JP2002027732A - リニアアクチュエータ - Google Patents
リニアアクチュエータInfo
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- JP2002027732A JP2002027732A JP2000205477A JP2000205477A JP2002027732A JP 2002027732 A JP2002027732 A JP 2002027732A JP 2000205477 A JP2000205477 A JP 2000205477A JP 2000205477 A JP2000205477 A JP 2000205477A JP 2002027732 A JP2002027732 A JP 2002027732A
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- linear motor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高負荷での動作や高速動作などが可能であり
ながら、煩雑な調整作業等を行うことなく、より正確な
位置制御の可能な直線駆動を実現する。 【解決手段】 上下方向に延びるガイド部材２０には、
可動部２１が移動可能に設けられている。可動部２１
は、リニアモータ機構２０１によって推力が付与される
とともに、リニアモータ機構２０１のガイド部材２０の
下端側に取り付けられたエアシリンダ機構２００のピス
トン部２００ｂと連結されている。従って、可動部２１
は、エアシリンダ機構２００とリニアモータ機構２０１
とから付与される推力により移動させられる。
ながら、煩雑な調整作業等を行うことなく、より正確な
位置制御の可能な直線駆動を実現する。 【解決手段】 上下方向に延びるガイド部材２０には、
可動部２１が移動可能に設けられている。可動部２１
は、リニアモータ機構２０１によって推力が付与される
とともに、リニアモータ機構２０１のガイド部材２０の
下端側に取り付けられたエアシリンダ機構２００のピス
トン部２００ｂと連結されている。従って、可動部２１
は、エアシリンダ機構２００とリニアモータ機構２０１
とから付与される推力により移動させられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータによ
り可動部を直線駆動するリニアアクチュエータに関す
る。
り可動部を直線駆動するリニアアクチュエータに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、工作機械などの分野におい
て、リニアモータを用いて可動部を上下動させるアクチ
ュエータが用いられている。このようなアクチュエータ
において、可動部が重量物等を積載した場合には、可動
部を動作させるために大きな推力が必要となり、リニア
モータで大きな推力を得るためには、リニアモータを構
成する各部品を大型化する必要がある。したがって、消
費電力の増加や装置の大型化といった問題を招くことに
なる。
て、リニアモータを用いて可動部を上下動させるアクチ
ュエータが用いられている。このようなアクチュエータ
において、可動部が重量物等を積載した場合には、可動
部を動作させるために大きな推力が必要となり、リニア
モータで大きな推力を得るためには、リニアモータを構
成する各部品を大型化する必要がある。したがって、消
費電力の増加や装置の大型化といった問題を招くことに
なる。
【０００３】一方、リニアモータに代えて、駆動源とし
てエアシリンダなどのシリンダ機構を用いれば、十分な
推力を得ることができるが、細やかな位置制御が困難で
あるといった問題がある。
てエアシリンダなどのシリンダ機構を用いれば、十分な
推力を得ることができるが、細やかな位置制御が困難で
あるといった問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、リニアモータ
機構と、シリンダ機構とをそれぞれ個別に設置し、重量
物等を積載可能な可動部に対して両機構から推力を付与
するといったアクチュエータが考えられる。そして、シ
リンダ機構が重量物等を積載した可動部の重量による負
荷と同等の推力を付与して可動部を支持し、可動部を移
動させる推力をリニアモータによって付与する。このよ
うにすれば、リニアモータの大型化に伴う装置全体の大
幅な大型化を招くことなく、リニアモータによる可動部
の細やかな位置制御が可能となる。
機構と、シリンダ機構とをそれぞれ個別に設置し、重量
物等を積載可能な可動部に対して両機構から推力を付与
するといったアクチュエータが考えられる。そして、シ
リンダ機構が重量物等を積載した可動部の重量による負
荷と同等の推力を付与して可動部を支持し、可動部を移
動させる推力をリニアモータによって付与する。このよ
うにすれば、リニアモータの大型化に伴う装置全体の大
幅な大型化を招くことなく、リニアモータによる可動部
の細やかな位置制御が可能となる。
【０００５】しかしながら、上述したようにリニアモー
タ機構とシリンダ機構をそれぞれ設け、両者が可動部に
推力を付与する構成では、このアクチュエータが正常に
動作するように、両機構間で動作の調整などを行う必要
がある。
タ機構とシリンダ機構をそれぞれ設け、両者が可動部に
推力を付与する構成では、このアクチュエータが正常に
動作するように、両機構間で動作の調整などを行う必要
がある。
【０００６】また、負荷と同等の推力を付与する手段と
して、上述したシリンダ機構に代えて、張力バネを用い
る構成が、実開平１−１６６４７９号公報に開示されて
いる。しかし、この公報に記載された技術では、張力バ
ネを用いているため、可動部が高速移動する装置などに
対応することは困難であり、また、可動部に加わる負荷
が大きい装置などに対応することも困難である。
して、上述したシリンダ機構に代えて、張力バネを用い
る構成が、実開平１−１６６４７９号公報に開示されて
いる。しかし、この公報に記載された技術では、張力バ
ネを用いているため、可動部が高速移動する装置などに
