JP2002191163A - リニアモータ及びこれを駆動源とする駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚みを薄くしたまま、推力を大きくすること
ができる、リニアモータを駆動源とする駆動装置を提供
する。 【解決手段】駆動装置は、相対的に移動可能なインナレ
ール８及びアウタレール７と、インナレール７及びアウ
タレール８に駆動力を付与する第１及び第２のリニアモ
ータ１，２を備える。アウタレール８には、第１のリニ
アモータ１の一次側移動子ｉが装着され、該一次側移動
子ｉに連なるように相対移動方向に延在する第２のリニ
アモータ２の二次側固定子ｏ′が装着される。インナレ
ール７には、第２のリニアモータ２の一次側移動子ｉ′
が装着され、該第２のリニアモータ２の一次側ｉ′に連
なるように相対移動方向に延在する第１のリニアモータ
１の二次側固定子ｏが装着される。第２のリニアモータ
２は、第１のリニアモータ１に対して反転させた状態で
組み合わされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータ及び
駆動源としてリニアモータを用いた駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、テーブルの直線運動を案内して位
置決めする位置決めテーブルが、工作機械、産業用ロボ
ット等に多く使用されている。テーブルを高速に作動さ
せる要求に伴ない、駆動源としてボールねじに代わりリ
ニアモータを使用することも多くなってきている。一般
にリニアモータは、一次側移動子と平板状の二次側固定
子とを有する。磁場の変化によって一次側移動子に推力
が与えられ、一次側移動子が二次側固定子上を直線的に
動く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】テーブルを高速に移動
させるためにはリニアモータの大きな推力が望まれる。
推力を大きくしたリニアモータとして、単一の二次側固
定子を挟むように、二次側固定子の両側に一対の一次側
移動子を設けた両側式のリニアモータが知られている。

【０００４】しかし、この両側式のリニアモータにあっ
ては、二次側固定子の両側に一次側移動子が設けられる
ので、リニアモータの厚みが厚くなってしまうという問
題がある。

【０００５】そこで、本発明は、その厚みを薄くしたま
ま、推力を大きくすることができるリニアモータ及びこ
れを駆動源とする駆動装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図
面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本
発明が図示の形態に限定されるものでない。

【０００７】本発明者は、推力を２倍にし、且つリニア
モータを薄くするために、リニアモータを第１のリニア
モータと第２のリニアモータとで構成し、第２のリニア
モータを第１のリニアモータに対して反転させて組合わ
せた。具体的には、請求項１の発明は、相対的に移動可
能な第１及び第２の相対移動体（７，８）のうちいずれ
か一方（７）に装着される第１のリニアモータ（１）の
一次側（ｉ）と、該一次側（ｉ）に連なるように相対移
動方向に延在し、前記一方（７）に装着される第２のリ
ニアモータ（２）の二次側（ｏ′）と、前記第１及び第
２の相対移動体（７，８）の他方（８）に装着される第
２のリニアモータ（２）の一次側（ｉ′）と、該第２の
リニアモータ（２）の一次側（ｉ′）に連なるように相
対移動方向に延在し、前記他方（８）に装着される第１
のリニアモータ（１）の二次側（ｏ）と、を備えている
ことを特徴とするリニアモータにより、上述した課題を
解決した。

【０００８】この発明によれば、リニアモータを２組内
蔵することで、推力を２倍にすることができ、また、励
磁が平均化され、その動きがスムーズになる。さらに、
第２のリニアモータを第１のリニアモータに対して反転
させて組合わせているので、リニアモータ全体の厚さを
第１のリニアモータまたは第２のリニアモータ単体を設
けた場合の厚さまで薄くすることができる。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
のリニアモータにおいて、前記第１のリニアモータ
（１）及び前記第２のリニアモータ（２）は、リニア誘
導モータ又はリニアパルスモータからなり、各々の二次
側（ｏ，ｏ′）は互いに対向して配置されていることを
特徴とする。

【００１０】前記第１のリニアモータ及び前記第２のリ
ニアモータとして、例えばリニア直流モータを使用する
場合、二次側のマグネット同士の間隔が短いとき、マグ
ネット間に交番磁界が生じて作動不良になるおそれがあ
る。本発明によれば、二次側としてマグネットを使用し
ないリニア誘導モータ及びリニアパルスモータ使用する
ので、交番磁界を生じさせるおそれがない。ただし、二
次側の距離をある程度大きくとることができるならば、
互いに影響を及ばさない故、リニア直流モータも使用可
能である。

