JP2004274950A - リニアモータアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軌道レールがスライダの案内通路を有してチャネル状に形成される一方、スライダも中空部を有してチャネル状に形成され、かかる中空部を軌道レールの案内通路と対向させるようにして軌道レールとスライダとを組み合わせてリニアガイドを構成し、スライダの中空部にはリニアモータを構成する電機子を収容する一方、軌道レールにはスライダの中空部に面するようにしてリニアモータの界磁マグネットを配置し、リニアモータを構成する電機子及び界磁マグネットがリニアガイドを構成するスライダ及び軌道レールと完全に一体化され、しかもリニアガイドの内部に総て収まるように構成した。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リニアガイドを用いてテーブル等の可動体をベッド等の固定部に対して往復動自在に支持すると共に、リニアモータの発生する推力及びブレーキ力を用いて前記可動体を固定部に対して繰り返し位置決めすることが可能なリニアモータアクチュエータに係り、詳細には、前記リニアモータとリニアガイドをコンパクトに一体化するための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】特開平10−290560号公報
【特許文献2】特開平5−227799号公報
【特許文献3】特開2001−25229号公報
【0003】
テーブル等の可動体に対して直線運動を与えると共に、かかる可動体を所定の位置に停止させるリニアアクチュエータは、工作機械の各種テーブル、産業用ロボットの走行部、各種搬送装置等に多用されている。従来、この種のリニアアクチュエータにおいて前記可動体に推力及びブレーキ力を与える駆動手段としては、ボールねじを用いてモータの回転を直線運動に変換するように構成したものや、一対のプーリに架け回された無端状のタイミングベルトを用いてモータの回転を直線運動に変換するように構成したものが知られているが、近年においては前記駆動手段としてリニアモータを用いたアクチュエータ、すなわちリニアモータアクチュエータが種々登場している。
【0004】
最も一般的なリニアモータアクチュエータとしては、ベッドやコラム等の固定部上に一対のリニアガイドを用いて前記可動体を往復動自在に支承すると共に、リニアモータを構成する固定子及び可動子を互いに対向するようにして固定部及び可動体に夫々取り付けたものが知られている(特開平10−290560号公報等)。具体的には、前記固定部に対してリニアガイドの軌道レールを配設すると共に該軌道レールと平行にリニアモータの固定子を取り付ける一方、前記可動体にはリニアガイドのスライダ及びリニアモータの可動子を取り付け、可動体側のスライダを軌道レールに組み付けることによって前記可動体を固定部上で往復動自在に支承すると共に、固定部側の固定子と可動体側の可動子とを互いに対向させるようにしている。
【0005】
リニアモータアクチュエータでは、可動体の移動精度を確保するためにリニアガイドの軌道レールとリニアモータの固定子との平行度が重要であり、また、充分な推力を発揮させるためにはリニアモータの固定子と可動子とを所定のエアギャップで対向させることも重要である。しかし、前述の如くリニアガイドとリニアモータが全く分離したリニアモータアクチュエータは、これらの点を考慮して組み立てるのが大変困難であり、しかも手間の係る作業であった。
【0006】
また、リニアモータとして代表的なものは。永久磁石を用いた界磁マクネットとコイルが巻かれた電機子から構成される所謂同期モータであるが、この同期モータとしては、電機子に磁性体から形成されたコアを有するコア付きタイプと、かかるコアを具備しないコアレスタイプとが存在する。大きな推力を得るという観点からすればコア付きタイプが有用であるが、かかるコアが存在することから、電機子に電流を通電していない場合であっても、電機子と界磁マグネットとの間に推力の数倍に相当する磁気吸引力が作用している。このため、コア付きタイプのリニアモータを採用する場合、前述の組立作業は益々困難である。
【0007】
