JPH05122918A

JPH05122918A - 直線駆動装置

Info

Publication number: JPH05122918A
Application number: JP4061392A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Kubo; 忠之久保; Yasuo Horikoshi; 康夫堀越; Kazuo Watanabe; 和雄渡辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-04
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-05-18
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2948010B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型かつ簡単な構造で生産性が高く、また、
静圧気体軸受の軸と軸受が接触した状態でこれらの軸お
よび軸受が外力により移動することがなく、そして、閉
空間からの排気効率が向上した直線駆動装置を提供す
る。【構成】静圧気体軸受とボイスコイルモータにより軸
を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置であって、静
圧気体軸受と該静圧気体軸受により支持される軸とをボ
イスコイルモータの磁気回路組立体内部に配置した直線
駆動装置において、平面静圧気体軸受により軸またはそ
れに固定される部材を静圧支持する回り止め機構を設
け、あるいは軸の移動方向の自由度を拘束するロック機
構を設ける。あるいは直動軸受とボイスコイルモータに
より軸を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置におい
て、ボイスコイルモータのコイルに囲まれた閉空間から
外部へ通じる排気孔を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静圧気体軸受または直動
軸受とボイスコイル形モータを組み合わせた直線駆動装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の精密測定機等に用いる直線駆動装
置を図９に示す。静圧気体軸受１０１に支持された断面
角形状の軸１０２の一端側に、コイル組立体１０３ａお
よび磁気回路組立体１０３から構成されるボイスコイル
モータが配置され、他端側にリニアエンコーダ１０４が
取り付けられており、測定機等が軸の端部１０２ａに取
付けられる。ボイスコイルモータ１０３はリニアエンコ
ーダ１０４の位置信号に基づいて軸１０２を目的とする
位置まで送る。

【０００３】また、実開昭５９−７２３１７号公報に見
られるように、断面円形状の軸及び軸受において、軸の
回転自由度を拘束するために、軸および軸受間に、回転
防止用の係合部とその係合部に流体吹出口とを備えたも
のがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では図９の構成の場合、ボイスコイルモータと静圧
気体軸受が直列に配置されているため、装置が大型化
し、また軸断面角形状の静圧気体軸受を構成するために
は、部品点数が多くなりまた、組立時に隙間調整等の調
整作業が必要となり、コストが高かった。また実公昭５
９−７２３１７号公報記載の構成においては、回転防止
用の係合部が軸および軸受間に設けられ、係合部と係合
する相手が、長穴内壁や軸受内壁に設けられた空気流出
路となるため、これらを高精度に加工すること、および
隙間調整等が難しく生産性が悪いものであった。

【０００５】また、上記従来例では装置の誤動作及び人
為的ミス等により、加圧気体の供給が停止し、軸と軸受
が接触した状態になったとき、装置に外力等が作用した
場合、軸が接触状態のまま移動し軸及び軸受に損傷を与
えることがあった。

【０００６】さらに、ボイスコイルモータのコイルによ
り囲まれる閉空間において外部（大気）と連通している
部分はコイルとヨーク間の隙間しかなく、排気効率が悪
いため、位置決め駆動時における閉空間の体積変化に伴
う圧力変化により、コイルおよび軸がアキシャル方向
（位置決め方向）に変位（０．１μｍオーダの変位）さ
せられようとし、これがアキシャル方向の振動を励起
し、位置決め精度や位置決め時間の劣化の原因となると
いう欠点があった。

【０００７】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、その第１の目的は、小型で簡単な構造
であって、組立作業および隙間調整等が容易な生産性の
高い直線駆動装置を提供することにある。第２の目的
は、加圧気体の供給停止により静圧気体軸受の軸と軸受
が接触した状態でこれらの軸および軸受が外力により移
動することを防止した直線駆動装置を提供することにあ
る。また、第３の目的は、直線駆動装置において、ボイ
スコイルモータのコイルによって囲まれた閉空間からの
排気効率を向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】前記第１の目
的を達成するため、本発明によれば、ボイスコイルモー
タと軸受を一体的に配置し、軸の回転自由度を拘束する
回り止め機構を軸および軸受間の外部（軸受ハウジング
の外部）に配置し、その構成を平面静圧気体軸受と平板
状のガイドによる単純な形状としたことにより、前記従
来例のコストや生産性の面での欠点を除くようにした。

