JP3407980B2

JP3407980B2 - リニア電磁アクチュエータ及びこれを具備した駆動ユニット

Info

Publication number: JP3407980B2
Application number: JP16053194A
Authority: JP
Inventors: 誠治武井
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 2003-05-19
Anticipated expiration: 2018-05-19
Also published as: JPH089622A; US5675195A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，例えば，工作機
械，産業用ロボット等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及び該リニア電磁アクチュエータ
に物体案内用の案内手段を付加してなる駆動ユニットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，物体案内用の案内手段を付加した
駆動ユニットとして，図９に示すものが知られている。
図９に示すように，駆動ユニットは，案内手段として，
夫々長手方向に沿って軌道が形成されてベース１０１上
に平行に固定された２本のトラックレール１０２と，ト
ラックレール１０２上に跨架して軌道により案内される
摺動台１０４とを有している。また，リニア電磁アクチ
ュエータとしては，リニアパルスモータが採用されてお
り，一次側（図示せず）については，互いに結合された
永久磁石と電磁石とにより構成されて摺動台１０４の下
面側に取り付けられている。二次側１０６については，
高透磁率を有して多数の誘導子歯が軌道方向において並
ぶように形成された矩形板状の部材からなり，誘導子歯
と電磁石とが相対するように構成されている。

【０００３】一方，上記一次側及び二次側１０６の相対
位置を検知する検知手段が設けられており，該検知手段
は次のように構成されている。図９に示す駆動ユニット
の場合には，二次側１０６は固定であり，一次側が可動
側として移動する。

【０００４】図９に示すように，該検知手段は，上記一
次側が取り付けられた摺動台１０４の移動方向において
延在すべくベース１０１上に設けられた被検知部として
のリニア磁気スケール１０８と，リニア磁気スケール１
０８に対応するように摺動台１０４の下面側に取り付け
られた検知部としての磁電変換素子（図示せず）とを有
している。リニア磁気スケール１０８には，その長手方
向において異なる磁極（Ｎ及びＳ）が交互に且つ微細に
配設着磁されており，摺動台１０４と共にリニア磁気ス
ケール１０８に沿って移動する上記磁電変換素子から各
磁極に応じた信号が発せられ，該信号に基づいて摺動台
１０４即ち上記一次側の位置が検知される。

【０００５】図９において，参照符号１０９は，上記一
次側が含む電磁石への電源の供給や上記磁電変換素子よ
り発せられる信号を外部へ伝達するための接続ケーブル
（図示せず）を収容するケーブルガイドを示すものであ
る。ケーブルガイド１０９は，多数の駒を互いに枢動自
在に一列に連結してなり，摺動台１０４の移動時であっ
ても，接続ケーブルが所定の湾曲形状を保つようになす
と共に，接続ケーブルが損傷を受けないように保護する
作用をなす。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の駆動ユ
ニットにおいては，信号の伝達等を行わせるべく設けら
れた上記接続ケーブル（図示せず）が，その自重に基づ
く比較的大きな慣性力を作動の都度負荷すること等によ
って耐久性は必ずしも良好とは言えず，長期に亘る使用
や，摺動台１０４の作動頻度が高い場合には断線する懸
念がある。

【０００７】また，上記接続ケーブルはそれ自体がある
程度大きな重量を有し，更に上記ケーブルガイド１０９
を組み合わせることにより配線に関する重量は多大とな
り，これが摺動台１０４の作動に抵抗を及ぼし，高精度
な作動状態が得られないという欠点がある。また，上記
構成のケーブルガイド１０９はかなり高価で，この点が
装置の低コスト化を図る上で解決されるべき問題の１つ
となっている。更に，ケーブルガイド１０９はその占有
するスペースが大きく，装置の小型化を図る上で障害と
なっている。

【０００８】この発明の目的は，上記従来技術の欠点に
鑑みてなされたものであって，信号伝達用等の配線に関
して高い耐久性を確保し，且つ前記配線が可動部の作動
に及ぼす抵抗を極力小さくして高精度な作動状態を得る
と共に，低コスト化及び小型化を達成し，更に配線自体
の機能を長期にわたって維持することができるリニア電
磁アクチュエータ及びこれを具備した駆動ユニットを提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は，互いに相対
運動を行う一次側及び二次側とで構成されるリニア電磁
アクチュエータにおいて，前記一次側と前記二次側とに
両端部の各端部がそれぞれ接続され且つ屈曲した状態に
て介装された信号等を伝達する可撓性のプリント配線基
板が配設され，及び前記プリント配線基板の前記両端部
間の屈曲した内側にあって前記一次側又は前記二次側に
相対運動方向に沿って延在し且つ前記プリント配線基板
を摺接可能に案内する平面を有した摩擦係数が小なる摺
接部材が設けられていることを特徴とするリニア電磁ア
クチュエータに関する。

