JP7290816B2 - Linear motor drive device and surface shape measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、リニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置に係り、特にリニアモータとリニアモータによって駆動される被駆動部とを有するリニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置に関する。 The present invention relates to a linear motor driving device and a surface shape measuring device, and more particularly to a linear motor driving device and a surface shape measuring device having a linear motor and a driven part driven by the linear motor.
リニアモータとして、例えば、特許文献1に開示されたリニアモータは、棒状磁石である固定子と、固定子に嵌装されるとともにコイル部材を有し、固定子に沿って直線移動が可能な移動子と、を有している。 As a linear motor, for example, the linear motor disclosed in Patent Document 1 has a stator, which is a bar-shaped magnet, and a coil member that is fitted in the stator, and is capable of linear movement along the stator. have a child and
また、特許文献1には、検出器の駆動装置にリニアモータ駆動装置を適用した表面形状測定装置が開示されている。このリニアモータ駆動装置は、リニアモータとリニアモータによって駆動される被駆動部と、被駆動部を移動方向にガイドする直動ガイドと、を有し、被駆動部は、検出器が取り付けられるホルダを有している。この被駆動部は、プーリに巻き掛けられたワイヤを介してバランスウェイトに連結されており、このバランスウェイトに移動子が固定されている。よって、このリニアモータ駆動装置によれば、移動子を固定子に沿って直線移動させることにより、バランスウェイトとワイヤと被駆動部とを介して検出器を移動させることができる。このように検出器の駆動装置としてリニアモータ駆動装置を適用することにより、磨耗部分がない、低振動駆動が可能である、速度範囲を大きくとれる、高剛性である、構造が簡単である、バックラッシュがない等の有利な効果を得ることができる。 Further, Patent Literature 1 discloses a surface profile measuring apparatus in which a linear motor driving device is applied to a detector driving device. This linear motor driving device has a linear motor, a driven part driven by the linear motor, and a linear motion guide for guiding the driven part in a moving direction. have. This driven part is connected to a balance weight via a wire wound around a pulley, and the mover is fixed to this balance weight. Therefore, according to this linear motor drive device, by linearly moving the mover along the stator, the detector can be moved via the balance weight, the wire, and the driven part. By applying the linear motor driving device as the driving device of the detector in this way, there is no wear part, low vibration driving is possible, a large speed range can be secured, high rigidity, simple structure, back Advantageous effects such as no rush can be obtained.
しかしながら、特許文献1のリニアモータ駆動装置は、被駆動部の移動時に被駆動部がヨーイングする場合があり、被駆動部がヨーイングすると、粗さ測定精度に影響を与える場合があった。 However, in the linear motor driving device of Patent Document 1, the driven part may yawing when the driven part moves, and the yawing of the driven part may affect the accuracy of roughness measurement.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被駆動部の移動時に生じる被駆動部のヨーイングを抑制することができるリニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置を提供することをも目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a linear motor driving device and a surface profile measuring device capable of suppressing yawing of a driven part that occurs when the driven part moves. and
本発明の目的を達成するために、本発明のリニアモータ駆動装置は、装置本体に第1の方向に沿って延設された固定子と、固定子に嵌装されて固定子に沿って移動可能な移動子と、を有するリニアモータと、装置本体に第1の方向に沿って摺動自在に設けられ、摺動面を有する被駆動部と、駆動部に隣接して配置され、摺動面に摺接される基準面を有する直動ガイドと、被駆動部に固定され、測定子を有する検出器が取り付けられるホルダと、移動子に一端が接続され、他端がプーリを介して被駆動部に接続された動力伝達部材と、移動子に固定されたバランスウェイトと、を備え、リニアモータ、被駆動部、直動ガイド及びホルダを第1の方向から見たときに、リニアモータ、被駆動部及びホルダは、第1の方向に直交する第2の方向と平行な直線上に沿って配置されている。 In order to achieve the object of the present invention, the linear motor drive device of the present invention includes a stator extending along a first direction in a device main body, and a stator fitted in the stator and moving along the stator. a linear motor having a movable movable element; a driven portion provided in the device body so as to be slidable along the first direction and having a sliding surface; A linear motion guide having a reference surface that is in sliding contact with the surface, a holder fixed to the driven part and having a detector having a stylus mounted thereon, one end connected to the slider, and the other end connected to the driven part via a pulley. a power transmission member connected to the driving portion; and a balance weight fixed to the mover. The driven part and the holder are arranged along a straight line parallel to a second direction orthogonal to the first direction.
