JP5469518B2

JP5469518B2 - モータアクチュエータ及び水平軸風車

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Publication number: JP5469518B2
Application number: JP2010092856A
Authority: JP
Inventors: 利之浅生; 勝也飯田; 俊也田中; 智幸会田; 旭弘海野; 綾子宮島
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: JP2011223822A

Description

本発明は、ベースに対してテーブルが運動するのを案内する案内部と、ベースに対してテーブルを運動させるモータ部と、を備えるモータアクチュエータ、及びこのモータアクチュエータが組み込まれる水平軸風車に関する。

ベースに対してテーブルが運動するのを案内する案内部と、ベースに対してテーブルを運動させるモータ部と、を備えるモータアクチュエータが知られている（特許文献１参照）。モータアクチュエータの案内部として、軌道レールと、軌道レールに沿って移動する移動ブロックと、軌道レールと移動ブロックとの間に介在される複数の転動体と、を備える運動案内装置が用いられる。軌道レール及び移動ブロックの一方がベースに取り付けられ、他方がテーブルに取り付けられる。軌道レールに対する移動ブロックの移動に伴ってこれらの間に介在される転動体が転がり運動するので、移動ブロックが移動するときの摩擦抵抗を小さくすることができる。

一般的な運動案内装置には、断面略四角形の軌道レールの上面に対向する中央部と、中央部の幅方向の両端部から下方に垂下し、軌道レールの側面に対向する袖部と、を有する鞍形状の移動ブロックが用いられる。運動案内装置の剛性を高め、テーブルを精度良く案内するために、転動体には予圧が付与される。鞍形状の移動ブロックの場合、移動ブロックの一対の袖部間で軌道レールを挟み込んでいるので、一対の袖部と軌道レールとの間に挟まれる転動体に予圧を付与することができ、運動案内装置単体で予圧をかけることができる。

ベースとテーブルとの間の上下方向の寸法が取れないときや、運動案内装置をコンパクトにしたい場合など、図９に示すように、軌道レール６１の側方に断面四角形の移動ブロック６２を配置することがある。しかし、軌道レール６１の側方に移動ブロックが配置される場合、その構造上予圧を付与しにくいという課題がある。予圧を付与するため、テーブル６３に押しねじ６４を取り付け、押しねじ６４で移動ブロック６２を軌道レール６１に向かって押すとか、テーブルに偏心ピンを取り付け、偏心ピンを回転させて移動ブロックをテーブルに向かって押すなどの機械的な予圧付与方法が採用されていた。

特開２００９−２６４５８６号公報

しかし、押しピンや偏心ピンを使用して機械的に予圧を付与すると、テーブルにかかる荷重（例えば移動ブロックを軌道レールに向かって押し付ける荷重やこれとは反対方向の荷重）が大きく変動すると、案内部の転動体や転動体転走部、押しピン等の予圧付与機構に大きな負荷がかかるおそれがある。

軌道レールとして円弧状に湾曲した軌道レールを使用する場合、リング状の内輪及び外輪を分割したタイプの運動案内装置にも、円弧状の軌道レールの側方に移動ブロックを配置したり、分割した円弧状の外輪の側方に分割した円弧状の内輪を配置する限り、同様な課題がある。

そこで、本発明は、予圧の付与が容易であり、テーブルに作用する荷重が変動しても案内部に大きな負荷がかかるのを防止できるモータアクチュエータを提供することを目的とする。

以下、本発明について説明する。上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ベースに対してテーブルが運動するのを案内する案内部と、前記ベースに対して前記テーブルを運動させるモータ部と、を備えるモータアクチュエータであって、前記案内部は、前記ベース及び前記テーブルのいずれか一方に取り付けられ、長手方向に沿って転動体転走部を有する軌道レールと、前記ベース及び前記テーブルの他方に取り付けられ、前記軌道レールの前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有する移動部材と、前記軌道レールと前記移動部材との間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、を含み、前記モータ部は、前記ベース及び前記テーブルのいずれか一方に取り付けられ、コア、及びコアに巻かれるコイルを有する電機子部と、前記ベース及び前記テーブルの他方に取り付けられ、前記コイル部の前記コアにすきまを持って対向するマグネットを有する界磁部と、を含み、前記電機子部の前記コアと前記界磁部の前記マグネットとの間に働く磁気的な吸引力によって、前記移動部材の前記転動体転走部及び前記軌道レールの前記転動体転走部のいずれか一方が他方に向かって押し付けられ、前記移動部材の前記転動体転走部と前記軌道レールの前記転動体転走部との間に挟まれる前記複数の転動体に予圧が付与され、前記案内部は、前記吸引力の方向の荷重を負荷できると共に、前記吸引力と逆方向の荷重を負荷できないモータアクチュエータである。