【０００９】また、前記第２の目的を達成するため、本
発明によれば、可動体（軸）をロックする機構を設ける
ことにより前記軸及び軸受に損傷を与えるという従来例
の欠点を除くようにしたものである。即ち、本発明では
静圧気体軸受とボイスコイルモータにより軸を所定の位
置へ位置決めする直線駆動装置であって、静圧気体軸受
とこの静圧気体軸受により支持される軸とをボイスコイ
ルモータの磁気回路組立体内部に配置した直線駆動装置
において、軸の移動方向の自由度を拘束するロック機構
を設けている。

【００１０】また、前記第３の目的を達成するため、本
発明によれば、直動軸受とボイスコイルモータにより軸
を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置において、ボ
イスコイルモータのコイルに囲まれた閉空間から外部へ
通じる排気孔を設け、これにより該閉空間からの排気効
率を向上させるようにしている。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の実施例の部分断面図であり、
図２は図１のＸ矢視図である。１は円筒状の軸受ハウジ
ングである。２ａ、２ｂは軸受ハウジング１に焼ばめ等
の手段により嵌着されている円環状の多孔質軸受部材で
あり円周方向に排気溝３が設けられている。４は図のよ
うに軸受ハウジングの円周方向に複数個設けられた給気
溝である。５は軸、６は微小隙間である。７は軸受ハウ
ジング１に設けられた給気孔であり、図のように給気溝
４に連通している。８は軸受ハウジング１の外周面に設
けられた排気溝であり、排気孔９が連通している。Ａは
ボイスコイルモータの磁気回路組立体であり、ヨーク部
材１０およびマグネット１１で構成されている。１０ａ
は外ヨーク部材、１０ｂは内ヨーク部材である。磁気回
路組立体Ａには、例えば取付け部材１２が備わり、この
取付部材１２がボルト１３等により基台１４に固定され
る。磁気回路組立体Ａの内径部分に軸受ハウジング１が
嵌合され、ボルト１５により固定される。Ｂはボイスコ
イルモータのコイル組立体であり、コイルヘッド１６と
スリーブ及びコイル１７で構成されている。ボイスコイ
ルモータＣは磁気回路組立体Ａとコイル組立体Ｂで構成
される。１８はコイルヘッド１６に設けられた排気孔で
ある。コイルヘッド１６は軸５の一端に固定される。軸
５の他端にはヘッド部材１９が取付けられる。１９ａは
図示しない測定器等の取付け面である。Ｄはリニアエン
コーダであり、検出ヘッド２０とスケール２１とで構成
される。検出ヘッド２０は取付部材２２により、基台１
４に固定される。スケール２１はヘッド部材１９のスケ
ール取付部１９ｂに図示しない板ばね部材等により固定
される。２３は遮光部材である。

【００１２】Ｅは回り止めユニットであり、図３はその
部分断面図である。回り止めユニットＥは、ヘッド部材
１９に固定されたガイドブレート２４とその両側に所定
の微小隙間２５を介して配置された平板状の多孔質軸受
部材２６ａおよび２６ｂを保持する保持部材２７とで構
成される。２８は保持部材２７に設けられたポケット、
２９は給気孔である。

【００１３】図４は図２のＹ矢視図でエアシリンダ３０
の取付け部を示す。３０はエアシリンダ（例えば単動押
出し型）であり、ブラケット３１により軸受ハウジング
１に固定されている。３２はエアシリンダ３０のロッド
に設けられたクランプヘッド、３３はクランプ台であ
る。３４は板ばねであり、ヘッド部材１９に固定され、
図のようにクランプヘッド３２とクランプ台３３の間に
所定の隙間を介して配置される。