本発明の目的を達成するために、本発明のリニアモータ駆動装置は、装置本体に第1の方向に沿って延設された固定子と、固定子に嵌装されて固定子に沿って移動可能な移動子と、を有するリニアモータと、移動子に固定されて摺動面を有する被駆動部と、被駆動部に隣接して配置され、摺動面に摺接される基準面を有する直動ガイドと、被駆動部に固定され、測定子を有する検出器が取り付けられるホルダと、装置本体に第1の方向に沿って移動自在なバランスウェイトと、被駆動部に一端が接続され、他端がプーリを介してバランスウェイトに接続された動力伝達部材と、を備え、リニアモータ、被駆動部、直動ガイド及びホルダを第1の方向から見たときに、リニアモータ、被駆動部及びホルダは、第1の方向に直交する第2の方向と平行な直線上に沿って配置されている。 In order to achieve the object of the present invention, the linear motor drive device of the present invention includes a stator extending along a first direction in a device main body, and a stator fitted in the stator and moving along the stator. a movable mover; a driven portion fixed to the mover and having a sliding surface; and a reference surface disposed adjacent to the driven portion and in sliding contact with the sliding surface. a linear motion guide, a holder fixed to a driven part and having a detector having a stylus mounted thereon, a balance weight movable along a first direction in a device body, and one end connected to the driven part, and a power transmission member having the other end connected to the balance weight via a pulley, wherein when the linear motor, the driven part, the linear motion guide and the holder are viewed from the first direction, the linear motor, the driven part and the holder are arranged along a straight line parallel to a second direction orthogonal to the first direction.
本発明の一形態は、第1の方向が水平方向であり、第2の方向が鉛直方向であることが好ましい。 In one aspect of the invention, it is preferred that the first direction is horizontal and the second direction is vertical.
本発明の一形態は、第1の方向が鉛直方向であり、第2の方向が水平方向であることが好ましい。 In one aspect of the invention, it is preferred that the first direction is vertical and the second direction is horizontal.
本発明の目的を達成するために、本発明の表面形状測定装置は、本発明のリニアモータ駆動装置を備える表面形状測定装置であって、リニアモータ駆動装置のホルダに取り付けられた検出器と、検出器に取り付けられて第2の方向に変位可能な測定子と、を備える。 In order to achieve the object of the present invention, there is provided a surface profile measuring apparatus comprising the linear motor driving device of the present invention, comprising a detector attached to a holder of the linear motor driving device; a stylus attached to the detector and displaceable in a second direction.
本発明によれば、被駆動部の移動時に生じる被駆動部のヨーイングを抑制することができる。 According to the present invention, yawing of the driven part that occurs when the driven part moves can be suppressed.
以下、添付図面に従って本発明に係るリニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置の実施形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a linear motor driving device and a surface profile measuring device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、検出器112の駆動装置に第1実施形態のリニアモータ駆動装置10が適用された表面粗さ測定装置100の全体斜視図である。図2は、図1に示した表面粗さ測定装置100の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a surface