本発明の一態様によれば、電機子部のコアと界磁部のマグネットとの間に働く磁気的な吸引力を利用して案内部に予圧を付与するので、予圧の付与が容易になる。テーブルに作用する荷重が変化するときは、磁気的な吸引力がばねのように機能するので、案内部が荷重の変動の影響を受けにくくなる。このため、案内部が破損しにくくなる。さらに吸引力以上の力を加えれば、移動部材を取り外すことができるので、メンテナンスが容易になる。

本発明の一実施形態のモータアクチュエータが組み込まれた水平軸風車の斜視図複数の扇形のアクチュエータを組み合わせたリング状のアクチュエータの平面図本発明の一実施形態のモータアクチュエータの斜視図上記モータアクチュエータの平面図上記モータアクチュエータの断面図（図４のIV-IV線断面図）リング状の案内部の斜視図移動ブロックの水平断面図案内部の他の例を示す斜視図従来の機械的な予圧付与機構を示す断面図

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態のモータアクチュエータを説明する。以下の実施形態では、複数のモータアクチュエータをリング状に組み合わせ、水平軸風車のヨー軸駆動装置として使用する例を示す。

図１は、水平軸風車の斜視図を示す。水平軸風車は、風力により翼を有するロータ４を回転させ、風力エネルギをロータ４の動力に変換する装置である。ロータ４は、水平な回転軸３の回りを回転するハブ２と、ハブ２に放射状に配列される複数枚のブレード１と、ハブ２の回転を変速機５に伝動する回転軸３と、を備える。ハブ２及び複数枚のブレード１が翼を構成する。ロータ４の回転軸３の回転力は変速機５を介して発電機６に伝えられる。発電機６は、ロータ４の回転力を受けて電力を発生する。ロータ４の回転軸３、変速機５、及び発電機６はナセル７の中に格納される。

地上には、ロータ４を所定の高さに支持するためにタワー８が設置される。タワー８の上部には、ヨー駆動装置１０が設置される。ヨー駆動装置１０は、ナセル７を支持すると共に、風向に従ってナセル７を垂直軸の回りに旋回させる。ナセル７に格納される制御装置（図示せず）は、ヨー駆動装置１０を操作して、ロータ４の翼を変動する風向に対向させるように、風向きとロータ４の回転軸３との偏差角を所定の角度内に制御する。

図２は複数のアクチュエータを組み合わせたリング状モータアクチュエータ１０（ヨー駆動装置１０）の平面図を示す。リング状モータアクチュエータ１０は、複数の扇形のモータアクチュエータ１２を周方向に配列・連結してなる。この実施形態では、５つの扇形のモータアクチュエータ１２を周方向に配列・連結してリング状モータアクチュエータ１０を構成する。

図３ないし図５は、扇形のモータアクチュエータ１２を示す。図３は斜視図を示し、図４は平面図を示し、図５は図３のＡ−Ａ線断面図を示す。モータアクチュエータ１２は、タワー８側に固定されるベース１４と、ナセル７側に固定されるテーブル１６と、を備える。ベース１４及びテーブル１６の平面形状は扇形に形成される。ベース１４とテーブル１６との間には、ベース１４に対するテーブル１６の運動を案内する案内部２２が配置されると共に、テーブル１６を運動させる扇形のモータ部１９が配置される。モータ部１９の電機子部１８と界磁部１７との間に働く磁気的な吸引力Ｐ１によって、テーブル１６には半径方向の外側に引っ張られる力が働く。このテーブル１６の吸引力によって案内部２２に予圧Ｐ２（Ｐ１≒Ｐ２）が付与される。

案内部２２は吸引力Ｐ１の方向の荷重を負荷できるが、吸引力Ｐ１と逆方向の荷重を負荷できない。移動ブロック２０に吸引力以上の逆方向の力を加えれば、移動ブロック２０を分割軌道レール２１ｃから取り外すことができる。

