JP2007312575A

JP2007312575A - 直線駆動装置

Info

Publication number: JP2007312575A
Application number: JP2006141822A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Taniguchi; 吉哉谷口
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-11-29

Abstract

【課題】トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いる直線駆動装置において、リニアモータの可動子の重量の低減を図り、効率よく加速／減速性能を向上させること。
【解決手段】トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いる直線駆動装置において、リニアモータの可動子のマグネットホルダーの材質をＭｇとする。
【選択図】図４

Description

本発明は、リニアモータを用いた直線駆動装置に係り、特に例えば、射出成形機やダイカストマシンといった成形機などのマシンおいて、直線移動部材を超高速の加減速で移動させるのに好適な技術に関するものである。

射出成形機やダイカストマシンなどの成形機においては、スクリュや射出プランジャといった直線移動部材を駆動するのに、回転型サーボモータと該サーボモータの回転を直線運動に変換するボールネジ機構とを用いるのが、一般的である。ところが、回転型のサーボモータモータを用いた構成をとると、回転伝達系の回転イナーシャの影響があるため、加減速の能力は、どうしても略４Ｇ程度が限界値となっていた。このため、射出充填時間の短縮化などには一定の限界があるものとなっていた。

上記の加減速の能力を上げるために、リニアモータを駆動源とする成形機も知られており、例えば本願出願人は、リニアモータを射出充填の駆動源とするインラインスクリュ式射出成形機を提案している（特許文献１参照）。

上記した特許文献１に示された技術では、スクリュの直線運動の駆動源としてリニアモータを用いているので、回転型のサーボモータモータを用いた場合のように回転イナーシャの影響がなく、６〜８Ｇ程度の加速や減速が達成できる。しかし、特許文献１で用いているリニアモータは、一般的なリニア誘導モータであるため、加減速の能力を数１０Ｇ程度として、超高速の加速動作や減速動作を達成することはできなかった。

そこで、超高速の加速動作や減速動作を達成するために、トンネルアクチュエータ型と称されるリニアモータを直線移動部材の駆動源した成形機を、本願出願人は、特願２００４−１６８７５４号として提案した。この特願２００４−１６８７５４号に記載の技術では、スクリューなどの直線移動部材の加減速を４０Ｇ以上で実現可能となる。
特開２００４−０５０６３２号公報

ところで、上記したトンネルアクチュエータ型のリニアモータにおいては、３相励磁などの複数相励磁で可動子を直線駆動する構成をとり、駆動位相の異なる各固定子はそれぞれ所定の長さを必要とすることから、駆動位相の異なる複数の固定子の全てに対向する必要のある可動子の全長が長く傾向にある。これは、高出力を得るために、直線配列される固定子の数が増えるほど顕著になる。このように、トンネルアクチュエータ型のリニアモータの可動子は比較的に長尺であり、この可動子のマグネットホルダーに、複数の永久磁石が固定・保持されるようになっている。

従来、上記の可動子のマグネットホルダーは、ＳＵＳ（非磁性のＳＵＳ）によって形成されており、ＳＵＳ材を切削、放電加工することで所定形状のマグネットホルダーを得るようになっていた。しかしながら、ＳＵＳの比重は７．７〜８であり、可動子のマグネットホルダーは比較的に長尺であることから、可動子の重量が嵩むという問題があり、巻線や永久磁石を大型化させずに（リニア推進力の増大させることなく）加速／減速性能を向上させるには、可動子の重量の低減が必須であるという指摘があった。また、マグネットホルダーをＳＵＳ材を切削、放電加工することで作製していたため、加工費が嵩む上、量産性の点でも問題のあるものとなっていた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いる直線駆動装置において、リニアモータの可動子の重量の低減を図り、効率よく加速／減速性能を向上させることにある。また、本発明の目的とするところは、上記の可動子のマグネットホルダーを生産性よく作製することにある。

