JPH0654515A - Linear dc motor with built-in linear magnetic encoder - Google Patents

Linear dc motor with built-in linear magnetic encoder

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Publication number
JPH0654515A
JPH0654515A JP1860092A JP1860092A JPH0654515A JP H0654515 A JPH0654515 A JP H0654515A JP 1860092 A JP1860092 A JP 1860092A JP 1860092 A JP1860092 A JP 1860092A JP H0654515 A JPH0654515 A JP H0654515A
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JP
Japan
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linear
slider
guide rail
motion guide
linear motion
Prior art date
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Application number
JP1860092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Obara
幸治 小原
Manabu Shiraki
白木  学
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Nippon Thompson Co Ltd
Shicoh Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thompson Co Ltd
Shicoh Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP1860092A priority Critical patent/JPH0654515A/en
Publication of JPH0654515A publication Critical patent/JPH0654515A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To get a thin and accurate linear DC motor with a built-in linear magnetic encoder suitable for load and momental load in any direction by forming a limitless circulation path for a roller in a slider guide, and also, attaching a scale for a linear magnetic encoder, in parallel with the recess of a direct action guide rail. CONSTITUTION:Truck grooves 15 for load opposed to the truck grooves 7 for load made in a direction action guide rail 3 and extending longitudinally in the shifting direction of a slider 2 are made at the inner faces on both sides of a slide unit 24. And, groups of rollers 16 are interposed between the truck grooves 7 and 15, thus this device is constituted so that the slider 2 can shift smoothly. What is more, a return passage 25 for the roller 16 is made and it is made a limitless circulation path. Moreover, a scale 12 for a linear magnetic encoder is attached to the direct action guide rail 3, and a magnetic sensor 18 is attached to the slide unit 24 through magnetic space, whereby the quantity of shifting of the slider 2, the speed of shifting, and the shifting position are detected to control the speed and the position of the slider 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、負荷が大きく大推力の
要求されるものであっても、上下左右あらゆる方向の荷
重、モ−メント荷重にも適し、ストロ−ク長さが長いも
のであっても適し、尚且つ直動案内ユニット内にリニア
磁気エンコ−ダを内蔵しても厚みの薄い高精度のリニア
磁気エンコ−ダ内蔵リニア直流モ−タリニアに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is suitable for loads in all directions of up, down, left and right, and for moment loads, even if the load is large and large thrust is required, and the stroke length is long. The present invention relates to a linear DC motor linear with a built-in linear magnetic encoder of high accuracy which is thin and highly accurate even if the linear magnetic encoder is built in the linear motion guide unit.

【0002】[0002]

【従来技術】リニア直流モ−タ、特に多極・多コイル形
の多相のリニア直流モ−タは、隣り配置の磁極が異極と
なるようにN極,S極の磁極をP(Pは2以上の整数)
個備えて界磁マグネットを形成し、該界磁マグネットと
対向する位置にスライダの移動方向に沿ってn(nは2
以上の整数)個の電機子コイルを配設して電機子を形成
し、上記界磁マグネット若しくは電機子の何れか一方を
相対的移動するスライダに取り付け、他方を固定子とし
た構造となっている。
2. Description of the Related Art In a linear DC motor, particularly a multi-pole / multi-coil type multi-phase linear DC motor, the magnetic poles of N pole and S pole are set to P (P) so that adjacent magnetic poles have different polarities. Is an integer of 2 or more)
A field magnet is provided with each of them to form a field magnet, and n (n is 2
(The above integer) armature coils are arranged to form an armature, and either the field magnet or the armature is attached to a slider that moves relatively, and the other is a stator. There is.

【0003】例えば多極多相型のリニア直流ブラシレス
モ−タでは、磁極判別素子によって界磁マグネットの磁
極の判別を行って、電機子コイルへ適宜方向の通電切換
を行ないスライダを直線的走行させている。このような
直線的走行をなすリニア直流ブラシレスモ−タでは、そ
の速度制御及び位置決め制御を精度良く行うために、リ
ニアエンコ−ダを用いてクロ−ズドル−プ制御すること
が望ましい。
For example, in a multi-pole multi-phase linear DC brushless motor, the magnetic pole of the field magnet is discriminated by a magnetic pole discriminating element to switch the energization of the armature coil in an appropriate direction to linearly move the slider. ing. In a linear DC brushless motor that makes such a straight running, it is desirable to carry out a closed loop control using a linear encoder in order to perform the speed control and the positioning control with high accuracy.