一方、リニアガイドとリニアモータが一体化したリニアモータアクチュエータとしては、特開平5−227729号公報や特開2001−25229号公報に開示されるものが公知である。前者の特開平5−22729号に開示されるリニアモータアクチュエータでは、軌道レールに対して長手方向に沿った凹溝を形成すると共に、この凹溝内に電機子を収容しており、スライダは前記軌道レールを跨ぐサドル状に形成されている。かかるスライダには軌道レール側の電機子と対向する位置に界磁マグネットが固定されており、前記電機子に電流を通電すると、フレミングの左手の法則によって界磁マグネットを搭載したスライダに推力が作用し、かかるスライダが軌道レールに沿って移動するようになっている。すなわち、このリニアアクチュエータは界磁マグネットを可動子とする可動磁石型のリニアモータアクチュエータである。
【0008】
しかし、可動磁石型のリニアモータアクチュエータでは、軌道レールの全長にわたって電機子を設ける必要があり、また、アクチュエータの分解能を高精度に設定するためには、電機子コイルを細分化する必要があり、スライダのストローク長を長く設定した際に、電機子コイルの製作に手間がかかり、しかもコストが嵩むといった不具合がある。
【0009】
反対に、後者の特開2001−25229号公報に開示されるリニアモータアクチュエータは電機子がスライダと共に移動する所謂可動コイル型である。すなわち、界磁マグネットはリニアガイドの軌道レールに対して直接固定される一方、電機子はスライダに搭載されており、電機子に電流を通電して電機子コイルを励磁すると、かかる電機子を搭載したスライダが軌道レールに沿って移動する。
【0010】
しかし、このリニアモータアクチュエータでは、電機子及び界磁マグネットが夫々リニアガイドのスライダ及び軌道レールに固定はされているものの、軌道レールやスライダに内蔵されることなく外部に固定されており、アクチュエータそのものが大型化してしまうといった不具合があった。また、輸送作業やベッド等の固定部への取付作業の際に、界磁マグネットや電機子を周辺機器に接触させて破損させてしまう危険性もある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、テーブル等の可動体に対して大きな推力を与えることができると共に、リニアガイドとリニアモータとが一体に組合わさってコンパクトに構成されており、安価に製作し得ると共に取り扱いも容易なリニアモータアクチュエータを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成する本発明のリニアモータアクチュエータは、固定ベース部とこの固定ベーズ部から立設された一対の側壁部を有すると共に、これら固定ベース部及び側壁部によって囲まれた案内通路を備えてチャネル状に形成され、各側壁部には前記案内通路に面したボール転動溝が形成された軌道レールと、前記ボール転動溝を転動する多数のボールを備えると共にこれらボールが循環する無限循環路を備え、これらボールを介して前記軌道レールの一対の側壁の間に組み付けられて前記軌道レールの案内通路内を自在に移動するスライダと、前記軌道レールの長手方向に沿ってN極及びS極が交互に配列されると共に、かかる軌道レールに固定された界磁マグネットと、この界磁マグネットと対向するように前記スライダに装着され、かかる界磁マグネットと相まってリニアモータを構成し、前記スライダに対して軌道レールの長手方向に沿った推力又はブレーキ力を及ぼす電機子とを備えている。
【0013】
前記スライダは、前記ボールの無限循環路を備えると共に前記軌道レールの案内通路内において各側壁部に対向配置された一対のベアリング部と、これらベアリング部を結合すると共に軌道レールの案内通路から突出した天板部と、これらベアリグ部及び天板部によって囲まれると共に前記軌道レールの固定ベース部に向けて開放された中空部とを備えている。この中空部は前記電機子の収容部として機能する。すなわち、本発明ではリニアモータを構成する電機子が完全にスライダの内部に収容されており、また、電機子が収容された中空部をチャネル状に形成された軌道レールの固定ベーズ部に向けて開放することにより、電機子が外部に対して一切露呈しない構造を採用している。