JP2003120780A - Magnetic screw carrying mechanism - Google Patents
Magnetic screw carrying mechanismInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置など
や各種の精密機械、生産機械などに適用される磁気ねじ
を用いた直線運動搬送機構の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a linear motion transfer mechanism using a magnetic screw, which is applied to semiconductor manufacturing equipment, various precision machines, production machines and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より精密機械などにおいて直線運動
させる駆動装置としてボールねじ又はロッドレスシリン
ダなどが多用されてきた。ボールネジの方式は回転モー
タによってねじ軸を回転し、ねじ軸にはめ込まれたナッ
ト部分を直線運動させるものである。しかしながらボー
ルねじ機構はねじ軸とナットの間で摺動摩擦するため磨
耗したり、磨耗粉の飛散が発生したり、潤滑材としてグ
リースの塗布を必要とするなど頻繁にメンテナンスが必
要であり、またクリーンルーム内部などの発塵を嫌う環
境下で使用することは困難であった。2. Description of the Related Art Heretofore, a ball screw or a rodless cylinder has been widely used as a drive device for linear movement in a precision machine or the like. In the ball screw method, a screw shaft is rotated by a rotary motor to linearly move a nut portion fitted in the screw shaft. However, the ball screw mechanism requires frequent maintenance such as wear due to sliding friction between the screw shaft and the nut, scattering of wear powder, and the need to apply grease as a lubricant. It was difficult to use the product in an environment where it is difficult to generate dust, such as inside.
【０００３】またロッドレスシリンダはマグネットを内
蔵した空圧で動作するピストンと、同様にマグネットを
装着しピストン側と磁気的に結合させたテーブルがピス
トンの動作に連動して移動するものであり詳細な位置調
整が困難なことと空圧の供給源が必要であり、また真空
装置内では使用できないなどの欠点があった。A rodless cylinder is a pneumatic piston that operates with air pressure, and a table that is magnetically mounted and magnetically coupled to the piston side moves in conjunction with the piston operation. However, there are drawbacks in that it is difficult to perform precise position adjustment, requires a pneumatic pressure source, and cannot be used in a vacuum device.
【０００４】このようなボールねじやロッドレスシリン
ダの欠点を補うため磁気ねじ機構を用いた直動技術が提
案された。特開平７−２８００６１には代表的な磁気ね
じ機構が示されている。この技術では螺旋状に機械的な
溝を形成した軸上を軸の螺旋に対応させた磁気回路のナ
ットが適切な間隔を保持できるようにＭＣナイロン、デ
ルリン等の耐磨耗性、滑り性を有する合成樹脂材料など
非磁性材料よりなるガイドリングが提案されている。し
かしながら本技術では軸の溝コーナ部分とガイドリング
の干渉による磨耗は避けられず、磨耗した場合の交換手
段まで示されている。またスライドテーブルなどのナッ
ト側の荷重負荷などをこのガイドリングで支持すること
は不可能に近く別途スライド軸受とこれを支持する軸な
どを必要とした。A linear motion technology using a magnetic screw mechanism has been proposed in order to compensate for the drawbacks of the ball screw and the rodless cylinder. Japanese Patent Laid-Open No. 7-280061 shows a typical magnetic screw mechanism. With this technology, MC nylon, Delrin, etc. wear resistance and slipperiness so that the nut of the magnetic circuit that corresponds to the spiral of the shaft on the shaft with mechanical grooves formed in a spiral shape can maintain an appropriate interval. A guide ring made of a non-magnetic material such as a synthetic resin material has been proposed. However, in the present technique, wear due to interference between the groove corner portion of the shaft and the guide ring is unavoidable, and even a replacement means in case of wear is shown. Moreover, since it is impossible to support the load load on the nut side of the slide table with this guide ring, a separate slide bearing and a shaft for supporting this are required.
【０００５】特開平１−２０９２２２にはマグネットス
クリュースライダーとして他の磁気ねじ機構が提案され
ている。この技術では軸とナットブロック側の適切な間
隔を確保するためにこの軸と平行なスライド機構を別に
設けてナットの位置決めをおこなっている。しかしなが
ら軸に螺旋状に配置されたマグネットに磁性粉を吸着し
やすく、さらに軸とマグネットは一体ではないので長尺
にしたときに撓みを生じやすく中間点に支持部材が必要
になるなどの機構が複雑にならざるをえなかった。Japanese Patent Laid-Open No. 1-209222 proposes another magnetic screw mechanism as a magnet screw slider. In this technique, a nut is positioned by separately providing a slide mechanism parallel to the shaft in order to secure an appropriate distance between the shaft and the nut block side. However, it is easy to attract the magnetic powder to the magnets arranged spirally on the shaft, and since the shaft and the magnets are not integrated, bending tends to occur when the magnet is made long, and a mechanism such as a support member is required at the intermediate point. It had to be complicated.
【０００６】以上の従来技術の改良技術として特開平１
１−１６６６０７では強磁性体の軸に局部加熱により非
磁性部を螺旋状に形成し機械的な螺旋溝を省略した円柱
状のストレート軸と磁気回路を形成しているナットとの
組み合わせよりなる磁気ねじ機構が示されている。As an improved technique of the above-mentioned conventional technique, Japanese Patent Laid-Open No.
In 1-166607, a magnetic composed of a combination of a cylindrical straight shaft in which a non-magnetic portion is spirally formed on a shaft of a ferromagnetic material by local heating and a mechanical spiral groove is omitted and a nut forming a magnetic circuit are formed. A screw mechanism is shown.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁極を
有するナットブロック側を磁極が適切な間隔で軸と対向
するように支持する手段や、どのような機構で回転運動
を直線運動に変換し信頼性のある磁気ねじ搬送機構とす
るかの具体的な提案は無く更なる改良が望まれていた。
さらに従来の磁気ねじ機構では磁気ねじ軸を回転させて
これと磁気結合したナット側を直線運動させているが、
大型で長尺の磁気ねじとなった場合これを回転駆動させ
るには磁気ねじは大きな回転モーメントを有するように
なり静止状態からの起動またはこの逆の停止には大きな
駆動力を必要とするなどの不都合を生じることになり改
良を必要としていた。However, a means for supporting the nut block side having the magnetic pole so that the magnetic pole faces the shaft at an appropriate interval, and any mechanism for converting the rotary motion into the linear motion and reliability. There is no concrete proposal as to whether or not a magnetic screw transport mechanism is present, and further improvement has been desired.
Furthermore, in the conventional magnetic screw mechanism, the magnetic screw shaft is rotated to linearly move the nut side magnetically coupled to it.
When a large and long magnetic screw is used, the magnetic screw has a large rotational moment to drive it in rotation, and it requires a large driving force to start from a stationary state or vice versa. It caused inconvenience and needed improvement.