対応することは困難であり、また、可動部に加わる負荷
が大きい装置などに対応することも困難である。
【０００７】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、高負荷での動作や高速動作などが可能であ
りながら、煩雑な調整作業等を行うことなく、より正確
な位置制御の可能な直線駆動を実現することが可能なリ
ニアアクチュエータを提供することを目的とする。
ものであり、高負荷での動作や高速動作などが可能であ
りながら、煩雑な調整作業等を行うことなく、より正確
な位置制御の可能な直線駆動を実現することが可能なリ
ニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載のリニアアクチュエータ
は、所定の直線方向へ移動可能に設けられるリニア可動
部を有し、当該可動部をリニアモータにより駆動するリ
ニアモータ機構と、前記リニアモータ機構の構成要素で
ある前記リニア可動部に、前記所定の直線方向と同方向
の推力を付与するシリンダ機構とを備え、前記シリンダ
機構は、前記リニアモータ機構の一部に取り付けられて
いることを特徴としている。
め、本発明の請求項１に記載のリニアアクチュエータ
は、所定の直線方向へ移動可能に設けられるリニア可動
部を有し、当該可動部をリニアモータにより駆動するリ
ニアモータ機構と、前記リニアモータ機構の構成要素で
ある前記リニア可動部に、前記所定の直線方向と同方向
の推力を付与するシリンダ機構とを備え、前記シリンダ
機構は、前記リニアモータ機構の一部に取り付けられて
いることを特徴としている。
【０００９】また、請求項２に記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記リニアモータ機構は、前記所定の直線方向に沿
って設けられ、前記リニア可動部を案内支持するガイド
部材を有しており、前記シリンダ機構は、本体部と、前
記本体部に対して前記所定の直線方向に移動可能に設け
られるシリンダ可動部とを有しており、前記シリンダ機
構の本体部は、前記ガイド部材の前記所定の直線方向の
一端側に取り付けられ、前記シリンダ機構の前記シリン
ダ可動部は前記リニア可動部に連結されていることを特
徴としている。
ータは、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記リニアモータ機構は、前記所定の直線方向に沿
って設けられ、前記リニア可動部を案内支持するガイド
部材を有しており、前記シリンダ機構は、本体部と、前
記本体部に対して前記所定の直線方向に移動可能に設け
られるシリンダ可動部とを有しており、前記シリンダ機
構の本体部は、前記ガイド部材の前記所定の直線方向の
一端側に取り付けられ、前記シリンダ機構の前記シリン
ダ可動部は前記リニア可動部に連結されていることを特
徴としている。
【００１０】また、請求項３に記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記リニアモータ機構は、前記所定の直線方向に沿
って設けられ、前記リニア可動部を案内支持する断面コ
字状のガイド部材を有しており、前記シリンダ機構は、
前記断面コ字状のガイド部材により形成される空間内に
配置されていることを特徴としている。
ータは、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記リニアモータ機構は、前記所定の直線方向に沿
って設けられ、前記リニア可動部を案内支持する断面コ
字状のガイド部材を有しており、前記シリンダ機構は、
前記断面コ字状のガイド部材により形成される空間内に
配置されていることを特徴としている。
【００１１】また、請求項４に記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項３に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記シリンダ機構は、前記ガイド部材に沿って設け
られるシリンダチューブと、前記シリンダチューブに沿
って移動可能に設けられるシリンダ可動部とを有してお
り、当該シリンダ可動部が前記リニア可動部と連結され
ていることを特徴としている。
ータは、請求項３に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記シリンダ機構は、前記ガイド部材に沿って設け
られるシリンダチューブと、前記シリンダチューブに沿
って移動可能に設けられるシリンダ可動部とを有してお
り、当該シリンダ可動部が前記リニア可動部と連結され
ていることを特徴としている。
【００１２】また、請求項５に記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記シリンダ機構は、本体部と、当該本体部に対し
て前記所定の直線方向に沿って移動可能に設けられるシ
リンダ可動部とを有しており、前記リニア可動部と前記
シリンダ可動部は同一部材であり、前記リニアモータ機
構は、前記リニア可動部に取り付けられる第１の磁界発
生手段と、前記リニア可動部の周囲に固定配置される第
２の磁界発生手段とを有しており、前記第１および第２
の磁界発生手段の発生する磁界により前記リニア可動部
に推力を付与することを特徴としている。
ータは、請求項１に記載のリニアアクチュエータにおい
て、前記シリンダ機構は、本体部と、当該本体部に対し
て前記所定の直線方向に沿って移動可能に設けられるシ
リンダ可動部とを有しており、前記リニア可動部と前記
シリンダ可動部は同一部材であり、前記リニアモータ機
構は、前記リニア可動部に取り付けられる第１の磁界発
生手段と、前記リニア可動部の周囲に固定配置される第
２の磁界発生手段とを有しており、前記第１および第２
の磁界発生手段の発生する磁界により前記リニア可動部
に推力を付与することを特徴としている。
【００１３】また、請求項６に記載のリニアアクチュエ
ータは、請求項１ないし５のいずれかに記載のリニアア
クチュエータにおいて、前記所定の直線方向は、上下方
