JPH09222318A

JPH09222318A - リニアモータ走行軸の位置検出機構

Info

Publication number: JPH09222318A
Application number: JP8053706A
Authority: JP
Inventors: Akira Nihei; 亮二瓶; Satoshi Kinoshita; 聡木下; Toshiro Watanabe; 敏朗渡邊
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】リニアモータ走行軸の位置検出機構におい
て、走行軸の走行ストロークが長くなった場合でも、位
置検出機構の管理，調整が容易とする。【解決手段】リニアモータ駆動機構によって移動部
（走行テーブル７２）を走行軸（走行レール７１）に沿
って移動させるリニアモータ走行軸において、少なくと
も移動部（走行テーブル７２）と走行軸（走行レール７
１）の固定側（ストッパ７３）との間に所定の張力で張
られたワイヤ２と、ワイヤ２との相対的変位量を検出す
るロータリーエンコーダ３とを備えることによって位置
検出機構１を構成し、ロータリーエンコーダ３によって
移動部（走行テーブル７２）の走行軸（走行レール７
１）に沿った移動量を検出し位置検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータによ
って駆動される走行軸の位置検出を行う位置検出機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】走行軸はロボットや工作機械等の機械装
置の動作範囲を拡大する移動手段として用いられおり、
この駆動源としてリニアモータが知られている。一般
に、リニーモータは、固定磁界発生手段と移動磁界発生
手段とを備え、相互の磁力の吸引と反発によって駆動を
行っている。このリニーモータは位置検出手段を機構上
備えていないため、走行軸の位置制御を行うためにはな
んらかの位置検出手段を設ける必要がある。

【０００３】リニアモータに設ける位置検出手段とし
て、従来リニアスケールやラック・ピニオン機構とロー
タリーエンコーダとを組み合わせた位置検出装置が知ら
れている。図１５は従来のリニアモータに設ける位置検
出手段を説明するための概略図である。図１５におい
て、リニアモータは、例えば複数個のマグネットを配置
して形成される固定磁界部７４と該固定磁界部７４に沿
って移動可能に設置された可動磁界部７５とを備え、固
定磁界部７４に沿って配置された走行レール７１上を可
動磁界部７５を設置した走行テーブル７２が走行ブロッ
ク７６で支持されながら移動するよう構成されている。

【０００４】そして、このリニアモータの走行テーブル
７２の位置を検出する手段として、リニアスケール機構
８あるいはラック・ピニオン機構９とロータリーエンコ
ーダ３との組み合わせが用いれる。なお、図１５では説
明の便宜上から両位置検出手段を一つのリニアモータに
設けた図を示している。

【０００５】リニアスケール機構８においては、走行レ
ール７１に沿って金属スケール等のスケール材８１を配
置し、該スケール材８１を走行テーブル７２側に設けた
検出器８２で検出して位置検出を行っている。また、ラ
ック・ピニオン機構９とロータリーエンコーダ３とを組
み合わせた機構では、走行レール７１に沿ってラック９
１を配置し、該ラック９１と噛み合うピニオン９２を走
行テーブル７２側に設けてラック・ピニオン機構９を構
成し、該ピニオン９２の回転量をロータリーエンコーダ
３で検出して位置検出を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のリニアモータの
位置検出機構では、走行軸の走行ストロークが長くなる
とそれに合わせて位置検出のための機構本体と長くなる
ため、位置検出機構の管理，調整が必要になるという問
題点がある。

【０００７】例えば、リニアスケールの場合において、
金属スケール等のスケール部材は一体物で形成されてい
るため、単位長の長さを持つ単位ユニットを複数個結合
して所定長のストロークを形成しているが、走行軸のよ
うにユニット単位に分割して設置位置に搬送し結合する
ことができない。また、仮にスケール部材を分割した場
合には、分割したユニットの結合部分においてスケール
部材相互の継ぎ目誤差を所定誤差内に収めるよう管理す
る必要があり、困難な作業となる。また、スケール部材
と検出器の測定ヘッドとの間のギャップが所定距離とな
るようギャップ管理を行う必要があり、面倒な調整を要
することになる。

【０００８】また、スケール部材が油やゴミ等で汚染さ
れた場合には、位置情報の精度が低下するおそれがあ
る。また、ラック・ピニオン機構とパルスエンコーダと
を組み合わせた位置検出機構では、単位ユニットを結合
して所定のストロークの走行軸を構成する場合には、複
数個のラックを継ぎ足して使用するためラックの設置時
に継ぎ目のピッチを管理する必要がある。