【００１１】さらに、請求項３の発明は、相対的に移動
可能な第１及び第２の相対移動体（７，８）と、前記第
１及び第２の相対移動体（７，８）に駆動力を付与する
駆動力付与手段とを備えた駆動装置であって、前記駆動
力付与手段は、第１及び第２の相対移動体（７，８）の
うちいずれか一方（７）に装着される第１のリニアモー
タ（１）の一次側（ｉ）と、該一次側（ｉ）に連なるよ
うに相対移動方向に延在し、前記一方（７）に装着され
る第２のリニアモータ（２）の二次側（ｏ′）と、前記
第１及び第２の相対移動体（７，８）の他方（８）に装
着される第２のリニアモータ（２）の一次側（ｉ′）
と、該第２のリニアモータ（２）の一次側（ｉ′）に連
なるように相対移動方向に延在し、前記他方（８）に装
着される第１のリニアモータ（１）の二次側（ｏ）と、
を備えていることを特徴とする駆動装置により、上述し
た課題を解決した。

【００１２】この発明によれば、リニアモータを２組内
蔵することで、推力を２倍にすることができ、また、励
磁が平均化され、相対移動体の動きをスムーズにするこ
とがっできる。さらに、上述の理由でリニアモータの厚
さも薄くすることができるので、駆動装置も薄くコンパ
クトにすることができる。

【００１３】さらに、請求項４の発明は、請求項３に記
載の駆動装置において、前記第１の相対移動体（７）に
対して前記第２の相対移動体（８）が前記相対移動方向
に移動するのを案内する第１及び第２の案内手段（３，
４）が、前記相対移動方向に設けられ、前記第１の案内
手段（３）は前記第１の相対移動体（７）に設けられ、
前記第２の案内手段（４）は前記第２の相対移動体
（８）に設けられ、前記第１のリニアモータ（１）は、
前記相対移動方向における、前記第１の案内手段（３）
の位置と略同位置で推力を発生させ、前記第２のリニア
モータ（２）は、前記相対移動方向における、前記第２
の案内手段（４）の位置と略同位置で推力を発生させる
ことを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、第２の相対移動体に対
する第１の相対移動体の位置に係わらず、前記案内手段
の位置と同位置で推力を発生させることができる。この
ため、各リニアモータが前記相対移動方向以外の方向へ
の推力の成分を生じても、推力点に位置する案内手段が
この相対移動方向以外の方向への推力の成分を確実に負
荷する。したがって、第２の相対移動体に対して第１の
相対移動体がスムーズに移動する。なお、案内手段と同
位置で推力を発生させないと、各リニアモータの、前記
相対移動方向以外の方向への推力の成分によって、各移
動体にモーメントが生じる。このモーメントは第２の相
対移動体に対して第１の相対移動体のスムーズな移動を
妨げる。

【００１５】また、第１の案内手段は前記第１の相対移
動体に設けられ、第２の案内手段は前記第２の相対移動
体に設けられている。第２の相対移動体に対する第１の
相対移動体の任意の姿勢において、２つの案内手段の間
には相応の距離をとることができ、モーメント荷重をも
負荷できる駆動装置が得られる。

【００１６】また、請求項５の発明は、請求項４に記載
の駆動装置において、前記第１の相対移動体（７）に前
記第１のリニアモータ（１）の一次側（ｉ）が装着さ
れ、前記第１の案内手段（３）は、前記相対移動方向に
おける、前記第１のリニアモータ（１）の一次側（ｉ）
近傍で前記第１の相対移動体（７）に固定され、前記第
２の移動体（８）に前記第２のリニアモータ（２）の一
次側（ｉ′）が固定され、前記第２の案内手段（４）
は、前記相対移動方向における、前記第２のリニアモー
タ（２）の一次側（ｉ′）近傍で前記第２の相対移動体
（８）に固定されていることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、第１及び第２のリニア
モータが、前記相対移動方向における、第１及び第２の
案内手段の位置と同位置で推力を発生させる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の第１
の実施形態における駆動装置を示す。駆動装置は、第１
の相対移動体としてのアウタレール７と、アウタレール
７の長手方向（相対移動方向）にスライド自在に支持さ
れた第２の相対移動体としてのインナレール８と、アウ
タレール７とインナレール８との間に介在される駆動手
段としての第１のリニアモータ１及び第２のリニアモー
タ２とを備える。アウタレール７に対してインナレール
８は、相対的に移動可能になっている。

【００１９】第１及び第２のリニアモータ１，２は、本
実施形態においては例えばリニア誘導モータからなり、
移動子ｉ，ｉ′と固定子ｏ，ｏ′との組合わせにより構
成されている。例えば移動子ｉ，ｉ′の一次巻線に多相
交流電流を流すことによって作動するようになってい
る。

【００２０】アウタレール７上面の長手方向の一端（先
端）側には、第１のリニアモータ１の一次側移動子ｉ
（以下単に移動子ｉという）が装着される。また、アウ
タレール７上面には、移動子ｉに連なるように長手方向
に延在する第２のリニアモータ２の固定子ｏ′（以下単
に固定子ｏ′という）が装着される。一方、インナレー
ル８下面の長手方向の一端（後端）側には、第２のリニ
アモータ５２の移動子ｉ′（以下単に移動子ｉ′とい
う）が装着される。また、インナレール８下面には、移
動子ｉ′に連なるように長手方向に延在する第１のリニ
アモータ１の固定子ｏ（以下単に固定子ｏという）が装
着される。励磁することにより、移動子ｉと固定子ｏと
の間、及び移動子ｉ′と固定子ｏ′との間に吸引力が作
用する。ここで、第２のリニアモータ２は第１のリニア
モータ１に対して反転させて組み合わされている。