なお、理解の容易のため、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本明細書では、3軸方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向)の三次元直交座標系を用い、リニアモータ駆動装置10によって移動される検出器112の水平移動方向をX軸方向とし、X軸方向に直交する水平方向をY軸方向とし、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ直交する鉛直方向をZ軸方向とする。また、表面粗さ測定装置100は、本発明の表面形状測定装置の一例である。
For ease of understanding, the scale of each member in the drawings may differ from the actual scale. Further, in this specification, a three-dimensional orthogonal coordinate system with three axial directions (X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction) is used, and the horizontal movement direction of the
図1に示すように表面粗さ測定装置100は、リニアモータ駆動装置10、測定部102、データ処理装置104、入力装置106及びモニタ108等から構成される。測定部102は、測定台110の上面に載置された図2のワークWの表面粗さを測定する検出器112を有しており、この検出器112がリニアモータ駆動装置10のホルダ116(図1参照)に保持されている。
As shown in FIG. 1, the surface
検出器112の端部には、Z軸方向(鉛直方向)に変位可能な測定子(触針とも言う。)114が取り付けられており、この測定子114のZ軸方向の変位量が検出器112に内蔵された不図示の差動トランスによって電圧に変換される。そして、この電圧値は不図示のA/D変換器によってA/D変換され、図2のデータ処理装置104のCPU(central processing unit)118に出力される。
A stylus (also called stylus) 114 that can be displaced in the Z-axis direction (vertical direction) is attached to the end of the
データ処理装置104は、CPU118を含む各演算処理回路、及びROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)等のメモリ120によって構成されており、メモリ120に記憶されたプログラムがCPU118によって実行されることにより、データ処理装置104の各部の機能が実現され、ワークWの表面粗さを示す測定データが取得される。この測定データは、データ処理装置104の粗さ出力手段122によりモニタ108に出力され、モニタ108に表示される。
The
図1に示すように、リニアモータ駆動装置10は、測定台110にZ軸方向に立設されたコラム124に取り付けられている。そして、図2のCPU118からの指示に従って、Z軸方向移動用のモータ(図示略)が駆動されることにより、リニアモータ駆動装置10の全体がコラム124に沿ってZ軸方向に移動される。また、CPU118からの指示に従って、リニアモータ駆動装置10のリニアモータ12(図5参照)が駆動されることによりホルダ116がX軸方向に移動される。これにより、測定子114が検出器112と共にX軸方向に移動される。なお、測定台110の前面に装着されたジョイスティック126によって、上記のZ軸方向移動用のモータ及びX軸方向移動用のリニアモータ12を手動操作することもできる。
As shown in FIG. 1, the linear
次に、第1実施形態のリニアモータ駆動装置10について説明する。
Next, the linear
図3は、リニアモータ駆動装置10の構成を示した正面図であり、その要部が断面図として示されている。図4は、図3のA-A線に沿う拡大断面図である。図5は、リニアモータ駆動装置10を構成するリニアモータ12の要部拡大断面図である。
FIG. 3 is a front view showing the configuration of the linear
リニアモータ駆動装置10は、固定子14及び移動子16を主体としてなるリニアモータ12と、装置本体である筐体18と、固定子14の両端部を筐体18に固定する固定金具20、20と、を備えている。また、リニアモータ駆動装置10は、図示を省略しているが、上記構成の他、移動子16に給電を行うケーブルベア(登録商標)と、移動子16の移動方向位置を検出するエンコーダ及びエンコーダスケールと、固定子14の両端部近傍に設けられ、移動子16のエンドリミットを検知するリミットセンサと、を有している。
A linear
まず、図5を参照してリニアモータ12の一例について説明する。
First, an example of the
このリニアモータ12は、いわゆるシャフト型のリニアモータである。リニアモータ12は、界磁用のマグネットが形成されている直線棒状のシャフト部材である固定子14を有し、コイル部材を主要部として有する環状部材である移動子16を固定子14に嵌装することにより構成されている。
The
固定子14は、着磁可能な材料、例えば、Fe-Cr-Co系金属よりなり、断面が円形に形成されている。また、固定子14は、その長手方向に沿って等ピッチの、好ましくは略矩形の磁束分布となるように着磁されている。これにより、固定子14には、その長手方向に沿ってN極とS極とが同じ磁極幅Pで交互に並んだ駆動用着磁部が構成されており、これが界磁用のマグネットとして構成されている。また、上記の磁極幅Pは、例えば30mmに設定されている。このように構成された固定子14は、図3及び図4に示すようにX軸方向に延設されている。