【００１０】前記プリント配線基板は，屈曲部以外の部
分の主面が鉛直方向に対して略垂直となるように配設さ
れている。

【００１１】このリニア電磁アクチュエータは，前記一
次側及び前記二次側の相対位置を検知する検知手段が設
けられ，前記検知手段は，前記一次側及び前記二次側の
いずれか一方に取り付けられた被検知部と他方に取り付
けられて前記被検知部を検知して信号を発する検知部と
を有し，前記プリント配線基板は前記検知部からの信号
を伝達するものである。

【００１２】また，この発明は，リニア電磁アクチュエ
ータの一次側及び二次側のいずれか一方が配設された可
動側でなるテーブル，他方が配設された固定側でなるベ
ッド，及び前記テーブルと前記ベッドとの相対運動を案
内する案内手段を備えた駆動ユニットにおいて，前記一
次側と前記二次側とに両端部の各端部がそれぞれ接続さ
れ且つ屈曲した状態にて介装された信号等を伝達する可
撓性のプリント配線基板が配設され，前記プリント配線
基板の前記両端部間の屈曲した内側にあって前記ベッド
に相対運動方向に沿って延在し且つ前記プリント配線基
板を摺接可能に案内する平面を有した摩擦係数が小なる
摺接部材が設けられていることを特徴とする駆動ユニッ
トに関する。

【００１３】この発明は，上記のように構成されている
ので，摺接部材によってプリント配線基板の案内がなさ
れ，その結果，リニア電磁アクチュエータ又は該リニア
電磁アクチュエータを組み込んだ駆動ユニットの可動部
の作動に伴ってプリント配線基板が追従する際に，大き
く撓むことが防止され，また，複雑な形態に撓むことが
防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
の実施例としての駆動ユニットについて説明する。ま
た，この駆動ユニットは，リニア電磁アクチュエータと
してのリニア直流モータと，移動させるべき物体を担持
すると共に該リニア直流モータの一次側及び二次側の相
互の作動の案内をなす案内手段とを相互付加してなる。
この実施例の場合に，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
が，この他，可動コイル型のリニア直流モータ，リニア
パルスモータ，ボイスコイルモータ等の種々のものが適
用可能であることは勿論である。

【００１５】まず，図１乃至図３を参照して，この駆動
ユニットに設けられている案内手段について説明する。
案内手段は，全体として平板状に形成されたべッド１
と，べッド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，べッド１
の上面には，平板状に形成されてべッド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によってべッド１に
対して締結されている。

【００１６】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がコイルヨーク３の長手方向に沿って
配置されており，且つ複数本の平小ねじ８（図３参照）
によってコイルヨーク３に締結されている。

【００１７】図４に示すように，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７
ａ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，トラックレール７の外側にはトラックレ
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。また，図３から明らかなように，テ
ーブル２には，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はこれらの座ぐり部２ａ，挿通孔２ｂ内に埋
没され，テーブル２の上面に突出してはいない。

【００１８】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，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。

【００１９】図４に示すように，スライドメンバー１０
は，ケーシング１４と，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１６
ａ，１６ｂと，両エンドキャップ１６ａ，１６ｂ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をその長
手方向において直線的に貫くように且つ互いに平行に形
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。また，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。

【００２０】この駆動ユニットは，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，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，ボルトはこれらの座ぐり部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，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，この駆動ユニットが装備されるべき
工作機械等の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
てテーブル２に対して締結される。

【００２１】次に，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説明する。まず，一
次側については，図１〜図３及び図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，コイル
ヨーク３の上面側にコイルヨーク３の長手方向に沿って
配置されたコイル基板２０と，コイル基板２０の下面
側，即ちコイルヨーク３側に，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
れた複数（例えば，１４個）の電機子コイル２２とを有
している。また，各電機子コイル２２は，略矩形環状に
巻回されている。更に，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。各電機子コイル２２
及びコイル基板２０の双方は，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，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。