【００１４】上記構成において、軸受ハウジング１の給
気孔７より加圧気体を供給すると円環状の多孔質軸受部
材２ａ、２ｂを通過し、微小隙間６に噴出して軸５を軸
方向に移動可能に静圧支持する。微小隙間６に噴出した
加圧気体は、ヘッド部材１９側の軸受端部からは直接外
部へ排出されるとともに、他方の軸受端部及び排気孔
９、排気溝８を通って軸受ハウジング１からコイル組立
体Ｂに囲まれた閉空間Ｖへ排出され、その後、ヨーク部
材１０ａ及びマグネット１１とスリーブ１７との隙間ｈ
₁ 及びｈ₂ と、排気孔１８とから装置外部へ排出され
る。

【００１５】一方回り止めユニットＥにおいて、保持部
材２７の給気孔２９より加圧気体を供給すると平板状の
多孔質軸受部材２６ａ、２６ｂを通過して微小隙間２５
に噴出しガイドプレート２４を静圧支持して軸５の回転
自由度を拘束する。微小隙間２５に噴出した加圧気体は
軸受端部から外部へ排出される。ボイスコイルモータＣ
はリニアエンコーダＤからの位置信号に基づいて所定の
位置まで軸５を移動させる。エアシリンダ３０は通常
（加圧気体が供給され、装置が稼動状態にあるとき）は
図のような位置にクランプヘッド３２を突出させている
が、装置の誤動作又は人為的なミスにより加圧気体が供
給されなくなったときは、クランプヘッド３２が引き込
まれ、板３４をクランプし、軸５の軸方向の動きを拘束
する。

【００１６】次に、排気孔１８の直径ｄについて説明す
る。排気孔１８の個数をｎとすれば排気孔１８のコンダ
クタンスＣ₂ は数１式で表される。

【００１７】

【数１】そして、ヨーク部材１０ａ及びマグネット１１とスリー
ブ１７との隙間ｈ₁ 及びｈ₂ のコンダクタンスをＣ₁ と
すれば、トータルのコンダクタンスＣ₀ は、Ｃ₀ ＝Ｃ₁
＋Ｃ₂ で表される。

【００１８】閉空間Ｖへは軸受ハウジング１から気体が
排出されているが、コイル組立体Ｂ及び軸５の停止時
（位置決め完了時等）においては、閉空間Ｖの圧力と外
部（大気）の圧力はつり合っており、アキシャル方向の
位置決めに対する外乱はない。そして、ボイスコイルモ
ータＣにより軸５がある程度移動させられたときの閉空
間Ｖの単位時間当りの体積変化ΔＶに相当する流量Ｑ
が、コイル組立体Ｂが移動した瞬間に隙間ｈ₁ ，ｈ₂ 及
び排気孔１８から排出されるためには、閉空間Ｖにおけ
る圧力が、大気圧をＰ_a とすればΔＰ＝Ｐ_a ・Ｑ／Ｃ₀
で表される量ΔＰだけ変化する必要がある。このΔＰに
より生じる力によって、コイル組立体Ｂはアキシャル方
向に、閉空間Ｖのアキシャル方向の長さをＬとすればΔ
ｘ＝ΔＰ・Ｌ／Ｐ_aで表される量Δｘだけ移動されよう
とする。そしてこれが原因となってアキシャル方向の振
動が発生する。したがって、ｘ₀ をアキシャル方向の振
動の設計上の許容値とすれば、Δｘ＜ｘ₀ を満足するコ
ンダクタンスＣ₀ が得られるような隙間ｈ₁ ，ｈ₂ 及び
排気孔１８が必要である。そして一般に、ボイスコイル
モータＣのヨーク部材１０ａ及びマグネット１１とスリ
ーブ１７との隙間ｈ₁，ｈ₂ は、推力等によりある程度
限定されるため、必要なコンダクタンスＣ₀ を得るに
は、排気孔１８の直径ｄを設計条件に合わせて決定する
必要がある。排気孔１８が１個または同形のものが複数
個（ｎ個）ある場合、排気孔１８の直径ｄは、数２式で
表される。