【０００９】また、ラック・ピニオン機構はその機構上
バックラッシュが存在するため、該バックラッシュによ
る検出誤差に対する対処が必要となり、また、ラックに
ゴミ等が付着した場合には位置検出に誤りが生じるおそ
れがある。さらに、ラックとピニオン間の潤滑を定期的
に管理する必要がある。また、リニアスケールおよびラ
ック・ピニオン機構とパルスエンコーダとの組み合わせ
のいずれの位置検出機構においても、ストロークの長大
化に伴って配設するスケール部材やラックが長くなって
価格が高価となるという問題点がある。

【００１０】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決して、走行軸の走行ストロークが長くなった場合で
も、位置検出機構の管理，調整が容易とすることができ
るリニアモータ走行軸の位置検出機構を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、リニアモータ
駆動機構によって移動部を走行軸に沿って移動させるリ
ニアモータ走行軸において、少なくとも移動部と走行軸
の固定側との間に所定の張力で張られたワイヤと、ワイ
ヤとの相対的変位量を検出するロータリーエンコーダと
を備えることによって位置検出機構を構成し、ロータリ
ーエンコーダによって移動部の走行軸に沿った移動量を
検出し位置検出を行うことができる。

【００１２】リニアモータ駆動機構は、走行軸に沿って
配置された固定側と走行軸に沿って移動する移動部とを
備え、固定磁界と移動磁界との間に発生する磁力の吸引
あるいは反発によって移動部を駆動する駆動機構であ
り、リニアモータ走行軸はこのリニアモータ駆動機構に
よる移動部の移動によって走行テーブル等を走行させ
る。

【００１３】位置検出機構は、移動部と走行軸の固定側
との間に所定の張力で張られたワイヤと、ワイヤとの相
対的変位量を検出するロータリーエンコーダとを備え、
移動部が移動すると、ワイヤ自体が移動したり、固定し
たワイヤに対して移動部が移動する。この移動量は移動
部の移動量に対応している。ロータリーエンコーダはワ
イヤとロータリーエンコーダとの相対的移動量を検出す
る検出手段であり、これによって、ワイヤ自体の移動量
やワイヤに対する移動部の移動量を検出する。したがっ
て、ロータリーエンコーダの検出量によって、移動部の
移動量を求めることができる。

【００１４】ワイヤは少なくとも移動部と走行軸の固定
側との間に張られるものであり、移動部を介して走行軸
の両側の固定端間に張る構成とすることもできる。ま
た、ワイヤに張力を与える機構はワイヤ巻取り機構とす
ることができ、巻取りバネによって一方向のトルクが付
与されたワイヤドラムにより構成することができる。

【００１５】ワイヤの取り付け位置は、例えば、ワイヤ
の一端を移動部に固定し、ワイヤの他端を走行軸の固定
側に固定したロータリーエンコーダに取り付ける構成と
したり、ワイヤの一端を走行軸の固定側に固定し、ワイ
ヤの他端を移動部に固定したロータリーエンコーダに取
り付ける構成としたり、ワイヤの一端を走行軸の固定側
に固定し、ワイヤの他端を走行軸の固定側に固定したロ
ータリーエンコーダに取り付け、ワイヤの中間部が移動
部を通過するよう取り付ける構成としたり、ワイヤの一
端を移動部に固定し、ワイヤの他端を走行軸の一方の固
定側に固定したロータリーエンコーダを介して他方の固
定側に固定する構成としたり、ワイヤの一端を移動部の
一方に固定し、ワイヤの他端を走行軸の一方の固定側に
固定したロータリーエンコーダを介して移動部の他方に
固定する構成としたり、ワイヤの一端を移動部の一方に
固定し、ワイヤの他端を走行軸の一方の固定側に固定し
た第１のロータリーエンコーダと走行軸の他方の固定側
に固定した第２のロータリーエンコーダを介して移動部
の他方に固定する構成としたり、ワイヤの一端を走行軸
の一方の固定側に固定し、移動部に設けたロータリーエ
ンコーダを介して走行軸の他方の固定側に固定する構成
とすることができる。

【００１６】また、ワイヤの一端を走行軸の一方の固定
側に固定し、移動部に設けたロータリーエンコーダを介
して走行軸の他方の固定側に固定する構成では、ワイヤ
をロータリーエンコーダに少なくとも一回巻回すること
によって、ワイヤの移動をロータリーエンコーダに伝達
したり、また、ワイヤをロータリーエンコーダに圧接す
ることによって、ワイヤに張力を付与するとともにワイ
ヤの移動をロータリーエンコーダに伝達することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図１は本発明のリニアモ
ータ走行軸の位置検出機構の第１の実施の形態を説明す
る概略斜視図であり、図２は第１の実施の形態の機構配
置を説明するための平面図である。