【００２１】アウタレール７は、上面に開口する凹所７
ａを有する断面コ字形に形成される。アウタレール７に
は、開口する凹所７ａを挟んで左右に互いに平行に延び
る突堤７ｂ，７ｂが形成されている。突堤７ｂ，７ｂの
内側面７ｃ，７ｃのそれぞれには、長手方向に沿って転
動体転走面としての一条づつのボール転走溝１１，１１
が形成される。

【００２２】アウタレール７の一端（先端）側には、イ
ンナレール８がアウタレール７に対して長手方向に移動
するのを案内する第１の案内手段としてのアウタレール
側案内手段３が設けられる。このアウタレール側案内手
段３は、インナレール８とアウタレール７との間を転が
り運動する転動体としての複数のボール１３…と、この
ボール１３…を循環させるアウタレール側ボール循環路
１４を有する。アウタレール側ボール循環路１４の構成
については後述する。

【００２３】インナレール８は、アウタレール７の凹所
７ａに嵌挿され、アウタレール側案内手段３及びインナ
レール側案内手段４を介してアウタレール７の突堤７
ｂ，７ｂ間に挟まれるように支持される。インナレール
８は、下面に開口する凹所８ａを有する断面コ字形に形
成されている。アウタレール７の突堤７ｂ，７ｂの内側
面７ｃ，７ｃに対向するインナレール８の外側面８ｃ，
８ｃそれぞれには、ボール転走溝１１に対応する負荷転
走体転走面としての負荷ボール転走溝１５が形成され
る。

【００２４】アウタレール側ボール循環路１４とは反対
側における、インナレール８の一端（後端）側には、イ
ンナレール８がアウタレール７に対して長手方向に移動
するのを案内する第２の案内手段としてのインナレール
側案内手段４が設けられる。インナレール側案内手段４
とアウタレール側案内手段３とはインナレール８又はア
ウタレール７の長手方向に並べられている。このインナ
レール側案内手段４は、インナレール８とアウタレール
７との間を転がり運動するボール１２…と、ボール１２
…を循環させるインナレール側ボール循環路１６とを有
する。なお、アウタレール７の一端にアウタレール側案
内手段３が形成され、インナレール８の一端にインナレ
ール側案内手段１６が形成され、互いの案内手段が干渉
しない方向からインナレール８とアウタレール７とは組
み合わされている。

【００２５】図２に示すように、アウタレール側ボール
循環路１４は、ボール転走溝１１に対向する負荷転走溝
Ｃと、ボール転走溝１１と略平行な転動体戻し通路とし
てのボール戻し通路Ａと、負荷転走溝Ｃおよびボール戻
し通路Ａを連通する一対の方向転換路Ｂとで構成され
る。ボール転走溝１１と負荷転走溝Ｃとの間には複数の
ボール１３…が介在されている。インナレール８はアウ
タレール７にこの複数のボール１３…を介して支持され
ている。そして、アウタレール側ボール循環路１４をボ
ール１３…が循環することによって、インナレール８が
アウタレール７の長手方向にスライドする。ここで、ア
ウタレール側案内手段３は、負荷転走溝Ｃの長手方向の
長さＬ１の間でインナレール８を支持する。支持の中心
は、負荷転走溝Ｃの長手方向の中心線Ｃ１上に位置す
る。

【００２６】インナレール側ボール循環路１６も、負荷
ボール転走溝１５に対向する負荷転走溝Ｃと、負荷ボー
ル転走溝１５と略平行な転動体戻し通路としてのボール
戻し通路Ａと、負荷ボール転走溝１５およびボール戻し
通路Ａを連通する一対の方向転換路Ｂとで構成される。
負荷ボール転走溝１５と負荷転走溝Ｃとの間には複数の
ボール１２…が介在されている。インナレール８はアウ
タレール７にこの複数のボール１２…を介して支持され
ている。そして、インナレール側ボール循環路１６をボ
ール１２…が循環することによって、インナレール８が
アウタレール７の長手方向にスライドする。ここで、イ
ンナレール側案内手段４は、負荷転走溝Ｃの長手方向の
長さＬ２の間でインナレール８を支持する。支持の中心
は、負荷転走溝Ｃの長手方向の中心線Ｃ２上に位置す
る。

【００２７】負荷ボール戻し通路Ａは、アウタレール本
体７ｄおよびインナレール本体８ｄの端から長手方向に
穴あけ加工して形成される。アウタレール側ボール循環
路１４の方向転換路Ｂおよびインナレール側ボール循環
路１６の方向転換路Ｂは、インナレール本体８ｄおよび
アウタレール本体７ｄに別体として装着されるデフレク
タ１９に形成される。