【００１９】

【数２】ここで、ηは気体の粘性係数、ｌは排気孔１８の長さ
（≒コイルヘッド１６の厚さ）、ｐ_m はコイル組立体Ｂ
内部の圧力と外部の圧力の平均、ｎは排気孔１８の数
（ｎ＝１，２，３，…）である。

【００２０】一般に、位置決め装置におけるサーボ制御
システムの制御システムゲインを高くすることは、位置
決め精度、位置決め速度、外乱に対する制御系の安定性
等におけるサーボ性能を向上するために重要なことであ
り、そのために、通常の設計手法では、メカ系の固有振
動数ｆを、制御周波数ｆ₀ の３倍以上に設定する。ただ
し、メカ系の周波数特性（減衰特性）によっては、２倍
程度でも制御可能である。したがって、本発明における
直線駆動装置においても、メカ系に対して制御周波数の
２〜３倍以上の値の固有振動数となるような周波数特性
が要求される。コイル組立体Ｂ（ＶＣＭコイル）に囲ま
れた閉空間Ｖに排気孔１８を設ける際には、コイル組立
体Ｂと、軸受ハウジング１、多孔質軸受部材２ａ，２ｂ
等からなる直動軸受と、それによって支持される軸５と
により構成される系における固有振動数（送り系剛性）
は、稼動体の質量ｍ、減衰係数ｃ、および剛性ｋの関数
ｆ（ｍ，ｃ，ｋ）で表されるから、制御周波数をｆ₀と
するとｆ（ｍ，ｃ，ｋ）≧２ｆ₀ となる範囲内で形状、
寸法及び個数を決めなければならない。このｍ，ｃ，ｋ
は排気孔１８の形状、寸法、及び個数によって変化す
る。すなわち、排気孔１８の形状、寸法、及び個数の関
数と考えられるから、この固有振動数ｆ（ｍ，ｃ，ｋ）
の値により排気孔１８の形状、寸法、及び個数の上限値
が限定されることになる。

【００２１】ボイスコイルモータはもともと被駆動体を
ダイレクト駆動するのに最適なモータであり、設計上は
被駆動体の重心位置に合わせて配置するように工夫され
る。ボイスコイルモータのコイルは、被駆動体に取り付
けられ、被駆動体の一部となる。したがって、コイルの
重量のアンバランスが大きいと、被駆動体全体としての
重心位置がコイルに作用する推力に対して片寄った位置
になってしまう。そのため、排気孔１８の位置は、例え
ば、コイルヘッド１６に設ける場合、図５（ａ）および
（ｂ）に示すように、重量バランスのとれる位置とする
のが望ましく、また、設計上、どうしても偏荷重となる
場合は、図５（ｃ）に示すように、重力方向において、
駆動軸線よりも下側が重くなるように配置するのが望ま
しい。

【００２２】本実施例によれば、１）ボイスコイルモータＣの内部に軸と気体軸受が配
置されているため、駆動系の軸受に対するオーバーハン
グがなく、モーメント荷重が最小に抑えられるので高精
度な送りが可能となり、また装置の小型化が可能とな
る。

【００２３】２）リニアエンコーダＤを測定器等を取
りつける取付面１９ａに近づけた配置としたため温度変
化による軸の変形の影響を受けにくくなり高精度な送り
が可能となる。

【００２４】３）回り止めユニットを軸受ハウジング
１の外部に配置し、また平面静圧気体軸受と、平板状の
ガイドとで構成したことにより製造および組立調整作業
が簡単でかつ軸の送り精度、姿勢精度を劣化させずに回
転自由度を拘束することが可能となる。