【００１８】図１，２において、リニアモータ走行軸
は、端部がストッパ７３で固定された走行レール７１と
該走行レール７１に沿って走行ブロック７６により移動
可能に支持された走行テーブル７２とを備え、走行レー
ル７１に沿って配置された固定磁界部７４と走行テーブ
ル７２に設けられた移動磁界部７５とによってリニアモ
ータ７が構成されている。固定磁界部７４は例えば複数
個のマグネットをつなぎあわせて形成することができ、
また、移動磁界部７５はコイルにより形成することがで
きる。そして、固定磁界部７４と移動磁界部７５が形成
する磁界によって形成される吸引力あるいは反発力を利
用して走行テーブル７２の移動を行う。なお、このリニ
アモータの機構およびその作用については周知であるた
め、ここでは詳細な説明を省略する。

【００１９】前記リニアモータ走行軸において、走行テ
ーブル７２の位置を検出する位置検出機構はワイヤ２と
ロータリーエンコーダ３とを備えており、ワイヤ２の一
端を移動部である走行テーブル７２の固定し、他端を走
行軸の固定側であるストッパ７３に固定したロータリー
エンコーダ３に取り付けた構成とし、走行軸の固定側に
設けたワイヤ巻取り機４（図１には示していない）によ
ってワイヤ２をロータリーエンコーダ３側に牽引して張
力を与えるものである。ワイヤ巻取り機４は、例えばワ
イヤ２を所定トルクで巻回して、繰り出したワイヤ２に
所定の張力を付与する。また、ロータリーエンコーダ３
はワイヤ２との相対変位量を検出する。

【００２０】したがって、ワイヤ２は走行テーブル７２
とロータリーエンコーダ３との間で張設され、走行テー
ブル７２が移動するとその移動量に対応してワイヤ巻取
り機４から繰り出し、あるいはワイヤ巻取り機４に巻き
取られる。繰り出されたワイヤ２あるいは巻取られるワ
イヤ２はロータリーエンコーダ３を通過するため、その
繰り出し量あるいは巻取り量はロータリーエンコーダ３
によって測定される。ワイヤ２はワイヤ巻取り機４によ
って常に張られた状態に維持されているため、走行テー
ブル７２の移動量とロータリーエンコーダ３に対するワ
イヤ２の相対変位量は一対一に対応している。そこで、
ロータリーエンコーダ３によってワイヤ２との相対変位
量を検出すると、この検出した変位量から走行テーブル
７２の移動量を検出することができ、さらに走行テーブ
ル７２の走行軸上での位置検出を行うことができる。

【００２１】また、走行テーブル７２の移動量はワイヤ
２の移動量によって検出することができ、該ワイヤ２の
敷設は走行レールや固定磁界部７４の継ぎ部分に影響さ
れることなく行うことができる。

【００２２】次に、本発明のリニアモータ走行軸の第２
の実施の形態について説明する。図３は本発明の第２の
実施の形態を説明する概略斜視図であり、図４は第２の
実施の形態の機構配置を説明するための平面図である。
図３，４において、リニアモータ走行軸の構成は、前記
図１，２の第２の実施の形態で示したものと同様である
ためここでの説明は省略する。

【００２３】リニアモータ走行軸において、走行テーブ
ル７２の位置を検出する位置検出機構は、ワイヤ２とロ
ータリーエンコーダ３とを備えており、ワイヤ２の一端
を走行軸の固定側であるストッパ７３に固定し、ワイヤ
２の他端を移動部である走行テーブル７２に固定したロ
ータリーエンコーダ３に取り付けた構成とし、走行テー
ブル７２に設けたワイヤ巻取り機４によってワイヤ２を
ロータリーエンコーダ３側に牽引して張力を与えるもの
である。また、ロータリーエンコーダ３はワイヤ２との
相対変位量を検出する。

【００２４】第１の実施の形態の位置検出機構では、ロ
ータリーエンコーダ３を固定側のストッパ７３に設置す
る構成であるのに対して、第２の実施の形態の位置検出
機構は、ロータリーエンコーダ３を走行テーブル７２側
に設置する点で相違する。なお、ワイヤ２，ロータリー
エンコーダ３，およびワイヤ巻取り機４の個々の構成は
前記第１の実施の形態に使用したものと同様のものを用
いることができる。

【００２５】第２の実施の形態の位置検出機構による作
用は、ほぼ第１の実施の形態の位置検出機構と同様であ
る。走行テーブル７２が移動すると、この移動に応じて
ワイヤ２が移動する。走行テーブル７２の移動量とロー
タリーエンコーダ３に対するワイヤ２の相対変位量は対
応しているため、ロータリーエンコーダ３によってワイ
ヤ２との相対変位量を検出すると、この検出した変位量
から走行テーブル７２の移動量を検出することができ、
さらに走行テーブル７２の走行軸上での位置検出を行う
ことができる。また、第１の実施の形態と同様に、走行
テーブル７２の移動量はワイヤ２の移動量によって検出
することができ、該ワイヤ２の敷設は走行レールや固定
磁界部７４の継ぎ部分に影響されることなく行うことが
できる。