【０００８】近年、大きな直動推力を得ようとする要求
が強く、この対応のためにナットブロック部に強力な希
土類マグネットを用いようとするとマグネットが軸に吸
着しようとする力も強力になり僅かな偏心でも軸と直角
方向の大きな力となり不安定な状況を生じる。ところが
磁気ねじ軸とマグネットとの位置関係の精度は円筒状ま
たはR状のマグネットの寸法精度およびナットブロック
へのマグネット組み込み精度、ナットブロックと位置決
め案内部材の寸法精度などが複雑に関係してくる。この
うち最も寸法精度の確保が困難なのはマグネットであ
る。特に最も高磁力を得る希土類焼結マグネットのうち
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のマグネットは耐食性が低いので研磨
加工後に表面に樹脂コーティングやめっきなどの防錆処
理をして使用されており、めっき厚さ変動を考慮すると
一般加工部品に比較して多少大きな寸法公差を適用する
必要がある。そのため、これらの寸法的なバラツキを吸
収し磁気ねじ軸とマグネットの干渉を防止するためには
両者間の空隙をある程度大きな値に設定する必要があ
る。従いマグネットが組み込まれたナットブロック部と
磁気ねじ軸を精度良く位置決め保持するとともに滑らか
な直線運動を得る案内部材は磁気ねじを用いた搬送機構
において最も重要な部分である。さらに直線運動機構は
長ストロークで使用されることが多く、長尺の搬送テー
ブル支持軸や磁気ねじ軸自体の剛性不足から撓みを生じ
搬送不良や搬送精度の低下などが問題となることもあっ
た。また、真空中や特殊なガス中での使用には駆動モー
タのシーリングなどに問題が多かった。In recent years, there has been a strong demand for obtaining a large direct-acting thrust, and if a strong rare earth magnet is used for the nut block portion in order to cope with this, the force of the magnet to attract the shaft also becomes strong and is small. Even with eccentricity, a large force acts in the direction perpendicular to the axis, resulting in an unstable situation. However, the accuracy of the positional relationship between the magnetic screw shaft and the magnet is complicatedly related to the dimensional accuracy of the cylindrical or R-shaped magnet, the magnet mounting accuracy in the nut block, the dimensional accuracy of the nut block and the positioning guide member, and the like. Of these, the magnet is the most difficult to secure dimensional accuracy. Of the rare earth sintered magnets, which have the highest magnetic force, Nd-Fe-B magnets have low corrosion resistance, so they are used after being rust-proofed by resin coating or plating after polishing. Considering the fluctuation, it is necessary to apply a slightly larger dimensional tolerance compared to general processed parts. Therefore, in order to absorb these dimensional variations and prevent the magnetic screw shaft and the magnet from interfering with each other, it is necessary to set the gap between them to a relatively large value. Therefore, the guide member that accurately positions and holds the nut block portion incorporating the magnet and the magnetic screw shaft and obtains a smooth linear motion is the most important part in the conveying mechanism using the magnetic screw. Further, the linear motion mechanism is often used with a long stroke, and there is a problem in that poor conveyance or deterioration of conveyance accuracy may occur due to bending due to insufficient rigidity of the long conveyance table support shaft or the magnetic screw shaft itself. . Further, when used in a vacuum or in a special gas, there were many problems in sealing the drive motor.
【０００９】したがって本発明の目的は、上記特開平１
１−１６６６０７号公報で開示されている磁気ねじ機構
の改良に係わり、特にナットブロック部と磁気ねじ軸を
精度良く保持し長時間にわたり直線運動を繰り返しても
発塵などの問題を生じることなくクリーンで信頼性が高
く、大型の磁気ねじを必要とする大容量の磁気ねじ搬送
機構を構成しても磁気ねじの慣性力の影響が少ない応答
性の良い磁気ねじ搬送機構を提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems.
Related to the improvement of the magnetic screw mechanism disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1-166607, in particular, the nut block portion and the magnetic screw shaft are accurately held, and even if the linear motion is repeated for a long time, the problem such as dust generation does not occur and it is clean. It is an object of the present invention to provide a highly reliable magnetic screw transport mechanism that is highly reliable and is less affected by the inertial force of the magnetic screw even if a large-capacity magnetic screw transport mechanism that requires a large magnetic screw is configured.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本願発明者は上記の課題
に鑑み、複合磁性材料の軸材料に局部加熱により螺旋状
に非磁性部分を形成した円柱状のストレートな磁性体軸
（以後、磁気ねじ軸とも称する）及びこの磁気ねじ軸の
強磁性部と磁気的に結合する磁極を有するナットブロッ
ク部を備え、磁気ねじ軸とナットブロック部とを相対的
に回転させることにより、磁気ねじ軸とナットブロック
部とを相対的にその軸方向に直進運動させる磁気ねじ搬
送機構において、ナットブロック部を回転させれば長い
磁気ねじ軸を直進運動させる場合でもその大きな回転モ
ーメントの影響を受けることなく、素早い静止や起動を
おこなうことができることを見出して本発明の目的を達
成した。なお、本発明に適用できる複合磁性材料として
は、例えば特開２０００−１０４１４２号公報および特
開２００１−２６８４６号公報に開示されている合金鋼
が好適である。In view of the above problems, the inventor of the present application has a columnar straight magnetic body shaft (hereinafter referred to as a magnetic body) in which a non-magnetic portion is spirally formed on a shaft material of a composite magnetic material by local heating. (Also referred to as a screw shaft) and a nut block portion having a magnetic pole that is magnetically coupled to the ferromagnetic portion of the magnetic screw shaft, and by rotating the magnetic screw shaft and the nut block portion relatively, In a magnetic screw transport mechanism that linearly moves the nut block part in the axial direction relatively, if the nut block part is rotated, even if the long magnetic screw shaft is linearly moved, it is not affected by the large rotation moment. The object of the present invention has been achieved by finding that quick resting and starting can be performed. As the composite magnetic material applicable to the present invention, for example, alloy steel disclosed in JP-A-2000-104142 and JP-A-2001-26846 is suitable.
【００１１】すなわち本願発明は、外周面に螺旋状の強
磁性部を有し軸方向に移動自在に配置された磁気ねじ軸
と、この磁気ねじ軸の外周面と間隔を隔てて対向し強磁
性部と磁気的に結合する磁極を有するナットブロック部
とを備え、ナットブロック部を回転させることにより磁
気ねじ軸に軸方向の推力を与える磁気ねじ搬送機構であ
る。このようにナットブロック側の回転により磁気ねじ
軸に直線駆動をさせることにより回転駆動はナット部の
みに限定できるので長尺な磁気ねじ軸は単純なシリンダ
ー軸同様に直進運動部材として扱うことができる。磁気
ねじ軸を回転駆動させる従来の方式では必要とするナッ
ト側の直進運動とともに磁気ねじ軸の回転運動が搬送装
置全長にわたって発生し、回転運動支持装置や防塵シー
ルの配慮などを必要としていた。That is, according to the present invention, a magnetic screw shaft, which has a spiral ferromagnetic portion on the outer peripheral surface thereof and is movably arranged in the axial direction, is opposed to the outer peripheral surface of the magnetic screw shaft with a space therebetween and is ferromagnetic. And a nut block portion having a magnetic pole that is magnetically coupled to each other, and rotating the nut block portion gives a magnetic screw shaft a thrust force in the axial direction. In this way, since the magnetic screw shaft is linearly driven by the rotation of the nut block side so that the rotational drive can be limited to only the nut portion, the long magnetic screw shaft can be treated as a linear motion member like a simple cylinder shaft. . In the conventional method in which the magnetic screw shaft is rotationally driven, the linear motion of the nut side is required along with the rotational motion of the magnetic screw shaft over the entire length of the conveying device, and it is necessary to consider a rotary motion supporting device and a dustproof seal.
【００１２】通常、磁気ねじ搬送機構は磁気ねじ軸また
は磁気ナットのどちらかの片側部材を回転させるともう
一方の部材は直進力とともに対向部材の回転に連れ回ろ
うとするトルクが働く。本発明では、ナットブロックの
回転により磁気ねじ軸が連れ回ろうとするのを磁気ねじ
軸と直動案内部材とを連結することにより防止すること
ができる。Usually, in the magnetic screw transport mechanism, when one member of either the magnetic screw shaft or the magnetic nut is rotated, the other member is acted on by a torque that tends to rotate along with the rotation of the opposing member together with the rectilinear force. In the present invention, it is possible to prevent the magnetic screw shaft from trying to rotate with the rotation of the nut block by connecting the magnetic screw shaft and the linear motion guide member.