向であり、前記シリンダ機構は、前記リニア可動部に加
わる負荷を相殺する推力を前記リニア可動部に付与する
ことを特徴としている。
ータは、請求項１ないし５のいずれかに記載のリニアア
クチュエータにおいて、前記所定の直線方向は、上下方
向であり、前記シリンダ機構は、前記リニア可動部に加
わる負荷を相殺する推力を前記リニア可動部に付与する
ことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。 Ａ．第１実施形態 まず、図１は本発明の第１実施形態に係るリニアアクチ
ュエータの外観を示す斜視図であり、図２は正面図であ
る。図１および図２に示すように、このリニアアクチュ
エータは、上下直線方向に沿って設けられるガイド部材
２０、およびガイド部材２０に沿って移動可能に設けら
れる可動部２１により構成されるリニアモータ機構２０
１と、ガイド部材２０の下端側に配置されるエアシリン
ダ機構２００とを備えている。
施形態について説明する。 Ａ．第１実施形態 まず、図１は本発明の第１実施形態に係るリニアアクチ
ュエータの外観を示す斜視図であり、図２は正面図であ
る。図１および図２に示すように、このリニアアクチュ
エータは、上下直線方向に沿って設けられるガイド部材
２０、およびガイド部材２０に沿って移動可能に設けら
れる可動部２１により構成されるリニアモータ機構２０
１と、ガイド部材２０の下端側に配置されるエアシリン
ダ機構２００とを備えている。
【００１５】まず、図３を参照しながら、リニアモータ
機構２０１について説明する。同図に示すように、ガイ
ド部材２０は、上方が開放した断面コ字状の部材であ
り、その左右の内周面に沿って二次側コア２２が設けら
れている。また、ガイド部材２０の左右両端部２０ａに
は、それぞれリニアガイド２３が設けられており、この
リニアガイド２３に移動体２１が支持されている。これ
により、移動体２１はガイド部材２０に沿って移動する
ことができるようになっている。
機構２０１について説明する。同図に示すように、ガイ
ド部材２０は、上方が開放した断面コ字状の部材であ
り、その左右の内周面に沿って二次側コア２２が設けら
れている。また、ガイド部材２０の左右両端部２０ａに
は、それぞれリニアガイド２３が設けられており、この
リニアガイド２３に移動体２１が支持されている。これ
により、移動体２１はガイド部材２０に沿って移動する
ことができるようになっている。
【００１６】移動体２１は、大別すると、箱状のガイド
部材２０の内部に配置され、上記二次側コア２２ととも
に磁界を発生してこの移動体２１に推力を付与する磁界
発生機構２４と、磁界発生機構２４の上方に配置され、
半導体部品実装ヘッドなど所定の作業を実行する機器な
どを搭載する作業用保持部材２５とを備えている。
部材２０の内部に配置され、上記二次側コア２２ととも
に磁界を発生してこの移動体２１に推力を付与する磁界
発生機構２４と、磁界発生機構２４の上方に配置され、
半導体部品実装ヘッドなど所定の作業を実行する機器な
どを搭載する作業用保持部材２５とを備えている。
【００１７】磁界発生機構２４は、上述したガイド部材
２０に沿って設けられる各二次側コア２２に対向する位
置に設けられる一次側コア２７と、各一次側コア２７に
券回されるコイル２８と、一次側コア２７およびこれに
巻回されるコイル２８を支持する支持部材２９とを備え
ている。ここで、図４を参照しながら、磁界発生機構２
４とガイド部材２０に設けられた二次側コア２２とによ
る移動体２１の具体的な駆動構成例について説明する。
本実施形態では、二次側コア２２と、一次側コア２７お
よびコイル２８とは、支持部材２９を挟んで２組設けら
れているが、両者は同一の原理で動作するため、一方の
みを図示してその動作原理について説明する。
２０に沿って設けられる各二次側コア２２に対向する位
置に設けられる一次側コア２７と、各一次側コア２７に
券回されるコイル２８と、一次側コア２７およびこれに
巻回されるコイル２８を支持する支持部材２９とを備え
ている。ここで、図４を参照しながら、磁界発生機構２
４とガイド部材２０に設けられた二次側コア２２とによ
る移動体２１の具体的な駆動構成例について説明する。
本実施形態では、二次側コア２２と、一次側コア２７お
よびコイル２８とは、支持部材２９を挟んで２組設けら
れているが、両者は同一の原理で動作するため、一方の
みを図示してその動作原理について説明する。
【００１８】図４に示すように、ガイド部材２０に設け
られた二次側コア２２の一次側コア２７と対向する面に
は、歯部２２ａが長手方向に沿って等間隔に形成されて
いる。移動体２１の一次側コア５７は、コ字状のＡ相鉄
心７０およびＢ相鉄心７１と、Ａ相鉄心７０のＡ相磁極
７０ａおよび相磁極７０ｂに巻回されるされるコイル２
８ａ，２８ｂと、Ｂ相鉄心７１のＢ相磁極７１ａおよび
相磁極７１ｂに券回されるコイル２８ｃ，２８ｄと、Ａ
相鉄心７０およびＢ相鉄心７１の二次側コア５２と反対
側の面に設けられた永久磁石７２，７３と、永久磁石７
２，７３に取り付けられた板状の磁性体によって構成さ
れるバックプレート７４とから構成されている。Ａ相磁
極７０ａの二次側コア２２と対向する面には、歯部２２
ａのピッチＰと同一ピッチで３個の極歯７５ａが形成さ
れており、その他の磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂにも同
様に３個の極歯７６ｂ，７７ａ，７７ｂが形成されてい
る。また、各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂはＡ相磁極７
０ａに対して順次Ｐ／４ずつずらして配置され、これに
より各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂは互いに位相が９０
°ずつ異なった位置関係となっている。このような構成
の下、コイル２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに一相励
磁方式等によりパルス信号を供給することにより、コイ