【００２５】４）エアシリンダ３０によるロック機構
を設けたことにより、装置の誤動作および人為的ミスに
より加圧気体の供給が停止し軸と軸受が接触しても、軸
を固定できるようになり、軸受面及び軸表面の損傷を防
止することが可能となる。

【００２６】５）軸および軸受を断面円形状としたた
め部品点数が少なく、また隙間は部品精度により、管理
できるため組立調整作業が不要となり安価な装置ができ
る。

【００２７】６）排気孔１８を設けたことで、コイル
により囲まれる閉空間Ｖにおいて、排気効率が向上し、
位置決め駆動時における閉空間Ｖの体積変化に伴う圧力
変化によるコイル及び軸のアキシャル方向の変位が小さ
くなり、したがって、アキシャル方向の振動を小さく抑
えることができ、位置決め制度及び位置決め時間の向上
が可能となる。

【００２８】７）排気孔１８を設けるにあたり、メカ
系の固有振動数ｆが制御周波数ｆ₀に対して、ｆ≧２ｆ₀
となるように排気孔１８の形状、寸法、及び個数を決
めるようにしているため、メカ系の送り剛性を小さくす
ることなく制御指令に対してメカ系を十分に追従させる
ことができ、高精度で高速な位置決めが可能となる。図
６に他の実施例を示す。図１と同一部材については説明
を省略する。

【００２９】３５は磁性体からなる軸受ハウジングであ
りボイスコイルモータの磁気回路組立体Ｃの図１におけ
る内ヨーク１０ｂを兼ねている。上記構成によれば軸受
ハウジングが磁気回路組立体の一部を構成しているた
め、更に小型化が可能になる。尚以上の説明において気
体軸受は、多孔質軸受部材２ａ、２ｂ、２６ａ、２６ｂ
による多孔質絞りとしたが、自成絞り、表面絞り、オリ
フィス絞り等の他の絞り形式としてもよい。また、ロッ
ク機構は、エアシリンダによる方式に限らず他の方式で
もよい。

【００３０】図７は本発明の更に他の実施例を示す一部
断面図であり、図８は図７のＸ矢視図である。図１およ
び図２と同一の部材については説明を省略する。２０１
は直動軸受であるリニアボールベアリングであり、外筒
２０１ａ、鋼球２０１ｂ及び図示しない保持器等で構成
され、軸受ハウジング１に適当な隙間または予圧量をも
って嵌合されており、押え板２０２で固定される。２０
３はヘッド部材１９に固定されたガイドバー、２０４は
例えば玉軸受またはカムフォロア等の軸受であり基台１
４に固定された軸受台２０５に回転可能に固定される。
軸受２０４は、ガイドバー２０３に対して適当な予圧量
となるように位置調整されている。

【００３１】上記構成において、軸５及びヘッド部材１
９は、ガイドバー２０３と軸受２０４とにより回転方向
の自由度を拘束され、リニアエンコーダＤの位置信号に
基づいてボイスコイルモータＣにより直線駆動される。

【００３２】上記構成においては、直動軸受がリニアボ
ールベアリングであるため、静圧気体軸受の場合と異な
り、閉空間Ｖに対する気体の排出はない。しかしなが
ら、コイル組立体Ｂ及び軸５の停止時（位置決め完了時
等）において、閉空間Ｖの圧力と外部（大気）の圧力は
つり合っており、この状態から位置決め駆動されれば、
やはり、閉空間Ｖの体積変化ΔＶに相当する流量Ｑをコ
ンダクタンスＣ₀ なる隙間ｈ₁ ，ｈ₂ 及び排気孔１８か
ら排出させるためにはΔＰだけ圧力変化を生じることに
なる。したがって、ΔＰによるアキシャル方向変位Δｘ
と、許容値ｘ₀ との関係が、Δｘ＜ｘ₀ となるように排
気孔１８のコンダクタンスＣ₂ を求め、排気孔１８の径
を決定すれば、図１の実施例で説明したのと同様に、ア
キシャル方向の振動を抑制することができ、位置決め精
度及び位置決め時間の向上が可能となる。

