JPS631359A - リニアモ−タのガイド機構 - Google Patents

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】 〔概要〕 本発明は、可動子と固定子の軌道面の間に、リテーナに
保持される転動体をはさみ、可動子を往復直線運ｉさせ
るリニアモータにおいて、可動子の往復回数の増大に伴
って生ずる転動体の位置ずれを防止することを目的とし
たもので、ラックとピニオンで強制的にリテーナの位置
を設定することにより、転動体の位置を間接的に規制す
るようにして目的の達成を図っている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、フロッピィディスクのヘッド駆動等に用いる
リニアモータに係り、特に、回転軸が可動子にも固定子
にも固定されない可動子支持用転動体について、可動子
往復直線運動回数の増大に伴う位置ずれを防止すること
ができるガイド機構に関する。

〔従来の技術〕

第４図に従来のリニアバルスモー夕の一例を示す。この
リニアパルスモータは、低消費電力化，小型化を目的と
して、本出願人により先に出願（特開昭６０−５５８５
２号公報）されたものである。図中、１は可動子、２は
固定子、３は永久磁石、４は励磁コイルである。

可動子１は、基板５にスケール６を接着して構成され、
スケール６は、Ｘ方向に伸び且つＸ方向と直交するＹ方
向にビッチｔで等間隔に形成された多数の歯７を有して
いる。この歯７は、スケール６をエッチング等により穴
あけすることにより形成される。

固定子２は、永久磁石３，励磁コイル４の外に磁極８，
９，１０．１１を備えている。これらの各磁極８．９，
１０．１１には、スケールの歯７と所定のギャップを介
して対向する歯１２が歯７と同ピッチで且つ同方向に伸
びて形成されて、磁極８，９．１０の歯１２は、磁極１
１の歯１２に対してそれぞれｔ／２、ｔ／４，３ｔ／４
の位相差をもっている。このリニアパルスモー夕の可動
子１は、ｌパルス当りｔ／４のステップ量でＹ方向に往
復直進運動する。

この場合の可動子１のガイド機構としてのギャップ保持
、リニアガイド用には、車輪（転がり軸受）１３．１４
が設けられている。各車輪は、固定子２に固定された軸
１５に回転自在に支持されスケール６の下面を支持し、
車輸１４に設けられたフランジ１６は、可動子１にＹ方
向に伸びて形成された溝１７に係合して可動子１をリニ
アガイドする役割を果している。

しかし、このような構造では、転がり軸受の単価が高い
ので、リニアパルスモー夕は高価なものになっていた。

そこで、この欠点を解消したガイド機構をもつ第５図及
び第６図のリニアパルスモークが提案されている。第５
図は分解斜視図、第６図は組立状態を示す側面図で、図
中、２１は可動子、２２は固定子、２３はガイド機構で
ある。

可動子２１は基板２４にスケール２５を接着して構成さ
れ、スケール２５は、多数の歯２６をビフチｔで等間隔
に備えている。歯２６はスケール２５をエッチングする
ことにより形成される。

又固定子２２は、非磁性体のフレーム２７に、永久磁石
２８と，励磁コイル２９と、磁極３０．３１，３２．３
３と、リニアガイド基板３４と、ニリアガイドばね板３
５とを設けて構成されている。磁極３０，３１，３２．
３３は歯３６を備えており、磁極３０，３１．３２の歯
３６は、磁極３３の歯３６に対してそれぞれｔ／２，ｔ
／４，３ｔ／４の位相差をもっている。

又ガイド機構２３は、ローラ（転動体）３７，３８と、
これらのローラ３７．３８を保持する樹脂モールド製の
リテーナ３９とにより構成されている。ローラ３７は、
フレーム２７の上面（軌道面）４０に位置して可動子２
１のスケール２５の下面（軌道面）４１を支持し、これ
により歯２６の端面と歯３６の端面の間には所定のギャ
ップが形成されている。ローラ３８は、可動子２１の基
板２４の側面４２と、フレーム２７に固定されたリニア
ガイド基板３４，リニアガイドばね板３５にそれぞれ係
合している。