扇形のベース１４の上面には、案内部２２の軌道レール２１及び移動ブロック２０の一方と、モータ部１９の電機子部１８及び界磁部１７の一方とが固定される。この実施形態では、案内部２２の軌道レール２１及びモータ部１９の電機子部１８がベース１４に固定される。ベース１４の上面の内径側と外形側との間には段差１４ａが形成される。ベース１４の内径側が肉厚に形成され、外径側が薄肉に形成される。ベース１４の肉厚の内径側に案内部２２の軌道レール２１が固定され、ベース１４の薄肉の外径側にモータ部１９の電機子部１８が固定される。

図３に示すように、ベース１４の外周側の縁部及び内周側の縁部には、ベース１４をタワーに固定するためのボルト等の締結部材が挿入される複数の通し孔１３，１５が空けられる。扇形のベース１４の外周の縁部、及び内周の縁部には、モータ部１９の配線２５が通される切欠き２６が形成される。複数のベース１４を繋げてリング形状にしたときに中心に円形の開口２７（図２参照）が空くように、複数のベース１４の内周縁は外周縁と同心の円弧形状に形成される。

扇形のテーブル１６の下面には、軌道レール２１及び移動ブロック２０の他方と、電機子部１８及び界磁部１７の他方とが固定される。この実施形態では、移動ブロック２０及び界磁部１７がテーブル１６の下面に固定される。テーブル１６の下面の内径側と外径側との間には段差１６ａが形成される。テーブル１６の内径側が肉厚に形成され、外径側が薄肉に形成される。肉厚の内径側に案内部２２の移動ブロック２０が固定され、薄肉の外形側にモータ部１９の界磁部１７が固定される。図５に示すように、モータ部１９が配置される位置におけるベース１４とテーブル１６との間の距離（言い換えればモータ部１９の高さｈ１）は、案内部２２が配置される位置におけるベース１４とテーブル１６との間の距離（言い換えれば案内部２２の高さｈ２）よりも大きい。

図３に示すように、テーブル１６の内周側には、移動ブロック２０をテーブル１６の下面に固定するための複数のザグリ孔３０が空けられ、テーブル１６の外周側には、界磁部１７をテーブル１６の下面に固定するための複数のザグリ孔２９が空けられる。ボルト等の多数の締結部材をザグリ孔２９，３０に通し、締結部材を移動ブロック２０や界磁部１７にねじ込むことで、これらがテーブル１６に固定される。テーブル１６に作用する垂直方向の荷重は、テーブル１６の内径側で移動ブロック２０、軌道レール２１を介してベース１４に伝わる。テーブル１６はその内径側のみにおいて片持ち状態で案内部２２に支持される。

なお、ナセル７に対してテーブル１６が僅かに移動できるように、複数の扇形のモータアクチュエータ１２をリング状に組み合わせたとき、隣接するモータアクチュエータ１２のテーブル１６間にわずかなすきまが空くようにしてもよい。そして、テーブル１６の回転をナセル７に伝達でき、かつナセル７に対するテーブル１６の僅かな移動を許容できるように、ナセルとテーブル１６とは、積層ゴム、ばね、リニアガイド、あり溝等のトルク伝達手段で連結されてもよい。

図３に示すように、案内部２２は、円弧状の軌道レール２１と、円弧状の軌道レール２１の内径側に配置される移動ブロック２０と、を備える。軌道レール２１の下面がベース１４の上面に固定され、移動ブロック２０の上面がテーブル１６の下面に固定される。ベース１４を水平面に配置した状態で、軌道レール２１の長手方向と直交する断面で見たとき、移動ブロック２０は軌道レール２１の右側又は左側にのみ（この実施形態では右側にのみ）に配置される。軌道レール２１及び移動ブロック２０の互いに対向する側面（すなわち、軌道レール２１の右側の側面２１ａ及び移動ブロック２０の右側の側面２０ａ）には、転動体転走部として上下二条のボール転走溝２１ｂ及び上下二条の負荷ボール転走溝２０ｂが形成される。