【００２６】なお、ロータリーエンコーダ３で検出した
検出信号は、移動磁界部７５への供給線と同様の経路を
通って走行軸の外部に取り出すことができる。次に、本
発明のリニアモータ走行軸の第３の実施の形態について
説明する。図５は第３の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【００２７】図５において、リニアモータ走行軸の構成
は、前記第１，２の実施の形態で示したものと同様であ
るためここでの説明は省略する。リニアモータ走行軸に
おいて、走行テーブル７２の位置を検出する位置検出機
構は、ワイヤ２とロータリーエンコーダ３とを備えてお
り、ワイヤ２の一端を走行軸の固定側であるストッパ７
３に固定し、また、ワイヤ２の他端を同じ側のストッパ
７３に固定したロータリーエンコーダ３に取り付け、ワ
イヤ２の中間部を移動部である走行テーブル７２を通過
する構成とし、同じくストッパ７３に設けたワイヤ巻取
り機４によってワイヤ２をロータリーエンコーダ３側に
牽引して張力を与えるものである。走行テーブル７２に
プーリー５１を取り付け、該プーリー５１にワイヤ２の
中間部を掛けることよって、走行テーブル７２とストッ
パ７３との間にワイヤを張設する。また、ロータリーエ
ンコーダ３はワイヤ２との相対変位量を検出する。

【００２８】第１，２の実施の形態の位置検出機構で
は、走行テーブル７２とストッパ７３との間の１か所に
ワイヤ２を張設する構成であるのに対して、第３の実施
の形態の位置検出機構は、走行テーブル７２とストッパ
７３との間の２か所にワイヤ２を張設する点で相違す
る。なお、ワイヤ２，ロータリーエンコーダ３，および
ワイヤ巻取り機４の個々の構成は前記第１，２の実施の
形態に使用したものと同様のものを用いることができ
る。

【００２９】第３の実施の形態の位置検出機構におい
て、走行テーブル７２の移動とともにプーリー５１が移
動すると、この移動に応じてワイヤ２が移動する。ワイ
ヤ２の一端はストッパ７３に固定されているため、ワイ
ヤ２の他端におけるワイヤ巻取り機４では、走行テーブ
ル７２の移動量の２倍の長さのワイヤの繰り出しあるい
は巻取りが行われる。したがって、ロータリーエンコー
ダ３によってワイヤ２との相対変位量を検出すると、こ
の検出した変位量は走行テーブル７２の移動量の２倍の
量を検出することになる。さらに走行テーブル７２の走
行軸上での位置検出を行うことができる。したがって、
変位量に対して測定量を２倍とすることができ、測定精
度を向上させることができる。また、第１，２の実施の
形態と同様に、走行テーブル７２の移動量はワイヤ２の
移動量によって検出することができ、該ワイヤ２の敷設
は走行レールや固定磁界部７４の継ぎ部分に影響される
ことなく行うことができる。

【００３０】次に、本発明のリニアモータ走行軸の第４
の実施の形態について説明する。図６は第４の実施の形
態の機構配置を説明するための平面図である。図６にお
いて、リニアモータ走行軸の構成は、前記第１，２，３
の実施の形態で示したものと同様であるためここでの説
明は省略する。

【００３１】リニアモータ走行軸において、走行テーブ
ル７２の位置を検出する位置検出機構は、ワイヤ２とロ
ータリーエンコーダ３とを備えており、ワイヤ２の一端
を走行テーブル７２に固定し、また、ワイヤ２の他端を
走行軸の一方の固定側のストッパに固定したロータリー
エンコーダ３を介して他方の固定側のストッパに固定す
る構成とし、他方の固定側のストッパに設けたワイヤ巻
取り機４によってワイヤ２を牽引して張力を与えるもの
である。ワイヤ２の中間部分を一方の固定側のストッパ
に固定したロータリーエンコーダ３に掛けることよっ
て、走行テーブル７２とストッパとの間にワイヤを張設
する。また、ロータリーエンコーダ３はワイヤ２との相
対変位量を検出する。

【００３２】第１，２の実施の形態の位置検出機構で
は、走行テーブル７２とストッパ７３との間の１カ所に
ワイヤ２を張設する構成であるのに対して、第４の実施
の形態の位置検出機構は、ロータリーエンコーダ３を介
して走行テーブルとストッパとの間および両ストッパ間
の２か所にワイヤ２を張設する点で相違する。なお、ワ
イヤ２，ロータリーエンコーダ３，およびワイヤ巻取り
機４の個々の構成は前記第１，２，３の実施の形態に使
用したものと同様のものを用いることができる。

【００３３】第４の実施の形態の位置検出機構におい
て、ワイヤ巻取り機４による巻取りによって、両ストッ
パ間に張られたワイヤ２には張力が与えられ、さらに、
ロータリーエンコーダ３を介して走行テーブル７２とス
トッパ間に張られたワイヤ２に張力が与えられる。