【００１３】本発明では、直動案内部材は少なくとも２
本以上の別々の磁気ねじ軸とすることができる。すなわ
ち連れ回りしようとする１本の磁気ねじ軸に他のもう１
本の磁気ねじ軸を連結させると互いに連れ回りを阻止し
あう。この場合は磁気ねじ軸に直動案内部材の役目も兼
ねさせるのであり、直動案内部材を別途に設ける必要は
無くなる。推力は２本の磁気ねじ軸の推力が加算され
る。なお、磁気ねじ軸は２本以上の複数本を連結するこ
とが可能である。In the present invention, at least two linear motion guide members are provided.
There can be more than one separate magnetic screw shaft. That is, one magnetic screw shaft that tries to rotate with another one
When the magnetic screw shafts of the book are connected together, they prevent mutual rotation. In this case, the magnetic screw shaft also serves as a linear motion guide member, and it is not necessary to separately provide a linear motion guide member. The thrust of the two magnetic screw shafts is added to the thrust. Note that it is possible to connect two or more magnetic screw shafts.
【００１４】本発明では、直動案内部材の役目を兼ねる
磁気ねじ軸と、スライドベアリングに支持された直動案
内部材としてのストレート軸部材とを備え、両者を連結
することを特長とする磁気ねじ搬送機構とすることがで
きる。１本の磁気ねじ軸で十分な推力が得られる場合に
は、例えば磁気ねじ搬送機構部は１式とし、磁気ねじ軸
の連れ回り防止のためにスライドベアリングで支持され
た１本のストレートな軸を前記磁気ねじ軸に連結しただ
けのシンプルな構成とすることができる。スライドベア
リングとしては各種の自己潤滑性樹脂または合金などよ
りなる摺動ベアリングやリニアボールブッシュ、空気静
圧軸受など各種のものが適用可能である。According to the present invention, a magnetic screw shaft also serving as a linear motion guide member and a straight shaft member as a linear motion guide member supported by a slide bearing are provided, and the magnetic screw shaft is characterized in that they are connected to each other. It can be a transport mechanism. When a sufficient thrust can be obtained with one magnetic screw shaft, for example, the magnetic screw transport mechanism part should be one set, and one straight shaft supported by a slide bearing to prevent the magnetic screw shaft from rotating together. Can be simply connected to the magnetic screw shaft. As the slide bearing, various types such as a slide bearing made of various self-lubricating resins or alloys, a linear ball bush, an aerostatic bearing, etc. can be applied.
【００１５】本発明では、磁気ねじ軸とナットブロック
部との間にはスライドベアリングが組み込まれているこ
とを特徴とする磁気ねじ搬送機構とすることができる。
ナットブロック部のマグネット内周面が磁気ねじ軸に接
触しないように磁気ねじ軸と磁気ナットとの間にはスラ
イドベアリングが配置され、ナットブロック部が磁気ね
じ軸に対し相対的な回転および直進運動が可能の如く構
成されていれば磁気ねじ軸は軸直動案内部材の役目を果
たすことが可能となる。スライドベアリングとしては各
種の自己潤滑性樹脂または合金などよりなる摺動動ベア
リングやリニアボールブッシュ、空気静圧軸受など各種
のものが適用可能である。According to the present invention, a magnetic screw conveying mechanism can be characterized in that a slide bearing is incorporated between the magnetic screw shaft and the nut block portion.
A slide bearing is placed between the magnetic screw shaft and the magnetic nut so that the inner magnet surface of the nut block does not contact the magnetic screw shaft, and the nut block rotates and moves straight relative to the magnetic screw shaft. The magnetic screw shaft can serve as a shaft linear motion guide member. As the slide bearing, various types such as a sliding motion bearing made of various self-lubricating resins or alloys, a linear ball bush, and an aerostatic bearing can be applied.
【００１６】本発明のこのような機構が可能となったの
は、軸に適用する材料がいわゆる複合磁性材料でありレ
ーザなどの局部加熱で非磁性部分を形成できるため軸に
機械的な溝加工の必要は無く見かけ上、円柱状のストレ
ートであり剛性が高くて撓みにくい事とともに、その外
径を研磨加工などにより精度良く仕上げることが出来る
ためナットブロック側のマグネットとの位置決めが直動
案内部材による間接的なものであっても精度よく行える
ことによる。本構造を適用することにより従来のボール
ねじ機構の如くの金属どうしの接触を用いず、少なくと
も直動推力を発生させる磁気ねじ軸とマグネット内周面
間は完全非接触とすることができる。The mechanism of the present invention has become possible because the material applied to the shaft is a so-called composite magnetic material, and a non-magnetic portion can be formed by local heating of a laser or the like, so that the shaft is mechanically grooved. Apparently, it is a columnar straight that has high rigidity and is difficult to bend, and since its outer diameter can be accurately finished by polishing etc., positioning with the magnet on the nut block side is a linear guide member. Because it can be performed accurately even if it is indirect. By applying this structure, it is possible to completely make non-contact between at least the magnetic screw shaft for generating the linear thrust and the inner peripheral surface of the magnet without using the contact between metals as in the conventional ball screw mechanism.
【００１７】本発明では、磁気ねじ軸には耐磨耗性の表
面処理が施されていることを特徴とする磁気ねじ搬送機
構とすることができる。磁気ねじ軸に適用される複合磁
性材料の例としては、例えば特開２０００−１０４１４
２号公報および特開２００１−２６８４６号公報に開示
されている合金鋼が適用できる。この場合、材料を焼入
れ焼き戻し材として母材の硬さをロックウェルC硬度５
０以上とすることが可能であるが局部加熱により螺旋状
に非磁性化した部分は軟らかな組織（オーステナイト）
となりビッカース硬度２００程度になるので磁気ねじ軸
と直接シュウ動ベアリングなどが接触すると軟らかい非
磁性部が螺旋状に磨耗する場合がある。これを防止する
ため耐磨耗性の表面処理を施したことを特長とする磁気
ねじ搬送機構である。In the present invention, the magnetic screw transport mechanism can be characterized in that the magnetic screw shaft is subjected to abrasion resistant surface treatment. An example of the composite magnetic material applied to the magnetic screw shaft is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-10414.
The alloy steels disclosed in JP-A No. 2 and JP-A No. 2001-26846 can be applied. In this case, the hardness of the base metal is set to Rockwell C hardness 5
It is possible to make it 0 or more, but the part that is made non-magnetic in a spiral shape by local heating is a soft structure (austenite)
Since the Vickers hardness is about 200, the soft non-magnetic portion may be worn in a spiral shape when the magnetic screw shaft and the shroud bearing directly come into contact with each other. In order to prevent this, the magnetic screw transport mechanism is characterized by being subjected to abrasion resistant surface treatment.
【００１８】耐磨耗性の表面処理としてＮｉ−Ｐ無電解
めっきまたは電気Ｃｒめっきを適用することができる。
このようなめっきにより表面の硬さは非磁性部より大幅
にアップしかつ磁気ねじ軸全周面均一な表面硬さとなる
から部分的な磨耗は発生せず安定化することができる。As the abrasion-resistant surface treatment, Ni-P electroless plating or electric Cr plating can be applied.
By such plating, the hardness of the surface is significantly increased as compared with the non-magnetic portion, and the surface hardness is uniform over the entire circumference of the magnetic screw shaft, so that partial wear can be prevented and stabilization can be achieved.
【００１９】本発明では、ナットブロック部は駆動ギヤ
を有し磁気ねじ軸と直角方向の駆動源から駆動可能なこ
とを特徴とする磁気ねじ搬送機構とすることができる。
すなわちナットブロックを回転駆動する駆動モータの機
械的な連結方法としてウオームギヤやかさ歯車を用いて
ナットブロックの回転軸と駆動モータの軸とをラックピ
ニオン機構のように直角に配置することができる。この
ような駆動の構成とすることにより磁気ねじ軸の直線運
動範囲と干渉することなく少ないスペースに駆動モータ
を配置することができる。According to the present invention, the nut block portion has a drive gear and can be driven by a drive source in a direction perpendicular to the magnetic screw shaft, thereby providing a magnetic screw conveying mechanism.
