JPH07322596A

JPH07322596A - 駆動ユニット及びこれに装備されるべきスケールの製造方法

Info

Publication number: JPH07322596A
Application number: JP6133696A
Authority: JP
Inventors: Seiji Takei; 誠治武井
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】組み込まれるべき装置の作動態様の多様化に
寄与し、しかも低コストの駆動ユニットを提供すること
をその目的とする。また、該駆動ユニットに装備されて
好適な低コストの位置検知用スケールの製造方法を提供
する。更に、該駆動ユニットに関し、良好な耐環境性を
得ると共に、小型化を達成し、しかも組立性を良好とす
ること等を目的とする。【構成】駆動ユニット全体を所定の曲率を以て形成す
る一方、可動部の位置を検知するためのスケール７１に
関して、予め直線状態の素材に被検知部７２を形成し、
その後、曲率に倣うように変形させて取り付けることと
し、上記の効果を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば工作機械や産業
用ロボットなどの運動機構部において、移動させるべき
物体を高精度に移動させるために多用されるリニア電磁
アクチュエータと物体案内用の案内手段とを相互付加し
てなる駆動ユニットに関する。また、本発明は、該リニ
ア電磁アクチュエータの一次側及び二次側の相対位置を
検知するために該駆動ユニットに装備されるべきスケー
ルに関する。

【０００２】図１５に、この種の駆動ユニットの従来例
を示す。

【０００３】図示のように、この従来の駆動ユニット
は、トラックレールとして作用する直線状かつ長尺のベ
ース部材２０１と、摺動台として該ベース部材２０１に
沿って移動する可動体２０２とからなる案内手段を有し
ている。詳しくは、可動体２０２には複数のローラ（図
示せず）が設けられており、ベース部材２０１に長手方
向に沿って形成された軌道（図示せず）上をこれらのロ
ーラが転動する。

【０００４】ベース部材２０１の一側部には張出部２０
１ａが形成されており、該張出部２０１ａ上には、その
略全長にわたって、スケール２０４が設けられている。
これに対し、可動体２０２の側部には小ブラケット２０
２ａが設けられ、該小ブラケット２０２ａ上に、検知素
子としての発光素子２０５ａ及び受光素子２０５ｂが取
り付けられている。これらスケール２０４、発光素子２
０５ａ及び受光素子２０５ｂにより、ベース部材２０１
に対する可動体２０２の位置、すなわち、後述するリニ
ア電磁アクチュエータの一次側及び二次側の相対位置を
検知するための検知手段が構成されている。具体的に
は、スケール２０４の上面には被検知部が設けられてお
り、該被検知部は互いに反射率が異なる２種の反射部を
該スケールの長手方向において交互に微細に配設してな
る。そして、可動体２０２の移動に伴って上記発光素子
２０５ａからこの被検知部に向けて光を照射すると共
に、該反射部各々よりの反射光を上記受光素子２０５ｂ
により受光し、該反射光に基づいて該受光素子２０５ｂ
より得られる信号を計数するなどして上記可動体２０２
の位置検知を行う。

【０００５】一方、上記した案内手段と共に当該駆動ユ
ニットを構成するリニア電磁アクチュエータ、この場
合、リニア直流モータについては、下記のように構成さ
れている。

【０００６】図示のように、当該リニア直流モータは、
ベース部材２０１上に該ベース部材２０１の長手方向に
おいて並設された多数の電機子コイル２０７を具備する
一次側と、該各電機子コイル２０７と対向すべく可動体
２０２の下面側に取り付けられた界磁マグネット（図示
せず）を有する二次側とから成る。各電機子コイル２０
７は矩形環状に巻回されてコイル基板２０８に貼着さ
れ、小ねじ２０９によってベース部材２０１に対して該
コイル基板２０８と共締めされている。また、上記界磁
マグネットは、可動体２０２が移動すべき方向、すなわ
ちベース部材２０１の長手方向に沿ってＮ及びＳの複数
の磁極が交互に並ぶように着磁されている。

【０００７】上記した構成の駆動ユニットにおいては、
電機子コイル２０７に所定の電流を供給することによ
り、一次側及び二次側の両者間にフレミングの左手の法
則に基づく推力が生じ、例えば一次側が結合したベース
部材２０１を固定とすれば、二次側と一体の可動体２０
２がこの推力によって移動する。そして、前述した検知
手段により、ベース部材２０１に対する可動体２０２の
位置が検知される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の駆動ユ
ニットは、産業用ロボット等の装置において単純に直線
的な往復動作を行う運動機構部に用いられて好適なもの
であるが、近時、複雑化する装置の作動態様に対処し得
る駆動ユニットの開発が望まれている。

【０００９】そこで、本発明は、組み込まれるべき装置
の作動態様の多様化に寄与し、しかも低コストの駆動ユ
ニットを提供することをその目的とする。また、該駆動
ユニットに装備されて好適な低コストの位置検知用スケ
ールの製造方法を提供することを目的とする。更に、該
駆動ユニットに関し、良好な耐環境性を得ると共に小型
化を達成し、しかも組立性を良好とすること等をも目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による駆動ユニッ
トは、リニア電磁アクチュエータ並びに該リニア電磁ア
クチュエータの一次側及び二次側の相対運動の案内をな
す案内手段を備えて相対運動方向において所定の曲率を
有し、該一次側及び二次側の相対位置を検知する検知手
段が設けられ、該検知手段は、長手方向に沿って被検知
部が形成されて前記曲率に倣って相対運動方向において
延在して設けられたスケールと、該被検知部を検知する
検知部とからなり、前記スケールは予め直線状態の素材
に前記被検知部を形成し、変形させて取り付けているも
のである。また、本発明によるスケールの製造方法は、
直線状の素材に長手方向に沿って被検知部を形成し、こ
れを所定曲率を有するように変形させるものである。

【００１１】

【作用】かかる構成の駆動ユニットにおいては、リニア
電磁アクチュエータの一次側及び二次側の相対曲線運動
に伴って上記検知部がスケールの被検知部に対して移動
し、これにより該検知部より発せられる検知信号に基づ
いて相対位置の検知がなされる。また、上記製造方法に
よれば、素材に形成された被検知部が、該素材の屈曲変
形に伴って曲率に倣うように変形する。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付図面を参
照しつつ説明する。

【００１３】まず、本発明の第１実施例としての駆動ユ
ニットを図１乃至図１０に基づいて説明する。なお、当
該駆動ユニットは、移動させるべき物体を担持してこれ
を高精度に案内する案内手段と、該物体を移動させるべ
く該案内手段を駆動する駆動手段としてのリニア電磁ア
クチュエータとを相互付加してなる。本実施例の場合、
該リニア電磁アクチュエータとして可動マグネット型の
リニア直流モータが採用されている。但し、この他、リ
ニア電磁アクチュエータとして、可動コイル型のリニア
直流モータや、リニアパルスモータ等、種々のものが適
用可能であることは勿論である。

【００１４】以下、まず、上記案内手段から説明する。

【００１５】図１乃至図３に示すように、この案内手段
は、全体として平板状に形成されたベッド１と、該ベッ
ド１の長手方向に沿って移動すべきテーブル２とを有し
ている。図１及び図３に示すように、ベッド１の上面に
は、平板状に形成されて該ベッド１とほぼ同じ長さを有
するコイルヨーク３が配置されており、複数本のボルト
（六角穴つき：図３参照）５によって該ベッド１に対し
て締結されている。

【００１６】該コイルヨーク３の上面両側部には、２本
のトラックレール７が該コイルヨーク３の長手方向に沿
って配置されており、かつ、複数本の平小ねじ８（図３
参照）によって該コイルヨーク３に締結されている。

【００１７】図４に示すように、上記トラックレール７
の外側部には、軌道として、断面形状が略半円状の軌道
溝７ａが１条形成されている。そして、図１及び図３か
ら明らかなように、該トラックレール７の外側には該ト
ラックレール７に対して相対運動自在な摺動台としての
スライドメンバー１０が配置されており、且つ、例えば
２本のボルト（六角穴つき）１２によってテーブル２の
下面側に締結されている。なお、図３に示すように、テ
ーブル２には、このボルト１２の頭部及びねじ部が夫々
挿通される座ぐり部２ａ及び挿通孔２ｂが形成されてお
り、ボルト１２はこれら座ぐり部２ａ、挿通孔２ｂ内に
埋没せられ、テーブル２の上面に突出してはいない。

【００１８】ところで、上述したベッド１、テーブル
２、コイルヨーク３、トラックレール７及びスライドメ
ンバー１０は、該トラックレール７及びスライドメンバ
ー１０の相対運動方向において夫々その全長にわたって
等しい曲率を以て形成されており、駆動ユニット全体と
して円弧状を呈するようになされている。なお、このよ
うに単純な円弧状に限らず、複数の曲率を併せ含むＳ字
曲線状や自由曲線状のものなど、必要に応じて自在に設
定し得る。