【0004】ここに、リニア直流ブラシレスモ−タ内に
リニアエンコ−ダの構成要素を合理的に組み込んでリニ
アエンコ−ダ内蔵の小型高精度のリニア直流モ−タを形
成する場合、リニアエンコ−ダとしては構造が簡単で、
小型且つ安価に構成できるリニア磁気エンコ−ダを用い
るのが得策であるが、後記する種々の条件を満足して尚
且つ直動案内ユニットを持つリニア直流モ−タ内にリニ
ア磁気エンコ−ダをコンパクトに内蔵することを可能に
したリニア直流モ−タは存在していない。
Here, in the case of forming a compact and highly accurate linear DC motor with a built-in linear encoder by rationally incorporating the components of the linear encoder into the linear DC brushless motor, the linear encoder is Simple structure,
It is a good idea to use a linear magnetic encoder that is compact and can be constructed at low cost, but a linear magnetic encoder must be installed in a linear DC motor that satisfies the various conditions described below and has a linear motion guide unit. There is no linear DC motor that can be built in compactly.

【0005】尚、リニア磁気エンコ−ダを用いた従来の
リニア直流ブラシレスモ−タでは、予めリニア磁気エン
コ−ダ用スケ−ル素材にスライダの長手方向に沿って交
互等間隔にN極,S極の磁極を微細着磁してリニア磁気
エンコ−ダ用スケ−ルを形成し、このリニア磁気エンコ
−ダ用スケ−ルを機器やリニア直流ブラシレスモ−タの
適宜な固定部に取り付け、スライダと共に移動する磁気
センサで上記リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ルの微細な
N極,S極の磁極を検出するようにしている。
In the conventional linear DC brushless motor using the linear magnetic encoder, the scale material for the linear magnetic encoder is previously provided with N poles and S poles at equal intervals along the longitudinal direction of the slider. The magnetic poles of the poles are finely magnetized to form a scale for the linear magnetic encoder, and the scale for the linear magnetic encoder is attached to an appropriate fixed portion of the device or the linear DC brushless motor, and the slider is attached. A magnetic sensor that moves together detects the fine magnetic poles of N pole and S pole of the scale for the linear magnetic encoder.

【0006】[0006]

【従来技術の問題点】直動案内ユニットを用いたリニア
直流モ−タとしては、実開昭57−118677号公報
に示すように、クロスロ−ラを用いたものがある。この
クロスロ−ラ組込みタイプの直動案内ユニットを用いた
リニアモ−タによると、ストロ−ク長さが長いものを必
要とするリニア直流リニアモ−タを形成できないばかり
か、直動案内ユニットも厚みのある大型のものになり、
リニア磁気エンコ−ダをコンパクトに内蔵したストロ−
ク長さの長い薄型形状のリニア直流モ−タを形成できな
い欠点がある。
As a linear DC motor using a linear motion guide unit, there is one using a cross roller as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-118677. According to the linear motor using the linear motion guide unit of the cross roller built-in type, it is not possible to form a linear DC linear motor which requires a long stroke length, and the linear motion guide unit also has a large thickness. It becomes a large one,
Stroke with a compact built-in linear magnetic encoder
There is a drawback that it is not possible to form a thin linear DC motor having a long length.

【0007】また、特公昭63−27946号公報に示
すようなレ−ルの上に溝を有するトラックロ−ラ軸受を
転がしてスライダを走行するようにした直動案内ユニッ
トを用いる方法もあるが、これは走行精度の優れたリニ
ア直流モ−タを得ることができないばかりか、上方向の
荷重を支持できない。また負荷容量が大きく且つ大推力
を必要とする長寿命のリニア直流モ−タを構成できない
などの種々の欠点を有する。
There is also a method of using a linear motion guide unit which rolls a track roller bearing having a groove on a rail and runs a slider as shown in Japanese Patent Publication No. 63-27946. However, it is not possible to obtain a linear DC motor with excellent running accuracy, and it is not possible to support an upward load. Further, there are various drawbacks such that a long life linear DC motor having a large load capacity and a large thrust cannot be constructed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、負荷
容量が大きく大推力の要求されるものであっても、上下
左右あらゆる方向の荷重、モ−メント荷重にも適し、ス
トロ−ク長さが長いものであっても適し、尚且つ直動案
内ユニット内にリニア磁気エンコ−ダを内蔵しても厚み
の薄い高精度のリニア磁気エンコ−ダ内蔵リニア直流モ
−タを形成できるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to suit the load in all directions of up, down, left and right, and the moment load even if the load capacity is large and large thrust is required, and the stroke length is long. It is suitable for long lengths, and even if a linear magnetic encoder is built in the linear motion guide unit, it is possible to form a thin, highly accurate linear DC motor with a built-in linear magnetic encoder. Especially.