【００２８】図３は、デフレクタ１９を示す。インナレ
ール側ボール循環路１６およびアウタレール側ボール循
環路１４には、共通のデフレクタ１９が使用されてい
る。デフレクタ１９には半円状の方向転換路２６が形成
される。デフレクタ１９は、この方向転換路２６を形成
しやすいように、方向転換路２６に沿って別れた分割体
１９ａ，１９ｂを結合してなる。この分割体１９ａ，１
９ｂは、方向転換路２６の中心線を含む平面で上下に２
分割されている。各分割体１９ａ，１９ｂは、ダボ２７
と穴２８とで互いに位置決めできるようになっている。
また、デフレクタ１９には、インナレール側ボール循環
路１６およびアウタレール側ボール循環路１４に取り付
けるときに位置決めできるように、段差を付けた突き当
て部２９が形成される。デフレクタ１９は、例えば合成
樹脂を射出成形等して製造される。

【００２９】図２に示すように、アウタレール本体７ｄ
には側方からエンドミル等で穴３３が開けられ、デフレ
クタ１９がこの穴３３内に嵌入される。挿入されたデフ
レクタ１９は、接着材等の結合手段３２でアウタレール
本体７ｄに結合される。この穴３３は、ボール戻し通路
Ａを貫通してボール転走溝１１または負荷ボール転走溝
１５まで延び、その内部にデフレクタ１９の突き当て部
２９に当接する段差３３ａを有する。デフレクタ１９の
外周が穴３３に嵌合し、デフレクタ１９の突き当て部２
９が穴の段差３３ａと当接することによって、デフレク
タ１９がアウタレール本体７ｄまたはインナレール本体
８ｄに対して位置決めされる。デフレクタ１９を位置決
めすることで、ボール転走溝１１または負荷ボール転走
溝１５から確実にボール１２，１３を掬い上げ、またボ
ール戻し通路Ａに確実にボール１２，１３を戻すことが
できる。インナレール本体８ｄにも側方からエンドミル
等で穴３３が開けられ、デフレクタ１９がこの穴３３内
に嵌入される。なお、本実施例では、アウタレール本体
７ｄには外側面から穴３３を開け、インナレール本体８
ｄには内側面から穴３３を開けているが、勿論アウタレ
ール本体７ｄに内側面から穴を開け、インナレール本体
８ｄに外側面から穴を開けてもよい。

【００３０】図４に示すように、第１のリニアモータ１
の移動子ｉは、第１のリニアモータ１の固定子ｏに対向
している。また、図５に示すように、第２のリニアモー
タ２の移動子ｉ′は、第２のリニアモータ２の固定子
ｏ′に対向している。そして、図６に示すように、第２
のリニアモータ２は第１のリニアモータ１に対して反転
された状態で第１のリニアモータ１に組み合わされてい
る。

【００３１】図７は、リニアモータ１，２の一例として
のリニア誘導モータ５３を示す。リニア誘導モータ５３
は、移動子ｉと固定子ｏを有する。固定子ｏは、非磁性
導体板５４と磁性導体板５５とを上下に積層して構成さ
れる。リニア誘導モータ５３の作動原理は基本的にはか
ご形誘導モータ（回転形）と同様で、レンツの法則とフ
レミングの左手則で説明される。多相一次巻線５６に多
相交流電流を流すと時間的空間的に移動する進行磁界が
発生する。この進行磁界は二次側である非磁性導体板５
４上にうず電流を誘導する。このうず電流が進行磁界と
ともに推力発生源になる。

【００３２】図６に示すように、移動子ｉ，ｉ′には、
長手方向の長さＬ３，Ｌ４の全長にわたって略均等に推
力が働く。このため、移動子ｉの推力点Ｐ１は長さＬ３
の略中心線Ｃ１上に位置し、移動子ｉ′の推力点Ｐ２は
長さＬ４の中心線Ｃ２上に位置する。そして、推力点Ｐ
１はアウタレール側案内手段３の支持の中心線Ｃ１上に
略位置し（図２参照）、推力点Ｐ２はインナレール側案
内手段４の支持の中心線Ｃ２上に略位置する。

【００３３】図８は、リニアモータの他の例としてのリ
ニアパルスモータ５７を示す。移動子ｉは、たとえば永
久磁石５８を中心に介在させてその左右に２つの磁気コ
ア５９，６０を対向配置して構成されている。一方の磁
気コア５９には永久磁石５８によりＮ極に磁化された第
１の磁極６１及び第２の磁極６２が形成され、他方の磁
気コア６０には永久磁石５８によりＳ極に磁化された第
３の磁極６３及び第４の磁極６４が形成されている。

