JPH0398457A - リニアモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば、産業用ロボットなどのように比較
的大きな推力が要求されるＦＡ（ファクトリーオートメ
ーション）機語に用いて好適なリニアモータに関するも
のである。

「従来の技術」 周知のように、リニアパルスモー夕は一次側の各コイル
に供給されるパルス信号に基づき、一次側または二次側
スケールをスデップ状に歩進動作させるものであり、そ
の磁気回路の構戊は、箪５図に示す通りである。この図
において、ｌは長尺板状の磁性体によって構戊された二
次側スケールであり、その上面には、南部１　ａ，　ｌ
　ａ，・・が長手方向（図面左右方向）に沿って等間隔
に形或されている。この二次側スケール１の上面に（よ
一次側２が図示せぬローラ等からなる支持機構によって
スケールＩの長手方向へ移動自在に支持された状態で載
置されている。一次側２は、コ字状の鉄心・１才３よび
５と、鉄心４の各磁極４ａおよび４　ｂに各々巻回され
たコイル６ａおよび６ｂと、鉄心５の各磁極５ａおよび
５ｂに各々巻回されたコイル７ａおよび７ｂと、鉄心１
および５の上面に図示する杯性て取り付けられた永久磁
石８および９と、永久磁石８わよび９の上而に取り付け
られた仮秋の磁？’Ｌ！偶によって構成されるバックプ
レートＩＯとから構成されている。そして、磁極４ａの
下端面には、二次側スケールｌの歯郎１ａのピッチＰと
同一ピッチの極歯１４ａが３ｇ形成されており、磁極４
ｂ，５　ａ．　５　ｂの各下端面にも同様に極ｌ１４ｂ
，１５ａ，１５ｂが各々形成されている。これらの極歯
１５ｂ，＋４ｂ，１５ａは、極歯１４ａに対して順次Ｐ
／４ずつずらして配置され、これにより各磁極４ａ，４
ｂ５　ａ，　５　ｂは互いに位相が９０度ずつ異なった
位置関係となっている。また、極歯１　４ａ，１　４ｂ
，Ｉ　５ａ，＋５ｂの各下端面と歯郎１ａの上面との間
には、所定の間隙Ｇが各々形成されている。そして、コ
イル６　ａ，　６　ｂ．　７　ａ．　７　ｂに所定のパ
ルス信号を順次供給することにより、コイル６　ａ，　
６　ｂ，　７　ａ，　７　ｂが発生する磁束と、永久磁
石８．９が発生する磁束とが各磁極４ａ，４ｂ．５ａ，
５ｂにおいて、順次加減され、二次側スケールｌに対す
る一次側２の磁気的安牢位置が順次移動し、これにより
、一次側２が二次側スケールｌの長手方向に沿って移動
する。

なお、一次側２を固定すれば、二次側スケー／Ｐ１が移
動することになる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、一般に、リニアパルスモータはオーブンルー
ブで高精度な位置決めが可能なことから、ＯＡ（オフィ
スオートメーション）機器のプリンタのキャリッジ駆動
等に用いられているものの、余り大きな推力が得られな
いため、産業用ロボットなどのように比較的大きな推力
が要求されるＦＡ機器には、適用することが困難であっ
た。そこで、第６図および第７図に示すように、４個の
ローラ１　６．＋　６，・・によって二次側スケールｌ
の長手方向へ移動自在に支持された一次側２を２組用意
し、これら２組の一次側２．２を同一の二次側スケール
ｌ上に直列的に載置し、連結板１７とボルトおよびナッ
トを介して連結することによって推力の増大を図ること
が考えられていた。しかしながら、このような構造では
、２組の一次側２．２の磁極間距ＨＬの設定に高い精度
が要求され、組み立て作業時における各部の寸法調整が
極めて煩雑であるという問題があった。さらに、一次側
２と二次側スケールｌとの間の間隙Ｇの寸法は、ローラ
ｌ６，１６，・・の取り付け精度に依存して変化するた
め、２組の一次側２．２の各間隙Ｇを一致させることは
困難であり、これにより一次側２．２毎に発生推力が異
なり、円滑な動作を実現し得ないという問題もあった・ この発明は上連した小情に鑑みてなされたもので、複数
の一次側を設けた場合において、各一次側毎の発生推力
の均一化を図ることができると共に、組み立て作業時に
おける各部の寸法調整も容易なりニアモー夕を提供する
ことを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、襟敢の一次側を、所定の間隙を隔てて対向
する二次側に対して直線的に相対移動させるリニアモー
タにおいて、前記複数の一次側がＪ＋ｌｊ人される開口
部が形成されていると共に、押入された前記各一次側の
両端部と各々嵌合する嵌合部が形成された単一のフレー
ムと、前記フレームを１１１記二次側に設けられた軌道
に沿って直線移動自在に支持する支持機構とを具備する
ことを特徴としている。