本発明は上記した目的を達成するため、直線移動部材の駆動源としてリニアモータを用いる直線駆動装置において、
前記リニアモータは、巻線が巻回された駆動位相の異なる複数の固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有すると共に、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前記対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであり、
前記可動子におけるマグネットホルダーの材質をＭｇ（マグネシウム）とした、構成をとる。
また、前記マグネットホルダーを構成する部材の少なくとも一部を、金型を用いたＭｇの鋳造品とした、構成をとる。

本発明によれば、トンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いる直線駆動装置において、リニアモータの可動子のマグネットホルダーの材質をＭｇとしているので、可動子の重量を大幅に低減できる。すなわち、従来のマグネットホルダーが比重７．７〜８のＳＵＳであったのに対し、本発明ではマグネットホルダーが比重１．７４３のＭｇであるので、この比重の差分だけ可動子全体の重量を大幅に低減することができる。よって、可動子の低減により、効率よく加速／減速の性能を向上させることが可能となる。また、マグネットホルダーを構成する部材の少なくとも一部を、金型を用いたＭｇの鋳造品としているので、量産性に優れたものとなる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る成形機であるインラインスクリュ式の射出成形機の射出系メカニズムの構成を示す図である。

図１において、１は、図示せぬ射出ユニットベース盤上に固設された前側保持プレート、２は、同じく図示せぬ射出ユニットベース盤上に固設された後側保持プレート、３は、その後端部を前側保持プレート１に固着された加熱シリンダ、４は、加熱シリンダ３の先端に取り付けられたノズル、５は、加熱シリンダ３内に回転並びに前後進可能であるように配設されたスクリュ、６は、前側保持プレート１と後側保持プレート２との間に架け渡されたガイドバー、７は、ガイドバー６に挿通・案内されて前後進可能な移動体、８は、移動体７に回転可能に保持されると共に、スクリュ５の後端部が固着された被動プーリ、９は、移動体７に搭載された計量用（スクリュ回転駆動用）の回転型サーボモータ、１０は、回転型サーボモータ９の出力軸に固着され、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ８に回転を伝える小プーリである。

また、１１は、その固定子側１１ａを後側保持プレート２に固定・保持され、その可動子側１１ｂを連結バー１２を介して移動体７に固定された、射出および背圧制御用（スクリュ前後進制御用）のトンネルアクチュエータ型のリニアモータ（図１においては、図示の都合上、このリニアモータの構成は模式化して描いてある）であり、リニアモータ１１の可動子側１１ｂの直線移動力が、移動体７、すなわちスクリュ５に伝達されるようになっている。

また、１３は、回転型サーボモータ９をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、１４は、リニアモータ１１をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、１５は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ１３や、サーボドライバ１４に指令値を与えるシステムコントローラである。

図２は、本第１実施形態を含め本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成例の概略を示す図である。図２中で、２０、２１、２２はそれぞれ異なる位相で励磁駆動される固定子であり、各固定子２０、２１、２２において、２３は磁極、２３ａは磁極２３の上部磁極歯、２３ｂは磁極２３の下部磁極歯、２４は磁極、２４ａは磁極２４の上部磁極歯、２４ｂは磁極２４の下部磁極歯、２５は鉄心、２６は鉄心２５の長手方向に巻回された巻線である。また、図２中で、２７は、Ｎ極とＳ極が長手方向に沿って交番的に配置された永久磁石２８をもつ可動子である。

図２に示すトンネルアクチュエータ型のリニアモータでは、磁極２３の上部磁極歯２３ａと磁極２４の下部磁極歯２４ｂが、所定ギャップＧをもって対向して対向部を形成し、磁極２３の下部磁極歯２３ｂと磁極２４の上部磁極歯２４ａが、同じく所定ギャップＧをもって対向して対向部を形成して、隣接する対向部同士で磁極歯が互い違い構造をとるようになっている。そして、各対向部を構成する磁極歯の間に、可動子２７が配置された構造となっている。