【００１９】このように、駆動ユニットの曲率を適宜設
定することにより、該駆動ユニットが組み込まれるべき
産業用ロボット等の作動態様の多様化に寄与し、また、
従来の直線的往復動作のみを行う駆動ユニットと本発明
に係る駆動ユニットとを組み合わせて使用することなど
によって、多岐にわたる構成を実現できるものである。

【００２０】上記スライドメンバー１０には転動体循環
路（図示せず）が形成されており、該転動体循環路内に
は転動体としての多数のボール１３が配列収容されてい
る。これらのボール１３は、トラックレール７に対する
スライドメンバー１０の移動に伴ってトラックレール７
の軌道溝７ａ上を転動しつつ循環してトラックレール７
及びスライドメンバー１０の間で荷重を受ける。

【００２１】図４に示すように、上記スライドメンバー
１０は、ケーシング１４と、該ケーシング１４の両端部
にさら小ねじ１５により結合された一対のエンドキャッ
プ１６ａ、１６ｂと、該両エンドキャップ１６ａ、１６
ｂの外面に共締めされた２枚のシール１７ａ及び１７ｂ
とを有している。上記転動体循環路は、ケーシング１４
を該ケーシングの長手方向において貫くようにかつ互い
に平行に形成された負荷軌道溝及びリターン路と、両エ
ンドキャップ１６ａ、１６ｂに形成されて該負荷軌道溝
及びリターン路の両端部同士を連通させる一対の略円弧
状の方向転換路とから成る。なお、該負荷軌道溝がトラ
ックレール７の軌道溝７ａと対向している。

【００２２】上記した構成の案内手段は、例えば工作機
械（図示せず）が装備する平坦な取付面に対して複数の
ボルト（六角穴つき：図示せず）によって締結される。
このため、図３に示すように、ベッド１は、これを該取
付面に固定するための平坦な取付底面１ａを有してい
る。図１乃至図３に示すように、ベッド１の両側部に
は、該ベッドを締結するための上記ボルトの頭部及びね
じ部が夫々挿通される座ぐり部１ｂ及び挿通孔１ｃが形
成されており、該ボルトはこれら座ぐり部１ｂ、挿通孔
１ｃ内に埋没し、ベッド１の上面に突出することはな
い。また、図１及び図２に示すように、このベッド１に
対して可動なテーブル２の上面側には例えば４つのねじ
孔２ｃが四隅に形成されており、当該駆動ユニットが装
備される装置が具備するテーブル（図示せず）がこれら
のねじ孔２ｃに螺合するボルト（図示せず）によって該
テーブル２に対して締結される。

【００２３】続いて、上記した構成の案内手段と相互付
加されることによって駆動ユニットを構成するリニア直
流モータの一次側及び二次側について詳述する。

【００２４】まず、一次側については、図１乃至図３並
びに図５に示すように、ベッド１上に搭載された前述の
コイルヨーク３と、該コイルヨーク３の上面側に該コイ
ルヨークの長手方向に沿って配置されたコイル基板２０
と、該コイル基板２０の下面側、すなわちコイルヨーク
３側に、上記テーブル２が移動すべき方向に沿って一列
に並べて貼着されることにより担持された例えば１４個
の電機子コイル２２とを有している。なお、各電機子コ
イル２２は、略矩形環状に巻回されている。また、図３
及び図５に示すように、コイル基板２０には、各電機子
コイル２２に対応してホール効果素子４３が設けられて
いる。

【００２５】上記各電機子コイル２２及びコイル基板２
０の双方は、該各電機子コイル２２の個々について例え
ば２本ずつ挿通された締結部材としてのさら小ねじ２４
により、該コイル基板２０を外側にしてコイルヨーク３
に共締めされている。

【００２６】そして、図３及び図５に示すように、さら
小ねじ２４によって締め付けられるコイル基板２０と該
さら小ねじ２４が螺合するコイルヨーク３との間には、
間座アセンブリ２６が介装されている。これらの間座ア
センブリ２６は、さら小ねじ２４を締め付けることによ
りコイル基板２０が反り等の変形を生じぬように設けら
れたものであり、各電機子コイル２２の内側に嵌挿させ
られている。

【００２７】次に、上記した各電機子コイル２２に対す
る給電等を行うための回路基板について説明する。

【００２８】図１、図３及び図５に示すように、この回
路基板３０は、上面側にてコイルヨーク３を介してコイ
ル基板２０を搭載したベッド１の下面側に該コイル基板
２０と平行に配置されており、且つ、複数のボルト（六
角穴つき）５により該ベッド１に対して締結されてい
る。なお、これらのボルト５は、上記コイルヨーク３の
ベッド１に対する締結をもなすものである。

【００２９】図５に示すように、上記回路基板３０は、
電子部品３３、３４等で構成された駆動回路を夫々設け
た複数の区割部３５を連ねて成る。これらの区割部３５
は、１４個並設された各電機子コイル２２のうち、２つ
ずつの電機子コイルを単位としてこれに対応して設けら
れ、その数はこの場合７となっている。

【００３０】上記各区割部３５に設けられた駆動回路
は、１つの電機子コイルに対して励磁電流を供給する回
路部分を１組、すなわち２つの電機子コイルに対応する
回路を含んでいる。

【００３１】続いて、上記回路基板３０と、その上方に
配置されたコイル基板２０の区割りの構成について詳述
する。

【００３２】まず、回路基板３０について説明する。

【００３３】この回路基板３０を製作する場合、基本長
さを有する基本基板Ｋ５４（図５にその一部を示す）を
用意する。この基本基板Ｋ５４は、図５に基づいて説明
した区割部３５を例えば６つ、一体に連ねてなる。前述
したように、これらの区割部３５には、単位化された２
つずつの電機子コイル２２に対して給電等を行う駆動回
路が設けられている。なお、図５に示すように、基本基
板Ｋ５４の表裏両面（図には裏面のみを示している）に
は、各区割部３５を判別するためのマークとして破線５
５が印刷されている。

【００３４】前述した回路基板３０は、上記区割部３５
を７つ連ねなければならないから、上記の基本基板Ｋ５
４が有する６つの区割部３５のうち１つを上記破線５５
にて切断して分割し、この分割した区割部３５を図５に
示すように未分割の基本基板Ｋ５４の一端に列設し、相
互の接続端子同士を接続することにより完成する。

【００３５】なお、図５において、上記分割された区割
部３５と基本基板Ｋ５４との接続は、例えば、両者の接
続端子部分に設けられたスルーホール３５ｂに嵌入する
端子５７ａを有する単一の接続部品５７により行われ
る。なお、この接続端子部分同士の接続は銅線等を用い
て行ってもよいが、このような接続部品５７を用いて接
続を行うようになしたことにより、一度に接続すること
ができると共に、該接続部品５７が有する剛性によって
接続部の補強がなされる。また、接続部品５７として
は、単に導通接続作用のみをなす部品を用いてもよい
他、ＩＣ等の電子部品を共用してもよい。

【００３６】次いで、コイル基板２０について説明す
る。

【００３７】全体としては図示していないが、このコイ
ル基板２０を製作する場合、図５に示すように、上記し
た回路基板３０用の基本基板Ｋ５４とほぼ同じ長さの基
本基板Ｃ５９を用意する。この基本基板Ｃ５９は、回路
基板３０用の基本基板Ｋ５４と同様に６つの区割部６０
を一体に連ねてなる。図示のように、これら６つの区割
部６０には、２つずつの電機子コイル２２が単位化され
て貼着されており、基本基板Ｃ５９上に並設された電機
子コイル２２の総数は１２となっている。なお、図５及
び図２に示すように、基本基板Ｃ５９の表裏両面には、
これらの区割部６０を判別するためのマークとして破線
６１が印刷されている。図５に示すように、この未分割
の基本基板Ｃ５９の一端に対して、他の図示しない基本
基板から分割した１つの区割部６０を連ねて接続するこ
とにより回路基板３０が形成される。なお、図５におい
て、参照符号６０ａは、該各区割部６０に設けられた接
続端子を示している。

【００３８】なお、これまでの記載では、コイル基板２
０及び回路基板３０について、２つずつの電機子コイル
２２とこれらを駆動するための駆動回路とを単位化して
区割りしているが、３つ以上の電機子コイル及びその駆
動回路について夫々単位化して区割りしてもよい。ま
た、本実施例においては、総数１４の電機子コイル２２
を備える駆動ユニットを製造する際、１２個の電機子コ
イル２２を担持させた基本基板Ｃ５９とこれら電機子コ
イル２２のうち２つずつに対応する駆動回路を複数並設
させた基本基板Ｋ５４とを用意するものとしているが、
これら基本基板Ｋ５４、基本基板Ｃ５９の全長、すなわ
ちこれらに具備させるべき電機子コイル及び駆動回路の
数についてはその設定を適宜変え得ることは勿論であ
る。