【００２２】図３及び図５に示すように，さら小ねじ２
４によって締め付けられるコイル基板２０とさら小ねじ
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２
６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の内側に嵌挿している。

【００２３】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。図
１，図３及び図５に示すように，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によりベ
ッド１に対して締結されている。また，これらのボルト
５は，コイルヨーク３のベッド１に対する締結を行うも
のである。

【００２４】図５に示すように，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２２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。また，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，即ち２つの電
機子コイルに対応する回路を含んでいる。

【００２５】次に，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。
回路基板３０について説明すると，回路基板３０を製作
する場合に，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。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。また，図５に
示すように，基本基板Ｋ５４の表裏両面（図５には裏面
のみを示す）には，各区割部３５を判別するためのマー
クとして破線５５が示されている。

【００２６】前述した回路基板３０は，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Ｋ５４が
有する６つの区割部３５のうち１つを破線５５にて切断
して分割し，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。

【００２７】図５において，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。また，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，接続部品５７を用いて接続を行うようにしたことに
より，一度に接続することができると共に，接続部品５
７が有する剛性によって接続部の補強になる。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
を用いてもよい他に，ＩＣ等の電子部品を共用してもよ
い。

【００２８】次に，コイル基板２０について説明する。
コイル基板２０は，全体としては図示していないが，コ
イル基板２０を製作する場合に，図５に示すように，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。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。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Ｃ
５９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。また，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，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。また，図５において，参照符号６０ａは，各区割部
６０に設けられた接続端子を示している。

【００２９】また，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，この実施例については，総数１４の電機子コイル２
２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，基本基板Ｋ５４，基本基板Ｃ５９の全長，即ちこれ
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，それらの設定を適宜変え得ることは勿論であ
る。

【００３０】また，この実施例については，基本基板Ｋ
５４，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，これらを未分割の基本基板Ｋ５
４，基本基板Ｃ５９に継ぎ足すことによりコイル基板２
０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，基本基板Ｋ５４，基本
基板Ｃ５９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末分割の基本基板
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。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。

【００３１】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，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。また，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，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
けるように構成してもよい。

【００３２】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。図１及び図３に示す
ように，リニア直流モータの二次側は，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の各々と対向するようにマグネット
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，全体として矩形板状に形成され，一次側及び二次側
の相対移動がなされる方向Ａ，即ち，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
互に並ぶように配設着磁されている。

【００３３】この駆動ユニットは，一次側及び二次側の
相対位置，即ち，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。該検知手段は，図１乃至図３に示す被検
知部としてのリニア磁気スケール７１と，図３に示す検
知部７２とからなる。リニア磁気スケール７１は，テー
ブル２の移動方向において延在し，その長手方向に沿っ
てＮ，Ｓの磁極が交互に微細ピッチで多極着磁されると
共に，一端に原点信号着磁部が形成されている。検知部
７２には，原点検出用の磁気抵抗素子（ＭＲ素子：図示
せず）を設けると共に，Ａ相及びＢ相のホール効果素子
等からなる２つの磁電変換素子（図示せず）を互いに上
記ピッチの２分の１だけずらせて配置している。上記の
構成により，Ａ相，Ｂ相の信号が得られ，相対位置の検
知と共に移動方向の判別ができる。図１乃至図３に示す
ように，検知部７２から発せられる信号の伝達をなすた
めの可撓性プリント配線基板７４と，プリント配線基板
７４を覆うカバー７５とが設けられている。

【００３４】上記した構成の駆動ユニットについては，
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。

【００３５】次に，上述したプリント配線基板７４とそ
の周辺の構成に関して詳述する。まず，上述したよう
に，信号伝達用等の配線として可撓性プリント配線基板
７４を採用したので，下記の効果が奏される。即ち，プ
リント配線基板７４は極めて軽量である故に，リニア電
磁アクチュエータ（本実施例の場合には，リニア直流モ
ータ）若しくは駆動ユニットの可動部の作動に基づき，
プリント配線基板７４に生ずる慣性力が小さく，また，
プリント配線基板７４自体も強靱であるから耐久性が良
好である。駆動ユニットの上記可動部とは，リニア直流
モータに関しては二次側を示し，駆動ユニットに関して
は二次側とスライドメンバー１０及びテーブル２との結
合体を示す。従って，プリント配線基板７４は，作動頻
度が高く，しかも長期にわたって使用しようとも断線す
る恐れがない。