The
移動子16のコイル部材30は、U相、V相、W相の3つのコイルを1組とするコイル群の2組(第1組のコイル群及び第2組のコイル群)よりなる。第1組のコイル群は、コイルU1、V1、W1からなり、この順に固定子14の長手方向に配置されている。第2組のコイル群は、コイルU2、V2、W2からなり、この順に固定子14の長手方向に配置されている。これらのコイルは、いずれも磁極幅Pの1/3の幅に形成されている。
The
コイル部材30を構成するこれら各コイルは、その外周面を接着剤によってコーティングするようにして固着され一体化されている。そして、コイル部材30は、中空直方体状の移動子フレーム32の中空部分に内蔵されており、かつ、移動子フレーム32の内周面に一体化して支持されている。
These coils constituting the
移動子フレーム32の水平方向の両端部分には、固定子14に嵌装され、固定子14に摺動可能な軸受部34、34が設けられている。この軸受部34、34の作用により、移動子16は固定子14に沿って滑動される。
このリニアモータ12によれば、既述のケーブルベアから移動子16のコイル部材30に電流が供給されると、移動子16のコイル部材30に流れる電流と固定子14の磁束との相互作用により、フレミングの左手の法則によって、移動子16が固定子14に沿ってX軸方向に直線移動する。なお、図5のリニアモータ12は一例であり、他の構成のリニアモータであっても本発明のリニアモータ駆動装置10に適用することができる。他の構成のリニアモータとして、固定子14側をコイル部材30によって構成し、移動子16側を駆動用着磁部によって構成したものを例示することができる。
According to this
リニアモータ駆動装置10は、図3及び図4に示すように、リニアモータ12の他、被駆動部40と、直動ガイド42と、動力伝達部材であるベルト44、46と、バランスウェイト70と、ホルダ116と、を備えている。また、リニアモータ駆動装置10によれば、図4の如く、被駆動部40の移動軸の方向(X軸方向)からリニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116を見たときに、リニアモータ12、被駆動部40及びホルダ116は、X軸方向に直交するZ軸方向(鉛直方向)に平行な直線B上に沿って配置されている。以下、各部材の構成について説明する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the linear
被駆動部40は、ブロック固定部材48と、連結ブロック50と、ホルダ装着部材52と、を備え、ブロック固定部材48と連結ブロック50とホルダ装着部材52とが直線B上に沿って連設されている。
The driven
ブロック固定部材48は、板状に構成されて、その下部に連結ブロック50が固定されている。
The
ブロック固定部材48は、下面48A、48Aを有し、これらの下面48A、48Aは、平坦度の高い摺動面として構成されている。
The
直動ガイド42は、略直方体形状に構成されて、X軸方向に沿って配置されている。直動ガイド42には、X軸方向に沿ったスリット42A(図3参照)がZ軸方向に貫通して形成されており、このスリット42Aにガイドブロック50が挿入配置されている。また、直動ガイド42は、スリット42Aを画成し、かつY軸方向に垂線を有する側面42B、42B(図4参照)を有する。また、直動ガイド42は、上面42C、42Cを有し、上面42C、42Cは、下面48A、48Aに摺接される平坦度の高い基準面として構成されている。したがって、被駆動部40は、ブロック固定部材48の下面48A、48Aが直動ガイド42の上面42C、42Cに摺接した状態でX軸方向に移動されることにより、X軸方向に高い精度で移動される。
The
ホルダ装着部材52は、略直方体形状に構成されて、連結ブロック50の下部に複数のネジ54、54…によって連結されている。また、ホルダ装着部材52の下部には、ホルダ116を装着するためのアリ溝52Aが備えられ、このアリ溝52Aにホルダ116のアリ部116Aが係合されて、ホルダ116がホルダ装着部材52に装着される。
The
ホルダ116は、略直方体形状に構成されて、X軸方向に沿った円弧状のスリット116Bが形成されている。このスリット116Bに、略円筒形状の外形を有する検出器112が嵌装され、検出器112は、ホルダ116の外部からスリット116Bに螺入されるネジ56によってスリット116Bの内周面に押し付けられて固定される。このとき、測定子114はZ軸方向に変位可能である。
The
一方、リニアモータ12の移動子16は、板状のテーブル58の上面に固定されている。テーブル58の下面には、リニアガイド(例えば、THK株式会社製のLMガイド(登録商標))を構成するブロック60、60がX軸方向に平行な直線上に沿って配置されており、これらのブロック60、60が、X軸方向に沿って配置されたレール62に移動自在に取り付けられている。また、レール62は、ブロック60と共にリニアガイドを構成する部材であり、筐体18の内部に固定されたプレート64に敷設されている。
On the other hand, the