That is, a worm gear or a bevel gear can be used as a mechanical connection method of a drive motor that rotationally drives the nut block, and the rotation shaft of the nut block and the shaft of the drive motor can be arranged at right angles like a rack and pinion mechanism. With such a drive configuration, the drive motor can be arranged in a small space without interfering with the linear movement range of the magnetic screw shaft.
【００２０】本発明では、ナットブロック部は駆動モー
ター回転子の内径部に一体的に組み込まれていることを
特徴とする磁気ねじ搬送機構とすることができる。ナッ
トブロック部を磁気ねじ軸と直角方向の駆動源から駆動
する構成では、駆動モータなどの配置に使用するスペー
スをある程度低減することができるが駆動モータとナッ
トブロック部とは互いに独立しており駆動伝達機構に余
分なスペースが必要となり小型化には十分対応できない
が、本発明の適用により従来にない小型化を計ることが
可能である。すなわちサーボモータやステッピングモー
タの回転子の軸心側部分を利用して内面螺旋着磁された
円筒状のマグネットを同心状に組み込み回転子の回転が
直接マグネットを駆動するように構成することにより小
型で効率の良い磁気ねじ直動装置とすることができる。
この場合回転子は磁気ねじ軸外径で受けるか磁気ねじ軸
より大きなモータ本体側の軸受で支持される必要があ
る。According to the present invention, the nut block portion may be integrally incorporated into the inner diameter portion of the drive motor rotor to provide a magnetic screw conveying mechanism. With the configuration in which the nut block is driven from the drive source in the direction perpendicular to the magnetic screw shaft, the space used for disposing the drive motor etc. can be reduced to some extent, but the drive motor and the nut block are independent from each other. Although an extra space is required for the transmission mechanism and miniaturization cannot be sufficiently dealt with, the application of the present invention can achieve miniaturization that has not been achieved in the past. In other words, a cylindrical magnet magnetized on the inner surface of the rotor of a servomotor or a stepping motor on the axial center side is concentrically incorporated into the rotor so that the rotation of the rotor directly drives the magnet. Thus, a magnetic screw linear motion device with high efficiency can be obtained.
In this case, the rotor must be supported by the outer diameter of the magnetic screw shaft or supported by a bearing on the motor body side that is larger than the magnetic screw shaft.
【００２１】本発明では、磁気ねじ軸の表面には負荷ボ
ール列がはまり込む複数本の溝を有してボールスプライ
ンを形成して磁気ねじ軸の回転を防止できる磁気ねじ搬
送機構とすることができる。前記の本発明磁気ねじ機構
には断面が円形の磁気ねじ軸を用いナットブロック部の
回転による連れ回りを防止する手段を該磁気ねじ軸とは
別に必要としていたが本発明の適用により１本の磁気ね
じ軸だけであっても連れ回りを防止しナットブロックの
回転駆動に対し磁気ねじ軸の直線運動のみを取り出すこ
とができる。すなわち、断面が円柱状のストレートな磁
気ねじ軸に負荷ボール列がはまり込むボール転動溝を複
数本形成してスプライン直動支持装置を形成しマグネッ
トを組み込んだ磁気ナットブロックと組み合わせること
により別途連れ回り防止の案内部材を配置しない安定し
た磁気ねじ直動装置を構成することができる。なおボー
ルスプラインの仕様例としてはＴＨＫ社製ボールスプラ
インＬＴ，ＬＦの仕様がそのまま使用できる。このよう
なボール転動溝入の磁気ねじ軸表面部は螺旋状の非磁性
部分と転動溝による直線状の非磁性部が存在するように
なるが、通常約４〜5ミリの螺旋状非磁性部の深さと比
較すると転動溝の深さは浅く部分的なためその影響は無
視できる。According to the present invention, the magnetic screw shaft can be prevented from rotating by forming a ball spline on the surface of the magnetic screw shaft with a plurality of grooves into which the loaded ball rows are fitted. it can. The above-mentioned magnetic screw mechanism of the present invention uses a magnetic screw shaft having a circular cross section and needs a means for preventing rotation of the nut block portion in addition to the magnetic screw shaft. Even if only the magnetic screw shaft is used, it is possible to prevent rotation and to take out only the linear movement of the magnetic screw shaft in response to the rotational drive of the nut block. That is, a spline linear motion supporting device is formed by forming a plurality of ball rolling grooves into which a loaded ball row fits on a straight magnetic screw shaft with a cylindrical cross section, and by combining it with a magnetic nut block incorporating a magnet, it is separately attached. It is possible to configure a stable magnetic screw linear motion device in which a guide member for preventing rotation is not arranged. As the specification example of the ball spline, the specifications of the ball splines LT and LF manufactured by THK can be used as they are. The surface of the magnetic screw shaft with the ball rolling groove has a spiral non-magnetic portion and a linear non-magnetic portion due to the rolling groove. Compared with the depth of the magnetic part, the depth of the rolling groove is shallow and partial, so its effect can be ignored.
【００２２】本発明では、ナットブロックの少なくとも
片側にはダストシールを配置するのが好ましい。本発明
で用いる磁気ねじ軸には溝加工を施さないためダストシ
ールが有効に機能する。ダストシールはそのリップ先端
が磁気ねじ軸に接触して磁性体粉、各種塵埃がナットブ
ロック内に入り込みナットブロック側のマグネット内面
と磁気ねじ軸の間の隙間と干渉してナットブロックの駆
動トルクの増加などの不具合を生じるのを防止すること
ができる。通常は前記マグネットと磁気ねじ軸間の隙間
は磁気的な結合の効率を上げるため１ｍｍ以下であり
０．１ｍｍ程度の条件もありえるので搬送装置の安定な
駆動には防塵は重要である。代表的な防塵シールの例と
してNOK社製往復動用ダストシールＤＫＩ型などが適用
できる。In the present invention, it is preferable to dispose a dust seal on at least one side of the nut block. Since the magnetic screw shaft used in the present invention is not grooved, the dust seal effectively functions. The tip of the dust seal contacts the magnetic screw shaft, magnetic powder and various dusts enter the nut block and interfere with the gap between the inner surface of the magnet on the nut block side and the magnetic screw shaft to increase the drive torque of the nut block. It is possible to prevent such troubles as described above. Normally, the gap between the magnet and the magnetic screw shaft is 1 mm or less in order to improve the efficiency of magnetic coupling, and a condition of about 0.1 mm is also possible. Therefore, dust prevention is important for stable driving of the conveying device. As a typical dustproof seal, the reciprocating dust seal DKI type manufactured by NOK, etc. can be applied.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面により詳細に
説明する。図１は本発明の第一の実施の形態を説明する
もので、磁気ねじ軸１とナットブロック部２０とを嵌合
してなる磁気ねじ搬送機構の構造の例を示している。ま
た図２は図１のA-B断面部を示し複合磁性材の磁気ねじ
軸１及びこれに対応したＮＳの螺旋状の内面着磁をした
マグネット２、マグネットを組み込んだナットブロック
３、ナットブロック側が軸受部材４により回転自在に本
体側（図示省略）に支持される。ナットブロック３は例
えば円筒状で外周面にはシンクロベルトとかみ合うプー
リーを形成し駆動モータなどと連結されて回転駆動され
る。なお駆動伝達機構はナットの外周に伝達歯車を形成
させても構成できる。このような機構でナット側が回転
すると磁気ねじ軸と対向したマグネットのＮＳの磁界が
軸方向に移動するから磁気結合している磁気ねじ軸を軸
方向に移動させることができる。このようにナットブロ
ック側の回転により磁気ねじ軸の直線駆動をさせること
により回転駆動はナット部に限定できるので長尺な磁気
ねじ軸は単純なシリンダー軸同様に直進運動部材として
扱うことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 illustrates a first embodiment of the present invention, and shows an example of the structure of a magnetic screw transport mechanism in which a magnetic screw shaft 1 and a nut block portion 20 are fitted together. 2 is a sectional view taken along line AB of FIG. 1 and shows a magnetic screw shaft 1 made of a composite magnetic material, a magnet 2 having a corresponding NS inner spiral magnetized, a nut block 3 incorporating the magnet, and a bearing on the nut block side. The member 4 is rotatably supported on the main body side (not shown). The nut block 3 has, for example, a cylindrical shape, and a pulley that meshes with the synchro belt is formed on the outer peripheral surface of the nut block 3 and is connected to a drive motor or the like to be rotationally driven. The drive transmission mechanism can also be configured by forming a transmission gear on the outer circumference of the nut. When the nut side is rotated by such a mechanism, the NS magnetic field of the magnet facing the magnetic screw shaft moves in the axial direction, so that the magnetically coupled magnetic screw shaft can be moved in the axial direction. In this way, since the magnetic screw shaft is linearly driven by the rotation of the nut block side, the rotational drive can be limited to the nut portion, so that the long magnetic screw shaft can be treated as a linear motion member like a simple cylinder shaft.
