JP4542305B2 - 駆動案内装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレールと該レールに相対運動自在に配設された移動台を備えた案内機構を有し、駆動手段にリニアモータを用いた駆動案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の駆動案内装置としては、特許文献１、２に開示されているものがある。図１は従来のこの種の駆動案内装置の概略構成を示す図である。図において、１００はリニアモータであり、該リニアモータ１００は電機子コイルを含む通電側である一次側１０１と、磁石等を備えた非通電側である二次側１０２で構成され、一次側１０１はテーブル１０３を介して案内機構１０４の移動台としての移動ブロック１０５、１０５に連結されている。また、リニアモータ１００の二次側１０２はベース１０６に固定され、該ベース１０６は定盤１０７の上面に固定されている。
【０００３】
ベース１０６には移動ブロック１０５、１０５と共に、案内機構を構成する２本のレール１０８、１０８が平行に配設され、移動ブロック１０５、１０５はリニアモータ１００から駆動力を得て該レール１０８、１０８に沿って移動するようになっている。レール１０８には後に詳述するように、長手方向に沿って複数の転動体転走面が形成され、移動ブロック１０５、１０５には転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が形成されている。移動ブロック１０５、１０５がレール１０８、１０８に沿って移動すると無限循環路に配列・収容された複数の転動体が前記負荷転動体転走路で荷重を受けながら転走循環するようになっている。
【０００４】
上記構成の駆動案内装置において、移動ブロック１０５、１０５にわたって取り付け固定されたテーブル１０３には、リニアモータ１００の電機子コイルを含む通電側である一次側１０１が取り付けられているから、一次側１０１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより、該一次側１０１から発せられる熱がテーブル１０３に伝わり、該熱によりテーブル１０３や移動ブロック１０５、１０５が加熱され熱膨張を起こす。このテーブル１０３や移動ブロック１０５、１０５の熱膨張による応力が移動ブロック１０５、１０５に加わる。上記案内機構１０４の移動ブロック１０５、１０５の無限循環路に配列・収容された複数の転動体には、所定圧の予圧が与えられている。具体的には上記負荷転動体転走路の路径に対して僅かに大きな径の転動体を挿入し、負の隙間、即ち転動体及び転走面に弾性変形を生じさせる。上記のように移動ブロック１０５、１０５に熱膨張による応力が加わると、上記予圧に変動をきたし、一方の側では予圧が増大し、他方の側では減少或いはゼロになるという現象が発生し、予圧の増大についてとらえると、転動体の転がり抵抗が大となって駆動案内装置の寿命を短縮するという問題があった。
【０００５】
ここで、予圧について説明する。予圧は、目的に見合った所定の剛性を確保するために与えられる。例えば精密測定器などの高精度を要求される装置では、ガタがあっては用をなさないので、ガタをとる程度の軽予圧をかける。また、工作機械などでは剛性が高くないと切削作業等は不可能であるから中程度の予圧をかける。
【０００６】
なお、剛性には静剛性と動剛性とがある。静剛性は、静的な荷重に対するもので、移動ブロックの、取り付け基準面に対する変位のことである。また、動剛性とは、例えば工作機械に要求される性能で、その表現としては、時間と共に変化する荷重の振れ幅に対する時間と共に変化する変位の振れ幅の逆比で表わす。簡単に表現するなら、外部からの振動をいかに小さく伝えるかということである。
すなわち、動剛性の不足は、工作機械であれば、切削時等のビビリ発生の原因や、外部振動の影響を受けやすくなるなどの症状を招く。
【０００７】
また、上記の従来例は、レール１０８と移動台としての移動ブロック１０５とが転動体を介して係合する、いわゆる転がり案内の構成であるが、レールと移動台との間に転動体が介装されない、即ちすべり案内の構成を採用する場合でも上述の問題は同様に発生し、案内装置の寿命が短くなる。転がり案内においては転がり抵抗の増大が問題であり、すべり案内の場合には摺動抵抗の増大が問題となる。
【０００８】
【特許文献１】
特公平７−１０６０５３号公報
【特許文献２】
特開２００１−９９１５１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、リニアモータの一次側を連結した案内機構のレール又は移動台に該一次側が発生する熱が伝わるのを防止して、以って案内機構の転がり抵抗（転がり案内において）又は摺動抵抗（すべり案内において）の変動を防止し、長寿命を確保できる駆動案内装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、リニアモータと、該リニアモータの通電側である一次側及び非通電側である二次側の相対運動を案内すると共に荷重を担う案内機構を備え、該案内機構はレールと、該レールに対して相対運動自在に配設された移動台とを有し、前記案内機構の移動台に前記リニアモータの一次側を連結した構成の駆動案内装置であって、案内機構は、レールには長手方向に沿って転動体転走面が形成され、移動台は転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路を有し、無限循環路に、レールと移動台の相対運動に伴って負荷転動体転走路で荷重を受けながら循環する多数の転動体が配列・収容された構成であり、案内機構の移動台にリニアモータの一次側を連結する構成は、リニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、ヒートシンクは側面中央部に多数の放熱フィンを形成し、中央部の両外側側面を連結部とし、該ヒートシンクの連結部を断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結した構成であり、ヒートシンクを断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結した該断熱材は、ヒートシンクの熱膨張による変形分を剪断変形により吸収する作用と、該ヒートシンクから移動台への熱伝達を遮断する断熱作用を有する材料であり、ヒートシンクと移動台との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を断熱材が剪断方向に変形することにより吸収することを特徴とする。
【００１１】
上記のようにリニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、該ヒートシンクを断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結したことにより、リニアモータの一次側で発生した熱がヒートシンクにより効率よく放熱され、更にヒートシンクに残る熱も断熱材で案内機構の移動台に伝達することが抑制されるから、案内機構の転動体に与えられた予圧が、移動台の熱膨張によって発生する応力によって変動することがない。従って、転動体のスムーズな転走が確保され、駆動案内装置の長寿命が達成される。転がり案内においては、予圧が増大すると、フレーキング（材料の転がり疲れによって軌道又は転動体の表面がうろこ状に剥れる現象）が生じ易くなり、フレーキングが生じると寿命が著しく低下する。すべり案内では、このようなフレーキングの問題が生じ難い。また、放熱のためにリニアモータの構成上の制約が少なくなるから、駆動案内装置により適した構成のリニアモータを採用することもできる。また、ヒートシンクと移動体との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を断熱材が剪断方向に変形することにより吸収するから、両連結部間のヒートシンクが熱膨張して湾曲することを防止でき、ヒートシンクに固定された一次側は変位することもないから、一次側と二次側との隙間寸法に変化がなく、リニアモータの特性も変化しない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る駆動案内装置の第１実施例の概略構成例を示す図である。図において、１０はリニアモータであり、該リニアモータ１０は電機子コイルを含む通電側である一次側１１と、磁石等を備えた非通電側である二次側１２で構成され、一次側１１はテーブル１３を介して案内機構１４の移動台としての移動ブロック１５、１５に連結され、リニアモータ１０の二次側１２はベース１６に固定され、該ベース１６は定盤１７の上面に固定されている点は図１の従来例と同一である。
【００３３】
また、ベース１６には移動ブロック１５、１５と共に案内機構を構成する２本のレール１８、１８が平行に配設され、移動ブロック１５、１５はリニアモータ１０から駆動力を得て該レール１８、１８に沿って移動するようになっている点も図１の従来例と同一である。本駆動案内装置が図１の駆動案内装置と相違する点は、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に、該一次側１１で発生する熱がテーブル１３に伝達されるのを防止するため、断熱材１９を設けた点である。この断熱材１９の材質としてはガラス入りエポキシ樹脂材やセラミック材等を用いる。
【００３４】
上記のようにリニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に断熱材１９を設けたことにより、一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより発生する熱がテーブル１３や移動ブロック１５、１５に伝達されることなく、テーブル１３、移動ブロック１５、１５が熱膨張することがない。
従って、案内機構１４の移動ブロック１５、１５の無限循環路に配列・収容された複数のボール等の転動体に与えられた予圧（接触圧）に変動を与えることなく、転がり抵抗を一定に維持できるから、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００３５】
上記構成の駆動案内装置においては、リニアモータ１０の一次側１１に全面に断熱材１９を介在させた例を示したが、断熱材１９は一次側１１に全面に介在させることなく、例えば図３に示すように一次側１１の両側の所定の部位にレール１８の長手方向に断熱材１９、１９を介在させてもよい。また、テーブル１３の断熱材１９と断熱材１９の間の下面に断熱空間として作用する凹部２０を設けることにより、一次側１１からの輻射熱を遮断することが可能となる。また、ここでは断熱材１９と断熱空間としての凹部２０の両方を設けた例を示した。このようにすることによりどちらか一方の場合より断熱作用は向上するが、どちらか一方でもよい。また、断熱空間としての凹部２０に対向するテーブル１３側の面（凹部２０の内面）を鏡面に形成することにより、更に輻射熱防止の効果が得られる。なお、鏡面とするには無電解ニッケルめっきを施したり、研磨等による。
【００３６】
また、断熱材１９はレール１８の長手方向、即ちテーブル１３（移動ブロック１５、１５）の運動方向に長尺とすることにより、この方向の剛性が大きくなり、発振現象を防止できる。
【００３７】