【００３９】また、本実施例においては、基本基板Ｋ５
４、基本基板Ｃ５９に設けられた区割部３５、６０のう
ち１以上を分割し、これを未分割の基本基板Ｋ５４、基
本基板Ｃ５９に継ぎ足すことによりコイル基板２０及び
回路基板３０を構成しているが、製作すべき駆動ユニッ
トの作動ストロークが基本基板Ｋ５４、基本基板Ｃ５９
の全長よりも短い場合は、該各基本基板に設けられた各
区割部３５、６０のうち１以上を必要に応じて切除すれ
ばよい。このように、基本基板から一部の区割部を切り
離して他の未分割の基本基板に継ぎ足したり、単に基本
基板の一部を切除することによって所望の長さの基板を
自在に得ることができる訳である。また、上記のように
一部を切り離された基本基板の残余部分に関しても、ど
のような状態にでも転用可能である。

【００４０】図３及び図５に示すように、ベッド１及び
コイルヨーク３を介して互いに離間して配置されたコイ
ル基板２０及び回路基板３０は、該両基板の相互対向面
側に設けられた複数、この場合７つずつの接続手段とし
ての雌雄両コネクタ６３及び６４同士を接続させること
により接続される。これらのコネクタ６３、６４は、前
述のように単位化された２つずつの電機子コイル２２及
びその駆動回路が夫々設けられた各区割部３５及び６０
の各々に対して１つずつ配置されており、図３に示すよ
うに、ベッド１及びコイルヨーク３に形成された開口部
１ｅ及び３ｅを通じて相互接続される。このように、コ
イル基板２０及び回路基板３０の各区割部３５、６０に
ついて１つずつのコネクタ６３、６４を設けたので、該
両区割部３５、６０同士を互いに組み付ける際に両者の
方向性を迅速かつ容易に認識することができ、作業が容
易となる。なお、両区割部３５、６０同士の接続につい
ては、上記のようにコネクタによらず、導電線によって
もよい。また、設けるコネクタの数は、上記のように各
区割部３５、６０について１つのみ設ける他、２つずつ
以上設けることとしてもよい。

【００４１】ところで、前述したように、当該駆動ユニ
ットはユニット全体として一定の曲率を有している。従
って、上記コイル基板２０及び回路基板３０に関しても
この曲率を以て形成されている。これに対し、図５に示
すように、回路基板３０に装着される電子部品３３及び
３４については、特別にかかる曲率を有するものを製造
することなく市販の品物を使用するのであるならば、該
電子部品が夫々具備する多数の端子は直線的に配列され
ることが多い。そこで、該各電子部品３３、３４が有す
る直線的配列の端子が合致するように、回路基板３０の
該各端子との接続部（スルーホールやランド）について
は上記曲率とは無関係にこの場合直線的に配列されてい
る。かかる構成の故、ＩＣ等について市販の電子部品を
使用することができ、コスト面から有利である。しかし
ながら、上記曲率に沿って各部品を配列してもよいこと
は勿論である。

【００４２】一方、リニア直流モータの二次側に関して
は、下記のように構成されている。

【００４３】図１及び図３に示すように、該二次側は、
テーブル２の下面側に固着されたマグネットヨーク６８
と、上記一次側の電機子コイル２２の各々と対向すべく
該マグネットヨーク６８の下面に固設された界磁マグネ
ット６９とを有している。図６に示すように、界磁マグ
ネット６９は、全体として板状に、かつ、上記の曲率を
以て形成され、一次側及び二次側の相対移動がなされる
方向Ａ、すなわちベッド１の長手方向に沿って、Ｎ及び
Ｓの磁極が複数、例えば５極が交互に並ぶように着磁さ
れている。

【００４４】当該駆動ユニットにおいては、上記一次側
及び二次側の相対位置、すなわち上記ベッド１及びテー
ブル２の相対位置を検知するための検知手段として、下
記の構成のものが設けられている。

【００４５】すなわち、該検知手段は、図１乃至図４に
示すリニア磁気スケール７１と、図３に示す検知部７２
とを有している。該リニア磁気スケール７１は、上述の
曲率に倣って上記一次側及び二次側の相対運動方向にお
いて延在して設けられており、且つ、コイルヨーク３に
対して取り付けられている。詳しくは、図３及び図４に
示すように、コイルヨーク３にはトラックレール７と平
行に、すなわち上記曲率に沿って突起部３ｇが形成され
ており、リニア磁気スケール７１はこの突起部３ｇとト
ラックレール７とによって画定される曲線状の溝内に嵌
合され、且つ、接着剤を用いて固着されている。なお、
リニア磁気スケール７１及びこれが嵌合する該溝は、共
にその断面形状が略矩形となっている。

【００４６】一方、上記検知部７２については、図３に
示すようにテーブル２の下面側に取り付けられている。

【００４７】なお、図１乃至図３に示すように、上記検
知部７２からの信号の取出しをなすためのケーブルとし
てのフレキシブル基板７４と、該フレキシブル基板７４
を覆うカバー７５とが設けられている。該フレキシブル
基板７４は、前述した一次側及び二次側を各々含む固定
側と可動側の間に介装されたものであるが、該フレキシ
ブル基板７４はその主面が当該駆動ユニットの曲率半径
方向Ｒ（図１及び図２に図示）に対して垂直となるよう
に配設されている。そして、該フレキシブル基板７４
は、該一次側及び二次側の相対運動に伴い、上記曲率に
倣って屈曲する。このように、フレキシブル基板７４を
その主面が曲率半径方向Ｒに対して垂直となるように設
けていることにより、一次側及び二次側の相対運動に応
じて円滑に屈曲することができ、駆動ユニットの作動に
何等の抵抗を及ぼすことがないと共に、フレキシブル基
板自体にも無理な力が加わることがない故に長期にわた
ってその機能を維持することができる。

【００４８】ここで、上記したリニア磁気スケール７１
及び検知部７２について、図７に基づき更に詳しく説明
する。

【００４９】リニア磁気スケール７１には上記検知部７
２によって検知されるべき被検知部が長手方向に沿って
設けられており、該被検知部は該リニア磁気スケール７
１の上面側表層部分に対して下記のように着磁すること
によって形成されている。但し、このようにリニア磁気
スケール７１の表層部分に直接着磁することをせず、リ
ニア磁気スケール７１の表面に磁性皮膜を形成し、この
磁性皮膜に着磁するようにしてもよい。なお、該磁性皮
膜については、溶融状態の磁性剤を塗布した後に硬化さ
せたり、めっきあるいはスパッタリング等にて形成され
る。

【００５０】図７に示すように、上記被検知部は、リニ
ア磁気スケール７１の長手方向において多極着磁してな
る。この場合、該長手方向においてＮ、Ｓの異なる磁極
を交互にかつ微細に配設着磁している。図７において、
この各々の着磁部については参照符号８１にて示してい
る。なお、ハッチング（点による）を付すと共に参照符
号８２にて示しているのは非着磁部である。また、該各
着磁部８１のうち最端に位置するものに対応して、測定
基準となる原点としての着磁部Ｇ８３が設けられてい
る。

【００５１】一方、上記構成の被検知部を検知する検知
部７２については、図７に示すようにケース８６を有し
ている。そして、このケース８６内に、上記各着磁部８
１を検知するためのホール効果素子等からなる磁電変換
素子Ａ８７及び磁電変換素子Ｂ８８と、原点たる着磁部
Ｇ８３を検知するための磁気抵抗素子（ＭＲ素子）９０
とが設けられている。

【００５２】上記磁電変換素子Ｂ８８は、磁電変換素子
Ａ８７に対して各着磁部８１間のピッチＰの１／２だけ
ずれて設けられており、これにより図９の（Ａ）に示す
波形に対してπ／２だけ位相の異なる波形が得られる。
なお、図９に示すように、磁電変換素子Ａ８７及び磁電
変換素子Ｂ８８により得られる波形は０レベルを基準と
して正・負の連続した正弦波が得られるが、図８に示す
ように増幅回路１０１ａ及び１０１ｂを通すことによっ
て０レベルからＶｍａｘのレベルになるように増幅処理
がなされている。これは後段における信号処理を容易に
するためである。

【００５３】次に、上記検知手段より発せられる検知信
号に基づいて二次側及びテーブル２の位置制御をなす制
御系の構成について説明する。

【００５４】図８に示すように、磁電変換素子Ａ８７及
び磁電変換素子Ｂ８８より出力された波形は増幅回路１
０１ａ及び１０１ｂに入力される。この増幅回路１０１
ａ及び１０１ｂは、Ａ／Ｄ変換回路１０２ａ及び１０２
ｂ、ラッチ回路１０３ａ及び１０３ｂ、マルチプレクサ
（ＭＰＸ）１０４が順次接続され、このマルチプレクサ
１０４の出力がＣＰＵ（制御回路）１０５に入力される
構成となっている。また、ＣＰＵ１０５にはメモリ（Ｒ
ＯＭ）１０７及びメモリ（ＲＡＭ）１１０並びに計数手
段としてのアップダウンカウンタ１０８、Ｄ／Ａ変換回
路１０９が接続されている。