【００３４】固定子ｏには、長手方向と直交する方向に
延びる断面コ字形状の固定歯６５が長手方向に全長にわ
たって、同一ピッチで等間隔に設けられている。各磁極
６１〜６４にも固定子ｏと同一ピッチの磁極歯６１ａ〜
６４ａがそれぞれ形成されている。

【００３５】Ｎ極側の第１の磁極６１及び第２の磁極６
２には、第１のコイル６６及び第２のコイル６７が巻か
れており、電流が流れた際に互いに逆向きの磁束が発生
するように直列に結線されている。第１のコイル６６及
び第２のコイル６７は、図示しないパルス発生源に電気
的に接続されている。一方Ｓ極側の第３の磁極６３及び
第４の磁極６４にも、同様に直列に結線された第３のコ
イル６８及び第４のコイル６９が巻かれており、パルス
発生源に接続されている。

【００３６】ここで、例えば第１の磁極６１に対して第
２の磁極６２は、磁極歯６１ａ，６２ａの位相が１／２
ピッチだけずれており、また第３の磁極６３に対して第
４の磁極６４も同様に磁極歯６３ａ，６４ａの位相が１
／２ピッチだけずれているものとする。さらにＮ極側の
第１の磁極６１及び第２の磁極６２の磁極歯６１ａ，６
２ａに対して、Ｓ極側の第３の磁極６３及び第４の磁極
６４の磁極歯６３ａ，６４ａは１／４ピッチだけ位相が
ずれているものとする。

【００３７】リニアパルスモータの動作原理について説
明する。図９（ａ）〜（ｄ）は、リニアパルスモータの
動作原理を示す概略図を示す。第１のコイル６６と第２
のコイル６７には端子ａから、第３のコイル６８と第４
のコイル６９には端子ｂからパルスが入力されるように
なっている。図中（ａ）では端子ａに第１の磁極６１を
励磁する方向に、図中（ｂ）では端子ｂに第４の磁極６
４を励磁する方向に、図中（ｃ）では端子ａに第２の磁
極６２を励磁する方向に、図中（ｄ）では端子ｂに第３
の磁極６３を励磁する方向に、それぞれパルスが入力さ
れた状態を示している。

【００３８】図中（ａ）で端子ａに第１の磁極６１を励
磁する方向にパルスを入力すると、第１の磁極６１は永
久磁石５８の磁束と第１のコイル６６の磁束が加わって
安定状態を維持する。次に同図（ｂ）でも同様に、端子
ｂに第４の磁極６４を励磁する方向にパルスを入力する
と、第４の磁極６４は安定を保とうとする方向、すなわ
ち紙面に向って右方向に１／４ピッチだけ移動する。こ
のように交互にパルス電流を流すことによって、移動子
は同図（ｃ），（ｄ）と連続動作をする。

【００３９】図１０は、リニアモータのさらに他の例と
してのリニア直流モータ７０を示す。移動子ｉは、励磁
コイル７１…とヨーク、固定子ｏはマグネット７２…と
ヨークから構成されている。移動子ｉを構成する励磁コ
イル７１…は、長手方向に沿って複数並べられている。
固定子ｏを構成するマグネット７２…は、長手方向に沿
ってＮ極及びＳ極が交互に並ぶように配列されている。
移動子ｉの位置は、センサで検出され、検出された場所
の励磁コイル７１の電流が逆向きに流れるように順次切
り換えられる。励磁コイル７１は、マグネット７２との
相互作用によってフレミングの左手の法則にしたがう推
力を発生する。このようなリニア直流モータを使用する
場合、２組のリニアモータ５１，５２を背面合わせに配
置し、二次側のマグネット７２，７２同士の間隔が短い
とき、マグネット７２，７２間に交番磁界が生じて作動
不良になるおそれがある。したがって、２組のリニアモ
ータ５１，５２を背面合わせに配置する場合は、二次側
としてマグネット７２…を使用しないリニア誘導モータ
５３及びリニアパルスモータ５７を好適に用いることが
できる。ただし、二次側の距離をある程度大きくとるこ
とができるならば、互いに影響を及ばさない故、リニア
直流モータ７０も使用可能である。

【００４０】このように構成されるリニアモータ１，２
を組み込んだ駆動装置は、次のように駆動される。図１
に示すように、第１及び第２のリニアモータ５１，５２
の移動子ｉ，ｉ′に電流が入力されると、移動子ｉ，
ｉ′と固定子ｏ，ｏ′間に吸引力が働き、アウタレール
７に対してインナレール８がその長手方向に所定量移動
する。この場合、第１のリニアモータ１の移動子ｉは固
定子ｏに対して前進するが、第２のリニアモータ２につ
いては固定子ｏ′を移動させるため、移動子ｉ′には固
定子ｏ′に対して後退させる方向に電流が入力される。
その反作用として固定子ｏ′が前進する。そして、イン
ナレール８がアウタレール７に対してスライドし、駆動
装置の全体長（インナレール８の先端からアウタレール
７の後端までの距離）が伸縮する。