また、この電機子と相まってリニアモータを構成する界磁マグネットは、前記軌道レールの固定ベース部をヨークとし、前スライダの中空部に収容された電機子コアと対向する位置に配設されている。このことから、本発明のリニアモータアクチュエータでは、リニアモータを構成する電機子及び界磁マグネットが、リニアガイドを構成するスライダ及び軌道レールと完全に一体化されており、しかもリニアガイドの内部に総て収まっているので、極めてコンパクトに構成されている。また、リニアモータがチャネル状に形成された軌道レールの外部に露呈することがないので、輸送作業や取付作業における取り扱いが極めて容易である。
【0014】
また、前記電機子はスライダの中空部に収容した状態で該スライダの天板部に対して直接固定される一方、界磁マグネットも軌道レールの固定ベース部上に配設するのみであり、これらをスライダや軌道レールに取り付けるための特別なブラケット等を一切必要としないことから、極めて安価に製作し得るものである。
【0015】
スライダに与える推力及びブレーキ力を充分に確保するため、前記電機子は磁性体からなる電機子コアを備えている。この電機子コアには軌道レールの長手方向、換言すればスライダの移動方向に沿って所定のピッチで複数のスロット及び歯が交互に形成されており、全体として櫛歯状をなしている。これら歯の形成ピッチの一例としては、界磁マグネットにおける磁極の繰り返し周期をλとした場合、λn/4(n:整数)に設定することが考えられる。
【0016】
一方、前記スライダは軌道レールの案内通路内を移動しながらテーブル等の可動体を支持するため、大きな剛性を有していることが必要であり、通常は軸受鋼等の金属材料によって形成されている。このため、界磁マグネットを軌道レールの案内通路に面するように設けると、かかる界磁マグネットの磁力がスライダに作用してしまい、前記案内通路内でスライダを移動させた際に、該スライダの移動に対して断続的な抵抗が作用してしまう。これはコギングと呼ばれる現象であり、界磁マグネットに配列されている複数の磁極とスライダとの位置関係を原因として発生する。このコギングの影響が大きいと、スライダの移動速度や加速度が変動し、軌道レール上におけるスライダの停止位置精度にも影響が生じることから、かかるコギングは極力小さいことが必要である。従って、かかる観点からすれば、スライダのベアリング部の下面、すなわち前記軌道レールの固定ベース部と対抗する面には、かかるスライダの移動方向に沿って複数のスロット及び歯を交互に形成し、かかる面を全体として櫛歯状に形成するのが好ましい。このようなスロット及び歯をベアリング部に形成すれば、その形成ピッチを調整することで、界磁マグネットがスライダのベアリング部をその移動方向へ吸引する磁力を、完全ではないにしても略キャンセルすることが可能となり、コギングの発生を低減することができるものでる。
【0017】
このとき、スロット及び歯の形成ピッチは適宜調整して差し支えないが、電機子コアに形成されたスロット及び歯の形成ピッチもコギングを抑えるように形成されていることから、前記ベアリング部のスロット及び歯の形成ピッチも電機子コアのスロット及び歯の形成ピッチと同様に、λn/4(n:整数)に設定するのが良く、また、電機子コアの歯と幅方向へ隣接させるのが好ましい。
【0018】
また、電機子コアにおけるスロット及び歯の形成ピッチをλn/4(n:整 数)に設定しても、かかる電機子コアと界磁マグネットとの位置関係から生じるコギングを完全には排除することができない。加えて、前述したように、スライダそのものも界磁マグネットとの位置関係からコギングを生じている。従って、かかる観点からすれば、電機子をスライダの天板部に固定するための固定手段は、かかる天板部に対する電機子の固定位置をスライダの移動方向に沿って自在に変更し得るものであることが好ましい。このように構成すれば、スライダに対する電機子の固定位置を該スライダの移動方向に沿って微調整することにより、スライダを原因として発生するコギングと電機子コアを原因として発生するコギングとが互いに打ち消し合う固定位置を見出すことが可能となり、そのような位置で電機子をスライダに固定することにより、リニアモータをリニアガイドに組み込んだ際に生じるコギングを略完全に解消することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に沿って本発明のリニアモータアクチュエータを詳細に説明する。