【００３４】走行テーブル７２が移動すると、ワイヤ２
はロータリーエンコーダ３を介してワイヤ巻取り機４か
らの繰り出し、あるいは巻取りが行われる。このとき、
ロータリーエンコーダ３は、ワイヤ２の移動量を検出
し、さらに走行テーブル７２の走行軸上での位置検出を
行う。また、第１，２，３の実施の形態と同様に、走行
テーブル７２の移動量はワイヤ２の移動量によって検出
することができ、該ワイヤ２の敷設は走行レールや固定
磁界部７４の継ぎ部分に影響されることなく行うことが
できる。

【００３５】次に、本発明のリニアモータ走行軸の第５
の実施の形態について説明する。図７は第５の実施の形
態の機構配置を説明するための平面図である。図７にお
いて、リニアモータ走行軸の構成は、前記第１〜４の実
施の形態で示したものと同様であるためここでの説明は
省略する。

【００３６】リニアモータ走行軸において、走行テーブ
ル７２の位置を検出する位置検出機構は、ワイヤ２とロ
ータリーエンコーダ３とを備えており、ワイヤ２の一端
を走行テーブル７２に固定し、ワイヤ２の他端を走行軸
の一方の固定側のストッパに固定したロータリーエンコ
ーダ３を介し、さらに他方の固定側のストッパに取り付
けたプーリー５２を介して走行テーブル７２の他方に固
定する構成とし、走行テーブル７２に設けたワイヤ巻取
り機（図示していない）あるいはロータリーエンコーダ
３またはプーリー５２に取り付けた牽引装置（図示して
いていない）によってワイヤ２を牽引して張力を与える
ものである。ワイヤ２の一方の中間部分をロータリーエ
ンコーダ３に掛け、ワイヤ２の他方の中間部分をプーリ
ー５２に掛けることよって、走行テーブル７２とストッ
パとの間にワイヤ２を張設する。また、ロータリーエン
コーダ３はワイヤ２との相対変位量を検出する。

【００３７】第１，２の実施の形態の位置検出機構で
は、走行テーブル７２とストッパ７３との間の１か所に
ワイヤ２を張設する構成であるのに対して、第５の実施
の形態の位置検出機構は、ロータリーエンコーダ３およ
びプーリー５２を介して走行テーブルとストッパとの間
および両ストッパ間の３か所にワイヤ２を張設する点で
相違する。なお、ワイヤ２，ロータリーエンコーダ３，
およびワイヤ巻取り機４の個々の構成は前記第１〜４の
実施の形態に使用したものと同様のものを用いることが
できる。

【００３８】第５の実施の形態の位置検出機構におい
て、ワイヤ巻取り機によって張力を与える場合には、ワ
イヤ巻取り機による巻取りトルクによって両ストッパ間
およびストッパと走行テーブルとの間に張られたワイヤ
２に張力が与えられる。そして、走行テーブル７２が移
動すると、ワイヤ２は張られた状態でロータリーエンコ
ーダ３およびプーリー５２を介してワイヤ巻取り機から
の繰り出し、あるいは巻取りが行われる。

【００３９】また、牽引装置によって張力を与える場合
には、ロータリーエンコーダ３およびまたはプーリー５
２を図示しない牽引装置により図７の両外側に牽引する
ことによってワイヤ２に張力が与えられる。そして、走
行テーブル７２が移動すると、ワイヤ２は張られた状態
のままロータリーエンコーダ３およびプーリー５２を介
してトラック状の軌跡を描いて移動する。

【００４０】このとき、ロータリーエンコーダ３は、ワ
イヤ２の移動量を検出し、さらに走行テーブル７２の走
行軸上での位置検出を行う。また、第１〜４の実施の形
態と同様に、走行テーブル７２の移動量はワイヤ２の移
動量によって検出することができ、該ワイヤ２の敷設は
走行レールや固定磁界部の継ぎ部分に影響されることな
く行うことができる。

【００４１】なお、ワイヤに張力を与える牽引装置は、
ロータリーエンコーダ側あるいはプーリー側の何れか一
方の側あるいは両方の側に設けることができ、何れか一
方の側に設けた場合には、他方の側は走行軸に対して固
定する。次に、本発明のリニアモータ走行軸の第６の実
施の形態について説明する。図８は第６の実施の形態の
機構配置を説明するための平面図である。