このリニアパルスモー夕の可動子２１は、１バルス当り
、ｔ／４のステップ量で第６図の紙面と垂直方向に往復
直進運動する。この場合、ローラ３７，３８の軸線及び
リテーナ３９は可動子２１の移動距離の１／２だけ移動
する。このような機構は、フロッピィディスクのヘッド
駆動のように、リニアバルスモー夕の大きさに比べてス
トロークが比較的短い用途では安価で有利である。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかし、このようにガイド機構の転動体として軸が固定
されないローラを用いた場合、ローラにかかる力や、ロ
ーラの振動，軌道面からのローラの僅かな浮上等により
、可動子の往復直進運動回数が増加するにつれてローラ
の位置が次第にずれる。そして、このずれの累積により
、可動子がストロークの終端の位置に進んだときに、ロ
ーラが可動子と固定子の間から外れ、ギャソプ保持，リ
ニアガイドが機能しなくなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述の問題点を解決することのできるリニア
モータのガイド機構を提供するもので、せるリニアモー
タにおいて、前記リテーナに回転自在に支持されるピニ
オンを設けると共に、前記可動子及び固定子に、前記ピ
ニオンと噛合するラックをそれぞれ対向させた構成、或
いは、前記可動子又は前記固定子の何れ一方及び前記リ
テーナに、それぞれラックを対向させて設けると共に、
各ラックの間に該ラックと噛合するピニオンを設けた構
成を採用している。

〔作用〕

上記何れの構成の場合も、ラックとピニオンの噛合によ
り、可動子の動きに応じて常にリテーナの位置が設定さ
れる。これにより、間接的に転動体の位置が規制され、
従来のようにガイド機構がギャップ保持，リニアガイド
の機能を失うことはなくなる。

〔実施例〕

以下、第１図乃至第３図に関連して本発明の実施例を説
明する。

第１図及び第２図に第１の実施例を示す。

第１図はリニアモータのガイド機構を示す正面図、第２
図は同分解斜視図で、図中、５１は可動子、５２は固定
子、５３はガイド機構である。

可動子５１及び固定子５２は、第５図の可動子２１及び
固定子２２と略同様のもので、５４は基板、５５は歯５
６を備えたスケール、５７はフレーム、５８は永久磁石
、５９は励磁コイル、６０，６１，６２．６３は歯６６
を備えた磁極、６４はリニアガイド基板、６５はニリア
ガイドばね板である。

ガイド機構５３は、ローラ６７，６８　（転動体）と、
これらのローラ６７，６８を保持する樹脂モールド製の
リテーナ６９と、ピニオン７０と、ラック７１．７２と
より構成されている。ピニオン７０は、リテーナ６９の
溝７３に回転自在に支持される軸７４に固定され、ラソ
ク７１及びラツク７２は、基板５４の切欠５４ａの下面
及びフレーム５７の上面（軌道面）７６に取付けられて
ピニオン７０に噛合している。なお、スケール５５には
、切欠５４ａに対応する切欠５５ａが設けられている。

ローラ６７，６８の作用は、第５図の場合と同様で、ス
ケール５５の下面７５はローラ６７の軌道面である。

このリニアパルスモー夕の可動子５１は、１パルス当り
ｔ／４のステップ量で第１図の左右方向に往復直進運動
し、この運動時に、ローラ６７，６８の軸線及びリテー
ナ６９は可動子５１の移動距離の１／２だけ移動するが
、この場合、ピニオン７０の軸７４が可動子５１の動き
に伴うリテーナ６９の位置を規制する。このリテーナの
位置規制により、間接的にローラ６７，６８は位置を規
制されてずれが防止される。このずれ防止効果は、この
ガイド機構を用いて全ストロークを３００万回往復させ
た実験で確認されている。

なお、本発明のガイド機構におけるピニオンとラックは
、通常の変位伝達機構と異なり、ローラがずれ始めたと
きに、ずれを修正し抑制するものである。従って．，ロ
ーラがずれたときのみラックとピニオンが噛合して抑制
力を発揮するように噛合の遊びを大きくとっておく。こ
れにより、過大な摩擦力は作用せず、しかもラックとピ
ニオンの製作，組立精度の許容範囲が広《なり、簡単で
安価な機構とすることができる。