【００３６】また，プリント配線基板７４は，上記のよ
うに極く軽量であるから，リニア電磁アクチュエータ若
しくは駆動ユニットの作動に及ぼす抵抗は小さく，高精
度な作動状態が得られる。更に，プリント配線基板７４
は，比較的安価であり，装置の低コスト化が達成され
る。また，プリント配線基板７４は，薄く，その占有ス
ペースが小さく，装置の小型が図り易い。

【００３７】次に，プリント配線基板７４の保護等をな
すため設けられた構成について説明する。前述したよう
に，プリント配線基板７４は，リニア直流モータの一次
側と二次側の間に屈曲した状態にて介装されて信号の伝
達をなすものである。詳しくは，図１，図３，図７及び
図８に示すように，プリント配線基板７４の一端部は，
二次側と結合されたテーブル２に側方に張出するように
固設された基板８１の先端部に対してソケット８２を介
して接続させており，また，他端部は，上記一次側と結
合された固定側としてのベッド１に側方に張出するよう
に設けられた基板８３の先端部に対してソケット８４を
介して接続されている。そして，プリント配線基板７４
は，屈曲部７４ａ以外の部分の主面，即ち，屈曲部７４
ａを挟んで位置する上辺部７４ｂ及び下辺部７４ｃの主
面が，鉛直方向即ち重力方向に対して略垂直となるよう
に配設されている。かかる構成においては，上記一次側
に対する二次側の移動に伴ない，プリント配線基板７４
は二次側に追従する。また，当然ではあるが，二次側の
移動に伴い，プリント配線基板７４の屈曲部７４ａの位
置は変化し，上辺部７４ｂ及び下辺部７４ｃの長さも変
わる。

【００３８】図１，図３，図７及び図８に示すように，
上記プリント配線基板７４の上下両端部間に位置するよ
うにフイルム状の摺接部材８７が設けられており，且
つ，ベッド１の側部に取り付けられた断面Ｌ字状のブラ
ケット８８の上辺部に貼着されている。詳しくは，摺接
部材８７は図示のように矩形状に形成され，プリント配
線基板７４に対して摺接可能に，且つ上記二次側の移動
方向に沿って延在すべく配置されている。摺接部材８７
は，例えば，ポリテトラフルオロエチレン等の摩擦係数
が小さな素材をフイルム状に形成してなるものであり，
その厚さは，例えば，０．０５ｍｍ乃至０．１３ｍｍに
設定されている。そして，ブラケット８８に対し，シリ
コーン系等の接着剤（図示せず）を用いて接着されてい
る。接着剤の層の厚さは，例えば，０．０３ｍｍ乃至
０．０５ｍｍに設定される。

【００３９】また，摺接部材８７としては，ポリテトラ
フルオロエチレンのみを素材とする他，所定の材質の繊
維からなる織布を芯材とし，該芯材にポリテトラフルオ
ロエチレンをコーティングしたものとしても良い。ま
た，該繊維自体に関しても，その素材としてポリテトラ
フルオロエチレンが用いられることが好ましい。

【００４０】上述したように，信号伝達用の配線とし
て，プリント配線基板７４を採用したことによって，下
記の効果が得られる。即ち，プリント配線基板７４は極
めて軽量である故に，リニア電磁アクチュエータ又は駆
動ユニットの可動部の作動に基づき，プリント配線基板
７４に生ずる慣性力が小さく，また，プリント配線基板
７４自体も強靱であるから耐久性が良好である。従っ
て，プリント配線基板７４は，作動頻度が高く，しかも
長期にわたって使用しても断線する恐れがない。また，
プリント配線基板７４は，上記のように極く軽量である
から，リニア電磁アクチュエータ又は駆動ユニットの作
動に及ぼす抵抗は小さく，高精度な作動状態が得られ
る。更に，プリント配線基板７４は，比較的安価であ
り，装置の低コスト化が達成される。また，プリント配
線基板７４は，薄く，その占領スペースが小さく，装置
の小型化が図り易い。