【００２４】本発明は複合磁性材料の軸材料１に局部加
熱により螺旋状に非磁性部１−１を形成してある。同時
に螺旋状の強磁性部１−２が形成される。本発明に適用
される複合磁性材料の代表的な組成はAlを0.1〜5.0％含
有するFe-Cr-C系の合金で適切な熱処理を施した材料は
強磁性のフェライト相で残留磁束密度Brが約1.0（T）、
保持力約450(A/m)、比透磁率μｒ約900である。これを1
200℃〜溶融温度に加熱後急冷することにより比透磁率
μｒ約1.05の非磁性のオーステナイト組織にすることが
出来る。以下の実施例では外径25ミリ長さ120ミリの複
合磁性材の軸表面を３ｋｗのCO2レーザで局部加熱して
ピッチ5ミリ、リード10ミリの２条非磁性部を螺旋状に
形成したものを用いた例である。非磁性部分は軸表面で
約3ミリ巾で表面より約4ミリ深さまでくさび状に形成さ
れている。In the present invention, the non-magnetic portion 1-1 is spirally formed on the shaft material 1 of the composite magnetic material by local heating. At the same time, the spiral ferromagnetic portion 1-2 is formed. A typical composition of the composite magnetic material applied to the present invention is a Fe-Cr-C alloy containing 0.1 to 5.0% of Al and subjected to an appropriate heat treatment. The material is a ferromagnetic ferrite phase and has a residual magnetic flux density Br. Is about 1.0 (T),
It has a coercive force of about 450 (A / m) and a relative magnetic permeability μr of about 900. This one
A non-magnetic austenitic structure having a relative magnetic permeability μr of about 1.05 can be obtained by heating to 200 ° C. to the melting temperature and then rapidly cooling. In the following examples, the shaft surface of a composite magnetic material having an outer diameter of 25 mm and a length of 120 mm is locally heated by a CO2 laser of 3 kw to form a two-row non-magnetic portion having a pitch of 5 mm and leads of 10 mm in a spiral shape. Is an example using. The non-magnetic part is formed in a wedge shape with a width of about 3 mm on the shaft surface and a depth of about 4 mm from the surface.
【００２５】この磁気ねじ軸の外径は研磨加工により所
定の寸法公差に仕上げられている。磁気ねじ軸とマグネ
ット内径との間隔δは狭いほど磁気回路的な効率が良く
直線駆動力も増加するが、磁気ねじおよびマグネットの
加工精度の関係から数ミリから0.02ミリ程度の範囲から
磁気ねじ軸とナットブロック側の加工精度や使用目的な
どにより選定される。マグネットの材質はリング状また
は半月状の異方性フェライトやNd-Fe-Bなどの希土類マ
グネットが適用でき直線駆動力など必要とされる条件に
より適宜選定できる。一例として空隙δは0.25ミリとし
た巾15ミリの半月形状のNd系希土類マグネット（日立金
属製HS-30CR）に前記磁気ねじと同じピッチ5ミリ、リー
ド10ミリの2条の内面着磁し表面ピーク磁束密度0.3(T)
の磁気ナットと組合した場合の最大軸方向駆動力は約1.
0Kgでこれ以上の負荷が加わると脱調した。マグネット
形状をリング状とし磁気ねじ軸と対向する面積を2倍に
すると最大軸方向駆動力も2倍の2.0Kgとなった。The outer diameter of this magnetic screw shaft is finished to a predetermined dimensional tolerance by polishing. The narrower the distance δ between the magnetic screw shaft and the magnet inner diameter, the better the magnetic circuit efficiency and the linear driving force increases.However, due to the processing accuracy of the magnetic screw and magnet, the range from several millimeters to 0.02 mm can be changed to the magnetic screw shaft. It is selected according to the machining accuracy on the nut block side and the purpose of use. The material of the magnet can be a ring-shaped or half-moon shaped anisotropic ferrite or a rare earth magnet such as Nd-Fe-B, and can be appropriately selected according to the required conditions such as linear driving force. As an example, a half-moon shaped Nd-based rare earth magnet (HS-30CR made by Hitachi Metals) with a width of 0.25 mm and a width of 0.25 mm is magnetized on two inner surfaces with a pitch of 5 mm and a lead of 10 mm, which is the same as the magnetic screw. Peak magnetic flux density 0.3 (T)
The maximum axial driving force when combined with the magnetic nut of is about 1.
At 0 Kg, it lost steps when more load was applied. When the magnet shape was made into a ring and the area facing the magnetic screw shaft was doubled, the maximum axial driving force was also doubled to 2.0 kg.
【００２６】なお、マグネットの内面の螺旋着磁仕様と
磁気ねじ軸側の螺旋非磁性部は必ずしも同一である必要
は無く、片側が1条ねじの状態であったり多少のピッ
チ、リードのずれがあっても効率は多少影響受けるが直
進駆動力を得ることは可能である。The spiral magnetizing specifications on the inner surface of the magnet and the spiral non-magnetic portion on the magnetic screw shaft side do not necessarily have to be the same. One side is in the state of single-thread screw, or some pitch or lead deviation occurs. Even if there is some efficiency, it is possible to obtain a straight driving force.
【００２７】ナットブロックの材質は非磁性金属、磁性
金属、セラミック、プラスチックなど各種の材料が適用
できるがＳＵＭなどの磁性金属材料を用いた場合磁気シ
ールド効果により磁気ナット内に組み込まれたマグネッ
トからの磁束はほとんどが磁気ネジ軸との磁気結合部の
みに流れて外部には漏洩せず磁界を嫌う電子ビーム装置
などにも適用が可能である。As the material of the nut block, various materials such as non-magnetic metal, magnetic metal, ceramics and plastics can be applied. However, when a magnetic metal material such as SUM is used, the magnetic shield effect prevents the magnet from being incorporated in the magnetic nut. Most of the magnetic flux flows only in the magnetic coupling portion with the magnetic screw shaft and does not leak to the outside, so that it can be applied to an electron beam device which does not like the magnetic field.
【００２８】（比較例１）上記複合材の磁気ねじ軸に替
えて強磁性一般構造用鋼SUM24に巾3ミリ、深さ4ミリの
角溝を形成したねじ軸を組み込んだところ最大軸方向駆
動力は約1.２Kgでこれ以上の負荷が加わると脱調した。
当然、非磁性部を角溝形状に確実に形成しているSUM24
軸のほうが最大軸方向駆動力は大きいが複合磁性材に磁
気ねじ軸においてもナット側のマグネット巾を約20%ア
ップの18ミリとしたところSUM24材と同等の1.2Kgの最大
軸方向駆動力を得ることが出来ることを確認した。(Comparative Example 1) In place of the magnetic screw shaft of the above composite material, when a screw shaft having a square groove with a width of 3 mm and a depth of 4 mm was formed in ferromagnetic general structural steel SUM24, the maximum axial drive was achieved. The force was about 1.2 Kg, and when the load was increased, it lost control.