図1乃至図3は本発明を適用したリニアモータアクチュエータの実施例を示すものである。このリニアモータアクュエータは、チャネル状に形成された軌道レール1と、制御対象であるテーブル等の可動体2を搭載すると共に前記軌道レール1に沿って移動自在なスライダ3と、前記軌道レール1に配設された磁界マグネット4と、前記スライダ3に搭載されると共に前記磁界マグネット4と相まってリニアモータを構成する電機子5とから構成されており、前記スライダ3に搭載された電機子5を励磁することによって該スライダ3を軌道レール1に沿って推進し、所定の位置に停止させることができるように構成されている。
【0020】
前記軌道レール1は図示外のボルトによってベッド等の固定部に取り付けられる固定ベース部10を有すると共に、この固定ベース部10から立ち上がった一対の側壁部11,11を有し、これら固定ベース部10及び側壁部11によって囲まれた空間が凹溝状の案内通路12となっている。前記スライダ3はこの案内通路12内を往復動する。また、案内通路12に面した各側壁部11の内側面には上下に2条のボールの転動溝13が形成されており、このボール転動溝13は軌道レール1の長手方向(紙面垂直方向)に沿って形成されている。
【0021】
一方、前記スライダ3は、図4に示すように、前記軌道レール1の各側壁部11に対応した一対のベアリング部30と、これらベアリング部30を結合する天板部31と、これらベアリング部30及び天板部31によって囲まれた中空部32とを有し、全体として断面略チャネル状に形成されており、前記中空部32は軌道レール1の固定ベース部10に向けて開放されている。この中空部32は前記電機子5の収容空間として使用される。各ベアリング部30は軌道レール1の案内通路12内に配置されて軌道レール1の側壁部11と対向しているが、前記天板部31は少なくともその一部が軌道レール1の案内通路12から外部へ突出しており、軌道レール1の側壁部11の上端よりも上方に位置する天板部31の頂面には前記可動体2の取付面33が形成されている。
【0022】
各ベアリング部30はボール6が循環する無限循環路を二列備えており、各無限循環路が軌道レール1の側壁部11に形成されたボール転動溝12に対応している。このベアリング部30は、軸受鋼等の金属ブロックからなるベアリングレース34と、前記スライダ3の移動方向に関してベアリングレース34の前後両端面に固定される一対の合成樹脂製エンドキャップ35とから構成されている。各無限循環路は、前記ベアリングレース34の外側面に形成された負荷転動溝36と、この負荷転動溝36と平行にベアリングレース34に形成されたボール戻し孔37と、前記エンドキャップ35に形成されたU字状の方向転換路38とから構成されており、多数のボール6が荷重を負荷しながら軌道レール1のボール転動溝13とベアリングレース34の負荷転動溝36との間を転動するように構成されている。また、負荷転動溝36を転走し終えたボール6は一方のエンドキャップ35の方向転換路38に進入して荷重から解放された後、無負荷状態でボール戻し孔37を転動し、更に他方のエンドキャップ35の方向転換路38を転動することにより、再度ベアリングレース34の負荷転動溝36へ循環するようになっている。尚、ボール戻し孔37を無負荷状態のボール6が転動すると、かかるボール戻し孔37の内周面とボール6とが接触し、騒音が発生してしまうことから、ボール戻し孔37の内周面は合成樹脂によって被覆されている。
【0023】
上記ボール6は、図5及び図6に示すように、合成樹脂から形成された可撓性のスペーサベルト7に所定の間隔で配置されており、このスペーサベルト7と共にベアリング部30の各無限循環路に組み込まれる。このスペーサベルト7には互いに隣接するボール同士を離隔させるようにして間座部70が設けられており、これらボール6が無限循環路内を循環しながら互いに接触するのを防止している。また、前後する一対の間座部70の間にはボール6の収容孔が形成され、そこにボール6が収容されている。これにより、スライダ3が軌道レール1の案内通路12内を高速で移動しても、無限循環路内におけるボール同士の接触音が生じないことから、スライダ3の高速移動に伴う騒音の発生を抑えることができる他、無限循環路内におけるボール6の蛇行が防止され、軌道レール1に対するスライダ3の円滑な移動が確保されている。
