JPH0635152Y2 - リニアモータの試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、超精密加工機械や半導体製造装置などを駆動
するためのリニアモータの推力（静推力）を測定するリ
ニアモータの試験装置に関する。

〔従来の技術〕

リニアモータを使用した上記の加工機械や製造装置で
は、リニアモータの推力をあらかじめ測定し、その測定
結果に基づいて精度の高い制御を行う必要がある。

第３図はこの推力測定用試験装置の従来例の構成を示
す。固定部２および可動部３によってリニアモータ１が
構成されている。固定部２および可動部３には磁石およ
び巻線（いずれも図示せず）が対向配置されており、巻
線に給電することで可動部３がリニアモータ１の推力方
向（矢印方向）に移動する。この可動部３には送りねじ
15およびハンドル16からなる送り機構17が一直線上に連
結されていると共に、送りねじ15の回転で推力方向に移
動するヘッド８が取り付けられている。そして、ヘッド
８に対向してスケール７が配設されており、これらヘッ
ド８およびスケール７によって位置検出器６が構成され
ている。また、リニアモータ１の可動部３と送りねじ15
との間には荷重変換器５が設けられてリニアモータ１の
推力を測定するようになっている。この荷重変換器５の
測定データは増幅器18を介してXYレコーダ19のＹ軸端子
に入力され、一方、位置検出器５のヘツドの移動データ
はXYレコーダ19のＸ軸端子に入力され、これらの入力に
よってXYレコーダ19がデータ収録を行う。20は可動部３
に電流を供給する電源である。

以上の試験装置を使用してリニアモータ１の推力を測定
する方法を説明する。

リニアモータ１の巻線に所定の電流を供給する。この
給電は測定条件によっては行わなくても良い。

ハンドル16を操作してリニアモータ１の可動部３を移
動させ、可動部３と固定部２の相対位置を任意に変化さ
せる。

この可動部３の移動をヘッド８およびスケール７から
なる位置検出器６で測定する一方、リニアモータ１の推
力を荷重変換器５によって測定し、これらの測定データ
をXYレコーダによって収録する。

なお、上記測定手順においては、位置検出器６をコン
ピュータ（図示せず）に接続し、同検出器６の出力をも
とにしてコンピュータで電源20の出力を制御することに
より可動部３の位置に対応した電流を供給するようにし
ても良い。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし従来の試験装置では、リニアモータ１の大きさや
その支持機構が相違した場合に、以下のような問題点を
生じる。

従来装置ではリニアモータ１と送り機構17が推力方向
に一直線上に配置されているため、送り機構17の送り方
向、荷重変換器５の推力検出方向およびリニアモータ１
の推力方向を同芯上に合わせて送るのが困難であると共
に、これらの３つの方向が合っていなければ測定推力に
誤差が生じる。また試験装置全体をリニアモータ１の有
効ストロークに比べて２倍以上、長くする必要があり、
コンパクト化に限界がある。

リニアモータ１の大きさや支持機構が相違する度に、
荷重変換器５と送り機構17との高さ調整が必要となり、
操作が面倒となる。

第３図に示すような位置検出器６のヘッド８の配置で
は荷重変換器５のひずみによる力検出方向の変位置を検
出することができない。このためリニアモータ１の固定
部２と可動部３の相対位置を正確に検出することができ
ない。

ここにおいて本考案は、大きさや支持機構が異なったリ
ニアモータに対しても、位置および推力を簡単且つ高精
度に測定でき、しかもコンパクト化および自動測定化が
可能なリニアモータ試験装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本考案は、移動テーブルと測定テー
ブルとを重ね合わせた構造とし、測定テーブルとリニア
ガイドをリニアモータの支持機構としたものであり、リ
ニアモータの推力方向と同一方向に移動可能な移動テー
ブル上に、摩擦力がほぼ零となる測定テーブルをリニア
ガイドを介して設け、その測定テーブルと移動テーブル
間に荷重変換器を取付けさらに、この測定テーブル上に
リニアモータの可動部または固定部のいずれか一方を支
持するようにしたものである。この場合、測定テーブル
の移動量を検出する位置検出器は同テーブルに取り付け
る。

〔作用〕

上記構成では、移動テーブルを送り機構とし、測定テー
ブルとリニアガイドを支持機構とすることにより、これ
らの機構が並列となる。従って送り機構の送り方向と、
荷重変換器の力検出器と、リニアモータの推力方向の３
方向を容易に合わせることができるようになっている。

〔実施例〕

以下、本考案を添付図面を参照して具体的に説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す。基台４上に移動テー
ブル11と、測定テーブル13とが設けられている。移動テ
ーブル11はサーボモータ９によって回転するボールねじ
10が下端部に螺合しておりボールねじ10の回転によって
一定方向に移動するようになっている。このため、サー
ボモータ９とボールねじ10は送り機構を構成する。この
場合、送り機構9,10による移動テーブル11の送り方向は
リニアモータ１の推力方向と同一方向である。