次に、本発明に係る駆動案内装置の具体的構成例を説明する。図４乃至図７は本発明にかかる駆動案内装置の構成例を示す図であり、図４は平面図、図５は側面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視図、図７は図５のＢ−Ｂ矢視図である。図４乃至図７において、図２及び図３と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。リニアモータ１０の一次側１１は電機子コイル及び電機子コアで構成され、二次側１２はマグネットプレートで構成される。二次側１２はベース１６上に固定されている。
【００３８】
図７に示すように、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間には一次側１１で発生する熱がテーブル１３に伝わらないようにするため、ガラスエポキシ樹脂からなる断熱材１９が設けられている。断熱材１９はレール１８の長手方向に長尺であり、一次側１１の両側に配置されている。断熱材１９と断熱材１９に挟まれたテーブル１３の下面には断熱空間となる凹部２０が形成されている。また、テーブル１３側の該断熱空間に対向する面（凹部２０の内面）は鏡面に形成されている。
【００３９】
マグネットプレートで構成されるリニアモータ１０の二次側１２の両側にはそれぞれレール１８がベース１６上に平行に配設（固定）されている。該レール１８、１８にはそれぞれ複数個（図では２個）の移動ブロック１５、１５が該レール１８、１８に沿って移動自在に配設されている。そして上記テーブル１３は各レール１８、１８に移動自在に配設された複数個（図では４個）の移動ブロック１５に支持されている。リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより、該一次側１１と二次側１２の磁気相互作用により、一次側１１は二次側１２に沿って移動する、その移動力がテーブル１３を介して移動ブロック１５に伝達され、該移動ブロック１５はレール１８、１８に沿って移動する。
【００４０】
ベース１６の両端部にはエンドプレート２１が取り付けられ、該エンドプレート２１にはそれぞれストッパー２２が取り付けられている。また、テーブル１３の両端にはスクレーパ２３、２３が取り付けられている。
【００４１】
ベース１６の一方の側部には、リニアスケール２４が設けられ、テーブル１３の一方の側部には該リニアスケール２４を読み取り、テーブル１３の移動位置（移動距離）を検出するためのリニアエンコーダヘッド２５がブラケット２６を介して取り付けられている。
【００４２】
ベース１６の他方の側部には、ケーブルベア取付板２７が取り付けられ、テーブル１３の他方の側部にはケーブルベア受け２８が取り付けられている。ケーブルベア取付板２７に配置されたリニアモータ１０の一次側１１に駆動電力を供給するための動力ケーブル２９、信号を送受するための信号ケーブル３０、一次側１１を冷却するための水等を供給するナイロンチューブ３１はケーブルベア受け２８を通してリニアモータ１０の一次側１１に接続されている。なお、図中３８はセンタカバー、３９はサイドカバーである。
【００４３】
上記のようにリニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に断熱材１９、１９を設け、該断熱材１９と断熱材１９の間のテーブル１３の下面に断熱空間となる凹部２０を設けたので、断熱材１９、１９の伝熱遮断作用と凹部２０の輻射熱遮断作用により、リニアモータ１０の一次側１１で発生する熱がテーブル１３に伝達されることがないから、移動ブロック１５の無限循環路に配列・収容した転動体に与えた予圧に変動を与えることがない。また、テーブル１３下面に形成された凹部２０の内面を鏡面に形成することにより、更に輻射熱の遮断作用が向上する。
【００４４】
図８乃至図１０は案内機構１４の詳細構成を示す図で、図８は斜視図、図９は断面図、図１０は移動ブロックの断面図である。断面矩形状のレール１８にはその長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝１８−１が左右側面に２条ずつ、計４条形成され、移動ブロック１５には該ボール転走溝１８−１に対向する負荷転動体転走路をなす負荷転走溝１５−１を含む無限循環路が形成され、該無限循環路にはレール１８及び移動ブロック１５の相対移動に伴ってボール転走溝１８−１と負荷転走溝１５−１との間で転動して循環する複数の転動体として複数のボール３２が配列・収容されている。この案内機構１４はラジアル方向の荷重、水平方向の荷重は勿論、各方向のモーメントなど、あらゆる方向の荷重を負荷できるように構成されている。
【００４５】
移動ブロック１５は、負荷転走溝１５−１及びこれに平行なボール戻し路が形成された移動ブロック本体１５ａと、移動ブロック本体１５ａの両端に結合されて該負荷転走溝１５−１及びボール戻し路を連絡する方向転換路を有するエンドキャップ１５ｂとから構成され、レール１８を跨ぐように取り付けられている。
移動ブロック１５の上面はテーブル１３が搭載され取り付けられるようになっている。
【００４６】
上記移動ブロック１５に形成された負荷転走溝１５−１は、レール１８に形成された各ボール転走溝１８−１に対向して形成されており、これら負荷転走溝１５−１とボール転走溝１８−１との間には複数のボール３２、即ち転動体が挟み込まれている。そして、これらボール３２は移動ブロック１５の移動に伴い、上記エンドキャップ１５ｂに形成された方向転換路を介してボール戻し路へと送り込まれ、再び負荷転走溝１５−１に導かれ、無限循環路を循環する。
【００４７】
図９及び図１０に示すように、複数のボール３２は、保持部材３３によって一連に回転・摺動自在に保持される。この保持部材３３は、ボール３２と交互に配置された間座３４と、この間座３４を接続する薄板状の可撓性を有するベルト３５とで構成される。上記無限循環路に配置・収容された複数のボール３２にはスムーズな転走を保障するため予め所定圧の予圧（接触圧）を与えている。
【００４８】
レール１８の上面と移動ブロック１５との間、並びにレール１８の側面と移動ブロック１５との間にはシール部材３６及びシール部材３７が配設され、このシール部材３６、３７が、ボール転走溝１８−１と負荷転走溝１５−１との間に充填される潤滑剤の外部への漏れを防止し、且つ外部からの塵埃の侵入を防ぐ。
【００４９】
図１１は本発明に係る駆動案内装置の他の実施例の概略構成例を示す図である。図において、５０は円筒型のリニアモータであり、該リニアモータ５０は電機子コイルを含む通電側である円筒状の一次側５１と、非通電側である長尺円柱状のスラスト軸からなる二次側５２で構成される。５３は案内機構であり、該案内機構５３は基底部５４−１の両側に一対の側壁５４−２、５４−２を立設した構成のアウタレール５４と、アウタレール５４の側壁５４−２、５４−２の間に形成された凹部５８の溝内を移動するインナブロック５５を具備する。案内機構５３のインナブロック５５には上面中央長手方向に凹部５８が形成されたテーブル５６が取り付けられ、該テーブル５６にリニアモータ５０が断熱材５７、５７を介在して取り付けられている。
【００５０】
上記構成の駆動案内装置において、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７が介在していないとすると、リニアモータ５０の一次側５１の電機子コイル（図示せず）に、駆動電流を通電することにより発生する熱はテーブル５６を介してインナブロック５５に伝達され、インナブロック５５が熱膨張する。アウタレール５４には後に詳述するように、長手方向に沿って複数の転動体転走面が形成され、インナブロック５５には転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が形成されている。そしてこの無限循環路に複数の転動体（ボール）が配列・収容され転走循環するようになっており、該転動体には所定の予圧が与えられているから、上記のようにインナブロック５５が熱膨張することにより、予圧が大きくなったり、また逆に小さくなるという現象が発生する。
【００５１】
ここでは、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７、５７が介在しているので、リニアモータ５０の一次側５１に発生する熱はこの断熱材５７で遮断されテーブル５６やインナブロック５５に伝達されることがない。従って、インナブロック５５は熱膨張することがなく、上記のように無限循環路に配列・収容されている複数の転動体（ボール）に与えられた予圧も変動することがない。
また、テーブル５６の上面中央部に形成された凹部５８は一次側５１からの輻射熱を遮断する断熱空間として作用することになる。また、凹部５８の内面を鏡面に形成することにより、輻射熱を遮断する作用は更に向上する。なお、５９はリニアモータ５０の一次側５１に駆動電力を供給する動力ケーブル、信号送受のための信号ケーブルが接続するためのケーブル受けである。
【００５２】
図１２は上記案内機構５３の構成例を示す図である。図示するように、アウタレール５４の基底部５４−１の両側に立設した側壁５４−２、５４−２の間に形成された凹部５８の溝内をインナブロック５５が移動するようになっている。各側壁５４−２、５４−２の内側面にはアウタレール５４の長手方向に沿って転動体転走面としての２条のボール転走溝５４−３、５４−３が形成されている。インナブロック５５の両外側面にはアウタレール５４に形成されたボール転走溝５４−３、５４−３と対向する負荷転動体転走路を示す負荷転走溝５５−１、５５−１が形成されている。これらアウタレール５４のボール転走溝５４−３、５４−３とインナブロック５５の負荷転走溝５５−１、５５−１との間で転動体であるボール６０が荷重を負荷しながら転走するように構成されている。
【００５３】
インナブロック５５は各負荷転走溝５５−１に対応してボール６０の無限循環路５５−２を具備しており、負荷転走溝５５−１を転走するボール６０を無限循環させることにより、インナブロック５５はアウタレール５４に沿って移動する。インナブロック５５の上面には上記のようにテーブル５６が取り付けられている。インナブロック５５の無限循環路５５−２に配列・収容された複数のボール６０にそのスムーズな転動を保障するため予め所定圧の予圧が与えられている。
【００５４】
図１３は本発明に係る駆動案内装置の更に他の実施例の概略構成例を示す図である。図において、７０は円筒型のリニアモータであり、該リニアモータ７０は電機子コイルを含む通電側である円筒状の一次側７１と、非通電側である長尺円柱状のスラスト軸からなる二次側７２で構成される。また、案内機構７５はベース７８の基底部７８−１の両側に立設した側壁７８−２、７８−２の上端面にレール７７、７７が設けられ、該レール７７、７７を跨ぐように移動ブロック７６、７６が配設されている構成である。リニアモータ７０の一次側７１は断熱材７３、７３を介してテーブル７４に取り付けられ、該テーブル７４は案内機構７５、７５の移動ブロック７６、７６に取り付けられている。また、テーブル７４下面の該断熱材７３、７３の間には断熱空間として作用する凹部７９が形成されている。
【００５５】
リニアモータ７０の一次側７１の電機子コイル（図示せず）に通電することにより、該一次側７１は側壁７８−２、７８−２の間に形成された凹部７９の溝内をレール７７、７７に沿って移動することになる。電機子コイルに通電することにより、一次側７１で熱が発生するが、該熱は断熱材７３、７３により遮られ、テーブル７４へは伝達しない。また、テーブル７４下面に形成された凹部７９は一次側７１からの輻射熱を遮断する輻射熱遮断空間に作用し輻射熱を遮る。なお、凹部７９の内面を鏡面とすることにより、輻射熱を遮断する作用は更に向上する。
【００５６】