図３に示すように、案内部２２の軌道レール２１は円弧状に湾曲する。円弧状に湾曲した軌道レール２１の内周側の側面には、上述の二条のボール転走溝２１ｂが形成される。各ボール転走溝２１ｂの断面形状は、二つの円弧からなるゴシックアーチ溝形状に形成される。転動体としてのボール３１は軌道レール２１のボール転走溝２１ｂに２点で接触する（図７参照）。軌道レール２１の断面形状は上下方向に細長い四角形に形成される。軌道レール２１には、上下方向に貫通する複数のザグリ孔２１ｃが形成される。ザグリ孔２１ｃにボルト等の締結部材を通し、締結部材をベース１４にねじ込むことで、軌道レール２１がベース１４に固定される。

複数のモータアクチュエータ１２を周方向に配列すると、図６に示すように、円弧状の軌道レール２１が複数組み合わされたリング状の全体軌道レール３２が形成される。軌道レール２１の内径側の二条のボール転走溝２１ｂもリング状に繋がる。リング状の全体軌道レール３２を形成するために、円弧状の軌道レール２１の繋ぎ目に僅かなすきまをあける必要があるが、僅かなすきまがあっても移動ブロック２０は問題なく繋ぎ目を通過する。

図７に示すように、移動ブロック２０は、軌道レール２１の二条のボール転走溝に対向する二条の負荷ボール転走溝２０ｂが形成されるブロック本体３４と、ブロック本体３４の移動方向の両端部に設けられる蓋部材としての一対のエンドキャップ３５と、を備える。図６に示すように、移動ブロック２０の上面には複数のタップ孔２０ｄが加工される。テーブル１６のザグリ孔にボルト等の締結部材を通し、締結部材を移動ブロック２０のタップ孔３９にねじ込むことにより、テーブル１６が移動ブロック２０に結合される。

図７に示すように、ブロック本体３４には、軌道レール２１のボール転走溝１２ｂに対向する負荷ボール転走溝２０ｂが形成される。負荷ボール転走溝２０ｂの断面形状も二つの円弧からなるゴシックアーチ溝に形成される。軌道レール２１のボール転走溝１２ｂと移動ブロック２０の負荷ボール転走溝２０ｂとの間に負荷ボール転走路が形成される。軌道レール２１に対する移動ブロック２０の相対的な移動に伴い、ボール３１はこの負荷ボール転走路で荷重を受けながら転がり運動する。

ブロック本体３４には、負荷ボール転走溝２０ｂとほぼ平行に直線通路３７が形成される。エンドキャップ３５には、ブロック本体３４の負荷ボール転走溝２０ｂと直線通路３７を接続するＵ字形状の方向転換路３８が形成される。直線通路３７及び一対のＵ字形状の方向転換路３８によって、負荷ボール転走溝２０ｂの一端と他端を接続する無負荷戻し路が形成される。負荷ボール転走路と無負荷戻し路によって、サーキット状のボール循環路が形成される。

図５に示すように、モータ部１９は、ベース１４及びテーブル１６の一方に取り付けられ、コア４１、及びコア４１に巻かれるコイル４２を有する電機子部１８と、ベース１４及びテーブル１６の他方に取り付けられ、電機子部１８のコア４１に磁気的なすきまｇを介して対向するマグネット４３を有する界磁部１７と、を備える。この実施形態では、ベース１４に電機子部１８が取り付けられ、テーブル１６に界磁部１７が取り付けられる。

ベース１４の上面には、コア保持体４５がボルト等の締結部材を用いて固定される。コア保持体４５はコア４１を固定できるように、上下の端部に突出片４５ａ，４５ａを有し、この突出片４５ａ，４５ａ間にコア４１が挟まれる。コア保持体４５も円弧状に湾曲する。

図３に示すように、コア４１は、円弧状に湾曲する本体部４１ｂと、本体部４１ｂから半径方向の内側に櫛歯状に突出する複数の突極４１ａと、を有する。本体部４１ｂの断面形状は上下方向に細長い矩形形状に形成される。複数の突極４１ａは本体部４１ｂの周方向に均等間隔を空けて設けられる。突極４１ａの突出方向に直交する垂直断面で突極４１ａは矩形形状に形成され、その高さは幅（水平面内における突極４１ａの周方向の長さ）よりも大きい。突極４１ａの高さは本体部４１ｂの高さと略等しい。コア４１は鉄等の磁性材料からなる
複数の突極４１ａのそれぞれにコイル４２が巻かれる。コイル４２は突極４１ａの垂直断面に合わせて上下方向に細長い断面四角形の環状に形成される。環状のコイル４２の中心線は水平方向を向く。モータアクチュエータ１２の平面図で見たとき、コイル４２の中心線はテーブル１６の回転中心の方向を向く。