【００４２】図８において、リニアモータ走行軸の構成
は、前記第１〜５の実施の形態で示したものと同様であ
るためここでの説明は省略する。リニアモータ走行軸に
おいて、走行テーブル７２の位置を検出する位置検出機
構は、ワイヤ２とロータリーエンコーダ３とを備えてお
り、ワイヤ２の一端を走行テーブル７２に固定し、ワイ
ヤ２の他端を走行軸の一方の固定側のストッパに固定し
た第１ロータリーエンコーダ３１を介し、さらに他方の
固定側のストッパに取り付けた第１ロータリーエンコー
ダ３２を介して走行テーブル７２の他方に固定する構成
とし、走行テーブル７２に設けたワイヤ巻取り機（図示
していない）あるいは第１，第２ロータリーエンコーダ
３１，３２に取り付けた牽引装置（図示していていな
い）によってワイヤ２を牽引して張力を与えるものであ
る。ワイヤ２の一方の中間部分を第１ロータリーエンコ
ーダ３１に掛け、ワイヤ２の他方の中間部分を第２ロー
タリーエンコーダ３２に掛けることよって、走行テーブ
ル７２とストッパとの間にワイヤ２を張設する。また、
ロータリーエンコーダ３はワイヤ２との相対変位量を検
出する。

【００４３】第６の実施の形態の位置検出機構は、第１
ロータリーエンコーダ３１，第２ロータリーエンコーダ
３２を介して走行テーブルとストッパとの間および両ス
トッパ間の３か所にワイヤ２を張設する点で、前記第５
の実施の形態は共通している。なお、ワイヤ２，ロータ
リーエンコーダ３，およびワイヤ巻取り機４の個々の構
成は前記第１〜５の実施の形態に使用したものと同様の
ものを用いることができる。

【００４４】第６の実施の形態の位置検出機構において
張力を与える手段は、第５の実施の形態と共通している
ためここでは説明を省略する。そして、走行テーブル７
２が移動すると、ワイヤ２は張られた状態のまま第１ロ
ータリーエンコーダ３１，および第２ロータリーエンコ
ーダ３２を介してトラック状の軌跡を描いて移動する。

【００４５】このとき、第１ロータリーエンコーダ３
１，および第２ロータリーエンコーダ３２は共に同じワ
イヤ２の移動量を検出し、該２つの測定値の平均値によ
りワイヤ２の移動量を求めることができる。さらに、こ
の測定した移動量によって走行テーブル７２の走行軸上
での位置検出を行う。この実施の形態ではワイヤ２の移
動量を２つのロータリーエンコーダによって測定し平均
値を得る構成とすることによって、測定誤差を減少させ
ることができる。

【００４６】また、第１〜５の実施の形態と同様に、走
行テーブル７２の移動量はワイヤ２の移動量によって検
出することができ、該ワイヤ２の敷設は走行レールや固
定磁界部の継ぎ部分に影響されることなく行うことがで
きる。

【００４７】次に、本発明のリニアモータ走行軸の第７
の実施の形態について説明する。図９は第７の実施の形
態の機構配置を説明するための平面図であり、図１１は
第７の実施の形態を説明するための一部断面を含む斜視
図であり、図１２は第７の実施の形態のワイヤ状態を説
明するための図である。図９において、リニアモータ走
行軸の構成は、前記第１〜６の実施の形態で示したもの
と同様であるためここでの説明は省略する。

【００４８】リニアモータ走行軸において、走行テーブ
ル７２の位置を検出する位置検出機構は、ワイヤ２とロ
ータリーエンコーダ３とを備えており、図９および図１
１に示すように、ワイヤ２の一端を走行軸の一方の固定
側のストッパに固定し、図１２（ａ）に示すように走行
テーブル７２に設けたロータリーエンコーダ３にワイヤ
２を巻回し、ワイヤ２の他端を走行軸の他方の固定側の
ストッパに固定する構成とし、固定側のストッパに設け
たワイヤ巻取り機（図示していない）によってワイヤ２
を牽引して張力を与えるものである。また、ロータリー
エンコーダ３はワイヤ２との相対変位量を検出する。な
お、ワイヤ２，ロータリーエンコーダ３，およびワイヤ
巻取り機の個々の構成は前記第１〜６の実施の形態に使
用したものと同様のものを用いることができる。

【００４９】第７の実施の形態の位置検出機構におい
て、走行テーブル７２が移動すると、ワイヤ２は張られ
た状態でロータリーエンコーダ３の回転部分を巻回しな
がら移動し、ワイヤ巻取り機からの繰り出し、あるいは
巻取りが行われる。

【００５０】このとき、ロータリーエンコーダ３は、ワ
イヤ２の移動量を検出し、さらに走行テーブル７２の走
行軸上での位置検出を行う。また、第１〜６の実施の形
態と同様に、走行テーブル７２の移動量はワイヤ２の移
動量によって検出することができ、該ワイヤ２の敷設は
走行レールや固定磁界部の継ぎ部分に影響されることな
く行うことができる。