ル２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに順次発生する磁束
と、永久磁石７２，７３が発生する磁束とが各磁極７０
ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂにおいて順次加減され、二
次側コア２２に対する移動体２１の磁気的安定位置が順
次移動し、これにより移動体２１が二次側コア２２に沿
った方向、つまりガイド部材２０に沿って移動させられ
る。
られた二次側コア２２の一次側コア２７と対向する面に
は、歯部２２ａが長手方向に沿って等間隔に形成されて
いる。移動体２１の一次側コア５７は、コ字状のＡ相鉄
心７０およびＢ相鉄心７１と、Ａ相鉄心７０のＡ相磁極
７０ａおよび相磁極７０ｂに巻回されるされるコイル２
８ａ，２８ｂと、Ｂ相鉄心７１のＢ相磁極７１ａおよび
相磁極７１ｂに券回されるコイル２８ｃ，２８ｄと、Ａ
相鉄心７０およびＢ相鉄心７１の二次側コア５２と反対
側の面に設けられた永久磁石７２，７３と、永久磁石７
２，７３に取り付けられた板状の磁性体によって構成さ
れるバックプレート７４とから構成されている。Ａ相磁
極７０ａの二次側コア２２と対向する面には、歯部２２
ａのピッチＰと同一ピッチで３個の極歯７５ａが形成さ
れており、その他の磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂにも同
様に３個の極歯７６ｂ，７７ａ，７７ｂが形成されてい
る。また、各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂはＡ相磁極７
０ａに対して順次Ｐ／４ずつずらして配置され、これに
より各磁極７０ｂ，７１ａ，７１ｂは互いに位相が９０
°ずつ異なった位置関係となっている。このような構成
の下、コイル２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに一相励
磁方式等によりパルス信号を供給することにより、コイ
ル２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに順次発生する磁束
と、永久磁石７２，７３が発生する磁束とが各磁極７０
ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂにおいて順次加減され、二
次側コア２２に対する移動体２１の磁気的安定位置が順
次移動し、これにより移動体２１が二次側コア２２に沿
った方向、つまりガイド部材２０に沿って移動させられ
る。
【００１９】図３に戻り、作業用保持部材２５は、略板
状の部材であり、その図の左右両端側において上述した
リニアガイド２３に支持されている。また、作業用保持
部材２５の上面には、図示はしないが所定の作業を実行
するための作業装置や部品等が搭載されることになる。
状の部材であり、その図の左右両端側において上述した
リニアガイド２３に支持されている。また、作業用保持
部材２５の上面には、図示はしないが所定の作業を実行
するための作業装置や部品等が搭載されることになる。
【００２０】図１および図２に示すように、エアシリン
ダ機構２００は、ガイド部材２０の下端側に取り付けら
れる本体部２００ａと、本体部２００ａに対してガイド
部材２０の延在方向である可動部２１の移動可能方向と
同方向に移動可能に設けられるピストン部（シリンダ可
動部）２００ｂとを有している。このピストン部２００
ｂの先端部が可動部２１に取付部材２００ｃを介して取
り付けられている。すなわち、本実施形態に係るリニア
アクチュエータでは、可動部２１は上述したリニアモー
タにより推力が付与されるだけでなく、エアシリンダ機
構２００からも推力が付与されるようになっている。
ダ機構２００は、ガイド部材２０の下端側に取り付けら
れる本体部２００ａと、本体部２００ａに対してガイド
部材２０の延在方向である可動部２１の移動可能方向と
同方向に移動可能に設けられるピストン部（シリンダ可
動部）２００ｂとを有している。このピストン部２００
ｂの先端部が可動部２１に取付部材２００ｃを介して取
り付けられている。すなわち、本実施形態に係るリニア
アクチュエータでは、可動部２１は上述したリニアモー
タにより推力が付与されるだけでなく、エアシリンダ機
構２００からも推力が付与されるようになっている。
【００２１】ここで、エアシリンダ機構２００は、可動
部２１、および可動部２１の作業用保持部材２５に搭載
された装置や部品等との質量による負荷と同等の推力を
可動部２１に付与している。したがって、リニアモータ
機構２０１が動作していない場合には、可動部２１はエ
アシリンダ機構２００によってその位置が保持されるこ
とになる。可動部２１を移動させる場合には、エアシリ
ンダ機構２００からの推力を可動部２１に付与しつつ、
上述したリニアモータ機構２０１が磁力によって可動部
２１に推力を付与する。このようなリニアモータ機構２
０１からの推力が、エアシリンダ機構２００からの推力
によりその位置が保持された可動部２１が移動するため
の力となり、可動部２１が移動することになる。
部２１、および可動部２１の作業用保持部材２５に搭載
された装置や部品等との質量による負荷と同等の推力を
可動部２１に付与している。したがって、リニアモータ
機構２０１が動作していない場合には、可動部２１はエ
アシリンダ機構２００によってその位置が保持されるこ
とになる。可動部２１を移動させる場合には、エアシリ
ンダ機構２００からの推力を可動部２１に付与しつつ、
上述したリニアモータ機構２０１が磁力によって可動部
２１に推力を付与する。このようなリニアモータ機構２
０１からの推力が、エアシリンダ機構２００からの推力
によりその位置が保持された可動部２１が移動するため
の力となり、可動部２１が移動することになる。
【００２２】本実施形態に係るリニアアクチュエータで
は、可動部２１の自重や搭載した物などの重量による負
荷をエアシリンダ機構２００で支持し、可動部２１が移
動するための推力をリニアモータ機構２０１が付与して