Of course, the non-magnetic part is surely formed in a square groove shape SUM24
Although the shaft has a larger maximum axial driving force, even in the magnetic screw shaft of the composite magnetic material, when the magnet width on the nut side is increased by about 20% to 18 mm, the maximum axial driving force of 1.2 kg equivalent to SUM24 material is obtained. I confirmed that I could get it.
【００２９】（比較例２）次にSUM24の角溝付の磁気ね
じ軸と複合磁性材のストレート磁気ねじを支点間100ミ
リで保持し中央部に荷重を加えて中央部の最大たわみを
測定したところ表１のごとくとなった。(Comparative Example 2) Next, a magnetic screw shaft with a square groove of SUM24 and a straight magnetic screw of a composite magnetic material were held at a fulcrum of 100 mm and a load was applied to the central portion to measure the maximum deflection of the central portion. However, it became as shown in Table 1.
【００３０】[0030]
【表１】磁気ねじ軸中央部最大たわみ （μｍ） [Table 1] Maximum deflection of magnetic screw shaft center (μm)
【００３１】撓みに影響する縦弾性係数は両者で大きな
違いは無いから、表１の両者の撓み量の差は断面2次モ
ーメントの違いによることは明らかであり本例では磁気
ねじ軸外径が同じ25ミリであっても機械的な溝の有無は
軸の剛性に数倍の差を生じることが明らかである。した
がい本発明の機械的な溝の無い複合磁性材を用いた円柱
状ストレートの磁気ねじ軸は高い剛性を確保し長尺の直
線駆動装置に適することがわかる。Since there is no great difference between the two in terms of the longitudinal elastic modulus that influences the flexure, it is clear that the difference in the flexure amount between the two in Table 1 is due to the difference in the second moment of area, and in this example the magnetic screw shaft outer diameter is It is clear that even with the same 25 mm, the presence or absence of mechanical grooves makes a difference in the rigidity of the shaft several times. Therefore, it is understood that the cylindrical straight magnetic screw shaft using the composite magnetic material having no mechanical groove of the present invention ensures high rigidity and is suitable for a long linear drive device.
【００３２】図３は本発明の第二の実施の形態を示す概
念図で後述する第四の実施の形態とも関連する。磁気ね
じ軸１側はナットブロック部２０の回転による連れ回り
を防止する直動案内部材５−１，５−２に連結部材７−
１，７−２で連結されていることを特徴としている。通
常、磁気ねじ搬送機構は磁気ねじ軸または磁気ナットの
どちらかの片側部材を回転させるともう一方の部材は直
進力とともに対向部材の回転に連れ回ろうとするトルク
が働く。本実施の形態ではナットブロック部の回転によ
り磁気ねじ軸が連れまわろうとするのを磁気ねじ軸１に
直動案内部材５−１，５−２を連結して防止することを
特長としている。図３において内面に螺旋着磁されたマ
グネットを内蔵する磁気ナット３はその外周にシンクロ
ベルト８にかみ合う溝を有しており駆動モータ９、駆動
軸に配置されているシンクロプーリ１０と連動して回転
駆動される。連れ回りを防止する直動案内部材は本例で
は外径が精度良く加工された金属棒でありスライド軸受
６−１，６−２にはめ込まれている。スライドベアリン
グ６−１，６−２及び軸受部材４−１，４−２（図示省
略）を介したプーリー状の磁気ナット３は図示してない
直動装置本体に支持されている。このような構造を採用
することにより磁気ねじ軸１はナットブロック部２０と
非接触を保ちながら直動案内部材５−１，５−２により
互いの位置決めがされ、さらにナット回転による連れ回
りを阻止され安定した直線運動が可能となる。なお、ス
ライドベアリング軸受は各種のものが適用でき使用条件
により選定される。本例では直動案内部材としてストレ
ートな金属棒の例を示したがリニアガイドでもスプライ
ンでも良いことはもちろんである。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the present invention and also relates to a fourth embodiment which will be described later. The magnetic screw shaft 1 side is connected to the linear motion guide members 5-1 and 5-2 which prevent the nut block portion 20 from being rotated by the connection member 7-.
It is characterized by being connected by 1, 7-2. Normally, in the magnetic screw conveying mechanism, when one member of either the magnetic screw shaft or the magnetic nut is rotated, the other member is acted on by a torque that tends to rotate along with the rotation of the opposing member together with the rectilinear force. The present embodiment is characterized in that the magnetic screw shaft 1 is prevented from being caught by the rotation of the nut block portion by connecting the linear motion guide members 5-1 and 5-2 to the magnetic screw shaft 1. In FIG. 3, a magnetic nut 3 having a magnet magnetized spirally on its inner surface has a groove on its outer periphery that engages with a synchro belt 8 and works in conjunction with a drive motor 9 and a synchro pulley 10 arranged on a drive shaft. It is driven to rotate. In this example, the linear motion guide member for preventing entrainment is a metal rod whose outer diameter is machined with high precision and is fitted in the slide bearings 6-1 and 6-2. A pulley-shaped magnetic nut 3 via slide bearings 6-1 and 6-2 and bearing members 4-1 and 4-2 (not shown) is supported by a linear motion device body (not shown). By adopting such a structure, the magnetic screw shaft 1 is positioned relative to each other by the linear motion guide members 5-1 and 5-2 while keeping non-contact with the nut block portion 20, and is further prevented from being rotated by the nut rotation. This enables stable linear movement. Various types of slide bearings can be applied and selected according to usage conditions. In this example, an example of a straight metal rod is shown as the linear guide member, but it goes without saying that a linear guide or a spline may be used.
【００３３】図４は発明の第三の実施の形態を示し部品
の番号は図１，２，３と同一内容のものである。本発明
は直動案内部材は少なくとも一対以上の別々の磁気ねじ
軸であることを特徴とする磁気ねじ搬送機構である。す
なわち連れ回りしようとする１本の磁気ねじ軸に他のも
う１本の磁気ねじ軸を連結させたとすると互いに連れ回
りを阻止しあい、磁気ねじ軸は互いに軸直動案内部材の
役目もさせることが可能であり、さらに推力は両磁気ね
じ軸の推力が加算されたものとなる。なお、磁気ねじ軸
は２本以上の複数本を連結したり別の直動案内と連結す
ることが可能である。FIG. 4 shows a third embodiment of the invention, and the component numbers are the same as those in FIGS. The present invention is the magnetic screw transport mechanism, wherein the linear motion guide member is at least a pair of separate magnetic screw shafts. That is, if one magnetic screw shaft to be rotated is connected to another magnetic screw shaft, the other magnetic screw shafts are prevented from rotating with each other, and the magnetic screw shafts can also function as axis linear motion guide members. It is possible, and the thrust is the sum of the thrusts of both magnetic screw shafts. It is possible to connect two or more magnetic screw shafts or to connect with another linear motion guide.
【００３４】図５は発明の第四の実施の形態を示してい
る。第四の実施形態はナットブロック部３には磁気ねじ
軸１とマグネット２を安定した非接触状態を確保できる
ようにスライドベアリング１１−１，１１−２が組み込
まれていることを特徴とする磁気ねじ搬送機構である。
磁気ねじ軸１と磁気ナット３はスライドベアリング１１
が配置されており磁気ねじ軸１と相対的な回転,直進運
動が可能の如く構成されておれば磁気ねじ軸１は軸直動
案内部材の役目もさせることが可能である。スライドベ
アリング１１としては各種の自己潤滑性樹脂または合金
などよりなる摺動ベアリングやリニアボールブッシュ、
空気静圧軸受など各種のものが適用可能である。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the invention. The fourth embodiment is characterized in that slide bearings 11-1 and 11-2 are incorporated in the nut block portion 3 so as to ensure a stable non-contact state between the magnetic screw shaft 1 and the magnet 2. It is a screw transport mechanism.