【００４１】インナレール８とアウタレール７との間に
リニアモータ１，２を２組内蔵することで、推力を２倍
にすることができ、また各リニアモータ１，２の励磁が
平均化され、インナレール８の動きをスムーズにするこ
とができる。さらに、第２のリニアモータ２を第１のリ
ニアモータ１に対して反転させて組合わせているので、
リニアモータ全体の厚さを第１のリニアモータ１または
第２のリニアモータ２を単独で設けた場合の厚さまで薄
くすることができる。

【００４２】また、第１及び前記第２のリニアモータ
１，２は、アウタレール７に対するインナレール８の位
置に係わらず、長手方向における、インナレール側及び
アウタレール側案内手段３，４の位置と同位置で推力を
発生させる。このため、各リニアモータ１，２が長手方
向（例えば水平方向）以外の方向への推力の成分（例え
ば垂直方向）を生じても、推力点Ｐ１，Ｐ２に位置する
インナレール側及びアウタレール側案内手段３，４が長
手方向以外への推力の成分を確実に負荷する。したがっ
て、アウタレール７に対してインナレール８がスムーズ
に移動する。

【００４３】図１１は、この駆動装置のインナレール８
の先端に荷重Ｐがかかった状態を示す。任意の伸縮姿勢
において、アウタレール側案内手段３とインナレール側
案内手段４との間には相応の距離ｌがあるため、モーメ
ント荷重をも負荷できる駆動装置が得られる。例えば、
先端に荷重Ｐがかかったときは、アウタレール側案内手
段３に反力Ｒ０が働き、インナレール側案内手段４に反
力Ｒｉが働き、Ｒｉ×ｌのモーメント荷重を負荷する。
インナレール８がスライドし、インナレールのストロー
クが大きくなると、この距離ｌが徐々に短くなり、モー
メント荷重を負荷できる能力も減少する。しかし、イン
ナレール８がスライドしても、ボール１２…，１３…が
循環し、インナレール８またはアウタレール７からボー
ル１２…，１３…から外れることがないので、モーメン
ト荷重を負荷できる能力が著しく減少することがない。
また、任意の伸縮姿勢において負荷できるボール１２
…，１３…の数が変化しないので、一定のラジアル荷重
およびスラスト荷重を負荷できる駆動装置が得られる。

【００４４】また、上述のように、アウタレール７は開
口する凹所７ａを有する断面コ字形に形成され、アウタ
レール７の内側面７ｃそれぞれにボール転走溝１１を形
成し、インナレール８は、アウタレール７の前記凹所７
ａに嵌挿され、アウタレール７の内側面７ｃに対向する
インナレール８の外側面８ｃそれぞれに負荷ボール転走
溝１５を形成しているので、ラジアル荷重、スラスト荷
重、モーメント荷重をバランス良く負荷できる転がり案
内装置が得られる。

【００４５】図１２は、本発明の第３の実施形態の駆動
装置を示す。上記駆動装置は、図中（ａ）に示すよう
に、インナレール８およびアウタレール７の２つの部材
を備え、インナレール８のみがスライドするシングルス
トロークである。これに対し、図中（ｂ）に示すように
駆動装置をアウタレール７と、アウタレール７に嵌挿さ
れる第１のインナレール４１と、第１のインナレール４
１に嵌挿される第２のインナレール４２との３つの部材
で構成してもよい。この場合、アウタレール７に対して
第１のインナレール４１がスライドし、第１のインナレ
ール４１に対して第２のインナレール４２がスライドす
る。第１のインナレール４２は、アウタレール７に対し
ては上述のインナレール８と同様な構成を有し、第２の
インナレール４２に対しては上述のアウタレール７と同
様な構成を有する。第２のインナレール４２は上述のイ
ンナレール８と同様な構成を有する。アウタレール７と
第１のインナレール４１との間には、上記第１及び第２
のリニアモータが介在される。また、第２のインナレー
ルと第２のインナレールとの間にも、第３及び第４のリ
ニアモータが介在される。第３のリニアモータは、第４
のリニアモータに対して反転させて第４のリニアモータ
に組み合わされる。この駆動装置によれば、第２のイン
ナレール４２がダブルでストロークするので、より伸縮
ストロークを大きくとることができる。このように、複
数の部材で駆動装置を構成すると伸縮ストロークが複数
段組み合わされ、よりストロークの大きい駆動装置が得
られる。

【００４６】図１３は、本発明の第３の実施形態の駆動
装置を示す。この実施形態の駆動装置は、リニアモータ
１，２として２組のロッド型リニアモータを組み込んで
いる。この駆動装置も上記実施形態の駆動装置と同様
に、アウタレール７と、アウタレール７の長手方向にス
ライド自在に支持されたインナレール８と、アウタレー
ル７とインナレール８との間に介在される第１のリニア
モータ１及び第２のリニアモータ２を備える。アウタレ
ール７及びインナレール８は断面コ字形状に形成され、
アウタレール７内にインナレール８が嵌め込まれてい
る。