図3に示すように、ベルト44は、一端が移動子16の右端部16Aに固定され、他端がプーリ66を介して連結ブロック50の右端部50Bに固定されている。また、ベルト46は、一端が移動子16の左端部16Bに固定され、他端がプーリ68を介して連結ブロック50の左端部50Cに固定されている。プーリ66、68は、X軸方向に離間して配置されており、また、プーリ66、68の回転軸66A、68AはY軸方向に沿って設けられている。よって、移動子16が固定子14に沿ってX軸方向に移動されると、被駆動部40が移動子16の移動方向に対して逆方向のX軸方向に移動される。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、移動子16にはバランスウェイト70、70が固定されている。このバランスウェイト70、70は、移動子16の側面のうち、Y方向に垂線を有する側面16C、16Cに固定されている。バランスウェイト70、70は、移動子16に固定された場合に、検出器112とホルダ116とを含む被駆動部40の自重と釣り合う重さに設定されている。つまり、バランスウェイト70、70は、バランスウェイト70、70と移動子16との合計重量が、検出器112とホルダ116とを含む被駆動部40の重量と略同一となる重さに設定されている。バランスウェイト70、70を移動子16に固定することにより、固定子14が水平方向に対して傾斜した角度で配設された場合であっても、上記の釣り合いの効果により、移動子16は、移動子16の自重に影響されることなく安定した推力で移動することができる。
As shown in FIG. 4 ,
上記の如く構成されたリニアモータ駆動装置10の作用について説明する。
The operation of the linear
リニアモータ駆動装置10は、図4に示すように、被駆動部40の移動軸であるX軸方向(水平方向)からリニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116を図4の見たときに、リニアモータ12、被駆動部40及びホルダ116はX軸方向に直交するZ軸方向(鉛直方向)に平行な直線B上に沿って配置されているので、被駆動部40はヨーイングすることなく、又はヨーイングが抑制された状態でX軸方向に移動することができる。
As shown in FIG. 4, the linear
ここで、リニアモータ駆動装置10と特許文献1のリニアモータ駆動装置とを比較する。
Here, the linear
特許文献1のリニアモータ駆動装置は、被駆動部の移動軸の方向(X軸方向)からリニアモータ、被駆動部、直動ガイド及びホルダを見たときに、リニアモータ、被駆動部及びホルダは、X軸方向に直交する軸(Y軸又はZ軸方向)に平行な直線上に沿って配置されていない。このため、被駆動部は、ワイヤから回転方向の力を受けた状態で移動するので、移動時にZ軸を中心としてヨーインングし易い。すなわち、被駆動部は、移動方向であるX軸方向に沿って移動する場合に、ワイヤを介してZ軸を中心とする回転方向に揺動し易い。 In the linear motor driving device of Patent Document 1, when the linear motor, the driven part, the linear motion guide and the holder are viewed from the direction of the movement axis of the driven part (X-axis direction), the linear motor, the driven part and the holder are not arranged along a straight line parallel to the axis (Y-axis or Z-axis direction) orthogonal to the X-axis direction. For this reason, the driven part moves while receiving a force in the rotational direction from the wire, so that it is likely to yawing about the Z-axis during movement. That is, when the driven part moves along the X-axis direction, which is the movement direction, it is easy to swing in the rotation direction about the Z-axis via the wire.
これに対して、リニアモータ駆動装置10は、図4の如く、被駆動部40の移動軸の方向(X軸方向)からリニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116を見たときに、リニアモータ12、被駆動部40及びホルダ116は、Z軸と平行な直線B上に沿って配置されている。つまり、リニアモータ12、被駆動部40及びホルダ116は、重量バランスがとれているので、被駆動部40は、ワイヤから回転方向の力を受けることなく移動する。これにより、被駆動部40は、ヨーイングすることなく、又はヨーイングが抑制された状態でX軸方向に移動することができる。
On the other hand, the linear
なお、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116が、直線B上に沿って配置される形態とは、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の重心を、直線B上に沿って配置させることが最も好ましい形態であるが、この形態に限定されず、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の部材の一部が、直線B上に重なった状態で配置される形態であってもよい。これにより、リニアモータ、被駆動部及びホルダが直線上に配置されていない特許文献1の形態と比較して、被駆動部40のヨーイングを低減させることが可能となる。一例として、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の形状を、直線Bに対して対称形状とすれば、リニアモータ12、被駆動部40及びホルダ116の各々の重心を、直線B上に沿って配置させることが可能となる。
The configuration in which the