【0009】[0009]

【発明の課題を達成するための手段】かかる本発明の課
題は、スライダの移動方向に沿って電機子または界磁マ
グネットを収納するためにスライダの移動方向と直交す
る断面が略凹部となっている直動案内レ−ルの両外側面
壁に当該直動案内レ−ルの長手方向に沿って延びて形成
された軌道溝を形成し、上記直動案内レ−ルの凹部内に
スライダの移動方向に沿って隣り配置の磁極が異極とな
るようにN極,S極の磁極をP(Pは2以上の整数)個
備えて形成した界磁マグネットまたはスライダの移動方
向に沿ってn(nは2以上の整数)個の電機子コイルか
らなる電機子を収納配設し、上記直動案内レ−ルの軌道
溝と対向した長手方向に延びる軌道溝を内面に有するス
ライダの上記直動案内レ−ルの凹部内に設けた界磁マグ
ネットまたは電機子と対向する面に電機子または界磁マ
グネットを設けて上記直動案内レ−ルとズライダとを相
対的移動するように配置し、上記直動案内レ−ルの外側
面壁に形成した軌道溝と対向した長手方向に延びる軌道
溝を内面に有するスライダ内に上記負荷路を形成する軌
道溝と連通する転動体リタ−ン路を形成して転動体の無
限循環通路を形成し、該転動体の無限循環通路内に転動
体を転動自在に収納し、上記直動案内レ−ルの凹部と平
行にリニア磁気エンコ−ダ用スケ−ルを取り付け、該リ
ニア磁気エンコ−ダ用スケ−ルと対向するスライダ位置
に当該リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ルのN極,S極の
磁極を検出するための磁気センサを取り付けたリニア磁
気エンコ−ダ内蔵リニア直流モ−タを提供することによ
って達成できる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to accommodate the armature or the field magnet along the moving direction of the slider, the cross section perpendicular to the moving direction of the slider is substantially concave. A track groove extending along the longitudinal direction of the linear motion guide rail is formed on both outer side walls of the linear motion guide rail, and the slider is moved into the recess of the linear motion guide rail. N (along an integer greater than or equal to 2) P magnetic poles (P is an integer of 2 or more) such that adjacent magnetic poles adjacent to each other have different polarities are formed along the moving direction of the field magnet or the slider. n is an integer greater than or equal to 2) The armature composed of armature coils is housed and arranged, and the linear motion of the slider has an inner raceway groove extending in the longitudinal direction facing the raceway groove of the linear motion guide rail. Field magnet or electric machine provided in the recess of the guide rail An armature or a field magnet is provided on the surface opposite to the linear motion guide rail and the slider so as to relatively move, and a raceway groove formed on the outer side wall of the linear motion guide rail. A rolling element return path communicating with the raceway groove forming the load path is formed in a slider having opposed raceway grooves extending in the longitudinal direction on the inner surface to form an endless circulation path of the rolling element, A rolling element is rotatably accommodated in the infinite circulation passage, a linear magnetic encoder scale is attached in parallel with the concave portion of the linear guide rail, and the linear magnetic encoder scale is provided. Achieved by providing a linear DC motor with a built-in linear magnetic encoder equipped with magnetic sensors for detecting the N pole and S pole of the scale for the linear magnetic encoder at opposing slider positions. it can.

【0010】[0010]

【発明の実施例】図1は、リニア磁気エンコ−ダを組み
込んだ多極多相型の可動マグネット型リニア直流ブラシ
レスモ−タ1の一部切り欠き省略した上面斜視図、図2
は、同多極多相型の可動マグネット型リニア直流ブラシ
レスモ−タ1をX−Y線で示すスライダの走行方向から
見た縦断面図で、図1及び図2を参照して、当該可動マ
グネット型リニア直流ブラシレスモ−タ1について説明
していく。
1 is a perspective view of a multi-pole multi-phase type movable magnet type linear DC brushless motor 1 incorporating a linear magnetic encoder, with a part of which is omitted.
1 is a vertical cross-sectional view of the same multi-pole, multi-phase type movable magnet type linear DC brushless motor 1 as seen from the traveling direction of the slider, which is indicated by the XY line. The magnet type linear DC brushless motor 1 will be described.