いる。このため、リニアモータ機構２０１は、大きな負
荷に対する推力を可動部２１に付与することなく、可動
部２１を移動させることができる。したがって、リニア
モータ方式の利点である可動部２１のより正確な位置制
御を実現することができる。また、リニアモータ機構２
０１としては、大きな推力が不要であるため、リニアモ
ータ機構２０１としての大型化を抑制することができ
る。
は、可動部２１の自重や搭載した物などの重量による負
荷をエアシリンダ機構２００で支持し、可動部２１が移
動するための推力をリニアモータ機構２０１が付与して
いる。このため、リニアモータ機構２０１は、大きな負
荷に対する推力を可動部２１に付与することなく、可動
部２１を移動させることができる。したがって、リニア
モータ方式の利点である可動部２１のより正確な位置制
御を実現することができる。また、リニアモータ機構２
０１としては、大きな推力が不要であるため、リニアモ
ータ機構２０１としての大型化を抑制することができ
る。
【００２３】ところで、本実施形態に係るリニアアクチ
ュエータでは、エアシリンダ機構２００を設ける構成と
なってしまうため、エアシリンダ機構２００を設けるス
ペース等が必要となるが、エアシリンダ機構２００は、
リニアモータ方式を利用した装置よりも小型の装置でも
十分な推力を得ることができる。したがって、本実施形
態に係るリニアアクチュエータのように、エアシリンダ
機構２００とリニアモータ機構２０１を設けた場合に
も、同じ推力をリニアモータにより発生する装置と比較
すると、小型化が容易である。
ュエータでは、エアシリンダ機構２００を設ける構成と
なってしまうため、エアシリンダ機構２００を設けるス
ペース等が必要となるが、エアシリンダ機構２００は、
リニアモータ方式を利用した装置よりも小型の装置でも
十分な推力を得ることができる。したがって、本実施形
態に係るリニアアクチュエータのように、エアシリンダ
機構２００とリニアモータ機構２０１を設けた場合に
も、同じ推力をリニアモータにより発生する装置と比較
すると、小型化が容易である。
【００２４】また、本実施形態では、リニアモータ機構
２０１のガイド部材２０の下端側にエアシリンダ機構２
００を固定配置した単体の装置、つまりリニアモータ機
構２０１の一部にエアシリンダ機構２００が取り付けら
れた１つの装置となっている。従来にも、エアシリンダ
機構と、リニアモータ機構をそれぞれ個別に設け、２つ
の駆動機構を利用して１つの可動部を駆動するといった
装置はあったが、この場合、各駆動機構間で動作調整等
を行う必要がある。これに対し、本実施形態に係るリニ
アアクチュエータは、予めリニアモータ機構２０１の一
部にエアシリンダ機構２００を取り付けた単体の装置と
なっているので、両機構間の動作調整等が不要であると
ともに、個別にシリンダ機構とリニアモータ機構を設け
た場合と比較して構成も簡易となる。
２０１のガイド部材２０の下端側にエアシリンダ機構２
００を固定配置した単体の装置、つまりリニアモータ機
構２０１の一部にエアシリンダ機構２００が取り付けら
れた１つの装置となっている。従来にも、エアシリンダ
機構と、リニアモータ機構をそれぞれ個別に設け、２つ
の駆動機構を利用して１つの可動部を駆動するといった
装置はあったが、この場合、各駆動機構間で動作調整等
を行う必要がある。これに対し、本実施形態に係るリニ
アアクチュエータは、予めリニアモータ機構２０１の一
部にエアシリンダ機構２００を取り付けた単体の装置と
なっているので、両機構間の動作調整等が不要であると
ともに、個別にシリンダ機構とリニアモータ機構を設け
た場合と比較して構成も簡易となる。
【００２５】Ｂ．第２実施形態 次に、本発明の第２実施形態に係るリニアアクチュエー
タについて図５および図６を参照しながら説明する。な
お、第２実施形態において、上述した第１実施形態と共
通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を
省略する。
タについて図５および図６を参照しながら説明する。な
お、第２実施形態において、上述した第１実施形態と共
通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を
省略する。
【００２６】図５および図６に示すように、第２実施形
態に係るリニアアクチュエータは、断面コ字状のガイド
部材２０内部にマグネット式のロッドレスシリンダ機構
３００を配置した構成となっている。
態に係るリニアアクチュエータは、断面コ字状のガイド
部材２０内部にマグネット式のロッドレスシリンダ機構
３００を配置した構成となっている。
【００２７】ロッドレスシリンダ機構３００は、ガイド
部材２０の延在方向である可動部２１の移動方向に沿っ
て延在配置されるシリンダチューブ３００ａと、ピスト
ン部３００ｂと、可動部３００ｃとを備えている。
部材２０の延在方向である可動部２１の移動方向に沿っ
て延在配置されるシリンダチューブ３００ａと、ピスト
ン部３００ｂと、可動部３００ｃとを備えている。
【００２８】シリンダチューブ３００ａは、ガイド部材
２０の底面部の中央にガイド部材２０の延在方向に沿っ
て配設されており、図６に示すように、エアシリンダ機
構２００の可動部２１は、このシリンダチューブ３００
ａの上方を移動可能になされている。
２０の底面部の中央にガイド部材２０の延在方向に沿っ
て配設されており、図６に示すように、エアシリンダ機
構２００の可動部２１は、このシリンダチューブ３００
ａの上方を移動可能になされている。
【００２９】ピストン部３００ｂは、シリンダチューブ
３００ａ内に配置されており、シリンダチューブ３００
ａ内に充填されたエアによってシリンダチューブ３００
ａに沿って移動させられるようになっている。
３００ａ内に配置されており、シリンダチューブ３００
ａ内に充填されたエアによってシリンダチューブ３００
ａに沿って移動させられるようになっている。
【００３０】可動部３００ｃは、シリンダチューブ３０
０ａの周囲を覆うように配置される部材であり、シリン