上記案内機構７５、７５の構成は、図８乃至図１０に示す構成の案内機構と略同一（但し、無限循環するボール列の条数及びその配置は異なる）であるから、その説明は省略する。上記のようにリニアモータ７０の一次側７１とテーブル７４の間に断熱材７３、７３を介在させ、更にテーブル７４下面に輻射熱遮断空間となる凹部７９を形成することになり、一次側７１で発生する熱がテーブル７４に伝達されることなく、テーブル７４の熱膨張がないから、案内機構７５、７５の無限循環路に配列・収容した転動体に与えた予圧も変動することない。
【００５７】
なお、上記例ではリニアモータの一次側と移動ブロック、即ち移動台の間にテーブル等を介して間接的に断熱材を介在させているが、直接的に断熱材を介在させてもよい。また、上記例ではリニアモータの一次側と移動台の間に断熱手段を介在させているが、リニアモータの一次側と軌道台（レール）の間に断熱手段を介在させ、一次側で発生する熱がレールに伝達しないようにする場合もある。
【００５８】
ところで、前述した各実施例では、リニアモータの一次側と二次側との案内をなす案内機構が、レール（レール１８及びアウタレール５４）と移動ブロック（移動ブロック１５及びインナブロック５５）とが転動体（ボール又はローラ）を介して相対移動自在である転がり案内の構成であるが、これに限らず、すべり案内の構成を採用してもよい。
【００５９】
図１４は、すべり方式の案内機構８４を備えた駆動案内装置の概略構成例を示す図である。この駆動案内装置は、下記の構成を除いて図２に示した第１実施例の駆動案内装置と同様に構成されている。
【００６０】
図示のように、案内機構８４は、断面矩形状のレール８８、８８と、該レール８８、８８に跨架状態にして相対運動自在に組み付けられて上面にテーブル１３が装着された移動ブロック８５、８５を有しており、ベース１６上に左右一対設けられている。レール８８、８８及び移動ブロック８５、８５は、すべり案内、つまり、互いの間に転動体は介装されず、直接摺動自在に組み込まれている。具体的には、両案内機構８４、８４が備えた各レール８８、８８について、その相互対向面を内側とすると、各レール８８、８８の外側面と移動ブロック８５、８５の外側脚部８５−１、８５−１との間には隙間ｅが形成されている。即ち、両レール８８、８８は、各々の内側面及び上面が移動ブロック８５、８５に摺接している。そして、各レール８８、８８の内側面と移動ブロック８５、８５の内側脚部８５−２、８５−２間には、所定の面圧が生ずるようになっている。
【００６１】
当該駆動案内装置においても、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に断熱材１９を設けたことにより、一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより発生する熱がテーブル１３や移動ブロック８５、８５に伝達されることがなく、テーブル１３、移動ブロック８５、８５が熱膨張することがない。従って、レール８８、８８、移動ブロック８５、８５間の摺動抵抗の変動が防止されて一定に維持されるから、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００６２】
図１５に、すべり方式の案内機構を備えた他の駆動案内装置の概略構成を示す。この駆動案内装置は、下記の構成を除いて図１４に示した駆動案内装置と同様に構成されている。
【００６３】
図示のように、この駆動案内装置においては、左右に設けられた両案内機構８４、８４が備えた各レール８８、８８について、その相互対向面を内側とすると、各レール８８、８８の内側面と移動ブロック８５、８５の内側脚部８５−２、８５−２との間に隙間ｅが形成されている。即ち、両レール８８、８８は、各々の外側面及び上面が移動ブロック８５、８５に摺接している。そして、各レール８８、８８の外側面と移動ブロック８５、８５の外側脚部８５−１、８５−１間には、所定の面圧が付与されている。
【００６４】
かかる構成の駆動案内装置も、図１４に示した駆動案内装置と同様で、リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイルで発生する熱の伝達が断熱材１９によって遮断され、テーブル１３、移動ブロック８５、８５が熱膨張することがなく、故に、レール８８、８８、移動ブロック８５、８５間の摺動抵抗の変動が防止され、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００６５】
図１６に、すべり方式の案内機構を備えた更に他の駆動案内装置の概略構成を示す。この駆動案内装置は、下記の構成を除いて図１４及び図１５に示した駆動案内装置と同様に構成されている。
【００６６】
図示のように、この駆動案内装置においては、左右に設けられた両案内機構８４、８４のうち一方、この場合は右側の案内機構８４が備えたレール８８については、その内外両側面と移動ブロック８５の内外両脚部８５−１、８５−２との間に隙間ｅが形成されている。つまり、このレール８８は、上面のみにて移動ブロック８５に摺接する。
【００６７】
また、他方、つまり左側の案内機構８４が備えたレール８８については、その内側面及び上面が移動ブロック８５に摺接すると共に、外側面に関してはギブ８９を介して移動ブロック８５の内側脚部８５−２に係合している。つまり、この片側のレール８８の外側面と移動ブロック８５の外側脚部８５−１間、又、該レール８８の内側面と移動ブロック８５の内側脚部８５−２間に、所定の面圧が付与されている。
【００６８】
かかる構成の案内装置も、図１４及び図１５に示した各駆動案内装置と同様で、リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイルで発生する熱の伝達が断熱材１９によって遮断され、テーブル１３、移動ブロック８５、８５が熱膨張することがなく、故に、レール８８、移動ブロック８５間の摺動抵抗の変動が防止され、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００６９】
図１７、図１８はそれぞれ図１１に示す構成の駆動案内装置の温度上昇試験結果を示す図である。図において、横軸は経過時間（ｈ（ｈｏｕｒ））を縦軸は上昇温度（℃）を示す。温度測定点はリニアモータ５０のＰ１点、インナブロック５５のＰ２点とし、リニアモータ５０の通電側である一次側５１のを移動を停止（拘束）して、該一次側５１に通電してその温度上昇を測定した。図１７、図１８はそれぞれ定格の異なるリニアモータ５０であり、それぞれの一次側５１に２．８６Ａの定格ピーク電流、２．９６Ａの定格ピーク電流を通電した場合の例を示す。
【００７０】
図１７の例では図示するように、リニアモータ５０のＰ１点の温度が６３．０℃まで上昇するのに対して、インナブロック５５のＰ２点が１０．２℃までしか上昇せず、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７を設け、テーブル５６の上面中央部に凹部５８による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。また、図１８の例では図示するように、リニアモータ５０のＰ１点の温度が５７．２℃まで上昇するのに対して、インナブロック５５のＰ２点が８．９℃までしか上昇せず、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７を設け、テーブル５６の上面中央部に凹部５８による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。
【００７１】
図１９、図２０はそれぞれ図１３に示す構成の駆動案内装置の温度上昇試験結果を示す図である。図において、横軸は経過時間（ｈ）を縦軸は上昇温度（℃）を示す。温度測定点はリニアモータ７０のＰ３点、テーブル７４の上面のＰ４点とし、リニアモータ７０の通電側である一次側７１の移動を停止（拘束）して、該一次側（電機子コイル）７１に通電してその温度上昇を測定した。図１９、図２０はそれぞれ定格の異なるリニアモータ７０であり、それぞれの一次側７１に２．３４Ａの定格ピーク電流、２．２３Ａの定格ピーク電流を通電した場合の例を示す。
【００７２】
図１９の例では図示するように、リニアモータ７０のＰ３点の温度が５８．７℃まで上昇するのに対して、テーブル７４のＰ４点が８．２℃までしか上昇せず、テーブル７４とリニアモータ７０の間に断熱材７３を設け、テーブル７４の下面中央部に凹部７９による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。また、図２０の例では図示するように、リニアモータ７０のＰ３点の温度が６５．１℃まで上昇するのに対して、テーブル７４のＰ４点が１３．０℃までしか上昇せず、テーブル７４とリニアモータ７０の間に断熱材７３を設け、テーブル７４の下面中央部に凹部７９による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。
【００７３】
上記のようにリニアモータの一次側を連結した案内機構のレール又は移動台と該一次側との間に該一次側が発する熱を遮断する断熱材及び空間を設けることにより、断熱効果があるが、更に断熱効果（放熱効果）を向上させるために、図２１に示すように、リニアモータ７０の外側面に多数のフィン７０ａを設けてもよい。なお、図２１に示す駆動案内装置は図１３に示す案内装置において、リニアモータ７０の外側面に多数のフィン７０ａを設けたものである。その動作は図１３の駆動案内装置と同じである。
【００７４】
図２２は本発明に係る駆動案内装置の具体的構成例を示す図である。ここでは駆動案内装置の本体部分の構成は図４乃至７に示す駆動案内装置と略同一であるが、リニアモータとその発熱部から熱を放熱するための構成が異なる。即ち、ここではリニアモータ１０’の二次側（固定側）１２’は断面コの字状に形成され、一次側（可動側）１１’は板状に形成されている。該一次側１１’は二次側１２’の断面コの字状の溝内を通って移動するようになっている。この一次側１１’には、図示するように、多数の放熱フィン４１が付いた放熱フィン付きヒートシンク４０が一体的に固定され、該放熱フィン付きヒートシンク４０に断熱材１９を介在させてテーブル１３が設けられている。
【００７５】
上記構成の駆動案内装置において、一次側１１’の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電すると、該一次側１１’に放熱フィン付きヒートシンク４０及び断熱材１９を介在させて固定されたテーブル１３は一次側１１’の駆動力により案内機構１４に案内されて移動する。即ち、レール１８、１８に沿って移動ブロック１５、１５に固定されたテーブル１３が移動する。このようにリニアモータ１０’をその板状の一次側１１’が断面コの字状に形成された二次側１２’の溝を通って移動するように構成すると、一次側（電機子コイル）１１’は二次側（主にマグネット）１２’により囲まれることになるため、一次側１１’で発熱した熱の放熱が妨げられる。
【００７６】
ここでは、上記のように一次側１１’に一体的に放熱フィン付きヒートシンク４０が固定されているため、該一次側１１’で発生した熱は、放熱フィン付きヒートシンク４０に伝わり、放熱フィン４１から効率よく放熱される。放熱フィン付きヒートシンク４０には、例えば内部にヒートパイプが配設された、既知の構成のものを用いる。このようにリニアモータ１０’の一次側１１’に放熱フィン付きヒートシンク４０を取り付けることにより、一次側１１’は二次側（マグネット）１２’に囲まれている放熱作用の悪い構成のリニアモータ１０’でも、一次側１１’で発熱した熱を効率よく放熱され、リニアモータ１０’の昇温を抑えることが可能となる。また、放熱フィン付きヒートシンク４０とテーブル１３の間に断熱材１９を介在させているから、テーブル１３や移動ブロック１５に伝達する熱は更に抑制される。