【００５５】上記Ａ／Ｄ変換回路１０２ａ及び１０２ｂ
は、前段の増幅回路１０１ａ及び１０１ｂによりレベル
増幅されたアナログ波形を二値化データに変換してラッ
チ回路１０３ａ及び１０３ｂに夫々のデータを入力す
る。このラッチ回路１０３ａ及び１０３ｂは、前段のＡ
／Ｄ変換回路１０２ａ及び１０２ｂによって刻刻変換さ
れるデータを同期処理するために該Ａ／Ｄ変換回路１０
２ａと１０２ｂのデータをラッチしてホールドさせる。
このホールドされたデータはマルチプレクサ（ＭＰＸ）
１０４に入力される。このマルチプレクサ（ＭＰＸ）１
０４は、後段のＣＰＵ１０５に出力する場合にラッチ回
路１０３ａ及び１０３ｂでラッチ処理されたデータを同
時に出力することができないので、時分割処理して別々
にＣＰＵ１０５に出力して演算処理がなされる。

【００５６】次に、ＣＰＵ１０５の演算処理について説
明する。

【００５７】まず、初期動作としてテーブル２が駆動さ
れて基準位置に移動し、磁気抵抗素子９０が原点たる着
磁部Ｇ８３を検知することにより発する信号に応じてメ
モリ（ＲＡＭ）１１０にメモリされたスケール位置デー
タがリセットされる。このリセット指令によりテーブル
２が所望の位置に移動を開始する。これに応じて磁電変
換素子Ａ８７及び磁電変換素子Ｂ８８から図９（Ａ）及
び（Ｂ）に示すようなレベル増幅された位相の異なる連
続波形が得られる。

【００５８】図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、例え
ばｍの領域についてみると、磁電変換素子Ａ８７及び磁
電変換素子Ｂ８８の出力データは図９の（Ａ）と（Ｂ）
とでは対応する波形が異なることがわかる。その結果、
ＣＰＵ１０５はこの異なるデータを比較することによっ
てテーブル２の移動方向を判定することができる。

【００５９】次に、テーブル２の移動量については下記
のように求まる。

【００６０】すなわち、図７において、磁電変換素子Ａ
８７、磁電変換素子Ｂ８８及び磁気抵抗素子９０の、被
検知部に対する移動量をＸとすると、これがテーブル２
の移動量となる。

【００６１】上記の移動量Ｘは、図９の（Ａ）及び
（Ｂ）に示すように例えば、磁電変換素子Ａ８７の出力
をＶ_A、磁電変換素子Ｂ８８の出力をＶ_Bとすると、Ｖ
_A／Ｖ_Bの電圧の比を求める。これは例えば、磁電変換
素子Ａ８７及び磁電変換素子Ｂ８８と、これらに検知さ
れるべき各着磁部８１とのギャップの変化により、α×
Ｖ_A及びα×Ｖ_Bの電圧が得られるが、このようなギャ
ップが変化したにもかかわらず恰も移動したような演算
処理がなされる恐れがある。そこで、このような機械的
な誤差を防ぐためα×Ｖ_A／α×Ｖ_Bとして処理する
と、αは位置データとは関係しないものとしてＶ_A／Ｖ
_Bとして求めることができる。

【００６２】しかして、メモリ（ＲＯＭ）１０７内には
Ｖ_A／Ｖ_Bに対応する１ピッチ（Ｐ）内の微細な位置デ
ータが予めメモリされているので、ＣＰＵ１０５は、上
記のような演算処理によって求められたＶ_A／Ｖ_Bの値
と一致する値を該メモリ（ＲＯＭ）１０７から読み出し
て比較することによって図７に示す距離αを求めること
ができる。この求められた距離αの位置データは、それ
以前に求められた位置データが既にメモリ（ＲＡＭ）１
１０にメモリ（前記基準位置から最初に書き込まれる時
点ではメモリされていない）されているから、該データ
をＣＰＵ１０５は読み出した後今回求められた距離αを
加算し、これによって算出された距離Ｘを位置データと
してメモリ（ＲＡＭ）１１０に書き込む。

【００６３】このような演算処理を繰り返すことによっ
て上記距離Ｘが前記メモリ（ＲＡＭ）１１０内に位置デ
ータとしてメモリされることになる。

【００６４】ところで、ＣＰＵ１０５には、図示せぬ制
御手段によって与えられるパルスをアップダウンするア
ップダウンカウンタ１０８が接続されている。このアッ
プダウンカウンタ１０８は、メモリ（ＲＡＭ）１１０の
リセット指令に対応して作動するように構成されてお
り、また図７に示す１ピッチ（Ｐ）に発生するパルス数
が予め求められているので、ＣＰＵ１０５は、このアッ
プダウンカウンタ１０８から出力されるパルス数を計数
することによって距離Ｘ′を算出することができる。

【００６５】この求められる距離Ｘ′と前記メモリ（Ｒ
ＡＭ）１１０内にメモリされた距離Ｘとを比較して偏差
量を求める。この求められた偏差量をＣＰＵ１０５はＤ
／Ａ変換回路１０９により出力する。この出力に基づい
てテーブル２は、正規の位置まで駆動される。

【００６６】なお、図７から明らかなように、本実施例
においては上記磁電変換素子Ａ８７、磁電変換素子Ｂ８
８により検知されるべき各着磁部８１が互いに隙間なく
形成されているが、これら着磁部８１間に非着磁部を介
在させて各着磁部８１間のピッチＰを大きく設定しても
よい。

【００６７】上述したように、当該駆動ユニットにおい
ては、上記リニア磁気スケール７１に形成される被検知
部の一例として、該リニア磁気スケール７１の長手方向
において多極着磁してなるものを採用し、磁気センサと
しての磁電変換素子Ａ８７及び磁電変換素子Ｂ８８を検
知部として該被検知部の検知を行う。このような磁気方
式の検知手段は、後述する光学方式の検知手段は元より
他の種々の方式のものに比して低廉であると共に、良好
な耐環境性を有する。

【００６８】そして、多極着磁の一形態として、リニア
磁気スケール７１の長手方向において異なる磁極Ｎ、Ｓ
を交互に配設着磁することを行っている。この着磁の形
態においては隣接する着磁部８１間に磁束が発生する。
この着磁方式は、着磁用の磁気ヘッド（図示せず）を固
定側とすれば、スケールの素材を該磁気ヘッドに対して
長手方向に移動させながら該磁気ヘッドの極性をＮとＳ
とに単純に切り替えるだけでよいから、着磁を比較的容
易に完了することが出来、製造コストの低減等が図られ
る。

【００６９】また、当該駆動ユニットにおいては、上記
被検知部に、上記検知部７２による測定の基準となる原
点としての着磁部Ｇ８３が形成されており、該検知部７
２が含む磁気抵抗素子９０がこの着磁部Ｇ８３に感応す
ることによって測定基準信号が発せられるようになされ
ている。この構成によっても駆動ユニットの小型化が図
られる。何んとなれば、測定基準信号を得るための他の
方法として、例えば、図７において想像線にて示すよう
に、機械的に作動する作動子１１３ａを具備する接点ス
イッチ１１３等を測定基準とすべき位置に設置し、駆動
ユニットの可動部たるテーブル２がこの作動子１１３ａ
に直接係合してこれを作動させるようにすることが考え
られる。ところが、この構成では該接点スイッチ１１３
を必要とし、該接点スイッチは通常市販のものが多用さ
れ、これらは比較的大きな部品である故、駆動ユニット
の小型化を図る上では不都合である。本発明に係る駆動
ユニットにおいては、上記のように被検知部に原点を形
成し、検知部７２側にこの原点を検知するための磁気抵
抗素子９０等の小型な部品を設けるだけでよいから、駆
動ユニットの小型化が図られるのである。

【００７０】ここで、上述したリニア磁気スケール７１
の製造方法と、当該駆動ユニットに対する該リニア磁気
スケール７１の取付けの構成について説明する。

【００７１】まず、製造方法に関しては、リニア磁気ス
ケール７１の素材として予め直線状のもの、好ましくは
市販の素材を用意する。そして、この素材を着磁装置
（図示せず）にボルト等の所定の取付具を用いて取り付
け、図１０に示すように着磁部８１及び着磁部Ｇ８３並
びに非着磁部８２からなる被検知部を形成して直線状の
スケールを得る。

【００７２】このようにして得られた直線状のスケール
を上記着磁装置から取り外し、駆動ユニット全体として
の曲率に倣うように変形させることによって図７等に示
すような曲線状のリニア磁気スケール７１とし、駆動ユ
ニットに装着する。具体的には、前述したように、コイ
ルヨーク３に形成された突起部３ｇとトラックレール７
とによって画定されている曲線状の溝内に該曲線状リニ
ア磁気スケール７１を嵌合させ、且つ、接着剤を用いて
固着する。