このような構成をとるトンネルアクチュエータ型のリニアモータでは、隣り合う磁極歯中心間の極ピッチＰを所定値に設定して、可動子２７を一方方向に直線駆動するときには、固定子２０をＡ相で励磁駆動し、固定子２１をＢ相で励磁駆動し、固定子２２をＣ相で励磁駆動することで、可動子２７は所定方向の推力を与えられて一方方向に直線移動し、また、可動子２７を上記とは逆方向の他方方向に直線駆動するときには、固定子２０をＡ相で励磁駆動し、固定子２１をＣ相で励磁駆動し、固定子２２をＢ相で励磁駆動することで、可動子２７は上記とは逆方向の推力を与えられて他方方向に直線移動する。

ここで、隣り合う前記した対向部においては、図３に示すように、吸引力が働く方向が互いに逆向きとなるので、全体として見れば吸引力を略零に相殺できるようになっており、これによって十分な推力を得ることができる構成となっていることと、可動子２７を後記するように従来よりも軽量化できることとが相俟って、４０Ｇ以上の加減速を容易に実現できるようになっている。

なお、トンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成については、特許第３３９５１５５号公報などにおいて公知であるので、これ以上の詳細説明については割愛する。なおまた、図２では３相励磁の例を示したが、２相励磁で駆動する構成や、４相励磁以上の多相励磁で駆動する構成をとることも可能である。

図４は、本第１実施形態を含め本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータの平面図および側面図を示す図で、図４の（ａ）は、一部の構成を割愛し構成を簡略化して示す平面図、図４の（ｂ）は、構成を簡略化して示す側面図であり、図４において、図２の構成と均等な構成要素には同一符号を付してある。

図４において、３０は非磁性材料からなるリニアモータ枠体で、該リニアモータ枠体３０に、所定間隔をおいて直線配置される前記固定子２０、２１、２２が固定されており、本第１実施形態では、リニアモータ枠体３０が前記後側保持プレート２に固定・保持されている。また、３１は、可動子２７の直線移動をガイドするためにリニアモータ枠体３０に固定された非磁性材料からなるリニア軸受部材で、該リニア軸受部材３１は、両端の固定子２０、２２の外側と、固定子２０と固定子２１との間と、固定子２１と固定子２２との間との４箇所に、それぞれ設けられていて、この４箇所において、可動子２７の長手方向の両側部をガイド保持するように、それぞれ対をなすように設けられている。したがって、可動子２７の全長が長くても、可動子２７のたわみ変形を阻止できる位置にリニア軸受部材３１が配置されているので、可動子２７の自重によるたわみ変形を確実に防止でき、トンネルアクチュエータ型のリニアモータに、所期の加減速性能を発揮させることができるようになっている。

本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータにおいては、可動子２７は、マグネットホルダー３２と、マグネットホルダー３２の長手方向の両側辺にそれぞれ固着されたレール部材３５とからなっており、マグネットホルダー３２の材質はＭｇ（マグネシウム）とされ、レール部材３５の材質は非磁性ＳＵＳとされており、非磁性ＳＵＳよりなるレール部材３５が、前記リニア軸受部材３１に担持されて直線移動するようになっている。

上記のマグネットホルダー３２は可動子２７の主体部をなし（可動子２７の大部分を構成し）、このマグネットホルダー３２が比重１．７４３のＭｇで形成されているので、従来のＳＵＳによるマグネットホルダーに比すと、マグネットホルダー３２、すなわち、可動子２７全体の重量を大幅に低減することができる。よって、可動子２７の低減により、効率よく加速／減速の性能を向上させることが可能となっている。

また、上記のマグネットホルダー３２は、永久磁石２８を固定・保持する平板部３３と、平板部３３の長手方向の両側部を挟持した補強部材３４とをもち、補強部材３４にレール部材３５が固着されている。上記の平板部３３は、図５に示すような、主構成ブロック３３ａと端部構成ブロック３３ｂとを組み合わせて構成されており、主構成ブロック３３ａ同士や、主構成ブロック３３ａと端部構成ブロック３３ｂとは、例えば熱硬化性樹脂により互いに接着・固定されると共に、補強部材３４にネジ止めなどで挟持・一体化されている。そして、これにより、永久磁石２８を嵌め込むための複数の穴が形成されて、１つの部材に一体化された平板部３３が構築されており、平板部３３の穴にそれぞれ嵌め込まれた永久磁石２８は、例えば熱硬化性樹脂により平板部３３に接着・固定されている。