【0011】可動マグネット型リニア直流ブラシレスモ
−タ1は、主に移動子を構成するスライダ2と、固定子
を構成する直動案内レ−ル3からなる。
A movable magnet type linear DC brushless motor 1 mainly comprises a slider 2 which constitutes a moving element, and a linear motion guide rail 3 which constitutes a stator.

【0012】直動案内レ−ル3は、スライダ2の移動方
向に沿って電機子4を収納するためにスライダ2の移動
方向と直交する断面が略凹部となっている電機子収納用
凹部5を形成している。
The linear guide rail 3 has a recess 5 for accommodating an armature in which a cross section orthogonal to the moving direction of the slider 2 is a substantially recess for accommodating the armature 4 along the moving direction of the slider 2. Is formed.

【0013】電機子収納凹部5上面には、絶縁シ−ト2
2を設けて後記する電機子コイル8と直動案内レ−ル3
との電気的絶縁処理を行っている。この場合、直動案内
レ−ル3が磁性体でできたものでない場合には、磁性体
板を介した後に、上記絶縁シ−ト22を設けるとよい。
An insulating sheet 2 is provided on the upper surface of the armature housing recess 5.
2, the armature coil 8 and the linear motion guide rail 3 which will be described later are provided.
And electrical insulation processing is performed. In this case, when the linear motion guide rail 3 is not made of a magnetic material, the insulating sheet 22 may be provided after the magnetic material plate is interposed.

【0014】直動案内レ−ル3の両レ−ル側面6に当該
直動案内レ−ル3の長手方向に沿って延びて負荷用の軌
道溝7を形成している。
On both rail side surfaces 6 of the linear guide rail 3, a track groove 7 for loading is formed extending along the longitudinal direction of the linear guide rail 3.

【0015】上記直動案内レ−ル3の電機子収納用凹部
5の上面部には、スライダ2の移動方向に沿って複数個
の空心型の電機子コイル8群を重畳しないように隣接配
設してコアレス構造のコアレスステ−タ電機子4を収納
配設している。
On the upper surface of the armature accommodating recess 5 of the linear guide rail 3, a plurality of air-core type armature coils 8 are arranged so as not to overlap each other along the moving direction of the slider 2. The coreless stator armature 4 having a coreless structure is housed and arranged.

【0016】電機子コイル8について説明すると、この
電機子コイル8は、矩形枠状の空心型のものとなるよう
に導線を用いて多数タ−ン巻回して形成されたものであ
るが、プリント、めっき手段あるいはエッチング手段を
用いたシ−トコイル等にて形成したものでも良い。また
この実施例では、多数の電機子コイル8が他の電機子コ
イル8と互いに重ならないように隣接して配設されてい
るが、電機子コイル8は、必ずしも互いに密に隣接して
配設する必要があるというものではない。
Explaining the armature coil 8, the armature coil 8 is formed by winding a large number of turns using a conductive wire so as to be an air-core type having a rectangular frame shape. Alternatively, a sheet coil or the like using a plating means or an etching means may be used. Further, in this embodiment, a large number of armature coils 8 are arranged adjacent to each other so as not to overlap each other, but the armature coils 8 are not necessarily arranged closely adjacent to each other. It doesn't have to be.

【0017】かかる空心型の電機子コイル8群による
と、効率及び性能の良好なリニア往復180度通電方式
を採用することができるように、スライダ2の走行方向
と直交する方向に延びた推力の発生に寄与する2つの有
効導体部8aと8aとの開角が、後記する界磁マグネッ
ト9のスライダ2の走行方向における一磁極幅をTとす
る時、該一磁極幅Tの開角となるように巻線形成されて
いる。
According to the air-core type armature coil group 8 as described above, the thrust force extending in the direction orthogonal to the traveling direction of the slider 2 can be adopted so that the linear reciprocating 180-degree energization method having good efficiency and performance can be adopted. The open angle between the two effective conductor portions 8a and 8a that contributes to the generation is the open angle of the one magnetic pole width T, where T is the one magnetic pole width of the field magnet 9 in the traveling direction of the slider 2 described later. The winding is formed so that