【００３３】尚、以上の説明において排気孔１８の形状
は丸形状としたが、所望のコンダクタンスＣ₂ が得られ
れば、どのような形状でもかまわない。また、軸の断面
形状に関しては、上述した実施例においては、小型かつ
低コストを実現するため丸形状としたが、排気孔を設け
たことによる本発明の効果を得るためには、軸の断面形
状は多角形でもよい。また、適用し得る直線駆動装置
は、一軸に限らず二軸で構成されるものでもよい。すな
わち、ボイスコイルモータを駆動源とする直線駆動装置
全般に適用可能である。

【００３４】また、直動軸受は、転がり軸受や静圧気体
軸受に限らず、すべり軸受、静圧油軸受、磁気軸受等で
もかまわない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように静圧気体軸受とその
静圧気体軸受により支持される断面円形状の軸とを、ボ
イスコイルモータの磁気回路組立体の内部に配置し軸の
回転自由度を拘束する手段（回り止め機構）を軸および
軸受間の外部に配置しその構成を平面静圧気体軸受と平
板状ガイドによる単純な形状としたことにより、１）装
置全体を小型化することができ、２）製造および組立調
整作業が簡単な回転自由度拘束手段により安価でかつ高
精度な直線駆動装置が実現できる。

【００３６】また、静圧気体軸受とその静圧気体軸受に
より支持される断面円形状の軸とを、ボイスコイルモー
タの磁気回路組立体の内部に配置し可動体（軸）をロッ
クする機構を設けたことにより、１）装置全体を小型化
することができ、２）装置の誤動作および人為的ミス等
により、加圧気体の供給が停止し、軸と軸受が接近した
状態になったとき、装置に外力等が作用した場合でも、
軸が接触状態のまま移動することがなくなり、軸および
軸受の損傷を防止できる等の効果がある。

【００３７】また、ボイスコイルモータのコイルに囲ま
れた閉空間から外部へ通じる排気孔を設け、あるいはさ
らに、その排気孔が所定のコンダクタンスを有するよう
にしたため、閉空間からの排気効率を向上させ、位置決
め駆動時における閉空間の体積変化に伴う圧力変化によ
るコイル及び軸のアキシャル方向の変位を小さくし、ア
キシャル方向の振動を抑え、位置決め精度及び位置決め
時間を向上させる効果がある。また、メカ系の固有振動
数ｆが制御周波数ｆ₀ に対してｆ≧２ｆ₀ となるように
排気孔の形状、寸法及び個数の上限値を決めることによ
り、メカ系の送り剛性を低下させることなく、位置決め
精度及び位置決め時間を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる直線駆動装置の一部
断面構成図である。

