JP3220720U - 転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイド部材の上下圧力差をバランスさせ、使用寿命を延ばすことができる転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成を提供する。【解決手段】長溝１１が縦方向に形成されている台座１２２と、長溝内に摺動自在に設けられた可動子２０と、少なくとも１つの転動支持構造５０とを備える。長溝の底面には、固定子１２が装設され、固定子の少なくとも一方の側に移動経路１３が設置され、かつ固定子上に一連の第１磁極１２１が設置され、可動子の一連の第１磁極に近接する側に第２磁極２１が設けられ、一連の第１磁極と第２磁極との相互作用に基づいて、可動子を長溝に沿って往復直線移動させる。転動支持構造５０は、第２磁極の少なくとも一方の側に装設されると共に、可動子に反重力方向の支持を行い、ガイド部材３０の側方向に作用する圧力差をバランスさせて移動経路上を往復移動する。【選択図】図２

Description

本考案は、リニアモータ組立構成に係り、特に、転動支持構造を備える斬新な構造設計に関するものである。

従来、リニアモータ組立構成は、台座と、前記台座に対して往復的にリニア移動する可動子と、前記台座と可動子との間に装設されたガイド部材とを備える構造などに過ぎない。一般的に言えば、前記台座には、前記可動子の往復滑り移動するための長溝が形成され、前記長溝の底面には、直線に沿って配列された複数の磁性部品が設置され、また、前記可動子の底面にも磁性部品が対向設置され、磁性原理を利用して前記可動子に移動の動力を供給する。一般的に言えば、当該ガイド部材は、通常、いずれも対にして設置され、かつ前記長溝の両側壁と前記可動子との間に装設され、当該ガイド部材は、ガイド効果と摩擦低減効果を提供するために、リニア軸受またはこれに類似する機構とすることができる。

ただし、このような構造配置は、実際の使用経験において、依然として下記の問題点が存在することが発見された。まず、ボールと（側方向）ボール溝を例として説明すると、前記可動子と前記長溝の底面との間は直接接触せずに、リニアモータの両側壁と前記可動子との間に設置されたリニア軸受またはこれに類似する機構の支持作用を利用して、前記可動子と前記長溝の底面とに隙間が形成されるので、可動子自身の重力の影響により、ボールとボール溝との間の上、下接触点の圧力差が非常に発生しやすくなり、時間の経過と共に、ボール溝の不適切な摩耗（偏摩耗）を起してしまい、リニアモータの移動精度に影響を及ぼすと同時に、リニアモータの使用寿命を相対的に短縮させる。

前述した課題を解決するために、本考案によれば、転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成は、長溝が縦方向に形成されている台座と、一連の第１磁極が配設された固定子と、前記長溝内に摺動自在に設けられた可動子と、前記可動子と前記長溝との少なくとも１つの相対応する壁面上に設置された少なくとも１つのガイド部材と、少なくとも１つの転動支持構造とを備え、前記固定子は、前記長溝の底面に装設されると共に、前記長溝の軸線方向に沿って設置され、前記台座は、前記一連の第１磁極の少なくとも一方の側に移動経路が設置され、前記可動子の前記一連の第１磁極に近接する一方の側には、第２磁極が配設され、前記一連の第１磁極と前記第２磁極との相互作用に基づいて、前記可動子を前記長溝に沿って前記固定子に対して往復的に直線移動させ、かつ前記可動子の移動経路は、前記少なくとも１本の移動経路に平行に並設され、前記少なくとも１つのガイド部材の支持により、前記一連の第１磁極と前記第２磁極との間に隙間が形成され、前記少なくとも１つの転動支持構造は、前記第２磁極の少なくとも一方の側に装設されると共に、前記可動子に反重力方向の支持を行い、前記少なくとも１つの転動支持構造は、前記少なくとも１本の移動経路上に往復移動され、前記少なくとも１つの転動支持構造は、弾力支持能力を持ち、かつ前記可動子上に装設された予荷重部材と、当該予荷重部材上に旋設された少なくとも１つのローラーとを有し、かつ前記少なくとも１つのローラーは、前記可動子の移動に応じて前記少なくとも１本の移動経路上に行ったり来たりしながら転動する。

本考案に開示された「転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成」は、主にかかる予荷重部材とローラーなどの斬新な独特の構造形態と技術的特徴により、「背景技術」に言及した従来の構造に比較すると、可動子に反重力方向の支持作用を供給することができるので、前記可動子が前記少なくとも１つのガイド部材上に作用する重力を消去して前記少なくとも１つのガイド部材の上下圧差をバランスさせることができ、使用寿命を延ばしてリニアモータのメンテナンス頻度を低減させることができる実用進歩性を達成することができる。