【0018】尚、電機子コイル8において、スライダ2
の移動方向と平行な2つの導体部8bは、あまり推力の
発生に寄与しない導体部となっている。また電機子コイ
ル8は、上記推力の発生に寄与しない2つの導体部8b
と導体部8bの外側までの長さが、界磁マグネット9の
その方向の幅と同じとなる長さのものに形成している。
In the armature coil 8, the slider 2
The two conductor portions 8b parallel to the moving direction of are conductor portions that do not contribute much to the generation of thrust. Further, the armature coil 8 has two conductor portions 8b that do not contribute to the generation of the above thrust.
The length of the conductor 8b to the outside is the same as the width of the field magnet 9 in that direction.

【0019】上記コアレスステ−タ電機子4を形成する
それぞれの電機子コイル8群の上面には、ほぼ電機子コ
イル8と同程度の長手方向の幅であり且つ、塵等の侵入
を防ぐように電機子4を保護するために横幅が若干広い
面積の長板状のプリント配線基板10を螺子23によっ
て配設固定している。尚、符号20は、カラ−を示す。
該プリント配線基板10には、図示しないプリント配線
用導電パタ−ンが形成され、このパタ−ンを介して電機
子コイル8群及び界磁マグネット9の磁極状態に応じて
電機子コイル8群の通電の切り換えを行うための位置検
知用としてのホ−ル素子等の磁極判別素子21に電源を
供給すると共に、出力信号を得るようにしている。
The upper surface of each armature coil group 8 forming the coreless stator armature 4 has a longitudinal width substantially equal to that of the armature coil 8 and prevents dust and the like from entering. In order to protect the armature 4, a long plate-shaped printed wiring board 10 having a slightly larger lateral width is arranged and fixed by a screw 23. Reference numeral 20 indicates a color.
A printed wiring conductive pattern (not shown) is formed on the printed wiring board 10. Via this pattern, the armature coils 8 and the field magnets 9 are arranged according to the magnetic pole states of the armature coils 8 and the field magnets 9. Power is supplied to the magnetic pole discriminating element 21 such as a hall element for position detection for switching energization, and an output signal is obtained.

【0020】上記磁極判別素子21としては、ホ−ルI
C、ホ−ル素子、磁気抵抗素子等の適宜な磁電変換素子
を用いれば良い。磁極判別素子21群は、それぞれ電機
子コイル8の発生推力に寄与する導体部8aと該導体部
8aと直交して形成された推力の発生に寄与しない導体
部8bとが交叉する導体部延長線上の界磁マグネット9
と対向する上記プリント配線基板10の下面位置に配設
し、上記界磁マグネット9のN極,S極の磁極を検出す
ることができるようにしている。磁極判別素子21から
の、上記界磁マグネット9のN極,S極の磁極に応じた
出力信号に基づいて図示しない通電制御回路内のドライ
バ−が作動して所定方向の推力が発生するように上記電
機子コイル8群に適宜方向の通電を行うようになってい
る。
The magnetic pole discriminating element 21 is a hole I.
An appropriate magnetoelectric conversion element such as C, a hall element, or a magnetoresistive element may be used. The magnetic pole discriminating element 21 group is on a conductor extension line where a conductor portion 8a that contributes to the thrust generated by the armature coil 8 and a conductor portion 8b that is orthogonal to the conductor portion 8a and does not contribute to the thrust generation intersect. Field magnet 9
The magnetic poles of the N pole and the S pole of the field magnet 9 can be detected by arranging them on the lower surface of the printed wiring board 10 facing the Based on an output signal from the magnetic pole discriminating element 21 corresponding to the magnetic poles of the N pole and the S pole of the field magnet 9, a driver in an energization control circuit (not shown) is activated to generate thrust in a predetermined direction. The armature coils 8 are energized in an appropriate direction.

【0021】上記直動案内レ−ル3には、その電機子収
納用凹部5と平行にリニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル1
2を収納するためのリニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル収
納溝13を形成し、該リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル
収納溝13にリニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル12を接
着剤などを用いて取り付け形成している。
A linear magnetic encoder scale 1 is provided on the linear motion guide rail 3 in parallel with the armature accommodating recess 5.
A linear magnetic encoder scale accommodating groove 13 for accommodating 2 is formed, and a linear magnetic encoder scale 12 is adhered to the linear magnetic encoder scale accommodating groove 13 Is attached and formed.