【００７７】
図２３は上記放熱フィン付きヒートシンクの放熱フィン板の構造例を示す図であり、図２４は放熱フィンの拡大図である。放熱フィン板は基板４２の上面に長い板状の多数の放熱フィン４１が所定の間隔で立設した構造である。そして個々の放熱フィン４１は、図２４に示すようにその両側面に波型の凹凸４１ａを設けている。これにより、個々の放熱フィン４１の放熱面積が大きくなる。
【００７８】
図２５は本発明に係る駆動案内装置の具体的構成例を示す図である。ここでの駆動案内装置は、図２２に示す駆動案内装置と略同じ構成であるが、放熱フィン付きヒートシンク４０との間に介在する断熱材１９を構成する材料及びテーブル１３と放熱フィン付きヒートシンク４０を結合する構造が異なる。ここでは断熱材１９は、放熱フィン付きヒートシンク４０が熱膨張による変形分を吸収し、放熱フィン付きヒートシンク４０に結合されたリニアモータ１０’の一次側（可動子）１１’が変形するのを防止している。
【００７９】
放熱フィン付きヒートシンク４０が熱膨張すると、該放熱フィン付きヒートシンク４０はテーブル１３に固定されているから、両者の熱膨張差により放熱フィン付きヒートシンク４０は湾曲するように変形する。この放熱フィン付きヒートシンク４０の変形によりリニアモータ１０’の一次側（可動子）１１’が変位し、一次側と二次側（固定子）１２’の間の隙間寸法が変化し、リニアモータ１０’の特性に影響を与える。そこで、ここでは放熱フィン付きヒートシンク４０が熱膨張により図２６（ａ）の矢印Ｂに示す方向に伸び、両側の断熱材１９、１９に剪断力が加わった場合、該断熱材１９、１９はそれぞれ図２６（ｂ）に示すように変形し、放熱フィン付きヒートシンク４０の熱膨張により変形分を吸収する。即ち、断熱材１９は図２７（ａ）に示す状態から、図２７（ｂ）、（ｃ）のように変形し放熱フィン付きヒートシンク４０の変形分を吸収する。
【００８０】
これにより、放熱フィン付きヒートシンク４０の変形はなくなるから、リニアモータ１０’の一次側１１’と二次側（固定子）１２’の間の隙間寸法に変化はなく、リニアモータ１０’の特性に影響を与えることはない。断熱材１９の材料としては断熱性が良く剪断力により変形し易い材料（幅方向に変形し易く、厚み方向に剛性のある材料）を用いる。例えば、積層ガラスエポキシは断熱性能に優れ、且つ剪断力に変形し易いという特性があるから、断熱材１９の材料としては好適である。
【００８１】
放熱フィン付きヒートシンク４０は間に断熱材１９を介してテーブル１３にボルト４３により締め付け固定されている。図２８はボルト４３による締め付け構造を示す図である。図示するように、テーブル１３の上面のボルト４３が貫通する部分には、座穴１３ａを設け、該座穴１３ａは鍔付円筒部材４４、座金４５を挿入されている。ボルト４３は鍔付円筒部材４４及び座金４５を貫通して、放熱フィン付きヒートシンク４０に設けたネジ穴４６に螺合している。即ち、放熱フィン付きヒートシンク４０はテーブル１３との間に断熱材１９、ボルト４３の頭部４３ａとテーブル１３の間に鍔付円筒部材４４の鍔部と座金４５を介在させてボルト４３で締め付け固定されている。放熱フィン付きヒートシンク４０はその両側が同じ締め付け構造でボルト４３により締め付け固定されている。なお、ボルト４３の外周部とテーブル１３のボルト貫通穴１３ｂの内壁面の間には隙間４９を設け、放熱フィン付きヒートシンク４０の熱がボルト４３を通してその外周部からテーブル１３に伝達されないようにしている。
【００８２】
鍔付円筒部材４４は断熱材１９と同様、断熱性能に優れ、且つ剪断力に変形し易い材料（例えば積層ガラスエポキシ）を用いる。これにより放熱フィン付きヒートシンク４０が昇温により熱膨張した場合、その熱膨張分は上記のように断熱材１９、１９が変形すると共に、鍔付円筒部材４４が図２９（ａ）に示す状態から、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように変形することにより吸収され、放熱フィン付きヒートシンク４０が昇温により熱膨張しても湾曲状に変形することはない。
また、放熱フィン付きヒートシンク４０の熱はボルト４３に伝わるが、ボルト４３とテーブル１３の間には断熱性能の優れた鍔付円筒部材４４が介在しているから、この熱はテーブル１３に伝わることはない。
【００８３】
また、本駆動案内装置では、図２５に示すように、リニアモータ１０’の一次側の端部にはヒートシンク４７が取り付けられている。該ヒートシンク４７は図３０に示すように、断面凹状の片側壁に所定間隔で多数のスリット４７ａを設けた、放熱フィン４８を設けた構成である。このような構成のヒートシンク４７を一次側の端部に設けることにより、リニアモータ１０’の一次側の放熱効果は更に向上する。
【００８４】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００８５】
請求項１に記載の発明によれば、案内機構の移動台にリニアモータの一次側を連結する構成は、リニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、該ヒートシンクを断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結した構成であるので、案内機構の転動体に与えられた予圧が、移動台の熱膨張によって発生する応力によって変動することはない。従って、転動体のスムーズな転走が確保され、駆動案内装置の長寿命が達成できるという優れた効果が得られる。なお、転がり案内においては、予圧が増大すると、フレーキング（材料の転がり疲れによって軌道又は転動体の表面がうろこ状にはがれる現象）が生じ易くなり、フレーキングが生じると寿命が著しく低下する。また、ヒートシンクと移動体との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を断熱材が剪断方向に変形することにより吸収するから、両連結部間のヒートシンクが熱膨張して湾曲することを防止でき、ヒートシンクに固定された一次側は変位することもないから、一次側と二次側との隙間寸法に変化がなく、リニアモータの特性も変化しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の駆動案内装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す平面図である。
【図５】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ矢視図である。
【図８】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の構成例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の移動ブロックの構成例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る駆動案内装置の他の実施例の概略構成例を示す図である。
【図１２】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の構成例を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る駆動案内装置の更に他の実施例の概略構成例を示す図である。
【図１４】本発明に係るすべり方式の案内機構を備えた駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図１５】本発明に係るすべり方式の案内機構を備えた他の駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図１６】本発明に係るすべり方式の案内機構を備えた更に他の駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図１７】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図１８】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図１９】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図２０】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図２１】本発明に係る駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図２２】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す図である。
【図２３】図２２に示す駆動案内装置の放熱フィン付きヒートシンクの放熱フィン板の構成を示す図である。
【図２４】図２３の放熱フィン板の放熱フィンの構成を示す図である。
【図２５】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す図である。
【図２６】本発明に係る駆動案内装置の昇温によるテーブルとヒートシンクの関係を示す図である。
【図２７】断熱材の変形を説明するための図である。
【図２８】本発明に係る駆動案内装置のテーブルとヒートシンクの結合構造を示す図である。
【図２９】鍔付円筒部材の変形を説明するための図である。
【図３０】ヒートシンクの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０ リニアモータ
１０’ リニアモータ
１１ 一次側
１１’ 一次側
１２ 二次側
１２’ 二次側
１３ テーブル
１４ 案内機構
１５ 移動ブロック
１６ ベース
１７ 定盤
１８ レール
１９ 断熱材
２０ 凹部
２１ エンドプレート
２２ ストッパー
２３ スクレーパ
２４ リニアスケール
２５ リニアエンコーダヘッド
２６ ブラケット
２７ ケーブルベア取付板
２８ ケーブルベア受け
２９ 動力ケーブル
３０ 信号ケーブル
３１ ナイロンチューブ
３２ ボール
３３ 保持部材
３４ 間座
３５ ベルト
３６ シール部材
３７ シール部材
３８ センタカバー
３９ サイドカバー
４０ 放熱フィン付きヒートシンク
４１ 放熱フィン
４２ 基板
４３ ボルト
４４ 鍔付円筒部材
４５ 座金
４６ ネジ穴
４７ ヒートシンク
４８ 放熱フィン
４９ 隙間
５０ リニアモータ
５１ 一次側
５２ 二次側
５３ 案内機構
５４ アウタレール
５５ インナブロック
５６ テーブル
５７ 断熱材
５８ 凹部
５９ ケーブル受け
６０ ボール
７０ リニアモータ
７１ 一次側
７２ 二次側
７３ 断熱材
７４ テーブル
７５ 案内機構
７６ 移動ブロック
７７ レール
７８ ベース
７９ 凹部
８４ 案内機構
８５ 移動ブロック
８８ レール
８９ ギブ
【発明の属する技術分野】
本発明はレールと該レールに相対運動自在に配設された移動台を備えた案内機構を有し、駆動手段にリニアモータを用いた駆動案内装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の駆動案内装置としては、特許文献１、２に開示されているものがある。図１は従来のこの種の駆動案内装置の概略構成を示す図である。図において、１００はリニアモータであり、該リニアモータ１００は電機子コイルを含む通電側である一次側１０１と、磁石等を備えた非通電側である二次側１０２で構成され、一次側１０１はテーブル１０３を介して案内機構１０４の移動台としての移動ブロック１０５、１０５に連結されている。また、リニアモータ１００の二次側１０２はベース１０６に固定され、該ベース１０６は定盤１０７の上面に固定されている。