【００５１】次に、本発明のリニアモータ走行軸の第８
の実施の形態について説明する。図１０は第８の実施の
形態の機構配置を説明するための平面図であり、図１１
は第８の実施の形態を説明するための一部断面を含む斜
視図であり、図１２は第８の実施の形態のワイヤ状態を
説明するための図である。図１０において、リニアモー
タ走行軸の構成は、前記第１〜７の実施の形態で示した
ものと同様であるためここでの説明は省略する。

【００５２】リニアモータ走行軸において、走行テーブ
ル７２の位置を検出する位置検出機構は、ワイヤ２とロ
ータリーエンコーダ３とを備えており、図１０および図
１１に示すように、ワイヤ２の一端を走行軸の一方の固
定側のストッパに固定し、図１２（ｂ）に示すように走
行テーブル７２に設けたロータリーエンコーダ３にワイ
ヤ２を圧接し、ワイヤ２の他端を走行軸の他方の固定側
のストッパに固定する構成とし、固定側のストッパに設
けたワイヤ巻取り機（図示していない）によってワイヤ
２を牽引して張力を与えるものである。また、ロータリ
ーエンコーダ３はワイヤ２との相対変位量を検出する。
なお、ワイヤ２，ロータリーエンコーダ３，およびワイ
ヤ巻取り機の個々の構成は前記第１〜７の実施の形態に
使用したものと同様のものを用いることができる。

【００５３】第８の実施の形態の位置検出機構におい
て、走行テーブル７２が移動すると、ワイヤ２は張られ
た状態でロータリーエンコーダ３の回転部分を押しなが
ら移動し、ワイヤ巻取り機からの繰り出し、あるいは巻
取りが行われる。

【００５４】このとき、ロータリーエンコーダ３は、ワ
イヤ２の移動に応じて回転して移動量を検出し、さらに
走行テーブル７２の走行軸上での位置検出を行う。ま
た、第１〜７の実施の形態と同様に、走行テーブル７２
の移動量はワイヤ２の移動量によって検出することがで
き、該ワイヤ２の敷設は走行レールや固定磁界部の継ぎ
部分に影響されることなく行うことができる。

【００５５】なお、前記第１〜第８の実施の形態におい
て、ロータリーエンコーダは例えばパルスコーダにより
構成するができ、この場合には変位量はパルス数によっ
て出力される。次に、前記実施の形態に適用することが
できるワイヤ巻取り機およびロータリーエンコーダの構
成について図１３，図１４を用いて説明する。

【００５６】図１３はロータリーエンコーダ３とワイヤ
巻取り機４とを結合した構成である。ワイヤ巻取り機４
は、ケース４１内にワイヤ２を巻回するワイヤドラム４
３と該ワイヤグラム４３にトルクを与える巻取りバネ４
２とを同軸上に配置し、該軸をベアリング４４およびベ
アリングナット４５によって回転支持している。ワイヤ
ドラム４３から繰り出されるワイヤ２は、プーリー４７
等のガイドを介して取り出される。巻取りバネ４２はワ
イヤ２をワイヤドラム４３に巻き取る方向にトルクを付
与している。

【００５７】ワイヤ巻取り機４の軸とロータリーエンコ
ーダ３の軸は、オルダム継ぎ手４６等を介して接続さ
れ、ワイヤドラム４３の回転はロータリーエンコーダ３
に伝達される。ロータリーエンコーダ３は、ワイヤ巻取
り機４の軸の回転量を測定することによってワイヤ２の
移動量を検出する。

【００５８】また、図１４はロータリーエンコーダ３と
ワイヤ巻取り機４とを分離した構成である。ワイヤ巻取
り機４は、第２ケース４１２内にワイヤ２を巻回するワ
イヤドラム４３と該ワイヤグラム４３にトルクを与える
巻取りバネ４２とを同軸上に配置し、第２ケース４１２
に対して回転支持している。一方、第１ケース４１１に
は、ベアリング４４およびベアリングナット４５により
プーリー５が回転可能に支持され、オルダム継ぎ手４６
を介してロータリーエンコーダ３と接続されている。

【００５９】ワイヤ巻取り機４のワイヤドラム４３から
繰り出されたワイヤ２は、プーリー５を介して走行テー
ブル等に向かって取り出される。巻取りバネ４２はワイ
ヤ２をワイヤドラム４３に巻き取る方向にトルクを付与
している。

【００６０】ワイヤ２がワイヤ巻取り機４のワイヤドラ
ム４３に巻き取られたり、あるいは繰り出されると、ワ
イヤ２の移動に伴ってプーリー５が回転する。ロータリ
ーエンコーダ３は、プーリー５の回転量を測定すること
によってワイヤ２の移動量を検出する。