【0022】スライダ2は、適宜な材質のもので出来て
おり、下面には、当該スライダ2の走行方向から見た形
状が逆凹部状に形成された界磁マグネット9の磁路閉成
用の磁性体でできたマグネットヨ−ク11を固定してお
り、その両側には、螺子19等によってL字形のスライ
ドユニット24を取り付けている。
The slider 2 is made of an appropriate material, and has a lower surface for closing the magnetic path of a field magnet 9 formed in an inverted concave shape when viewed from the running direction of the slider 2. A magnet yoke 11 made of a magnetic material is fixed, and L-shaped slide units 24 are attached to both sides of the magnet yoke 11 with screws 19 or the like.

【0023】スライドユニット24の両側内面には、上
記直動案内レ−ル3に形成した負荷用の軌道溝7と対向
し、且つスライダ2の移動方向に沿った長手方向に延び
る負荷用の軌道溝15を形成しており、上記軌道溝7と
15間に転動体(ガイドボ−ル)16群を介在し、軌道
溝7、15及び転動体16群によって軌道溝7の長手方
向に沿ってスライダ2がスム−ズに移動できるように構
成されている。
On both inner surfaces of the slide unit 24, a load track which faces the load track groove 7 formed in the linear motion guide rail 3 and extends in the longitudinal direction along the moving direction of the slider 2. A groove 15 is formed, and a group of rolling elements (guide balls) 16 is interposed between the raceway grooves 7 and 15, and the slider is provided along the longitudinal direction of the raceway groove 7 by the raceway grooves 7 and 15 and the group of rolling elements 16. 2 is configured to be able to move smoothly.

【0024】上記スライドユニット24は、軌道溝15
の外側位置の内部に上記軌道溝7と15とに連通し、上
記転動体16のエンドギャップによる方向転換と往復転
動を許すリタ−ン路25を形成して、転動自在に転動体
16を内蔵した無限循環通路を形成している。
The slide unit 24 has a raceway groove 15
A rolling passage 25 is formed inside the outer position of the rolling passage 16 so as to communicate with the raceway grooves 7 and 15 and permit the direction change and the reciprocal rolling of the rolling body 16 by the end gap. To form an infinite circulation passage.

【0025】マグネットヨ−ク11は、上記直動案内レ
−ル3の電機子収納用凹部5面との間の空隙長(磁気空
隙長)が平行になるように構成された上記電機子4と対
向する平面状下部内面17を持ち、この下部内面17面
の上記電機子4と対向する面に界磁マグネット9を設け
て相対的移動するように構成している。
The magnet yoke 11 is constructed so that the air gap length (magnetic air gap length) between the linear motion guide rail 3 and the surface of the armature housing recess 5 is parallel. It has a planar lower inner surface 17 opposed to the lower inner surface 17 and is provided with a field magnet 9 on the surface of the lower inner surface 17 facing the armature 4 for relative movement.

【0026】マグネットヨ−ク11の下部内面17面に
は、上記スライダ2の移動方向に沿って隣り配置の磁極
が異極となるようにN極,S極の磁極をP(Pは2以上
の整数)個備えて、この実施例では図面の都合で3極に
構成した界磁マグネット9を接着剤などの適宜な手段を
用いて固設している。
On the lower inner surface 17 of the magnet yoke 11, N and S magnetic poles are provided as P (P is 2 or more) so that adjacent magnetic poles have different polarities in the moving direction of the slider 2. In this embodiment, the field magnet 9 having three poles is fixed by using an appropriate means such as an adhesive for convenience of drawing.