又、上述のリニアパルスモークの応用例として、可動子
のスケールにエッチング等による穴あけでラックを作り
、固定子のフレームに転造等によるラックを作り込むこ
とも考えられる。この場合、ピニオンは、第１，２図と
同様に可動子と固定子の間にはさむことになり、リテー
ナには、第１，２図のようにピニオンの軸を回転自在に
支持する溝を設ける。この構造の場合は、第１．２図の
ものに比べてラックの製作，接着が省略できるので、価
格を低減することができる。

第３図に第２の実施例を示す。

第３図はリニアモータのガイド機構を示す正面図で、図
中、８１は可動子、８２は固定子、８３はガイド機構で
ある。

可動子８１は、基板８４とスケール８５とよりなり、ス
ケール８５は、それぞれ穴あけにより形成される歯とラ
ック８６とを備えている。ラフク８６の形成は歯の形成
と同時にエッチング等により容易に行うことができる。

固定子８２は、第２図の場合と同様の構成のもので、８
７はフレーム、８８は励磁コイル，９１（８９），９０
　　（９２）はそれぞれ歯を備えた磁極である。

ガイド機構８３は、ローラ（転動体）９３と、第２図の
ローラ５６８に相当する図示されないローラ（転動体）
と、これらのローラを保持する樹脂モールド製のリテー
ナ９４と、ピニオン９５とを備えている。リテーナ９４
はラック９６が形成され、ピニオン９５は、ラック８６
とラック９６にはさまれてこれらと係合している。ラソ
ク９６は、リテーナ９４を樹脂モールドで形成する際に
作り込むことができる。

上述の説明では、スケール８５を穴あけしてラソク８６
を形成する例について述べたが、固定子８２側に転造等
によりラックを作り込むようにしても良い。この場合は
、リテーナに作り込んだラック（第３図と反対の可動子
側に形成）と固定子のラックの間にピニオンをはさむこ
とになる。

本例の場合は、前例と同様の効果を奏することができ、
しかもラックの製作，接着が省略できるので一層安価に
なる。

以上．第１，第２の実施例について説明したが、これら
の何れの場合も、２つのリテーナを接続すれば、ラック
とピニオンは１組で良いことになり、更に安価になる。

本発明は、リニアパルスモー夕だけではなく、他の種類
のリニアモータ，メカニカルステージ等の転動体を用い
た直進運動機構にも適用可能である． 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、ラックとピニオン
の保合によりリテーナの動きを規制するので、間接的に
ローラの動きが規制され、可動子が多数回往復直進運動
してもローラずれが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のリニアモータのガイド
機構を示す正面図、第２図は同分解斜視図、第３図は本
発明の第２の実施例のりニアモータのガイド機構を示す
正面図、第４図は従来のリニアモータの構造を示す斜視
図、第５図は従来の他のニリアモー夕の構造を示す分解
斜視図、第６図は同側面図で、 図中、５１．８１は可動子、５２．８２は固定子、５３
．８３はガイド機構、６７．６８．９３はローラ（転動
体）、６９．９４はリテーナ、７０．９５はピニオン、
？１，７２．８６．９６はラック、７５．７６は軌道面
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動子（５１）と固定子（５２）の軌道面（７５
   、７６）の間にリテーナ（６９）に保持される転動体（
   ６７）をはさみ、該可動子（５１）を往復直進運動させ
   るリニアモータにおいて、前記リテーナ（６９）に回転
   自在に支持されるピニオン（７０）を設けると共に、 前記可動子（５１）及び固定子（５２）に、前記ピニオ
   ン（７０）と噛合するラックをそれぞれ対向させて設け
   たことを特徴とするリニアモータのガイド機構。
2. （２）、可動子（８１）と固定子（８２）の軌道面の間
   に、リテーナ（９４）に保持される転動体（９３）をは
   さみ、該可動子（８１）を往復直進運動させるリニアモ
   ータにおいて、 前記可動子（８１）又は前記固定子（８２）の何れか一
   方及び前記リテーナ（９４）にそれぞれラックを対向さ
   せて設けると共に、 前記各ラックの間に該各ラックと噛合するピニオン（９
   ５）を設けたことを特徴とするリニアモータのガイド機
   構。