JP2008521378A - 検出機構を有する回転／直線駆動装置 - Google Patents

Abstract

回転／直線駆動装置が、直線運動および回転運動を検出するための改良された検出機構を装備されねばならない。このため、直線駆動ユニット（２）の外部回転子として構成される二次部品（４）の直線運動および／または回転運動を検出するための検出機構（１２、１４、１６、１７）は、少なくとも部分的に、直線駆動ユニット（２）の一次部品（６）の内部に配置されている。これにより検出機構（１２、１４、１６、１７）は磁気遮蔽領域内にある。二次部品（４）の栓（１０）は一次部品（６）内で軸受（１１）によって支承することができ、これにより検出機構（１２、１４、１６、１７）における偏心は避けることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一次部品と二次部品とを有する直線駆動ユニットを備えた回転／直線駆動装置に関する。

回転／直線駆動装置は一般に知られている。直線駆動用外部回転子を備えた回転／直線駆動装置は、内部回転子を備えた回転／直線駆動装置に比べて、同じ外径において一層大きなエアギャップ面積を備えており、一層強い軸線方向力を生成することができるという利点を有する。

このような回転／直線駆動装置の直線運動も回転運動もその制御のために相応する検出器によって検出されねばならない。しかしこれに適した磁気検出機構は一般に検出磁石とセンサとの間の偏心に対してきわめて敏感である。

さらに、検出機構の磁界センサの配置が問題である。磁界センサは基本的に直線駆動ユニットの電磁石もしくは永久磁石に対して遮蔽されまたはそれらから相応に遠く離れていなければならない。

そこで本発明の課題は、改良された検出機構を備えた回転／直線駆動装置を提案することである。

本発明によればこの課題は、一次部品と二次部品とを有する直線駆動ユニットを備えた回転／直線駆動装置において、二次部品が外部回転子として構成されており、直線運動および／または回転運動を検出するための検出機構が、少なくとも部分的に、一次部品の内部に配置されていることによって解決される。

検出機構を少なくとも部分的に一次部品の内部に配置することによって、検出機構は一次部品の磁気機構から十分に遮蔽することができる。これにより、検出信号の質向上が保証されている。

本発明に係る一構成によれば、検出機構の少なくとも１つの構成要素が二次部品の中空栓に取付けられており、中空栓が一次部品の内部に突出している。それにより、一次部品の内部での二次部品の運動が記録可能である。

中空栓の運動を検出するために、固定されたセンサ栓が中空栓の内部に突出しているとよい。これにより、中空栓に固着された検出磁石の運動は記録することができる。

有利には、中空栓が一次部品の穴のなかで支承される。検出機構が中空栓に、したがって軸受の近傍に配置されていることによって、偏心は大部分を回避することができる。

中空栓の自由端に直線検出磁石を取付けておくことができ、その直線運動がセンサ栓内のセンサによって検出される。殊に磁石は、１つの二次コイルと２つの一次コイルとを備えた円筒状直線センサ上を動かされる環状磁石とすることができる。

さらに、中空栓の周面に少なくとも１つの回転検出磁石を配置しておくことができ、その回転運動はセンサ栓の自由端面のセンサによって検出可能である。したがって、中空栓の内部で作動するセンサは外的影響から十分に遮蔽されている。

特別好ましい１実施形態では、一次部品が冷却機構を有する。この冷却機構は特に一次部品の内側領域をも冷却すべきであり、検出機構は、さらに中空栓の軸受も、一次部品の損失電力によって過度に暖められることがない。

本発明は次に、本発明に係る回転／直線駆動装置の横断面を示す添付図面に基づいて詳しく説明される。

以下に詳しく述べる実施例は本発明の好ましい実施形態である。

図に示した回転／直線駆動装置は回転駆動ユニット１と直線駆動ユニット２とを有する。したがって軸３は周方向にも軸線方向にも動くことができる。このような運動は例えば印刷機のローラ用、または工作機械、特にフライス盤用に不可欠である。

直線駆動ユニット２は鉢状に形成される外部回転子４を装備している。外部回転子は永久磁石５をその内周面に装着している。

中空円筒状一次部品は二次部品４もしくは外部回転子の内部にある。一次部品６は巻線７を備えている。さらに、一次部品６は回転／直線駆動装置のハウジング９の蓋８と強固に相対回転不能に結合されている。

一次部品６が中央に穴を有し、この穴のなかに二次部品４の中空栓１０が突出している。軸受１１によって中空栓１０は一次部品６の穴のなかで支承されている。

中空栓１０が穴を有し、この穴の内面に回転検出磁石１２が取付けられている。回転検出磁石１２の軸線方向広がりは直線駆動ユニット２が走行できる行程にほぼ一致する。それにより、駆動ユニットの直線範囲全体で回転信号を獲得できることが確保されている。

蓋８にさらに管もしくはセンサ栓１３が相対回転不能に取付けられている。管状センサ栓１３の端面にある回転センサ１４は例えば角度ホールセンサによって実現されている。これが二次部品４の中空栓１０に付属する回転検出磁石１２の回転運動を検知する。