【００４１】前述のように，この駆動ユニットについて
は，屈曲した状態にて設けられたプリント配線基板７４
の両端部間に摩擦係数の小さな摺接部材８７が介装さ
れ，摺接部材８７はプリント配線基板７４に対して摺接
可能とされ，且つ，リニア電磁アクチュエータが備える
一次側及び二次側の相対運動方向に沿って延在するよう
に配設されている。即ち，プリント配線基板７４は，一
次側及び二次側の相対運動に追従する訳であるが，摺接
部材８７はプリント配線基板７４の屈曲部７４ａを挟ん
だ上下両辺部７４ｂ，７４ｃの間に介在する状態とな
る。

【００４２】また，摺接部材８７は，プリント配線基板
７４を案内する作用をなすから，プリント配線基板７
４，この場合その上辺部７４ｂは図８において実線及び
二点鎖線にて示す状態となり，無用に大きく，又は複雑
な形態にて撓むことがない。それ故に，上辺部７４ｂが
周辺の部材，具体的にはカバー７５に接触したり，下辺
部７４Ｃに接触することが回避され，接触が長期にわた
って頻繁に繰り返されることにより懸念される基板表層
部分のすり減りに基づくショート等が回避されると共
に，プリント配線基板７４に無理な力が加わることが防
止され，長期にわたってその機能が維持される。因に，
摺接部材８７が設けられていない場合，プリント配線基
板７４の上辺部７４ｂは図８において一点鎖線にて示す
ように大きく撓み，カバー７５に接触しつつ移動する恐
れがある。

【００４３】また，プリント配線基板７４の下辺部７４
ｃに関しては，図８に二点鎖線で示すように，カバー７
５に接触するが，これは単にカバー７５上に乗るだけ
で，摺れながら移動する訳ではないから，このような問
題は生じない。

【００４４】上記実施例のように，このリニア電磁アク
チュエータの上記の効果は，プリント配線基板７４をそ
の屈曲部以外の部分，即ち，両辺部７４ｂ，７４ｃの主
面が鉛直方向に対して略垂直となるように配設された場
合に顕著である。即ち，プリント配線基板７４をこのよ
うに配設した場合，両辺部７４ｂ，７４ｃが撓みを生ず
る方向が重力方向となるので，重力によって撓みが助長
されるからである。

【００４５】また，この駆動ユニットが具備するリニア
電磁アクチュエータとしてのリニア直流モータについて
は，その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，一次側及び二次側のいず
れか一方，この場合，一次側に対して取り付けられた被
検知部としてのリニア磁気スケール７１と，他方即ち二
次側に対して取り付けられて被検知部を検知して信号を
発する検知部７２とを有し，プリント配線基板７４は検
知部７２から発せられる信号を伝達するため設けられて
いる。即ち，このような検知手段の構成においては，検
知部７２として磁電変換素子等の磁気センサーや光セン
サーが使用され，上記信号は微弱な電流として得られ
る。従って，大電流の伝達用には不向きなプリント配線
基板７４を用いて好適である。

【００４６】但し，プリント配線基板７４に関しては，
上述のように，信号としての微弱な電流を伝達するに留
まらず，点灯用又は駆動用等として利用し得るある程度
大きな電流を伝達させてもよい。また，上記の実施例で
は，一次側及び二次側の相互の案内をなす案内手段とし
て機械的構成の案内ユニットを示したが，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。更に，
他の実施例として，ベッド１等がある曲率を持ってお
り，曲線運動を行う場合にも同様に適用できる。

【００４７】

【発明の効果】この発明は，上記のように，信号伝達用
等の配線として可撓性のプリント配線基板を採用したの
で，プリント配線基板は極めて軽量である故に，リニア
電磁アクチュエータ又は駆動ユニットの可動部の作動に
基づき，プリント配線基板に生じる慣性力が小さく，プ
リント配線基板自体も強靱であるから，耐久性が良好で
あり，従って，作動頻度が高く，長期にわたって使用し
たとしても断線する恐れがない。また，プリント配線基
板は，極く軽量であるから，リニア電磁アクチュエータ
又は駆動ユニットの作動に及ぼす抵抗は小さく，高精度
な作動状態が得られ，更に，比較的安価であり，装置の
低コスト化が達成される。また，プリント配線基板は，
薄く，その占有スペースが小さく，装置の小型化が図り
易い。