【００７３】上記の構成によれば、リニア磁気スケール
７１の被検知部の形成作業は比較的小型の設備を用いて
容易にかつ安価にて行うことが出来、駆動ユニットのコ
スト低減が達成される。因に、このように直線状態の素
材に被検知部を形成することをせず、既に上記曲率を以
て駆動ユニットに装着されている素材に対して形成作業
を施して被検知部を設ける場合、例えば、駆動ユニット
全体を大型のロータリーテーブル上に乗せ、該ロータリ
ーテーブルが備えるロータリーエンコーダより発せられ
る回転位置検知信号を基準として形成することが考えら
れる。このような作業は大型の設備を必要とし、しかも
該設備に対する上記駆動ユニットの脱着や該設備自体の
操作も煩雑である故、結果としてコストの増大を招来す
る。

【００７４】また、上記のようにスケールの素材に関し
て、力を加えない自然の状態で直線状のものを用意し、
この素材に上記被検知部を形成して直線状のスケールを
得、該直線状スケールを上記曲率を有するように弾性変
形若しくは塑性変形させて駆動ユニットに取り付けてい
る。この構成においては、素材が単純な直線状であるか
ら、該素材に上記被検知部を形成するための着磁装置等
に対して該素材を取り付ける際、取付けのための特別な
治具等は何等必要とせず、ボルト等の簡単な取付具のみ
を用意するだけでよく、取付作業も簡単であり、この点
からも製造コストの低減が図られる。

【００７５】更にこの構成においては、上記被検知部を
形成して得られた直線状のスケールに曲率を与えるべく
変形させる際、特に弾性変形としてこれを作業者や作業
ロボット自体が取付作業も兼ねて行うこととすれば、塑
性変形とする場合に使用されるべきロール加工装置など
が不要となり、設備面からの低コスト化が図られる。

【００７６】一方、本発明による駆動ユニットにおいて
は、上述とは逆に、上記スケールの素材として、例えば
直線状にて市販されている原材料をロール加工装置に掛
けることなどによって上記曲率を有するように形成して
なる曲線状のものを用意し、この曲線状の素材に力を加
えて直線状に弾性変形させた状態にて着磁装置に取り付
けて上記被検知部を形成し、その後に力を解除して再び
元の曲線状に復元させて得、これを駆動ユニットに取り
付けることとしてもよい。この構成においては、市販さ
れている直線状の原材料をロール加工装置等に掛けて上
記曲線状の素材を得るための工数がかかると共に、該素
材に上記被検知部を形成すべくこれを直線状に弾性変形
させるための治具等及びその作業を必要とするものであ
るが、駆動ユニットにスケールを組み込む際には該スケ
ールは既に曲線状となっているから何等の力を加えるこ
ともなく容易かつ迅速に組込みを行うことができ、組立
性が良好であるという効果がある。

【００７７】上記した構成の駆動ユニットにおいては、
電機子コイル２２に所定の電流を供給することにより、
一次側及び二次側の両者間にフレミングの左手の法則に
基づく推力が生じ、例えば一次側が結合したベッド１を
固定側とすれば、二次側と一体のテーブル２がこの推力
によって移動する。そして、前述した検知手段により、
ベッド１に対するテーブル２の位置が検知される。

【００７８】続いて、本発明の第２実施例としての駆動
ユニットについて図１１に基づいて説明する。なお、当
該駆動ユニットは以下に説明する部分以外は図１乃至図
１０に第１実施例として示した駆動ユニットと同様に構
成されている故、要部のみの説明に留める。また、以下
の説明において、該第１実施例としての駆動ユニットの
構成部分と同一又は対応する構成部分については同じ参
照符号を付している。

【００７９】図１１に示すように、当該駆動ユニットに
おいては、該駆動ユニット全体としての曲率に倣うよう
に装着されたリニア磁気スケール７１に移動量検知用と
して形成された各着磁部８１が、その各々の間に非着磁
部８２を挟んで並設されている。なお、この場合、該リ
ニア磁気スケールの長手方向における各着磁部８１及び
非着磁部８２の寸法は互いに等しく設定されている。そ
して、各着磁部８１については、該長手方向に対して垂
直な方向における一側がＮ極、他側がＳ極となるように
着磁されている。かかる構成においては、磁束は夫々の
着磁部８１のＮ極とＳ極の間で発生するが、この磁束の
密度は、各着磁部８１の、スケール長手方向における中
央部にて最大となるものの、漸次弱まりつつも隣接する
非着磁部８２の範囲まで及んで該非着磁部８２の中央部
にて最小となる。よって、検知部７２の各磁電変換素子
Ａ８７及び磁電変換素子Ｂ８８によって得られる波形は
やはり正・負の連続した正弦波となる。この着磁方式で
は、着磁装置が具備する着磁用の磁気ヘッドを固定側と
すれば、スケールの素材を該磁気ヘッドに対して長手方
向に移動させながら該磁気ヘッドをＯＮ，ＯＦＦさせる
だけでよいから、より容易に着磁を行うことが出来、更
なるコスト低減が可能である。なお、この着磁方式にお
いては、各種分解能のものを容易かつ低コストにて製作
することができる。すなわち、各着磁部８１同士の距離
つまり非着磁部８２の形成範囲を適宜変更すれば、得ら
れる正弦波の周期を変えることができ、分解能を自在に
設定し得る。但し、前述した着磁方式、すなわち、図７
に示したようにスケール長手方向において異なる磁極
Ｎ，Ｓを交互に配設着磁する方式においても、各着磁部
８１の間に非着磁部を設けてこの非着磁部の大きさを適
宜設定すれば、分解能を自在に変えることができる。

【００８０】なお、この図１１に示すリニア磁気スケー
ル７１は、前述した第１実施例としての駆動ユニットが
具備するリニア磁気スケール７１（図７参照）と同様
に、力を加えない自然の状態で直線状の素材に対して被
検知部を形成した後に曲率を持たせるように変形させて
駆動ユニットに装着してもよい他、既に該曲率を有する
ように形成してなる曲線状の素材を直線状に弾性変形さ
せた状態で被検知部を形成した後に元の曲線状に復元さ
せてこれを駆動ユニットに取り付けることとしてもよ
い。

【００８１】次に、本発明の第３の実施例としての駆動
ユニットについて図１２に基づいて説明を行う。なお、
当該駆動ユニットは以下に説明する部分以外は前述した
第１実施例としての駆動ユニットと同様に構成されてい
る故、要部のみの説明に留める。

【００８２】前述した第１実施例及び第２実施例の各駆
動ユニットにおいては、ヘッド１（図１等参照）に対す
るテーブル２（図１等参照）の位置検知をなす検知手段
がリニア磁気スケール７１と磁気センサとを有している
が、この第３実施例の駆動ユニットにおいては下記の構
成の検知手段が設けられている。

【００８３】すなわち、図１２に示すように、該検知手
段は、駆動ユニット全体としての曲率に倣うようにコイ
ルヨーク３（図１等参照）に対して装着されたリニアス
ケール１２１と、テーブル２（図１等参照）に対して取
り付けられた検知部としてのフォトリフレクタ１２２と
を有している。

【００８４】リニアスケール１２１にはフォトリフレク
タ１２２によって検知されるべき被検知部が設けられて
おり、該被検知部は次のように構成されている。

【００８５】図示のように、該被検知部は、互いに光の
反射率が異なる第１の反射部１２４及び第２の反射部１
２５を、該リニアスケール１２１の長手方向において交
互に配設してなる。この場合、光の反射率は第１の反射
部１２４が第２の反射部１２５よりも大きいものとす
る。

【００８６】一方、上記構成の被検知部を検知するフォ
トリフレクタ１２２については、上記第１の反射部１２
４及び第２の反射部１２５に向けて光を照射する発光素
子１２７と、該各反射部からの反射光を受光して該反射
光に基づく信号を発する受光素子１２８とを有してい
る。

【００８７】かかる構成の検知手段においては、可動側
としてのテーブル２（図１等参照）が移動することによ
って、第１の反射部１２４及び第２の反射部１２５から
の反射光に基づく信号が受光素子１２８から発せられる
が、例えば上記第１の反射部１２４からの反射光に基づ
いて得られる信号を制御部がその具備したカウンタによ
り計数することによってテーブルの移動量が求まる。す
なわち、図１２に示すように、第１の反射部１２４同士
の配設ピッチＰを設定しておき、このピッチＰについ
て、該計数値を乗算すればよい訳である。但し、図１２
に示すように、第１の反射部１２４各々のうち最端に位
置するものに対応して、測定基準となる原点としての第
３の反射部１３０が設けられており、図示しない他のフ
ォトリフレクタを用いて該第３の反射部１３０よりの反
射光に基づいて得られた信号を測定基準として上記の計
数が行われる。