【０００３】
ベース１０６には移動ブロック１０５、１０５と共に、案内機構を構成する２本のレール１０８、１０８が平行に配設され、移動ブロック１０５、１０５はリニアモータ１００から駆動力を得て該レール１０８、１０８に沿って移動するようになっている。レール１０８には後に詳述するように、長手方向に沿って複数の転動体転走面が形成され、移動ブロック１０５、１０５には転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が形成されている。移動ブロック１０５、１０５がレール１０８、１０８に沿って移動すると無限循環路に配列・収容された複数の転動体が前記負荷転動体転走路で荷重を受けながら転走循環するようになっている。
【０００４】
上記構成の駆動案内装置において、移動ブロック１０５、１０５にわたって取り付け固定されたテーブル１０３には、リニアモータ１００の電機子コイルを含む通電側である一次側１０１が取り付けられているから、一次側１０１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより、該一次側１０１から発せられる熱がテーブル１０３に伝わり、該熱によりテーブル１０３や移動ブロック１０５、１０５が加熱され熱膨張を起こす。このテーブル１０３や移動ブロック１０５、１０５の熱膨張による応力が移動ブロック１０５、１０５に加わる。上記案内機構１０４の移動ブロック１０５、１０５の無限循環路に配列・収容された複数の転動体には、所定圧の予圧が与えられている。具体的には上記負荷転動体転走路の路径に対して僅かに大きな径の転動体を挿入し、負の隙間、即ち転動体及び転走面に弾性変形を生じさせる。上記のように移動ブロック１０５、１０５に熱膨張による応力が加わると、上記予圧に変動をきたし、一方の側では予圧が増大し、他方の側では減少或いはゼロになるという現象が発生し、予圧の増大についてとらえると、転動体の転がり抵抗が大となって駆動案内装置の寿命を短縮するという問題があった。
【０００５】
ここで、予圧について説明する。予圧は、目的に見合った所定の剛性を確保するために与えられる。例えば精密測定器などの高精度を要求される装置では、ガタがあっては用をなさないので、ガタをとる程度の軽予圧をかける。また、工作機械などでは剛性が高くないと切削作業等は不可能であるから中程度の予圧をかける。
【０００６】
なお、剛性には静剛性と動剛性とがある。静剛性は、静的な荷重に対するもので、移動ブロックの、取り付け基準面に対する変位のことである。また、動剛性とは、例えば工作機械に要求される性能で、その表現としては、時間と共に変化する荷重の振れ幅に対する時間と共に変化する変位の振れ幅の逆比で表わす。簡単に表現するなら、外部からの振動をいかに小さく伝えるかということである。
すなわち、動剛性の不足は、工作機械であれば、切削時等のビビリ発生の原因や、外部振動の影響を受けやすくなるなどの症状を招く。
【０００７】
また、上記の従来例は、レール１０８と移動台としての移動ブロック１０５とが転動体を介して係合する、いわゆる転がり案内の構成であるが、レールと移動台との間に転動体が介装されない、即ちすべり案内の構成を採用する場合でも上述の問題は同様に発生し、案内装置の寿命が短くなる。転がり案内においては転がり抵抗の増大が問題であり、すべり案内の場合には摺動抵抗の増大が問題となる。
【０００８】
【特許文献１】
特公平７−１０６０５３号公報
【特許文献２】
特開２００１−９９１５１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、リニアモータの一次側を連結した案内機構のレール又は移動台に該一次側が発生する熱が伝わるのを防止して、以って案内機構の転がり抵抗（転がり案内において）又は摺動抵抗（すべり案内において）の変動を防止し、長寿命を確保できる駆動案内装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、リニアモータと、該リニアモータの通電側である一次側及び非通電側である二次側の相対運動を案内すると共に荷重を担う案内機構を備え、該案内機構はレールと、該レールに対して相対運動自在に配設された移動台とを有し、前記案内機構の移動台に前記リニアモータの一次側を連結した構成の駆動案内装置であって、案内機構は、レールには長手方向に沿って転動体転走面が形成され、移動台は転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路を有し、無限循環路に、レールと移動台の相対運動に伴って負荷転動体転走路で荷重を受けながら循環する多数の転動体が配列・収容された構成であり、案内機構の移動台にリニアモータの一次側を連結する構成は、リニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、ヒートシンクは側面中央部に多数の放熱フィンを形成し、中央部の両外側側面を連結部とし、該ヒートシンクの連結部を断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結した構成であり、ヒートシンクを断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結した該断熱材は、ヒートシンクの熱膨張による変形分を剪断変形により吸収する作用と、該ヒートシンクから移動台への熱伝達を遮断する断熱作用を有する材料であり、ヒートシンクと移動台との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を断熱材が剪断方向に変形することにより吸収することを特徴とする。
【００１１】
上記のようにリニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、該ヒートシンクを断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結したことにより、リニアモータの一次側で発生した熱がヒートシンクにより効率よく放熱され、更にヒートシンクに残る熱も断熱材で案内機構の移動台に伝達することが抑制されるから、案内機構の転動体に与えられた予圧が、移動台の熱膨張によって発生する応力によって変動することがない。従って、転動体のスムーズな転走が確保され、駆動案内装置の長寿命が達成される。転がり案内においては、予圧が増大すると、フレーキング（材料の転がり疲れによって軌道又は転動体の表面がうろこ状に剥れる現象）が生じ易くなり、フレーキングが生じると寿命が著しく低下する。すべり案内では、このようなフレーキングの問題が生じ難い。また、放熱のためにリニアモータの構成上の制約が少なくなるから、駆動案内装置により適した構成のリニアモータを採用することもできる。また、ヒートシンクと移動体との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を断熱材が剪断方向に変形することにより吸収するから、両連結部間のヒートシンクが熱膨張して湾曲することを防止でき、ヒートシンクに固定された一次側は変位することもないから、一次側と二次側との隙間寸法に変化がなく、リニアモータの特性も変化しない。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る駆動案内装置の第１実施例の概略構成例を示す図である。図において、１０はリニアモータであり、該リニアモータ１０は電機子コイルを含む通電側である一次側１１と、磁石等を備えた非通電側である二次側１２で構成され、一次側１１はテーブル１３を介して案内機構１４の移動台としての移動ブロック１５、１５に連結され、リニアモータ１０の二次側１２はベース１６に固定され、該ベース１６は定盤１７の上面に固定されている点は図１の従来例と同一である。
【００３３】
また、ベース１６には移動ブロック１５、１５と共に案内機構を構成する２本のレール１８、１８が平行に配設され、移動ブロック１５、１５はリニアモータ１０から駆動力を得て該レール１８、１８に沿って移動するようになっている点も図１の従来例と同一である。本駆動案内装置が図１の駆動案内装置と相違する点は、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に、該一次側１１で発生する熱がテーブル１３に伝達されるのを防止するため、断熱材１９を設けた点である。この断熱材１９の材質としてはガラス入りエポキシ樹脂材やセラミック材等を用いる。
【００３４】
上記のようにリニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に断熱材１９を設けたことにより、一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより発生する熱がテーブル１３や移動ブロック１５、１５に伝達されることなく、テーブル１３、移動ブロック１５、１５が熱膨張することがない。
従って、案内機構１４の移動ブロック１５、１５の無限循環路に配列・収容された複数のボール等の転動体に与えられた予圧（接触圧）に変動を与えることなく、転がり抵抗を一定に維持できるから、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００３５】
上記構成の駆動案内装置においては、リニアモータ１０の一次側１１に全面に断熱材１９を介在させた例を示したが、断熱材１９は一次側１１に全面に介在させることなく、例えば図３に示すように一次側１１の両側の所定の部位にレール１８の長手方向に断熱材１９、１９を介在させてもよい。また、テーブル１３の断熱材１９と断熱材１９の間の下面に断熱空間として作用する凹部２０を設けることにより、一次側１１からの輻射熱を遮断することが可能となる。また、ここでは断熱材１９と断熱空間としての凹部２０の両方を設けた例を示した。このようにすることによりどちらか一方の場合より断熱作用は向上するが、どちらか一方でもよい。また、断熱空間としての凹部２０に対向するテーブル１３側の面（凹部２０の内面）を鏡面に形成することにより、更に輻射熱防止の効果が得られる。なお、鏡面とするには無電解ニッケルめっきを施したり、研磨等による。
【００３６】
また、断熱材１９はレール１８の長手方向、即ちテーブル１３（移動ブロック１５、１５）の運動方向に長尺とすることにより、この方向の剛性が大きくなり、発振現象を防止できる。
【００３７】
次に、本発明に係る駆動案内装置の具体的構成例を説明する。図４乃至図７は本発明にかかる駆動案内装置の構成例を示す図であり、図４は平面図、図５は側面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視図、図７は図５のＢ−Ｂ矢視図である。図４乃至図７において、図２及び図３と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。リニアモータ１０の一次側１１は電機子コイル及び電機子コアで構成され、二次側１２はマグネットプレートで構成される。二次側１２はベース１６上に固定されている。
【００３８】