The magnetic screw shaft 1 and the magnetic nut 3 are slide bearings 11
Is arranged so that the magnetic screw shaft 1 can rotate and move straight relative to the magnetic screw shaft 1, the magnetic screw shaft 1 can also serve as a shaft linear motion guide member. As the slide bearing 11, a slide bearing or a linear ball bush made of various self-lubricating resins or alloys,
Various types such as aerostatic bearings can be applied.
【００３５】図６は発明の第五の実施の形態を示す説明
図で各部品番号は他の図面と同じ機能部材である。第五
の実施形態はナットブロック部２０には駆動ギヤ１２を
有し磁気ねじ軸１と直角方向の駆動源１３から駆動可能
なことを特徴とする磁気ねじ搬送機構である。すなわち
ナットブロック３を回転駆動する駆動モータ１３の機械
的な連結方法としてウオームギヤ１２やかさ歯車を用い
てナットブロックの回転軸と駆動モータの軸とをラック
ピニオン機構のように直角に配置することができる。こ
のような駆動の構成とすることにより磁気ねじ軸の直線
運動範囲と干渉することなく少ないスペースに駆動モー
タ（点線で示す）を配置することができる。なお本例で
は磁気ねじ軸１とナットブロック部２０との間にスライ
ドベアリング１１を配置した構造としてあるが他の直動
案内部材を適用することができる。FIG. 6 is an explanatory view showing a fifth embodiment of the invention, and each part number is the same functional member as in the other drawings. The fifth embodiment is a magnetic screw transport mechanism characterized in that the nut block portion 20 has a drive gear 12 and can be driven by a drive source 13 in a direction perpendicular to the magnetic screw shaft 1. That is, as a mechanical coupling method of the drive motor 13 that rotationally drives the nut block 3, a worm gear 12 or a bevel gear can be used to arrange the rotation shaft of the nut block and the drive motor shaft at a right angle like a rack and pinion mechanism. . With such a drive configuration, the drive motor (shown by the dotted line) can be arranged in a small space without interfering with the linear movement range of the magnetic screw shaft. In this example, the slide bearing 11 is arranged between the magnetic screw shaft 1 and the nut block portion 20, but another linear motion guide member can be applied.
【００３６】図７は発明の第六の実施の形態を示す説明
図である。ナットブロック部２０は駆動モータの回転子
１４（多極のマグネットであったり巻線構造であったり
櫛歯状の磁性体であったりする）の内径側に一体的に配
置され駆動モータに内蔵される。モータの界磁１５、及
びハウジング１６を含めても部品点数が少なく直動装置
として最も構造が簡略であると共に小型化が計れる。本
図ではナットブロック部２０と磁気ねじ軸１の間にはス
ライドベアリング１１−１，１１−２を配置してあるが
別に設けても良い。FIG. 7 is an explanatory view showing a sixth embodiment of the invention. The nut block portion 20 is integrally arranged on the inner diameter side of the rotor 14 (which may be a multi-pole magnet, a winding structure, or a comb-like magnetic body) of the drive motor, and is incorporated in the drive motor. It Even if the motor field 15 and the housing 16 are included, the number of parts is small and the linear motion device has the simplest structure and can be miniaturized. Although the slide bearings 11-1 and 11-2 are arranged between the nut block portion 20 and the magnetic screw shaft 1 in this drawing, they may be separately provided.
【００３７】図８は発明の第七の実施の形態を示す説明
図である。磁気ねじ軸１にはボールスプラインの転動溝
１７が数対形成されこれと対になるスプライン外筒１８
−１，１８−２が磁気ねじ軸１にはまり込んでおり転動
溝にはボールがはまり自由な直動運動と共に磁気ねじ軸
の回転を阻止している。本図は図７のモーター内蔵式の
機構のスライドベアリング１１−１，１１−２の代わり
にボールスプラインの外筒をモータ本体のハウジング側
に配置した構造となっているが他の構造でもボールスプ
ラインを用いて磁気ねじ軸の連れ回りを阻止することが
できる。FIG. 8 is an explanatory view showing a seventh embodiment of the invention. Several pairs of ball spline rolling grooves 17 are formed on the magnetic screw shaft 1 to form a pair with the spline outer cylinder 18.
-1, 18-2 are fitted in the magnetic screw shaft 1, and balls are fitted in the rolling groove to prevent the linear motion of the magnetic screw shaft and the rotation of the magnetic screw shaft. This figure shows a structure in which the outer cylinder of the ball spline is arranged on the housing side of the motor body instead of the slide bearings 11-1 and 11-2 of the mechanism with a built-in motor in FIG. Can be used to prevent rotation of the magnetic screw shaft.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明は上記述のような構成および作用
であるから、下記のような効果を奏し得る。
（１）複合磁性材を用いた円柱状のストレートな磁気ね
じを用いるので剛性が高く従来では不可能であった長尺
の直線駆動が各種の直線駆動案内と併用して実現でき
る。
（２）ナットブロック側の回転により磁気ねじ軸の直線
駆動をさせることにより回転駆動はナット部に限定でき
るので長尺な磁気ねじ軸は単純なシリンダー軸同様に直
進運動部材として扱うことができる。
（３）各種の直動案内部材との併用によりナットブロッ
クの回転による磁気ねじ軸の連れ回りを防止し両者間の
位置決めと磁気ねじ軸の直動運動を効果的にえることが
できる。
（４）複数本の磁気ねじ軸を互いに連結させることによ
り磁気ねじ軸は互いに軸直動案内部材の役目もさせるこ
とが可能であり、さらに推力は各磁気ねじ軸の推力が加
算される直動搬送装置とすることができる。
（５）磁気ねじ軸と磁気ナットブロックの磁気的結合条
件によってきまる最大直進駆動力以上の力は発生せず安
全な磁気ねじを用いた搬送装置を実現できる。
（６）磁気ねじ搬送機構の駆動モータ軸を磁気ねじ軸と
直角に配置することおよび磁気ねじ搬送機構を駆動モー
タに内蔵させることにより搬送機構を小型化することが
できる。
（７）磁気ナットブロックに防塵シールを配置し磁気ね
じ軸と磁気ナットとの空隙に塵埃の侵入を防止し安定し
た磁気ねじ直動搬送機構を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION Since the present invention has the structure and operation as described above, the following effects can be obtained. (1) Since a cylindrical straight magnetic screw made of a composite magnetic material is used, it is possible to realize long linear drive which has a high rigidity and is impossible in the past in combination with various linear drive guides. (2) By rotating the nut block side to linearly drive the magnetic screw shaft, the rotational drive can be limited to the nut portion, so that the long magnetic screw shaft can be treated as a linear motion member like a simple cylinder shaft. (3) By using together with various linear motion guide members, it is possible to prevent the magnetic screw shaft from rotating along with the rotation of the nut block, thereby effectively positioning the magnetic screw shaft and the linear motion of the magnetic screw shaft. (4) By connecting a plurality of magnetic screw shafts to each other, the magnetic screw shafts can also serve as axial linear motion guide members, and the thrust is a linear motion in which the thrust of each magnetic screw shaft is added. It can be a carrier. (5) It is possible to realize a safe conveying device using a magnetic screw without generating a force exceeding the maximum linear driving force determined by the magnetic coupling condition between the magnetic screw shaft and the magnetic nut block. (6) The transport mechanism can be miniaturized by disposing the drive motor shaft of the magnetic screw transport mechanism at a right angle to the magnetic screw shaft and by incorporating the magnetic screw transport mechanism in the drive motor. (7) A dustproof seal is arranged on the magnetic nut block to prevent dust from entering the gap between the magnetic screw shaft and the magnetic nut, and a stable magnetic screw linear transport mechanism can be obtained.