プラスチック延長管１５が中空栓１０の自由端内で固着されている。この延長管１５の末端に環状直線検出磁石１６がある。プラスチックからなる延長管１５は検出磁石１２、１６の磁界に影響を及ぼさない。

中空栓１０もしくは二次部品４の直線運動を検出するためにセンサ栓１３内にさらに直線センサ１７が収容されている。この直線センサは１つの二次コイルと２つの一次コイルとを含めて軟磁性材料からなり、直線検出磁石１６の直線位置、従って二次部品４の直線位置を検出することができる。

それにより、その内部に中空栓１０を備える外部回転子の態様に構成される直線回転子もしくは二次部品４の特殊構成によって、回転子の回転運動および直線運動を一緒に行う検出磁石１２、１６を中空栓１０上に配置する可能性が与えられている。

プラスチックからなる延長管１５は検出磁石１２、１６の磁界に影響を及ぼさない。

センサ栓１３は交換可能に蓋８に固着されており、したがってハウジング９、一次部品６の巻線７および回転駆動ユニット１の巻線１８に対してその位置および向きを固定されている。

中空栓１０は軸受１１の配置用にも利用されるので、そのことから、センサ１４、１７に対して検出磁石１２、１６のほぼ理想的な同軸配置という利点が得られる。これにより、検出信号の高い質が達成可能である。

直線駆動ユニット２の一次部品６の内部に検出機構をこのように配置する他の利点は、駆動ユニット１、２の電磁界から検出磁石およびセンサの位置が遮蔽されていることにある。したがって駆動ユニット１、２の交流磁界は検出機構のセンサ信号に影響を及ぼさない。

直線駆動ユニット２の一次部品６は、冷却穴１９によって示唆された水冷却部を備えている。軸線方向に延びるこれら冷却穴１９のうちの複数は蓋８内、および一次部品６の反対側端面に取付けられた他の蓋２０内で、蛇行状にフライス加工された軌道によって互いに結合されている。選択的にまたは付加的に冷却部は、一次部品６の穴内にフライス加工された螺旋状溝によって実現することができる。この螺旋状溝はスリーブによって覆うことができ、その場合このスリーブは同時に軸受１１の外スリーブとして利用することができる。

巻線７の領域の他に検出機構１２、１４、１６、１７および軸受１１の領域はこの冷却部によって良好に一緒に冷却される。センサ信号の熱ドリフトは、さらに過度に高い温度のゆえのセンサ故障も、これにより回避することができる。

回転検出磁石１２の軸線方向広がりは、直線駆動ユニット２が走行できる行程にほぼ一致している。それにより、駆動ユニットの直線領域全体で回転信号を獲得できることが確保されている。

両方の検出システム（直線検出システムと回転検出システム）を軸線方向で前後に配置することによって、簡単な組付と分解が保証されている。さらに、相互的影響は十分に排除されている。

本発明に係る回転／直線駆動装置の横断面図である。

符号の説明

１ 回転駆動ユニット
２ 直線駆動ユニット
３ 軸
４ 二次部品
５ 永久磁石
６ 一次部品
７ 巻線
８ 蓋
９ ハウジング
１０ 中空栓
１１ 軸受
１２ 回転検出磁石
１３ センサ栓
１４ 回転センサ
１５ 延長管
１６ 直線検出磁石
１７ 直線センサ
１８ 巻線
１９ 冷却穴
２０ 蓋

Claims (7)

1. 一次部品（６）と二次部品（４）とを有する直線駆動ユニット（２）を備えた回転／直線駆動装置において、二次部品（４）が外部回転子として構成されており、二次部品（４）の直線運動および／または回転運動を検出するための検出機構が、少なくとも部分的に、一次部品（６）の内部に配置されていることを特徴とする回転／直線駆動装置。
2. 検出機構の少なくとも１つの構成要素が二次部品（４）の中空栓（１０）に取付けられ、中空栓（１０）が一次部品（６）の内部に突出している請求項１記載の回転／直線駆動装置。
3. 固定されたセンサ栓（１３）が中空栓（１０）の内部に突出している請求項２記載の回転／直線駆動装置。
4. 中空栓（１０）が一次部品（６）の穴のなかで支承されている請求項２または３記載の回転／直線駆動装置。
5. 中空栓（１０）の自由端に直線検出磁石（１６）が取付けられており、その直線運動がセンサ栓（１３）内のセンサ（１７）によって検出可能である請求項３または４記載の回転／直線駆動装置。
6. 中空栓（１０）の周面に少なくとも１つの回転検出磁石（１２）が配置されており、その回転運動がセンサ栓（１３）の自由端面のセンサ（１４）によって検出可能である請求項３乃至５のいずれか１つに記載の回転／直線駆動装置。
7. 一次部品（６）が冷却機構（１９）を有する先行請求項のいずれか１つに記載の回転／直線駆動装置。

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