JP5091454B2 - Shaft motor and control system thereof - Google Patents
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Description
本発明は、回転駆動を経ることなく直線駆動を得るシャフトモータに係り、LM(リニアモータ)ガイドやボールネジを使わないシャフトモータおよびその制御システムに関する。 The present invention relates to a shaft motor that obtains linear drive without undergoing rotational drive, and more particularly to a shaft motor that does not use an LM (linear motor) guide or a ball screw, and a control system thereof.
原子力発電所や再処理施設などでは水中溶接構造物が多く、これらの水中溶接構造物の多くは、高レベルの放射線環境下にあり、溶接部の健全性の点検や保全作業は遠隔運転の作業装置で実施されることが多い。原子力発電所の圧力容器内部の炉内構造物は、その健全性を維持するために供期間中溶接部を中心にひび欠陥等の補修、予防保全対策などを必要としている。一般的に行われている作業は、TIG溶接、レーザ溶接などの溶接作業、回転ブラシによる磨き作業やEDM欠陥除去作業、応力改善のためのピーニング作業などである。 There are many underwater welded structures in nuclear power plants and reprocessing facilities, and many of these underwater welded structures are in a high-level radiation environment. Often implemented in equipment. In order to maintain the soundness of the reactor internals in the nuclear power plant pressure vessel, repairs such as cracks and preventive maintenance measures are required mainly at the welds during the service period. Commonly performed operations include welding operations such as TIG welding and laser welding, polishing operations using a rotating brush, EDM defect removal operations, and peening operations for improving stress.
これらの各種補修・保全作業の多くは、作業員の放射線被爆を低減するために原子炉内に水を満たした状態で行われ、作業環境は水中となる。このような作業環境の中で、簡易な構成を有し動作精度が高く故障の少ない炉内作業ロボットの1機構として、例えば円筒形の永久磁石を一直線に並べ中心にボルトを通して結合しシャフト状に形成したコアシャフトに、円筒形の電磁コイルからなる可動子を通してリニアモータを形成してなるシャフトモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Many of these various repairs and maintenance work are performed in a state where the reactor is filled with water in order to reduce the radiation exposure of workers, and the work environment is underwater. In such a work environment, as a mechanism of the in-furnace work robot having a simple configuration, high operation accuracy and few failures, for example, cylindrical permanent magnets are aligned in a straight line and connected through a bolt to form a shaft. A shaft motor is known in which a linear motor is formed on a formed core shaft through a mover made of a cylindrical electromagnetic coil (see, for example, Patent Document 1).
この炉内作業ロボットは、ほぼ円筒状をなす本体ケース内の軸方向に駆動される可動子と、可動子に基端を回転自在に結合されV型リンクを形成するアーム装置と、アーム装置の先端に取り付けられ工具を保持する手首機構とを備えた構成となっている。 The in-furnace working robot includes a mover that is driven in an axial direction in a substantially cylindrical main body case, an arm device that has a base end rotatably coupled to the mover to form a V-shaped link, And a wrist mechanism that is attached to the tip and holds a tool.
上記のような原子力施設での作業においては、作業装置が損傷し、部品が水中に落下(落下部品はルーズパーツと称する)した場合は、作業の一時中断が要求され、喪失した部品の回収を完了するまで作業再開ができないケースが多く、施設の運営に大きな影響を与える。例えば、このような課題への対策として、LMガイドなどのベアリングを有するガイド機構が不要なシャフトモータの採用が考えられている(特許文献2参照)。
上述したLMガイドによるガイド機構を有するシャフトモータについては、LMガイドは外れると簡単にベアリングが飛び出し喪失するという欠点がある。特にサイズの小さいLMガイドなどではベアリング粒径が1mm程度と寸法が小さく、かつ何処までも転がり易いので、一旦喪失すると回収が極めて困難である。また、大きなサイズのLMガイドなどはベアリング保持器をつけることが可能で、LMガイドが壊れても簡単にはベアリングが飛び出すことはないが、ミニチュアサイズのLMガイドなどは寸法的に保持器をつけるスペースがなく、簡単にベアリングが飛び出す構造となっている、という課題がある。 The shaft motor having the above-described guide mechanism using the LM guide has a disadvantage that the bearing easily jumps out and loses when the LM guide is detached. In particular, a small LM guide or the like has a small bearing particle size of about 1 mm and is easy to roll anywhere, so that once it is lost, recovery is extremely difficult. Large size LM guides can be fitted with bearing cages, and even if the LM guide is broken, the bearings will not easily pop out, but miniature size LM guides etc. are dimensionally fitted with cages. There is a problem that there is no space and the structure is such that the bearings can be easily ejected.
