JPS60226762A - リニアモ−タを内蔵した直線運動軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、工作機械のテーブル、一般の位置決めテー
ブル等の直線運動部の案内に用いられる直線運動軸受に
関する。

従来技術 最近、従来の滑り摺動に代えて、転動体による転がり接
触を採用した直線運動軸受が多（用いられるようになっ
てきているが、この場合の駆動源として最も多く用いら
れるのは、ボールねし機構である。この場合、ＤＣモー
タによる回転駆動力をボールねし機構によって直線運動
に変換するのであるが、リードねじの両端部を支えるた
めの一対のサポート軸受、モータとリードねし間のカッ
プリング及びモータのタコメータのように複雑な構成要
素が必要となるばかりでなく、スペースの増大及び組立
て工数の増大を招いていた。また、このような駆動機構
においては、ベアリング部やボールねし部の摩耗が生じ
やすいばかりでなく、ボールねし部が直線運動軸受の中
央に配置されていない場合、駆動力の源となるボールね
じ部とテーブルとの間でゆがみを生じやすいという欠点
を有している。

他に空気や油圧のシリンダを用いる駆動機構もあるが、
油圧ポンプやエアーコンプレッサによるパワー源が必要
であるとともに、油漏れ、シールのすり減り等による信
頼性の低下及びメインテナンスの面倒さという欠点があ
る。

発明の目的 したがって、本発明の目的は、直線運動軸受の軌道台に
対して軸受本体を直接駆動できるようにすることにより
全体的構成の大巾な簡略化及び信頼性の向上を図ること
を目的とするものである。

発明の構成 前記目的を達成するため、本発明は、直線運動軸受の軌
道台の上面に凹溝を設け、その中にリニアモータのコイ
ル集合体を固定するとともに、軸受本体の凹面に前記コ
イル集合体と対向する位置にマグネットを固定すること
により、構成が極めて簡単な、駆動源を直接内蔵した直
線運動軸受を提案するものである。

実　施　例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明すると
、 第１図、第２図において、符号１は断面がほぼコの字形
の軸受本体であってその中央部に凹面１′を有し、この
凹面が軌道台２を跨ぐ形になっている。軸受本体１が、
軌道台２に対して相対的に軸線方向に移動するとき、そ
れに伴ってボール３は軸方向に循環し、軸受本体１を軌
道台２から引き抜いたときには、リテーナ４の作用によ
りボール３の親画が防止されるようになっているのであ
るが、これらのボール循環機能及びボール保持機能は、
本発明の要旨ではなく、いかなる構成のものであっても
よいので、詳細な説明は省略する。なお、転動体として
ボールの代わりにローラを用いるものも利用できること
はいうまでもない。

軌道台２はその上面部に凹溝２′が形成されていて、そ
の両側壁部に磁気シールド５，５′が左右対称に固定さ
れ、その内側にリニアモータのコイル集合体６，６′が
同じく左右対称に固定されている。

磁気シールド５，５′の内側上面部には、前記コイル集
合体６．６′に電力を供給するためのレール７．７′が
軸方向に断続した形状で取付けられており、さらにその
横方向には電力ビックアップ用の二対のレール８．８′
、９．９′が軸方向に連続して取付けられている。これ
らのレールには、ブラシ１０．１０’、ＩＬ　１１’、
１２゜１２′が摺動接触するようになっている。

リニアモータのマグネット１３．１３’は、前記コイル
集合体６．６′と対向する位置に、軸受本体１の中央部
から垂下して取付けられている。

符号１４は軸方向に連続して取付けられたリニアエンコ
ーダのガラススケール、ｆｌ１５Ｌｔ前記リニアエンコ
ーダの信号伝達用ワイヤーで、ガイド１５′により屈曲
しつつガイドされる。

第３図は、本発明によるリニアモータの構成の概略を示
すものであり、すでに説明したように、マグネット１３
が軸受本体１側に固定され、コイルの集合体６ａ・・・
６ｄ・・・が軌道台２側に挿入固定されている。電力は
レール８，９からブラシ１１．１２を介して常に供給さ
れており、軸方向に断続したレール７ａ・・・７ｅ・・
・及びブラシ１０ａ、１０ｂ、１０ｃによって必要個所
のコイルのみが励磁されるようになっている。１６ａ・
・・１６ｄ・・・はコイルの鉄心である。