【００６１】本発明の実施の形態によれば、リニアモー
タ走行軸のストロークが長大化した場合においても、ワ
イヤの長さを長くするだけで対応することができ、価格
の増加を抑えることができる。また、走行軸をユニット
の結合によって構成する場合であっても、走行軸の設置
場所においてユニットと位置検出機構との間の位置調整
を必要とせず、設置のための工数を削減することができ
る。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走行軸の走行ストロークが長くなった場合でも、位置検
出機構の管理，調整が容易とすることができるリニアモ
ータ走行軸の位置検出機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリニアモータ走行軸の位置検出機構の
第１の実施の形態を説明する概略斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を説明する概略斜視
図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図８】本発明の第６の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図９】本発明の第７の実施の形態の機構配置を説明す
るための平面図である。

【図１０】本発明の第８の実施の形態の機構配置を説明
するための平面図である。

【図１１】本発明の第７，８の実施の形態を説明するた
めの一部断面を含む斜視図である。

【図１２】本発明の第７，８の実施の形態のワイヤ状態
を説明するための図である。

【図１３】ワイヤ巻取り機およびロータリーエンコーダ
の構成図である。

【図１４】ワイヤ巻取り機およびロータリーエンコーダ
の構成図である。

【図１５】従来のリニアモータに設ける位置検出手段を
説明するための概略図である。

【符号の説明】

１位置検出機構２ワイヤ３，３１，３２ロータリーエンコーダ４ワイヤ巻取り機５，５１，５２，５３プーリー７リニアモータ８リニアスケール機構４１，４１１，４１２ケース４２巻取りバネ４３ワイヤドラム４４ベアリング４５ベアリングナット４６オルダム継ぎ手７１走行レール７２走行テーブル７３ストッパ７４固定磁界部７５移動磁界部７６走行ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リニアモータ駆動機構によって移動部を
走行軸に沿って移動させるリニアモータ走行軸におい
て、少なくとも移動部と走行軸の固定側との間に所定の
張力で張られたワイヤと、前記ワイヤとの相対的変位量
を検出するロータリーエンコーダとを備え、前記ロータ
リーエンコーダによって移動部の走行軸に沿った移動量
を検出し位置検出を行うことを特徴とするリニアモータ
走行軸の位置検出機構。
【請求項２】前記張力はワイヤ巻取り機構により与え
られることを特徴とする請求項１記載のリニアモータ走
行軸の位置検出機構。
【請求項３】前記ワイヤの一端を移動部に固定し、ワ
イヤの他端を走行軸の固定側に固定したロータリーエン
コーダに取り付けたことを特徴とする請求項１，又は２
記載のリニアモータ走行軸の位置検出機構。
【請求項４】前記ワイヤの一端を走行軸の固定側に固
定し、ワイヤの他端を移動部に固定したロータリーエン
コーダに取り付けたことを特徴とする請求項１，又は２
記載のリニアモータ走行軸の位置検出機構。
【請求項５】前記ワイヤの一端を走行軸の固定側に固
定し、ワイヤの他端を走行軸の固定側に固定したロータ
リーエンコーダに取り付け、ワイヤの中間部が移動部を
通過するよう取り付けたことを特徴とする請求項１，又
は２記載のリニアモータ走行軸の位置検出機構。
【請求項６】前記ワイヤの一端を移動部に固定し、ワ
イヤの他端を走行軸の一方の固定側に固定したロータリ
ーエンコーダを介して他方の固定側に固定したことを特
徴とする請求項１，又は２記載のリニアモータ走行軸の
位置検出機構。
【請求項７】前記ワイヤの一端を移動部の一方に固定
し、ワイヤの他端を走行軸の一方の固定側に固定したロ
ータリーエンコーダを介して移動部の他方に固定したこ
とを特徴とする請求項１，又は２記載のリニアモータ走
行軸の位置検出機構。
【請求項８】前記ワイヤの一端を移動部の一方に固定
し、ワイヤの他端を走行軸の一方の固定側に固定した第
１のロータリーエンコーダと走行軸の他方の固定側に固
定した第２のロータリーエンコーダを介して移動部の他
方に固定したことを特徴とする請求項１，又は２記載の
リニアモータ走行軸の位置検出機構。
【請求項９】前記ワイヤの一端を走行軸の一方の固定
側に固定し、移動部に設けたロータリーエンコーダを介
して走行軸の他方の固定側に固定したことを特徴とする
請求項１，又は２記載のリニアモータ走行軸の位置検出
機構。
【請求項１０】前記ワイヤはロータリーエンコーダに
少なくとも一回巻回することを特徴とする請求項９記載
のリニアモータ走行軸の位置検出機構。
【請求項１１】前記ワイヤはロータリーエンコーダと
圧接することを特徴とする請求項９記載のリニアモータ
走行軸の位置検出機構。
【請求項１２】前記ワイヤ巻取り機構は、巻取りバネ
によって一方向のトルクが付与されたワイヤドラムを備
えたことを特徴とする請求項２記載のリニアモータ走行
軸の位置検出機構。