本発明の各実施形態では、少なくとも、上記の主構成ブロック３３ａおよび端部構成ブロック３３ｂを、金型を用いたＭｇの鋳造品によって作製しており、これにより、永久磁石２８を嵌め込むための複数の穴が形成された平板部３３を、量産性よく生産可能としている。なお、補強部材３４は、形状が簡易であることから、板材を切削することで量産性よく生産可能であるが、この補強部材３４についても、金型を用いたＭｇの鋳造品によって作製した方がコスト的に有利な場合には、金型を用いたＭｇの鋳造品とすべきである。

次に、本第１実施形態の射出成形機の射出充填動作を、光ディスク基板の成形を例にとって説明する。図１に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ１５からの指令でサーボドライバ１３を介して回転型サーボモータ９が回転駆動され、これにより、小プーリ１０、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ８が回転駆動され、被動プーリ８と一体のスクリュ５が所定方向に回転する。このスクリュ５の回転によって、スクリュ５の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュ５のネジ送り作用によって前方に移送され、スクリュ５の先端側に溶融樹脂が貯まるにしたがって、スクリュ５は後退する。このとき、システムコントローラ１５からの指令でサーボドライバ１４を介してリニアモータ１１が駆動制御されて、これによりスクリュ５にかかる背圧が制御されつつ、スクリュ５が後退する。そして、スクリュ５の先端側に１ショット分の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ９によるスクリュ５の回転駆動は停止される。

一方、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ１５からの指令でサーボドライバ１４を介してリニアモータ１１が駆動されて、リニアモータ１１の可動子側１１ａと連結バー１２を介して一体の移動体７が急速に前進駆動され、これにより、スクリュ５が急速に加速されて前進し、スクリュ５の先端側に貯えられた溶融樹脂が、図示せぬ金型のキャビティ内（ディスク基板の成形用空間内）に射出充填される。そして、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填された適宜タイミング（スクリュの適宜前進位置のタイミング）で、リニアモータ１１が急減速制御され、これにより、スクリュ５が超急速に減速されて、キャビティ内に溶融樹脂が完全に行き渡った時点でスクリュ５が前進停止されるように、制御される。

ところで、上記のディスク基板の成形においては、ディスク中心から外周に向かって充填を行うため、充填過程で半径の拡がりに応じて（半径の２乗に比例して増加するように）溶融樹脂の充填量を制御できるように、射出速度を加速して均一な充填を行うとともに、キャビティの隅々まで溶融樹脂が行き渡るまで射出速度を加速して、キャビティの隅々まで溶融樹脂が行き渡った時点で、瞬時に射出速度を０（零）にするのが、良品成形の達成と成形サイクルの短縮化のための理想である。図６中の２点鎖線は、このような理想形の射出速度を示している。なお、図６においては、縦軸が射出速度（スクリューの前進速度）を表し、横軸が、スクリューの前進位置と対応するキャビティ内の溶融樹脂の拡がり先端位置を表している。

ここで、射出速度を瞬時に０（零）にするのは、慣性が存在するため、技術的に不能である。そこで、過充填を防止するためには、充填過程の途上のある時点から射出速度を減速させる必要がある。従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機においては、回転イナーシャの影響で加減速の能力の限界は４Ｇ程度であり、このため、急減速させるための減速度も４Ｇ程度が限界値となって、射出充填時間の短縮化にも一定の限界があるものとなっていた。さらに、加速性能にも限界があるため、この点でも射出充填時間の短縮化を制限するものとなっていた。また、従来のリニアモータを用いた射出成形機においても、急減速させるための減速度は１０Ｇ程度以下が限界値であるため、理想型に近い急減速は行えなかった。図６中の点線は、従来の回転型のサーボモータを用いた射出成形機における射出速度の特性を示しており、図６中の１点鎖線は、従来のリニアモータを用いた射出成形機における射出速度の特性を示している。

