JP2000065179A - リニアモーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置構成を簡略化し、小型化を図る。 【解決手段】 円筒形状をなすローター９の中で回転し
なが軸方向に移動自在となるようにシャフト３を設け、
そのローター９をハウジング１５にベアリング１１、ベ
アリング１３を介して回転自在に支持すると共に、該ロ
ーター９の周面にマグネット１７を設け、そのマグネッ
ト１７に対向してハウジング１５の内周面にコイル１９
をコア２１に巻回してなるコイル部２３を配置して、上
記コイル１９への通電によりローター９を回転させてシ
ャフト３を進退するように構成したリニアモーターにお
いて、ローター９の回転数を検出するエンコーダー２７
を、ハウジング１５の外側面に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転運動を直線運
動に変換するようにしたリニアモーターに関し、詳細に
は、小型で装置構成の簡略化が図れるリニアモーターに
関する。

【０００２】

【従来の技術】回転運動を直線運動に変換するようにし
たリニアモーターとしては、例えば、特公平８−２１６
１号公報等に開示されたものが提案されている。

【０００３】かかるリニアモーターは、図４及び図５に
示すように、内部が気密状態とされた円筒形状をなすケ
ーシング１０１と、このケーシング１０１内にベアリン
グ１０３、１０５を介して回転自在に支持される中空状
の回転軸１０７と、この回転軸１０７内に挿通されると
共に該回転軸１０７との間に多数のボール１０９を介し
て一軸方向に移動自在とされるボールねじ軸１１１と、
回転軸１０７の外周面に設けられた複数のマグネット１
１３と、このマグネット１１３と対向するケーシング１
０１の内周面に設けられた、鉄心１１５にコイル１１７
が巻回されたモータ固定子１１９と、回転軸１０７の回
転数を検出するエンコーダー１２１とで構成されてい
る。

【０００４】上記構成のリニアモーターにおいては、上
記各コイル１１７に電流を流して順次励磁することによ
って、上記マグネット１１３が鉄心１１５に磁気吸着さ
れて回転軸１０７が回転するようになっている。そし
て、この回転軸１０７の内部に挿入されたボールねじ軸
１１１は、上記回転軸１０７が回転することによって、
上記ボール１０９を介して該回転軸１０７の回転運動が
ボールねじ軸１１１の直線運動に変換されて、該回転軸
１０７に対して相対的に一軸方向（回転軸１０７の軸方
向）に移動する。

【０００５】ところで、上記リニアモーターにおいて
は、塵埃等の付着やモータ部の発熱による回転軸１０７
の熱膨張の影響でエンコーダー１２１の検出精度が低下
しないように、一方のベアリング１０５を挟んでモータ
部と反対側に気密空間を形成し、そこにエンコーダー１
２１を収容している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ケーシング１
０１内にエンコーダー１２１を収容したのでは、リニア
モーター自体が大型化するばかりでなく、該エンコーダ
ー１２１を上記気密空間内に取り付けるための取付ステ
ー等の部品が多数必要となり、装置構成が煩雑となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、ローターの回転数を検出する回転検
出手段を、ハウジングの内部ではなく、該ハウジングの
外側面に設けるようにした。このように、ハウジングの
外側面に回転検出手段を設ければ、リニアモーターの装
置構成を簡略化することができると共に小型化も図れ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態は、本発明のリニアモーターを、折曲げ加工
機の上部テーブルを昇降自在とする駆動源に適用したも
のである。 ＜リニアモーターの構成＞本実施形態のリニアモーター
は、ローターを回転させた回転力で、該ローターの中に
設けた送りねじ構造によるシャフトを、該ローターの軸
方向、すなわち一軸方向に移動自在としたものである。

【０００９】本実施形態のリニアモーターは、図１に示
すように、ねじ部である雄ねじ１が形成されたシャフト
３と、該シャフト３を貫通孔５に挿通させると共に、該
雄ねじ１を螺合させる被ねじ部であるボール転走溝７が
前記貫通孔５の内周面５ａに形成された円筒形状のロー
ター９と、該ローター９を、軸受けである第１のベアリ
ング１１及び第２のベアリング１３を介してその内部に
おいて回転自在に支持するハウジング１５ａ、１５ｂ、
１５ｃと、前記ローター９の外周面に設けられた複数個
のマグネット１７、及び前記マグネット１７と対向する
前記ハウジング１５ａの内周面に複数個設けられた、コ
イル１９をコア２１に巻回してなるコイル部２３とから
なる駆動源部２５と、前記ハウジング１５ｂの外側面に
設けられた、前記ローター９の回転数を検出する回転検
出手段であるエンコーダー２７とを備えている。

【００１０】上記シャフト３は、図１に示すように、複
数のボール２９を介して上記ボール転走溝７と螺合する
スパイラル形状をした突条の雄ねじ１を有した、ボール
ねじとして形成されている。逆の見方をすれば、かかる
シャフト３は、雄ねじ１の突条部の間に前記ボール２９
を転走案内するスパイラル状のボール転走溝３１を有し
ている。なお、上記雄ねじ１は、シャフト３の全体長さ
の略半分の部分に亘って形成されている。