このような課題に対する対策として、LMガイド等を滑りガイドに置換する方法が考えられる。滑りガイドは、ベアリングを使わずにスライドガイドを実現するが、LMガイドに比べ、ガタが大きく、動作精度が悪くなることや、滑り面の状態や調整具合によってすべり摩擦抵抗が大きく変化するため、モータ出力に余裕がない場合などは、少しかじっただけでモータ負荷が過負荷となり動作しなくなるなど、LMガイドの完全な代用となっていないところに課題がある。 As a countermeasure against such a problem, a method of replacing the LM guide or the like with a sliding guide can be considered. The slide guide realizes the slide guide without using a bearing, but the backlash is larger than the LM guide, the operation accuracy is deteriorated, and the sliding friction resistance changes greatly depending on the state of the sliding surface and the adjustment condition. When there is no margin in the motor output, there is a problem in that it is not a perfect substitute for the LM guide.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ベアリングにかかわるトラブルを生じることなく低摩擦、高精度であるシャフトモータおよびその制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a shaft motor having a low friction and high accuracy and a control system thereof without causing a trouble related to a bearing.
本発明のシャフトモータは、筒状をなすコイルの中心軸上に設けられたシャフトを軸方向移動可能に支持する流体軸受けを備え、前記流体軸受けは、前記シャフトの表面に対しラジアル方向に流体を噴射する複数個のノズルを備え、前記流体は液体であり、前記コイルは互いに異なる位相の磁界を発生する複数個のものが相互間に非磁性体の金属板を挟んで同心軸上長さ方向に配置されて内筒とモータケースで囲まれたスペース内に設けられ、前記内筒と前記モータケースと前記金属板に形成され、前記ノズルから噴射された前記流体を前記内筒の内側から前記モータケース外へ導く流路が形成されていることを特徴とする。
また、本発明のシャフトモータは、筒状をなすコイルの中心軸上に設けられたシャフトを軸方向移動可能に支持する流体軸受けを備え、前記流体軸受けは、前記シャフトの表面に対しラジアル方向に流体を噴射する複数個のノズルを備え、
前記コイルは互いに異なる位相の磁界を発生する複数個のものが相互間に非磁性体の金属板を挟んで同心軸上長さ方向に配置されて内筒とモータケースで囲まれたスペース内に設けられ、前記内筒と前記モータケースと前記金属板に前記流体を通す通し穴または流路が形成されており、
前記ノズルは前記シャフトの円周面の接線方向に向いた傾きを有し、前記コイルケースの両側部に設けられた流体軸受けにおいて前記接線方向傾斜の向きは逆であることを特徴とする。
A shaft motor according to the present invention includes a fluid bearing that supports a shaft provided on a central axis of a coil having a cylindrical shape so as to be movable in an axial direction, and the fluid bearing causes fluid to flow in a radial direction with respect to a surface of the shaft. A plurality of nozzles for jetting , the fluid is a liquid, and the coil generates a magnetic field having a different phase from each other with a non-magnetic metal plate sandwiched between them in the longitudinal direction on the concentric axis Arranged in the space surrounded by the inner cylinder and the motor case, formed in the inner cylinder, the motor case and the metal plate, and the fluid ejected from the nozzle from the inside of the inner cylinder A flow path leading to the outside of the motor case is formed .
The shaft motor of the present invention includes a fluid bearing that supports a shaft provided on a central axis of a cylindrical coil so as to be axially movable, and the fluid bearing is provided in a radial direction with respect to the surface of the shaft. A plurality of nozzles for injecting fluid;
A plurality of coils that generate magnetic fields having different phases are arranged in a longitudinal direction on a concentric axis with a non-magnetic metal plate sandwiched between them, in a space surrounded by an inner cylinder and a motor case. Provided, a through hole or a flow path for passing the fluid through the inner cylinder, the motor case, and the metal plate is formed,
The nozzle has an inclination in the tangential direction of the circumferential surface of the shaft, and the direction of the tangential inclination in the fluid bearings provided on both sides of the coil case is opposite.