図７に示すように、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間には一次側１１で発生する熱がテーブル１３に伝わらないようにするため、ガラスエポキシ樹脂からなる断熱材１９が設けられている。断熱材１９はレール１８の長手方向に長尺であり、一次側１１の両側に配置されている。断熱材１９と断熱材１９に挟まれたテーブル１３の下面には断熱空間となる凹部２０が形成されている。また、テーブル１３側の該断熱空間に対向する面（凹部２０の内面）は鏡面に形成されている。
【００３９】
マグネットプレートで構成されるリニアモータ１０の二次側１２の両側にはそれぞれレール１８がベース１６上に平行に配設（固定）されている。該レール１８、１８にはそれぞれ複数個（図では２個）の移動ブロック１５、１５が該レール１８、１８に沿って移動自在に配設されている。そして上記テーブル１３は各レール１８、１８に移動自在に配設された複数個（図では４個）の移動ブロック１５に支持されている。リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより、該一次側１１と二次側１２の磁気相互作用により、一次側１１は二次側１２に沿って移動する、その移動力がテーブル１３を介して移動ブロック１５に伝達され、該移動ブロック１５はレール１８、１８に沿って移動する。
【００４０】
ベース１６の両端部にはエンドプレート２１が取り付けられ、該エンドプレート２１にはそれぞれストッパー２２が取り付けられている。また、テーブル１３の両端にはスクレーパ２３、２３が取り付けられている。
【００４１】
ベース１６の一方の側部には、リニアスケール２４が設けられ、テーブル１３の一方の側部には該リニアスケール２４を読み取り、テーブル１３の移動位置（移動距離）を検出するためのリニアエンコーダヘッド２５がブラケット２６を介して取り付けられている。
【００４２】
ベース１６の他方の側部には、ケーブルベア取付板２７が取り付けられ、テーブル１３の他方の側部にはケーブルベア受け２８が取り付けられている。ケーブルベア取付板２７に配置されたリニアモータ１０の一次側１１に駆動電力を供給するための動力ケーブル２９、信号を送受するための信号ケーブル３０、一次側１１を冷却するための水等を供給するナイロンチューブ３１はケーブルベア受け２８を通してリニアモータ１０の一次側１１に接続されている。なお、図中３８はセンタカバー、３９はサイドカバーである。
【００４３】
上記のようにリニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に断熱材１９、１９を設け、該断熱材１９と断熱材１９の間のテーブル１３の下面に断熱空間となる凹部２０を設けたので、断熱材１９、１９の伝熱遮断作用と凹部２０の輻射熱遮断作用により、リニアモータ１０の一次側１１で発生する熱がテーブル１３に伝達されることがないから、移動ブロック１５の無限循環路に配列・収容した転動体に与えた予圧に変動を与えることがない。また、テーブル１３下面に形成された凹部２０の内面を鏡面に形成することにより、更に輻射熱の遮断作用が向上する。
【００４４】
図８乃至図１０は案内機構１４の詳細構成を示す図で、図８は斜視図、図９は断面図、図１０は移動ブロックの断面図である。断面矩形状のレール１８にはその長手方向に沿って転動体転走面としてのボール転走溝１８−１が左右側面に２条ずつ、計４条形成され、移動ブロック１５には該ボール転走溝１８−１に対向する負荷転動体転走路をなす負荷転走溝１５−１を含む無限循環路が形成され、該無限循環路にはレール１８及び移動ブロック１５の相対移動に伴ってボール転走溝１８−１と負荷転走溝１５−１との間で転動して循環する複数の転動体として複数のボール３２が配列・収容されている。この案内機構１４はラジアル方向の荷重、水平方向の荷重は勿論、各方向のモーメントなど、あらゆる方向の荷重を負荷できるように構成されている。
【００４５】
移動ブロック１５は、負荷転走溝１５−１及びこれに平行なボール戻し路が形成された移動ブロック本体１５ａと、移動ブロック本体１５ａの両端に結合されて該負荷転走溝１５−１及びボール戻し路を連絡する方向転換路を有するエンドキャップ１５ｂとから構成され、レール１８を跨ぐように取り付けられている。
移動ブロック１５の上面はテーブル１３が搭載され取り付けられるようになっている。
【００４６】
上記移動ブロック１５に形成された負荷転走溝１５−１は、レール１８に形成された各ボール転走溝１８−１に対向して形成されており、これら負荷転走溝１５−１とボール転走溝１８−１との間には複数のボール３２、即ち転動体が挟み込まれている。そして、これらボール３２は移動ブロック１５の移動に伴い、上記エンドキャップ１５ｂに形成された方向転換路を介してボール戻し路へと送り込まれ、再び負荷転走溝１５−１に導かれ、無限循環路を循環する。
【００４７】
図９及び図１０に示すように、複数のボール３２は、保持部材３３によって一連に回転・摺動自在に保持される。この保持部材３３は、ボール３２と交互に配置された間座３４と、この間座３４を接続する薄板状の可撓性を有するベルト３５とで構成される。上記無限循環路に配置・収容された複数のボール３２にはスムーズな転走を保障するため予め所定圧の予圧（接触圧）を与えている。
【００４８】
レール１８の上面と移動ブロック１５との間、並びにレール１８の側面と移動ブロック１５との間にはシール部材３６及びシール部材３７が配設され、このシール部材３６、３７が、ボール転走溝１８−１と負荷転走溝１５−１との間に充填される潤滑剤の外部への漏れを防止し、且つ外部からの塵埃の侵入を防ぐ。
【００４９】
図１１は本発明に係る駆動案内装置の他の実施例の概略構成例を示す図である。図において、５０は円筒型のリニアモータであり、該リニアモータ５０は電機子コイルを含む通電側である円筒状の一次側５１と、非通電側である長尺円柱状のスラスト軸からなる二次側５２で構成される。５３は案内機構であり、該案内機構５３は基底部５４−１の両側に一対の側壁５４−２、５４−２を立設した構成のアウタレール５４と、アウタレール５４の側壁５４−２、５４−２の間に形成された凹部５８の溝内を移動するインナブロック５５を具備する。案内機構５３のインナブロック５５には上面中央長手方向に凹部５８が形成されたテーブル５６が取り付けられ、該テーブル５６にリニアモータ５０が断熱材５７、５７を介在して取り付けられている。
【００５０】
上記構成の駆動案内装置において、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７が介在していないとすると、リニアモータ５０の一次側５１の電機子コイル（図示せず）に、駆動電流を通電することにより発生する熱はテーブル５６を介してインナブロック５５に伝達され、インナブロック５５が熱膨張する。アウタレール５４には後に詳述するように、長手方向に沿って複数の転動体転走面が形成され、インナブロック５５には転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路が形成されている。そしてこの無限循環路に複数の転動体（ボール）が配列・収容され転走循環するようになっており、該転動体には所定の予圧が与えられているから、上記のようにインナブロック５５が熱膨張することにより、予圧が大きくなったり、また逆に小さくなるという現象が発生する。
【００５１】
ここでは、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７、５７が介在しているので、リニアモータ５０の一次側５１に発生する熱はこの断熱材５７で遮断されテーブル５６やインナブロック５５に伝達されることがない。従って、インナブロック５５は熱膨張することがなく、上記のように無限循環路に配列・収容されている複数の転動体（ボール）に与えられた予圧も変動することがない。
また、テーブル５６の上面中央部に形成された凹部５８は一次側５１からの輻射熱を遮断する断熱空間として作用することになる。また、凹部５８の内面を鏡面に形成することにより、輻射熱を遮断する作用は更に向上する。なお、５９はリニアモータ５０の一次側５１に駆動電力を供給する動力ケーブル、信号送受のための信号ケーブルが接続するためのケーブル受けである。
【００５２】
図１２は上記案内機構５３の構成例を示す図である。図示するように、アウタレール５４の基底部５４−１の両側に立設した側壁５４−２、５４−２の間に形成された凹部５８の溝内をインナブロック５５が移動するようになっている。各側壁５４−２、５４−２の内側面にはアウタレール５４の長手方向に沿って転動体転走面としての２条のボール転走溝５４−３、５４−３が形成されている。インナブロック５５の両外側面にはアウタレール５４に形成されたボール転走溝５４−３、５４−３と対向する負荷転動体転走路を示す負荷転走溝５５−１、５５−１が形成されている。これらアウタレール５４のボール転走溝５４−３、５４−３とインナブロック５５の負荷転走溝５５−１、５５−１との間で転動体であるボール６０が荷重を負荷しながら転走するように構成されている。
【００５３】
インナブロック５５は各負荷転走溝５５−１に対応してボール６０の無限循環路５５−２を具備しており、負荷転走溝５５−１を転走するボール６０を無限循環させることにより、インナブロック５５はアウタレール５４に沿って移動する。インナブロック５５の上面には上記のようにテーブル５６が取り付けられている。インナブロック５５の無限循環路５５−２に配列・収容された複数のボール６０にそのスムーズな転動を保障するため予め所定圧の予圧が与えられている。
【００５４】
図１３は本発明に係る駆動案内装置の更に他の実施例の概略構成例を示す図である。図において、７０は円筒型のリニアモータであり、該リニアモータ７０は電機子コイルを含む通電側である円筒状の一次側７１と、非通電側である長尺円柱状のスラスト軸からなる二次側７２で構成される。また、案内機構７５はベース７８の基底部７８−１の両側に立設した側壁７８−２、７８−２の上端面にレール７７、７７が設けられ、該レール７７、７７を跨ぐように移動ブロック７６、７６が配設されている構成である。リニアモータ７０の一次側７１は断熱材７３、７３を介してテーブル７４に取り付けられ、該テーブル７４は案内機構７５、７５の移動ブロック７６、７６に取り付けられている。また、テーブル７４下面の該断熱材７３、７３の間には断熱空間として作用する凹部７９が形成されている。
【００５５】
リニアモータ７０の一次側７１の電機子コイル（図示せず）に通電することにより、該一次側７１は側壁７８−２、７８−２の間に形成された凹部７９の溝内をレール７７、７７に沿って移動することになる。電機子コイルに通電することにより、一次側７１で熱が発生するが、該熱は断熱材７３、７３により遮られ、テーブル７４へは伝達しない。また、テーブル７４下面に形成された凹部７９は一次側７１からの輻射熱を遮断する輻射熱遮断空間に作用し輻射熱を遮る。なお、凹部７９の内面を鏡面とすることにより、輻射熱を遮断する作用は更に向上する。
【００５６】
上記案内機構７５、７５の構成は、図８乃至図１０に示す構成の案内機構と略同一（但し、無限循環するボール列の条数及びその配置は異なる）であるから、その説明は省略する。上記のようにリニアモータ７０の一次側７１とテーブル７４の間に断熱材７３、７３を介在させ、更にテーブル７４下面に輻射熱遮断空間となる凹部７９を形成することになり、一次側７１で発生する熱がテーブル７４に伝達されることなく、テーブル７４の熱膨張がないから、案内機構７５、７５の無限循環路に配列・収容した転動体に与えた予圧も変動することない。
【００５７】