「作用」 上記、構成によれば、二次側の軌道に沿って直線移動自
在に支持された単一のフレームに形成された開口郎に、
複数の一次側を挿入し、これら各一次側の両端部をフレ
ームの嵌合部に各々嵌合させるようにしたので、フレー
ムの嵌合部の平面度を管理するだけで、複数の一次側と
二次側との間の間隙の寸法を全て一致させることができ
る。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す図である。

この図において、２０は単一の金８部材等によって構成
され、スケール１の長手方向にｉｔ′ｉって移動自在に
支持されたフレーｌ・である。このフレーム２０の移動
方向両端部にはシャフト２１２ｌが各々固定され、これ
らシャフト２１．２１の両端郎に（本ベアリング（図示
略）を介してローラ１　６，１　６，・・が回転自在に
取り付けられている。

７Ｌ／−ム２０の一側面に位置するローラ１　Ｂ，１６
には鍔部１６ａ，１６ａが形成されており、これら鍔部
１６ａ，１６ａがスケールｌの側郎に沿って形成された
溝！ｂに係合することにより、フレーム２０がスケール
ｌの長手方向に沿って案内されるようになっている。ま
た、フレーム２０には、その移動方向に対して並列に配
置された２組の一次側２２．２２が歯郎１ａと所定の空
隙を隔てて対向するように挿入される開口部２０ａが形
成されていると共に、挿入された２組の一次側２２．２
２の両端郎に各々形成された凸郎２２ａ，２２ｂと各々
嵌合する嵌合郎２０ｂ，２０ｂ，・・が形成されている
。

一次側２２は、その両端部に凸部２２ａおよび２２ｂが
形成されている以外は、第５図〜第７図に示した一次側
２と同様に構成され、互いに位州が９０度ずつ異なる４
個の磁極４ａ，４ｂ，５ａ，ｊｐとコイル６　ａ．　６
　ｂ，　７　ａ．　７　ｂが設けられている。この場合
、凸ｑ　２　２　ｇおよび２２ｂは、鉄心４および５と
一体に形威され、鉄心４および５の各磁極４ｍ，　４　
ｂ，　５　ａ．　５　ｂ（第５図参照）と平行に、すな
わち二次側スケール１へ向けて突出するように形成され
ている。

このような実施例によれば、２組の一次側２２，２２の
各両端郎の凸部２２ａ．２２ｂを、単一のフレーム２０
に形成された嵌合部２０ｂ，２０ｂ，・・に各々嵌合さ
せる構造であるので、２組の一次側２２．２２の形状寸
法が同じであれば、フレーム２０の嵌合郎２０ｂ，２０
ｂ，・・の平面度を管理するたけで、２組の一次側２２
．２２と二次側スケール１との間の間隙を一致させるこ
とができ、これにより、複数の一次側２２．２２を設け
て推力の均大を図る際に問題となる各一次側２２．２２
毎の発生推力の均一化を実現することができる。

次に、第２図はこの発明の第２実施例の構成を示す図で
ある。この図において、３１は上面に５本のレール３２
．３２，・・・が平行に配設されると共に、各レール３
２．３２．・・・間に４列の歯部３１ａ３１ａ．・・が
各々肝成された二次側スケールである。

これら５本のレール３２．３２，・・・には、その長手
方向に沿って移動自在な１０個のガイド３３．３３，・
・・が２個ずつ設けられており、これらのガイド３３，
３３，・・・の上に単一のフレーム３４が取り付けられ
ている。このフレーム３４には、その移動方向に対して
並列に配置された４組の一次側３５，３５，・・が４列
の歯部３１ａ，３１ａ，・・・と所定の空隙を隔てて対
向するように挿入される開口部３４ａ，３４ａ，・・が
各々形成されていると共に、挿入された４組の一次ｍｌ
３５，３５，・・の両端部に形成された凸郎３５ａおよ
び３５ｂと各々嵌合する嵌合部３４ｂ，３４ｂ．・・・
が形成されている。なお、一次側３５は、互いに位相が
１２０度ずつ異なる３個の磁極とコイル３　６ａ，３　
６ｂ，３　６ｃを有する構造となっている。

次に、第３図はこの発明の第３実施例の構成を示す図で
ある。この図において、二次側スケール４ｌの上而には
、ｌ列の歯郎４　１　ａ，４　’１　ａ，・・・が形成
されている共に、その側部に沿って、２本のレール４２
．４２が平行に配設されている。これらのレール４２．
４２には、その艮手方向に沿って移動自在な６個のガイ
ド４３，４３，・・・が３個ずつ設けられており、これ
らのガイド４３，４３，・・・の上に単一のフレーム４
４が取り付けられている。