【００１１】上記シャフト３は、上記ローター９が回転
することにより、その回転力がそれぞれのボール転走溝
７、３１間に介在された複数個のボール２９に伝達さ
れ、そのボール２９に伝達された力によって該シャフト
３が直線運動をするようになされている。従って、上記
シャフト３は、上記ローター９内において該ローター９
に対して相対的に軸方向（図１中矢印Ｙ方向）に移動自
在とされる。

【００１２】上記ローター９は、図１に示すように、上
記シャフト３を貫通孔５に挿通させる円筒形状をなす筒
体として形成されている。そして、その貫通孔５の内周
面５ａには、前記ボール２９を介して雄ねじ１が螺合す
るボール転走溝７がスパイラル形状に形成されている。
かかるボール転走溝７は、貫通孔５の全体に形成されて
いるのではなく、一方の開口側寄りの内周面５ａに形成
されている。

【００１３】そして、上記ローター９は、上記ハウジン
グ１５ａ、１５ｂにそれぞれ固定された第１のベアリン
グ１１と二つの第２のベアリング１３とによって軸回り
方向（図１中Ｘ方向）に回転自在に支持されている。第
１のベアリング１１は、ラジアルボールベアリングとさ
れており、上記ボール転走溝７が形成されるローター９
の一方端寄りの位置に設けられている。第２のベアリン
グ１３は、アンギュラボールベアリングとされており、
上記ローター９の他端寄りの位置にベアリング同士が重
ねて設けられている。

【００１４】なお、ローター９は、その後端部にロック
ナット３５がねじ込まれることによって、上記ハウジン
グ１５ａから抜け出ないようになされている。

【００１５】上記ハウジング１５ａ、１５ｂ、１５ｃ
は、３つのパーツから構成されており、後述の駆動源部
２５を配置させる円筒形状のモーターハウジング１５ａ
と、このモーターハウジング１５ａの上下にそれぞれ設
けられた高さの低い扁平な円筒体として形成される上ハ
ウジング１５ｂと下ハウジング１５ｃとから構成されて
いる。上ハウジング１５ｂ及び下ハウジング１５ｃは、
共にモーターハウジング１５ａに対して締結ボルト３３
によって結合されている。

【００１６】なお、下ハウジング１５ｃは、第２のベア
リング１３の脱落を防止するベアリング押さえとして機
能するようになっている。

【００１７】上記駆動源部２５は、図１に示すように、
上記ローター９を回転させる駆動源として機能するもの
で、上記ローター９の外周囲に設けられた複数個のマグ
ネット１７、及びそのマグネット１７と対向するハウジ
ング１５ａの内周面に複数個設けられた、コイル１９を
コア２１に巻回してなるコイル部２３とから構成されて
いる。

【００１８】上記マグネット１７は、いわゆる棒磁石か
らなり、所定間隔を置いてローター９の外周囲に複数個
取り付けられている。上記コイル部２３は、上記マグネ
ット１７と対向して上記モーターハウジング１５ａの内
周面に複数個設けられている。かかるコイル部２３は、
鉄心２１に巻線であるコイル１９を複数巻回することに
より形成された構成とされている。上記コイル１９に
は、図示しない制御装置によって制御された電源により
所定向きの電流が通電されるようになされている。

【００１９】上記コイル部２３のコイル１９に電流が通
電されると、当該コイル部２３には磁界が発生し、その
通電されたコイル部２３と相対向する位置に配置された
マグネット１７が当該コイル部２３によって磁気吸引さ
れる。従って、各コイル部２３のコイル１９に順次電流
を通電することで、上記磁気吸引によって上記ローター
９が回転する。

【００２０】上記エンコーダー２７は、上記ローター９
の回転数を検出するためのものであり、上記上ハウジン
グ１５ｂの外側面に設けられている。かかるエンコーダ
ー２７は、上記上ハウジング１５ｂの外側面に固定され
た取付ステー３７に取り付けられており、上記ローター
９の一端部に取り付けられたプーリー４１と該エンコー
ダー２７のプーリー３９との間に掛けられたタイミング
ベルト４３によって、当該ローター９の回転数を検出す
るようになっている。

【００２１】以上のように構成されたリニアモーターに
おいては、上記各コイル部２３のコイル１９への通電に
よりマグネット１７を磁気吸引する力の作用によってロ
ーター９が回転し、そのローター９の回転によりその中
に設けられたシャフト３が図１中矢印Ａで示す一軸方向
に移動する。すなわち、上記シャフト３は、ローター９
に対して相対的に移動し、該ローター９の中を進退す
る。

【００２２】そして、このリニアモーターにおいては、
エンコーダー２７を、ハウジング１５ａの中ではなく、
該ハウジング１５の外側面に取り付けているので、リニ
アモーター自体の小型化を図ることができ、且つ装置構
成も簡略化することができる。 ＜折曲げ加工機の構成＞次に、本発明にかかるリニアモ
ーターを、上部テーブルを昇降駆動させる駆動源として
用いた折曲げ加工機について説明する。