本発明のシャフトモータの制御システムは、前記コイルの表面近傍に設けられた熱電対と、リニアセンサの出力信号から前記シャフトの位置データとアップダウンカウントデータを発生する増幅器と、前記アップダウンカウンタ信号と前記熱電対の出力信号を入力し2つのシャフトをサーボ制御するACサーボドライバと、前記流体軸受けに所定流量の流体を送給する流体送給システムと、前記増幅器と前記ACサーボドライバと前記流体送給システムを入出力制御する運転制御用計算機機とを備えている構成とする。 The shaft motor control system of the present invention includes a thermocouple provided near the surface of the coil, an amplifier for generating position data and up / down count data of the shaft from an output signal of a linear sensor, and the up / down counter signal. An AC servo driver that inputs an output signal of the thermocouple and servo-controls two shafts, a fluid feeding system that feeds a fluid at a predetermined flow rate to the fluid bearing, the amplifier, the AC servo driver, and the fluid An operation control computer for input / output control of the feeding system is provided.
本発明によれば、ベアリングにかかわるトラブルを生じることなく低摩擦、高精度であるシャフトモータおよびその制御システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a shaft motor having a low friction and high accuracy and a control system therefor without causing a trouble related to a bearing.
以下、本発明の第1ないし第8の実施の形態のシャフトモータおよびその制御システムについて、図面を参照して説明する。 Hereinafter, shaft motors and control systems thereof according to first to eighth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
本実施の形態のシャフトモータは図1に示すように、シャフト2と、可動子3で構成され、可動子3はコイル部10の両端に流体軸受け4が設けられ、流体軸受けコネクタ16を介してホース17が接続されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the shaft motor of the present embodiment includes a
シャフトモータの構造は図2に示すようになっている。まず、シャフト2は、軸方向にN極とS極を有するように磁化された円筒状の複数個の磁石5と、これを軸方向に整列させ一体的に保持する通しボルト6およびナット7と、全体を覆う保護カバー8で構成されている。コイル部10は、シャフト2の保護カバー8の外径よりやや大きめの内径を有する円筒状で巻数と形状・寸法が同一の3個のコイル9をU,V,W相の1セットとして積層し配線したコイル群と、非磁性体のモータケース11と、蓋12と、内筒13、で構成されている。
The structure of the shaft motor is as shown in FIG. First, the
流体軸受け4は、コイル部10の両端、すなわちモータケース11の底面と、蓋12に各1個ずつボルト14(図3参照)で固定されている。流体軸受け4の形状は、コイル部10と同様に内側にシャフト2が通過可能な穴があり、その穴径はシャフト2の外径に対し隙間公差(凡そ0.1mm以下で公差±2mm程度)で管理し、内筒13との嵌め合いにより同芯度を保証可能な構造となっている。
The fluid bearing 4 is fixed to both ends of the
流体軸受け4の構造は図3に示すようになっている。ノズル15が軸受け円板20の外周面から中心に向かって、直角にラジアル方向に設けられている。ノズル15は周方向に3個以上の複数を等ピッチで配置してある。図3は3個の場合を示している。ノズル15には、流体注入用のコネクタ16およびホース17が各々接続されており、これは図1に示すように、分岐箱18を経て、一系統の流体送給ライン19から流体を供給するように配管がなされている。
The structure of the fluid bearing 4 is as shown in FIG. The
このような構成の流体軸受けつきのシャフトモータでは、ノズル15から油、水等の液体あるいは気体をシャフト2に向かって噴射し、そのジェット噴射圧によりシャフト2から可動子3を浮遊させる作用がある。
The shaft motor with a fluid bearing having such a configuration has an action of injecting a liquid or gas such as oil or water from the