コイル４２は三相コイルであり、コイル４２は周方向に順番にＵ，Ｖ，Ｗ,Ｕ，Ｖ，Ｗ,Ｕ，Ｖ，Ｗ相…のコイルとなる。コイル４２に１２０度位相がずれる三相交流を流すと、コイル４２が巻かれる複数の突極４１ａに周方向に移動する移動磁界が発生する。

図５に示すように、テーブル１６の下面には、界磁部１７にマグネット保持体５１がボルト等の締結部材を用いて固定される。マグネット保持体５１も円弧状に湾曲する。マグネット保持体５１は、断面が上下方向に細長い矩形に形成されると共に円弧状に湾曲する本体部５１ａと、本体部５１ａの上端部から半径方向の外側に突出する円弧状の上部壁５１ｂと、本体部５１ａの下端部から半径方向の外側に突出する円弧状の下部壁５１ｃと、を備える。マグネット保持体５１はボルト等の締結部材を用いてテーブル１６の下面に固定される。マグネット保持体５１の本体部５１ａ、上部壁５１ｂ及び下部壁５１ｃによってマグネット収納部が形成される。マグネット収納部に収納された複数のマグネット４３は、ボルト等の締結部材によってマグネット保持体５１に固定される。

図３に示すように、マグネット保持体５１の収納部には、複数のマグネット４３が円弧状に配列される。マグネット４３は上下方向に細長い板状に形成される。マグネット４３は、半径方向に着磁され、すなわち半径方向の内側がＮ極又はＳ極の一方になり、半径方向の外側がＮ極又はＳ極の他方になる（図５参照）。複数のマグネット４３はその外周面に周方向に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように配列される。マグネット４３はコア４１の突極４１ａにすきまｇを空けて対向する。複数のマグネット４３を備える界磁部１７は、コアの複数の突極４１ａに発生する移動磁界により推力を得て、周方向に回転する。

本実施形態のモータアクチュエータの組み立て方法は以下のとおりである。まず、ベース１４にモータ部１９の電機子部１８及び案内部２２の軌道レール２１を固定する。次に、テーブル１６にモータ部１９の界磁部１７及び案内部２２の移動ブロック２０を固定する。移動ブロック２０のボール循環路には、あらかじめ複数のボール３１が配列・収納されている。その後、移動ブロック２０を軌道レール２１の長さ方向の端部から軌道レール２１に組み付ける。これと同時に界磁部１７のマグネット４３を電機子部１８のコア４１に対向させる。その後、テーブル１６を軌道レール２１に沿って回転させることで、モータアクチュエータの組み立てが完了する。

モータアクチュエータを組み立てると、図３に示すように、界磁部１７のマグネット４３と電機子部１８のコア４１との間に吸引力が働く。この吸引力は、ベース１４及び軌道レール２１を水平面に配置した状態で水平方向を向く。コア４１はベース１４に固定されているので、吸引力によってマグネット４３がコア４１に引き付けられる。マグネット４３と移動ブロック２０とはテーブル１６を介して一体に結合されているので、コア４１がマグネット４３を引き付ける力によって、移動ブロック２０の側面２０ａが軌道レール２１の側面２１ａに向かって押し付けられる。移動ブロック２０の負荷ボール転走溝２０ｂと軌道レール２１のボール転走溝２１ｂとの間には多数のボール３１が介在されるので、多数のボール３１に予圧（ボールを圧縮する荷重）が付与される。

以上のように、モータアクチュエータ１２を組み立てた後、水平軸風車のタワーの上部で扇形の複数のモータアクチュエータ１２をヨー軸の回りに周方向に配列する。これにより、リング状モータアクチュエータ１０（すなわちヨー駆動装置１０）が組み立てられる。リング状モータアクチュエータ１０を組み立てると、案内部２２の軌道レール２１もリング状に繋がり、モータ部１９の電機子部１８及び界磁部１７もリング状に繋がる。リング状モータアクチュエータを組み立てた後、テーブル１６の上部にナセル７を固定する。モータ部１９の電機子部１８に三相交流を流すと、ナセル７がヨー軸の回りを回転する。

