されたコイルとを備え、前記摺動
    部材は、前記コイルが前記磁石及びレールと非接触とな
    るように取り付けられて一体に摺動可能な構成とされた
    ことを特徴とする小形リニアモータ駆動装置。
  2. (2)前記磁石は、一方がN極で、他方がS極よりなる
    棒磁石であることを特徴とする請求項(1)記載の小形
    リニアモータ駆動装置。
JP2275457A 1990-10-16 1990-10-16 小形リニアモータ駆動装置 Pending JPH04156263A (ja)

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