ダチューブ３００ａ内を移動するピストン部３００ｂと
一体となって移動するようになっている。ここで、ピス
トン部３００ｂおよび可動部３００ｃには、それぞれ互
いに吸引しあうように作用する磁石が設けられており、
これにより両者はシリンダチューブ３００ａを隔てた状
態においても連動するようになっている。
０ａの周囲を覆うように配置される部材であり、シリン
ダチューブ３００ａ内を移動するピストン部３００ｂと
一体となって移動するようになっている。ここで、ピス
トン部３００ｂおよび可動部３００ｃには、それぞれ互
いに吸引しあうように作用する磁石が設けられており、
これにより両者はシリンダチューブ３００ａを隔てた状
態においても連動するようになっている。
【００３１】このようなロッドレスシリンダ機構３００
の可動部３００ｃと、リニアモータ機構２０１の可動部
２１とは連結部材３０５（図６参照）により連結されて
いる。これにより、ロッドレスシリンダ機構３００の推
力が可動部２１に付与されるようになっている。
の可動部３００ｃと、リニアモータ機構２０１の可動部
２１とは連結部材３０５（図６参照）により連結されて
いる。これにより、ロッドレスシリンダ機構３００の推
力が可動部２１に付与されるようになっている。
【００３２】この構成の下、上述した第１実施形態と同
様に、可動部２１の自重や搭載した物などの重量による
負荷をロッドレスシリンダ機構３００で支持し、可動部
２１が移動するための推力をリニアモータ機構２０１が
付与している。したがって、上述した第１実施形態と同
様に、装置の大幅な大型化を招くことなく、可動部２１
のより正確な位置制御を行うことが可能となるなどの効
果が得られる。
様に、可動部２１の自重や搭載した物などの重量による
負荷をロッドレスシリンダ機構３００で支持し、可動部
２１が移動するための推力をリニアモータ機構２０１が
付与している。したがって、上述した第１実施形態と同
様に、装置の大幅な大型化を招くことなく、可動部２１
のより正確な位置制御を行うことが可能となるなどの効
果が得られる。
【００３３】Ｃ．第３実施形態 次に、本発明の第３実施形態に係るリニアアクチュエー
タについて図７を参照しながら説明する。なお、第３実
施形態において、第１実施形態と共通する構成要素に
は、同一の符号を付けて、その説明を省略する。
タについて図７を参照しながら説明する。なお、第３実
施形態において、第１実施形態と共通する構成要素に
は、同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３４】図７に示すように、このリニアアクチュエ
ータは、上下方向に延びる筒状の筐体７０を有してお
り、この筐体７０内部の下方側にエアシリンダ機構５０
０が配置されている。ここで、エアシリンダ機構５００
は、その筐体として筐体７０を利用しており、筐体７０
内におけるエアシリンダ機構５００のピストン部５００
ａより下方の空間にはエアが充填されている。この充填
エア量を制御することにより、ピストン部５００ａを上
昇、もしくは下降させるようになっている。
ータは、上下方向に延びる筒状の筐体７０を有してお
り、この筐体７０内部の下方側にエアシリンダ機構５０
０が配置されている。ここで、エアシリンダ機構５００
は、その筐体として筐体７０を利用しており、筐体７０
内におけるエアシリンダ機構５００のピストン部５００
ａより下方の空間にはエアが充填されている。この充填
エア量を制御することにより、ピストン部５００ａを上
昇、もしくは下降させるようになっている。
【００３５】筐体７０内部におけるエアシリンダ機構５
００の上方側には、リニアモータ機構６００が配置され
ている。ここで、筐体７０において、エアシリンダ機構
５００とリニアモータ機構６００は、仕切壁７０ａによ
りその配置位置が隔てられているが、エアシリンダ機構
５００のピストン部５００ａは上下方向に延在する軸部
を有し、当該軸部の先端が仕切壁７０ａよりも上方、か
つこの筐体７０の上壁を突出する位置で支持されてい
る。つまり、ピストン部５００ａの軸部は、リニアモー
タ機構６００の中心部を貫通するように配置されてい
る。リニアモータ機構６００は、このようなピストン部
５００ａの軸部を上下方向に摺動自在に支持する軸受６
００ｂを有している。
００の上方側には、リニアモータ機構６００が配置され
ている。ここで、筐体７０において、エアシリンダ機構
５００とリニアモータ機構６００は、仕切壁７０ａによ
りその配置位置が隔てられているが、エアシリンダ機構
５００のピストン部５００ａは上下方向に延在する軸部
を有し、当該軸部の先端が仕切壁７０ａよりも上方、か
つこの筐体７０の上壁を突出する位置で支持されてい
る。つまり、ピストン部５００ａの軸部は、リニアモー
タ機構６００の中心部を貫通するように配置されてい
る。リニアモータ機構６００は、このようなピストン部
５００ａの軸部を上下方向に摺動自在に支持する軸受６
００ｂを有している。
【００３６】また、リニアモータ機構６００は、上述し
たように貫通配置されるピストン部５００ａの左右に配
置される一次側ヨーク６００ａと、ピストン部５００ａ
（第２の磁界発生手段）とを有している。ここで、リニ
アモータ機構６００がＬＩＭ（リニアインダクションモ
ータ）である場合には、ピストン部５００ａは、図８
（ａ）に示すような鉄Ｆｅと銅Ｃｕの複合管等を用いる
ことができる。また、ＬＳＭ（リニア同期モータ）の場
合には、図８（ｂ）に示すような鉄Ｆｅ、永久磁石Ｍｇ
と、ステンレス鋼製のカバーＳＵＳからなる管材を用い
ることができる。また、ダイレクトモータやリニアパル
スモータの場合には、図８（ｃ）に示すような歯部を有
する管材を用いるようにすればよい。
たように貫通配置されるピストン部５００ａの左右に配
置される一次側ヨーク６００ａと、ピストン部５００ａ
（第２の磁界発生手段）とを有している。ここで、リニ
アモータ機構６００がＬＩＭ（リニアインダクションモ
ータ）である場合には、ピストン部５００ａは、図８
（ａ）に示すような鉄Ｆｅと銅Ｃｕの複合管等を用いる
ことができる。また、ＬＳＭ（リニア同期モータ）の場