勿論、本考案は、一部の構成部品または構成部品の仕組みにおいて多少異なっても許容されるが、選択された実施形態が本明細書に詳細に説明され、また、その構造が添付図面に図示されている。

本考案の外観斜視図である。 本考案の断面図である。 本考案の可動子の一部分解斜視図である。 本考案の可動子の一部断面図である。 本考案の転動支持構造の第２の好適な実施形態を示す模式図である。 本考案の転動支持構造の第３の好適な実施形態を示す模式図である。 本考案の転動支持構造の第４の好適な実施形態を示す模式図である。 本考案の転動支持構造の第５の好適な実施形態を示す模式図である。 本考案の転動支持構造の第６の好適な実施形態を示す模式図である。

図１〜図４を参照すると、これらの図に示すのは、本考案の転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成の好適な実施形態だが、これらの実施形態は説明のみに用いられるもので、実用新案登録請求の際、それらの構造に制限されないものとする。かかる転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成は、長溝１１が縦方向に形成されている台座１０と、一連の第１磁極１２１が配設された固定子１２と、前記長溝１１内に摺動自在に設けられた可動子２０と、少なくとも１つのガイド部材３０と、少なくとも１つの転動支持構造５０とを備え、前記固定子１２は、前記長溝１１の底面に装設されると共に、前記長溝１１の軸線方向に沿って設置され、前記台座１０は、前記一連の第１磁極１２１の少なくとも一方の側に移動経路１３が設置される。この好適な実施形態において、前記固定子１２は、前記長溝１１の底面に装設された底座１２２を有し、前記一連の第１磁極１２１は、前記底座１２２上に装設され、かつ前記少なくとも１本の移動経路１３は、前記底座１２２上に設置される。前記可動子２０の前記一連の第１磁極１２１に近接する一方の側には、第２磁極２１が配設され、前記一連の第１磁極１２１と前記第２磁極２１との相互作用に基づいて、前記可動子２０を前記長溝１１に沿って前記固定子１２に対して往復的に直線移動させ、かつ前記可動子２０の移動経路は、前記少なくとも１本の移動経路１３に平行に並設される。前記少なくとも１つのガイド部材３０は、前記可動子２０と前記長溝１１との少なくとも１つの相対応する壁面上に設置され、前記少なくとも１つのガイド部材３０の支持により、前記一連の第１磁極１２１と前記第２磁極２１との間に隙間４０が形成される。前記少なくとも１つの転動支持構造５０は、前記第２磁極２１の少なくとも一方の側に装設されると共に、前記可動子２０に反重力方向の支持を行い、前記可動子２０が前記少なくとも１つのガイド部材３０上に作用する重力を消去して前記少なくとも１つのガイド部材３０の上下圧差をバランスさせることができ、使用寿命を延ばしてリニアモータのメンテナンス頻度を低減させることができる。前記少なくとも１つの転動支持構造５０は、前記少なくとも１本の移動経路１３上に往復移動され、前記少なくとも１つの転動支持構造５０は、弾力支持能力を持ち、かつ前記可動子２０上に装設された予荷重部材５１と、当該予荷重部材５１上に旋設されたローラー５２とを有し、その内、前記少なくとも１つのローラー５２は、前記可動子２０の移動に応じて前記少なくとも１本の移動経路１３上に行ったり来たりしながら転動する。

本考案の少なくとも１つの転動支持構造５０の第１の好適な実施形態を示す図２〜図４を参照すると、この好適な実施形態において、前記少なくとも１つの予荷重部材５１は、前記可動子２０上に装設された取付部５１１と、当該取付部５１１に連設されたローラー支持部５１２とを含み、その内、前記少なくとも１つのローラー５２は、前記少なくとも１つのローラー支持部５１２上に旋設され、かつ前記少なくとも１つの取付部５１１と前記少なくとも１つのローラー支持部５１２との連結箇所には、少なくとも１つの弾力変形区間５１３が設置される。前記少なくとも１つの弾力変形区間５１３が前記可動子２０に取り付けられた後、予圧変形方式で前記可動子２０を反重力方向に支持する。

図５と図６を参照すると図示のように、前記底座１２２Ａ／１２２Ｂ上の少なくとも１本の移動経路１３Ａ／１３Ｂと前記少なくとも１つのローラー５２Ａ／５２Ｂとの少なくとも１つの接触面１４Ａ／１４Ｂは、高さ変化を持つ非平面構造であり、かつ前記少なくとも１つのローラー５２Ａ／５２Ｂのローラー面は、前記少なくとも１つの接触面１４Ａ／１４Ｂと互いに相補的であって合致する。

