JP2561361B2 - 直線駆動装置 - Google Patents

直線駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は静圧気体軸受とボイスコイルモータを組み合
せた直線駆動装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、精密測定機等に用いる直線駆動装置は、第５図
に示すようなものが一般的である。この装置では、静圧
軸受101に支持された軸102の一端側にボイスコイルモー
タ103が配置され、他端側にリニアエンコーダ104が取り
付けられている。また、軸102の端部102aには測定用ヘ
ッド等が取付けられるようになっている。ボイスコイル
モータ103はリニアエンコーダ104の信号に基づいて、軸
102を目的とする位置まで送る。
［発明が解決しようとしている問題点］ しかしながら、上記従来例では、軸102の一端部側に
ボイスコイルモータ103が配置されていることから、 軸の一端部側に駆動系であるボイスコイルモータのコ
イル等の重量の大きいものを取り付ける為に、軸にモー
メント荷重が作用し、送り精度が低下する、 送り装置全体の構成が大形化する、 という欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、そ
の目的は、小型で高精度な送りを可能にする直線駆動装
置を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 上述した目的を達成するために、本発明は、静圧気体
軸受とボイスコイルモータにより軸を所定の位置へ位置
決めする直線駆動装置において、前記静圧気体軸受とこ
れにより支持される前記軸を前記ボイスコイルモータの
ボイスコイル内部に配置している。また、より好ましく
は、前記静圧気体軸受の軸受ハウジングが前記ボイスコ
イルモータのヨークを兼ねている。
［実施例］ 以下、本発明を図に示した実施例に基づいて詳細に説
明する。
本発明の一実施例を示す第１図、第２図において、１
は円筒状の軸受ハウジングで、磁性体で形成されると共
に、その内部には円環状の多孔質気体軸受2a,2bが両端
部に設けられている。３は気体軸受2a,2bから噴出され
ている空気によりその軸方向（Ｘ方向）に移動可能に静
圧支持されている軸で、軸３の一端部3aには固定プレー
ト４が取付けられている。また、軸３のもう一方の端部
（取付座）3bには、図示しない測定器等が取付けられる
ようになっている。
11はモータハウジングで軸受ハウジング１の外周面1a
に軸受ハウジング１を覆うように嵌合した後、ボルト等
により軸受ハウジング１に固定されている。また、モー
タハウジング11は図示しないブラケット等により基台50
に固定されている。また、モータハウジング11の内周部
には、図示のように円環状（第２図参照）のマグネット
12が取付けられている。13は同様に円環状のボイスコイ
ルで、モータハウジング11内にＸ方向に沿って入り込ん
でいると共に、固定プレート４を介して軸３に固定され
ている。ボイスコイル13は固定プレート４から軸３を覆
うように軸３に沿って延設されている。
軸受ハウジング１、ボイスコイル13、マグネット12は
それぞれ所定の間隔を介して同心上に配置されており、
ボイスコイルモータＡを構成している。ここで軸受ハウ
ジング１が磁性体であることからセンターヨークの役割
をはたしている。図において、軸３はそのストロークの
右端に位置している。
Ｂはスケール21と検出ヘッド22からなるリニアエンコ
ーダで、スケール21は、ボイスコイル13と反対側の位置
で固定プレート４に取り付けられたブラケット23を介し
て軸１に固定されている。また、第２図に示す如く、検
出ヘッド22はブラケット24により基台50に固定されてい
る。
Ｃは軸３の回転方向の移動を防止する回り止めユニッ
トで、第１図のＺ−Ｚ断面である第３図に示すように、
回り止めユニットＣはボイスコイル13と反対側の位置で
固定プレート４に取り付けたガイド板31と、そのガイド
板31の両側に所謂の隙間で配置された多孔質体32a,32b
を保持するガイドブロック33とで構成される。不図示の
加圧気体供給源からガイドブロック33に設けた導孔34a,
34bに加圧気体（空気）を供給すると、多孔質体32a,32b
の表面からガイド板31とのすき間に加圧気体が噴出し、
ガイド板31の横方向（Ｙ方向）の移動を防止する。
以上の構成の送り装置において、不図示の加圧気体供
給源から軸受ハウジング１の給気口５に加圧気体を供給
すると、加圧気体は円環状の多孔質軸受2a,2bを通過し
て、軸受2a,2bと軸３との間の微小すきまに噴出し、軸
３を静圧支持する。そして、この後、排気口６および軸
３と軸受2bの端部のすきまからハウジング１の外部に排
出される。この状態で、ボイスコイルモータＡはリニア
エンコーダ８からの位置信号に基づいて所定の位置まで
軸３を×方向に沿って移動させる。
この時、ボイスコイル13の内部に軸３と気体軸受2a,2
bが配置されている為、ボイルコイルモータＡ（駆動
系）の軸受2a,2bに対するオーバーハングがなく、モー
メント荷重が最小に抑えられるので、高精度な送りが可
能となる。
［他の実施例］ 第４図は本発明の他の実施例を示すもので、この実施
例において、モータハウジング11はその内部にセンター
ヨーク部11aを有している。そして、このセンターヨー
ク11aの部分が軸受ハウジング１に嵌合している。この
実施例では、モータハウジング11、センターヨーク11
a、マグネット12、ボイスコイル13で、ボイスコイルモ
ータＡを構成している。従って、この実施例では、軸受
ハウジング１に磁性体に限らず、セラミックス等の非磁
性体を用いることができる。なお、この実施例で他の部
分は第１図の実施例と同様である。
また、以上の説明において、気体軸受2a,2bは多孔質
絞りとしたが、これは自成絞り、表面絞り、オリフィス
絞り等、他の絞り形成でも良い。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、静圧気体軸受とその
静圧気体軸受により支持される軸とをボイスコイルの内
部に配置したので、可動体（軸３）にコイルを取り付け
た時に可動体の重心を軸受（多孔質気体軸受2a,2b）ス
パンの内側に位置させることあるいはスパンの内側に近
づけることができる。このため、本発明によれば、駆動
系の軸受に対するオーバーハングがなくなり、高精度な
送り可能になる。また、本発明によれば、装置の全体構
成を小さくできる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の直線駆動装置の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図の実施例の側面図、第３図は第１図
の実施例の回り止めユニットの断面図、第４図は本発明
の他の実施例を示す断面図、第５図は従来例を示す図で
ある。 Ａはボイスコイルモータ、Ｂはリニアエンコーダ、１は
軸受ハウジング、３は軸、11はモータハウジング、12は
マグネット、13はボイスコイルである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】静圧気体軸受とボイスコイルモータにより
    軸を所定の位置へ位置決めする直線駆動装置において、 前記静圧気体軸受とこれにより支持される前記軸を前記
    ボイスコイルモータのボイスコイル内部に配置したこと
    を特徴とする直線駆動装置。
  2. 【請求項２】前記静圧気体軸受の軸受ハウジングが前記
    ボイスコイルモータのヨークを兼ねている請求項１に記
    載の直線駆動装置。
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