【0024】
このように構成されたスライダ3は、ボール6を介して前記軌道レール1の一対の側壁11,11の間に挟み込まれるようにして該軌道レール1の案内通路12内に配置されており、ボール6が軌道レール1のボール転動溝13を転動することで、かかる軌道レール1の長手方向に沿って自在に往復動することができるようになっている。このとき、軌道レールは案内通路を取り囲むようにしてチャネル状に形成されていることから極めて剛性が高く、また、スライダも中空部を軌道レールの固定ベース部に向けて開放させたチャネル状に形成されていることから剛性が高く、軌道レールの案内通路内でスライダを高精度に往復動させることができる。
【0025】
次に、リニアモータを構成する界磁マグネット及び電機子について説明する。前記界磁マグネット4は、図1に示されるように、軌道レール1の固定ベース10上に配設され、前記スライダ3が往復動する案内通路12に面している。すなわち、かかる固定ベース10が界磁マグネット4のヨークとして機能している。各界磁マグネット4は永久磁石からなり、軌道レール1の長手方向に沿ってN極及びS極が所定のピッチで交互に配列されている。これら界磁マグネット4は軌道レール1の案内通路12内におけるスライダ3の移動方向と平行に配列されている必要があり、このことから軌道レール1の固定ベース10上にはボール転動溝13と平行に凹溝14が形成され、前記界磁マグネット4はこの凹溝14に嵌まり込むようにして軌道レール1に固定されている。
【0026】
一方、図7は、スライダ3の中空部32内に収容された電機子5と前記界磁マグネット4との位置関係を軌道レール1の長手方向に沿って示した縦断面図である。かかる電機子5は、前記スライダ3の中空部32内で天板部31に対してボルト39で固定される電機子コア50と、この電機子コア50に巻き回されたコイル51とから構成されている。前記電機子コア50には軌道レール1の長手方向に沿って所定のピッチで複数のスロットが形成されており、全体として櫛歯状に形成されている。この電機子コア50には前後にスロットが形成された歯52が12本形成されており、前記コイル51は各スロットを埋めるようにして電機子コア50の各歯52に巻き回されている。これら12本の歯52に対し、前記コイル51は(u1 ,u2 ,u3 ,u4 )、(v1 ,v2 ,v3 ,v4 )、(w1 ,w2 ,w3 ,w4 )の3相に巻かれており、これら3相のコイル51を励磁することにより、電機子5と界磁マグネット4との間に吸引磁力及び反発磁力が発生し、前記電機子5を搭載したスライダ3に対して軌道レール1の長手方向に沿った推力又はブレーキ力を作用させることができるようになっている。
【0027】
3相に巻かれたコイル51に対する印加電流は軌道レール1の外側に取り付けられた位置検出装置8の検出信号に基づいて決定される(図2参照)。軌道レール1の側壁部11の外側面には所定のピッチでラダーパターンが繰り返し描かれたリニアスケール80が固定される一方、スライダ3に搭載された可動体2には前記リニアスケール80のラダーパターンを光学的に読み取るエンコーダ81が固定されている。各相のコイル51に対する印加電流を決定する制御機は、かかるエンコーダ81の出力信号に基づいてスライダ3の現在位置、現在速度を把握し、目標位置と現在位置との差、設定速度と現在速度との差に応じたモータ電流を発生させ、各相のコイル51に対して通電する。
【0028】