【００８８】なお、この図１２に示すリニアスケール１
２１は、前述した第１実施例及び第２実施例の各駆動ユ
ニットが備えたリニア磁気スケール７１と同様に、力を
加えない自然の状態で直線状の素材に対して上記の被検
知部を形成した後に曲率を持たせるように変形させて駆
動ユニットに装着してもよい他、既に該曲率を有するよ
うに形成してなる曲線状の素材を直線状に弾性変形させ
た状態で被検知部を形成した後に元の曲線状に復元させ
てこれを駆動ユニットに取り付けることとしてもよい。

【００８９】また、図１２に示す検知手段においては、
移動方向を判定することは出来ないが、移動方向の判定
を可能とすることも容易である。

【００９０】上述したようなリニアスケール１２１及び
フォトリフレクタ１２２からなる光学方式の検知手段は
小型であり、特にフォトリフレクタについては検知部と
して最も小型のものである故、駆動ユニット全体として
の小型化が図り易くなっている。また、光学方式の検知
手段は、磁気的な影響を受け難く、リニア電磁アクチュ
エータ用として装備して好適である。

【００９１】次いで、本発明の第４実施例としての駆動
ユニットについて図１３に基づいて説明する。なお、当
該駆動ユニットは以下に説明する部分以外は前述した第
１実施例としての駆動ユニットと同様に構成されている
故、要部のみの説明に留める。

【００９２】当該駆動ユニットにおいては、ベッド１
（図１等参照）に付するテーブル２（図１等参照）の位
置検知をなす検知手段が前述した第３実施例のものと同
様、光学方式となっている。

【００９３】すなわち、図１３に示すように、該検知手
段は、駆動ユニット全体としての曲率に倣うようにコイ
ルヨーク３（図１等参照）に対して装着されたリニアス
ケール１４１と、テーブル２（図１等参照）に対して取
り付けられた検知部としてのフォトインタラプタ１４２
とを有している。

【００９４】リニアスケール１４１にはフォトインタラ
プタ１４２によって検知されるべき被検知部が形成され
ており、該被検知部は下記のように構成されている。

【００９５】図示のように、該被検知部は、多数のスリ
ット１４４を、該リニアスケール１４１の長手方向にお
いて等ピッチＰを以て形成してなる。

【００９６】また、この被検知部を検知するフォトイン
タラプタ１４２については、該各スリット１４４に向け
て光を照射する発光素子１４７と、該スリット１４４を
通過した光を受光して該光に基づく信号を発生する受光
素子１４８とを有している。

【００９７】このような構成の検知手段においては、可
動側としてのテーブル２（図１等参照）が移動すること
によって、各スリット１４４を通過した光に基づく信号
が受光素子１４８から発せられるが、制御部がその具備
したカウンタによって該信号を計数することによってテ
ーブル２の移動量が求まる。すなわち、各スリット１４
４の配設ピッチＰについて、この求められる計数値の乗
算が行われる。但し、図１３に示すように、各スリット
１４４のうち最端に位置するものに対応して、測定基準
となる原点としてのスリット１５０が形成されており、
図示しない他のフォトインタラプタを用いて該スリット
１５０を通過した光に基づき得られた信号を測定基準と
して上記の計数が行われる。

【００９８】なお、この図１３に示すリニアスケール１
４１は、前述した第１実施例及び第２実施例並びに第３
実施例の各駆動ユニットが備えたリニア磁気スケール７
１、リニアスケール１２１と同様に、力を加えない自然
の状態で直線状の素材に対して上記の被検知部を形成し
た後に曲率を持たせるように変形させて駆動ユニットに
装着してもよい他、既に該曲率を有するように形成して
なる曲線状の素材を直線状に弾性変形させた状態で被検
知部を形成した後に元の曲線状に復元させてこれを駆動
ユニットに取り付けることとしてもよい。

【００９９】また、図１３に示す検知手段においては、
移動方向を判定することは出来ないが、移動方向の判定
を可能とすることも容易である。

【０１００】この種の光学方式の検知手段においても、
上述したフォトリフレクタ１２２を含む検知手段と同様
に、小型で駆動ユニット全体としての小型化を図る上で
有効であると共に、磁気的影響を受け難いという長所を
有する。

【０１０１】ところで、これまで第１実施例乃至第４実
施例として説明してきた各駆動ユニットが具備するリニ
ア磁気スケール７１及び各リニアスケール１２１、１４
１は、テーブル２（図１等参照）が作動すべきストロー
クの全長に亘って延在する長尺のものが採用されてい
る。この構成に限らず、下記の構成としてもよい。

【０１０２】すなわち、例えばリニア磁気スケール７１
に関して、図１４に示すように、複数、この場合３本の
分割体１５３を長手方向において列設して形成する。

【０１０３】かかる構成によれば、該分割体１５３とし
て、図示のような同じ長さのものだけでなく、互いに長
さの異なる複数種のものを用意し、これらを適宜選定し
て連ねることによってスケールの全長を自在に変えるこ
とが出来る。従って、駆動ユニットの可動部、すなわち
上記テーブル２の作動ストロークがどのような大きさに
て所望されようともこれに適合させることが出来、汎用
性に優れ、長尺のスケールを多種類製造する必要がない
から低コスト化に寄与する。

【０１０４】また、前述した各実施例の駆動ユニットに
おいては、既に説明したようにリニア電極アクチュエー
タがリニア直流モータからなり、該リニア直流モータの
一次側は電機子コイル２２群、該電機子コイル２２群を
担持したコイル基板２０及び該電機子コイル２２に対す
る給電等を行うための回路基板３０を有し、該コイル基
板２０上に設けた電機子コイル２２と該回路基板３０上
に設けた駆動回路とを単位化して複数一体に連ねて配設
し、該コイル基板２０及び回路基板３０をこの単位化さ
れた電機子コイル２２、駆動回路毎に区割りすることに
よって互いに分割可能としている。上記のスケールの分
割はこれらコイル基板２０及び回路基板３０の区割りに
対応して行われる。

【０１０５】すなわち、２以上の電機子コイル２２及び
その駆動回路毎に区割りしたコイル基板２０及び回路基
板３０の各区割部のうち少なくとも１を分割して未分割
の長尺のものと接続したり、１以上の区割部を切除して
長尺のものを短くすることにより、装備されるべき装置
などが必要とする作動ストロークに合致した最適なスト
ロークを得ることができ、これによって該装置等の小型
化及びコストの低減に寄与するものである。そして、こ
の構成に加え、スケールを分割しているのである。従っ
て、コイル基板２０、回路基板３０及びスケール共に、
所要の分割を行うことにより、最適のストロークの駆動
ユニットが得られる。

【０１０６】なお、前述した各実施例の駆動ユニットが
備える検知手段はインクリメンタル方式のものである
が、アブソリュート方式の検知手段とすることも可能で
ある。

【０１０７】また、前述の各実施例においては、リニア
電磁アクチュエータの一次側及び二次側の相対運動の案
内をなす案内手段が、長手方向に沿って軌道が形成され
て該一次側及び二次側のいずれか一方に対して結合され
たトラックレール７と、該トラックレール７に対して相
対運動自在にして該一方に対する他方に対して結合した
摺動台としてのスライドメンバー１０とを有するように
構成されている。このように純機械形成の案内手段は、
上記のスケールの組込み、特に弾性変形させながらの組
込みが容易である。但し、このような機械的構成の案内
手段に限らず、流体（空気や油）の圧力やマグネットの
磁力により該両者を相対的に浮揚させる構成の案内手段
とすることもできる。