また、第1実施形態のリニアモータ駆動装置10によれば、図4の如く、リニアモータ12が被駆動部40及び直動ガイド42よりも高い位置に配置されている。これにより、電流の供給(励磁)によって発熱したリニアモータ12の熱の大部分は、リニアモータ12の上部から上方に放熱されるので、リニアモータ12の熱が、被駆動部40及び直動ガイド42に伝達するのを抑制することができる。このようなリニアモータ12の配置構成によって、摺動面であるブロック固定部材48の下面48A、48A、及び基準面である直動ガイド42の上面42B、42Bの熱変形を抑制することができるので、リニアモータ12の発熱に起因する寸法誤差を抑制することができる。
Further, according to the linear
また、リニアモータ12から被駆動部40及び直動ガイド42に伝達する熱を更に効果的に遮断するために、例えば、ブロック固定部材48を断熱部材で構成することが好ましい。これにより、リニアモータ12の発熱に起因する寸法誤差をより効果的に抑制することができる。上記の断熱部材としては、繊維系断熱材又は発泡系断熱材を2枚の金属板(例えばアルミニウム製の板)で挟んで構成したものを例示することができる。
Further, in order to more effectively block the heat transmitted from the
また、このようなリニアモータ駆動装置10を有する表面粗さ測定装置100によれば、リニアモータ駆動装置10によって被駆動部40のヨーイングが抑制されているので、ヨーイングに起因する寸法誤差を低減することができる。
Further, according to the surface
次に、第2実施形態のリニアモータ駆動装置200について説明する。
Next, the linear
図6は、リニアモータ駆動装置200の構成を示した正面図であり、その要部が断面図として示されている。図7は、図6のC-C線に沿う拡大断面図である。なお、リニアモータ駆動装置200を説明するに際し、図3及び図4で説明したリニアモータ駆動装置10と同一若しくは類似の部材については同一の符号を付して説明し、若しくはその説明を省略する場合もある。
FIG. 6 is a front view showing the configuration of the linear
リニアモータ駆動装置10に対するリニアモータ駆動装置200の相違点は、移動子16に被駆動部40を直結して、移動子16によって被駆動部40を水平方向に直接移動させた点、及びこの被駆動部40にベルト44、46を介してバランスウェイト70を連結した点である。
The difference between the linear
すなわち、リニアモータ駆動装置200は、図6及び図7に示すように、リニアモータ12と、移動子16に固定されて摺動面としての上面40C、40Cを有する被駆動部40と、被駆動部40に隣接して配置され、上面40C、40Cに摺接される基準面としての下面42D、42Dを有する直動ガイド42と、バランスウェイト70と、被駆動部40に一端が接続され、他端がプーリ66、68を介してバランスウェイト70に接続されたベルト44、46と、被駆動部40に固定されたホルダ116と、を備えている。
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the linear
また、直動ガイド42は、図7に示すように、リニアモータ12を跨ぐように門型に構成されており、その一対の脚部43、43の下面42D、42Dが基準面として構成されている。また、下面42Dと上面40Cは、レール202とブロック204とからなるリニアガイドを介して連結されることにより相対的に摺接されている。また、バランスウェイト70は、テーブル58の上面に固定されている。
As shown in FIG. 7, the
そして、リニアモータ駆動装置200は、図7に示すように、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116をX軸方向(水平方向)から見たときに、リニアモータ12、被駆動部40及びホルダ116は、第2の方向(鉛直方向)と平行な直線B上に沿って配置されている。
7, when the
これにより、リニアモータ駆動装置200の被駆動部40は、ヨーイングすることなく、又はヨーイングが抑制された状態でX軸方向に移動することができる。
As a result, the driven
次に、真円度測定装置の駆動装置に本発明のリニアモータ駆動装置を適用した一例について、以下の第3実施形態及び第4実施形態を例示して説明する。真円度測定装置とは、検出器112の測定子114を被測定物の周面に接触させて、その周面の真円度を測定する装置である。
Next, an example in which the linear motor drive device of the present invention is applied to a drive device for a roundness measuring device will be described with reference to the following third and fourth embodiments. The roundness measuring device is a device that measures the roundness of the peripheral surface of the object to be measured by bringing the
図8は、第3実施形態のリニアモータ駆動装置210の構成を示した正面図であり、その要部が断面図として示されている。図9は、図8のD-D線に沿う拡大断面図である。なお、リニアモータ駆動装置210を説明するに際し、図3及び図4で説明したリニアモータ駆動装置10と同一若しくは類似の部材については同一の符号を付して説明し、若しくはその説明を省略する場合もある。
FIG. 8 is a front view showing the configuration of the linear