リニアモータによって大きな推力を発生させるためには、界磁マグネット4から発せられる磁束の総てを電機子5に対して作用させることが重要であり、換言すれば、電機子5に作用することなく周囲に散逸する所謂漏れ磁束を少なくすることが重要である。このことから、本実施例のリニアモータでは、図8に示すように、軌道レール1の長手方向と直交する方向における界磁マグネット4の幅aを、同一方向における電機子コア50の幅と同一に設定している。また、電機子コア50の歯52の先端と界磁マグネット4との距離dを0.2mm程度に設定している。電機子5と界磁マグネット4とが接触することは避けなければならないので、前記距離dは、可動体2からスライダ3に対して下向きのラジアル荷重が作用した際の該スライダ3の最大変位量に基づいて決定することになる。これにより、界磁マグネット4の磁束が周囲に漏れることなく電機子コア50に対して作用するようにしている。
【0029】
また、電機子5に対して通電してスライダ3を軌道レール1の案内通路32内で繰り返し往復動させると、電機子5が発熱してコイル51の通電抵抗が増加し、電機子5と界磁マグネット4との間に作用する磁力が変動してしまうことから、スライダ3の中空部32に収容された電機子5と該スライダ3のベアリング部30との間には隙間が形成されており、スライダ3を軌道レール1内で移動させた際に該隙間を流動する空気によって前記電機子5の冷却が促進されるようになっている。
【0030】
更に、電機子5はスライダ3の天板部31に固定されており、かかる天板部31に対して電機子5で発生した熱エネルギが流入すると、該天板部31の熱膨張によってスライダ3が変形してしまい、軌道レール1に対するスライダ3の移動精度が損なわれる他、天板部31に固定された電機子5と軌道レール1側の界磁マグネット4との距離dが変動することになる。天板部31の熱膨張に起因したこのような不具合を回避するため、前記電機子5は断熱材を介してスライダ3の天板部31に固定されており、長時間連続してスライダ3を軌道レール1の案内通路32内で往復動させた場合であっても、電機子5で発生した熱エネルギが天板部31へ流入し難くなっている。
【0031】
このような電機子コア50を備えたリニアモータは大きな推力を容易に得られる反面、コイル51に通電していない状態でも電機子コア50と界磁マグネット4との間に磁力が作用することから、電機子5をスライダ3と共に軌道レール1の長手方向に沿って移動させると、電機子コア50の歯52と界磁マグネット4との位置関係に応じ、スライダ3の移動に対して断続的な抵抗が作用する傾向にある。すなわち、コギングの発生である。このようなコギングがスライダ3の移動に対して作用すると、コイル51を励磁してスライダ3を推進させた際に周期的な速度変動が生じることになり、かかる変動が前記位置検出装置8を介して制御機へフィードバックされるので、スライダ3の移動に対する制御性が悪化してしまう。
【0032】
このことから、本実施例の電機子コア50では長手方向の前後両端にコイルが巻かれていない一対の疑似歯53,53を設けている。このような疑似歯53を設けることにより、電機子コア50を界磁マグネット4の配列方向に移動させた際に生じるコギングは解消若しくは軽減され、スライダ3の制御性は良好なものとなる。このとき、コイル51が巻かれた歯52と疑似歯53との間のスロットの大きさや、疑似歯53そのものの厚みは、界磁マグネット4から電機子コア50に対して作用する磁力の大きさに応じて異なったものとなる。
【0033】
一方、スライダ3のベアリング部30は界磁マグネット4が配列された軌道レール1の固定ベース部10と近接しており、かかるベアリング部30は軸受鋼から形成されたベアリングレース34を具備することから、前述したコギングは界磁マグネット4と電機子コア50との間ばかりでなく、界磁マグネット4とスライダ3との間にも生じる。特に、本実施例のスライダ3は一対のベアリング部30によって挟まれた中空部32内に電機子5を収容していることから、界磁マグネット4とベアリング部30とが近接しており、界磁マグネット4の磁力がベアリング部30に対しても作用し易い傾向にある。
【0034】
このため、本実施例のスライダ3では、スライダ3のベアリング部30に対して作用する界磁マグネット4の磁力を弱めるため、かかるスライダ3の中空部32を軌道レール1の固定ベース部10に向けて拡開する形状に形成している。具体的には、図4に示すように、中空部32の開口縁をなす一対のベアリング部30の隅角部30aを略三角形状に切欠き、これによってベアリング部30を界磁マグネット4から遠ざけるように構成した。