本実施形態では、射出充填の駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータ１１を用いており、しかも、可動子２７のマグネットホルダー３２を比重の小さなＭｇで形成して、可動子２７の重量を従来よりも大幅に低減しているので、トンネルアクチュエータ型のリニアモータ１１に、所期の加減速性能を発揮させることができ、したがって、極めて応答性のよい加速や減速を行うことが可能となり、数１０Ｇ程度の減速度による超急速の減速の制御が可能となるので、図６中で実線の特性で示すように、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填されるまで加速制御を行い、そこから超急速に減速させて、射出充填動作を超急速で停止させることが可能となり、以って、理想型に近い射出速度の特性を得ることができる。よって、射出充填時間の可及的な短縮化が図れるとともに、過充填のない且つ超高速のきわめて短時間の射出充填を行うことによって、光ディスクの光学性能も向上させることができる（具体的には、複屈折率のバラツキを抑えること等ができる）。また、巻線や永久磁石を大型化させずに（リニア推進力の増大させることなく）、効率よく加速／減速性能を向上させることができるので、トンネルアクチュエータ型のリニアモータ１１全体の軽量化にも大きく貢献できる。

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る成形機であるプリプラ式の射出成形機の射出系メカニズムの構成を示す図である。

図７において、４１は、図示せぬ支持ベースに固設された保持ブロック、４２は、その後端側を保持ブロック４１に固着された第１の加熱シリンダ（可塑化・溶融用の加熱シリンダ）、４３は、第１の加熱シリンダ４２内に回転可能であるように配設されたスクリュ、４４は、保持ブロック４１に回転可能に保持されると共に、スクリュ４３の後端部が固着された被動プーリ、４５は、保持ブロック４１に搭載された計量用（スクリュ回転駆動用）の回転型サーボモータ、４６は、回転型サーボモータ４５の出力軸に固着され、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ４４に回転を伝える小プーリ、４７は、図示せぬ支持ベースに固設された保持ブロック、４８は、その後端側を保持ブロック４７に固着された第２の加熱シリンダ（射出用の加熱シリンダ）、４９は、第２の加熱シリンダ４８の先端に取り付けられたノズル、５０は、第２の加熱シリンダ４８内に前後進可能であるように配設された射出プランジャ、５１は、図示せぬ適宜の案内メカニズムにより前後進可能であるように案内・保持されると共に、射出プランジャ５０の後端部が固着された移動プレート、５２は、その固定子側を図示せぬ適宜の保持部材に固定・保持され、その可動子側を移動プレート５１に固定された、射出および背圧制御用（スクリュ前後進制御用）のトンネルアクチュエータ型のリニアモータ（図示の都合上、このリニアモータはブロック化して描いてある）である。

また、５３は、回転型サーボモータ４５をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、５４は、リニアモータ５２をフィードバック制御で駆動するサーボドライバ、５５は、あらかじめ設定された計量制御条件並びに射出制御条件にしたがって、サーボドライバ５３や、サーボドライバ５４に指令値を与えるシステムコントローラである。

図７に示す構成において、計量行程時には、システムコントローラ５５からの指令でサーボドライバ５３を介して回転型サーボモータ４５が回転駆動され、これにより、小プーリ４６、図示せぬタイミングベルトを介して被動プーリ４４が回転駆動され、被動プーリ４４と一体のスクリュ４３が所定方向に回転する。このスクリュ４３の回転によって、スクリュ４３の後端側に供給された樹脂材料が、混練・可塑化されつつ、スクリュ４３のネジ送り作用によって前方に移送され、この前方に移送された溶融樹脂は、第１の加熱シリンダ４２の先端から第２の加熱シリンダ４８内へと送り込まれ、第２の加熱シリンダ４８内に溶融樹脂が貯まるにしたがって、第２の加熱シリンダ４８内の射出プランジャ５０は後退する。このとき、システムコントローラ５５からの指令でサーボドライバ５４を介してリニアモータ５２が駆動制御されて、これにより射出プランジャ５０にかかる背圧が制御されつつ、射出プランジャ５０が後退する。そして、第２の加熱シリンダ４８内に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、回転型サーボモータ４５によるスクリュ４３の回転駆動は停止される。