【００４７】第１及び第２のロッド型リニアモータは、
固定子としてのロッドｏ，ｏ′と、ロッドｏ，ｏ′の周
囲を覆う移動子としての円筒状コイルｉ，ｉ′とから構
成される。円筒状のコイルｉ，ｉ′は、複数個の電磁石
を軸方向に積層してなる。ロッドｏ，ｏ′は、複数個の
永久磁石を軸方向に積層してなる。コイルｉ，ｉ′はロ
ッドｏ，ｏ′に所定のギャップを介して軸方向に相対移
動可能に嵌合されている。なお、ロッドｏ，ｏ′は、単
一の磁性材に対してＮ，Ｓの磁極を交互に多極着磁する
構成でもよい。

【００４８】アウタレール７の先端には、第１のロッド
型リニアモータ１の円筒状コイルｉが装着されると共
に、第２のロッド型リニアモータ２のロッドｏ′を軸線
方向にスライド可能に支持するアウタレール側受け台７
５が固定される。また、インナレール８の後端には、第
２のロッド型リニアモータ２の円筒状コイルｉが装着さ
れると共に、第１のロッド型リニアモータ１のロッドｏ
を軸線方向にスライド可能に支持するインナレール側受
け台７６が固定される。作動原理は上記実施形態の駆動
装置と同様で、第１及び第２のロッド型リニアモータ
１，２を作動することによって、アウタレール側受け台
７５及びインナレール側受け台７６間の距離が伸縮し、
アウタレール７に対してインナレール８がスライドす
る。このように、リニアモータとしてはロッド型リニア
モータを使用することも可能である。

【００４９】図１４は、本発明の第４の実施形態におけ
る駆動装置を示す。この駆動装置は、第１の相対移動体
として偏平で矩形状のベース８１を有し、第２の相対移
動体として偏平で矩形状のテーブル８２を有している。

【００５０】ベース８１の上面の両外側には、平行を保
つ一対のベース側レール８２，８２が取り付けられる。
一対のベース側レール８２，８２それぞれには移動側ブ
ロック８３，８３がスライド可能に取り付けられる。移
動側ブロック８３，８３には、図示しないボールを循環
させるボール循環路が形成されている。そして、ベース
側レール８２，８２と移動側ブロック８３，８３とで周
知のリニアガイドが構成される。移動側ブロック８３，
８３の上面はテーブル８２の下面の一端（後端）に固定
されている。

【００５１】また、テーブル８２の下面には、ベース側
レール８２，８２の内側に平行を保つ一対のテーブル側
レール８４，８４が取り付けられる。この一対のテーブ
ル側レール８４，８４それぞれは、固定側ブロック８
５，８５に対してスライド可能に取り付けられている。
固定側ブロック８５，８５には、図示しないボールを循
環させるボール循環路が形成されている。そして、テー
ブル側レール８４，８４と移動側ブロック８５，８５と
で周知のリニアガイドが構成される。固定側ブロック８
５，８５の下面はベース８１の一端（先端）に固定され
ている。この実施形態においては、インナレール側ボー
ル循環路１６およびアウタレール側ボール循環路１４
は、上記第１の実施形態と異なり、ベース８１およびテ
ーブル８２とは別体にしたブロック８３，８５に形成さ
れている。

【００５２】ベース８１とテーブル８２との間には、第
１及び第２のリニアモータ１，２が介在される。この第
１及び第２のリニアモータ１，２は上記実施形態のリニ
アモータと同様な構成なので、同一の符号を附してその
説明を省略する。

【００５３】この実施形態の駆動装置の作動原理は、上
記第１の実施形態の駆動装置と同様である。第１及び第
２のリニアモータ１，２の移動子ｉ，ｉ′に電流が入力
されると、移動子ｉ，ｉ′と固定子ｏ，ｏ′間に吸引力
が働き、ベース８１に対してテーブル８２がその長手方
向に所定量移動する。

【００５４】なお、上記実施形態において、インナレー
ル８およびアウタレール７として直線状のレールが使用
されているが、曲線状のレールの使用ももちろん可能で
ある。また、転動体としてボール１２…，１３…が使用
されているが、ローラの適用ももちろん可能である。さ
らに、ボール１２…，１３…を回転摺動自在に保持する
帯状にして可撓性を有するリテーナを設けてもよいし、
各ボール１２…，１３…間にボール１２…，１３…を回
転摺動自在に保持するスペーサを設けてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リニアモータが、相対的に移動可能な第１及び第２の相
対移動体のうちいずれか一方に装着される第１のリニア
モータの一次側と、該一次側に連なるように相対移動方
向に延在し、前記一方に装着される第２のリニアモータ
の二次側と、前記第１及び第２の相対移動体の他方に装
着される第２のリニアモータの一次側と、該第２のリニ
アモータの一次側に連なるように相対移動方向に延在
し、前記他方に装着される第１のリニアモータの二次側
と、を備えている。リニアモータを２組内蔵すること
で、推力を２倍にすることができ、また、励磁が平均化
され、その動きがスムーズになる。さらに、第２のリニ
アモータを第１のリニアモータに対して反転させて組合
わせているので、リニアモータ全体の厚さを第１のリニ
アモータまたは第２のリニアモータ単体を設けた場合の
厚さまで薄くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の駆動を示す斜視図。