本考案の転動支持構造５０Ａの第２の好適な実施形態を示す図５を参照すると、この好適な実施形態において、前記底座１２２Ａ上の少なくとも１本の移動経路１３Ａと前記少なくとも１つのローラー５２Ａとの少なくとも１つの接触面１４Ａは、水平高さが内側に向かうにつれて漸減する少なくとも１つの傾斜面であり、かつ前記少なくとも１つのローラー５２Ａのローラー面は、前記少なくとも１つの内傾斜する接触面１４Ａと互いに相補的であって合致する。前記少なくとも１つの内傾斜する接触面１４Ａと合致する少なくとも１つのローラー５２Ａを利用して、図２に示すような実施方式に従って前記底座１２２Ａ／可動子２０Ａの両側にそれぞれ１組の本実施形態の少なくとも１つの接触面１４Ａ、少なくとも１つのローラー５２Ａと少なくとも１つのガイド部材３０が設置される場合、前記可動子２０Ａの直線の移動路線を確実に維持して前記２つのガイド部材３０の側方向に作用する圧力差をバランスさせる効果を奏する。さらに、隆起した前記接触面１４Ａを利用して、当該ガイド部材３０の摩擦により生じる汚れに対して基本的な防止効果が得られる。

本考案の転動支持構造５０Ｂの第３の好適な実施形態を示す図６を参照すると、この好適な実施形態において、前記底座１２２Ｂ上の少なくとも１本の移動経路１３Ｂと前記少なくとも１つのローラー５２Ｂとの少なくとも１つの接触面１４Ｂは、三角形断面を含み、かつ前記少なくとも１つのローラー５２Ｂのローラー面は、三角形断面を含む前記少なくとも１つの接触面１４Ｂと互いに相補的であって合致する。三角形断面を含む前記少なくとも１つの接触面１４Ｂと合致する少なくとも１つのローラー５２Ｂを利用して、図２に示すような実施方式に従って前記底座１２２Ｂ／可動子２０Ｂの両側にそれぞれ１組の本実施形態の少なくとも１つの接触面１４Ｂ、少なくとも１つのローラー５２Ｂと少なくとも１つのガイド部材３０が設置される場合、前記可動子２０Ｂの直線の移動路線を確実に維持して前記２つのガイド部材３０の側方向に作用する圧力差をバランスさせる効果を奏する。同様に、隆起した前記接触面１４Ｂを利用して、当該ガイド部材３０の摩擦により生じる汚れに対して基本的な防止効果が得られる。

本考案の転動支持構造５０Ｃ／５０Ｄの第４／第５の好適な実施形態を示す図７と図８を参照すると、その内、当該予荷重部材５１Ｃ／５１Ｄは、前記可動子２０Ｃ／２０Ｄ上に装設された柱体５１４と、前記柱体５１４に連設されたローラー支持部５１５とを含み、前記柱体５１４は、前記可動子２０Ｃ／２０Ｄの底面に軸方向に装設されると共に、前記可動子２０Ｃ／２０Ｄに対して軸方向に往復的に運動し、当該ローラー５２Ｃ／５２Ｄは、前記ローラー支持部５１５に旋設され、かつ前記ローラー支持部５１５と前記可動子２０Ｃ／２０Ｄの底面との間に弾性部材５３Ｃ／５３Ｄが装設される。図７に示すように、前記弾性部材５３Ｃは、前記柱体５１４に嵌設されたバネであってもよい。また、図８に示すように、前記弾性部材５３Ｄは、前記柱体５１４が貫装された皿バネであってもよい。

本考案の転動支持構造５０Ｅの第６の好適な実施形態を示す図９を参照すると、この好適な実施形態において、前記長溝１１Ｅの少なくとも一方の側壁上に側溝部１５Ｅが縦方向に凹設され、また、前記少なくとも１本の移動経路１３Ｅは、前記少なくとも１つの側溝部１５Ｅの壁面上に設置され、前記少なくとも１つの予荷重部材５１Ｅは、前記可動子２０Ｅ上の輪軸に装設され、また、前記少なくとも１つのローラー５２Ｅは、前記少なくとも１つの予荷重部材５１Ｅの自由端部上に同軸に装設される。このほか、この好適な実施形態において、前述した第２と第３の好適な実施形態における前記少なくとも１つのローラー５２Ａ／５２Ｂと前記少なくとも１つの接触面１４Ａ／１４Ｂとの合致モードを使用してもよい。

（効果の説明）
本考案に開示された「転動支持構造を備えるリニアモータ組立構成」は、主にかかる予荷重部材とローラーなどの斬新な独特の構造形態と技術的特徴により、「背景技術」に言及した従来の構造に比較すると、可動子に反重力方向の支持作用を供給することができるので、前記可動子が前記少なくとも１つのガイド部材上に作用する重力を消去して前記少なくとも１つのガイド部材の上下圧差をバランスさせることができ、使用寿命を延ばしてリニアモータのメンテナンス頻度を低減させることができる実用進歩性を達成することができる。