合には、図８（ｂ）に示すような鉄Ｆｅ、永久磁石Ｍｇ
と、ステンレス鋼製のカバーＳＵＳからなる管材を用い
ることができる。また、ダイレクトモータやリニアパル
スモータの場合には、図８（ｃ）に示すような歯部を有
する管材を用いるようにすればよい。
【００３７】そして、一次側ヨーク６００ａのピストン
部５００ａと対向する面において巻回された図示せぬ一
次巻線（第１の磁界発生手段）に電流が供給されると、
当該一次巻線および一次側ヨーク６００ａと、ピストン
部５００ａとの間に発生する磁界によってピストン部５
００ａを上昇、または下降させる推力が付与される。す
なわち、ピストン部５００ａは、エアシリンダ機構５０
０の可動部材であるとともに、リニアモータ機構６００
の可動部となっており、ピストン部５００ａにはエアシ
リンダ機構５００による推力と、リニアモータ機構６０
０による推力とが作用するようになっている。
部５００ａと対向する面において巻回された図示せぬ一
次巻線（第１の磁界発生手段）に電流が供給されると、
当該一次巻線および一次側ヨーク６００ａと、ピストン
部５００ａとの間に発生する磁界によってピストン部５
００ａを上昇、または下降させる推力が付与される。す
なわち、ピストン部５００ａは、エアシリンダ機構５０
０の可動部材であるとともに、リニアモータ機構６００
の可動部となっており、ピストン部５００ａにはエアシ
リンダ機構５００による推力と、リニアモータ機構６０
０による推力とが作用するようになっている。
【００３８】この構成の下、上述した第１実施形態と同
様に、ピストン部５００ａの自重やその先端等に搭載し
た物などの重量による負荷をエアシリンダ機構５００で
支持し、ピストン部５００ａが移動するための推力をリ
ニアモータ機構６００が付与している。したがって、上
述した第１実施形態と同様に、装置の大幅な大型化を招
くことなく、ピストン部５００ａのより正確な位置制御
を行うことが可能となるなどの効果が得られる。
様に、ピストン部５００ａの自重やその先端等に搭載し
た物などの重量による負荷をエアシリンダ機構５００で
支持し、ピストン部５００ａが移動するための推力をリ
ニアモータ機構６００が付与している。したがって、上
述した第１実施形態と同様に、装置の大幅な大型化を招
くことなく、ピストン部５００ａのより正確な位置制御
を行うことが可能となるなどの効果が得られる。
【００３９】Ｄ．変形例 なお、本発明は、上述した第１ないし第３実施形態に限
定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能
である。
定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能
である。
【００４０】（変形例１）上述した第１および第２実施
形態では、断面コ字状のガイド部材２０を用いていた
が、ガイド部材２０の形状はこれに限らず、可動部２１
を所定の直線方向（上下方向以外であってもよい）に案
内支持することができるものであればよい。例えば、図
９に示すように、平板状のガイド部材８０を用いて可動
部２１を案内支持するような構造であってもよい。この
ようなガイド部材８０を採用した場合にも、上記第１実
施形態と同様にエアシリンダ機構２００の本体部２００
ａをガイド部材８０の下端側に取り付けるようにすると
ともに、ピストン部２００ｂの先端を可動部２１に結合
するようにすればよい。
形態では、断面コ字状のガイド部材２０を用いていた
が、ガイド部材２０の形状はこれに限らず、可動部２１
を所定の直線方向（上下方向以外であってもよい）に案
内支持することができるものであればよい。例えば、図
９に示すように、平板状のガイド部材８０を用いて可動
部２１を案内支持するような構造であってもよい。この
ようなガイド部材８０を採用した場合にも、上記第１実
施形態と同様にエアシリンダ機構２００の本体部２００
ａをガイド部材８０の下端側に取り付けるようにすると
ともに、ピストン部２００ｂの先端を可動部２１に結合
するようにすればよい。
【００４１】（変形例２）また、図１０に示すように、
平板状のガイド部材８０を用いるとともに、エアシリン
ダ機構２００ではなく、ロッドレスシリンダ機構３００
を用いるようにしてもよい。この場合にも、上述した第
２実施形態と同様に可動部３００ｃと可動部２１とを連
結部材３０５により連結すればよい。
平板状のガイド部材８０を用いるとともに、エアシリン
ダ機構２００ではなく、ロッドレスシリンダ機構３００
を用いるようにしてもよい。この場合にも、上述した第
２実施形態と同様に可動部３００ｃと可動部２１とを連
結部材３０５により連結すればよい。
【００４２】（変形例３）上述した様々な実施形態で
は、エアシリンダ機構２００、ロッドレスシリンダ機構
３００およびエアシリンダ機構５００は、空気圧を用い
たエアシリンダであったが、これに限らず、他の流体
（油など）を用いたシリンダ機構であってもよい。
は、エアシリンダ機構２００、ロッドレスシリンダ機構
３００およびエアシリンダ機構５００は、空気圧を用い
たエアシリンダであったが、これに限らず、他の流体
（油など）を用いたシリンダ機構であってもよい。
【００４３】（変形例４）また、上述した第１および第
２実施形態では、リニアモータ機構２０１としてリニア
パルスモータ方式を採用していたが、これに限らず、他
の誘導型や直流型などの他の公知の種々のリニアモータ
方式を用いるようにしてもよい。
２実施形態では、リニアモータ機構２０１としてリニア
パルスモータ方式を採用していたが、これに限らず、他
の誘導型や直流型などの他の公知の種々のリニアモータ
方式を用いるようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高負荷での動作や高速動作などが可能でありながら、煩
雑な調整作業等を行うことなく、より正確な位置制御の
可能な直線駆動を実現することが可能となる。
高負荷での動作や高速動作などが可能でありながら、煩
雑な調整作業等を行うことなく、より正確な位置制御の
可能な直線駆動を実現することが可能となる。