【0027】スライドユニット24の上部内面26面の
上記リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル12と対向する部
分には、当該リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル12の微
細なピッチで交互に形成したN極,S極の磁極を検出す
るための磁気センサ18を平行磁気空隙を介して取り付
け、上記リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル12のN極,
S極の磁極微細多極着磁極を検出できるようにしてい
る。これにより磁気センサ18がリニア磁気エンコ−ダ
用スケ−ル12のN極,S極の磁極微細多極着磁極数を
カウントすることでスライダ2の移動量、移動速度、移
動位置などが判明し、これによってスライダ2の速度、
位置のサ−ボが行える。
In the portion of the upper inner surface 26 of the slide unit 24 facing the linear magnetic encoder scale 12, the linear magnetic encoder scale 12 is alternately formed at a fine pitch. A magnetic sensor 18 for detecting the magnetic poles of the N pole and the S pole is attached through a parallel magnetic gap, and the N pole of the scale 12 for the linear magnetic encoder is
The S-pole magnetic pole fine multi-pole attached magnetic pole can be detected. As a result, the magnetic sensor 18 counts the number of N-pole and S-pole fine multi-pole magnetic poles of the magnetic pole of the linear magnetic encoder scale 12, whereby the moving amount, moving speed, moving position, etc. of the slider 2 are determined. , By this, the speed of the slider 2,
Position servo can be performed.

【0028】[0028]

【発明の作用】磁極判別素子21の信号に応じて電機子
コイル8群に適宜方向の通電が成され、推力が発生する
と、あらゆる方向の負荷によるも転動体16は無限循環
通路内を転動するので、滑らかにスライダ2が所定方向
に動く。
When the armature coil group 8 is energized in the appropriate direction in accordance with the signal from the magnetic pole discriminating element 21 and thrust is generated, the rolling elements 16 roll in the infinite circulation passage due to loads in all directions. Therefore, the slider 2 smoothly moves in a predetermined direction.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、上下左右あらゆる方向の荷
重、モ−メント荷重によるもスライダを滑らかに駆動で
きる無限循環通路を構成した直動案内ユニットとして、
負荷が大きく大推力の要求されるものであっても、また
ストロ−ク長さの長いものであっても、更に又直動案内
ユニット内にリニア磁気エンコ−ダを内蔵しても厚みの
薄い高精度の且つ長寿命のリニア磁気エンコ−ダ内蔵リ
ニア直流モ−タを形成できる。尚、上記実施例では、可
動マグネット型リニアブラシレスモ−タについて説明し
たが、界磁マグネットを固定側にし、電機子を可動子と
した可動電機子型リニアブラシレスモ−タについても適
用があり、またブラシレス形式でなく、ブラシと整流子
を用いた形式の直流リニアモ−タに対しても適用がある
ことは言うまでもない。
As described above, the present invention provides a linear motion guide unit having an infinite circulation passage which can smoothly drive the slider even when a load or a moment load is applied in all directions.
Even if the load is large and a large thrust is required, the stroke length is long, and even if the linear magnetic encoder is built in the linear motion guide unit, the thickness is thin and high. It is possible to form a linear DC motor with a built-in linear magnetic encoder with high accuracy and long life. In the above embodiment, the movable magnet type linear brushless motor has been described, but it is also applicable to the movable armature type linear brushless motor in which the field magnet is fixed and the armature is the mover. It goes without saying that the present invention is also applicable to a DC linear motor that uses a brush and a commutator instead of the brushless type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 リニア磁気エンコ−ダを組み込んだ多極多相
型の可動マグネット型リニア直流ブラシレスモ−タ1の
一部切り欠き省略した上面斜視図である。
FIG. 1 is a top perspective view of a multipole / multiphase movable magnet type linear DC brushless motor 1 in which a linear magnetic encoder is incorporated, with some cutouts omitted.

【図2】 同多極多相型の可動マグネット型リニア直流
ブラシレスモ−タをX−Y縦断面線で示すスライダの走
行方向から見た縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the same multi-pole multi-phase type movable magnet type linear DC brushless motor as seen from the traveling direction of the slider, which is indicated by an XY vertical cross-section line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 可動マグネット型リニア直流ブラシレスモ−タ 2 スライダ 3 直動案内レ−ル 4 電機子 5 電機子収納用凹部 6 レ−ル側面 7 (負荷用の)軌道溝 8 電機子コイル 8a 推力の発生に寄与する導体部 8b 推力の発生に寄与しない導体部 9 界磁マグネット 10 プリント配線基板 11 マグネットヨ−ク 12 リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル 13 リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ル収納溝 15 (負荷用の)軌道溝 16 転動体 17 上部内面 18 磁気センサ 19 螺子 20 カラ− 21 磁極判別素子 22 絶縁シ−ル 23 螺子 24 スライドユニット 25 リタ−ン路 26 上部内面 1 movable magnet type linear DC brushless motor 2 slider 3 linear motion guide rail 4 armature 5 armature housing recess 6 rail side surface 7 (for load) raceway groove 8 armature coil 8a For generating thrust Conductor part 8b that contributes Conductor part that does not contribute to generation of thrust 9 Field magnet 10 Printed wiring board 11 Magnet yoke 12 Scale for linear magnetic encoder 13 Scale storage groove for linear magnetic encoder 15 ( (For load) Raceway groove 16 Rolling element 17 Upper inner surface 18 Magnetic sensor 19 Screw 20 Color 21 Magnetic pole discriminating element 22 Insulation seal 23 Screw 24 Slide unit 25 Return path 26 Upper inner surface