リニアモータ駆動装置10に対するリニアモータ駆動装置210の相違点は、リニアモータ12の固定子14を第1の方向である鉛直方向(Z軸方向)に沿って延設した点、及び被駆動部40を直動ガイド42に沿って鉛直方向(Z軸方向)に沿って移動自在に設けた点である。
The linear
すなわち、リニアモータ駆動装置210は、図8及び図9に示すように、リニアモータ12と、鉛直方向に沿って摺動自在に設けられ、摺動面としての内壁面40E、40Dを有する被駆動部40と、被駆動部40に隣接して配置され、内壁面40E、40Eに摺接される基準面としての側面42E、42Eを有する直動ガイド42と、移動子16に一端が接続され、他端がプーリ66、68を介して被駆動部40に接続されたベルト44、46と、移動子16に固定されたバランスウェイト70、70と、被駆動部40に固定され、測定子114を有する検出器112が取り付けられるホルダ116と、を備えている。
That is, as shown in FIGS. 8 and 9, the linear
また、被駆動部40は、図9に示すように、断面矩形状の直動ガイド42を収容する凹状溝41と、凹状溝41を封止するキャップ212と、を有している。
9, the driven
そして、リニアモータ駆動装置210は、図9に示すように、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116をZ軸方向(鉛直方向)から見たときに、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116は、Z軸方向(鉛直方向)に直交する第2の方向であるX軸方向(水平方向)と平行な直線E上に沿って配置されている。
As shown in FIG. 9, the linear
これにより、リニアモータ駆動装置210の被駆動部40は、ヨーイングすることなく、又はヨーイングが抑制された状態でZ軸方向に移動することができる。すなわち、被駆動部40は、移動方向であるZ軸方向に沿って移動する場合に、X軸を中心とする回転方向に揺動することなく、又は揺動が抑制された状態でZ軸方向に移動する。
As a result, the driven
なお、ベルト44の端部は、被駆動部40、ホルダ116及び検出器112からなる移動体の重心位置に固定されることが好ましい。これにより、被駆動部40に生じる回転モーメント(リニアモータ12の推力によって生じる力)を小さくすることができるので、被駆動部40の内壁面40E、40Eを、直動ガイド42の側面42E、42Eに倣わすための与圧を小さくすることができる。
It is preferable that the end of the
図10は、第4実施形態のリニアモータ駆動装置220の構成を示した正面図であり、その要部が断面図として示されている。図11は、図10のF-F線に沿う拡大断面図である。なお、リニアモータ駆動装置220を説明するに際し、図6及び図7で説明したリニアモータ駆動装置200と同一若しくは類似の部材については同一の符号を付して説明し、若しくはその説明を省略する場合もある。
FIG. 10 is a front view showing the configuration of the linear
リニアモータ駆動装置200に対するリニアモータ駆動装置220の相違点は、リニアモータ12の固定子14を第1の方向である鉛直方向(Z軸方向)に延設した点、及び被駆動部40を直動ガイド42に沿って鉛直方向(Z軸方向)に移動自在に設けた点である。
The linear
すなわち、リニアモータ駆動装置220は、図10及び図11に示すように、リニアモータ12と、移動子16に固定されて摺動面としての側面40F、40Fを有する被駆動部40と、被駆動部40に隣接して配置され、側面40F、40Fに摺接される基準面としての側面42F、42Fを有する直動ガイド42と、バランスウェイト70と、被駆動部40に一端が接続され、他端がプーリ66、68を介してバランスウェイト70に接続されたベルト44、46と、被駆動部40に固定されたホルダ116と、を備えている。
That is, as shown in FIGS. 10 and 11, the linear
また、側面40Fと側面42Fは、レール202とブロック204とからなるリニアガイドを介して連結されることにより相対的に摺接されている。また、バランスウェイト70は、テーブル58の側面に固定されている。
Further, the side surfaces 40F and 42F are connected via a linear guide consisting of a
そして、リニアモータ駆動装置220は、図11に示すように、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116をZ軸方向(鉛直方向)から見たときに、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116は、Z軸方向(鉛直方向)に直交する第2の方向であるX軸方向(水平方向)と平行な直線E上に沿って配置されている。
As shown in FIG. 11, the linear
これにより、リニアモータ駆動装置220の被駆動部40は、ヨーイングすることなく、又はヨーイングが抑制された状態でZ軸方向に移動することができる。
As a result, the driven
なお、ベルト44の端部は、移動子16の直上に位置する被駆動部40に固定することが好ましい。これにより、被駆動部40に生じる回転モーメント(リニアモータ12の推力によって生じる力)を小さくすることができるので、被駆動部40の側面40E、40Eを、直動ガイド42の側面42D、42Dに倣わすための与圧を小さくすることができる。
In addition, it is preferable that the end of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples, and of course various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. .