【0035】
また、前述した電機子コア50に対するコギング対策と同様の理由から、図9に示すように、スライダ3の各ベアリング部30には電機子コア50のスロット及び歯52と同様なスロット54及び歯55を軌道レール1の固定ベース部10と対向して形成した。すなわち、電機子コア50のコイル51が巻かれた歯52及び疑似歯53と幅方向へ隣接するようにして、ベアリング部30にも歯55を形成した。尚、図9はスライダ3の底面図であり、歯55の領域とスロットの領域の凹凸が区別し得ないことから、スロットの領域にはハッチングを施してある。本来、電機子コア50の歯52はコギングを解消若しくは軽減するような間隔で配列されていることから、前述した疑似歯53も含めて、電機子コア50の歯52,53と全く同一のピッチで、しかも電機子コア50の歯52,53と完全に隣接するように、スライダ3のベアリング部30に対しても歯55を形成しておけば、スライダ3に対して界磁マグネット4の磁力が作用することに起因したコギングを解消若しくは軽減することが可能となる。
【0036】
また、電機子コア50に起因するコギングとスライダ3のベアリング部30に起因するコギングとを相殺させて、スライダ全体3としてのコギングの解消若しくは軽減を図るといった観点からすれば、かかる電機子コア50のスライダ3の天板部31に対する取付位置を、該スライダ3の移動方向に関して僅かに調整し得るように構成しておくのが良策である。例えば、ボルト39を用いて電機子コア50をスライダ3の天板部31へ固定するに当たり、かかる天板部31に開設されるボルト39の挿通孔40をスライダ3の移動方向に延びる長孔とし、ボルト39の電機子コア50に対する締結を緩めることで、かかる電機子コア50の固定位置をスライダ3の移動方向へ自在に変位可能としておく。これにより、電機子コア50ばかりでなくスライダ3のベアリング部30に対してもコギングが発生することを利用して、電機子コア50及びベアリング部30を含めたスライダ3全体のコギングを解消することが可能となる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のリニアモータアクチュエータによれば、リニアモータを構成する電機子及び界磁マグネットがリニアガイドを構成するスライダ及び軌道レールと完全に一体化され、リニアガイドの内部に総て収まっているので、極めてコンパクトに構成されており、しかもリニアモータがチャネル状に形成された軌道レールの外部に露呈することがないので、輸送作業や取付作業における取り扱いが極めて容易である。また、電機子はスライダの中空部に収容した状態で該スライダの天板部に対して直接固定される一方、界磁マグネットも軌道レールの固定ベース部上に配設するのみであり、これらをスライダや軌道レールに取り付けるための特別なブラケット等を一切必要としないことから、極めて安価に製作することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したリニアモータアクチュエータの実施例を示す斜視図である。
【図2】実施例に係るリニアモータアクチュエータを軌道レールの長手方向と直交する方向に沿って切断した縦断面図である。
【図3】実施例に係るリニアモータアクチュエータにおけるボール無限循環路を示した平面断面図である。
【図4】実施例に係るリニアモータアクチュエータのスライダを示す縦断面図である。
【図5】実施例に係るリニアモータアクチュエータに使用されているスペーサベルトを示す平面図である。
【図6】実施例に係るリニアモータアクチュエータに使用されているスペーサベルトを示す側面図である。
【図7】実施例に係る電機子及び界磁マグネットを軌道レールの長手方向に沿って切断した縦断面図である。
【図8】電機子コアと界磁マグネットとの位置関係を示す拡大図である。
【図9】実施例に係るスライダを示す底面図である。
【符号の説明】
1…軌道レール、2…可動体、3…スライダ、4…界磁マグネット、5…電機子、10…固定ベース部、11…側壁部、30…ベアリング部、31…天板部、50…電機子コア、51…コイル、52…歯、
Claims (9)