なお、上記例ではリニアモータの一次側と移動ブロック、即ち移動台の間にテーブル等を介して間接的に断熱材を介在させているが、直接的に断熱材を介在させてもよい。また、上記例ではリニアモータの一次側と移動台の間に断熱手段を介在させているが、リニアモータの一次側と軌道台（レール）の間に断熱手段を介在させ、一次側で発生する熱がレールに伝達しないようにする場合もある。
【００５８】
ところで、前述した各実施例では、リニアモータの一次側と二次側との案内をなす案内機構が、レール（レール１８及びアウタレール５４）と移動ブロック（移動ブロック１５及びインナブロック５５）とが転動体（ボール又はローラ）を介して相対移動自在である転がり案内の構成であるが、これに限らず、すべり案内の構成を採用してもよい。
【００５９】
図１４は、すべり方式の案内機構８４を備えた駆動案内装置の概略構成例を示す図である。この駆動案内装置は、下記の構成を除いて図２に示した第１実施例の駆動案内装置と同様に構成されている。
【００６０】
図示のように、案内機構８４は、断面矩形状のレール８８、８８と、該レール８８、８８に跨架状態にして相対運動自在に組み付けられて上面にテーブル１３が装着された移動ブロック８５、８５を有しており、ベース１６上に左右一対設けられている。レール８８、８８及び移動ブロック８５、８５は、すべり案内、つまり、互いの間に転動体は介装されず、直接摺動自在に組み込まれている。具体的には、両案内機構８４、８４が備えた各レール８８、８８について、その相互対向面を内側とすると、各レール８８、８８の外側面と移動ブロック８５、８５の外側脚部８５−１、８５−１との間には隙間ｅが形成されている。即ち、両レール８８、８８は、各々の内側面及び上面が移動ブロック８５、８５に摺接している。そして、各レール８８、８８の内側面と移動ブロック８５、８５の内側脚部８５−２、８５−２間には、所定の面圧が生ずるようになっている。
【００６１】
当該駆動案内装置においても、リニアモータ１０の一次側１１とテーブル１３の間に断熱材１９を設けたことにより、一次側１１の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電することにより発生する熱がテーブル１３や移動ブロック８５、８５に伝達されることがなく、テーブル１３、移動ブロック８５、８５が熱膨張することがない。従って、レール８８、８８、移動ブロック８５、８５間の摺動抵抗の変動が防止されて一定に維持されるから、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００６２】
図１５に、すべり方式の案内機構を備えた他の駆動案内装置の概略構成を示す。この駆動案内装置は、下記の構成を除いて図１４に示した駆動案内装置と同様に構成されている。
【００６３】
図示のように、この駆動案内装置においては、左右に設けられた両案内機構８４、８４が備えた各レール８８、８８について、その相互対向面を内側とすると、各レール８８、８８の内側面と移動ブロック８５、８５の内側脚部８５−２、８５−２との間に隙間ｅが形成されている。即ち、両レール８８、８８は、各々の外側面及び上面が移動ブロック８５、８５に摺接している。そして、各レール８８、８８の外側面と移動ブロック８５、８５の外側脚部８５−１、８５−１間には、所定の面圧が付与されている。
【００６４】
かかる構成の駆動案内装置も、図１４に示した駆動案内装置と同様で、リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイルで発生する熱の伝達が断熱材１９によって遮断され、テーブル１３、移動ブロック８５、８５が熱膨張することがなく、故に、レール８８、８８、移動ブロック８５、８５間の摺動抵抗の変動が防止され、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００６５】
図１６に、すべり方式の案内機構を備えた更に他の駆動案内装置の概略構成を示す。この駆動案内装置は、下記の構成を除いて図１４及び図１５に示した駆動案内装置と同様に構成されている。
【００６６】
図示のように、この駆動案内装置においては、左右に設けられた両案内機構８４、８４のうち一方、この場合は右側の案内機構８４が備えたレール８８については、その内外両側面と移動ブロック８５の内外両脚部８５−１、８５−２との間に隙間ｅが形成されている。つまり、このレール８８は、上面のみにて移動ブロック８５に摺接する。
【００６７】
また、他方、つまり左側の案内機構８４が備えたレール８８については、その内側面及び上面が移動ブロック８５に摺接すると共に、外側面に関してはギブ８９を介して移動ブロック８５の内側脚部８５−２に係合している。つまり、この片側のレール８８の外側面と移動ブロック８５の外側脚部８５−１間、又、該レール８８の内側面と移動ブロック８５の内側脚部８５−２間に、所定の面圧が付与されている。
【００６８】
かかる構成の案内装置も、図１４及び図１５に示した各駆動案内装置と同様で、リニアモータ１０の一次側１１の電機子コイルで発生する熱の伝達が断熱材１９によって遮断され、テーブル１３、移動ブロック８５、８５が熱膨張することがなく、故に、レール８８、移動ブロック８５間の摺動抵抗の変動が防止され、駆動案内装置の長寿命を確保できる。
【００６９】
図１７、図１８はそれぞれ図１１に示す構成の駆動案内装置の温度上昇試験結果を示す図である。図において、横軸は経過時間（ｈ（ｈｏｕｒ））を縦軸は上昇温度（℃）を示す。温度測定点はリニアモータ５０のＰ１点、インナブロック５５のＰ２点とし、リニアモータ５０の通電側である一次側５１のを移動を停止（拘束）して、該一次側５１に通電してその温度上昇を測定した。図１７、図１８はそれぞれ定格の異なるリニアモータ５０であり、それぞれの一次側５１に２．８６Ａの定格ピーク電流、２．９６Ａの定格ピーク電流を通電した場合の例を示す。
【００７０】
図１７の例では図示するように、リニアモータ５０のＰ１点の温度が６３．０℃まで上昇するのに対して、インナブロック５５のＰ２点が１０．２℃までしか上昇せず、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７を設け、テーブル５６の上面中央部に凹部５８による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。また、図１８の例では図示するように、リニアモータ５０のＰ１点の温度が５７．２℃まで上昇するのに対して、インナブロック５５のＰ２点が８．９℃までしか上昇せず、テーブル５６とリニアモータ５０の間に断熱材５７を設け、テーブル５６の上面中央部に凹部５８による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。
【００７１】
図１９、図２０はそれぞれ図１３に示す構成の駆動案内装置の温度上昇試験結果を示す図である。図において、横軸は経過時間（ｈ）を縦軸は上昇温度（℃）を示す。温度測定点はリニアモータ７０のＰ３点、テーブル７４の上面のＰ４点とし、リニアモータ７０の通電側である一次側７１の移動を停止（拘束）して、該一次側（電機子コイル）７１に通電してその温度上昇を測定した。図１９、図２０はそれぞれ定格の異なるリニアモータ７０であり、それぞれの一次側７１に２．３４Ａの定格ピーク電流、２．２３Ａの定格ピーク電流を通電した場合の例を示す。
【００７２】
図１９の例では図示するように、リニアモータ７０のＰ３点の温度が５８．７℃まで上昇するのに対して、テーブル７４のＰ４点が８．２℃までしか上昇せず、テーブル７４とリニアモータ７０の間に断熱材７３を設け、テーブル７４の下面中央部に凹部７９による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。また、図２０の例では図示するように、リニアモータ７０のＰ３点の温度が６５．１℃まで上昇するのに対して、テーブル７４のＰ４点が１３．０℃までしか上昇せず、テーブル７４とリニアモータ７０の間に断熱材７３を設け、テーブル７４の下面中央部に凹部７９による空間を形成したことにより、断熱効果が顕著に表われている。
【００７３】
上記のようにリニアモータの一次側を連結した案内機構のレール又は移動台と該一次側との間に該一次側が発する熱を遮断する断熱材及び空間を設けることにより、断熱効果があるが、更に断熱効果（放熱効果）を向上させるために、図２１に示すように、リニアモータ７０の外側面に多数のフィン７０ａを設けてもよい。なお、図２１に示す駆動案内装置は図１３に示す案内装置において、リニアモータ７０の外側面に多数のフィン７０ａを設けたものである。その動作は図１３の駆動案内装置と同じである。
【００７４】
図２２は本発明に係る駆動案内装置の具体的構成例を示す図である。ここでは駆動案内装置の本体部分の構成は図４乃至７に示す駆動案内装置と略同一であるが、リニアモータとその発熱部から熱を放熱するための構成が異なる。即ち、ここではリニアモータ１０’の二次側（固定側）１２’は断面コの字状に形成され、一次側（可動側）１１’は板状に形成されている。該一次側１１’は二次側１２’の断面コの字状の溝内を通って移動するようになっている。この一次側１１’には、図示するように、多数の放熱フィン４１が付いた放熱フィン付きヒートシンク４０が一体的に固定され、該放熱フィン付きヒートシンク４０に断熱材１９を介在させてテーブル１３が設けられている。
【００７５】
上記構成の駆動案内装置において、一次側１１’の電機子コイル（図示せず）に駆動電流を通電すると、該一次側１１’に放熱フィン付きヒートシンク４０及び断熱材１９を介在させて固定されたテーブル１３は一次側１１’の駆動力により案内機構１４に案内されて移動する。即ち、レール１８、１８に沿って移動ブロック１５、１５に固定されたテーブル１３が移動する。このようにリニアモータ１０’をその板状の一次側１１’が断面コの字状に形成された二次側１２’の溝を通って移動するように構成すると、一次側（電機子コイル）１１’は二次側（主にマグネット）１２’により囲まれることになるため、一次側１１’で発熱した熱の放熱が妨げられる。
【００７６】
ここでは、上記のように一次側１１’に一体的に放熱フィン付きヒートシンク４０が固定されているため、該一次側１１’で発生した熱は、放熱フィン付きヒートシンク４０に伝わり、放熱フィン４１から効率よく放熱される。放熱フィン付きヒートシンク４０には、例えば内部にヒートパイプが配設された、既知の構成のものを用いる。このようにリニアモータ１０’の一次側１１’に放熱フィン付きヒートシンク４０を取り付けることにより、一次側１１’は二次側（マグネット）１２’に囲まれている放熱作用の悪い構成のリニアモータ１０’でも、一次側１１’で発熱した熱を効率よく放熱され、リニアモータ１０’の昇温を抑えることが可能となる。また、放熱フィン付きヒートシンク４０とテーブル１３の間に断熱材１９を介在させているから、テーブル１３や移動ブロック１５に伝達する熱は更に抑制される。
【００７７】
図２３は上記放熱フィン付きヒートシンクの放熱フィン板の構造例を示す図であり、図２４は放熱フィンの拡大図である。放熱フィン板は基板４２の上面に長い板状の多数の放熱フィン４１が所定の間隔で立設した構造である。そして個々の放熱フィン４１は、図２４に示すようにその両側面に波型の凹凸４１ａを設けている。これにより、個々の放熱フィン４１の放熱面積が大きくなる。
【００７８】
図２５は本発明に係る駆動案内装置の具体的構成例を示す図である。ここでの駆動案内装置は、図２２に示す駆動案内装置と略同じ構成であるが、放熱フィン付きヒートシンク４０との間に介在する断熱材１９を構成する材料及びテーブル１３と放熱フィン付きヒートシンク４０を結合する構造が異なる。ここでは断熱材１９は、放熱フィン付きヒートシンク４０が熱膨張による変形分を吸収し、放熱フィン付きヒートシンク４０に結合されたリニアモータ１０’の一次側（可動子）１１’が変形するのを防止している。