【図２】図１のＸ方向矢視図である。

【図３】本発明の実施例に係わる回り止めユニット断
面図である。

【図４】図２のＹ方向矢視図である。

【図５】図１の装置の排気孔の配置の説明図である。

【図６】本発明の別の実施例に係わる直線駆動装置の
一部断面構成図である。

【図７】本発明のさらに別の実施例に係わる直線駆動
装置の一部断面構成図である。

【図８】図７のＸ方向矢視図である。

【図９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１；軸受ハウジング、２ａ，２ｂ；多孔質軸受部材、
５；軸、１８；排気孔、２４；ガイドプレート、２６
ａ、２６ｂ；多孔質軸受部材、２７；保持部材、３０；
エアシリンダ、３２；クランプヘッド、３３；クランプ
台、３４；板ばね、Ｃ；ボイスコイルモータ、Ｄ；リニ
アエンコーダ、Ｅ；回り止めユニット、ｈ₁ ，ｈ₂ ；隙
間、２０１；リニアボールベアリング。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静圧気体軸受とボイスコイルモータによ
り軸を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置であっ
て、静圧気体軸受と該静圧気体軸受により支持される軸
とをボイスコイルモータの磁気回路組立体内部に配置し
た直線駆動装置において、平面静圧気体軸受により軸ま
たはそれに固定される部材を静圧支持する回り止め機構
を設けたことを特徴とする直線駆動装置。
【請求項２】回り止め機構が軸受けハウジングの外部
に設けられていることを特徴とする請求項１の直線駆動
装置。
【請求項３】前記回り止め機構は、前記軸受ハウジン
グ外部の軸側に設けたガイドプレートと、該ガイドプレ
ートの両側を静圧支持する加圧流体の噴出手段とからな
ることを特徴とする請求項２の直線駆動装置。
【請求項４】静圧気体軸受の軸受ハウジングがボイス
コイルモータの磁気回路組立体のヨークを兼ねているこ
とを特徴とする請求項１の直線駆動装置。
【請求項５】静圧気体軸受とボイスコイルモータによ
り軸を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置であっ
て、静圧気体軸受と該静圧気体軸受により支持される軸
とをボイスコイルモータの磁気回路組立体内部に配置し
た直線駆動装置において、軸の移動方向の自由度を拘束
するロック機構を設けたことを特徴とする直線駆動装
置。
【請求項６】前記ロック機構がエアシリンダにより構
成されることを特徴とする請求項５の直線駆動装置。
【請求項７】前記エアシリンダは軸受ハウジング側に
固定され、前記静圧気体軸受への加圧気体の供給停止時
に前記軸側に固定された部材をクランプするように構成
したことを特徴とする請求項６の直線駆動装置。
【請求項８】静圧気体軸受の軸受ハウジングがボイス
コイルモータの磁気回路組立体のヨークを兼ねているこ
とを特徴とする請求項５の直線駆動装置。
【請求項９】直動軸受とボイスコイルモータにより軸
を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置であって、ボ
イスコイルモータのコイルに囲まれた閉空間から外部へ
通じる排気孔を設けたことを特徴とする直線駆動装置。
【請求項１０】前記直動軸受は静圧気体軸受であるこ
とを特徴とする請求項９の直線駆動装置。
【請求項１１】前記排気孔の形状及び寸法は、位置決
め駆動したときの、前記閉空間の単位時間当りの体積変
化に相当する流量Ｑと、この流量ＱがコンダクタンスＣ
₂ なる前記排気孔から排出されるための前記閉空間内部
の圧力変化ΔＰと、このΔＰにより生じる力により前記
コイル及び軸がアキシャル方向に移動させられる量Δｘ
と、前記直線駆動装置におけるアキシャル方向振動の設
計上の許容値ｘ₀ とから決定されることを特徴とする請
求項９の直線駆動装置。
【請求項１２】前記各パラメータ間には、大気圧をＰ
_a とすればＱ＝Ｃ₂・ΔＰ／Ｐ_a 、および前記閉空間の
アキシャル方向の長さをＬとすればΔｘ＝ΔＰ・Ｌ／Ｐ
_a なる関係が成り立ち、Δｘ＜ｘ₀ となるコンダクタン
スＣ₂ が得られるような前記排気孔の形状及び寸法であ
ることを特徴とする請求項１１の直線駆動装置。
【請求項１３】前記排気孔の形状、寸法及び個数は、
ボイスコイルモータのコイル、直動軸受、及びこれに支
持される軸とで構成される系の固有振動数ｆと、制御周
波数ｆ₀ との間にｆ≧２ｆ₀ なる関係が成り立つ範囲内
であることを特徴とする請求項９の直線駆動装置。
【請求項１４】前記直動軸受とこれにより支持される
軸とをボイスコイルモータの磁気回路組立体内部に配置
したことを特徴とする請求項９の直線駆動装置。
【請求項１５】前記直動軸受の軸受ハウジングがボイ
スコイルモータの磁気回路組立体のヨークを兼ねている
ことを特徴とする請求項９の直線駆動装置。