10…リニアモータ駆動装置、12…リニアモータ、14…固定子、16…移動子、18…筐体、20…固定金具、30…コイル部材、32…移動子フレーム、34…軸受部、40…被駆動部、41…凹状溝、42…直動ガイド、44…ベルト、46…ベルト、48…ブロック固定部材、50…連結ブロック、52…ホルダ装着部材、54…ネジ、56…ネジ、58…テーブル、60…ブロック、62…レール、64…プレート、66…プーリ、68…プーリ、70…バランスウェイト、100…表面粗さ測定装置、102…測定部、104…データ処理装置、106…入力装置、108…モニタ、110…測定台、112…検出器、114…測定子、116…ホルダ、118…CPU、120…メモリ、122…粗さ出力手段、124…コラム、126…ジョイスティック、200…リニアモータ駆動装置、202…レール、204…ブロック、210…リニアモータ駆動装置、212…キャップ、220…リニアモータ駆動装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記装置本体に前記第1の方向に沿って摺動自在に設けられ、摺動面を有する被駆動部と、
前記被駆動部に隣接して配置され、前記摺動面に摺接される基準面を有する直動ガイドと、
前記被駆動部と別体であり且つ前記被駆動部と一体に移動可能に構成され、測定子を有する検出器が取り付けられるホルダと、
前記移動子に一端が接続され、他端がプーリを介して前記被駆動部に接続された動力伝達部材と、
前記移動子に固定されたバランスウェイトと、
を備え、
前記リニアモータ、前記被駆動部、前記直動ガイド及び前記ホルダを前記第1の方向から見たときに、前記リニアモータ、前記被駆動部及び前記ホルダは、前記第1の方向に直交する第2の方向と平行な直線上に沿って配置されている、リニアモータ駆動装置。 a linear motor having a stator extending along a first direction in an apparatus body; and a mover fitted in the stator and movable along the stator;
a driven part provided slidably along the first direction on the apparatus main body and having a sliding surface;
a linear motion guide having a reference surface disposed adjacent to the driven portion and in sliding contact with the sliding surface;
a holder that is separate from the driven part and configured to be movable integrally with the driven part , and to which a detector having a stylus is attached;
a power transmission member having one end connected to the mover and the other end connected to the driven portion via a pulley;
a balance weight fixed to the slider;
with
When the linear motor, the driven part, the linear motion guide, and the holder are viewed from the first direction, the linear motor, the driven part, and the holder are aligned in a direction orthogonal to the first direction. A linear motor drive device arranged along a straight line parallel to the two directions.
前記移動子に固定されて摺動面を有する被駆動部と、
前記被駆動部に隣接して配置され、前記摺動面に摺接される基準面を有する直動ガイドと、
前記被駆動部と別体であり且つ前記被駆動部と一体に移動可能に構成され、測定子を有する検出器が取り付けられるホルダと、
前記装置本体に前記第1の方向に沿って移動自在なバランスウェイトと、
前記被駆動部に一端が接続され、他端がプーリを介して前記バランスウェイトに接続された動力伝達部材と、
を備え、
前記リニアモータ、前記被駆動部、前記直動ガイド及び前記ホルダを前記第1の方向から見たときに、前記リニアモータ、前記被駆動部及び前記ホルダは、前記第1の方向に直交する第2の方向と平行な直線上に沿って配置されている、リニアモータ駆動装置。 a linear motor having a stator extending along a first direction in an apparatus body; and a mover fitted in the stator and movable along the stator;
a driven part fixed to the mover and having a sliding surface;
a linear motion guide having a reference surface disposed adjacent to the driven portion and in sliding contact with the sliding surface;
a holder that is separate from the driven part and configured to be movable integrally with the driven part , and to which a detector having a stylus is attached;
a balance weight movable along the first direction on the device body;
a power transmission member having one end connected to the driven portion and the other end connected to the balance weight via a pulley;
with
When the linear motor, the driven part, the linear motion guide, and the holder are viewed from the first direction, the linear motor, the driven part, and the holder are aligned in a direction orthogonal to the first direction. A linear motor drive device arranged along a straight line parallel to the two directions.
請求項1又は2に記載のリニアモータ駆動装置。 When the linear motor, the driven part, the linear motion guide and the holder are viewed from the first direction, the center of gravity of each of the linear motor, the driven part and the holder is in the second direction. are arranged along a straight line parallel to the
3. The linear motor driving device according to claim 1 or 2.
請求項1から4のいずれか1項に記載のリニアモータ駆動装置。 the first direction is horizontal and the second direction is vertical;
A linear motor drive device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から4のいずれか1項に記載のリニアモータ駆動装置。 wherein the first direction is vertical and the second direction is horizontal;
A linear motor drive device according to any one of claims 1 to 4.
前記リニアモータ駆動装置のホルダに取り付けられた検出器と、
検出器に取り付けられて第2の方向に変位可能な測定子と、
を備える、表面形状測定装置。 A surface profile measuring device comprising the linear motor drive device according to any one of claims 1 to 6,
a detector attached to the holder of the linear motor drive;
a probe attached to the detector and displaceable in a second direction;
A surface profile measuring device comprising:
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