【００４８】また，この発明は，屈曲した状態にて設け
られたプリント配線基板の両端部間に摩擦係数の小さな
摺接部材が介装され，摺接部材がプリント配線基板に対
して摺接可能とされ，リニア電磁アクチュエータが備え
る一次側及び二次側の相対運動方向に沿って延在するよ
うに配設されている。プリント配設基板は，一次側及び
二次側の相対運動に追従する訳であるが，摺接部材は，
プリント配線基板の屈曲部を挟んだ両辺部の間に介在す
る状態となる。かかる構成によれば，該摺接部材は，プ
リント配線基板を案内する作用をなすから，プリント配
線基板が無用に大きく，又は複雑な形態にて撓むことが
なく，それ故に，プリント配線基板が周辺の部材に接触
したり，プリント配線基板自体の一部同士が接触するこ
とが回避され，接触が長期にわたって頻繁に繰り返され
ることにより懸念される基板表層部分のすり減りに基づ
くショート等が防止されると共に，プリント配線基板に
無理な力が加わることが防止され，長期にわたってその
機能が維持される。

【００４９】この発明の上記の効果は，プリント配線基
板をその屈曲部以外の部分である上記両辺部の主面が鉛
直方向に対して略垂直となるように配設した場合に顕著
である。プリント配線基板を上記のように配設した場
合，両辺部が撓みを生ずる方向が重力方向となるので，
重力によって撓みが助長されるからである。このリニア
電磁アクチュエータは，その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，検知手段は，一次側
及び二次側のいずれか一方に取り付けられた被検知部
と，他方に取り付けられて被検知部を検知して信号を発
する検知部とを有し，プリント配設基板は検知部から発
せられる信号を伝達すべく設けられている。即ち，この
ような検知手段の構成については，検知部として磁電変
換素子等の磁気センサーや光センサーが使用され，上記
信号は微弱な電流として得られる。従って，大電流の伝
達用には不向きなプリント配設基板を用いて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の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１に示した駆動ユニットの平面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視における駆動ユニットの一部
断面を含む図である。

【図４】図１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の一部断面を含む斜視図で
ある。

【図５】図１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分解斜視図である。

【図６】図１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１に示した駆動ユニットの要部の斜視図であ
る

【図８】図１に示した駆動ユニットの要部の動作を説明
するための側面図である。

【図９】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回線基板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リニア電磁スケール（被検知部）７２検知部７４プリント配線基板８７摺接部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに相対運動を行う一次側及び二次側
とで構成されるリニア電磁アクチュエータにおいて，前
記一次側と前記二次側とに両端部の各端部がそれぞれ接
続され且つ屈曲した状態にて介装された信号等を伝達す
る可撓性のプリント配線基板が配設され，及び前記プリ
ント配線基板の前記両端部間の屈曲した内側にあって前
記一次側又は前記二次側に相対運動方向に沿って延在し
且つ前記プリント配線基板を摺接可能に案内する平面を
有した摩擦係数が小なる摺接部材が設けられていること
を特徴とするリニア電磁アクチュエータ。
【請求項２】前記プリント配線基板は，屈曲部以外の
部分の主面が鉛直方向に対して略垂直となるように配設
されていることを特徴とする請求項１に記載のリニア電
磁アクチュエータ。
【請求項３】前記一次側及び前記二次側の相対位置を
検知する検知手段が設けられ，前記検知手段は，前記一
次側及び前記二次側のいずれか一方に取り付けられた被
検知部と他方に取り付けられて前記被検知部を検知して
信号を発する検知部とを有し，前記プリント配線基板は
前記検知部からの信号を伝達することを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載のリニア電磁アクチュエータ。
【請求項４】リニア電磁アクチュエータの一次側及び
二次側のいずれか一方が配設された可動側でなるテーブ
ル，他方が配設された固定側でなるベッド，及び前記テ
ーブルと前記ベッドとの相対運動を案内する案内手段を
備えた駆動ユニットにおいて，前記一次側と前記二次側
とに両端部の各端部がそれぞれ接続され且つ屈曲した状
態にて介装された信号等を伝達する可撓性のプリント配
線基板が配設され，前記プリント配線基板の前記両端部
間の屈曲した内側にあって前記ベッドに相対運動方向に
沿って延在し且つ前記プリント配線基板を摺接可能に案
内する平面を有した摩擦係数が小なる摺接部材が設けら
れていることを特徴とする駆動ユニット。