この流体軸受け4の作用により、本実施の形態のシャフトモータでは、まず第一に、LMガイドのようなスライドガイドが不要となり、ベアリングを使用しない直線駆動機構を提供することができる。また、流体軸受け4の作動流体がコイル発熱の冷却材として機能する効果がある。さらに、シャフト2の表面に付着しているごみが流体の噴射圧により吹き飛ばされ、ごみの混入、噛み込みを防止する効果があり、特に、鉄さびや砂鉄などの磁性体粉が存在する鉄製配管中での水中作業などへの適用性が向上する効果がある。また、一般的に流体軸受けの効果として、摩擦ロスがない、動作が静か、高精度、長寿命などの効果もある。
By the action of the fluid bearing 4, in the shaft motor of the present embodiment, firstly, a slide guide such as an LM guide becomes unnecessary, and a linear drive mechanism that does not use a bearing can be provided. In addition, there is an effect that the working fluid of the fluid bearing 4 functions as a coolant for generating coil heat. Furthermore, dust attached to the surface of the
(第2の実施の形態)
次に、図4,図5を用いて本発明の第2の実施の形態のシャフトモータを説明する。図4に示すように、可動子3のコイル部10に内蔵されたコイル9の相互間に板厚が薄い非磁性体の金属板21をはさむ。図4のV−V線に沿う縦断面である図5に示すように、金属板21には数箇所、ラジアル方向に切れ目を設け、流路22を形成している。また、モータケース11の流路22の出口に相当する箇所には通し穴23が開けてある。内筒13にも通し穴24が開けてあり、金属板21の外周とモータケース11の内面との間には周方向間隙25が設けられている。更に、コイル9の表面、およびコイルとモータケーブル間の接続部は絶縁性の接着剤で覆い、外部との絶縁性を確保している。
(Second Embodiment)
Next, a shaft motor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, a
本実施の形態のシャフトモータは、このような構成にすることにより、コイル9間の金属板21を介する伝導によってコイル9で発生する熱の放散が良くなる作用がある。また、金属板21に流路22を設けることにより、流体軸受け4に使用される作動流体は、シャフト2の表面から可動子3内部のこの流路22を通過して外に出る流れが発生し、この流れでコイル9に発生する熱が冷却される。
The shaft motor of the present embodiment has an effect of improving the dissipation of heat generated in the
シャフトモータの推力限界は可動子3の許容温度から決まり、コイル9の冷却性が良いほど、高出力のシャフトモータが得られる。本実施の形態では、流体軸受け4に流す作動流体を積極的に冷却材として機能させることにより、シャフトモータの出力アップの効果が得られる。しかも、コイル9間に冷却用の金属板21を挟み、この金属板21に沿って作動流体が外に流れ出る構成とすることにより飛躍的に冷却性能が上がり、同形状の従来型のシャフトモータに比較し、数倍の出力を発生することも可能となる。
The thrust limit of the shaft motor is determined by the allowable temperature of the
(第3の実施の形態)
本実施の形態のシャフトモータは、前記第2の実施の形態の構成のほかに、図6,図7に示すように、軸受け円板20に設けられるノズル15をやや内側(コイル部10のある方向)向きに傾けた構成である。
(Third embodiment)
In addition to the configuration of the second embodiment, the shaft motor of the present embodiment has a
本実施の形態のシャフトモータは、ノズル15が内側に向いており、しかも可動子3の内部には貫通した流路22が設けられているので、ノズル15から噴射した作動流体は、流体軸受け4の側面から外へ直接噴き出る量が減り、主にシャフト2表面に沿って可動子3の内側に入り流路22を通過して可動子3の周面から外に出る量が増える作用がある。したがって、コイル9の冷却性が更に高められる。
In the shaft motor of the present embodiment, since the
(第4の実施の形態)
本実施の形態のシャフトモータは、前記第2の実施の形態の構成のほかに、図8に示すように、軸受け円板20に設けるノズル15をシャフト2の内側に向けてスラスト方向と周方向(ラジアル方向)のいずれにも数度傾けた構成である。ラジアル方向に傾ける方向は、一つの流体軸受け4の中ではいずれも同じ方向に傾け、かつ、左右の流体軸受け4,4で逆向きとする。
(Fourth embodiment)
In the shaft motor of this embodiment, in addition to the configuration of the second embodiment, as shown in FIG. 8, the
このような構成とすることによって、流体軸受け4に供給される作動流体は螺旋流となってシャフト2の表面を通過し、可動子3の内部に入り流路22を通過して可動子3の周面から外に出る量が増える作用がある。したがって、シャフト2の全面を作動流体が流れるようになり、作動流体がコイル群10と接する表面積が増え、冷却性が更に上がる。また、左右の流体軸受け4のノズル15を逆向きとすることにより、作動流体噴射力によってシャフト2を回すモーメントは打ち消されることになり、螺旋流の中でもシャフト2は静定する。