【図２】本発明の第１の実施形態の駆動を示す水平方向
断面図。

【図３】上記転がり案内装置に組み込まれるデフレクタ
を示す斜視図。

【図４】上記図１のＩＶ−ＩＶ線断面図。

【図５】上記図１のＶ−Ｖ線断面図。

【図６】２組のリニアモータを組合わせた例を示す側面
図。

【図７】リニア誘導モータを示す斜視図。

【図８】リニアパルスモータを示す長手方向垂直断面
図。

【図９】リニアパルスモータの作動原理を示す図。

【図１０】リニア直流モータを示す斜視図。

【図１１】上記駆動装置の先端に荷重が加わった状態を
示す図。

【図１２】本発明の第２の実施形態の駆動装置を示す概
略斜視図（図中（ａ）は２段式の第１の実施形態の駆動
装置を示し、図中（ｂ）は３段式の第２の実施形態の駆
動装置を示す）。

【図１３】本発明の第３の実施形態の駆動装置を示す斜
視図。

【図１４】本発明の第４の実施形態の駆動装置を示す斜
視図。

【符号の説明】

１…第１のリニアモータ ２…第２のリニアモータ ３…第１の案内手段 ４…第２の案内手段 ７…アウタレール（第１の相対移動体） ８…インナレール（第２の相対移動体） ｉ，ｉ′…一次側（移動子） ｏ，ｏ′…二次側（固定子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星出 薫 東京都品川区西五反田３丁目11番６号 テ イエチケー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H641 BB03 BB07 BB10 BB14 BB18 BB19 GG02 GG03 GG04 GG05 GG08 GG12 GG16 GG20 GG26 HH02 HH03 HH05 HH06 HH08 HH10 HH12 JA03 JA09 JA19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に移動可能な第１及び第２の相対
   移動体のうちいずれか一方に装着される第１のリニアモ
   ータの一次側と、 該一次側に連なるように相対移動方向に延在し、前記一
   方に装着される第２のリニアモータの二次側と、 前記第１及び第２の相対移動体の他方に装着される第２
   のリニアモータの一次側と、 該第２のリニアモータの一次側に連なるように相対移動
   方向に延在し、前記他方に装着される第１のリニアモー
   タの二次側と、を備えていることを特徴とするリニアモ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記第１のリニアモータ及び前記第２の
   リニアモータは、リニア誘導モータ又はリニアパルスモ
   ータからなり、各々の二次側は互いに対向して配置され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のリニアモー
   タ。
3. 【請求項３】 相対的に移動可能な第１及び第２の相対
   移動体と、前記第１及び第２の相対移動体に駆動力を付
   与する駆動力付与手段とを備えた駆動装置であって、 前記駆動力付与手段は、第１及び第２の相対移動体のう
   ちいずれか一方の一端側に装着された第１のリニアモー
   タの一次側と、該一次側に連なるように相対移動方向に
   延在して前記一方の相対移動体に装着された第２のリニ
   アモータの一次側と、前記第１のリニアモータの一次側
   とは反対側における、前記他方の相対移動体に装着され
   た第２のリニアモータの二次側と、該第２のリニアモー
   タの一次側に連なるように相対移動方向に延在して前記
   他方に装着された第１のリニアモータの二次側と、を備
   えていることを特徴とする駆動装置。
4. 【請求項４】 前記第１の相対移動体に対して前記第２
   の相対移動体が前記相対移動方向に移動するのを案内す
   る第１及び第２の案内手段が、前記相対移動方向に設け
   られ、 前記第１の案内手段は前記第１の相対移動体に設けら
   れ、前記第２の案内手段は前記第２の相対移動体に設け
   られ、 前記第１のリニアモータは、前記相対移動方向におけ
   る、前記第１の案内手段の位置と略同位置で推力を発生
   させ、 前記第２のリニアモータは、前記相対移動方向におけ
   る、前記第２の案内手段の位置と略同位置で推力を発生
   させることを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
5. 【請求項５】 前記第１の相対移動体に前記第１のリニ
   アモータの一次側が装着され、 前記第１の案内手段は、前記相対移動方向における、前
   記第１のリニアモータの一次側近傍で前記第１の相対移
   動体に固定され、 前記第２の移動体に前記第２のリニアモータの一次側が
   固定され、 前記第２の案内手段は、前記相対移動方向における、前
   記第２のリニアモータの一次側近傍で前記第２の相対移
   動体に固定されていることを特徴とする請求項４に記載
   の駆動装置。