軸受本体の位置制御を閉ループ制御で行う場合は、第４
図のブロック線図に示すように位置検出機構を組込んで
フィードバックループを形成する。

このため、本発明においては、−例としてリニアエンコ
ーダ及び走査ユニットを用いることにより光電方式によ
って位置を検出し、これをフィードバンクするように構
成している。第５１６図に示すようにガラススケール１
４は軌道台２中央部に軸方向に連続して設けられていて
、これに対向するように軸受本体１側に走査ユニット１
７が設けられていて、光源から発せられた光がガラスス
ケール１４を通って走査ユニット１７に到達するとき、
軸受本体１の軌道台２に対する相対的位置の変化が電気
信号の変化となって、ワイヤー１５に検出され、これが
フィードバックされるように構成している。なお、この
ような位置検出機構は周知のものであって、ほかにも電
気式、磁気式、光学式等各種のものが採用できることは
いうまでもない。

以上説明した本発明の直線運動軸受においては、実際に
テーブルの案内に用いる際には、通常は少なくとも二列
の軌道台を必要とし、テーブルの四隅に軸受本体を取付
けるのであるが、リニアモータのマグネットが軸受本体
にのみ取付けられている場合、推力が不足する場合があ
る。第７図及び第８図に示す実施例のものは、このよう
な場合に、推力を補うための構成を示すものであり、テ
ーブルＴに推力補強用のマグネット１８．１８’を取付
けて、このマグネットを前記したところと同様に軌道台
２に取付けたコイル集合体６，６′と対向するように設
置したものである。このように構成すれば、高価な直線
運動軸受ユニットを取付けな（てもただ単にマグネット
を増やすだけで推力の増加を図ることができる。

また、以上の説明においては、軸受本体と軌道台に対し
て左右対称の関係に一対のりニアモータユニットを取付
けた場合を説明したが、本発明の実施例はこのような構
成に限られることはなく、リニアモーター個だけの推力
だけで充分な場合は、第９図に示すような構成をとるこ
とができる。この場合、リニアモータユニットは左側に
かたよった位置に一個だけ上下に対向して設けられてい
る。なお、同図においては、これ迄に説明したものと同
様の構成要素の符号にＡを付しである。この場合は、負
荷以外にマグネットによる吸引力が働く　（第１図の場
合は左右で相殺する）。

発明の効果 本発明は以上のように構成されているから、駆動部分の
構成が極めて簡単になり、組立て工数が著しく低減する
効果がある。また、スペースの節減を図ることができる
ことはいうまでもない。

また、駆動系と走行系との間に距離がないので、モーメ
ント荷重が発生する可能性が皆無となる。

テーブルをスライドさせる構成で直線運動軸受を二列又
は三列平行に配置する場合が多いがこの場合リニアエン
コーダは一本の軌道台に対してのみ搭載すればよく、そ
の走査ユニットは二個以上の軸受のうちの一個のみに取
付ければよい。したがって、このように簡単な構成であ
りながら、複数列の直線運動軸受の同期運転が可能とな
る。

そして、直線運動軸受の負荷容量が充分にあるが推力が
不足する場合、テーブルに直接マグネットを取付けてこ
れを補うことができる。

以上のように優れた作用効果を有する本発明は、工作機
械のみならず、あらゆる種類の産業機械に広く応用する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は右側半分を断面
で示した正面図、第２図は斜視図、第３図は概略電気回
路図、第４図はブロック線図、第５図及び第６図は位置
検出機構を示す正面図及び側面図、第７図及び第８図は
マグネットのみを増設する場合の実施例の正面図及び側
面図、第９図はりニアモータユニットを一個だけ設ける
場合の第１図に相当する一部断面図である。 １・・・軸受本体　１′・・・凹面 ２・・・軌道台　２′・・・凹溝 ６．６′・・・コイル集合体 １３、１３’・・・マグネット 代理人　弁理士　祐用尉−外２名 第曹図 第２図 １１９図 手続補正書 昭和５９年７月３１０ 特許庁長官　志賀　学　殿 １、事件の表示　特願昭５９−０８０３１６２、発明の
名称　リニアモータを内蔵した直線運動軸受 ３、？＠正をする者 事件との関係　出　願　人 名　称　株式会社　椿　本　楕　工 ４、代理人　〒１０５ 住　所　東京都港区虎ノ門二丁目６番７号５、補正命令
の日付　自　発

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軌道台の上面を凹溝とし、その中にリニアモータのコイ
   ル集合体を固定するとともに、軸受本体の凹面に前記コ
   イル集合体と相対向する位置にマグネットを固定した、
   直線運動軸受。