With such a configuration, the working fluid supplied to the
(第5の実施の形態)
本実施の形態のシャフトモータは、図9に示すように、前記第2、第3または第4の実施の形態の構成のほかに、可動子3のコイル部10において内筒13の内面に軸方向に沿って軸方向溝26を設けた構成である。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 9, the shaft motor of the present embodiment has a shaft on the inner surface of the
本実施の形態のシャフトモータは、可動子3のコイル部10の内筒13に軸方向溝26を設けてあるので、流体軸受け4の作動流体が流れやすくなり、軸方向溝26がない場合に比較して、可動子3内部に流入する作動流体が増える作用がある。したがって、コイル9の冷却性が向上する。
In the shaft motor of the present embodiment, since the
(第6の実施の形態)
図10,11を用いて本発明の第6の実施の形態を説明する。本実施の形態のシャフトモータは、前記第1ないし第5の実施の形態のシャフトモータを2台結合した構成であり、図10に示すように1つのケース31の中に2セットのコイル部10が動作軸を平行にして組み込まれており、これに合わせてシャフト2も2本軸平行に設けられ両端を連結部材32で連結した構成である。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The shaft motor according to the present embodiment has a configuration in which two shaft motors according to the first to fifth embodiments are combined, and as shown in FIG. In this configuration, the
電気接続の概念図を図11に示すように、モータケーブル33は、シールドつき3芯とアース線を有する複合ケーブル1本とし、各相給電線33u、33v、33wは、分岐されてモータケース11の中でコイル9に並列に配線され、アース線33gはモータケース11に接続する。
As shown in a conceptual diagram of electrical connection in FIG. 11, the
流体軸受けつきのシャフトモータは、LMガイドなどのようなスライドガイドがなくてもシャフト動作が可能となるが、単体ではシャフトが自在に回転するので、負荷がラジアル方向に回ってしまう可能性があるが、本実施の形態のように2つの同じ構成のシャフト2と可動子3を平行に並べそれぞれ結合することで、シャフト2は自在に回転できなくなり、ワークの姿勢は完全に固定される作用がある。
A shaft motor with a fluid bearing can operate without a slide guide such as an LM guide. However, since the shaft rotates freely as a single unit, the load may rotate in the radial direction. As in this embodiment, the two
したがって、ワークの回転止めの機構を別に設ける必要がなくなり、シャフトモータだけで直動機構を構成することができる。また、2つの可動子3とシャフト2の形状、寸法を全く同じとし、並行に配置することで、双方の位相は一致するので、U,V、W相への三相励磁は同期することになり、モータケーブル、モータドライバーは一つにまとめることができ、全体として一つのシャフトモータであるかのように使用することができる。
Therefore, it is not necessary to provide a separate mechanism for stopping rotation of the workpiece, and the linear motion mechanism can be configured with only the shaft motor. In addition, since the two
(第7の実施の形態)
図12を用いて、本発明の第7の実施の形態を説明する。本実施の形態のシャフトモータは、第6の実施の形態で説明した2つの可動子3を収容するケース31の中に磁気式のリニアセンサ(リニアインダクトコーダ)34のセンサヘッド35を2本のシャフト2,2と平行に設けた構成である。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The shaft motor of the present embodiment includes two sensor heads 35 of a magnetic linear sensor (linear induct coder) 34 in a
リニアセンサ34はコイル部10内のコイル9からの磁気の影響を受けやすいので、コイル部10の外周側面全体と、センサヘッド35の外周側面全体を強磁性体の金属板37,38で覆い、コイル9からの磁気を遮断する。また、リニアセンサ34のセンサロッド36はセンサヘッド35を通過するように構成して、その両端を連結部材32で2本のシャフト2,2と連結する。
Since the