一方、射出充填行程時には、計量完了後の適宜タイミングで、システムコントローラ５５からの指令でサーボドライバ５４を介してリニアモータ５２が駆動されて、リニアモータ５２の可動子と連結プレート５１を介して一体の射出プランジャ５０が急速に前進駆動され、これにより、射出プランジャ５０が急速に加速されて前進し、射出プランジャ５０の先端側に貯えられた溶融樹脂が、図示せぬ金型のキャビティ内に射出充填される。そして、キャビティ内の大部分に溶融樹脂が充填された適宜タイミング（スクリュの適宜前進位置のタイミング）で、リニアモータ５２が急減速制御され、これにより、射出プランジャ５０が超急速に減速されて、キャビティ内に溶融樹脂が完全に行き渡った時点で射出プランジャ５０が停止するよう、制御される。

このような構成と動作をとる本第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、射出充填の駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いており、しかも、リニアモータの可動子のマグネットホルダーを比重の小さなＭｇで形成して、可動子の重量を従来よりも大幅に低減しているので、トンネルアクチュエータ型のリニアモータに、所期の加減速性能を効率よく発揮させることができ、したがって、射出充填時間の可及的な短縮化が図れるとともに、過充填のない且つ超高速のきわめて短時間の射出充填を行うことによって、携帯電話のバッテリーケースのように超薄肉成形品や狭ピッチコネクタのような超精密小物成形品の成形が容易に可能となる。

＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る成形機であるダイカストマシンの要部構成を示す図である。

図８において、６１は固定ダイプレート、６２は、固定ダイプレート６１に搭載された固定側側金型、６３は、図示せぬ可動ダイプレートに搭載されて、固定側金型６２に対して前後進される可動側金型、６４は、型締め状態の両金型６２、６３で形づくられるキャビティ、６５は、固定ダイプレート６１にその端部を固定され、キャビティ６４と金型湯道部６６を介して連通する射出スリーブ、６７は、射出スリーブ６５への溶湯供給部、６８は、射出スリーブ６５内を前後進可能な筒状の射出プランジャ、６９は、図示せぬ適宜の案内メカニズムにより前後進可能であるように案内・保持されると共に、射出プランジャ６８の後端部が固着された移動プレート、７０は、その固定子側を図示せぬ適宜の保持部材に固定・保持され、その可動子側を移動プレート６９に固定された、４つの並列配置された射出用（射出プランジャ前後進制御用）のトンネルアクチュエータ型のリニアモータ（図示の都合上、このリニアモータはブロック化して描いてある）である。本第３実施形態では、リニアモータ７０は、移動プレート６９（射出プランジャ６８）に対して４つが並列配置して設けられており、各リニアモータ７０の可動子の直線移動力を合成して（足し合わせて）、移動プレート６９（射出プランジャ６８）に伝達するように構成されている。

また、７１は、対応するリニアモータ７０をフィードバック制御で駆動する４つのサーボドライバ、７２は、あらかじめ設定された射出制御条件にしたがって、４つのサーボドライバ７１に指令値を与えるシステムコントローラである。

図８に示す構成において、射出前には、射出プランジャ６８は後退位置（図示右行方向、射出スリーブ６５の溶湯供給孔６５ａの右位置）にある。この状態で、図示せぬラドルで溶湯炉から汲み上げられた金属溶湯が、溶湯供給部６７を通じて射出スリーブ６５内に供給されると、直ちに、システムコントローラ７２からの指令で各サーボドライバ７１を介して各リニアモータ７０が同期して駆動制御されて、射出プランジャ６８が高速度で前進駆動される。これによって、射出プランジャ６８で押された金属溶湯７３が、射出スリーブ６５から金型湯道部６６を通じて型締め状態にある両金型６２、６３で形成されるキャビティ６４内に急速に射出充填される。