【００７９】
放熱フィン付きヒートシンク４０が熱膨張すると、該放熱フィン付きヒートシンク４０はテーブル１３に固定されているから、両者の熱膨張差により放熱フィン付きヒートシンク４０は湾曲するように変形する。この放熱フィン付きヒートシンク４０の変形によりリニアモータ１０’の一次側（可動子）１１’が変位し、一次側と二次側（固定子）１２’の間の隙間寸法が変化し、リニアモータ１０’の特性に影響を与える。そこで、ここでは放熱フィン付きヒートシンク４０が熱膨張により図２６（ａ）の矢印Ｂに示す方向に伸び、両側の断熱材１９、１９に剪断力が加わった場合、該断熱材１９、１９はそれぞれ図２６（ｂ）に示すように変形し、放熱フィン付きヒートシンク４０の熱膨張により変形分を吸収する。即ち、断熱材１９は図２７（ａ）に示す状態から、図２７（ｂ）、（ｃ）のように変形し放熱フィン付きヒートシンク４０の変形分を吸収する。
【００８０】
これにより、放熱フィン付きヒートシンク４０の変形はなくなるから、リニアモータ１０’の一次側１１’と二次側（固定子）１２’の間の隙間寸法に変化はなく、リニアモータ１０’の特性に影響を与えることはない。断熱材１９の材料としては断熱性が良く剪断力により変形し易い材料（幅方向に変形し易く、厚み方向に剛性のある材料）を用いる。例えば、積層ガラスエポキシは断熱性能に優れ、且つ剪断力に変形し易いという特性があるから、断熱材１９の材料としては好適である。
【００８１】
放熱フィン付きヒートシンク４０は間に断熱材１９を介してテーブル１３にボルト４３により締め付け固定されている。図２８はボルト４３による締め付け構造を示す図である。図示するように、テーブル１３の上面のボルト４３が貫通する部分には、座穴１３ａを設け、該座穴１３ａは鍔付円筒部材４４、座金４５を挿入されている。ボルト４３は鍔付円筒部材４４及び座金４５を貫通して、放熱フィン付きヒートシンク４０に設けたネジ穴４６に螺合している。即ち、放熱フィン付きヒートシンク４０はテーブル１３との間に断熱材１９、ボルト４３の頭部４３ａとテーブル１３の間に鍔付円筒部材４４の鍔部と座金４５を介在させてボルト４３で締め付け固定されている。放熱フィン付きヒートシンク４０はその両側が同じ締め付け構造でボルト４３により締め付け固定されている。なお、ボルト４３の外周部とテーブル１３のボルト貫通穴１３ｂの内壁面の間には隙間４９を設け、放熱フィン付きヒートシンク４０の熱がボルト４３を通してその外周部からテーブル１３に伝達されないようにしている。
【００８２】
鍔付円筒部材４４は断熱材１９と同様、断熱性能に優れ、且つ剪断力に変形し易い材料（例えば積層ガラスエポキシ）を用いる。これにより放熱フィン付きヒートシンク４０が昇温により熱膨張した場合、その熱膨張分は上記のように断熱材１９、１９が変形すると共に、鍔付円筒部材４４が図２９（ａ）に示す状態から、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように変形することにより吸収され、放熱フィン付きヒートシンク４０が昇温により熱膨張しても湾曲状に変形することはない。
また、放熱フィン付きヒートシンク４０の熱はボルト４３に伝わるが、ボルト４３とテーブル１３の間には断熱性能の優れた鍔付円筒部材４４が介在しているから、この熱はテーブル１３に伝わることはない。
【００８３】
また、本駆動案内装置では、図２５に示すように、リニアモータ１０’の一次側の端部にはヒートシンク４７が取り付けられている。該ヒートシンク４７は図３０に示すように、断面凹状の片側壁に所定間隔で多数のスリット４７ａを設けた、放熱フィン４８を設けた構成である。このような構成のヒートシンク４７を一次側の端部に設けることにより、リニアモータ１０’の一次側の放熱効果は更に向上する。
【００８４】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【００８５】
請求項１に記載の発明によれば、案内機構の移動台にリニアモータの一次側を連結する構成は、リニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、該ヒートシンクを断熱材を介在させて案内機構の移動台に連結した構成であるので、案内機構の転動体に与えられた予圧が、移動台の熱膨張によって発生する応力によって変動することはない。従って、転動体のスムーズな転走が確保され、駆動案内装置の長寿命が達成できるという優れた効果が得られる。なお、転がり案内においては、予圧が増大すると、フレーキング（材料の転がり疲れによって軌道又は転動体の表面がうろこ状にはがれる現象）が生じ易くなり、フレーキングが生じると寿命が著しく低下する。また、ヒートシンクと移動体との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を断熱材が剪断方向に変形することにより吸収するから、両連結部間のヒートシンクが熱膨張して湾曲することを防止でき、ヒートシンクに固定された一次側は変位することもないから、一次側と二次側との隙間寸法に変化がなく、リニアモータの特性も変化しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の駆動案内装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す平面図である。
【図５】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ矢視図である。
【図８】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の構成例を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の移動ブロックの構成例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る駆動案内装置の他の実施例の概略構成例を示す図である。
【図１２】本発明に係る駆動案内装置の案内機構の構成例を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る駆動案内装置の更に他の実施例の概略構成例を示す図である。
【図１４】本発明に係るすべり方式の案内機構を備えた駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図１５】本発明に係るすべり方式の案内機構を備えた他の駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図１６】本発明に係るすべり方式の案内機構を備えた更に他の駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図１７】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図１８】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図１９】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図２０】本発明に係る駆動案内装置の昇温試験の結果例を示す図である。
【図２１】本発明に係る駆動案内装置の概略構成例を示す図である。
【図２２】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す図である。
【図２３】図２２に示す駆動案内装置の放熱フィン付きヒートシンクの放熱フィン板の構成を示す図である。
【図２４】図２３の放熱フィン板の放熱フィンの構成を示す図である。
【図２５】本発明に係る駆動案内装置の構成例を示す図である。
【図２６】本発明に係る駆動案内装置の昇温によるテーブルとヒートシンクの関係を示す図である。
【図２７】断熱材の変形を説明するための図である。
【図２８】本発明に係る駆動案内装置のテーブルとヒートシンクの結合構造を示す図である。
【図２９】鍔付円筒部材の変形を説明するための図である。
【図３０】ヒートシンクの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０ リニアモータ
１０’ リニアモータ
１１ 一次側
１１’ 一次側
１２ 二次側
１２’ 二次側
１３ テーブル
１４ 案内機構
１５ 移動ブロック
１６ ベース
１７ 定盤
１８ レール
１９ 断熱材
２０ 凹部
２１ エンドプレート
２２ ストッパー
２３ スクレーパ
２４ リニアスケール
２５ リニアエンコーダヘッド
２６ ブラケット
２７ ケーブルベア取付板
２８ ケーブルベア受け
２９ 動力ケーブル
３０ 信号ケーブル
３１ ナイロンチューブ
３２ ボール
３３ 保持部材
３４ 間座
３５ ベルト
３６ シール部材
３７ シール部材
３８ センタカバー
３９ サイドカバー
４０ 放熱フィン付きヒートシンク
４１ 放熱フィン
４２ 基板
４３ ボルト
４４ 鍔付円筒部材
４５ 座金
４６ ネジ穴
４７ ヒートシンク
４８ 放熱フィン
４９ 隙間
５０ リニアモータ
５１ 一次側
５２ 二次側
５３ 案内機構
５４ アウタレール
５５ インナブロック
５６ テーブル
５７ 断熱材
５８ 凹部
５９ ケーブル受け
６０ ボール
７０ リニアモータ
７１ 一次側
７２ 二次側
７３ 断熱材
７４ テーブル
７５ 案内機構
７６ 移動ブロック
７７ レール
７８ ベース
７９ 凹部
８４ 案内機構
８５ 移動ブロック
８８ レール
８９ ギブ
Claims (1)
- リニアモータと、該リニアモータの通電側である一次側及び非通電側である二次側の相対運動を案内すると共に荷重を担う案内機構を備え、該案内機構はレールと、該レールに対して相対運動自在に配設された移動台とを有し、前記案内機構の移動台に前記リニアモータの一次側を連結した構成の駆動案内装置であって、
前記案内機構は、前記レールには長手方向に沿って転動体転走面が形成され、前記移動台は前記転動体転走面に対応する負荷転動体転走路を含む無限循環路を有し、前記無限循環路に、前記レールと前記移動台の相対運動に伴って前記負荷転動体転走路で荷重を受けながら循環する多数の転動体が配列・収容された構成であり、
前記案内機構の移動台に前記リニアモータの一次側を連結する構成は、前記リニアモータの一次側にヒートシンクを一体的に固定し、前記ヒートシンクは側面中央部に多数の放熱フィンを形成し、前記中央部の両外側側面を連結部とし、該ヒートシンクの連結部を断熱材を介在させて前記案内機構の移動台に連結した構成であり、
前記ヒートシンクを断熱材を介在させて前記案内機構の移動台に連結した該断熱材は、前記ヒートシンクの熱膨張による変形分を剪断変形により吸収する作用と、該ヒートシンクから前記移動台への熱伝達を遮断する断熱作用を有する材料であり、ヒートシンクと移動台との両連結部間の熱膨張差によるヒートシンクの変形分を前記断熱材が剪断方向に変形することにより吸収することを特徴とする駆動案内装置。
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-
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Cited By (1)
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