このフレーム４４には、その移動方向に対して直列に配
置された３組の一次側４　５，４　５．４　５が山部４
１ａと所定の空隙を隔てて対向するように揮入される開
口部４　４ａ，４　４ａ，４　４ａが形成されていると
共に、仲人された３組の一次側４５，４５．４５の両端
部に形成された凸部４５ａおよび４５１）と各々嵌合す
る嵌合部４４ｂ，４４ｂ．・・・が形威されている。な
お、一次側４５は、互いに位相が１２０度ずつ異なる３
個の磁極とコイル４６ａ，４６ｂ，４６ｃを有する構造
となっている。

次に、第４図はこの発明の第４実施例の構成を示す図で
ある。この図において、二次側スケール５ｌの上と下面
には、それらの両側部に沿って歯部５１ａと５ｌｂが各
々形成され、その中央部に沿って歯部５１ａ，５ｌｂと
位相が９０度ずれた歯部５１ｃが形成さ｛ｔている。ま
た二次ｆｌｌｌｌスケール５１の両側而には、２本のレ
ール５２．５２が各々取り付けられ、これらのレール５
２．５２には、その長手方向に沿って移動自在な４個の
ガイド５３．５３．・・が２個ずつ設けられており、こ
れらのガイド５３，５３，・・・に対して、上方からフ
レーム５４Ａが取り付けられ、下方からフレーム５４Ｂ
が取り付けられている。これら各々単一のフレーム５４
Ａおよび５４Ｉ３には、その移動方向に対して直列に配
置された２組の一次側５５．５５が歯部５　１ａ，５　
ｌｂ，５　１ｃと所定の空隙を隔てて対向するように挿
入される開口部５４ａが各々形戊されていると共に、挿
入された２組の一次側５５．５５の両端部に形成された
凸部５５ａおよび５５ｂと各々嵌合する嵌合郎５４ｂ，
５４ｂ．・・が形成されている。上記一次側５５は、略
Ｅ字状の分割鉄心５６ａと５６ｂで略Ｅ字状の永久磁石
５７を挾み、歯・部５ｌｃと対向する中央の磁極５５ｃ
にコイル５８を巻回した構造となっており、両端の磁極
が凸部５５ａ．５５ｂを春ねている。

なお、この発明は、上述した各種リニアパルスモー夕に
限定されるものではなく、コイルが設けられた一次側が
、二次側に対して相対的に直線移動するものであれば、
リニアインダクションモー夕等の種々のりニアモー夕に
も適用することが可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、二次側の軌道
に沿って直線移動自在に支持された単一のフレームに形
成された開口部に、複数の一次側を押入し、これら各一
次側の両端部をフレームの嵌合部に各々嵌合させるよう
にしたので、フレームの嵌合郎の平面度を管理するだけ
で、複数の一次側と二次側との間の間隙の寸法を全て一
致させることができ、これにより、複数の一次側を設け
て推力の増大を図る際に問題となる各一次側毎の発生推
力の均一化を図ることができ、また組み立て作業時にお
ける各部の寸法調整も容易に行うことができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第重図叫この発明の第ｌ実施例の構成を一部切り欠いて
示した分解斜視図、第２図はこの発明の第２実施例の構
成を示す分解斜視図、第３図はこの発明の第３実施例の
構成を一部切り欠いて示した分解斜視図、第４図はこの
発明の第４実施例の構成を示す分解斜視図、第５図は従
来のリニアパルスモー夕の磁気回路構成を示す図、第６
図および第７図は推力増大を図った従来リニアパルスモ
ークの構成を示す図であり、第６図は正面図、第７図は
側面図である。 １，３　１．４　１．５　１・・・・・・二次側スケー
ル、１ｂ・・・・・ｌ酵（軌道）、 ｌ６・・・・・・ローラ（支持機構）、２　０　，３　
４　，４　４　．５　４　Ａ，５　４　Ｂ・・・・・・
フレーム、２　０ａ，３　４ａ．４　４ａ，５　４ａ・
・・・・開口部、２０ｂ，３４ｂ．４４ｂ，５４ｂ・・
・・・・嵌合部、２　２，３　５，４　５．５　５・・
・・・一次側、２２ａ，　２２ｂ，　３５ａ，　３５ｂ
．　４５ａ，　４５ｂ，　５５ａ，　５５ｂ−−−−凸
部、３　２，４　２．５　２・・・・・・レール（軌道
）、３３，４３．５３・・・・・ガイド（支持機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の一次側を、所定の間隙を隔てて対向する二次側に
   対して直線的に相対移動させるリニアモータにおいて、 前記複数の一次側が挿入される開口部が形成されている
   と共に、挿入された前記各一次側の両端部と各々嵌合す
   る嵌合部が形成された単一のフレームと、 前記フレームを前記二次側に設けられた軌道に沿って直
   線移動自在に支持する支持機構とを具備することを特徴
   とするリニアモータ。