測定テーブル13はこの移動テーブル11上にリニアガイド
12を介して設けられており、移動テーブル11とは摩擦力
がほぼ零となるように取り付けられている。この測定テ
ーブル13上には測定対象となるリニアモータ１の可動部
３が固定されている。リニアモータ１の固定部２は可動
部３上に位置するように基台４のサポート部14に固定さ
れている。従って、リニアモータ１の駆動によって測定
テーブル13はその推力方向の力を受ける。このような構
成では測定テーブル13とリニアガイド12はリニアモータ
１の支持機構となっており、この測定テーブル13が移動
テーブル11上に設けられることで支持機構と送り機構は
並列に位置している。そして測定テーブル13の一端には
位置検出器６のヘッド８が取り付けられる一方、位置検
出器６のスケール７は基台４側に設けられており、測定
テーブル13の移動量が検出されるようになっている。さ
らに、測定テーブル13と移動テーブル11との間には荷重
変換器５が取り付けられている。

以上のような構成では、送り機構によって移動する移動
テーブル11上にリニアモータ１の支持機構である測定テ
ーブル13とリニアガイド12が設けられると共に、これら
のテーブル11,13の間に荷重変換器５が取り付けられて
いるため、送り機構と支持機構とが並列となっており、
送り機構の送り方向、荷重変換器の力検出方向およびリ
ニアモータ１の推力方向を合わせることが容易となると
共に、装置全体も短くなる。また、リニアモータ１が測
定テーブル13とリニアガイド12に支持されているため、
荷重変換器５と送り機構9,10との高さ調整も不要とな
る。さらには荷重変換器５のひずみによる力検出方向の
変位置も検出できるため、リニアモータ１の固定部２と
可動部３の相対位置を正確に検出することができる。

第２図は本考案の別の実施例を示し、前記実施例と同一
の要素は同一の符号を付して対応させてある。この実施
例では、測定テーブル13の一端面側の基台４上のポール
23が設けられ、このポール23と測定テーブル13とにギャ
ップセンサ21取り付けられている。ギャップセンサ21は
測定テーブル13の移動量を検出するものであり、前記実
施例における位置検出器６と同様な作用を行う。また、
測定テーブル13の他端面側の基台４上にもポール23が立
設され、このポール23と測定テーブル13との間にばね22
が取付けられており、これにより荷重変換器５に予圧が
与えられている。さらに移動テーブル11の送り機構であ
るサーボモータ９にはロータリエンコーダ24が取り付け
られてサーボモータ９の回転が検出されている。

このような構成では、ロータリエンコーダ24から出力さ
れる位置信号おびギャップセンサ21から出力される移動
テーブル11と測定テーブル13との間の変位信号の和によ
って、リニアモータ１の固定部２と可動部３の正確な相
対位置を検出することができる。また、荷重変換器５は
ばね22によって予圧を与えられているため、リニアモー
タ１の推力の零点における力検出誤差を取り除くことが
できる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は、送り機構によって送られ
る移動テーブル上にリニアモータの支持機構となる測定
テーブルとリニアガイドを設けたので、大きさの異なる
リニアモータに対しても位置および推力を簡単に、しか
も精度良く測定できると共に、コンパクトとなる。ま
た、コンピュータによって移動テーブルの移動およびリ
ニアモータの電源を制御することも容易であり、自動測
定も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本考案の一実施例を示す正面図
および側面図、第２図は別の実施例を示す正面図、第３
図は従来装置を示す正面図である。 １……リニアモータ、２……固定部、３……可動部、５
……荷重変換器、６……位置検出器、７……スケール、
８……ヘッド、９……サーボモータ、10……ボールね
じ、11……移動テーブル、12……リニアガイド、13……
測定テーブル、21……ギャップセンサ、24……ロータリ
エンコーダ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】位置および速度を制御され、リニアモータ
   の推力方向と同一方向に移動可能な移動テーブルと、 この移動テーブルとの摩擦力がほぼ零となるようにリニ
   アガイドを介して同テーブル上に設けられ、前記リニア
   モータの推力方向に移動可能な測定テーブルとを備え、 前記測定テーブル上に前記リニアモータの可動部または
   固定部のいずれか一方が支持されていることを特徴とす
   るリニアモータの試験装置。
2. 【請求項２】前記測定テーブルは、前記推力方向への移
   動を検出する位置検出器を備えている請求項第１項記載
   のリニアモータの試験装置。
3. 【請求項３】前記測定テーブルは、前記推力方向への移
   動を検出するギャップセンサを備えている請求項第１項
   記載のリニアモータの試験装置。