【００２３】折曲げ加工機は、図２及び図３に示すよう
に、本体フレーム４５に固定される下部テーブル４７
と、本体フレーム４５に昇降自在に設けられる上部テー
ブル４９とを有している。下部テーブル４７の上端部に
は、ダイ装着部材５１が設けられている。そして、この
ダイ装着部材５１に、ダイＤがセットされている。

【００２４】上記上部テーブル４９は、本体フレーム４
５の両側にそれぞれ設けられたガイド部材５３、５３に
一対のガイドローラ５５、５５が係合し、当該ガイドロ
ーラー５５、５５が回転しながら前記ガイド部材５３、
５３に沿って昇降するように、前記本体フレーム４５に
取り付けられている。この上部テーブル４９には、パン
チＰをクランプするための複数のパンチホルダー５７が
設けられている。

【００２５】そして、上記上部テーブル４９を昇降動さ
せる駆動源であるリニアモーター５９は、本体フレーム
４５の上端部寄りの両側に、モータ取付ステー６１を介
して前記モーターハウジング１５ａにねじ止めされてい
る。そして、このリニアモーター５９のシャフト３の先
端に、連結部材６３を介して上部テーブル４９が取り付
けられている。なお、上記シャフト３は、図示しない回
り止めねじ（又は回り止めピン）によって回転不可能に
上記連結部材６３に固定されている。

【００２６】なお、本体フレーム４５には、ワークＷを
ダイＤの所定位置に位置決めさせるための位置決め部材
６５が設けられている。

【００２７】上記構成の折曲げ加工機においては、上記
リニアモーター５９を駆動させることにより、上記した
駆動源部２５によってローター９が回転し、その回転力
によって上記シャフト３が該ローター９に対して図３中
Ｙ方向に進退する。その結果、上記シャフト３に連結さ
れた上部テーブル４９はこのシャフト３によって昇降動
され、上記パンチホルダー５７にクランプしたパンチＰ
とダイＤとによって、該ダイＤにセットされたワークＷ
が所定形状に折り曲げられる。

【００２８】このように、折曲げ加工機の上部テーブル
４９を昇降動させる駆動源としてリニアモーター５９を
使用すれば、ギヤ等を用いた伝達機構による駆動源より
も騒音を低減させることができると共に、小スペース
化、高速高応答化及び高精度化を図ることができる。

【００２９】以上、本発明を適用した具体的な実施形態
について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制
限されず種々の変更が可能である。

【００３０】例えば、図２及び図３では、モーターハウ
ジング１５ａを本体フレーム４５に固定したが、シャフ
ト３を本体フレーム４５に固定すると共に、下ハウジン
グ１５ｃに上部テーブル４９を固定するようにしても同
様の効果が得られる。

【００３１】また、上述の実施形態では、本発明のリニ
アモーターを折曲げ加工機に適用したが、パンチプレス
等の工作機械に適用することもできる。

【００３２】また、上述の実施形態では、シャフト３と
してボールねじを用いたが、このシャフト３を、雄ねじ
１を有する送りねじとし、且つその雄ねじ１に螺合する
被ねじ部（ローター９の内周面に形成する）を雌ねじと
しても、同様の効果が得られる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３４】本発明のリニアモーターによれば、ロータ
ーの回転数を検出する回転検出手段を、ハウジングの内
部ではなく、該ハウジングの外側面に設けるようにした
ので、リニアモーターの装置構成を簡略化することがで
きると共に小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のリニアモーターを示す断面図であ
る。

【図２】本実施形態のリニアモーターを折曲げ加工機に
適用した例を示すもので、（ａ）は折曲げ加工機の側面
図、（ｂ）は折曲げ加工機の正面図、（ｃ）は折曲げ加
工機の平面図である。

【図３】図２（ａ）の拡大側面図である。

【図４】従来のリニアモーターの斜視図である。

【図５】従来のリニアモーターの断面図である。

【符号の説明】

１ 雄ねじ ３ シャフト ５ 貫通孔 ７、３１ ボール転走溝 ９ ローター １１ 第１のベアリング １３ 第２のベアリング １５ ハウジング １７ マグネット １９ コイル ２１ 鉄心 ２３ コイル部 ２５ 駆動源部 ２７ エンコーダー ２９ ボール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ部が形成されたシャフトと、 前記シャフトを貫通孔に挿通させ、前記ねじ部を螺合さ
   せる被ねじ部が前記貫通孔の内周面に形成された円筒形
   状のローターと、 前記ローターを、軸受けを介してその内部において回転
   自在に支持するハウジングと、 前記ローターの外周囲に設けられた複数個のマグネッ
   ト、及び前記マグネットと対向する前記ハウジングの内
   周面に複数個設けられた、コイルをコアに巻回してなる
   コイル部とからなる駆動源部と、 前記ハウジングの外側面に設けられた、前記ローターの
   回転数を検出する回転検出手段とを備えており、 前記コイルへの通電により、前記ローターが回転し、該
   ローターに対して相対的に前記シャフトが一軸方向に移
   動自在となるように構成してあることを特徴とするリニ
   アモーター。
2. 【請求項２】 前記シャフトが送りねじであることを特
   徴とする請求項１記載のリニアモーター。