本実施の形態によれば、シャフト2に対する可動子3の移動位置をリニアセンサ34で検出することができ、モータの位相検出が可能となり、サーボ制御が可能となる。また、リニアセンサ34は、同時に多点式リミットスイッチとしての位置信号を設定することができるので、サーボ制御に必要な原点復帰用の原点リミットスイッチや、動作限界リミット用のリミットスイッチの信号も設定可能となり、このリニアセンサ34を備えることによって、サーボ駆動に必要なセンサをすべて満足することができ、構成要素が少なく、小型、低コストな直動機構を提供できる。なお、本実施の形態の構成は、直動型であり、回転式モータ機構のようにバックラッシュやガタが発生しないので、高精度の位置決め、原点位置出しが可能である。
According to this embodiment, the moving position of the
(第8の実施の形態)
本実施の形態は、シャフトモータの制御システムに関する。すなわち、図13に示すように、コイル部10内のコイル9の表面近傍に熱電対41を貼り付け、絶縁性の接着剤により固め、モータケース11と一体化する。また、モータケース11にはアース線33gをつける。熱電対41、およびモータケーブル33は、サーボ制御装置42に接続される。
(Eighth embodiment)
The present embodiment relates to a control system for a shaft motor. That is, as shown in FIG. 13, a thermocouple 41 is attached in the vicinity of the surface of the
サーボ制御装置42は、リニアセンサ用の増幅器43、熱電対用の増幅器59、ACサーボドライバ44、制御用シーケンサ45、運転制御用計算機46、入出力表示器47、A/D入出力回路48,49およびインバータ55を備えている。リニアセンサ用の増幅器43にはリニアセンサ34の信号ライン40を接続し、ACサーボドライバ44には、モータケーブル33を接続する。また、アース線33gはACサーボドライバ44のアースラインに落とす。
The servo control device 42 includes a
このような接続によって、リニアセンサ34の正逆移動信号をリニアセンサ用の増幅器43でアップダウンのラインドライブに変換したアップダウンのカウンタ信号50がACサーボドライバ44に入力される。また、リニアセンサ用の増幅器43のリミット接点出力信号51は、原点リミット信号、正方向動作限界リミット信号、負方向動作限界リミット信号などであるが、これらの信号がACサーボドライバ44に入力される。
With this connection, the up / down
増幅器43の初期設定指令や現在位置のデジタル位置データは入出力ライン52を通して、またACサーボドライバ44の状態信号や制御指令コマンドは入出力ライン53を通して、制御用シーケンサ45から入出力される。制御用シーケンサ45は運転制御用計算機46に接続され、運転制御用計算機46より動作プログラムのダウンロードや運転開始指令を受ける。
The initial setting command of the
熱電対41の出力は、熱電対用の増幅器59の入力側に入り、増幅器59の出力信号はA/D入出力回路48を経て、制御用シーケンサ45に取り込まれる。
The output of the thermocouple 41 enters the input side of the
制御用シーケンサ45にはまたA/D入出力回路49が接続され、A/D入出力回路49は制御弁54、ポンプ58駆動用のインバータ55、流量計65、圧力計57などと接続されている。流体軸受け4のノズル15に接続された流体送給ライン19は、モータケーブル33などと共にサーボ制御装置42側までつながっており、その送り側は、圧力計57、流量計56、制御弁54をへて、ポンプ58の出力側に接続されている。ポンプ58はインバータ55で駆動され、流体送給量が調整される。
An A / D input /
このようにして本実施形態のシャフトモータの制御システムにおいては、運転制御用計算機46で制御用シーケンサ45の入出力を制御し、制御用シーケンサ45を介して、ACサーボドライバ44、リニアセンサ用の増幅器43およびポンプ駆動用のインバータ55を制御する。
In this way, in the shaft motor control system of the present embodiment, the
本実施の形態によれば、流体軸受けつきのシャフトモータをサーボ制御するデジタル制御システムを提供することができる。本実施の形態では、流体軸受け4に流す作動流体の冷却効果により通常よりも大きな電流をコイル9に流すことができる。この許容電流値は、外気温度や、運転状態によって変化するが、本実施の形態の制御システムは、熱電対41によってコイル9の温度状態を直接計測することができる構成となっているので、このコイル表面温度で電流リミットをリアルタイムに調整することが可能でき、常に、その時の適用環境で許容される最大の推力を得ることができ、高い出力が得られる。
According to the present embodiment, it is possible to provide a digital control system that servo-controls a shaft motor with a fluid bearing. In the present embodiment, a larger current than usual can be caused to flow through the
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、各実施の形態を組み合わせて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention by combining the embodiments.