【０１０８】また、本発明は、前述した各実施例の構成
に限らず、これら各実施例が含む構成の一部ずつを互い
に組み合わせることなどにより、多岐に亘る構成を実現
できることは勿論である。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように本発明による駆動ユ
ニットにおいては、ユニット全体の曲率を適宜設定する
ことにより、該駆動ユニットが組み込まれるべき装置の
作動態様の多様化に寄与すると共に、下記の効果が得ら
れる。まず、位置検知用スケールについて、予め直線状
態の素材に被検知部を形成し、その後、駆動ユニット全
体としての曲率に倣うように変形させて装着している。
かかる構成によれば、該被検知部の形成作業は比較的小
型の設備を用いて容易にかつ安価にて行うことが出来、
駆動ユニットのコスト低減が達成される。因に、このよ
うに直線状態の素材に被検知部を形成することをせず、
既に上記曲率を以て駆動ユニットに装着されている素材
に対して形成作業を施して被検知部を設ける場合、例え
ば、駆動ユニット全体を大型のロータリーテーブル上に
乗せ、該ロータリーテーブルが備えるロータリーエンコ
ーダより発せられる回転位置検知信号を基準として形成
することが考えられる。このような作業は大型の設備を
必要とし、しかも該設備に対する上記駆動ユニットの脱
着や該設備自体の操作も煩雑である故、結果としてコス
トの増大を招来する。また、本発明による駆動ユニット
においては、上記スケールの素材に関して、力を加えな
い自然の状態で直線状のものを用意し、この素材に上記
被検知部を形成して直線状のスケールを得、該直線状ス
ケールを上記曲率を有するように弾性変形若しくは塑性
変形させて取り付けている。この構成においては、素材
が単純な直線状であるから、該素材に上記被検知部を形
成するための着磁装置等に対して該素材を取り付ける
際、取付けのための特別な治具は必要とせず、ボルト等
の簡単な取付具のみを用意するだけでよく、取付作業も
簡単であり、この点からも製造コストの低減が図られ
る。更にこの構成においては、被検知部を形成して得ら
れた直線状のスケールに曲率を与えるべく変形させる
際、特に弾性変形とすれば、塑性変形とする場合に使用
されるべきロール加工装置などが不要となり、設備面か
らの低コスト化が図られる。一方、本発明による駆動ユ
ニットにおいては、上記スケールの素材として、例えば
直線状にて市販されている原材料をロール加工装置に掛
けることなどによって上記曲率を有するように形成して
成る曲線状のものを用意し、この曲線状の素材に力を加
えて直線状に弾性変形させた状態で上記被検知部を形成
し、その後に力を解除して再び元の曲線状に復元させて
得、これを取り付けている。この構成においては、市販
されている直線状の原材料をロール加工装置等に掛けて
上記曲線状の素材を得るための工数がかかると共に、該
素材に上記被検知部を形成すべくこれを直線状に弾性変
形させるための治具等及びその作業を必要とするもので
あるが、駆動ユニットにスケールを組み込む際には該ス
ケールが既に曲線状となっているから何等の力を加える
こともなく容易かつ迅速に組込みを行うことが出来ると
いう効果がある。また、本発明による駆動ユニットにお
いては、上記スケールに形成される被検知部の一例とし
て、該スケールの長手方向において多極着磁してなるも
のを採用し、磁気センサを検知部として該被検知部の検
知を行う。このような磁気方式の検知手段は、下記の光
学方式の検知手段は元より他の種々の方式のものに比し
て低廉であると共に、良好な耐環境性を有する。そし
て、多極着磁の一形態として、スケールの長手方向にお
いて異なる磁極Ｎ，Ｓを交互に配設着磁することを行っ
ている。この着磁の形態においては隣接する着磁部間に
磁束が発生する。この着磁方式は、着磁用の磁気ヘッド
を固定側とすれば、スケールの素材を該磁気ヘッドに対
して長手方向に移動させながら該磁気ヘッドの極性をＮ
とＳとに単純に切り替えるだけでよいから、着磁を比較
的容易に、完了することが出来、製造コストの低減等が
図られる。また、多極着磁の他の形態として、スケール
の長手方向において複数の着磁部をその各々の間に非着
磁部を挟んで並設し、該着磁部各々についてスケール長
手方向に対して垂直な方向における一例をＮ極、他側を
Ｓ極として着磁することを行っている。かかる構成にお
いては、磁束はそれぞれの着磁部のＮ極とＳ極の間で発
生するが、この磁束の密度は、該着磁部の、スケール長
手方向における中央部にて最大となるものの、漸次弱ま
りつつも隣接する非着磁部の範囲まで及んで該非着磁部
の中央部にて最小となる。よって上記磁気センサによっ
て得られる波形はやはり正・負の連続した正弦波とな
る。この着磁方式では、着磁用の磁気ヘッドを固定側と
すれば、スケールの素材を該磁気ヘッドに対して長手方
向に移動させながら該磁気ヘッドをＯＮ，ＯＦＦさせる
だけでよいから、より容易に着磁を行うことが出来、更
なるコスト低減が可能である。なお、この着磁方式にお
いては、各種分解能のものを容易かつ低コストにて製作
することができる。すなわち、各着磁部同士の距離、つ
まり非着磁部の形成範囲を適宜変更すれば、得られる正
弦波の周期を変えることができ、分解能を自在に設定し
得る。但し、前述した着磁方式、すなわち、スケール長
手方向において異なる磁極Ｎ，Ｓを交互に配設着磁する
方式においても、各着磁部の間に非着磁部を設けてこの
非着磁部の大きさを適宜設定すれば、分解能を自在に変
えることができる。更に本発明による駆動ユニットにお
いては、上記スケールに形成される被検知部の他の例と
して、互いに光の反射率が異なる第１の反射部と第２の
反射部とをスケール長手方向において交互に配設してな
るものとし、該被検知部の検知をなす検知部として、該
各反射部に対して光を照射すると共にその反射光を受光
して信号を発するフォトリフレクタを用いている。この
ような光学方式の検知手段は小型であり、特にフォトリ
フレクタについては検知部として最も小型のものである
故、駆動ユニット全体としての小型化が図り易くなって
いる。また、光学方式の検知手段は、磁気的な影響を受
け難く、リニア電磁アクチュエータ用として装備して好
適である。また、本発明による駆動ユニットにおいて
は、上記スケールに形成される被検知部の更に他の例と
して、該スケールの長手方向において多数のスリットを
形成してなるものを採用し、該被検知部を検知する検知
部として、該スリットに向けて光を照射すると共に該ス
リットを通過した光を受光して信号を発するフォトイン
タラプタを使用している。この種の光学方式の検知手段
においても、上述したフォトリフレクタを含む検知手段
と同様に、小型で駆動ユニット全体としての小型化を図
る上で有効であると共に、磁気的影響を受け難いという
長所を有する。次に、本発明による駆動ユニットにおい
ては、上記被検知部に、上記検知部による測定基準とな
る原点が形成されており、該検知部がこの原点を検知す
ることによって測定基準信号が発せられるようになされ
ている。この構成によっても駆動ユニットの小型化が図
られる。何んとなれば、測定基準信号を得るための他の
方法として、例えば、機械的に作動する作動子を具備す
る接点スイッチ等を測定基準とすべき位置に設置し、駆
動ユニットの可動部がこの作動子に直接係合してこれを
作動させるようにすることが考えられる。ところがこの
構成では該接点スイッチを必要とし、該接点スイッチは
通常市販のものが多用され、これらは比較的大きな部品
である故、駆動ユニットの小型化を図る上では不都合で
ある。本発明においては、上記のように被検知部に原点
を形成し、検知部側にこの原点を検知するための磁気抵
抗素子等の小型な部品を設けるだけでよいから、駆動ユ
ニットの小型化が図られるのである。また、本発明によ
る駆動ユニットにおいては、上記スケールについて、複
数の分割体を長手方向において列設するようにして構成
している。かかる構成によれば、該分割体として、同じ
長さのものだけでなく、互いに長さの異なる複数種のも
のを用意し、これらを適宜選定して連ねることによって
スケールの全長を自在に変えることが出来る。従って、
駆動ユニットの可動部の作動ストロークがどのような長
さにて設定されようともこれに適合させることが出来、
汎用性に優れ、長尺のスケールを多種類製造する必要が
ないから低コスト化に寄与する。また、本発明による駆
動ユニットにおいては、リニア電磁アクチュエータがリ
ニア直流モータからなり、該リニア直流モータの一次側
は電機子コイル群、該電機子コイル群を担持したコイル
基板及び該電機子コイルに対する給電等を行うための回
路基板を有し、該コイル基板上に設けた電機子コイルと
該回路基板上に設けた駆動回路とを単位化して複数一体
に連ねて配設し、該コイル基板及び回路基板をこの単位
化された電機子コイル、駆動回路毎に区割りすることに
よって互いに分割可能とし、上記スケールはこの区割に
対応して分割されている。すなわち、２以上の電機子コ
イル及びその駆動回路毎に区割りしたコイル基板及び回
路基板の各区割部のうち少なくとも１を分割して未分割
の長尺のものと接続したり、１以上の区割部を切除して
長尺のものを短くすることにより、装備されるべき装置
などが必要とする作動ストロークに合致した最適なスト
ロークを得ることができ、これによって該装置等の小型
化及びコストの低減に寄与するものである。そして、こ
の構成に加え、スケールを分割しているのである。従っ
て、コイル基板、回路基板及びスケール共に、所要の分
割を行い、これらを適宜組み合わせることにより、最適
ストロークの駆動ユニットが得られる。更に、本発明に
よる駆動ユニットにおいては、リニア電磁アクチュエー
タの一次側及び二次側の相対運動の案内をなす案内手段
が、長手方向に沿って軌道が形成されて該一次側及び二
次側のいずれか一方に対して結合されたトラックレール
と、該トラックレールに対して相対運動自在にして該一
方に対する他方に対して結合した摺動台とを有するよう
に構成されている。このように純機械形式の案内手段
は、上記のスケールの組込み、特に弾性変形させながら
の組込みが容易である。一方、本発明によるスケールの
製造方法においては、力を加えない自然の状態で直線状
の素材を用意し、この素材に被検知部を形成して直線状
のスケールを得、該直線状スケールを所定の曲率を有す
るように弾性変形若しくは塑性変形させている。この製
造方法においては、該被検知部の形成作業は比較的小型
の設備を用いて容易にかつ安価にて行うことが出来、コ
ストが安く済む。また、スケールの素材が単純な直線状
であるから、該素材に上記被検知部を形成するための着
磁装置等に対して該素材を取り付ける際、取付けのため
の特別な治具等は必要とせず、ボルト等の簡単な取付具
のみを用意するだけでよく、取付作業も簡単であり、こ
の点からも製造コストの低減が図られる。更にこの製造
方法においては、被検知部を形成して得られた直線状の
スケールに曲率を与えるべく変形させる際、特に弾性変
形とすれば、塑性変形とする場合に使用されるべきロー
ル加工装置などが不要となり、設備面からの低コスト化
が図られる。一方、本発明によるスケールの製造方法に
おいては、上記スケールの素材として、例えば直線状に
て市販されている原材料をロール加工装置にかけること
などによって上記曲率を有するように形成してなる曲線
状のものを用意し、この曲線状の素材に力を加えて直線
状に弾性変形させた状態で上記被検知部を形成し、その
後に力を解除して再び元の曲線状に復元させて得てい
る。この製造方法においては、市販されている直線状の
原材料をロール加工装置等に掛けて上記曲線状の素材を
得るための工数がかかると共に、該素材に上記被検知部
を形成すべくこれを直線状に弾性変形させるための治具
等及びその作業を必要とするものであるが、駆動ユニッ
トに該スケールを組み込む際には該スケールは既に曲線
状となっているから何等の力を加えることもなく容易か
つ迅速に組込みを行うことができ、組立性が良好である
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例としての駆動ユニ
ットの、一部断面を含む斜視図である。