本実施形態によれば、モータ部１９の電機子部１８のコア４１と界磁部１７のマグネット４３との間に働く磁気的な吸引力を利用して案内部２２に予圧を付与するので、案内部２２への予圧の付与が容易なる。テーブル１６に作用する荷重が変動するときは、磁気的な吸引力がばねのように機能するので、案内部２２が荷重の変化の影響を受けにくくなる。

これを詳述するに、押しねじや偏心ピンを利用して機械的に予圧を付与した場合、テーブル１６にかかる荷重が変動した場合、荷重の変動がそのまま押しねじや偏心ピン、ボール、ボール転走溝に伝わるので、これらに過負荷が作用するおそれがある。マグネットの吸引力を利用することで、テーブル１６に作用する荷重が変動しても、テーブル１６が僅かに変位して（マグネット４３とコア４１との間のすきまｇが僅かに変位して）荷重の変動を吸収するので、ボール３１及び負荷ボール転走溝２０ｂ，ボール転走溝２１ｂに過大な荷重が作用するのを防止できる。特に、風力エネルギは自然エネルギであり、風車に作用する荷重変動も予測しにくい。マグネットの吸引力を利用した予圧付与方法は、荷重の変動の大きい風車にも安全に使用することができる。

モータ部１９のコア４１とマグネット４３との間のすきまはわずかなので、これらの間に働く磁気的な吸引力は大きく、したがってこの磁気的な吸引力を案内部２２の予圧として利用することができる。モータ部１９が配置される位置におけるベース１４とテーブル１６との間の距離ｈ１を、案内部２２が配置される位置におけるベース１４とテーブル１６との間の距離ｈ２よりも大きくすることで、マグネット４３とコア４１との間に働く磁気的な吸引力をより大きくすることができる。

リング状モータアクチュエータ１０を複数の扇形のモータアクチュエータ１２に分割することで、モータアクチュエータ１２の製造が容易になり、搬送性や材料の入手性も向上する。特に、リング状の軌道レール２１を複数に分割することにより、軌道レール２１の材料の入手性を向上させることでき、軌道レール２１の加工に大型の加工機を使用する必要もなくなる。

案内部２２に移動ブロック２０を使用することで、リング状の案内部２２を複数の円弧状の案内部２２に分割し易くなる。

案内部２２として、軌道レール２１の側方に移動ブロック２０が配置されるタイプのものを使用することにより、案内部２２の高さを、内輪及び外輪から構成される旋回リングと同程度に低くすることができる。

本実施形態のリング状モータアクチュエータ１０をヨー駆動装置として水平軸風車に組み込む場合、地上にて扇形のモータアクチュエータ１２を組み立てた後、タワー８の上部にてリング状モータアクチュエータ１０を組み立てることができる。このため、タワー上部でのリング状のモータアクチュエータの組立てが容易になる。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更可能である。

例えば、上記実施形態ではテーブルを回転運動させるモータアクチュエータの例を説明したが、テーブルを直線運動させるリニアモータアクチュエータとして使用することができる。この場合、テーブルの直線運動を案内できるように軌道レールは直線的に伸び、モータ部は直線方向に推力を発するように直線的に伸びる。

案内部の移動部材としては、図６に示す移動ブロック２０の替わりに、図８に示すように、内輪を複数に分割した円弧状の移動レール５５ａを用いることもできる。この場合、ベアリングと同様に、ボール等の転動体は複数の円弧状の移動レールからなる内輪５５と、複数の円弧状の軌道レール５５ｂからなる外輪５６との間のリング状のボール転走路を循環する。

３６０度までの回転角度を必要としない場合、複数の扇形のモータアクチュエータを組み合わせてリング状にしなくても、必要な角度分のモータアクチュエータを組み合わせればよい。

ボール転走溝の条数、配置は上記実施形態に限られることはない。ボール転走溝の条数は一条でもよいし、移動ブロック及び軌道レールの対向面の上下端にボール転走溝が配置されてもよい。転動体としてはボールの替わりにローラを使用することもできる。