【図１】 本発明の一実施形態に係るリニアアクチュエ
ータの外観を示す斜視図である。
ータの外観を示す斜視図である。
【図２】 前記リニアアクチュエータを示す正面図であ
る。
る。
【図３】 前記リニアアクチュエータのリニアモータ機
構の主要部を示す平断面図である。
構の主要部を示す平断面図である。
【図４】 前記リニアモータ機構の動作原理を説明する
ための図である。
ための図である。
【図５】 本発明の第２実施形態に係るリニアアクチュ
エータを示す正面図である。
エータを示す正面図である。
【図６】 第２実施形態に係る前記リニアアクチュエー
タの主要部を示す平断面図である。
タの主要部を示す平断面図である。
【図７】 本発明の第３実施形態に係るリニアアクチュ
エータを示す正断面図である。
エータを示す正断面図である。
【図８】 前記第３実施形態に係るリニアアクチュエー
タの構成要素であるピストン部の構成例を示す図であ
る。
タの構成要素であるピストン部の構成例を示す図であ
る。
【図９】 本発明に係るリニアアクチュエータの変形例
の外観を示す斜視図である。
の外観を示す斜視図である。
【図１０】 本発明に係るリニアアクチュエータの他の
変形例の外観を示す斜視図である。
変形例の外観を示す斜視図である。
２０……ガイド部材 ２１……可動部 ７０……筐体 ８０……ガイド部材 ２００……エアシリンダ機構 ２００ａ……本体部 ２００ｂ……ピストン部 ２０１……リニアモータ機構 ３００……ロッドレスシリンダ機構 ３００ａ……シリンダチューブ ３００ｂ……ピストン部 ３００ｃ……可動部 ３０５……連結部材 ５００……エアシリンダ機構 ５００ａ……ピストン部 ６００……リニアモータ機構 ６００……一次側ヨーク
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の直線方向へ移動可能に設けられる
リニア可動部を有し、当該可動部をリニアモータにより
駆動するリニアモータ機構と、 前記リニアモータ機構の構成要素である前記リニア可動
部に、前記所定の直線方向と同方向の推力を付与するシ
リンダ機構とを備え、 前記シリンダ機構は、前記リニアモータ機構の一部に取
り付けられていることを特徴とするリニアアクチュエー
タ。 - 【請求項２】 前記リニアモータ機構は、前記所定の直
線方向に沿って設けられ、前記リニア可動部を案内支持
するガイド部材を有しており、 前記シリンダ機構は、本体部と、前記本体部に対して前
記所定の直線方向に移動可能に設けられるシリンダ可動
部とを有しており、 前記シリンダ機構の本体部は、前記ガイド部材の前記所
定の直線方向の一端側に取り付けられ、前記シリンダ機
構の前記シリンダ可動部は前記リニア可動部に連結され
ていることを特徴とする請求項１に記載のリニアアクチ
ュエータ。 - 【請求項３】 前記リニアモータ機構は、前記所定の直
線方向に沿って設けられ、前記リニア可動部を案内支持
する断面コ字状のガイド部材を有しており、 前記シリンダ機構は、前記断面コ字状のガイド部材によ
り形成される空間内に配置されていることを特徴とする
請求項１に記載のリニアアクチュエータ。 - 【請求項４】 前記シリンダ機構は、前記ガイド部材に
沿って設けられるシリンダチューブと、前記シリンダチ
ューブに沿って移動可能に設けられるシリンダ可動部と
を有しており、当該シリンダ可動部が前記リニア可動部
と連結されていることを特徴とする請求項３に記載のリ
ニアアクチュエータ。 - 【請求項５】 前記シリンダ機構は、本体部と、当該本
体部に対して前記所定の直線方向に沿って移動可能に設
けられるシリンダ可動部とを有しており、 前記リニア可動部と前記シリンダ可動部は同一部材であ
り、 前記リニアモータ機構は、前記リニア可動部に取り付け
られる第１の磁界発生手段と、前記リニア可動部の周囲
に固定配置される第２の磁界発生手段とを有しており、 前記第１および第２の磁界発生手段の発生する磁界によ
り前記リニア可動部に推力を付与することを特徴とする
請求項１に記載のリニアアクチュエータ。 - 【請求項６】 前記所定の直線方向は、上下方向であ
り、 前記シリンダ機構は、前記リニア可動部に加わる負荷を
相殺する推力を前記リニア可動部に付与することを特徴
とする請求項１ないし５のいずれかに記載のリニアアク
チュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000205477A JP2002027732A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | リニアアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000205477A JP2002027732A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | リニアアクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002027732A true JP2002027732A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18702557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000205477A Pending JP2002027732A (ja) | 2000-07-06 | 2000-07-06 | リニアアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002027732A (ja) |
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2000
- 2000-07-06 JP JP2000205477A patent/JP2002027732A/ja active Pending
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