【図２】図２は、図１に示した駆動ユニットの平面図で
ある。

【図３】図３は、図２に関するＢ−Ｂ矢視にて、一部断
面を含む図である。

【図４】図４は、図１乃至図３に示した駆動ユニットが
具備するトラックレール及びスライドメンバー並びにリ
ニア磁気スケール等の、一部断面を含む斜視図である。

【図５】図５は、図１乃至図３に示した駆動ユニットが
含むリニア直流モータの要部の、一部断面を含む拡散分
解斜視図である。

【図６】図６は、図１乃至図３に示した駆動ユニットが
含むリニア直流モータの二次側の構成部材である界磁マ
グネットの斜視図である。

【図７】図７は、図１乃至図３に示した駆動ユニットが
具備するリニア磁気スケールの一部の平面図である。

【図８】図８は、図１乃至図３に示した駆動ユニットの
作動制御をなす制御系のブロック図である。

【図９】図９は、図１乃至図３に示した駆動ユニットが
具備する検知手段が含む磁電変換素子により得られる波
形を示す図である。

【図１０】図１０は、図７に示したリニア磁気スケール
の製造方法を説明するための平面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第２実施例としての駆動
ユニットが具備するリニア磁気スケールの一部の平面図
である。

【図１２】図１２は、本発明の第３実施例としての駆動
ユニットが具備する検知手段の一部を示す斜視図であ
る。

【図１３】図１３は、本発明の第４実施例としての駆動
ユニットが備える検知手段の一部を示す斜視図である。

【図１４】図１４は、図１乃至図３に示した駆動ユニッ
トに装備されるべきリニア磁気スールの他の側を示す斜
視図である。

【図１５】図１５は、従来の駆動ユニットの要部の斜視
図である。

【符号の説明】

１ベッド２テーブル３コイルヨーク７トラックレール１０スライドメンバー（摺動台）１３ボール（転動体）２０コイル基板２２電機子コイル３０回路基板３３、３４電子部品３５区割部４３ホール効果素子５４基本基板Ｋ（回路基板用）５９基本基板Ｃ（コイル基板用）６０区割部６８マグネットヨーク６９界磁マグネット７１リニア磁気スケール７２検知部７４フレキシブル基板８１着磁部８２非着磁部８３着磁部Ｇ８７磁電変換素子Ａ８８磁電変換素子Ｂ９０磁気抵抗素子１０１ａ、１０１ｂ増幅回路１０２ａ、１０２ｂＡ／Ｄ変換回路１０３ａ、１０３ｂラッチ回路１０４マルチプレクサ１０５ＣＰＵ１０７ＲＯＭ１０８アップダウンカウンタ１０９Ｄ／Ａ変換回路１１０ＲＡＭ１１３接点スイッチ１２１リニアスケール１２２フォトリフレクタ１２４第１の反射部１２５第２の反射部１２７発光素子１２８受光素子１３０第３の反射部１４１リニアスケール１４２フォトインタラプラ１４４スリット１４７発光素子１４８受光素子１５０スリット１５３分割体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リニア電磁アクチュエータ並びに該リニ
ア電磁アクチュエータの一次側及び二次側の相対運動の
案内をなす案内手段を備えて相対運動方向において所定
の曲率を有し、該一次側及び二次側の相対位置を検知す
る検知手段が設けられ、該検知手段は、長手方向に沿っ
て被検知部が形成されて前記曲率に倣って相対運動方向
において延在して設けられたスケールと、該被検知部を
検知する検知部とからなり、前記スケールは予め直線状
態の素材に前記被検知部を形成し、変形させて取り付け
ていることを特徴とする駆動ユニット。
【請求項２】前記スケールは、直線状の素材に前記被
検知部を形成して得、これを前記曲率を有するように変
形させて取り付けていることを特徴とする請求項１記載
の駆動ユニット。
【請求項３】前記スケールを弾性変形させて取り付け
ていることを特徴とする請求項２記載の駆動ユニット。
【請求項４】前記スケールは、前記曲率を有する曲線
状の素材を直線状に弾性変形させた状態で前記被検知部
を形成し、これを再び曲線状に復元させて得、取り付け
ていることを特徴とする請求項１記載の駆動ユニット。
【請求項５】前記被検知部は、前記長手方向において
多極着磁してなり、前記検知部は磁気センサからなるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１
記載の駆動ユニット。
【請求項６】前記長手方向において異なる磁極を交互
に配設着磁してなることを特徴とする請求項５記載の駆
動ユニット。
【請求項７】前記長手方向において複数の着磁部をそ
の各々の間に非着磁部を挟んで並設し、該着磁部各々に
ついて前記長手方向に対して垂直な方向における一側を
Ｎ極、他側をＳ極として着磁してなることを特徴とする
請求項５記載の駆動ユニット。
【請求項８】前記被検知部は互いに光の反射率が異な
る第１の反射部及び第２の反射部を前記長手方向におい
て交互に配設してなり、前記検知部は光を照射すると共
に該反射部各々よりの反射光を受光して信号を発するフ
ォトリフレクタからなることを特徴とする請求項１乃至
請求項４のうちいずれか１記載の駆動ユニット。
【請求項９】前記被検知部は前記長手方向において多
数のスリットを形成してなり、前記検知部は該スリット
に向けて光を照射すると共に該スリットを通過した光を
受光して信号を発するフォトインタラプタからなること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１記
載の駆動ユニット。
【請求項１０】前記スケールには測定基準となる原点
が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項
９のうちいずれか１記載の駆動ユニット。
【請求項１１】前記スケールは複数の分割体を長手方
向において列設してなることを特徴とする請求項１乃至
請求項１０のうちいずれか１記載の駆動ユニット。
【請求項１２】前記リニア電磁アクチュエータはリニ
ア直流モータからなり、該リニア直流モータの一次側は
電機子コイル群、該電機子コイル群を担持したコイル基
板及び該電機子コイルに対する給電等を行うための回路
基板を有し、前記コイル基板上に設けた電機子コイルと
該回路基板上に設けた駆動回路とを単位化して複数一体
に連ねて配設し、前記コイル基板及び回路基板を前記単
位化された電機子コイル、駆動回路毎に区割りすること
によって互いに分割可能とし、前記スケールはこの区割
に対応して分割されていることを特徴とする請求項１１
記載の駆動ユニット。
【請求項１３】前記案内手段は、長手方向に沿って軌
道が形成されて前記一次側及び二次側のいずれか一方に
対して結合されたトラックレールと、該トラックレール
に対して相対運動自在にして前記一方に対する他方に対
して結合した摺動台とを有することを特徴とする請求項
１乃至請求項１２のうちいずれか１記載の駆動ユニッ
ト。
【請求項１４】直線状の素材に長手方向に沿って被検
知部を形成し、これを所定曲率を有するように変形させ
ることを特徴とするスケールの製造方法。
【請求項１５】弾性変形させることを特徴とする請求
項１４記載のスケールの製造方法。
【請求項１６】所定曲率を有するように形成した曲線
状の素材を直線状に弾性変形させ、その状態で長手方向
に沿って被検知部を形成し、曲線状に復元させることを
特徴とするスケールの製造方法。