１０：台座
１１，１１Ｅ：長溝
１２：固定子
１２１：一連の第１磁極
１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ：底座
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｅ：移動経路
１４Ａ，１４Ｂ：接触面
１５Ｅ：側溝部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ：可動子
２１：第２磁極
３０：ガイド部材
４０：隙間
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ：転動支持構造
５１，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ：予荷重部材
５１１：取付部
５１２：ローラー支持部
５１３：弾力変形区間
５１４：柱体
５１５：ローラー支持部
５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ，５２Ｅ：ローラー
５３Ｃ，５３Ｄ：弾性部材

Claims (5)

1. 長溝１１が縦方向に形成されている台座１０と、一連の第１磁極１２１が配設された固定子１２と、前記長溝１１内に摺動自在に設けられた可動子２０と、前記可動子２０と前記長溝１１との少なくとも１つの相対応する壁面上に設置された少なくとも１つのガイド部材３０と、少なくとも１つの転動支持構造５０とを備えるリニアモータ組立構成であって、
   前記固定子１２は、前記長溝１１の底面に装設されると共に、前記長溝１１の軸線方向に沿って設置され、前記台座１０は、前記一連の第１磁極１２１の少なくとも一方の側に少なくとも１本の移動経路１３が設置され、
   前記可動子２０の前記一連の第１磁極１２１に近接する一方の側には、第２磁極２１が配設され、前記一連の第１磁極１２１と前記第２磁極２１との相互作用に基づいて、前記可動子２０を前記長溝１１に沿って前記固定子１２に対して往復的に直線移動させ、かつ前記可動子２０の移動経路は、前記少なくとも１本の移動経路１３に平行に並設され、
   前記少なくとも１つのガイド部材３０の支持により、前記一連の第１磁極１２１と前記第２磁極２１との間に隙間４０が形成され、
   前記第２磁極２１の少なくとも一方の側に装設された前記少なくとも１つの転動支持構造５０は、前記少なくとも１本の移動経路１３上に往復移動され、弾力支持能力を持ち、かつ前記可動子２０上に装設された少なくとも１つの予荷重部材５１と、前記少なくとも１つの予荷重部材５１上に旋設された少なくとも１つのローラー５２とを有し、前記少なくとも１つのローラー５２は、前記可動子２０の移動に応じて前記少なくとも１本の移動経路１３上に行ったり来たりしながら転動することを特徴とする、リニアモータ組立構成。
2. 前記少なくとも１本の移動経路１３と前記少なくとも１つのローラー５２との少なくとも１つの接触面１４Ａは、高さ変化を持つ非平面構造であり、かつ前記少なくとも１つのローラー５２のローラー面は、前記少なくとも１つの接触面１４Ａと互いに相補的であって合致することを特徴とする、請求項１に記載のリニアモータ組立構成。
3. 前記少なくとも１つの予荷重部材５１は、前記可動子２０上に装設された少なくとも１つの取付部５１１と、当該取付部５１１に連設された少なくとも１つのローラー支持部５１２とを含み、前記少なくとも１つのローラー５２は、前記少なくとも１つのローラー支持部５１２に旋設され、かつ前記少なくとも１つの取付部５１１と前記少なくとも１つのローラー支持部５１２との連結箇所には、少なくとも１つの弾力変形区間５１３が設置され、前記少なくとも１つの弾力変形区間５１３が前記可動子２０に取り付けられた後、予圧変形方式で前記可動子２０を反重力方向に支持することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のリニアモータ組立構成。
4. 当該予荷重部材５１は、前記可動子２０上に装設された柱体５１４と、前記柱体５１４に連設されたローラー支持部５１２とを含み、前記柱体５１４は、前記可動子２０の底面に軸方向に装設されると共に、前記可動子２０に対して前記軸方向に往復的に運動し、当該ローラー５２は、前記ローラー支持部５１２に旋設され、かつ前記ローラー支持部５１２と前記可動子２０の底面との間に弾性部材５３Ｃが装設されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のリニアモータ組立構成。
5. 前記長溝１１の少なくとも一方の側壁上に側溝部１５Ｅが前記縦方向に凹設され、前記少なくとも１本の移動経路１３は、前記少なくとも１つの側溝部１５Ｅの壁面上に設置され、前記少なくとも１つの予荷重部材５１は、前記可動子２０上の輪軸に装設され、前記少なくとも１つのローラー５２は、前記少なくとも１つの予荷重部材５１の自由端部上に同軸に装設されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のリニアモータ組立構成。

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