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記構成要素乃至からなるリニア磁
気エンコ−ダ内蔵リニア直流モ−タ。 スライダの移動方向に沿って電機子または界磁マグ
ネットを収納するためにスライダの移動方向と直交する
断面が略凹部となっている直動案内レ−ルの両外側面壁
に当該直動案内レ−ルの長手方向に沿って延びて形成さ
れた軌道溝を形成していること。 上記直動案内レ−ルの凹部内にスライダの移動方向
に沿って隣り配置の磁極が異極となるようにN極,S極
の磁極をP(Pは2以上の整数)個備えて形成した界磁
マグネットまたはスライダの移動方向に沿ってn(nは
2以上の整数)個の電機子コイルからなる電機子を収納
配設していること。 上記直動案内レ−ルの軌道溝と対向した長手方向に
延びる軌道溝を内面に有するスライダの上記直動案内レ
−ルの凹部内に設けた界磁マグネットまたは電機子と対
向する面に電機子または界磁マグネットを設けて上記直
動案内レ−ルとズライダとを相対的移動するように配置
していること。 上記直動案内レ−ルの外側面壁に形成した軌道溝と
対向した長手方向に延びる軌道溝を内面に有するスライ
ダ内に上記負荷路を形成する軌道溝と連通する転動体リ
タ−ン路を形成して転動体の無限循環通路を形成してい
ること。 該転動体の無限循環通路内に転動体を転動自在に収
納していること。 上記直動案内レ−ルの凹部と平行にリニア磁気エン
コ−ダ用スケ−ルを取り付けていること。 上記リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ルと対向するス
ライダ位置に当該リニア磁気エンコ−ダ用スケ−ルのN
極,S極の磁極を検出するための磁気センサを取り付け
ていること。
1. A linear DC motor with a built-in linear magnetic encoder comprising the following components. The linear motion guide rails are formed on both outer side walls of the linear motion guide rails whose cross section orthogonal to the moving direction of the slider is substantially recessed for accommodating an armature or a field magnet along the moving direction of the slider. The track groove is formed so as to extend along the longitudinal direction of the groove. P magnetic poles of N and S poles (P is an integer of 2 or more) are formed in the concave portion of the linear motion guide rail so that adjacent magnetic poles are different poles along the moving direction of the slider. The armature consisting of n (n is an integer of 2 or more) armature coils is housed and arranged along the moving direction of the field magnet or the slider. A slider having a raceway groove extending in the longitudinal direction facing the raceway groove of the linear motion guide rail on the inner surface is provided on the surface facing the field magnet or armature provided in the recess of the linear motion guide rail. A child or a field magnet is provided so that the linear motion guide rail and the slider can be moved relative to each other. A rolling element return path communicating with the raceway groove forming the load passage is formed in the slider having an inner surface having a raceway groove extending in the longitudinal direction facing the raceway groove formed on the outer side wall of the linear motion guide rail. To form an endless circulation path for the rolling elements. The rolling element is rotatably accommodated in the infinite circulation passage of the rolling element. The scale for the linear magnetic encoder should be attached parallel to the recess of the linear motion guide rail. At the slider position facing the scale for the linear magnetic encoder, N of the scale for the linear magnetic encoder is provided.
A magnetic sensor for detecting the magnetic poles of the pole and the S pole is attached.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100778063B1 (en) * 2006-04-19 2007-11-21 (주)원에스티 Linear guide comprising the encoder and linear motor comprising the linear guide
CN110696878A (en) * 2019-09-19 2020-01-17 江西理工大学 Magnetic code information identification system and method application

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