軌道レールは水平面に取り付けられなくても垂直面に取り付けられてもよい。この場合、軌道レールを水平面に取り付けたと仮定した状態で移動部材が軌道レールの左側又は右側に配置されればよい。

モータ部の磁気的な吸引力によって案内部に予圧を付与することができれば、軌道レール及び移動部材のどちらをベース側に取り付けてもよく、モータ部の電機子部及び界磁部のどちらをベース側に取り付けてもよい。

ベース及びテーブルの少なくとも一方は、他の機械部品と一体に形成されてもよい。

リング状のモータアクチュエータは、風車以外にも、パワーショベルやクレーンなどの建設機械において、下部構造体であるトラックフレームに対して運転席や上部フレームが旋回可能に搭載される旋回機構に用いることができる。また、大画面ディスプレイ用のガラス基板等のワークを回転させるターンテーブルとしても用いることができる。

リニアモータアクチュエータは、工作機械、半導体製造装置、液晶製造装置等の産業機械に利用することができる。

１０…ヨー駆動装置（リング状のモータアクチュエータ），１２…モータアクチュエータ，１２ｂ…ボール転走溝（転動体転走部），１４…ベース，１６…テーブル，１７…界磁部，１８…電機子部，１９…モータ部，２０…移動ブロック（移動部材），２０ａ…移動ブロックの側面，２０ｂ…負荷ボール転走溝（転動体転走部），２１…軌道レール，２１ａ…軌道レールの側面，２１ｂ…ボール転走溝（転動体転走部），２２…案内部，３１…ボール（転動体），４１…コア，４２…コイル，４３…マグネット

Claims

ベースに対してテーブルが運動するのを案内する案内部と、前記ベースに対して前記テーブルを運動させるモータ部と、を備えるモータアクチュエータであって、
前記案内部は、
前記ベース及び前記テーブルのいずれか一方に取り付けられ、長手方向に沿って転動体転走部を有する軌道レールと、
前記ベース及び前記テーブルの他方に取り付けられ、前記軌道レールの前記転動体転走部に対向する転動体転走部を有する移動部材と、
前記軌道レールと前記移動部材との間に転がり運動可能に介在される複数の転動体と、を含み、
前記モータ部は、
前記ベース及び前記テーブルのいずれか一方に取り付けられ、コア、及びコアに巻かれるコイルを有する電機子部と、
前記ベース及び前記テーブルの他方に取り付けられ、前記コイル部の前記コアにすきまを持って対向するマグネットを有する界磁部と、を含み、
前記電機子部の前記コアと前記界磁部の前記マグネットとの間に働く磁気的な吸引力によって、前記移動部材の前記転動体転走部及び前記軌道レールの前記転動体転走部のいずれか一方が他方に向かって押し付けられ、前記移動部材の前記転動体転走部と前記軌道レールの前記転動体転走部との間に挟まれる前記複数の転動体に予圧が付与され、
前記案内部は、前記吸引力の方向の荷重を負荷できると共に、前記吸引力と逆方向の荷重を負荷できないモータアクチュエータ。
前記軌道レールを水平面に配置したと仮定した状態で、前記軌道レールの長手方向と直交する断面で見たとき、前記移動部材は前記軌道レールの左側又は右側に配置されると共に、前記移動部材及び前記軌道レールの互いに対向する側面に前記転動体転走部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
前記ベース及び前記テーブルは、扇形に形成され、
前記軌道レールは、円弧形状に湾曲し、
前記コイル部は、複数のコア及び複数コイルが周方向に配列されて全体が円弧形状をなし、
前記マグネット部は、周方向に交互にＮ極及びＳ極が形成されるように複数のマグネットが周方向に配列されて全体が円弧形状をなすことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータアクチュエータ。
請求項１ないし３のいずれかに記載のモータアクチュエータが周方向に複数配列されてなるリング状のモータアクチュエータ。
風力によって回転するロータと、ロータを回転可能に支持するナセルと、地上に設置され、前記ナセルが上部に載せられるタワーと、前記ロータの回転軸が風向きに対向するように、前記ナセルをタワーに対してヨー軸の回りに旋回させるヨー駆動装置を備える水平軸風車において、
前記ヨー駆動装置に請求項４に記載のモータアクチュエータを使用することを特徴とする水平軸風車。