このような構成と動作をとる本第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様に、射出充填の駆動源としてトンネルアクチュエータ型のリニアモータを用いており、しかも、リニアモータの可動子のマグネットホルダーを比重の小さなＭｇで形成して、可動子の重量を従来よりも大幅に低減しているので、トンネルアクチュエータ型のリニアモータに、所期の加減速性能を効率よく発揮させることができる。また、本第３実施形態のダイカストマシンでは、射出プランジャ６８を４つのリニアモータ７０の推進力を足し合わせて前進駆動させるようにしているので、きわめて大きな加速度が出せるも、単一では大きな力（推力）を得ることが不向きなトンネルアクチュエータ型のリニアモータであっても、４つのリニアモータ７０の推進力を足し合わせることで、径（断面積）が大きい射出プランジャを応答性よく、高速前進させることができる。

なお、上述した実施形態では、スクリュや射出プランジャなどの溶融成形材料の押出し部材（直線移動部材）を駆動する直線駆動装置を例にして説明を行ったが、成形機の型開閉などの駆動にも、本発明が適用可能であることは言うまでもない。さらに、成形機以外にも、各種の工作機械・製造機械、ＸＹテーブルなどの駆動にも、本発明は適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るインラインスクリュ式の射出成形機の射出系メカニズムの構成を示す説明図である。本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータの構成例の概略を示す説明図である。図２のトンネルアクチュエータ型のリニアモータにおける吸引力相殺を示す説明図である。本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータの一部を割愛しかつ簡略化した平面図および簡略化した側面図である。本発明の各実施形態で用いるトンネルアクチュエータ型のリニアモータの可動子における、平板部の構成要素である主構成ブロックと端部構成ブロックとを示す説明図である。光ディスク基板の射出成形における射出速度と位置との関係を示す説明図である。本発明の第２実施形態に係るプリプラ式の射出成形機の射出系メカニズムの構成を示す説明図である。本発明の第３実施形態に係るダイカストマシンの要部構成を示す説明図である。

符号の説明

１前側保持プレート
２後側保持プレート
３加熱シリンダ
４ノズル
５スクリュ
６ガイドバー
７移動体
８被動プーリ
９回転型サーボモータ
１０小プーリ
１１トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
１２連結バー
１３、１４サーボドライバ
１５システムコントローラ
２０、２１、２２固定子
２３磁極
２３ａ上部磁極歯
２３ｂ下部磁極歯
２４磁極
２４ａ上部磁極歯
２４ｂ下部磁極歯
２５鉄心
２６巻線
２７可動子
２８永久磁石
３０リニアモータ枠体
３１リニア軸受部材
３２マグネットホルダー
３３平板部
３３ａ主構成ブロック
３３ｂ端部構成ブロック
３４補強部材
３５レール部材
４１保持ブロック
４２第１の加熱シリンダ（可塑化・溶融用の加熱シリンダ）
４３スクリュ
４４被動プーリ
４５回転型サーボモータ
４６小プーリ
４７保持ブロック
４８第２の加熱シリンダ（射出用の加熱シリンダ）
４９ノズル
５０射出プランジャ
５１移動プレート
５２トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
５３、５４サーボドライバ
５５システムコントローラ
６１固定ダイプレート
６２固定側側金型
６３可動側金型
６４キャビティ
６５射出スリーブ
６６金型湯道部
６７溶湯供給部
６８射出プランジャ
６９移動プレート
７０トンネルアクチュエータ型のリニアモータ
７１サーボドライバ
７２システムコントローラ
７３金属溶湯

Claims

直線移動部材の駆動源としてリニアモータを用いる直線駆動装置であって、
前記リニアモータは、巻線が巻回された駆動位相の異なる複数の固定子と、該固定子に対して直線移動する可動子とからなり、前記固定子は、磁極歯同士が対向する複数の対向部を有すると共に、複数の対向部は、隣り合う対向部の磁極歯が互い違い構造をとり、前記対向部を構成する磁極歯の間に、永久磁石を有する直線状の前記可動子が配置されたものであり、
前記可動子におけるマグネットホルダーの材質をＭｇ（マグネシウム）としたことを特徴とする直線駆動装置。
請求項１に記載の直線駆動装置において、
前記マグネットホルダーを構成する部材の少なくとも一部を、金型を用いたＭｇの鋳造品としたことを特徴とする直線駆動装置。