2…シャフト、3…可動子、4…流体軸受け、5…磁石、6…通しボルト、7…ナット、8…保護カバー、9…コイル、10…コイル部、11…モータケース、12…蓋、13…内筒、14…ボルト、15…ノズル、16…コネクタ、17…ホース、18…分岐箱、19…流体送給ライン、20…軸受け円板、21…金属板、22…流路、23,24…通し穴、25…周方向間隙、26…軸方向溝、31…ケース、32…連結部材、33…モータケーブル、33u、33v、33w…各相給電線、33g…アース線、34…リニアセンサ、35…センサヘッド、36…センサロッド、37,38…金属板、40…リニアセンサ信号線、41…熱電対、42…サーボ制御装置、43…増幅器、44…ACサーボドライバ、45…制御用シーケンサ、46…運転制御用計算機、47…入出力表示器、48,49…A/D入出力回路、50…カウンタ信号、51…リミット接点出力信号、52,53…入出力ライン、54…制御弁、55…インバータ、56…流量計、57…圧力計、58…ポンプ、59…増幅器。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記流体は液体であり、
前記コイルは互いに異なる位相の磁界を発生する複数個のものが相互間に非磁性体の金属板を挟んで同心軸上長さ方向に配置されて内筒とモータケースで囲まれたスペース内に設けられ、前記内筒と前記モータケースと前記金属板に形成され、前記ノズルから噴射された前記流体を前記内筒の内側から前記モータケース外へ導く流路が形成されていることを特徴とするシャフトモータ。 A fluid bearing that supports a shaft provided on a central axis of a coil having a cylindrical shape so as to be axially movable is provided, and the fluid bearing includes a plurality of nozzles that eject fluid in a radial direction with respect to the surface of the shaft. Prepared ,
The fluid is a liquid;
A plurality of coils that generate magnetic fields having different phases are arranged in a longitudinal direction on a concentric axis with a non-magnetic metal plate sandwiched between them, in a space surrounded by an inner cylinder and a motor case. Provided, formed with a flow path that is formed in the inner cylinder, the motor case, and the metal plate and guides the fluid ejected from the nozzle from the inside of the inner cylinder to the outside of the motor case. Shaft motor.
前記コイルは互いに異なる位相の磁界を発生する複数個のものが相互間に非磁性体の金属板を挟んで同心軸上長さ方向に配置されて内筒とモータケースで囲まれたスペース内に設けられ、前記内筒と前記モータケースと前記金属板に前記流体を通す通し穴または流路が形成されており、
前記ノズルは前記シャフトの円周面の接線方向に向いた傾きを有し、前記モータケースの両側部に設けられた流体軸受けにおいて前記接線方向傾斜の向きは逆であることを特徴とするシャフトモータ。 A fluid bearing that supports a shaft provided on a central axis of a coil having a cylindrical shape so as to be axially movable is provided, and the fluid bearing includes a plurality of nozzles that eject fluid in a radial direction with respect to the surface of the shaft. Prepared,
A plurality of coils that generate magnetic fields having different phases are arranged in a longitudinal direction on a concentric axis with a non-magnetic metal plate sandwiched between them, in a space surrounded by an inner cylinder and a motor case. Provided, a through hole or a flow path for passing the fluid through the inner cylinder, the motor case, and the metal plate is formed,
The nozzle has an inclination in a tangential direction of the circumferential surface of the shaft, and the direction of the tangential inclination is reversed in fluid bearings provided on both sides of the motor case. .
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