- 固定ベース部とこの固定ベース部から立設された一対の側壁部を有すると共に、これら固定ベース部及び側壁部によって囲まれた案内通路を備えてチャネル状に形成され、各側壁部には前記案内通路に面したボール転動溝が形成された軌道レールと、
前記ボール転動溝を転動する多数のボールを備えると共にこれらボールが循環する無限循環路を備え、これらボールを介して前記軌道レールの一対の側壁の間に組み付けられて前記軌道レールの案内通路内を自在に移動するスライダと、
前記軌道レールの長手方向に沿ってN極及びS極が交互に配列されると共に、かかる軌道レールに固定された界磁マグネットと、
この界磁マグネットと対向するように前記スライダに装着され、かかる界磁マグネットと相まってリニアモータを構成し、前記スライダに対して軌道レールの長手方向に沿った推力又はブレーキ力を及ぼす電機子と、
を備えたリニアモータアクチュエータにおいて、
前記スライダは、前記ボールの無限循環路を備えると共に前記軌道レールの案内通路内において各側壁部に対向配置された一対のベアリング部と、これらベアリング部を結合すると共に軌道レールの案内通路から突出した天板部と、これらベアリグ部及び天板部によって囲まれると共に前記軌道レールの固定ベース部に向けて開放された中空部と、を備え、
前記電機子は、前記スライダの中空部内で前記天板部に固定されると共に前記軌道レールの長手方向に沿って所定のピッチで複数の歯及びスロットが交互に形成された櫛歯状の電機子コアと、前記スロットを埋めるようにして前記歯に巻き回されたコイルと、を備え、更に、
前記界磁マグネットは前記軌道レールの固定ベース部をヨークとし、前スライダの中空部に収容された電機子コアと対向する位置に配設されていることを特徴とするリニアモータアクチュエータ。 - 前記スライダの中空部に収容された電機子と該スライダのベアリング部との間には空冷用隙間が形成されていることを特徴とする請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
- 前記電機子は断熱材を介してスライダの天板部に固定されていることを特徴とする請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
- 前記軌道レールの長手方向と直交する方向における界磁マグネットの幅は、同一方向における前記電機子コアの幅と同一であることを特徴とする請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
- 前記軌道レールの固定ベース部には前記ボール転動溝と平行に凹溝が形成され、前記界磁マグネットはこの凹溝内に固定されていることを特徴とする請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
- 前記スライダの中空部は前記軌道レールの固定ベース部に向けて拡開する形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載のリニアアクチュエータ。
- 前記スライダのベアリング部には、前記軌道レールの固定ベース部と対抗する面に対し、かかるスライダの移動方向に沿って複数のスロット及び歯が交互に形成され、これらスロット及び歯の形成された面が櫛歯状をなしていることを特徴とする請求項1記載のリニアモータアクチュエータ。
- 前記スライダのベアリング部に形成された各歯は、電機子コアの歯と同一のピッチで形成され且つ電機子コアの歯と幅方向に隣接していることを特徴とする請求項7記載のリニアモータアクチュエータ。
- 前記電機子をスライダの天板部に固定するための固定手段は、かかる天板部に対する電機子の固定位置をスライダの移動方向に沿って自在に変更し得ることを特徴とする請求項1及び7記載のリニアモータアクチュエータ。
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JP2010063348A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-03-18 | Sanyo Denki Co Ltd | リニア同期モータ |
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