【図１】本発明の第一の実施の形態の磁気ねじ機構を用
いた直線駆動装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a linear drive device using a magnetic screw mechanism according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１のＡ−Ｂ断面である。FIG. 2 is a cross section taken along the line AB of FIG.
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す概念図であ
る。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第三の実施の形態を示すナットブロッ
ク部の断面説明図である。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of a nut block portion showing a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第四の実施の形態の磁気ねじ直動機構
を示す概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a magnetic screw linear motion mechanism according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第五の実施の形態の磁気ねじ直動機構
を示す概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a magnetic screw linearly moving mechanism according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第六の実施の形態の磁気ねじ直動機構
を示す概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram showing a magnetic screw linearly moving mechanism according to a sixth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第七の実施の形態の磁気ねじ直動機構
を示す概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram showing a magnetic screw linear motion mechanism of a seventh embodiment of the present invention.
１ 磁気ねじ軸
１−１ 磁気ねじ軸の螺旋状非磁性部
１−２ 磁気ねじ軸の螺旋状強磁性部
２ 磁気ねじ軸に対応した螺旋状磁極を有するマグ
ネット
３ ナットブロック
４ 軸受部材
５ 直動案内部材
６ スライドベアリング
７ 連結部材
８ シンクロベルト
９ 駆動モータ
１０ シンクロプーリ
１１ スライドベアリング
１２ ウオームギヤ
１３ 駆動モータ
１４ 駆動モータ回転子
１５ 駆動モータ界磁
１６ ハウジング
１７ ボールスプライン転動溝
１８ ボールスプライン外筒
２０ ナットブロック部1 Magnetic Screw Shaft 1-1 Spiral Non-Magnetic Part of Magnetic Screw Shaft 1-2 Spiral Ferromagnetic Part of Magnetic Screw Shaft 2 Magnet Having Helical Magnetic Pole Corresponding to Magnetic Screw Shaft 3 Nut Block 4 Bearing Member 5 Linear Motion Guide member 6 Slide bearing 7 Connecting member 8 Synchro belt 9 Drive motor 10 Synchro pulley 11 Slide bearing 12 Worm gear 13 Drive motor 14 Drive motor rotor 15 Drive motor field 16 Housing 17 Ball spline rolling groove 18 Ball spline outer cylinder 20 Nut Block part
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 25/24 Ｆ１６Ｈ 25/24 Ｂ Ｌ Ｆターム(参考） 3J062 AA28 AB23 AC07 BA13 BA24 CD16 CD23 CD46 CD55 CD68 4K022 AA02 AA34 AA48 BA14 BA16 BA32 DA01 4K024 AA02 AB01 BA02 BB04 BB14 BC06 GA03 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F16H 25/24 F16H 25/24 BL F term (reference) 3J062 AA28 AB23 AC07 BA13 BA24 CD16 CD23 CD46 CD55 CD68 4K022 AA02 AA34 AA48 BA14 BA16 BA32 DA01 4K024 AA02 AB01 BA02 BB04 BB14 BC06 GA03
Claims (11)
に移動自在に配置された磁気ねじ軸と、この磁気ねじ軸
の外周面と間隔を隔てて対向し強磁性部と磁気的に結合
する磁極を有するナットブロック部とを備え、ナットブ
ロック部を回転させることにより磁気ねじ軸に軸方向の
推力を与えることを特徴とする磁気ねじ搬送機構。1. A magnetic screw shaft, which has a spiral ferromagnetic portion on its outer peripheral surface and is movably arranged in the axial direction, and a magnetic screw shaft that opposes the outer peripheral surface of the magnetic screw shaft at a distance. And a nut block portion having magnetic poles that are coupled to each other, and applying a thrust force in the axial direction to the magnetic screw shaft by rotating the nut block portion.
ナットブロック部の回転による連れ回りをしない請求項
１記載の磁気ねじ搬送機構。2. The magnetic screw shaft is connected to a linear motion guide member,
2. The magnetic screw transport mechanism according to claim 1, which is not rotated by rotation of the nut block portion.
し、それらを互いに連結して連れ回りを阻止し、前記磁
気ねじ軸は直動案内部材を兼ねる請求項１記載の磁気ね
じ搬送機構。3. The magnetic screw transport mechanism according to claim 1, further comprising at least two magnetic screw shafts, which are connected to each other to prevent rotation thereof, and the magnetic screw shaft also serves as a linear motion guide member.
と、スライドベアリングに支持された直動案内部材とし
てのストレート軸部材とを備え、両者を連結する請求項
１記載の磁気ねじ搬送機構。4. The magnetic screw transport mechanism according to claim 1, further comprising a magnetic screw shaft that also functions as a linear motion guide member, and a straight shaft member as a linear motion guide member supported by a slide bearing, and connecting the both. .
はスライドベアリングが組み込まれている請求項１乃至
４の何れかに記載の磁気ねじ搬送機構。5. The magnetic screw transport mechanism according to claim 1, wherein a slide bearing is incorporated between the magnetic screw shaft and the nut block portion.
されている請求項１乃至５の何れかに記載の磁気ねじ搬
送機構。6. The magnetic screw transport mechanism according to claim 1, wherein the magnetic screw shaft is surface-treated for wear resistance.
電気Ｃｒめっき処理である請求項６記載の磁気ねじ搬送
機構。7. The magnetic screw transport mechanism according to claim 6, wherein the surface treatment is Ni-P electroless plating or electric Cr plating.
気ねじ軸と直角方向の駆動源から駆動可能な請求項１乃
至７項の何れかに記載の磁気ねじ搬送機構。8. The magnetic screw conveying mechanism according to claim 1, wherein the nut block portion has a drive gear and can be driven by a drive source in a direction perpendicular to the magnetic screw shaft.
の内径部に一体的に組み込まれている請求項１乃至７の
何れかに記載の磁気ねじ搬送機構。9. The magnetic screw transport mechanism according to claim 1, wherein the nut block portion is integrally incorporated in an inner diameter portion of the drive motor rotor.
はまり込む複数本の溝を有してボールスプラインを形成
して磁気ねじ軸の回転を防止できる請求項１乃至９項の
何れかに記載の磁気ねじ搬送機構。10. The magnetic screw shaft according to claim 1, wherein the surface of the magnetic screw shaft has a plurality of grooves into which the loaded ball rows are fitted to form a ball spline to prevent rotation of the magnetic screw shaft. The described magnetic screw transport mechanism.
と接触するダストシールが配置されている請求項１乃至
１０項の何れかに記載の磁気ねじ搬送装置。11. The magnetic screw conveying device according to claim 1, wherein a dust seal that is in contact with the magnetic screw shaft is arranged at an end of the nut block portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313984A JP2003120780A (en) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Magnetic screw carrying mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313984A JP2003120780A (en) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Magnetic screw carrying mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120780A true JP2003120780A (en) | 2003-04-23 |
Family
ID=19132367
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001313984A Pending JP2003120780A (en) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Magnetic screw carrying mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003120780A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007063729A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-07 | Thk Co., Ltd. | Linear motor integrating spline |
| JP2008178219A (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Canon Inc | Driver and lens driver |
| JP2013147968A (en) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | Screw compressor |
| CN103986305A (en) * | 2014-05-16 | 2014-08-13 | 哈尔滨工业大学 | Permanent magnet-inductor type mixed magnetic circuit magnetic lead screw based on radial-axial magnetic flux |
-
2001
- 2001-10-11 JP JP2001313984A patent/JP2003120780A/en active Pending
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| CN103986305B (en) * | 2014-05-16 | 2016-02-17 | 哈尔滨工业大学 | Based on permanent magnet induction mixed magnetic circuit magnetic Screw that is radial and axial radial flux |
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